2024-2025学年高中化学人教版必修第一册 2.2.2氯气的实验室制法 氯离子的检验 作业（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024-2025学年高中化学人教版必修第一册 2.2.2氯气的实验室制法 氯离子的检验 作业（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 277.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-09-06 14:49:00 | ||
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文档简介
课时作业11 氯气的实验室制法 氯离子的检验
基础性训练
1.实验室制取氯气后，产生的尾气选用下列哪种方法处理最好( )
2．为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素，选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是( )
①滴加AgNO3溶液 ②加水溶解 ③过滤、取滤液 ④与二氧化锰混合加热 ⑤加稀硝酸 ⑥与浓盐酸反应 ⑦与NaOH溶液混合加热
A．⑥⑦①⑤ B．⑥⑦
C．④②③①⑤ D．②①⑤
3．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是( )
A.用干燥的蓝色石蕊试纸检验
B．用干燥有色布条检验
C．将气体通入硝酸银溶液检验
D．用湿润的淀粉 KI试纸检验
4．[2023·重庆云阳中学高一检测]下列关于实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的说法中错误的是( )
A．该反应是一个氧化还原反应，其中二氧化锰是氧化剂
B．HCl表现还原性和酸性
C．该反应的离子方程式为
MnO2＋4H＋＋4Cl－MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
D．该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的
5．[2023·三亚一中高一检测]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
6．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是( )
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溶液倒吸到试管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
综合性训练
7.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验其与金属的反应，每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是( )
A．①和②处 B．只有②处
C．②和③处 D．②、③、④处
8．某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。下列说法不正确的是( )
A．Ⅰ图：若MnO2过量，则浓盐酸可全部消耗完
B．Ⅱ图：证明新制氯水具有酸性和漂白性
C．Ⅲ图：产生了棕黄色的烟
D．Ⅳ图：验证Cl2无漂白性
9．实验室利用如图装置制取无水AlCl3(183 ℃升华，遇潮湿空气即产生大量白雾)。下列说法正确的是( )
A．①的试管中盛装二氧化锰，用于常温下制备氯气
B．②③⑥⑦的试管中依次盛装浓硫酸、饱和食盐水、浓硫酸、NaOH溶液
C．滴加浓盐酸的同时点燃④的酒精灯
D．⑤用于收集AlCl3，⑥⑦可以用一个装有碱石灰的干燥管代替
10.某溶液中可能含有K＋、Na＋、CO、Cl－中的一种或几种，为鉴别其中所含离子，现进行如下实验：
序号 实验操作及现象
步骤① 取原溶液，进行焰色试验，显黄色，透过蓝色钴玻璃观察无紫色
步骤② 取原溶液，向溶液中加入盐酸，有气体产生
请回答下列问题：
(1)原溶液中一定存在的离子是__________(填离子符号，下同)，一定不存在的离子是____________，可能存在的离子是________。
(2)为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在，应进行的实验操作及判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11．用如图所示装置可以完成一系列实验(图中夹持装置已略去)。
用装置A由浓硫酸和浓盐酸混合制取HCl气体，装置B中的三处棉花依次做了如下处理：①包有某固体物质，②蘸有KI溶液，③蘸有石蕊溶液。请回答下列问题：
(1)仪器P的名称是________。
(2)①处包有的某固体物质可能是(填字母)________。
a．MnO2 b．KMnO4
c．KCl d．Cu
反应开始后，观察到②处有棕黄色物质产生，写出②处发生反应的离子方程式：________________________。
(3)在实验过程中，在③处能观察到________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)甲同学为了验证剩余气体的主要成分，在C中设计了如图装置，D中装有铜丝网，装置E的试管中不加任何试剂，装置F的烧杯中加入适量的AgNO3溶液。
①实验过程中，装置D的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②装置F中的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
12．2022年北京冬奥会期间，常用的消毒剂有医用酒精和“84”消毒液等，使用酒精进行环境消毒时要避免明火。使用“84”消毒液时要避免与洁厕剂混用，两者混用会产生氯气，引起中毒。
某化学兴趣小组尝试利用“84”消毒液与硫酸溶液反应制取氯气，反应的化学方程式为NaClO＋NaCl＋H2SO4Na2SO4＋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中依次放入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)写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
为验证尾气吸收后的溶液中存在Cl－，正确的操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________。
(4)Cl2通入饱和NaHCO3溶液产生无色气体，已知酸性HCl>H2CO3>HClO，该实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有________。
课时作业11 氯气的实验室制法 氯离子的检验
1．答案：D
2．答案：C
3．解析：HClO具有漂白性，而Cl2不具有，在干燥环境下，Cl2不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区分。气体通入AgNO3溶液都产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－。Cl2与KI反应产生I2，淀粉遇I2变蓝，可以与HCl区分。
答案：D
4．解析：由MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋2H2O＋Cl2↑可知，二氧化锰是氧化剂，HCl中氯元素部分化合价升高，HCl既表现还原性，又表现酸性；氯化锰是可溶于水的强电解质，在离子方程式中应写成离子形式。
答案：C
5．解析：由化学方程式：MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知：146 g HCl与87 g MnO2恰好反应生成71 g Cl2，但由于稀盐酸不与MnO2反应，所以①产生的Cl2小于71 g，而②能生成71 g Cl2。
答案：B
6．解析：根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气。
答案：A
7．解析：①是制备氯气的装置，②是除去氯气中氯化氢杂质的装置，③是干燥装置，④是用于氯气与金属反应的装置。除杂时不能消耗欲保留的气体，因为氯气可与NaOH溶液反应，化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，所以②处错误；③中进气管短，出气管却插入液面下，所以无法干燥气体，也不能使气体进入④中与金属反应，所以③处错误；④是一个封闭体系，未反应的气体不断蓄积会使容器内压强过大而发生爆炸，所以④处错误。
答案：D
8．解析：二氧化锰与浓盐酸反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀，二氧化锰不与稀盐酸反应，即使二氧化锰过量，盐酸也不能全部消耗完，A错误；图Ⅱ中溶液先变红后褪色，不仅能证明新制氯水具有酸性，还可以证明新制氯水具有漂白性，B正确；铜丝在氯气中燃烧，生成了棕黄色的烟，C正确；氯气没有漂白性，不能使干燥有色布条褪色，图Ⅳ中氯气遇到湿润有色布条与水反应生成HClO，HClO具有漂白性，可使有色布条褪色，D正确。
答案：A
9．答案：D
10．解析：（1）根据焰色试验显黄色、透过蓝色钴玻璃无紫色，说明含有Na＋、无K＋；加入盐酸有气体产生，说明存在CO，但不能确定是否有Cl－；则原溶液中一定存在Na＋和CO，一定不存在K＋，可能存在的是Cl－。（2）要检验是否存在Cl－选用AgNO3溶液和稀HNO3，所进行的操作和判断的依据为取原溶液，向溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀硝酸，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－。
答案：（1）Na＋和CO K＋ Cl－ （2）取原溶液，向溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀硝酸，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－
11．解析：（1）仪器P的名称为分液漏斗。
（2）②处有棕黄色物质产生，说明有单质I2生成，说明HCl经过①处后被氧化生成Cl2，①处包有的固体物质可能是KMnO4，②处反应的离子方程式为Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
（3）Cl2通过蘸有石蕊溶液的棉花时，会使石蕊溶液先变红后褪色。
（4）甲同学实验的原理如下：用铜丝网证明剩余气体中含有Cl2（若铜网颜色变化，可以证明含有Cl2）；根据Cl2易液化的性质用冰水将Cl2冷凝从而除去；再根据剩余气体与硝酸银溶液的反应情况验证是否存在HCl气体。
答案：（1）分液漏斗
（2）b Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
（3）先变红后褪色
（4）①验证HCl气体中含有Cl2（或验证HCl气体中含有Cl2和除去HCl气体中的Cl2）
②有白色沉淀产生 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
12．解析：（1）根据题干中制备氯气的化学方程式可知，液体与液体在加热条件下制取气体，应选择c装置制取Cl2。（2）B中干燥的红色布条褪色证明Cl2中混有H2O（g），生成了HClO，所以应增加除去H2O（g）的装置。（3）Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；检验Cl－，应先用稀硝酸酸化吸收液，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl－。（4）因酸性HCl>H2CO3>HClO，HCl与NaHCO3反应：HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2↑，而HClO不与NaHCO3反应，故题述实验能证明Cl2与H2O反应的产物中含有HCl。
答案：（1）c （2）Cl2中混有少量H2O（g） 在A～B之间增加装有浓硫酸的洗气瓶 （3）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 取少量烧杯内吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl－ （4）HCl
基础性训练
1.实验室制取氯气后，产生的尾气选用下列哪种方法处理最好( )
2．为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素，选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是( )
①滴加AgNO3溶液 ②加水溶解 ③过滤、取滤液 ④与二氧化锰混合加热 ⑤加稀硝酸 ⑥与浓盐酸反应 ⑦与NaOH溶液混合加热
A．⑥⑦①⑤ B．⑥⑦
C．④②③①⑤ D．②①⑤
3．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是( )
A.用干燥的蓝色石蕊试纸检验
B．用干燥有色布条检验
C．将气体通入硝酸银溶液检验
D．用湿润的淀粉 KI试纸检验
4．[2023·重庆云阳中学高一检测]下列关于实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的说法中错误的是( )
A．该反应是一个氧化还原反应，其中二氧化锰是氧化剂
B．HCl表现还原性和酸性
C．该反应的离子方程式为
MnO2＋4H＋＋4Cl－MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
D．该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的
5．[2023·三亚一中高一检测]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
6．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是( )
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溶液倒吸到试管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
综合性训练
7.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验其与金属的反应，每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是( )
A．①和②处 B．只有②处
C．②和③处 D．②、③、④处
8．某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。下列说法不正确的是( )
A．Ⅰ图：若MnO2过量，则浓盐酸可全部消耗完
B．Ⅱ图：证明新制氯水具有酸性和漂白性
C．Ⅲ图：产生了棕黄色的烟
D．Ⅳ图：验证Cl2无漂白性
9．实验室利用如图装置制取无水AlCl3(183 ℃升华，遇潮湿空气即产生大量白雾)。下列说法正确的是( )
A．①的试管中盛装二氧化锰，用于常温下制备氯气
B．②③⑥⑦的试管中依次盛装浓硫酸、饱和食盐水、浓硫酸、NaOH溶液
C．滴加浓盐酸的同时点燃④的酒精灯
D．⑤用于收集AlCl3，⑥⑦可以用一个装有碱石灰的干燥管代替
10.某溶液中可能含有K＋、Na＋、CO、Cl－中的一种或几种，为鉴别其中所含离子，现进行如下实验：
序号 实验操作及现象
步骤① 取原溶液，进行焰色试验，显黄色，透过蓝色钴玻璃观察无紫色
步骤② 取原溶液，向溶液中加入盐酸，有气体产生
请回答下列问题：
(1)原溶液中一定存在的离子是__________(填离子符号，下同)，一定不存在的离子是____________，可能存在的离子是________。
(2)为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在，应进行的实验操作及判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11．用如图所示装置可以完成一系列实验(图中夹持装置已略去)。
用装置A由浓硫酸和浓盐酸混合制取HCl气体，装置B中的三处棉花依次做了如下处理：①包有某固体物质，②蘸有KI溶液，③蘸有石蕊溶液。请回答下列问题：
(1)仪器P的名称是________。
(2)①处包有的某固体物质可能是(填字母)________。
a．MnO2 b．KMnO4
c．KCl d．Cu
反应开始后，观察到②处有棕黄色物质产生，写出②处发生反应的离子方程式：________________________。
(3)在实验过程中，在③处能观察到________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)甲同学为了验证剩余气体的主要成分，在C中设计了如图装置，D中装有铜丝网，装置E的试管中不加任何试剂，装置F的烧杯中加入适量的AgNO3溶液。
①实验过程中，装置D的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②装置F中的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
12．2022年北京冬奥会期间，常用的消毒剂有医用酒精和“84”消毒液等，使用酒精进行环境消毒时要避免明火。使用“84”消毒液时要避免与洁厕剂混用，两者混用会产生氯气，引起中毒。
某化学兴趣小组尝试利用“84”消毒液与硫酸溶液反应制取氯气，反应的化学方程式为NaClO＋NaCl＋H2SO4Na2SO4＋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中依次放入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)写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
为验证尾气吸收后的溶液中存在Cl－，正确的操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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(4)Cl2通入饱和NaHCO3溶液产生无色气体，已知酸性HCl>H2CO3>HClO，该实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有________。
课时作业11 氯气的实验室制法 氯离子的检验
1．答案：D
2．答案：C
3．解析：HClO具有漂白性，而Cl2不具有，在干燥环境下，Cl2不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区分。气体通入AgNO3溶液都产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－。Cl2与KI反应产生I2，淀粉遇I2变蓝，可以与HCl区分。
答案：D
4．解析：由MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋2H2O＋Cl2↑可知，二氧化锰是氧化剂，HCl中氯元素部分化合价升高，HCl既表现还原性，又表现酸性；氯化锰是可溶于水的强电解质，在离子方程式中应写成离子形式。
答案：C
5．解析：由化学方程式：MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知：146 g HCl与87 g MnO2恰好反应生成71 g Cl2，但由于稀盐酸不与MnO2反应，所以①产生的Cl2小于71 g，而②能生成71 g Cl2。
答案：B
6．解析：根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气。
答案：A
7．解析：①是制备氯气的装置，②是除去氯气中氯化氢杂质的装置，③是干燥装置，④是用于氯气与金属反应的装置。除杂时不能消耗欲保留的气体，因为氯气可与NaOH溶液反应，化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，所以②处错误；③中进气管短，出气管却插入液面下，所以无法干燥气体，也不能使气体进入④中与金属反应，所以③处错误；④是一个封闭体系，未反应的气体不断蓄积会使容器内压强过大而发生爆炸，所以④处错误。
答案：D
8．解析：二氧化锰与浓盐酸反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀，二氧化锰不与稀盐酸反应，即使二氧化锰过量，盐酸也不能全部消耗完，A错误；图Ⅱ中溶液先变红后褪色，不仅能证明新制氯水具有酸性，还可以证明新制氯水具有漂白性，B正确；铜丝在氯气中燃烧，生成了棕黄色的烟，C正确；氯气没有漂白性，不能使干燥有色布条褪色，图Ⅳ中氯气遇到湿润有色布条与水反应生成HClO，HClO具有漂白性，可使有色布条褪色，D正确。
答案：A
9．答案：D
10．解析：（1）根据焰色试验显黄色、透过蓝色钴玻璃无紫色，说明含有Na＋、无K＋；加入盐酸有气体产生，说明存在CO，但不能确定是否有Cl－；则原溶液中一定存在Na＋和CO，一定不存在K＋，可能存在的是Cl－。（2）要检验是否存在Cl－选用AgNO3溶液和稀HNO3，所进行的操作和判断的依据为取原溶液，向溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀硝酸，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－。
答案：（1）Na＋和CO K＋ Cl－ （2）取原溶液，向溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀硝酸，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－
11．解析：（1）仪器P的名称为分液漏斗。
（2）②处有棕黄色物质产生，说明有单质I2生成，说明HCl经过①处后被氧化生成Cl2，①处包有的固体物质可能是KMnO4，②处反应的离子方程式为Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
（3）Cl2通过蘸有石蕊溶液的棉花时，会使石蕊溶液先变红后褪色。
（4）甲同学实验的原理如下：用铜丝网证明剩余气体中含有Cl2（若铜网颜色变化，可以证明含有Cl2）；根据Cl2易液化的性质用冰水将Cl2冷凝从而除去；再根据剩余气体与硝酸银溶液的反应情况验证是否存在HCl气体。
答案：（1）分液漏斗
（2）b Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
（3）先变红后褪色
（4）①验证HCl气体中含有Cl2（或验证HCl气体中含有Cl2和除去HCl气体中的Cl2）
②有白色沉淀产生 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
12．解析：（1）根据题干中制备氯气的化学方程式可知，液体与液体在加热条件下制取气体，应选择c装置制取Cl2。（2）B中干燥的红色布条褪色证明Cl2中混有H2O（g），生成了HClO，所以应增加除去H2O（g）的装置。（3）Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；检验Cl－，应先用稀硝酸酸化吸收液，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl－。（4）因酸性HCl>H2CO3>HClO，HCl与NaHCO3反应：HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2↑，而HClO不与NaHCO3反应，故题述实验能证明Cl2与H2O反应的产物中含有HCl。
答案：（1）c （2）Cl2中混有少量H2O（g） 在A～B之间增加装有浓硫酸的洗气瓶 （3）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 取少量烧杯内吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl－ （4）HCl