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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 氯及其化合物第二课时学案设计
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 氯及其化合物第二课时学案设计，共6页。
第二课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
1．实验室制备Cl2时有如下操作：①连好装置，检查气密性；②缓缓加热；③加入MnO2粉末；④向分液漏斗中加入浓盐酸；⑤多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收；⑥用向上排空气法收集氯气。下列操作顺序正确的是( )
A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
答案 D
解析 实验室制备氯气的实验步骤：连接好装置，检查气密性→在烧瓶中加入二氧化锰粉末→往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中→缓缓加热，使气体均匀逸出→用向上排空气法收集氯气→尾气导入吸收剂中，故正确的操作顺序是①③④②⑥⑤。
2．下列关于实验室制取氯气的说法正确的是( )
A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替
B．为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验
C．可用饱和食盐水吸收尾气
D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉－碘化钾试纸，观察氯气是否收集满
答案 D
解析 若用长颈漏斗代替盛浓盐酸的分液漏斗，则无法控制盐酸的用量，并且浓盐酸易挥发出来，A错误；在讲台上直接做氯气的制备实验，容易造成中毒事故，应该在通风橱中进行，B错误；饱和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；可在集气瓶口放一张湿润的淀粉－碘化钾试纸，若试纸变蓝，则氯气已收集满，D正确。
氯气的实验室制法
(1)反应原理
实验室中，利用氧化性比Cl2强的氧化剂[如MnO2、KMnO4、KClO3等]将浓盐酸中的Cl－氧化来制取Cl2。常用的方法：MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(2)净化氯气装置的选择
气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。氯气中混有HCl和水蒸气等杂质，除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如图中Ⅰ所示)；除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如图中Ⅱ所示)或干燥的CaCl2(如图中Ⅲ所示)。
(3)尾气处理装置及方法
①吸收法(如图中A、B)，②储气法(如图中C)，③燃烧法(如图中D)。
3．下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是( )
A．MnO2与浓盐酸共热
B．缓慢加热反应
C．用向下排空气法收集Cl2
D．多余的氯气常用较浓的碱液吸收
答案 C
解析 由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故应用向上排空气法收集Cl2；Cl2与碱发生反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。
4．某同学设计的实验室制备氯气的装置如图。图中涉及的实验装置或药品有错误的是( )
A．①③④ B．①③ C．③④ D．①②③④
答案 A
解析 装置①中如果使用普通漏斗，会造成氯气的外逸，所以应将①中的普通漏斗改为分液漏斗，且反应物要用浓盐酸；装置③的导气管长短错误，应“长进短出”；④尾气处理装置中不能用Ca(OH)2溶液，Ca(OH)2溶液浓度小，吸收不充分，通常用NaOH溶液。
5．检验Cl－时所用试剂稀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
答案 A
解析 COeq \\al(2－,3)与Ag＋反应生成Ag2CO3沉淀，而Ag2CO3溶于硝酸，因此，硝酸的作用是防止COeq \\al(2－,3)的干扰。
6．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，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有( )
A．Cl－、SOeq \\al(2－,4) B．Cl－、NOeq \\al(－,3)
C．Cl－、COeq \\al(2－,3) D．Cl－、OH－
答案 C
解析 能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，故该未知溶液中含有COeq \\al(2－,3)，又因为加入足量稀硝酸后沉淀部分溶解，故该未知溶液中除含有COeq \\al(2－,3)外，还含有Cl－。
Cl2和HCl都能与AgNO3溶液反应产生白色沉淀，不能用AgNO3溶液鉴别Cl2和HCl两种气体，也不能用AgNO3溶液检验Cl2中混有的HCl气体。
7．自来水厂常使用氯气消毒，市场上有些小商小贩用自来水充当纯净水出售。下列试剂中，可用来辨其真伪的是( )
A．酚酞溶液 B．氯化钡溶液
C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液
答案 D
解析 Cl2＋H2O===HCl＋HClO，氯水中存在氢离子显酸性，遇酚酞不变色，A不符合题意；与氯化钡溶液不反应，B不符合题意；与氢氧化钠发生中和反应无明显现象，C不符合题意；氯水中存在氯离子，能与硝酸银反应生成白色沉淀，D符合题意。
8．新制氯水与久置的氯水相比较，下列结论不正确的是( )
A．颜色相同
B．前者可使有色布条褪色
C．都含有H＋
D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀
答案 A
解析 新制氯水为黄绿色，而久置的氯水变为稀盐酸，为无色溶液，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HClO具有漂白性，HCl电离生成H＋和Cl－，加AgNO3溶液都能生成白色沉淀。
9．在实验室制取Cl2时，尾气一般要用NaOH溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是( )
A．氯气不与石灰水反应
B．Ca(OH)2微溶于水，澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，吸收的尾气也很少
C．氯气与Ca(OH)2反应生成的CaCl2难溶于水
D．澄清石灰水能吸收空气中的CO2而变浑浊
答案 B
解析 Ca(OH)2在水中的溶解度小，吸收Cl2的量较少，吸收不充分。注意D项与题目所问无关。
10．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气( )
A．①比②多 B．②比①多
C．一样多 D．无法比较
答案 B
解析 反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，①含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应，由关系式4HCl～Cl2可知，理论上可得氯气71 g，但当盐酸浓度降低到一定程度时，反应停止，溶质HCl不可能全部反应，故实际生成的氯气应小于71 g；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应，因为浓盐酸足量，可以使87 g MnO2全部反应，故生成的氯气为71 g；所以得到氯气的量：②>①，故B正确。
11．在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图：
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母)：________接________；________接________；________接________；________接________。
(2)装置中，饱和食盐水的作用是__________________；NaOH溶液的作用是________________。
(3)化学实验中常用湿润的淀粉KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到____________，反应化学方程式为______________________________。
(4)写出下列化学反应的化学方程式：
①气体发生装置中进行的反应：______________________________________________________________________________________________________。
②NaOH溶液中发生的反应：__________________________________________________________________。
答案 (1)E C D A B H G F
(2)除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气
(3)试纸变蓝 2KI＋Cl2===2KCl＋I2
(4)①MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
②2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
解析 (1)按照制备气体的“发生装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。
(2)上述装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质；浓硫酸的作用是除去Cl2中的水蒸气；NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2。
(3)湿润的淀粉KI试纸遇Cl2时发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，淀粉遇I2变蓝色。
12．有一包白色固体，可能含有Na2CO3、KNO3、KCl、BaCl2和CuSO4，按下列步骤做实验：①将该固体溶于水得无色溶液；②向溶液中加入AgNO3溶液，得到白色沉淀，再加稀HNO3，白色沉淀部分溶解并有气体产生，把气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。根据现象判断：
(1)一定存在的物质是______________。
(2)一定不存在的物质是______________。
(3)可能存在的物质是________。
答案 (1)Na2CO3、KCl
(2)BaCl2、CuSO4
(3)KNO3
解析 由①中该固体溶于水得无色溶液，说明固体中不含CuSO4；由②中白色沉淀加稀HNO3部分溶解并有能使澄清石灰水变浑浊的气体产生，可知一定含KCl、Na2CO3，则一定不含BaCl2，无法确定白色固体中是否含有KNO3。
第二课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
1．实验室制备Cl2时有如下操作：①连好装置，检查气密性；②缓缓加热；③加入MnO2粉末；④向分液漏斗中加入浓盐酸；⑤多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收；⑥用向上排空气法收集氯气。下列操作顺序正确的是( )
A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
答案 D
解析 实验室制备氯气的实验步骤：连接好装置，检查气密性→在烧瓶中加入二氧化锰粉末→往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中→缓缓加热，使气体均匀逸出→用向上排空气法收集氯气→尾气导入吸收剂中，故正确的操作顺序是①③④②⑥⑤。
2．下列关于实验室制取氯气的说法正确的是( )
A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替
B．为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验
C．可用饱和食盐水吸收尾气
D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉－碘化钾试纸，观察氯气是否收集满
答案 D
解析 若用长颈漏斗代替盛浓盐酸的分液漏斗，则无法控制盐酸的用量，并且浓盐酸易挥发出来，A错误；在讲台上直接做氯气的制备实验，容易造成中毒事故，应该在通风橱中进行，B错误；饱和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；可在集气瓶口放一张湿润的淀粉－碘化钾试纸，若试纸变蓝，则氯气已收集满，D正确。
氯气的实验室制法
(1)反应原理
实验室中，利用氧化性比Cl2强的氧化剂[如MnO2、KMnO4、KClO3等]将浓盐酸中的Cl－氧化来制取Cl2。常用的方法：MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(2)净化氯气装置的选择
气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。氯气中混有HCl和水蒸气等杂质，除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如图中Ⅰ所示)；除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如图中Ⅱ所示)或干燥的CaCl2(如图中Ⅲ所示)。
(3)尾气处理装置及方法
①吸收法(如图中A、B)，②储气法(如图中C)，③燃烧法(如图中D)。
3．下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是( )
A．MnO2与浓盐酸共热
B．缓慢加热反应
C．用向下排空气法收集Cl2
D．多余的氯气常用较浓的碱液吸收
答案 C
解析 由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故应用向上排空气法收集Cl2；Cl2与碱发生反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。
4．某同学设计的实验室制备氯气的装置如图。图中涉及的实验装置或药品有错误的是( )
A．①③④ B．①③ C．③④ D．①②③④
答案 A
解析 装置①中如果使用普通漏斗，会造成氯气的外逸，所以应将①中的普通漏斗改为分液漏斗，且反应物要用浓盐酸；装置③的导气管长短错误，应“长进短出”；④尾气处理装置中不能用Ca(OH)2溶液，Ca(OH)2溶液浓度小，吸收不充分，通常用NaOH溶液。
5．检验Cl－时所用试剂稀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
答案 A
解析 COeq \\al(2－,3)与Ag＋反应生成Ag2CO3沉淀，而Ag2CO3溶于硝酸，因此，硝酸的作用是防止COeq \\al(2－,3)的干扰。
6．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，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有( )
A．Cl－、SOeq \\al(2－,4) B．Cl－、NOeq \\al(－,3)
C．Cl－、COeq \\al(2－,3) D．Cl－、OH－
答案 C
解析 能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，故该未知溶液中含有COeq \\al(2－,3)，又因为加入足量稀硝酸后沉淀部分溶解，故该未知溶液中除含有COeq \\al(2－,3)外，还含有Cl－。
Cl2和HCl都能与AgNO3溶液反应产生白色沉淀，不能用AgNO3溶液鉴别Cl2和HCl两种气体，也不能用AgNO3溶液检验Cl2中混有的HCl气体。
7．自来水厂常使用氯气消毒，市场上有些小商小贩用自来水充当纯净水出售。下列试剂中，可用来辨其真伪的是( )
A．酚酞溶液 B．氯化钡溶液
C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液
答案 D
解析 Cl2＋H2O===HCl＋HClO，氯水中存在氢离子显酸性，遇酚酞不变色，A不符合题意；与氯化钡溶液不反应，B不符合题意；与氢氧化钠发生中和反应无明显现象，C不符合题意；氯水中存在氯离子，能与硝酸银反应生成白色沉淀，D符合题意。
8．新制氯水与久置的氯水相比较，下列结论不正确的是( )
A．颜色相同
B．前者可使有色布条褪色
C．都含有H＋
D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀
答案 A
解析 新制氯水为黄绿色，而久置的氯水变为稀盐酸，为无色溶液，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HClO具有漂白性，HCl电离生成H＋和Cl－，加AgNO3溶液都能生成白色沉淀。
9．在实验室制取Cl2时，尾气一般要用NaOH溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是( )
A．氯气不与石灰水反应
B．Ca(OH)2微溶于水，澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，吸收的尾气也很少
C．氯气与Ca(OH)2反应生成的CaCl2难溶于水
D．澄清石灰水能吸收空气中的CO2而变浑浊
答案 B
解析 Ca(OH)2在水中的溶解度小，吸收Cl2的量较少，吸收不充分。注意D项与题目所问无关。
10．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气( )
A．①比②多 B．②比①多
C．一样多 D．无法比较
答案 B
解析 反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，①含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应，由关系式4HCl～Cl2可知，理论上可得氯气71 g，但当盐酸浓度降低到一定程度时，反应停止，溶质HCl不可能全部反应，故实际生成的氯气应小于71 g；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应，因为浓盐酸足量，可以使87 g MnO2全部反应，故生成的氯气为71 g；所以得到氯气的量：②>①，故B正确。
11．在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图：
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母)：________接________；________接________；________接________；________接________。
(2)装置中，饱和食盐水的作用是__________________；NaOH溶液的作用是________________。
(3)化学实验中常用湿润的淀粉KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到____________，反应化学方程式为______________________________。
(4)写出下列化学反应的化学方程式：
①气体发生装置中进行的反应：______________________________________________________________________________________________________。
②NaOH溶液中发生的反应：__________________________________________________________________。
答案 (1)E C D A B H G F
(2)除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气
(3)试纸变蓝 2KI＋Cl2===2KCl＋I2
(4)①MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
②2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
解析 (1)按照制备气体的“发生装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。
(2)上述装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质；浓硫酸的作用是除去Cl2中的水蒸气；NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2。
(3)湿润的淀粉KI试纸遇Cl2时发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，淀粉遇I2变蓝色。
12．有一包白色固体，可能含有Na2CO3、KNO3、KCl、BaCl2和CuSO4，按下列步骤做实验：①将该固体溶于水得无色溶液；②向溶液中加入AgNO3溶液，得到白色沉淀，再加稀HNO3，白色沉淀部分溶解并有气体产生，把气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。根据现象判断：
(1)一定存在的物质是______________。
(2)一定不存在的物质是______________。
(3)可能存在的物质是________。
答案 (1)Na2CO3、KCl
(2)BaCl2、CuSO4
(3)KNO3
解析 由①中该固体溶于水得无色溶液，说明固体中不含CuSO4；由②中白色沉淀加稀HNO3部分溶解并有能使澄清石灰水变浑浊的气体产生，可知一定含KCl、Na2CO3，则一定不含BaCl2，无法确定白色固体中是否含有KNO3。
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