高一化学一课一练氯气的生产原理
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化学一课一练：氯气的生产原理
班级________ 学号_________ 姓名_________________
1．如果将海水中的盐类全部提取出来，铺在 ( http: / / www.21cnjy.com )地球的陆地上，可以使陆地平均升高达150 m。沿海居民很早就知道利用盐田法从海水中获得食盐。把海水引入盐田，利用日光、风力蒸发浓缩海水，使食盐达到饱和后结晶析出。这种分离方法在化学上称为
A．蒸馏 B．萃取 C．分液 D．蒸发结晶
2．在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了 ( http: / / www.21cnjy.com )除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作。①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量的盐酸 ④加过量的碳酸钠溶液 ⑤加过量的氯化钡溶液。下列有关说法你认为不正确的是
A．碳酸钠溶液要在BaCl2溶液之后加，这样既除去了原溶液中的Ca2＋，又除了过量的Ba2＋
B．在先过滤后再加盐酸，不然前面所产生的所有沉淀都要溶解
C．所加除杂试剂均要求过量，以便于操作，但过量的试剂一定要除去，以免引入新的杂质
D．这里的NaOH，也可以用Ca(OH)2、Ba(OH)2替代，不过加入顺序要略作调整
3．氯碱工业的原料为食盐和水，所以氯碱工厂最好是选择靠近生产食盐的基地，以降低食盐的运输成本。下列关于电解NaCl水溶液的说法不正确的是
A．电解产物为Cl2和Na
B．电解过程中能产生黄绿色气体
C．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈红色
D．用排水集气法可以收集到较纯净的氢气
4．实验室制取下列各组气体，所用气体发生装置相同的是
A．金属锌与硫酸反应制取H2、大理石与稀盐酸反应制CO2
B．金属锌与硫酸反应制取H2、氯酸钾和二氧化锰混合加热制O2
C．二氧化锰和浓盐酸混合加热制Cl2、大理石与稀盐酸反应制CO2
D．二氧化锰和浓盐酸混合加热制Cl2、金属锌与硫酸反应制取H2
5．实验室用MnO2和浓盐酸来制取Cl2的主要操作步骤为：
①将圆底烧瓶固定在铁架台上；
②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的位置，固定铁圈后放好石棉网；
③用药匙向圆底烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导气管放入集气瓶中；加热进行反应。
④检查整个装置的气密性；
⑤在圆底烧瓶上安装好分液漏斗，连接好导气管。
该实验最好的操作顺序是
A．②③④①⑤ B．②①③⑤④ C．②①⑤④③ D．②①③④⑤
6．氯气是一种重要的化工原料，在有机合成、农药生产等方面都有极广泛的应用。请回答：
(1)现代工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为
________________________________________________________________________；
(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸混合加热来制取少量的氯气的化学方程式为
________________________________________________________________________。
7．在实验室里，也可以利用以下反应来制 ( http: / / www.21cnjy.com )取氯气：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。请根据反应原理从图中选择合适的制气装置___________(填序号)。
8．实验室制取氧气的试管壁上沾附有少量MnO2，除去沾附的MnO2可选用的试剂是
A．蒸馏水 B．KOH溶液 C．稀盐酸 D．浓盐酸
9．在实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气，制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗，有关理由叙述错误的是
A．防止氯气扩散到空气中造成污染 B．便于控制加入盐酸的量
C．长颈漏斗不便于添加液体 D．尽量避免HCl挥发到空气中
10．一般的气密性检验主要是利用装 ( http: / / www.21cnjy.com )置内外的“压强差”。实验室有时也可用推拉注射器活塞的方法检查下图中装置的气密性。当缓慢向外拉活塞时，如果装置气密性良好，可能观察到
A．长颈漏斗下端口产生气泡 B．瓶中液面明显上升
C．长颈漏斗内的液面上升 D．注射器内有液体
11．在实验室中用MnO2和浓盐酸 ( http: / / www.21cnjy.com )反应制备纯净干燥的氯气时，用饱和食盐水吸收Cl2中的氯化氢气体(Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小)；用浓硫酸干燥氯气；用NaOH溶液吸收多余的Cl2，以防止污染空气。下图是某学生设计的实验装置图，请指出下述装置中的4个错误。
①__________________________________；②__________________________________；
③__________________________________；④__________________________________。
12．从氯气的发现研究的 ( http: / / www.21cnjy.com )历史中我们可以看出：人们对事物的认识都有一个不断修正的曲折过程，但只要坚持不懈，最终会获得极接近真实的认知。我们对待学习也应如此。1774年瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热制得氯气，此方法在实验室中现仍沿用。浓盐酸可用浓硫酸和固体氯化钠替代，二氧化锰也可以用其他氧化剂替代。如实验室制取等质量的氯气，以下途径中消耗盐酸最少的是
A．14HCl(浓)＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
B．16HCl(浓)＋2KMnO4===2MnCl2＋8H2O＋2KCl＋5Cl2↑
C．4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
D．6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
14．电解质量分数为23.4%的精制食 ( http: / / www.21cnjy.com )盐水1 000 g，将产生的H2、Cl2在一定条件下反应制成质量分数为36.5%的盐酸180 g，已知H2、Cl2的利用率均为90%。计算：
(1)制得氯化氢___________ mol； (2)残液中氯化钠的质量为___________ g。
化学一课一练（13）的参考答案
1．D 2．B B项不足取，事物中偶然间寓含着必然。
3．B B项错误，生成的碳酸钙、碳酸钡、氢氧化镁等溶于盐酸，但生成的硫酸钡不溶于盐酸。
4．A 电解NaCl水溶液的反应方程式 ( http: / / www.21cnjy.com )：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，反应过程中阳极产生了黄绿色的气体，阴极生成了难溶于水的无色气体(H2)，可用排水法收集；阴极生成NaOH使溶液呈碱性，能使酚酞变红。A项错误，电解熔融的NaCl(无水时)才得到Cl2和Na：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑(这是钠的工业制法)。
5．A 据反应原理选取相应的装置，二氧化锰和浓盐酸制氯气、氯酸钾与二氧化锰混合制氧气，均需要加热，所给的制取H2和CO2反应不需要加热。
6．C 仪器的组装一般按由下到上，从左到右的顺序，制备气体的装置在按要求搭配好后，在加药品前必须先检查装置的气密性，确保气密性良好。
7．答案：①2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑②4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
8．答案：b
9．D 所选试剂要能将难溶于水的M ( http: / / www.21cnjy.com )nO2转化为易溶于水的物质。因4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，所以可选用浓盐酸加热除去试管内壁上的极少量的MnO2，此法的缺点是产生了极少量的氯气。
10.C 长颈漏斗应插入混合液液面以下，但MnO2与浓盐酸反应生成的Cl2会从长颈漏斗中逸出，加之盐酸易挥发，会从长颈漏斗逸出。
11．A 因活塞外拉，抽取了锥形瓶内部分气体，造成瓶内气压小于大气压，所以长颈漏斗下端口产生气泡。若是推进活塞，长颈漏斗内液面将上升。
12．答案：
(1)烧瓶下面缺石棉网
(2)铁圈下缺酒精灯
(3)盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水洗气瓶位置颠倒了
(4)两个洗气瓶中进气导管应深插在液面下，而出气导管刚出瓶塞即可(长进短出)
解析：MnO2和浓盐酸共热制得的氯气中， ( http: / / www.21cnjy.com )有挥发出来的HCl气体和水蒸气。用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸除去水蒸气。其中盛浓硫酸的装置应放在饱和食盐水的装置之后，不然从食盐水出来的气体中仍带出一定量的水蒸气，所收集的氯气仍然不够干燥、纯净。注意洗气瓶中导管均应“长进短出”，以保证气流畅通。
13．D 据所给的化学方程式，假设要 ( http: / / www.21cnjy.com )制得氯气为1 mol，比较耗盐酸的量即可。显然选D项，分析可知D项中氯气中氯的来源除了盐酸外，还有氯酸钾提供。
14．答案：(1)1.8 (2)117
提示：(1)根据180 g 36.5%盐酸计算其中溶质HCl的质量，再折算成HCl物质的量。
(2)电解前氯化钠的总质量为234 g ( http: / / www.21cnjy.com )。根据化学方程式2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，据生成的HCl的量(注意用上一问的结果除以90%)，求出反应消耗的NaCl的质量，两者相减即为残液中氯化钠的质量。
15．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图，完成下列填空：
(1)在电解过程中，与电源正极 ( http: / / www.21cnjy.com )相连的电极上产生的气体的颜色为________________，与电源负极相连的电极附近，溶液pH_____________(选填“不变”“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含CaCl2、MgCl2 ( http: / / www.21cnjy.com )等杂质。精制过程发生反应的化学方程式为________________________________，__________________________________。
(3)如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是__________________。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
(4)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO，加入试剂的合理顺序为______________________。
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶 ( http: / / www.21cnjy.com )解度上的差异，通过______________、冷却、______________(填写操作名称)除去NaCl。
(6)在隔膜法电解食盐水时， ( http: / / www.21cnjy.com )电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为__________________________________。
拓展探究
15．答案：(1)黄绿色 升高
(2)CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
(3)ac (4)bc (5)蒸发 过滤
(6)NaCl＋H2ONaClO＋H2↑
解析：仔细看清流程图，按溶解、除杂、电解、精制等步骤进行。
班级________ 学号_________ 姓名_________________
1．如果将海水中的盐类全部提取出来，铺在 ( http: / / www.21cnjy.com )地球的陆地上，可以使陆地平均升高达150 m。沿海居民很早就知道利用盐田法从海水中获得食盐。把海水引入盐田，利用日光、风力蒸发浓缩海水，使食盐达到饱和后结晶析出。这种分离方法在化学上称为
A．蒸馏 B．萃取 C．分液 D．蒸发结晶
2．在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了 ( http: / / www.21cnjy.com )除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作。①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量的盐酸 ④加过量的碳酸钠溶液 ⑤加过量的氯化钡溶液。下列有关说法你认为不正确的是
A．碳酸钠溶液要在BaCl2溶液之后加，这样既除去了原溶液中的Ca2＋，又除了过量的Ba2＋
B．在先过滤后再加盐酸，不然前面所产生的所有沉淀都要溶解
C．所加除杂试剂均要求过量，以便于操作，但过量的试剂一定要除去，以免引入新的杂质
D．这里的NaOH，也可以用Ca(OH)2、Ba(OH)2替代，不过加入顺序要略作调整
3．氯碱工业的原料为食盐和水，所以氯碱工厂最好是选择靠近生产食盐的基地，以降低食盐的运输成本。下列关于电解NaCl水溶液的说法不正确的是
A．电解产物为Cl2和Na
B．电解过程中能产生黄绿色气体
C．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈红色
D．用排水集气法可以收集到较纯净的氢气
4．实验室制取下列各组气体，所用气体发生装置相同的是
A．金属锌与硫酸反应制取H2、大理石与稀盐酸反应制CO2
B．金属锌与硫酸反应制取H2、氯酸钾和二氧化锰混合加热制O2
C．二氧化锰和浓盐酸混合加热制Cl2、大理石与稀盐酸反应制CO2
D．二氧化锰和浓盐酸混合加热制Cl2、金属锌与硫酸反应制取H2
5．实验室用MnO2和浓盐酸来制取Cl2的主要操作步骤为：
①将圆底烧瓶固定在铁架台上；
②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的位置，固定铁圈后放好石棉网；
③用药匙向圆底烧瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导气管放入集气瓶中；加热进行反应。
④检查整个装置的气密性；
⑤在圆底烧瓶上安装好分液漏斗，连接好导气管。
该实验最好的操作顺序是
A．②③④①⑤ B．②①③⑤④ C．②①⑤④③ D．②①③④⑤
6．氯气是一种重要的化工原料，在有机合成、农药生产等方面都有极广泛的应用。请回答：
(1)现代工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为
________________________________________________________________________；
(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸混合加热来制取少量的氯气的化学方程式为
________________________________________________________________________。
7．在实验室里，也可以利用以下反应来制 ( http: / / www.21cnjy.com )取氯气：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。请根据反应原理从图中选择合适的制气装置___________(填序号)。
8．实验室制取氧气的试管壁上沾附有少量MnO2，除去沾附的MnO2可选用的试剂是
A．蒸馏水 B．KOH溶液 C．稀盐酸 D．浓盐酸
9．在实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气，制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗，有关理由叙述错误的是
A．防止氯气扩散到空气中造成污染 B．便于控制加入盐酸的量
C．长颈漏斗不便于添加液体 D．尽量避免HCl挥发到空气中
10．一般的气密性检验主要是利用装 ( http: / / www.21cnjy.com )置内外的“压强差”。实验室有时也可用推拉注射器活塞的方法检查下图中装置的气密性。当缓慢向外拉活塞时，如果装置气密性良好，可能观察到
A．长颈漏斗下端口产生气泡 B．瓶中液面明显上升
C．长颈漏斗内的液面上升 D．注射器内有液体
11．在实验室中用MnO2和浓盐酸 ( http: / / www.21cnjy.com )反应制备纯净干燥的氯气时，用饱和食盐水吸收Cl2中的氯化氢气体(Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小)；用浓硫酸干燥氯气；用NaOH溶液吸收多余的Cl2，以防止污染空气。下图是某学生设计的实验装置图，请指出下述装置中的4个错误。
①__________________________________；②__________________________________；
③__________________________________；④__________________________________。
12．从氯气的发现研究的 ( http: / / www.21cnjy.com )历史中我们可以看出：人们对事物的认识都有一个不断修正的曲折过程，但只要坚持不懈，最终会获得极接近真实的认知。我们对待学习也应如此。1774年瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热制得氯气，此方法在实验室中现仍沿用。浓盐酸可用浓硫酸和固体氯化钠替代，二氧化锰也可以用其他氧化剂替代。如实验室制取等质量的氯气，以下途径中消耗盐酸最少的是
A．14HCl(浓)＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
B．16HCl(浓)＋2KMnO4===2MnCl2＋8H2O＋2KCl＋5Cl2↑
C．4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
D．6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
14．电解质量分数为23.4%的精制食 ( http: / / www.21cnjy.com )盐水1 000 g，将产生的H2、Cl2在一定条件下反应制成质量分数为36.5%的盐酸180 g，已知H2、Cl2的利用率均为90%。计算：
(1)制得氯化氢___________ mol； (2)残液中氯化钠的质量为___________ g。
化学一课一练（13）的参考答案
1．D 2．B B项不足取，事物中偶然间寓含着必然。
3．B B项错误，生成的碳酸钙、碳酸钡、氢氧化镁等溶于盐酸，但生成的硫酸钡不溶于盐酸。
4．A 电解NaCl水溶液的反应方程式 ( http: / / www.21cnjy.com )：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，反应过程中阳极产生了黄绿色的气体，阴极生成了难溶于水的无色气体(H2)，可用排水法收集；阴极生成NaOH使溶液呈碱性，能使酚酞变红。A项错误，电解熔融的NaCl(无水时)才得到Cl2和Na：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑(这是钠的工业制法)。
5．A 据反应原理选取相应的装置，二氧化锰和浓盐酸制氯气、氯酸钾与二氧化锰混合制氧气，均需要加热，所给的制取H2和CO2反应不需要加热。
6．C 仪器的组装一般按由下到上，从左到右的顺序，制备气体的装置在按要求搭配好后，在加药品前必须先检查装置的气密性，确保气密性良好。
7．答案：①2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑②4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
8．答案：b
9．D 所选试剂要能将难溶于水的M ( http: / / www.21cnjy.com )nO2转化为易溶于水的物质。因4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，所以可选用浓盐酸加热除去试管内壁上的极少量的MnO2，此法的缺点是产生了极少量的氯气。
10.C 长颈漏斗应插入混合液液面以下，但MnO2与浓盐酸反应生成的Cl2会从长颈漏斗中逸出，加之盐酸易挥发，会从长颈漏斗逸出。
11．A 因活塞外拉，抽取了锥形瓶内部分气体，造成瓶内气压小于大气压，所以长颈漏斗下端口产生气泡。若是推进活塞，长颈漏斗内液面将上升。
12．答案：
(1)烧瓶下面缺石棉网
(2)铁圈下缺酒精灯
(3)盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水洗气瓶位置颠倒了
(4)两个洗气瓶中进气导管应深插在液面下，而出气导管刚出瓶塞即可(长进短出)
解析：MnO2和浓盐酸共热制得的氯气中， ( http: / / www.21cnjy.com )有挥发出来的HCl气体和水蒸气。用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸除去水蒸气。其中盛浓硫酸的装置应放在饱和食盐水的装置之后，不然从食盐水出来的气体中仍带出一定量的水蒸气，所收集的氯气仍然不够干燥、纯净。注意洗气瓶中导管均应“长进短出”，以保证气流畅通。
13．D 据所给的化学方程式，假设要 ( http: / / www.21cnjy.com )制得氯气为1 mol，比较耗盐酸的量即可。显然选D项，分析可知D项中氯气中氯的来源除了盐酸外，还有氯酸钾提供。
14．答案：(1)1.8 (2)117
提示：(1)根据180 g 36.5%盐酸计算其中溶质HCl的质量，再折算成HCl物质的量。
(2)电解前氯化钠的总质量为234 g ( http: / / www.21cnjy.com )。根据化学方程式2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，据生成的HCl的量(注意用上一问的结果除以90%)，求出反应消耗的NaCl的质量，两者相减即为残液中氯化钠的质量。
15．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图，完成下列填空：
(1)在电解过程中，与电源正极 ( http: / / www.21cnjy.com )相连的电极上产生的气体的颜色为________________，与电源负极相连的电极附近，溶液pH_____________(选填“不变”“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含CaCl2、MgCl2 ( http: / / www.21cnjy.com )等杂质。精制过程发生反应的化学方程式为________________________________，__________________________________。
(3)如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是__________________。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
(4)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO，加入试剂的合理顺序为______________________。
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶 ( http: / / www.21cnjy.com )解度上的差异，通过______________、冷却、______________(填写操作名称)除去NaCl。
(6)在隔膜法电解食盐水时， ( http: / / www.21cnjy.com )电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为__________________________________。
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15．答案：(1)黄绿色 升高
(2)CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
(3)ac (4)bc (5)蒸发 过滤
(6)NaCl＋H2ONaClO＋H2↑
解析：仔细看清流程图，按溶解、除杂、电解、精制等步骤进行。