化学必修 第一册氯及其化合物第3课时精练

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[题点多维训练]
1.(2023·江苏卷)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是( )
2.(2025·青岛高一期中)用漂白粉和浓盐酸反应制取并收集纯净干燥的氯气,装置如图。下列说法正确的是( )
A.关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向烧瓶中加水,若水不断滴下,则甲气密性不好
B.装置甲中发生的反应为Ca(ClO)2+4HCl(浓)==CaCl2+2Cl2↑+2H2O
C.装置乙和丙中分别盛有浓硫酸和饱和食盐水
D.装置戊可吸收多余的氯气并防止倒吸
3.制取Cl2的原理是利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-生成Cl2。
(1)在反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是 ,还原剂是 ,氧化剂和还原剂个数之比为 。每生成1个Cl2,转移 个电子,HCl除了表现还原性还表现出 性。
(2)KMnO4是一种强氧化剂,常温下即可与浓盐酸反应生成Cl2,请写出化学方程式,作还原剂的HCl占参与反应HCl的多少? 。
4.某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的氧化性并模拟工业制取漂白粉,设计如图装置进行实验:
(1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置的连接顺序为 (填接口字母)。
(3)饱和NaCl溶液的作用是 ,淀粉⁃KI溶液中的现象为 。
(4)氯气与石灰乳反应制取漂白粉的化学方程式为 。
新知探究(二)——实验室制备气体的实验装置设计
1.气体制取装置的连接顺序
2.各类装置的选择
(1)气体发生装置
①选择依据
反应原理、反应物的状态、反应条件等。
②装置的基本类型
(2)净化(干燥)装置
①净化原则
不减少被净化气体的量;不引入新杂质;操作简便,易于分离。
②净化装置
装置Ⅰ(洗气瓶):盛液体除杂试剂,气流方向是长管进,短管出。
装置Ⅱ(干燥管):盛固体除杂试剂,气流方向是粗口进,细口出。
装置Ⅲ、Ⅳ(U形管、硬质玻璃管):盛固体除杂试剂,进气口两端均可。
(3)收集装置
①选择依据
根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的成分发生反应来确定气体的收集方法。
②方法选择
(4)尾气处理装置
[题点多维训练]
1.在实验室中用如图装置制备某种气体,对于反应物质和除杂试剂选择不合理的是( )
2.钌(Ru)是一种硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属,性质很稳定,且耐腐蚀性很强。实验室用H2还原RuO2来制备金属钌的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.加热试管前,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度
B.洗气瓶中盛装的可能是NaOH溶液,用于除去HCl
C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热
D.启普发生器不可以用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
3.实验室用浓盐酸和MnO2制取Cl2,并以干燥的Cl2为原料制取FeCl3。已知FeCl3易升华,易潮解。
(1)装置B、C中应盛放的试剂名称分别为 、 ;从装置A导出的气体若不经过装置B、C而直接进入D管,将对实验产生的不良后果是 。
(2)实验时,先点燃A处的酒精灯,让Cl2充满装置,再点燃D处酒精灯,写出D中反应的化学方程式: 。
(3)装置F所起的作用是 。
新知探究(三)——氯离子的检验
导学设计
在三支试管中分别加入2~3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,再分别加入少量稀硝酸,观察现象,填写下表:
通过上述实验探究,总结氯离子的检验方法,并说明加入试剂的目的。
[系统融通知能]
1.氯离子的检验及答题规范
2.Cl-检验的思维流程
(1)检验流程
待测液白色沉淀,说明溶液中含Cl-
(2)注意事项
①检验时要加稀硝酸,以排除CO32-等离子的干扰。不能用稀硫酸,因为Ag2SO4微溶,会干扰实验。更不能用盐酸,因为盐酸中含有Cl-。
②若被检液中含有SO42-,需先用Ba(NO3)2溶液除去SO42-,然后再加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,检验Cl-的存在。
[题点多维训练]
题点(一) Cl-的检验
1.(2025·黄冈高一期中)下述实验现象能确定试样中一定有Cl-的是( )
A.滴加AgNO3溶液有白色沉淀
B.滴加硝酸酸化的Ba(NO3)2有白色沉淀
C.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液有白色沉淀
D.滴加硫酸酸化的AgNO3溶液有白色沉淀
2.用如图所示方法,检验某固体中是否含有Cl-,下列说法正确的
是( )
A.①是BaCl2溶液,②是稀盐酸
B.①是稀盐酸,②是稀BaCl2溶液
C.①是稀硝酸,②是AgNO3溶液
D.①是稀硫酸,②是AgNO3溶液
题点(二) Cl-的推断
3.在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,加入稀硝酸后,沉淀部分溶解,有无色无味的气体生成,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,由此判断水溶液中含有( )
A.Cl-、SO42-B.Cl-、NO3-
C.Cl-、CO32-D.Cl-、OH-
4.某溶液中可能含有Na+、Ca2+、CO32-、Cl-等离子中的一种或几种。现进行以下实验:取上述溶液少量,加入过量AgNO3溶液,产生白色沉淀,过滤,向沉淀中加入过量的硝酸,沉淀部分溶解,并产生气体。由以上实验判断:
(1)该溶液中肯定存在的离子有 。
(2)肯定不存在的离子为 。
(3)白色沉淀加入硝酸后,部分溶解,反应的离子方程式为 。
课下请完成课时跟踪检测(十六)
第3课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
新知探究(一)
MnO2与稀盐酸不反应 便于分液漏斗中的液体流出 除去Cl2中的HCl气体 长管 短管 除去Cl2中的水蒸气 长管 短管 短管
长管 2NaOH+Cl2==NaCl+NaClO+H2O 石灰水中Ca(OH)2的量太少,吸收不完全 酒精灯加热 使分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等,便于分液漏斗中的液体流下
[题点多维训练]
1.选C 实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A错误;除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,应该长进短出,B错误;氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D错误。
2.选B 分液漏斗和烧瓶互通,关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向烧瓶中加水,不能检测装置气密性,故A错误;装置甲中漂白粉和浓盐酸生成氯气,发生的反应为Ca(ClO)2+4HCl(浓)==CaCl2+2Cl2↑+2H2O,故B正确;乙用饱和食盐水除去氯气中的HCl,丙用浓硫酸干燥氯气,故C错误;汽油密度小于水,在上层,不能防倒吸,故D错误。
3.(1)MnO2 HCl 1∶2 2 酸 (2)2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,作还原剂的HCl占参与反应HCl的58
4.解析:(1) MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2。(2)制备出的Cl2先通过饱和NaCl溶液除去HCl,然后通入淀粉⁃KI溶液中探究Cl2的氧化性,再通入石灰乳中模拟工业制取漂白粉,最后通入NaOH溶液中处理尾气,装置接口的连接顺序是a→e→d→i→h→b→c→g→f。(3)饱和NaCl溶液可除去Cl2中混有的HCl,氯气能够与KI反应生成KCl和I2,I2遇淀粉变蓝。(4)氯气与氢氧化钙反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和水。
答案:(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)a→e→d→i→h→b→c→g→f
(3)除去Cl2中混有的HCl 溶液变蓝
(4)2Cl2+2Ca(OH)2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
新知探究(二)
1.选D 浓盐酸与高锰酸钾反应,制得混有HCl的氯气,可以通过饱和食盐水除杂,A正确;锌粒与稀硫酸反应,制得混有水蒸气的氢气,通过浓硫酸干燥,B正确;双氧水在二氧化锰催化下可制氧气,能用浓硫酸干燥,C正确;大理石与稀盐酸反应生成的CO2中混有HCl,氢氧化钠与CO2和HCl均发生反应,D错误。
2.选C 可燃性气体在点燃或加热前必须验纯,故加热试管前,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,以免发生爆炸,A项正确;洗气瓶中盛装的可能是NaOH溶液,用于除去氢气中的HCl,避免制得的Ru含有杂质,B项正确;结束反应时,先停止加热,再关闭活塞K,用氢气冷却Ru,以免生成的Ru在高温时又被空气中的氧气氧化,C项错误;二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需要加热,而启普发生器不能加热,D项正确。
3.解析:FeCl3易潮解,说明在制取FeCl3时要除去水蒸气。
答案:(1)饱和食盐水 浓硫酸 氯化氢和水蒸气随Cl2进入D中能和铁反应生成H2,H2和Cl2混合受热会发生爆炸
(2)2Fe+3Cl22FeCl3
(3)吸收多余的Cl2,防止污染环境,防止空气中的水蒸气进入E中
新知探究(三)
[导学设计]
①有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl-+Ag+==AgCl↓
②有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl-+Ag+==AgCl↓
③有白色沉淀生成 沉淀溶解,有气泡产生 CO32-+2Ag+==Ag2CO3↓、Ag2CO3+2H+==2Ag++CO2↑+H2O
提示:取少量被检测溶液于试管中,滴加适量稀硝酸,然后滴入AgNO3 溶液,若产生白色沉淀,则被检测溶液中含有Cl-,若无白色沉淀,则无Cl-。加入AgNO3溶液的目的是检验Cl-,加稀硝酸酸化的目的是排除CO32-等的干扰,因为Ag2CO3可溶于稀硝酸,而AgCl不溶。
[题点多维训练]
1.选C 能和银离子反应生成白色沉淀的可以是氯化银、硫酸银、碳酸银等,滴加AgNO3溶液有白色沉淀,不能确定氯离子一定存在,故A错误;滴加硝酸酸化的Ba(NO3)2有白色沉淀,证明了硫酸根的存在或生成,故B错误;滴加硝酸酸化的AgNO3溶液有白色沉淀,证明溶液中一定含有氯离子,故C正确;滴加硫酸酸化的AgNO3 溶液有白色沉淀,则该白色沉淀可以是硫酸钡沉淀,不能证明试样中一定有Cl-,故D错误。
2.选C A、B项引入Cl-,错误;D项,SO42-干扰Cl-检验,错误。
3.选C 沉淀部分溶解,且有无色无味气体生成,气体通入石灰水变浑浊,说明气体为CO2,综合分析知未知液中含Cl-和CO32-。
4.解析:取题述溶液少量,加入过量AgNO3溶液,产生白色沉淀,可能含有碳酸根离子、氯离子,过滤,向沉淀中加入过量的硝酸,沉淀部分溶解,并产生气体,说明含有碳酸根离子,则溶液中不能含有钙离子,沉淀不能完全溶解,说明含有氯离子,依据溶液呈电中性可知,溶液中一定含有钠离子。
答案:(1)CO32-、Na+、Cl- (2)Ca2+
(3)Ag2CO3+2H+CO2↑+H2O+2Ag+
A.制取Cl2
B.除去Cl2中的HCl
C.收集Cl2
D.吸收尾气中的Cl2
固体+固体气体
固体+液体→气体
固体+液体气体
排水法
向上排空气法
向下排空气法
适用于难溶于水且不与水反应的气体,如O2、H2等。
气体不与空气中的成分反应,且密度比空气大,如O2、CO2、Cl2等。
气体不与空气中的成分反应,且密度比空气小,如H2、CH4等。
吸收法
a可用于NaOH溶液吸收Cl2、CO2(气体溶解或反应速率不快,不易引起倒吸)。b、c可用于收集极易溶且溶解速率很快的气体,如HCl等
燃烧法
可用于处理难以吸收且可燃的气体,如H2、CO等
收集法
如NO,将气体用气球收集,然后处理,如图
选项
甲中溶液
乙中试剂
丙中物质
A
浓盐酸
高锰酸钾
饱和食盐水
B
稀硫酸
锌粒
浓硫酸
C
双氧水
二氧化锰
浓硫酸
D
稀盐酸
大理石
氢氧化钠
试液
2~3 mL
实验现象
离子方程式
滴入几滴
硝酸银溶液
加入少量
稀硝酸
①稀盐酸
②NaCl溶液
③Na2CO3溶液
选用试剂
AgNO3溶液、稀硝酸
反应原理
Ag++Cl-==AgCl↓
实验现象
产生白色沉淀
规范描述
取少量待测液于洁净试管中,加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,若观察到溶液中有白色沉淀生成,说明溶液中含有Cl-