苏教版 (2019)第一单元 氯气及氯的化合物第1课时练习题

第一单元　氯气及氯的化合物

第1课时　氯气的发现与制备

基础巩固

1.欲除去Cl2中少量的HCl气体,可选用(　　)。

A.NaOH溶液 B.饱和食盐水

C.浓硫酸 D.石灰水

答案:B

解析:HCl极易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小,利用饱和食盐水可除去Cl2中少量的HCl气体。

2.某实验室的尾气中含有较多的氯气,要吸收这些尾气,下列试剂最适合的是(　　)。

A.饱和石灰水 B.饱和食盐水

C.自来水 D.烧碱溶液

答案:D

解析:虽然氯气能与饱和石灰水反应,但相同条件下,氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度,烧碱溶液吸收效果更好,A项错误、D项正确;饱和食盐水中氯离子浓度大,抑制氯气的溶解,则吸收效果不好,B项错误;自来水中含有氯离子,将抑制氯气的溶解,且氯气的溶解度较小,用水吸收效果不好,C项错误。

3.含2 mol HCl的浓盐酸与足量的二氧化锰共热制氯气,生成的氯气在标准状况下的体积为(　　)。

A.11.2 L B.22.4 L

C.小于11.2 L D.大于11.2 L

答案:C

解析:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

 4mol 22.4L

 2mol 11.2L

如果HCl完全参加反应,则生成的气体在标准状况下的体积为11.2L,但随着反应的进行,盐酸的浓度变小,稀盐酸与MnO2不反应,由此可知2molHCl不可能全部参加反应,则生成的气体体积在标准状况下应小于11.2L。

4.下图是电解饱和食盐水制取氯气的实验装置,相关叙述不正确的是(　　)。

A.装置中,a管处产生氢气

B.b管导出的是氯气

C.在石墨棒电极区域有NaOH生成

D.以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业称为“氯碱工业”

答案:C

解析:直流电源负极一端产生氢气,A项正确;根据题中实验装置可知,b管导出的气体可用NaOH溶液吸收,则b管中导出的气体应为氯气,B项正确;铁棒电极区域产生NaOH,C项错误;由氯碱工业的定义可知,D项正确。

5.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用图示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并检验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是(不考虑①单元装置)(　　)。

A.④

B.②

C.②③

D.②③④

答案:D

解析:氢氧化钠溶液不能放在②处,它不仅能与氯化氢反应,也能与氯气反应;洗气瓶中浓硫酸用于除去杂质水蒸气,导管要做到长进短出,氯气与金属反应时,气体应通到试管底部,并用双孔橡皮塞,否则会使试管内压强过大导致橡皮塞被顶开,并应有尾气处理装置。

6.某同学设计如图装置,利用2Al+3Cl22AlCl3反应,制备少量的AlCl3。已知AlCl3遇水会变质。下列说法错误的是(　　)。

A.B装置中所装试剂为饱和NaCl溶液,其作用是除去Cl2中的HCl

B.装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进入E中

C.用50 mL 12 mol·L-1的盐酸与足量的MnO2反应,所得氯气可以制取26.7 g AlCl3

D.实验过程中应先点燃A处的酒精灯,待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯

答案:C

解析:实验室利用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2,制得的Cl2中混有HCl和水蒸气,HCl极易溶于水,而Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小,因此B装置中所装试剂为饱和NaCl溶液,用于除去Cl2中的HCl,A项正确;因为AlCl3遇水会变质,所以铝与氯气反应必须在干燥的环境下进行,因此装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进入E中,B项正确;50mL12mol·L-1的盐酸与足量的MnO2反应,由于浓盐酸不断消耗,变为稀盐酸后,不再与二氧化锰反应,所以50mL12mol·L-1的盐酸产生氯气的量小于0.15mol,因此氯气与铝反应生成AlCl3的量小于0.1mol,质量小于13.35g,C项错误;实验过程中应先点燃A处的酒精灯,反应产生氯气,利用氯气排净装置内的空气,再点燃D处的酒精灯,D项正确。

7.实验室中常用MnO2与浓盐酸反应制取氯气,实验装置如下图所示:

(1)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是                             　。 

(2)如果将过量二氧化锰与20 mL 12 mol·L-1的盐酸混合加热,充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要原因有:①                                         　, 

②。 

(3)为了提高浓盐酸的利用率,你对实验的建议是。 

(4)实验结束清洗仪器时,为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染,可以向烧瓶中加入的溶液是　　　　。 

答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)①加热使HCl大量挥发　②盐酸浓度变小后不再发生反应

(3)将浓盐酸慢慢滴下;加热时用小火

(4)NaOH溶液

解析:题目所给盐酸中HCl的物质的量是0.24mol,但由于浓盐酸具有挥发性,且随着反应的不断进行,盐酸的浓度越来越小,变为稀盐酸后不再与MnO2反应,所以产生的Cl2的物质的量小于0.06mol。

8.某校化学兴趣小组的同学用如图所示仪器设计一个包括电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的实验装置。(提示:Cl2可与KI反应生成I2,淀粉遇I2变蓝)

(1)所选仪器连接时,各接口的顺序是(填各接口的字母代号):A接　　　　、　　　　接　　　　;B接　　　　、　　　　接　　　　。 

(2)证明产物是Cl2的实验现象是　。 

(3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60 mL,电解后溶液的体积恰好为50.0 mL,则溶液中NaOH的物质的量浓度为　　　　　　　　　　。 

答案:(1)G　F　H　D　E　C　(2)淀粉KI溶液变蓝　(3)0.010 0 mol·L-1

解析:反应器两边所选用的各仪器接口连接顺序为A接G,把水压入量筒中,用量筒测量排出的水的体积,以测定产生H2的体积;B接D,生成的Cl2使淀粉KI溶液变蓝,多余的Cl2通入烧杯里的NaOH溶液中。已知电解产生的H2的物质的量为n(H2)==0.000250mol,由电解反应的化学方程式知n(NaOH)=2n(H2)=0.000500mol,则c(NaOH)==0.0100mol·L-1。

能力提升

1.关于氯气制取方法的说法中,不正确的是(　　)。

A.电解饱和食盐水制氯气时,与电源正极相连的石墨棒上方充满黄绿色气体

B.工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气的同时得到烧碱

C.实验室制法和电解饱和食盐水的制法的化学方程式是不同的

D.实验室制取氯气时最好大火加热使温度迅速升高

答案:D

解析:电解饱和食盐水制氯气时,Cl2在与电源正极相连的石墨棒上生成,A项正确;浓盐酸具有挥发性,实验室制取氯气时应缓缓加热以减少浓盐酸的损失,D项错误。

2.(双选)四氯化钛(TiCl4)极易与水反应,若遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,常用作烟幕弹。其熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略),用Cl2与木炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是(　　)。

A.②中应盛装饱和食盐水

B.冷凝管有冷凝、回流和导气的作用

C.反应结束时,应先停止①处的加热,后停止③处的加热

D.该设计存在不足,如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置

答案:AC

解析:已知四氯化钛极易与水反应,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,而制得的氯气中混有水蒸气,所以②中应盛装浓硫酸,A项错误;TiCl4的熔点、沸点较低,制得的TiCl4应经过冷凝处理,则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用,B项正确;反应结束时,应先停止③处加热,后停止①处加热,可以使制得的TiCl4在氯气氛围中冷却,防止空气进入装置中使TiCl4变质,C项错误;因四氯化钛极易与水反应,所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装置,D项正确。

3.工业上,向500~600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。

回答下列问题:

(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　,装置B中加入的试剂是　　　　　　　　　　。 

(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取　　　。尾气的成分是　　　　　。若仍用D的装置进行尾气处理,存在的问题是　　　　　　　、　　　　　　　。 

(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先　　　　　　　　,再　　　　　　　　　　。 

答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O　浓硫酸

(2)HCl　HCl和H2　易发生倒吸　H2不能被吸收

(3)通入氯化氢(赶尽装置中的空气)　点燃C处的酒精灯

解析:(1)制取无水氯化铁的实验中,A装置为氯气的制备装置,发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置B的作用是除去氯气中的水蒸气,B中加入的试剂是浓硫酸。(2)根据题给信息知制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取HCl;尾气的成分是HCl和H2;若仍用D的装置进行尾气处理,氯化氢气体极易溶于水,氢气与氢氧化钠溶液不反应,则存在的问题是发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收。(3)欲制得纯净的FeCl2,应防止装置中氧气的干扰,在实验操作中应先通入氯化氢,利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气,再点燃C处的酒精灯。