第二章 第二节 第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
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| 名称 | 第二章 第二节 第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-07 15:30:23 | ||
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文档简介
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第二章 第二节 氯及其化合物
第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
【学习目标】
1．掌握氯气的实验室制法。
2．掌握氯离子的检验方法。
【素养目标】
1．根据Cl2的性质，掌握Cl2的实验室制法(发生、除杂、收集和尾气处理)，培养学生的“科学探究与创新意识”的核心素养。
2．掌握Cl－的一般检验方法(试剂、步骤)，培养学生的“证据推理与模型认知”的核心素养。
必备知识与关键能力
知识点一：氯气的实验室制法
1．科学家舍勒发现氯气科学史
舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿（二氧化锰），当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。他把这种气体溶解在水里，发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花儿都具有永久性的漂白作用，他还发现这种气体能与金属或金属氧化物发生化学反应，舍勒制取氯气的反应原理是什么？
2．Cl2的实验室制法
(1)反应原理 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
【点拨】 MnO2足量，HCl不能完全反应，因为浓盐酸变稀后，反应停止。
(2)仪器装置 装置特点：固＋液气。
(3)除杂装置：分别用盛有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶除去Cl2中的HCl和H2O(g)。干燥也可用固体干燥剂P2O5、CaCl2等，但固体干燥剂需用干燥管或U形管。
(4)收集方法
①向上排空气法(Cl2的密度大于空气的密度)。
②排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。
(5)验满方法
①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
(6)尾气处理 Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。
3．实验室制取氯气的其他方法
可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化剂代替MnO2与浓盐酸反应(不需加热)，如2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。
典例1．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，所用仪器如图所示。
回答下列问题：
(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 ，反应的化学方程式为 。
(4)写出下列反应的离子方程式：
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接C；D接A；B接H；G接F 。
除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气
试纸变蓝 2KI＋Cl2===2KCl＋I2
①MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
②2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O。
【解析】装置Ⅲ为氯气的制取装置，二氧化锰和浓盐酸共热，反应生成氯化锰、氯气和水；浓盐酸具有挥发性，选用装置Ⅱ除去氯气中混有的氯化氢；选用装置Ⅰ干燥氯气；氯气的密度比空气大，选用装置Ⅴ收集氯气应该长进短出；氯气有毒，选用装置Ⅳ吸收氯气，防止污染环境。
(1)氯气的密度大于空气，应该采用向上排空气法收集，仪器连接顺序为E→C→D→A→B→H→G→F。
(2)氯气中混有氯化氢杂质，氯化氢能溶于饱和食盐水中，但是氯气难溶，可以用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体；氯气有毒，NaOH溶液的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。
(3)Cl2氧化KI生成碘，碘单质遇淀粉变蓝。
(4)①气体发生装置中二氧化锰和浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；②NaOH溶液与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O。
典例2．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是( )
① ② ③
A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2
B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸入试管①中
C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境
D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气
【答案】A
【解析】根据导管的长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入试管①中，A错误，B正确；NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，C正确；浓盐酸易挥发，①中收集到的Cl2中混有HCl和水蒸气，D正确。
知识点二：氯离子的检验
1．氯离子检验的实验探究
在三支试管中分别加入2～3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象。
实验现象 离子方程式
加入AgNO3 溶液 加入稀硝酸
稀盐酸 产生白色沉淀 沉淀不溶解 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
NaCl溶液 产生白色沉淀 沉淀不溶解 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Na2CO3溶液 产生白色沉淀 沉淀溶解，放出无色气体 2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓、 Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O
2．氯离子的检验方法
(1)在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检液中含有Cl―。
(2)在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶，则被检液中含有Cl―。
原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(离子方程式)。
加入稀硝酸的目的：排除CO等离子的干扰。
【点拨】1．要排除CO32-、PO43-等离子的干扰，它们的银盐沉淀溶于稀硝酸。一般先在被测液中加入稀硝酸酸化，以排除干扰离子(CO32-、PO43-)。
2．若被检液中有SO42-存在，由于SO42-可以与Ag+生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸，则在检验Cl 之前，需先用Ba(NO3)2溶液除去SO42-，再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl 的存在。
典例3．检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是( )
A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失
C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
【答案】C
【解析】A项操作不正确，不能排除CO的干扰；B项操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀；D项操作不正确，用盐酸酸化引入了Cl－，不能确定原溶液中是否有Cl－。
核心价值与学科素养
【模型构建】 制取气体装置模型
一套完整的制气装置包括：发生装置→净化装置→收集或性质验证装置→尾气处理装置。选择各部分装置时应注意：依据反应物的状态和反应条件，选择气体发生装置；依据气体及所含杂质的性质，选择除杂装置；依据气体的密度、气体在水中的溶解性以及是否与水、空气反应，选择收集装置；依据气体的性质，选择尾气处理装置。
典例4．18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，发现了氯气的制备方法，至今还是实验室制备氯气的主要方法。下列关于实验室制氯气的说法中正确的是 ( )
A．浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用
B．将87 gMnO2和足量浓盐酸反应，与将含有146 gHCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多
C．为防止氯气污染环境，必须进行尾气处理，可选用澄清石灰水
D．收集氯气时，可采用湿润的淀粉KI试纸进行验满
【答案】D
【解析】A项，浓盐酸在反应中未起氧化剂作用，而是还原剂，错误；B项，浓盐酸变稀时，反应可能停止，二者制得的氯气不一样多，错误；C项，澄清石灰水浓度小，不能作为吸收尾气Cl2的吸收剂，错误；D项，Cl2把I－氧化为I2，I2遇淀粉变蓝，正确。
【跟踪练习】 基础过关
1． 在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的装置正确的是( )
【答案】C
【解析】集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞弹出，不安全，A项错误；因为Cl2的密度比空气大，Cl2应短管进，B项错误；该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理，C项正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。
2． 下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是( )
A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质
B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用
C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl
D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
【答案】D
【解析】Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。
3． 在实验室利用浓盐酸和二氧化锰制氯气，制备装置中应使用分液漏斗而不能使用长颈漏斗，下列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．长颈漏斗便于添加液体
D．尽量避免氯化氢挥发到空气中
【答案】C
【解析】用分液漏斗既可防止氯化氢挥发与氯气逸出污染环境，同时又可控制滴加盐酸的量和快慢，从而控制反应速率，提高盐酸的利用率。
4． 检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是( )
A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失
C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
【答案】C
【解析】A项操作不正确，不能排除CO的干扰；B项操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀；D项操作不正确，用盐酸酸化引入了Cl－，不能确定原溶液中是否有Cl－。
5．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置如图所示(可重复使用，不含制气装置)。下列说法正确的是( )
A．按气体流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbe
B．按气体流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabae
C．装置e的主要用途是制备NaClO
D．在实验中使用到装置c且有色布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性
【答案】B
【解析】为验证干燥的氯气有无漂白性，就需要使进入到b装置中的氯气不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气，为防止e装置中的水蒸气进入b装置中，在b、e装置之间还应加装一个a装置，尾气用NaOH溶液吸收，故A、C两项错误，B项正确；本实验的目的是验证干燥的Cl2是否具有漂白性，故不需要使用装置c，且Cl2使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，D项错误。
能力达成
6． 实验室制取Cl2时，下列操作不正确的是( )
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.实验室制取Cl2用浓盐酸和MnO2反应，而不用稀盐酸；B.除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水，NaHCO3溶液与Cl2反应并放出CO2气体，且气体应“长进短出”；C.MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应。
7． 如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是( )
A．a—b—c—d—e—f—g—h B．a—e—d—c—b—h—i—g
C．a—d—e—c—b—h—i—g D．a—c—b—d—e—h—i—f
【答案】B
【解析】按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。
8．“84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气，反应方程式为NaClO+NaCl+H2SO4 Na2SO4+Cl2↑+H2O。为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置。
请回答：
(1)在该实验中，制取氯气的装置是________(填字母)。
(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是_________________________________________，请提出合理的改进方法___________________________________________。
(3)D中的现象是_______________，反应的离子方程式为_________________________________，
分离D中液体的方法是______________。
(4)写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式______________________________，该反应中氧化剂与还原剂的个数之比为________。为验证尾气吸收后的溶液中存在Cl ，正确的操作是____________________。
(5)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性：盐酸＞碳酸＞次氯酸，该实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有________。
【答案】 (1)c
(2)Cl2中混有少量H2O(g) 在A～B之间增加装有浓H2SO4的洗气瓶
(3)下层CCl4层呈紫红色 Cl2+2I ===I2+2Cl 分液
(4)Cl2+2OH ===Cl +ClO +H2O 1∶1 取少量烧杯内吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl
(5)盐酸
【解析】(1)根据“固+液气”原理可知应选择c装置制取Cl2。(2)布条褪色证明Cl2中混有H2O(g)，生成了HClO，应增加除H2O(g)的装置。(3)Cl2+2I ===I2+2Cl ，CCl4将I2萃取出来，I2溶于CCl4，溶液呈紫红色，分离两种互不相溶的液体采用分液法。(4)Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2+2OH === Cl + ClO + H2O，根据反应前后氯元素化合价变化可知Cl2既作氧化剂，又作还原剂，且物质的量之比为1∶1；检验Cl ，应先用稀HNO3酸化中和溶液中的OH ，并将ClO 转化为HClO，再加AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，证明含有Cl 。(5)因酸性HCl＞H2CO3＞HClO，HCl与NaHCO3反应：HCl+NaHCO3= ==NaCl+ H2O+CO2↑，而HClO不与NaHCO3反应，故氯气与H2O反应的产物中含盐酸。
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第二章 第二节 氯及其化合物
第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
【学习目标】
1．掌握氯气的实验室制法。
2．掌握氯离子的检验方法。
【素养目标】
1．根据Cl2的性质，掌握Cl2的实验室制法(发生、除杂、收集和尾气处理)，培养学生的“科学探究与创新意识”的核心素养。
2．掌握Cl－的一般检验方法(试剂、步骤)，培养学生的“证据推理与模型认知”的核心素养。
必备知识与关键能力
知识点一：氯气的实验室制法
1．科学家舍勒发现氯气科学史
舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿（二氧化锰），当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。他把这种气体溶解在水里，发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花儿都具有永久性的漂白作用，他还发现这种气体能与金属或金属氧化物发生化学反应，舍勒制取氯气的反应原理是什么？
2．Cl2的实验室制法
(1)反应原理 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
【点拨】 MnO2足量，HCl不能完全反应，因为浓盐酸变稀后，反应停止。
(2)仪器装置 装置特点：固＋液气。
(3)除杂装置：分别用盛有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶除去Cl2中的HCl和H2O(g)。干燥也可用固体干燥剂P2O5、CaCl2等，但固体干燥剂需用干燥管或U形管。
(4)收集方法
①向上排空气法(Cl2的密度大于空气的密度)。
②排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。
(5)验满方法
①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
(6)尾气处理 Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。
3．实验室制取氯气的其他方法
可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化剂代替MnO2与浓盐酸反应(不需加热)，如2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。
典例1．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，所用仪器如图所示。
回答下列问题：
(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 ，反应的化学方程式为 。
(4)写出下列反应的离子方程式：
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接C；D接A；B接H；G接F 。
除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气
试纸变蓝 2KI＋Cl2===2KCl＋I2
①MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
②2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O。
【解析】装置Ⅲ为氯气的制取装置，二氧化锰和浓盐酸共热，反应生成氯化锰、氯气和水；浓盐酸具有挥发性，选用装置Ⅱ除去氯气中混有的氯化氢；选用装置Ⅰ干燥氯气；氯气的密度比空气大，选用装置Ⅴ收集氯气应该长进短出；氯气有毒，选用装置Ⅳ吸收氯气，防止污染环境。
(1)氯气的密度大于空气，应该采用向上排空气法收集，仪器连接顺序为E→C→D→A→B→H→G→F。
(2)氯气中混有氯化氢杂质，氯化氢能溶于饱和食盐水中，但是氯气难溶，可以用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体；氯气有毒，NaOH溶液的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。
(3)Cl2氧化KI生成碘，碘单质遇淀粉变蓝。
(4)①气体发生装置中二氧化锰和浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；②NaOH溶液与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O。
典例2．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是( )
① ② ③
A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2
B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸入试管①中
C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境
D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气
【答案】A
【解析】根据导管的长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入试管①中，A错误，B正确；NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，C正确；浓盐酸易挥发，①中收集到的Cl2中混有HCl和水蒸气，D正确。
知识点二：氯离子的检验
1．氯离子检验的实验探究
在三支试管中分别加入2～3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象。
实验现象 离子方程式
加入AgNO3 溶液 加入稀硝酸
稀盐酸 产生白色沉淀 沉淀不溶解 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
NaCl溶液 产生白色沉淀 沉淀不溶解 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Na2CO3溶液 产生白色沉淀 沉淀溶解，放出无色气体 2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓、 Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O
2．氯离子的检验方法
(1)在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检液中含有Cl―。
(2)在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶，则被检液中含有Cl―。
原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(离子方程式)。
加入稀硝酸的目的：排除CO等离子的干扰。
【点拨】1．要排除CO32-、PO43-等离子的干扰，它们的银盐沉淀溶于稀硝酸。一般先在被测液中加入稀硝酸酸化，以排除干扰离子(CO32-、PO43-)。
2．若被检液中有SO42-存在，由于SO42-可以与Ag+生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸，则在检验Cl 之前，需先用Ba(NO3)2溶液除去SO42-，再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl 的存在。
典例3．检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是( )
A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失
C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
【答案】C
【解析】A项操作不正确，不能排除CO的干扰；B项操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀；D项操作不正确，用盐酸酸化引入了Cl－，不能确定原溶液中是否有Cl－。
核心价值与学科素养
【模型构建】 制取气体装置模型
一套完整的制气装置包括：发生装置→净化装置→收集或性质验证装置→尾气处理装置。选择各部分装置时应注意：依据反应物的状态和反应条件，选择气体发生装置；依据气体及所含杂质的性质，选择除杂装置；依据气体的密度、气体在水中的溶解性以及是否与水、空气反应，选择收集装置；依据气体的性质，选择尾气处理装置。
典例4．18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，发现了氯气的制备方法，至今还是实验室制备氯气的主要方法。下列关于实验室制氯气的说法中正确的是 ( )
A．浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用
B．将87 gMnO2和足量浓盐酸反应，与将含有146 gHCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多
C．为防止氯气污染环境，必须进行尾气处理，可选用澄清石灰水
D．收集氯气时，可采用湿润的淀粉KI试纸进行验满
【答案】D
【解析】A项，浓盐酸在反应中未起氧化剂作用，而是还原剂，错误；B项，浓盐酸变稀时，反应可能停止，二者制得的氯气不一样多，错误；C项，澄清石灰水浓度小，不能作为吸收尾气Cl2的吸收剂，错误；D项，Cl2把I－氧化为I2，I2遇淀粉变蓝，正确。
【跟踪练习】 基础过关
1． 在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的装置正确的是( )
【答案】C
【解析】集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞弹出，不安全，A项错误；因为Cl2的密度比空气大，Cl2应短管进，B项错误；该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理，C项正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。
2． 下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是( )
A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质
B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用
C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl
D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
【答案】D
【解析】Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。
3． 在实验室利用浓盐酸和二氧化锰制氯气，制备装置中应使用分液漏斗而不能使用长颈漏斗，下列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．长颈漏斗便于添加液体
D．尽量避免氯化氢挥发到空气中
【答案】C
【解析】用分液漏斗既可防止氯化氢挥发与氯气逸出污染环境，同时又可控制滴加盐酸的量和快慢，从而控制反应速率，提高盐酸的利用率。
4． 检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是( )
A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失
C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
【答案】C
【解析】A项操作不正确，不能排除CO的干扰；B项操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀；D项操作不正确，用盐酸酸化引入了Cl－，不能确定原溶液中是否有Cl－。
5．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置如图所示(可重复使用，不含制气装置)。下列说法正确的是( )
A．按气体流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbe
B．按气体流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabae
C．装置e的主要用途是制备NaClO
D．在实验中使用到装置c且有色布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性
【答案】B
【解析】为验证干燥的氯气有无漂白性，就需要使进入到b装置中的氯气不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气，为防止e装置中的水蒸气进入b装置中，在b、e装置之间还应加装一个a装置，尾气用NaOH溶液吸收，故A、C两项错误，B项正确；本实验的目的是验证干燥的Cl2是否具有漂白性，故不需要使用装置c，且Cl2使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，D项错误。
能力达成
6． 实验室制取Cl2时，下列操作不正确的是( )
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.实验室制取Cl2用浓盐酸和MnO2反应，而不用稀盐酸；B.除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水，NaHCO3溶液与Cl2反应并放出CO2气体，且气体应“长进短出”；C.MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应。
7． 如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是( )
A．a—b—c—d—e—f—g—h B．a—e—d—c—b—h—i—g
C．a—d—e—c—b—h—i—g D．a—c—b—d—e—h—i—f
【答案】B
【解析】按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。
8．“84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气，反应方程式为NaClO+NaCl+H2SO4 Na2SO4+Cl2↑+H2O。为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置。
请回答：
(1)在该实验中，制取氯气的装置是________(填字母)。
(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是_________________________________________，请提出合理的改进方法___________________________________________。
(3)D中的现象是_______________，反应的离子方程式为_________________________________，
分离D中液体的方法是______________。
(4)写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式______________________________，该反应中氧化剂与还原剂的个数之比为________。为验证尾气吸收后的溶液中存在Cl ，正确的操作是____________________。
(5)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性：盐酸＞碳酸＞次氯酸，该实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有________。
【答案】 (1)c
(2)Cl2中混有少量H2O(g) 在A～B之间增加装有浓H2SO4的洗气瓶
(3)下层CCl4层呈紫红色 Cl2+2I ===I2+2Cl 分液
(4)Cl2+2OH ===Cl +ClO +H2O 1∶1 取少量烧杯内吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl
(5)盐酸
【解析】(1)根据“固+液气”原理可知应选择c装置制取Cl2。(2)布条褪色证明Cl2中混有H2O(g)，生成了HClO，应增加除H2O(g)的装置。(3)Cl2+2I ===I2+2Cl ，CCl4将I2萃取出来，I2溶于CCl4，溶液呈紫红色，分离两种互不相溶的液体采用分液法。(4)Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2+2OH === Cl + ClO + H2O，根据反应前后氯元素化合价变化可知Cl2既作氧化剂，又作还原剂，且物质的量之比为1∶1；检验Cl ，应先用稀HNO3酸化中和溶液中的OH ，并将ClO 转化为HClO，再加AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，证明含有Cl 。(5)因酸性HCl＞H2CO3＞HClO，HCl与NaHCO3反应：HCl+NaHCO3= ==NaCl+ H2O+CO2↑，而HClO不与NaHCO3反应，故氯气与H2O反应的产物中含盐酸。
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