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第二节 氯及其化合物
第3课时 氯气的实验室制法 导学案
回顾初中所学的二氧化碳的实验装置,结合实验室制取氯气所用的二氧化锰和浓盐酸的性质,选择合适的实验装置制取氯气,培养科学探究与创新意识,提升实验能力。
1、实验室制取氯气
2、实验室气体的制备
一、氯气的实验室制法
1.反应原理
(1)化学方程式: 。
(2)原理:利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-生成Cl2,该反应中MnO2为 ,浓盐酸为 并且该实验还体现了浓盐酸的 。
2.仪器装置
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(1)气体发生装置类型:固+液气
(2)发生装置所用仪器: 。
(3)除杂装置:
装置C的作用是 。装置D的作用是 。
3.收集方法
(1)向上排空气法( )。
(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的 ,用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。
4.验满方法
观察到E中充满 气体,则证明已集满。
5.尾气处理
烧杯F中盛放的液体是 。该液体的作用是 。
(1)实验室制取氯气的反应原理是选用氧化剂(如MnO2、KMnO4等)将盐酸中的部分氯离子氧化而得到氯气。
(2)制取的氯气有毒,且在加热时容易逸出,所以应选用分液漏斗,而不用长颈漏斗。
(3)尾气处理时,不能用澄清石灰水吸收氯气,因为澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,吸收不完全。
(4)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的氯气,再拆卸装置,避免污染空气。
二、实验室制气体的制备思路
(一)设计气体制备装置的基本思路
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(二)气体制备装置的连接顺序
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(三)各种装置的选择
1.实验室制备气体的发生装置的选择
(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
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①固体+固体气体。
②固体+液体―→气体。
③固体+液体气体。
2.实验室制备气体的净化装置的选择
(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
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装置Ⅰ(洗气瓶):盛 除杂试剂,气流方向是 进, 出。
装置Ⅱ(干燥管):盛 除杂试剂,气流方向是 进, 出。
3.实验室制备气体的收集装置的选择
(1)选择依据
根据气体的 、 及是否 发生反应来确定气体的收集方法。
(2)方法选择
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①排水法:适用于 的气体,如O2、H2等。
②向上排空气法:气体 反应,且密度 ,如O2、CO2、Cl2等。
③向下排空气法:气体 反应,且密度 ,如H2等。
4.实验室制备气体的尾气处理装置的选择
(1)选择依据:根据气体的物理性质、化学性质,将气体转化成无毒物质或吸收。
(2)方法选择:①点燃法:如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法,必须先验纯,再点燃。
②吸收法:如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。
1、(2022·广西·高一学业考试)实验室用固体与浓盐酸混合加热制取时,应选用下列发生装置中的
A. B. C. D.
2、实验室制取Cl2时,下列操作正确的是
A.用装置Ⅰ制取少量Cl2 B.用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl
C.用装置Ⅲ制取Cl2 D.用装置Ⅳ干燥Cl2
3、(2022·天津市第二南开中学高一阶段练习)瑞典化学家舍勒制取氯气的反应原理为,下列有关说法正确的是
A.该反应的氧化剂是 B.可以用固体进行干燥
C.该实验产生的尾气可以直接排放 D.常用向下排空气法收集
4、(2020·江苏淮安市高一期调研测试)实验室用如图装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理,不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置丙收集Cl2
C.用装置丁吸收尾气中的Cl2 D.用装置乙除去Cl2中的少量HCl
5、(2020·贵州高二学业考试)如图为实验室制取并收集氯气的装置,下列说法不正确的是( )
A.仪器a的名称为分液漏斗
B.饱和食盐水和浓硫酸的作用是除去氯气中的杂质
C.b为氯气的收集装置
D.c为尾气处理装置,烧杯中的溶液为浓硫酸
6、(2021·湖南省岳阳县第一中学高一期末)某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的性质及模拟工业上制取漂白粉,设计了如图所示装置进行实验。
请按要求回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称为_______。本实验中制备Cl2的化学方程式为_____ __。
(2)饱和食盐水在该实验中的作用是_______。
(3)气体通入淀粉-KI溶液后可观察到溶液变蓝,可得氧化性比较:Cl2_______I2(填“>”或“<”)。
(4)若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,则装置甲中盛放的试剂是_______。
1、(2021·湖南益阳高一期末)实验室常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气,对于该反应,下列说法正确的是( )
A.二氧化锰是该反应的催化剂
B.该反应涉及的氧化物有两种
C.可用浓硫酸除去氯气中的氯化氢气体杂质
D.反应中,还原剂与氧化产物的物质的量之比为
2、(2022·辽宁·高一学业考试)实验室用下列装置制取干燥氯气并处理尾气,其中不能达到实验目的的是
A B C D
发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置
3、(2022·浙江高三专题练习)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Cl2 B.图乙净化Cl2
C.图丙收集Cl2 D.图丁吸收Cl2尾气
4、(2021·改编)某化学小组采用下图所示装置制备Cl2并探究其化学性质,下列说法错误的是( )
A.加入药品之前,应先检查装置的气密性
B.通过对装置C和E中的产物分析,可判断温度对Cl2与碱溶液反应的影响
C.装置D中的现象为溶液逐渐变成浅黄绿色
D.装置B中NaOH溶液的作用为吸收挥发出来的HCl
5、(2021·民勤县第四中学高一月考)利用如图装置可用氯气与金属铁反应制备无水氯化铁,该铁合物呈棕红色、易潮解,100℃升华。下列有关说法正确的是( )
A.烧瓶B中制备氯气的反应物为二氧化锰和稀盐酸
B.装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置,才能制得无水氯化铁
C.装置C、D中分别盛有浓硫酸、饱和食盐水
D.装置F的目的是检验有无氯气逸出
6、(2021·河南·高三月考)某研究性学习小组利用MnO2与浓盐酸反应来制取干燥的氯气并检验其有无漂白性,所用装置(数量可满足需要,不含制气装置)如图:
下列说法不正确的是
A.按气体流动的先后顺序,装置连接顺序依次为dabace
B.装置a只需用到一次
C.装置e中可得到NaClO
D.若实验中使用到装置c且布条褪色,则说明湿润的氯气具有漂白性
7、(2020·渭南市铁路自立中学高一月考)下图为实验室制取纯净、干燥的Cl2,并进行检验Cl2性质的实验装置。其中D瓶中放有干燥的红色布条;E中为铜网,E右端出气管口附近为棉球。试回答:
(1)A中发生反应的化学方程式为_________________________。
(2)为得到干燥纯净的氯气,一般在B瓶中加入________________,其作用是_______。
(3)C中盛放的试剂为___________________________________。
(4)F中加入物质是_________________。
8、(2020·广东湛江)图中为实验室制取氯气及性质验证的装置图:
(1)请指出仪器a的名称____________________,仪器b的名称____________________,写出装置A中反应的化学方程式_____________________________________________。
(2)在装置D中可观察到的实验现象是____________________________;在装置E中可观察到的实验现象是_____________________;在装置F中可观察到的实验现象是_______________________。在装置G中可观察到的实验现象是____________________________________________。
(3)装置B的作用为___________________,装置C的作用为__________________,装置H的作用为__________________________________,装置B与装置C的位置能否互换 ___________________写出装置H的化学方程式________________________________________。
9、(2020·新课标Ⅲ卷)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________,a中的试剂为________。
(2)b中采用的加热方式是_________,c中化学反应的离子方程式是________________,采用冰水浴冷却的目的是____________。
(3)d的作用是________,可选用试剂________(填标号)。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,________,__________,干燥,得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显____色。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO(填“大于”或“小于")。
10、(2021·甘肃·永昌县第一高级中学高一期中)某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
(1)装置Ⅰ中仪器c的名称是___________,实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的离子方程式为___________,HCl在反应中体现的性质为___________。
(2)装置Ⅱ的作用是___________。
(3)若产生Cl2足量,实验过程中装置Ⅳ中的实验现象___________。
(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为还需在图中装置Ⅱ与Ⅲ之间添加图中的___________装置(填序号)。
(5)工业生产中常用氨气检查输送氯气的管道是否有Cl2泄漏。若Cl2有泄漏,可以观察到有大量的白烟生成(为NH4Cl固体),同时会生成一种空气中含量最多的物质,试写出该反应的化学方程式:___________。
本节课所学知识点
错题及错误原因
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第二节 氯及其化合物
第3课时 氯气的实验室制法 导学案
回顾初中所学的二氧化碳的实验装置,结合实验室制取氯气所用的二氧化锰和浓盐酸的性质,选择合适的实验装置制取氯气,培养科学探究与创新意识,提升实验能力。
1、实验室制取氯气
2、实验室气体的制备
一、氯气的实验室制法
1.反应原理
(1)化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)原理:利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-生成Cl2,该反应中MnO2为氧化剂,浓盐酸为还原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。
2.仪器装置
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(1)气体发生装置类型:固+液气
(2)发生装置所用仪器:分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。
(3)除杂装置:
装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
3.收集方法
(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。
4.验满方法
观察到E中充满黄绿色气体,则证明已集满。
5.尾气处理
烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
(1)实验室制取氯气的反应原理是选用氧化剂(如MnO2、KMnO4等)将盐酸中的部分氯离子氧化而得到氯气。
(2)制取的氯气有毒,且在加热时容易逸出,所以应选用分液漏斗,而不用长颈漏斗。
(3)尾气处理时,不能用澄清石灰水吸收氯气,因为澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,吸收不完全。
(4)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的氯气,再拆卸装置,避免污染空气。
二、实验室制气体的制备思路
(一)设计气体制备装置的基本思路
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(二)气体制备装置的连接顺序
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(三)各种装置的选择
1.实验室制备气体的发生装置的选择
(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
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①固体+固体气体。
②固体+液体―→气体。
③固体+液体气体。
2.实验室制备气体的净化装置的选择
(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
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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。
3.实验室制备气体的收集装置的选择
(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O2发生反应来确定气体的收集方法。
(2)方法选择
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①排水法:适用于难溶于水且不与水反应的气体,如O2、H2等。
②向上排空气法:气体不与空气反应,且密度比空气大,如O2、CO2、Cl2等。
③向下排空气法:气体不与空气反应,且密度比空气小,如H2等。
4.实验室制备气体的尾气处理装置的选择
(1)选择依据:根据气体的物理性质、化学性质,将气体转化成无毒物质或吸收。
(2)方法选择:①点燃法:如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法,必须先验纯,再点燃。
②吸收法:如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。
1、(2022·广西·高一学业考试)实验室用固体与浓盐酸混合加热制取时,应选用下列发生装置中的
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.图示为固-液不加热型装置,不可用于固体与浓盐酸混合加热制取,A错误;
B.图示为固-液不加热型装置,且可控制反应的发生和停止,但不可用于固体与浓盐酸混合加热制取,B错误;
C.图示为固-固加热型装置,不可用于固体与浓盐酸混合加热制取,C错误;
D.图示为固-液加热型装置,可用于固体与浓盐酸混合加热制取,D正确;
2、实验室制取Cl2时,下列操作正确的是
A.用装置Ⅰ制取少量Cl2 B.用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl
C.用装置Ⅲ制取Cl2 D.用装置Ⅳ干燥Cl2
【答案】D
【解析】A.实验室用浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气,不能用稀盐酸,A错误;
B.除去氯气中的氯化氢应选择饱和食盐水,且导管应“长进短出”,B错误;
C.实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气需要加热,C错误;
D.浓硫酸具有吸水性,且氯气和浓硫酸不反应,可用浓硫酸干燥氯气,D正确;
3、(2022·天津市第二南开中学高一阶段练习)瑞典化学家舍勒制取氯气的反应原理为,下列有关说法正确的是
A.该反应的氧化剂是 B.可以用固体进行干燥
C.该实验产生的尾气可以直接排放 D.常用向下排空气法收集
【答案】A
【解析】A.该反应中Mn的化合价降低,被还原,故是氧化剂,A正确;
B.由于Cl2能与NaOH反应,故Cl2不可以用固体进行干燥应该用浓硫酸或者P2O5等酸性干燥剂干燥,B错误;
C.Cl2有毒,则该实验产生的尾气不可以直接排放,应该用NaOH溶液进行尾气处理,C错误;
D.Cl2的密度比空气的大,故常用向上排空气法收集或者排饱和食盐水法收集,D错误;
4、(2020·江苏淮安市高一期调研测试)实验室用如图装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理,不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置丙收集Cl2
C.用装置丁吸收尾气中的Cl2 D.用装置乙除去Cl2中的少量HCl
【答案】A
【解析】A项,二氧化锰氧化浓盐酸需要加热,装置甲不能制取Cl2,A错误;B项,氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,则可以用装置丙收集Cl2,B正确;C项,氯气有毒,应该用氢氧化钠溶液吸收尾气,因此可用装置丁吸收尾气中的Cl2,C正确;D项,氯化氢易溶于水,氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,可用装置乙除去Cl2中的少量HCl,D正确;故选A。
5、(2020·贵州高二学业考试)如图为实验室制取并收集氯气的装置,下列说法不正确的是( )
A.仪器a的名称为分液漏斗
B.饱和食盐水和浓硫酸的作用是除去氯气中的杂质
C.b为氯气的收集装置
D.c为尾气处理装置,烧杯中的溶液为浓硫酸
【答案】D
【解析】A项,根据仪器a的结构特点可知其为分液漏斗,A正确;B项,饱和食盐水可以除去氯气中混有的HCl气体,浓硫酸可以除去水蒸气,B正确;C项,氯气密度比空气大,可以用向上排空气发生在b中收集,C正确;D项,氯气不能和浓硫酸反应,能和碱液反应,一般用NaOH溶液吸收尾气,D错误;故选D。
6、(2021·湖南省岳阳县第一中学高一期末)某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的性质及模拟工业上制取漂白粉,设计了如图所示装置进行实验。
请按要求回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称为_______。本实验中制备Cl2的化学方程式为_____ __。
(2)饱和食盐水在该实验中的作用是_______。
(3)气体通入淀粉-KI溶液后可观察到溶液变蓝,可得氧化性比较:Cl2_______I2(填“>”或“<”)。
(4)若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,则装置甲中盛放的试剂是_______。
【答案】(1)分液漏斗 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)除去Cl2中的HCl气体 (3)> (4)浓H2SO4
【解析】(1)由图可知盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗;在烧瓶中共热MnO2和浓盐酸制备Cl2的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)饱和食盐水在该实验中的作用是除去Cl2中的HCl气体;
(3)气体通入淀粉-KI溶液后可观察到溶液变蓝,说明发生了Cl2+2KI=I2+2KCl,Cl2是氧化性,I2是氧化产物,可得出氧化性:Cl2>I2;
(4)若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,说明水蒸气被除去了,则装置甲中盛放的试剂是浓H2SO4。
1、(2021·湖南益阳高一期末)实验室常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气,对于该反应,下列说法正确的是( )
A.二氧化锰是该反应的催化剂
B.该反应涉及的氧化物有两种
C.可用浓硫酸除去氯气中的氯化氢气体杂质
D.反应中,还原剂与氧化产物的物质的量之比为
【答案】B
【解析】二氧化锰与浓盐酸共热生成氯气,反应方程式为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;A项,该反应中二氧化锰为反应物,作氧化剂,故A错误;B项,由反应可知反应物中的二氧化锰和生成物中的水为氧化物,故B正确;C项,浓硫酸不能氯化氢反应,不能用浓硫酸除去氯气中的氯化氢,故C错误;D项,反应中二氧化锰作氧化剂,浓盐酸作还原剂,氯气为氧化产物,由反应可知还原剂与氧化产物的物质的量之比为2:1,故D错误;故选B。
2、(2022·辽宁·高一学业考试)实验室用下列装置制取干燥氯气并处理尾气,其中不能达到实验目的的是
A B C D
发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置
【答案】A
【解析】A.实验室用浓盐酸和二氧化锰制氯气应加热,缺酒精灯,所以不能到达实验目的,A项符合题意;
B.饱和食盐水的目的是除去氯化氢气体,浓硫酸的目的是除去水,可以达到实验目的,B项不合题意;
C.氯气的密度比空气大,采用向上排空气法,可以达到实验目的,C项不合题意;
D.用氢氧化钠溶液吸收氯气,可以达到实验目的,D项不合题意;
3、(2022·浙江高三专题练习)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Cl2 B.图乙净化Cl2
C.图丙收集Cl2 D.图丁吸收Cl2尾气
【答案】D
【解析】A项,实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时需要在加热条件下进行,图中缺少加热装置,故A错误;B项,碱石灰能吸收氯气,不能用碱石灰净化氯气,故B错误;C项,氯气的密度比空气大,应用向上排空气法收集,导管应长进短出,故C错误;D项,氯气能与碱反应,可用浓碱溶液吸收多余的氯气,故D正确;故选D。
4、(2021·改编)某化学小组采用下图所示装置制备Cl2并探究其化学性质,下列说法错误的是( )
A.加入药品之前,应先检查装置的气密性
B.通过对装置C和E中的产物分析,可判断温度对Cl2与碱溶液反应的影响
C.装置D中的现象为溶液逐渐变成浅黄绿色
D.装置B中NaOH溶液的作用为吸收挥发出来的HCl
【答案】D
【解析】A项,实验时应该先检验装置的气密性然后再装药品, A正确;B项,由图可以发现,装置C和E温度不同,故可以通过对装置C和E中的产物分析来判断温度对Cl2与碱溶液反应的影响,B正确;C项,装置D中通入氯气,形成氯水,而 氯水是黄绿色的,故其现象为溶液逐渐变成浅黄绿色,C正确;D项,装置B中NaOH溶液是处理反应后多余的氯气,D错误;故选D。
5、(2021·民勤县第四中学高一月考)利用如图装置可用氯气与金属铁反应制备无水氯化铁,该铁合物呈棕红色、易潮解,100℃升华。下列有关说法正确的是( )
A.烧瓶B中制备氯气的反应物为二氧化锰和稀盐酸
B.装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置,才能制得无水氯化铁
C.装置C、D中分别盛有浓硫酸、饱和食盐水
D.装置F的目的是检验有无氯气逸出
【答案】B
【解析】装置B中二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,生成的氯气中混有HCl气体,可在装置C中盛放饱和食盐水除去,装置D中盛放浓硫酸干燥氯气,装置E中进行反应,装置F吸收尾气。A项,二氧化锰和稀盐酸不反应,制取氯气应用二氧化锰和浓盐酸共热,A错误;B项,为防止水蒸气进入装置E使无水氯化铁潮解,装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置,B正确;C项,根据分析可知C中盛放饱和食盐水,D中盛放浓硫酸,C错误;D项,装置F的作用是吸收未反应的氯气,D错误;故选B。
6、(2021·河南·高三月考)某研究性学习小组利用MnO2与浓盐酸反应来制取干燥的氯气并检验其有无漂白性,所用装置(数量可满足需要,不含制气装置)如图:
下列说法不正确的是
A.按气体流动的先后顺序,装置连接顺序依次为dabace
B.装置a只需用到一次
C.装置e中可得到NaClO
D.若实验中使用到装置c且布条褪色,则说明湿润的氯气具有漂白性
【答案】B
【解析】A.根据分析可知气体流动的先后顺序依次为dabace,故A正确;
B.根据分析可知装置a用到了两次,故B错误;
C.尾气用NaOH溶液吸收,氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠和氯化钠,故C正确;
D.由装置b中现象可判断无漂白性,湿润的有色布条褪色是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,故D正确;
7、(2020·渭南市铁路自立中学高一月考)下图为实验室制取纯净、干燥的Cl2,并进行检验Cl2性质的实验装置。其中D瓶中放有干燥的红色布条;E中为铜网,E右端出气管口附近为棉球。试回答:
(1)A中发生反应的化学方程式为_________________________。
(2)为得到干燥纯净的氯气,一般在B瓶中加入________________,其作用是_______。
(3)C中盛放的试剂为___________________________________。
(4)F中加入物质是_________________。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水 吸收HCl气体
(3)浓H2SO4
(4)NaOH溶液
【解析】(1)实验室是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气,A中是浓盐酸,B中是二氧化锰固体,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)生成的氯气中含有氯化氢,用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢;
(3)用浓硫酸除去氯气中的水蒸气得到干燥纯净的氯气;
(4)氯气有毒,不能排放到空气中,需要用氢氧化钠溶液吸收,氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
8、(2020·广东湛江)图中为实验室制取氯气及性质验证的装置图:
(1)请指出仪器a的名称____________________,仪器b的名称____________________,写出装置A中反应的化学方程式_____________________________________________。
(2)在装置D中可观察到的实验现象是____________________________;在装置E中可观察到的实验现象是_____________________;在装置F中可观察到的实验现象是_______________________。在装置G中可观察到的实验现象是____________________________________________。
(3)装置B的作用为___________________,装置C的作用为__________________,装置H的作用为__________________________________,装置B与装置C的位置能否互换 ___________________写出装置H的化学方程式________________________________________。
【答案】(1)分液漏斗 圆底烧瓶 MnO2+4HCl(浓)cCl2↑+MnCl2+2H2O
(2)干燥的有色布条无变化 湿润的有色布条褪色 湿润的淀粉KI试纸变蓝 先变红后褪色
(3)除去Cl2中的HCl 除去Cl2中的H2O 吸收多余Cl2 不能 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
【解析】(1)根据分析,仪器a是分液漏斗,仪器b是圆底烧瓶,装置A中发生浓盐酸与二氧化锰的反应,MnO2+4HCl(浓)Cl2↑+MnCl2+2H2O;
(2)根据分析,干燥的氯气没有漂白性,则装置D中干燥的有色布条无变化;湿润的氯气可以生成次氯酸,具有漂白性,则E中的现象为:湿润的有色布条褪色;氯气具有氧化性,可以把碘化钾氧化物碘单质,碘单质遇淀粉变蓝,则装置F中的现象为:湿润的淀粉KI试纸变蓝;氯气通入紫色石蕊溶液中,氯气与水反应生成的HCl可使石蕊溶液变红,生成的HClO具有漂白性,又使溶液褪色,则G中的现象为先变红后褪色;
(3)根据分析,装置B的作用为除去C12中的HCl;装置C的作用为除去C12中的H2O;装置H的作用为吸收多余C12;B和C不能互换,若互换后,会从B装置中带出H2O;H中发生氯气与氢氧化钠的反应,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
9、(2020·新课标Ⅲ卷)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________,a中的试剂为________。
(2)b中采用的加热方式是_________,c中化学反应的离子方程式是________________,采用冰水浴冷却的目的是____________。
(3)d的作用是________,可选用试剂________(填标号)。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,________,__________,干燥,得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显____色。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO(填“大于”或“小于")。
【答案】(1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2+2OH =ClO +Cl +H2O 避免生成NaClO3
(3)吸收尾气(Cl2) AC
(4)过滤 少量(冷)水洗涤
(5)紫 小于
【解析】(1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶;a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体;
(2)根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热,该加热方式为水浴加热;c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠,结合元素守恒可得离子方程式为Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O;根据氯气与KOH溶液的反应可知,加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐,所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3;
(3)氯气有毒,所以d装置的作用是吸收尾气(Cl2);A项,Na2S可以将氯气还原成氯离子,可以吸收氯气,故A可选;B项,氯气在NaCl溶液中溶解度很小,无法吸收氯气,故B不可选;C项,氯气可以Ca(OH)2或浊液反应生成氯化钙和次氯酸钙,故C可选;D项,氯气与硫酸不反应,且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度,故D不可选;故选AC;
(4)b中试管为KClO3和KCl的混合溶液,KClO3的溶解度受温度影响更大,所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量(冷)水洗涤、干燥,得到KClO3晶体;
(5)1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化,2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质,即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO;碘单质更易溶于CCl4,所以加入CCl4振荡,静置后CCl4层显紫色。
10、(2021·甘肃·永昌县第一高级中学高一期中)某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
(1)装置Ⅰ中仪器c的名称是___________,实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的离子方程式为___________,HCl在反应中体现的性质为___________。
(2)装置Ⅱ的作用是___________。
(3)若产生Cl2足量,实验过程中装置Ⅳ中的实验现象___________。
(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为还需在图中装置Ⅱ与Ⅲ之间添加图中的___________装置(填序号)。
(5)工业生产中常用氨气检查输送氯气的管道是否有Cl2泄漏。若Cl2有泄漏,可以观察到有大量的白烟生成(为NH4Cl固体),同时会生成一种空气中含量最多的物质,试写出该反应的化学方程式:___________。
【答案】(1) 分液漏斗 MnO2+4H++2Cl- = Mn2++Cl2↑+2H2O 还原性和酸性
(2)吸收Cl2中的HCl气体
(3)先变红后褪色
(4)④
(5)8NH3+3Cl2==6NH4Cl+N2
【解析】由实验装置图可知,装置I为实验室制氯气的发生装置,反应原理为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置II是除去氯气中的HCl,装置III中是检验氯气的漂白性实验,a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸,要想a试纸不褪色,则进入III装置的氯气必须是干燥的,则在II和III之间需接一个干燥氯气的装置,通常用浓硫酸作干燥剂,装置IV为检验氯水的性质,装置V为吸收多余的Cl2,防止污染环境,反应原理为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,据此分析解题。
(1)由实验装置图可知,装置Ⅰ中仪器c的名称是分液漏斗,实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故其离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,反应中部分HCl被氧化为Cl2,表现为还原性,部分HCl中Cl的化合价不变,表现出酸性;
(2)由分析可知,装置Ⅱ的作用是除去Cl2中的HCl,故答案为:除去Cl2中的HCl;
(3)若产生Cl2足量,则Cl2+H2O=HCl+HClO,由于HCl显酸性,能使紫色石蕊试液显红色,同时生成的HClO具有强氧化性,能漂白紫色石蕊试液,故实验过程中装置Ⅳ中的实验现象为:先变红后褪色;
(4)在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但并未观察到“a无明显变化”这一预期现象,可知氯气未干燥,氯气与碱液反应,可选浓硫酸干燥氯气,则在图中装置Ⅱ与Ⅲ之间添加图中的④装置,故答案为:④;
(5)工业生产中常用氨气检查输送氯气的管道是否有Cl2泄漏。若Cl2有泄漏,可以观察到有大量的白烟生成(为NH4Cl固体),同时会生成一种空气中含量最多的物质根据质量守恒可知,该气体为N2,则该反应的化学方程式为:8NH3+3Cl2==6NH4Cl+N2。
本节课所学知识点
错题及错误原因
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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