高中化学人教版 (2019)必修 第一册配制一定物质的量浓度的溶液一课一练

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02
预习导学
自主梳理
一、氯气的实验室制备
1．实验室中，通常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气，其反应的化学方程式为：
_____________________________________________。
2．实验室制备氯气可选用的气体发生装置是_______（填序号）
A．B．
C．D．
3．实验室制得的氯气常含有易挥发的HCl和水蒸气，可将气体通过饱和的食盐水可除去氯气中的HCl，通过_________可除去氯气中的水蒸气；收集时多余的氯气可用NaOH溶液除去，写出该反应的化学方程式_____________________________________________。
二、氯离子的检验
在3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，观察现象。再分别加入少量稀硝酸，观察现象。
1．检验Cl－常用__________溶液。
2．一般先在待检液中滴入适量__________酸化，排除COeq \\al(2－,3)的干扰，然后滴入AgNO3溶液，如产生_____沉淀，则可判断该溶液中含有Cl－。
预习检测
1．（2022年湖北省孝感市期中）下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述中，不正确的是
A．MnO2与浓盐酸共热B．用向下排空气法收集Cl2
C．缓慢加热反应D．多余氯气常用较浓的碱液吸收
2．（2022年北京市房山区期末）瑞典化学家舍勒在研究软锰矿矿石时，把浓盐酸和软锰矿矿石混合加热，意外得到了氯气，MnO2＋4HCl(浓)eq \(====,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。关于该反应的叙述不正确的是
A．MnO2是氧化剂B．氧化剂与还原剂的个数之比为1∶4
C．MnO2被HCl还原D．HCl具有还原性
3．（2021年浙江学业考试）含氯消毒剂在新冠肺炎疫情防控中发挥了巨大作用。实验室中利用下图装置模拟制备“84消毒液”(有效成分为NaClO)，下列说法不正确的是
A．盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗
B．为除去Cl2中的HCl，装置a中的试剂为饱和Na2CO3溶液
C．装置b中，采用冰水浴冷却有利于NaClO的生成
D．装置c的作用是吸收尾气
4．（2022年江苏省无锡市期末）实验室制取氯气时，下列实验能达到相应目的的是
A．图甲生成Cl2B．图乙净化Cl2
C．图丙收集Cl2D．图丁吸收Cl2尾气
5．（2023年广东省佛山市南海区）实验室制备氯气的反应：MnO2＋4HCl(浓)eq \(====,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，其装置如图，有关说法正确的是
A．盛装浓盐酸的仪器为长颈漏斗
B．可用集气瓶瓶口向下排空气法收集氯气
C．制取的氯气中会混有HCl和水蒸气
D．可用该制备氯气的装置来制备氢气
6．（2023年四川省成都市郫都区期中）化学实验是科学探究过程中的一种重要方法，结合所学知识，回答下列问题。
如图所示是实验室用软锰矿和浓盐酸制备纯净氯气的装置图：
（1）装浓盐酸的仪器a的名称_________________。
（2）写出该实验中制取氯气的化学方程式_________________________________________________，反应中氧化剂与还原剂的数目之比为________。
（3）利用上图装置制备并收集纯净的氯气，则装置B中所装试剂为_____________，E装置的作用是_____________________________。
►环节一 氯气的实验室制法
情境材料
1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为Chlrine(中文命名“氯气”)。
舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。
问题探究
1．请你根据氧化还原反应原理，写出舍勒制备氯气的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目。
2．该反应的氧化剂是___________，浓盐酸既表现_________性，又表现______性。
3．含有146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成71 g Cl2吗？
4．实验室制氯气时，需要加热，加热温度是否越高越好？
要点归纳
一、氯气的实验室制法
1．原料
含有Cl－的物质(如浓盐酸)和强氧化剂(除MnO2外还可以是KMnO4、KClO3等)
2．原理
用氧化剂氧化氯离子，生成Cl2。
①MnO2＋4HCl(浓)eq \(====,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，其离子方程式为：
MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(====,\s\up6(Δ))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
②2KMnO4＋16HCl＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
③KClO3＋6HCl＝KCl＋3Cl2↑＋3H2O
（1）必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，故随反应进行浓盐酸变为稀盐酸，反应不再进行。
（2）加热方式——微热，以减少浓盐酸的挥发。
（3）用MnO2制氯气的反应，参加反应的HCl中，只有 EQ \f(1,2)被氧化。
2．装置
（1）发生装置
依据氯气制备类型：固体＋液体eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(Δ),\s\d 4(——→))),\s\d 6())气，发生装置如下：

①使用分液漏斗：一是可防止盐酸挥发，二是可控制反应速率及氯气的量
②为了在反应过程，使盐酸顺利滴下，可采用以下装置：

（2）收集装置
依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水，密度比空气大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2。
饱和食盐水
（3）净化干燥装置
由于氯气含有HCl、水蒸气，需除去。
用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸除去水蒸气(氯气能与碱反应，所以不能用碱石灰)。
（4）尾气处理装置
Cl2有毒，易污染空气，常用NaOH溶液吸收多余的Cl2(Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O)。
NaOH溶液
Ca(OH)2溶解度小，不能用澄清石灰水吸收Cl2，否则不能充分吸收多余的Cl2。
氯气的工业制备
1774年，舍勒所发明即用盐酸与软锰矿反应用制取氯气。后来，贝托雷发明把氯化钠、软锰矿和硫酸加热制氯气，1868年，狄肯和洪特又发明了用氧气来氧化氯化氢以制取氯气：4HCl＋O2eq \(=====,\s\up7(CuCl2),\s\d5(Δ))2Cl2＋2H2O。
以上生产氯气的方法在氯气生产史上都起过一定的作用，不过与电解法生产氯气相比，无论是从经济效益和生产规模上来说，都要大为逊色。1833年。当时法拉第经过一系列的试验，发现当把电流作用在氯化钠的水溶液，获得氯气和烧碱。目前工业用此方法制备氯气。
典例精讲
【例1】（2022年江苏省南京市六校12月联合调研）氯气及其化合物在生产生活中用途十分广泛。氯碱工业通过电解饱和食盐水制备氯气：2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；实验室用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，其反应原理为：2KMnO4＋16HCl(浓)＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。实验室需要制取少量Cl2，下列装置或操作正确的是
A．用装置甲生成Cl2B．用装置乙除去Cl2中的HCl
C．用装置丙收集Cl2D．用装置丁吸收Cl2尾气
【例2】（2022年山西省晋城市高平市期中）某实验小组为制取纯净干燥的Cl2并检验Cl2的性质，设计了如图装置。
资料表明装置D中硬质玻璃管内产物有以下性质：①受热易升华，冷却后易凝华；②遇水蒸气剧烈反应。
回答下列问题：
（1）装置A中反应的离子方程式为________________________________________。
（2）实验开始前，先连接装置，检查装置的气密性，写出检查装置气密性的操作方法：__________________________________________________________________________________________。
（3）实验中有两处酒精灯需要点燃，则应先点燃装置______(填“A”或“D”)中的酒精灯，目的是_____________________________________________。
（4）装置C中浓硫酸的作用是__________________________。
（5）装置D中反应现象为______________________，写出该反应的化学方程式_________________________。
（6）装置F中烧杯内盛放的溶液的溶质为_______________(填化学名称)，作用是______________________。
【例3】（2022年安徽省池州市贵州区期中）最近池州市市民为了创建文明城市，经常用到含氯消毒剂。其中“84消毒液”有效成分为次氯酸钠，它也是抗疫消毒剂之一，可由氯气和氢氧化钠溶液反应后制得。为制备并探究氯气，某化学兴趣小组设计下列实验装置。请回答：
（1）下列分析中不正确的是___________。
A．①中缺少加热装置
B．②中盛放的饱和NaCl溶液可以除去氯气中的氯化氢气体
C．③盛装浓硫酸的装置可以用盛装碱石灰的装置代替
D．④中盛装NaOH溶液的烧杯必须要用小漏斗倒扣液面上方，防止倒吸
（2）该方法制氯气的化学方程式为_________________________________________。
（3）氯气有多种性质：
①在盛有氯气集气瓶中放入湿润的淀粉碘化钾(KI)试纸，发现试纸变蓝(已知淀粉遇I2变蓝色)。涉及化学反应的离子方程式为___________________________________，该反应体现氯气具有___________性。
②“84消毒液”对棉麻织品有腐蚀作用，对有色物质有褪色作用，禁用于毛、麻丝织品消毒。写出制得“84消毒液”的离子方程式_____________________________________________。
③氯气溶于水，得到具有杀菌、漂白作用的氯水。氯水中具有漂白作用的粒子是___________(填化学式)。氯水用强光照射，数字化实验显示溶液的pH减小、氯离子浓度逐渐增大、氧气体积分数增大。请用化学方程式解释：________________________________。
（4）实验室还可用高锰酸钾不需要加热快速地制取氯气，反应的化学方程式如下：2KMnO4＋16HCl(浓)＝5Cl2↑＋2MnCl2＋2KCl＋8H2O。
①请用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目_________________________________________。
②该反应中______元素被氧化，_____元素发生还原反应(用元素符号填写)。若生成n个氯气分子，反应中转移_______个电子。
►环节二 氯离子的检验
情境材料
自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水(离子的浓度非常低)出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。
问题探究
在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是
A．酚酞溶液B．氯化钡溶液
C．氢氧化钠溶液D．硝酸银溶液
要点归纳
二、氯离子的检验
①检验溶液中的Cl－时需加入稀HNO3。以排除CO32－离子的干扰，以免判断错误。
②不能用稀盐酸酸化，否则会引入Cl－。
③如果SOeq \\al(2－,4)和Cl－同时存在，先用过量Ba(NO3)2溶液除去SOeq \\al(2－,4)，然后再用AgNO3溶液和稀硝酸检验Cl－。
典例精讲
【例4】（2022年河南省新乡市期中）下列说法正确的是
A．向某溶液中加入稀HCl产生能使澄清石灰水变浑浊无色气体，则溶液中一定含有CO32－
B．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则溶液中一定含有SO42－
C．向某溶液中依次加入BaCl2溶液、HNO3溶液，有白色沉淀产生，则溶液中一定含有Ag＋
D．向某溶液中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀产生，则溶液中一定含有Cl－
【例5】能证明某溶液中含有NaCl的是
A．焰色试验是黄色
B．溶液有咸味
C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀
D．焰色试验是黄色，同时又能与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀
04
课堂总结
常见气体制备流程
氯气制备装置图

0503
强化训练
1．检验Cl－时所用试剂HNO3的作用是
A．防止COeq \\al(2－,3)的干扰B．防止Cl－的干扰
C．生成Ag2CO3沉淀D．防止NOeq \\al(－,3)的干扰
2．（2023届江苏省盐城市上学期期中）实验室制取少量的氯水并探究其性质，下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A．用装置甲制取氯气B．用装置乙制取氯水
C．用装置丙处理尾气D．用pH试纸测氯水的pH
3．（2022年江苏省江阴市期末）海水化学资源的开发利用具有非常广阔的前景，从海水中可制取含钠、溴等元素的化工产品。以精盐、氨气、二氧化碳为原料制取的碳酸钠是一种重要的无机化工原料，广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。开发利用海水化学资源的部分过程如图所示。
下列关于实验室制氯气有关装置能达到实验目的的是
A．制取Cl2B．除去Cl2中HCl
C．收集Cl2D．处理多余的Cl2
4．(2023届江苏省南通市二模)FeCl3易与水反应、易升华，是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列说法正确的是
A．实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸
B．实验时若不足量，则可能生成FeCl2
C．装置丙的作用是收集FeCl3
D．装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2
5．（2023届江苏省连云港市上学期期中）实验室制取氯水并回收得到MnCl2·4H2O。下列实验装置和操作能达到目的的是
A．用装置甲制取Cl2B．用装置乙制氯水
C．用装置丙吸收多余的Cl2D．用装置丁蒸干MnCl2溶液制MnCl2·4H2O
6．（2023年河南省安阳市期中）化合价和物质类别是整理元素及其化合物知识的两个要素。下图是部分含氯物质的“价—类”二维图，下列说法错误的是
A．物质a属于电解质
B．物质d既有氧化性又有还原性
C．f转化为d的反应是氧化还原反应
D．e的可溶性盐中的阴离子可用AgNO3溶液和稀硝酸检验
7．（2023届江苏南通通州区期中）下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的实验原理和装置能达到实验目的的是
A．用装置甲制取Cl2B．用装置乙除去HCl杂质
C．用装置丙制备KMnO4D．用装置丁处理尾气
8．（2022年安徽省芜湖市期末）用下列装置制备并检验Cl2的性质，下列有关说法正确的是
A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部反应
B．Ⅱ图中：充分光照后，量筒中剩余气体约为10 mL（条件相同）
C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟，若在集气瓶中加入少量水，所得溶液呈绿色
D．Ⅳ图中：干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条能褪色，说明Cl2有漂白性
9．（2022年福建省宁德市期末）三氯化硼（BC13）可用作有机合成催化剂。已知三氯化硼沸点为12.5℃，熔点为−107.3℃，遇水剧烈反应。某化学兴趣小组利用氯气和单质硼反应制备三氯化硼，实验装置如下图。下列说法正确的是
A．装置A中用足量稀盐酸与MnO2固体制备Cl2
B．装置B和C中分别装入浓硫酸和饱和食盐水
C．装置E中的水槽里装入60℃的热水
D．装置F用装有碱石灰的干燥管代替更合理
10．（2023年河南省南阳市期中）一氧化二氯(Cl2O)为国际公认的高效安全灭菌消毒剂之一，其部分性质如下：
实验室制备原理：2Na2CO3＋H2O＋2Cl2＝2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。
现用如图所示装置设计实验制备少量Cl2O。(已知实验室制Cl2的方法：MnO2＋4HCl(浓)eq \(====,\s\up6(Δ))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O)
（1）仪器组装完成、加药品前应进行的实验操作为_____________________。
（2）装置A中发生反应的离子方程式为___________________________________________。
（3）装置B中盛放的试剂是_____________溶液。
（4）E装置中冰水混合物的作用_________________________________。
（5）反应结束后，请设计简单实验证明装置C中的残留固体中含有NaCl，______________________
_____________________________________________________________。1．知道实验室制备氯气的原料，理解其制备原理。
2．能根据氯气制备原理及氯气的性质，认识氯气的制备装置、净化干燥装置、收集装置和尾气处理装置。
3．了解氯离子的检验原理、所用试剂，能规范书写氯离子的检验方法。
实验试剂
实验现象
反应原理
稀盐酸
产生白色沉淀，沉淀不溶解
HCl＋AgNO3＝AgCl↓＋HNO3
NaCl溶液
产生白色沉淀，沉淀不溶解
NaCl＋AgNO3＝AgCl↓＋NaNO3
Na2CO3溶液
产生白色沉淀，后沉淀溶解，产生气泡
Na2CO3＋2AgNO3＝Ag2CO3↓＋2NaNO3
Ag2CO3＋2HNO3＝CO2↑＋H2O＋2AgNO3
原料
饱和食盐水
原理
2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑(此法叫氯碱工业)
原理
Cl－＋Ag＋＝AgCl↓ AgCl不溶于稀硝酸
试剂
AgNO3溶液和稀硝酸
答题模板
物理性质
化学性质
常温下，Cl2O是棕黄色有刺激性气味的气体；熔点：－120.6℃：沸点2.0℃
Cl2O热稳定性差，常温下即可分解；易溶于水，同时反应生成次氯酸。