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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
第2课时 氯气的实验室制法
教学目标 1.通过实验室制氯气的实验操作,培养实验能力与创新意识,构建气体制备思维模型。 2.通过氯离子的检验方法,构建离子检验的思维模型和检测方法。
重点和难点 重点:氯气的实验室制法 难点:实验室制氯气的实验操作
◆知识点一 氯气的实验室制法
1.实验原理
在实验室中,通常用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应来制取氯气。
化学方程式: ,
离子方程式: ,
该反应的氧化剂为 ,浓盐酸既表现 性,又表现 性。
2.仪器装置
主要仪器有铁架台、 、 、 、洗气瓶、集气瓶、烧杯等。
Cl2的制备、净化、收集、尾气处理装置如图所示。
发生装置 固体+液体气体
净化装置(洗气瓶) 先通过饱和食盐水除去 ,再通过浓H2SO4除去
收集装置 用 排空气法收集
验满方法 ①观察法(黄绿色);②湿润的淀粉-KI试纸,其原理是Cl2+2KI===2KCl+I2,淀粉遇置换出的I2变 ;③湿润的蓝色石蕊试纸(先 后 )
尾气处理装置 盛有NaOH溶液的烧杯,NaOH溶液作用为
即学即练
1.下列有关的制备、除杂和收集正确的是
A.用甲装置制备 B.用乙装置除去中的和
C.用丙装置收集 D.用丁装置吸收尾气
2.1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。某兴趣小组利用以下装置进行Cl2的相关实验。其中能达到预期目的的是
A. 制备Cl2 B. 干燥Cl2
C.收集Cl2 D.尾气处理
A.A B.B C.C D.D
◆知识点二 氯离子的检验
1.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,填写下表:
试液2~3 mL 实验现象 离子方程式
滴入几滴硝酸银溶液 加入少量稀硝酸
①稀盐酸
②NaCl溶液
③Na2CO3溶液 、
2.氯离子的检验方法
(1)操作方法:向未知溶液中先加 ,再加 。
(2)现象:产生 ,加稀硝酸时,沉淀 。
(3)原理: (离子方程式)。
(4)加入稀硝酸的目的:排除 等离子的干扰。
即学即练
3.下列有关实验现象及分析正确的是
选项 实验现象 分析
A 向氯水滴加1~2滴石蕊试液,溶液先变红后褪色 氯水中有盐酸、次氯酸
B 将盛满氯气的试管倒扣在水槽中,静置一段时间后试管内液面上升 氯气与水发生反应
C 向待测液中先加入稀盐酸酸化,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀 待测液中含有
D 向氯水中加入有色布条,布条褪色 有漂白性
A.A B.B C.C D.D
4.下列物质检验方法正确的是
A.若向某溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体,则该溶液中一定含有
B.用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,火焰呈黄色,一定有没有
C.若向某溶液中加入溶液、产生白色沉淀,则该溶液中一定含有
D.往某溶液中滴加溶液,若产生气体,则原溶液一定显酸性
1.实验室制取Cl2的装置图解
2.制备氯气的注意事项
(1)稀盐酸与MnO2不反应,制取氯气时必须选用浓盐酸;加热温度不宜过高,以减少氯化氢的挥发。
(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,因为澄清石灰水中的Ca(OH)2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。
3.其他用于实验室制取氯气的化学试剂及反应
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂代替MnO2制取氯气,反应不需加热且反应速率较快,如:
(1)2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
(2)KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
(3)Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(4)K2Cr2O7+14HCl(浓)===2CrCl3+2KCl+3Cl2↑+7H2O
实践应用
5.某同学在实验室进行制备实验。下列做法不符合实验室安全规范的是
A.实验开始前,佩戴好护目镜 B.实验过程中,保持排风设备开启
C.检查并确认装置气密性后,按实验方案进行实验 D.实验结束后,将反应残余物倒入下水道
6.下列制取Cl2、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是
A.①制取Cl2 B.②探究干燥红色布条是否褪色
C.③收集Cl2 D.④尾气处理
考点一 氯气的实验室制法
【例1】实验室制取并探究其氧化性,下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制取
B.用装置乙除去中混有的HCl
C.用装置丙验证的氧化性
D.用装置丁吸收尾气中的
【变式1-1】按图所示装置进行实验。将浓盐酸全部加入具支试管后,点燃酒精灯。下列说法正确的是
A.具支试管内的反应,体现了浓盐酸的氧化性
B.①处和③处均褪色,说明具有漂白性
C.②处变蓝,说明还原性:
D.将④处NaOH溶液换成水,也可进行尾气处理
【变式1-2】下列有关实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制备 B.除去中HCl
C.收集Cl2 D.吸收少量尾气
A.A B.B C.C D.D
考点二 氯气的实验室制法与性质综合应用
【例2】在实验室进行氯气的制备、净化和性质探究实验过程中,下列实验可以实现的是
A.制备 B.干燥
C.证明氧化性: D.验证氯水的酸性和漂白性
A.A B.B C.C D.D
【变式2-1】有关氯气的微型探究实验装置如图4。实验时滴入几滴浓盐酸,下列说法正确的是
A.①处先变红后褪色,说明Cl 具有酸性和漂白性
B.②处变蓝,说明元素非金属性:I>Cl
C.③处颜色变浅,说明氧化性:Cl2>KMnO4
D.④处可吸收尾气Cl2,可用饱和Na2CO3溶液替代
【变式2-2】某兴趣小组为制备氯气并验证其性质,做了如下实验,实验装置如图所示(部分固定装置未画出)。下列说法不正确的是
A.将装置A中换成,也能达到实验目的
B.装置B有除去及作安全瓶的作用
C.装置C中可以看到有色布条Ⅰ褪色,布条Ⅱ不褪色
D.F中发生的离子方程式为:Cl2+OH- =Cl- +ClO- +H2O
考点三 氯离子的检验
【例3】化学是一门以实验为基础的自然科学,下列实验的操作、现象都正确且能得出对应结论的是
选项 实验操作 现象 所得结论
A 将少量氯水滴到pH试纸上 pH试纸先变红后变白 氯水具有酸性、漂白性
B 将少量钠放入硫酸铜溶液中 产生了红色固体 钠置换出了铜
C 向某未知溶液中加入硝酸银溶液 产生白色沉淀 原溶液中含有
D 用铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧 观察到火焰呈黄色 原溶液中一定含有钠元素,不含钾元素
A.A B.B C.C D.D
【变式3-1】下列实验操作、现象及实验结论均正确且相对应的是
选项 实验操作 现象 实验结论
A 用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧 火焰呈黄色 该溶液中含Na元素
B 将加入无色酚酞溶液中 酚酞变红后不褪色 生成了碱性物质
C 将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液 溶液褪色 具有酸性
D 向某无色溶液中滴加少量溶液 有白色沉淀产生 原溶液中一定存在
A.A B.B C.C D.D
【变式3-2】下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
实验操作及现象 实验结论
A 向KI-淀粉溶液中滴加氯水,溶液变成蓝色 氧化性:
B 将钠放入热坩埚中加热燃烧,生成淡黄色固体 反应有生成
C 用玻璃棒蘸取氯水,点在湿润的pH试纸中间 可测得氯水的pH
D 向某溶液中加入几滴溶液,有白色沉淀生成,再加入少量稀硝酸,沉淀不溶解 溶液中可能含有
A.A B.B C.C D.D
基础达标
1.(24-25高一上·河南·阶段练习)在氯气的制备以及探究氯气性质的实验中,不会出现的实验安全图标是
A. B. C. D.
2.实验室利用如图所示装置制备氯气,图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置,其中错误的是
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
3.(24-25高一上·新疆·期中)利用下列装置制备干燥、纯净的氯气。下列装置不能达到实验目的的是
A.制备 B.除杂
C.收集 D.尾气处理
A.A B.B C.C D.D
4.(23-24高一上·广西·阶段练习)实验室用和浓盐酸反应生成后,以下图示不能达到实验目的的是(下列装置“→”表示气流方向)
A B
C D
A.净化 B.收集 C.验证氯气的漂白性 D.尾气处理
5.(23-24高一下·北京海淀·开学考试)用下图装置制取纯净的氯气,有关说法正确的是
A.①中盛放浓硫酸 B.②的作用是除去气体
C.③收集气体,应选择装置a D.④中盛放NaOH溶液
6.(23-24高一上·河南商丘·阶段练习)实验室制取的Cl2中含有HCl、H2O(g),要收集纯净Cl2,最好应将气体依次通过盛有下列哪些试剂的洗气瓶
A.浓硫酸、蒸馏水 B.饱和NaHCO3溶液、浓硫酸
C.饱和NaCl溶液、浓硫酸 D.浓硫酸、饱和NaCl溶液
7.(24-25高一上·陕西汉中·阶段练习)下列实验操作正确的是
实验 操作
A 观察钠与水反应的现象 用镊子从煤油中取出金属钠,切下黄豆大小的钠小心放入装满水的烧杯中
B 鉴别NaHCO3与Na2CO3溶液 用小试管分别取少量溶液,然后滴加澄清石灰水
C 证明Na2O2与CO2的反应是放热反应 Na2O2用棉花包裹,放入盛有CO2的集气瓶中棉花燃烧说明是放热反应
D 检验样品溶液中是否含有Cl- 取少量待测液于试管中,滴入AgNO3溶液产生白色沉淀,证明样品溶液中含有Cl-
A.A B.B C.C D.D
8.(24-25高一上·江西景德镇·期中)为确定某溶液的离子组成,进行如下实验:
①用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰焰色为黄色
②测定溶液的,溶液显强碱性;
③取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体;
④在上述③溶液中滴加溶液,产生白色沉淀。
则以下对原溶液的推测不正确的是
A.不能确定是否存在 B.一定有
C.可能有 D.一定有,可能有
9.(24-25高一上·黑龙江·阶段练习)用如图所示实验装置进行相关实验探究,装置正确且能达到实验目的的是
实验目的 A.鉴别纯碱与小苏打 B.在中燃烧
实验装置
实验目的 C.验证久置氯水中是否含有 D.制备胶体
实验装置
A.A B.B C.C D.D
10.(24-25高一上·天津·期中)一定量通入足量的水中,发生反应 能说明该反应的产物中可能含有 的是
A.氯水具有漂白作用 B.氯水可以在光照情况下产生气体
C.氯水具有杀菌消毒作用 D.氯水可与 溶液反应生成白色沉淀
综合应用
11.(24-25高一下·山东枣庄·期末)某同学设计了用浓盐酸和高锰酸钾固体制取少量氯气并验证有关性质的微型装置,如图所示。下列说法正确的是
A.将高锰酸钾与碘化钾存放在同一药品橱中
B.该实验可证明碘元素的非金属性强于氯元素
C.改用稀盐酸可以加快氯气产生的速率
D.可用饱和溶液吸收多余氯气
12.(24-25高一下·北京房山·期中)利用下列装置和试剂进行实验,不能达到实验目的的是
A.图获得纯净、干燥的氯气 B.图验证与水反应生成
C.图验证氧化性: D.图用萃取碘水中的碘单质
A.A B.B C.C D.D
13.(24-25高一上·辽宁辽阳·期中)某同学设计的制备并探究氯气性质的微型实验装置如图。下列说法错误的是
A.向上拉注射器活塞,松开手后,活塞恢复到原位置,则气密性良好
B.生成氯气的反应中体现还原性的和体现酸性的的物质的量之比为
C.干花不褪色,而鲜花褪色,说明氯气无漂白性
D.吸有氢氧化钠溶液的滴管可吸收过量的氯气
14.(24-25高一上·湖南常德·期末)是重要的化工产品,易升华,遇水蒸气易潮解,主要用作水处理剂、催化剂等。某小组设计如图所示的实验装置制备氯化铁:
已知:石棉绒是一种耐火材料,不参与反应。下列叙述正确的是
A.装置A利用浓盐酸的挥发性和还原性制取氯气
B.装置B宜盛放饱和溶液,能除去中的
C.石棉绒的作用是增大反应物的接触面积,使反应更充分
D.装置E是为了收集,装置F宜盛放无水氯化钙
15.(24-25高一上·湖南·开学考试)某化学小组用“84”消毒液制备氯气并探究其性质,进行如图所示的实验(已知:中均为浸有相应试液的棉花,夹持装置省略;酸性溶液的氧化性比的强)。下列说法错误的是
A.a处变为橙色,说明的氧化性比的强
B.b处变为蓝色,说明的氧化性比的强
C.c处褪色,使酸性溶液褪色的物质可能是
D.d处红色褪去,可能是生成某种具有漂白性的物质所致
16.(24-25高一上·四川南充·阶段练习)某化学实验小组利用如图所示装置制备Cl2并进行性质验证(夹持装置已略去,反应已进行一段时间),下列说法中正确的是
A.①处小试管中溶液可检测出4种离子
B.②处石蕊溶液变红说明新制氯水具有酸性
C.③处湿润的淀粉-KI试纸蓝色褪去说明氯水具有漂白性
D.④处加入水后,溶液显蓝色,说明Cl2具有还原性
拓展培优
17.(24-25高一上·重庆·期末)某同学用如图所示装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是
A.I中产生Cl2的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
B.II中湿润的有色布条褪色,说明氯气具有漂白性
C.III证明氧化性Cl2 > Br2 > I2
D.IV中集气瓶口可观察到白烟
18.(23-24高一上·北京西城·期末)下图是实验室制备的实验装置图,其中甲为制氯气的装置。(资料:为紫色固体,微溶于,具有强氧化性)
下列说法正确的是
A.乙中所用试剂为饱和碳酸氢钠溶液
B.丙和丁中均会发生反应:
C.丙中产生紫色固体,说明氧化性一定强于
D.若取反应后丙中紫色溶液,加入稀硫酸产生,则证明了具有氧化性
19.某化学实验小组为探究氯气漂白原理,设计了如图所示的实验装置。下列说法错误的是
A.将a中液体挤入b中发生的反应为(浓)
B.装置c的作用是干燥反应产生的气体,故可以用碱石灰代替无水
C.注射器在实验中除了向试管e中加水外,还可以储存尾气,防止污染
D.当试管e中充满黄绿色气体时,品红试纸不褪色,推动注射器,向e中加水,品红试纸褪色
20.(24-25高一下·湖北孝感·期末)二氧化氯(ClO2)是一种新型的环保饮用水消毒剂,某课题小组拟选择如图所示部分装置制备并收集二氧化氯来探究其漂白性(装置不可重复使用)。
已知:①常温下,亚氯酸钠(NaClO2)与氯气反应的生成物之一为二氧化氯;②常温常压下,ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体。回答下列问题:
(1)制备干燥、纯净的氯气:气体发生装置是 (填字母),反应的离子方程式为 。
(2)制备二氧化氯:导管口连接顺序为a→ →n→p→j。
(3)写出装置G中发生反应的化学方程式: 。
(4)装置E的作用是 。
(5)二氧化氯还会与H2O2和NaOH的混合溶液反应,其产物之一是NaClO2.写出该反应的化学方程式: 。
1中小学教育资源及组卷应用平台
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
第2课时 氯气的实验室制法
教学目标 1.通过实验室制氯气的实验操作,培养实验能力与创新意识,构建气体制备思维模型。 2.通过氯离子的检验方法,构建离子检验的思维模型和检测方法。
重点和难点 重点:氯气的实验室制法 难点:实验室制氯气的实验操作
◆知识点一 氯气的实验室制法
1.实验原理
在实验室中,通常用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应来制取氯气。
化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,
该反应的氧化剂为MnO2,浓盐酸既表现还原性,又表现酸性。
2.仪器装置
主要仪器有铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、洗气瓶、集气瓶、烧杯等。
Cl2的制备、净化、收集、尾气处理装置如图所示。
发生装置 固体+液体气体
净化装置(洗气瓶) 先通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓H2SO4除去水蒸气
收集装置 用向上排空气法收集
验满方法 ①观察法(黄绿色);②湿润的淀粉-KI试纸,其原理是Cl2+2KI===2KCl+I2,淀粉遇置换出的I2变蓝色;③湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色)
尾气处理装置 盛有NaOH溶液的烧杯,NaOH溶液作用为吸收过量Cl2,防止污染空气
即学即练
1.下列有关的制备、除杂和收集正确的是
A.用甲装置制备 B.用乙装置除去中的和
C.用丙装置收集 D.用丁装置吸收尾气
【答案】D
【解析】A.实验室常用MnO2与浓盐酸加热制备Cl2,甲装置没有加热,A错误;
B.饱和食盐水中有大量水,气体通过饱和食盐水会带出水蒸气,应先通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水,B错误;
C.Cl2的密度大于空气,应该用向上排空气法收集,即长进短出,C错误;
D.Cl2有毒,可以用NaOH吸收尾气,球形干燥管起到防倒吸的作用,D正确;
故选D。
2.1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。某兴趣小组利用以下装置进行Cl2的相关实验。其中能达到预期目的的是
A. 制备Cl2 B. 干燥Cl2
C.收集Cl2 D.尾气处理
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热,不能达到预期目的,A项错误;
B.Cl2会与碱石灰反应,不能达到预期目的,B项错误;
C.氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,应该长管进短管出,可以达到预期目的,C项正确;
D.尾气处理氯气时,应该通入NaOH溶液中,水的效果不好,D项错误;
答案选C。
◆知识点二 氯离子的检验
1.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,填写下表:
试液2~3 mL 实验现象 离子方程式
滴入几滴硝酸银溶液 加入少量稀硝酸
①稀盐酸 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl-+Ag+===AgCl↓
②NaCl溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl-+Ag+===AgCl↓
③Na2CO3溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解,有气泡产生 CO+2Ag+===Ag2CO3↓、 Ag2CO3+2H+===2Ag++CO2↑+H2O
2.氯离子的检验方法
(1)操作方法:向未知溶液中先加AgNO3溶液,再加稀硝酸。
(2)现象:产生白色沉淀,加稀硝酸时,沉淀不溶解。
(3)原理:Ag++Cl-===AgCl↓(离子方程式)。
(4)加入稀硝酸的目的:排除CO等离子的干扰。
即学即练
3.下列有关实验现象及分析正确的是
选项 实验现象 分析
A 向氯水滴加1~2滴石蕊试液,溶液先变红后褪色 氯水中有盐酸、次氯酸
B 将盛满氯气的试管倒扣在水槽中,静置一段时间后试管内液面上升 氯气与水发生反应
C 向待测液中先加入稀盐酸酸化,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀 待测液中含有
D 向氯水中加入有色布条,布条褪色 有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.向氯水中滴加1~2滴石蕊试液,氯水中有盐酸,溶液先变红,氯水中有次氯酸,次氯酸具有漂白性,溶液后褪色,A正确;
B.氯气能溶于水,静置一段时间后试管内液面上升,不能说明氯气和水发生了反应,B错误;
C.向待测液中先加入稀盐酸酸化,引入了氯离子,则出现白色沉淀不能说明待测液中含有,C错误;
D.向氯水中加入有色布条,布条褪色,说明氯气和水生成具有漂白性的物质,没有漂白性,D错误;
故选A。
4.下列物质检验方法正确的是
A.若向某溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体,则该溶液中一定含有
B.用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,火焰呈黄色,一定有没有
C.若向某溶液中加入溶液、产生白色沉淀,则该溶液中一定含有
D.往某溶液中滴加溶液,若产生气体,则原溶液一定显酸性
【答案】D
【解析】A.若向某溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体,该溶液中可能含有碳酸根或碳酸氢根,A错误;
B.焰色试验是元素的性质,溶液中有Na+时,在无色火焰上灼烧时观察到黄色火焰,由于黄色能掩盖紫色,K+的焰色试验必须透过蓝色的钴玻璃才能观察到,故K+无法判断,B错误;
C.碳酸银也为白色沉淀,溶液中含有碳酸根离子也可以生成白色沉淀,不一定含有氯离子,C错误;
D.往某溶液中滴加溶液,若产生气体,说明碳酸根转化为碳酸从而产生CO2,则原溶液一定显酸性,D正确;
故本题选D。
1.实验室制取Cl2的装置图解
2.制备氯气的注意事项
(1)稀盐酸与MnO2不反应,制取氯气时必须选用浓盐酸;加热温度不宜过高,以减少氯化氢的挥发。
(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,因为澄清石灰水中的Ca(OH)2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。
3.其他用于实验室制取氯气的化学试剂及反应
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂代替MnO2制取氯气,反应不需加热且反应速率较快,如:
(1)2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
(2)KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
(3)Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(4)K2Cr2O7+14HCl(浓)===2CrCl3+2KCl+3Cl2↑+7H2O
实践应用
5.某同学在实验室进行制备实验。下列做法不符合实验室安全规范的是
A.实验开始前,佩戴好护目镜 B.实验过程中,保持排风设备开启
C.检查并确认装置气密性后,按实验方案进行实验 D.实验结束后,将反应残余物倒入下水道
【答案】D
【解析】A.氯气是一种有毒气体,对眼睛和呼吸道有强烈刺激作用,佩戴护目镜可以防止实验过程中意外溅射或气体泄漏对眼睛造成伤害,A正确;
B.氯气密度比空气大,容易在低处积聚,吸入后对人体有害,开启排风设备可以及时排出泄漏的氯气,降低中毒风险,B正确;
C.气密性检查是化学实验的基本要求,尤其是制备有毒气体时,可以防止气体泄漏引发安全事故,C正确;
D.氯气制备实验的残余物可能含有未反应的氯气、盐酸或其他腐蚀性物质,直接倒入下水道会污染环境,腐蚀管道,甚至释放有毒气体,实验结束后,不能将反应残余物倒入下水道,D错误;
故选D。
6.下列制取Cl2、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是
A.①制取Cl2 B.②探究干燥红色布条是否褪色
C.③收集Cl2 D.④尾气处理
【答案】B
【解析】A.MnO2和浓盐酸反应制取氯气需要加热,A项不合理;
B.使用浓硫酸干燥氯气,通过该装置探究干燥的氯气能否使干燥的红色布条褪色,B项合理;
C.氯气密度大于空气,要用向上排空气法收集氯气,即导管应长进短出,C项不合理:
D.氯气在饱和食盐水中难以溶解,一般用NaOH溶液进行尾气处理,D项不合理;
故选B。
考点一 氯气的实验室制法
【例1】实验室制取并探究其氧化性,下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制取
B.用装置乙除去中混有的HCl
C.用装置丙验证的氧化性
D.用装置丁吸收尾气中的
【答案】C
【分析】由题干实验装置图可知,装置甲为制备Cl2的发生装置,装置乙为除去Cl2中的HCl,装置丙为检验Cl2的生成和验证氯气的氧化性,装置丁为吸收Cl2,进行尾气处理,但试剂应该换为溶解度更大的NaOH溶液;
【解析】A.装置甲制取,反应为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:,装置中缺少加热装置,A错误;
B.由分析可知,能用装置乙除去Cl2中混有的HCl,但是反应生成二氧化碳引入新的杂质气体,应使用饱和氯化钠溶液,B错误;
C.由分析可知,能用装置丙验证Cl2的氧化性,反应原理为:2KI+Cl2=2KCl+I2,可观察到溶液变为蓝色,C正确;
D.装置丁为吸收Cl2,进行尾气处理,但试剂应该换为溶解度更大的NaOH溶液,D错误;
故选C。
【变式1-1】按图所示装置进行实验。将浓盐酸全部加入具支试管后,点燃酒精灯。下列说法正确的是
A.具支试管内的反应,体现了浓盐酸的氧化性
B.①处和③处均褪色,说明具有漂白性
C.②处变蓝,说明还原性:
D.将④处NaOH溶液换成水,也可进行尾气处理
【答案】C
【分析】具支试管中MnO2与浓盐酸发生反应生成氯气,产生的氯气在③处与干燥的红色纸团相遇,现象是褪色,②处和KI反应生成I2,现象是变蓝,①处的湿润的pH试纸变红后褪色,④装置试剂NaOH尾气吸收,据此分析;
【解析】A.具支试管内的反应,生成了黄绿色气体氯气、氯化锰、水,该反应体现了浓盐酸的酸性和还原性,A错误;
B.不具有漂白性,①处和③处均褪色是因为产生HClO而具有漂白性,B错误;
C.②处变蓝,说明与KI反应生成I2,还原性:,C正确;
D.将④处NaOH溶液换成水,氯气在水中溶解度不大,不可进行尾气处理,D错误;
故选C。
【变式1-2】下列有关实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制备 B.除去中HCl
C.收集Cl2 D.吸收少量尾气
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.实验室用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制备氯气,该装置未加热无法制备氯气,A错误;
B.氯气在饱和食盐水中的溶解度极低,故可用饱和食盐水除去除去中HCl,B错误;
C.氯气密度比空气大,应使用向上排空气法收集,导管应该长进短出,C错误;
D.氯气有毒,收集氯气后应将尾气通过盛有氢氧化钠溶液的烧杯中吸收,防止污染空气,增加倒置漏斗有利于防止倒吸,D正确;
答案选D。
考点二 氯气的实验室制法与性质综合应用
【例2】在实验室进行氯气的制备、净化和性质探究实验过程中,下列实验可以实现的是
A.制备 B.干燥
C.证明氧化性: D.验证氯水的酸性和漂白性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.实验室用浓盐酸和加热制备,A错误;
B.干燥氯气应长管进,短管出,B错误;
C.根据实验现象可以得出氧化性:,溴单质会挥发,也能与碘化钾反应,无法对比出和的氧化性,C错误;
D.根据紫色石蕊溶液先变红后褪色,可以验证氯水的酸性和漂白性,D正确;
故选D。
【变式2-1】有关氯气的微型探究实验装置如图4。实验时滴入几滴浓盐酸,下列说法正确的是
A.①处先变红后褪色,说明Cl 具有酸性和漂白性
B.②处变蓝,说明元素非金属性:I>Cl
C.③处颜色变浅,说明氧化性:Cl2>KMnO4
D.④处可吸收尾气Cl2,可用饱和Na2CO3溶液替代
【答案】D
【解析】A.①处:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O,Cl2溶于水后生成HClO,使紫色石蕊试液先变红后褪色,有水参与反应,不能说明Cl 具有酸性和漂白性,A不正确;
B.②处变蓝,说明发生反应Cl2+2KI=2KCl+I2,从而得出元素非金属性:Cl>I,B不正确;
C.③处颜色变浅,说明发生反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,则氧化性:KMnO4>Cl2,C不正确;
D.饱和Na2CO3溶液显碱性,能吸收Cl2,发生反应Na2CO3+Cl2+H2O=NaCl+HClO+NaHCO3,则④处吸收尾气Cl2,可用饱和Na2CO3溶液替代,D正确;
故选D。
【变式2-2】某兴趣小组为制备氯气并验证其性质,做了如下实验,实验装置如图所示(部分固定装置未画出)。下列说法不正确的是
A.将装置A中换成,也能达到实验目的
B.装置B有除去及作安全瓶的作用
C.装置C中可以看到有色布条Ⅰ褪色,布条Ⅱ不褪色
D.F中发生的离子方程式为:Cl2+OH- =Cl- +ClO- +H2O
【答案】D
【解析】A.装置A中制备氯气,将装置A中换成,NaClO与浓盐酸反应生成氯气,也能达到实验目的,故A正确;
B.装置B中的长颈漏斗可以起到平衡压强的作用,可作安全瓶,饱和食盐水可以除去氯气中的HCl,故B正确;
C.氯气与水反应生成的次氯酸使I中布条褪色,干燥的氯气不具备漂白性,II中布条不褪色,故C正确;
D.F中发生的离子方程式为:Cl2+2OH- =Cl- +ClO- +H2O,故D错误;
故选D。
考点三 氯离子的检验
【例3】化学是一门以实验为基础的自然科学,下列实验的操作、现象都正确且能得出对应结论的是
选项 实验操作 现象 所得结论
A 将少量氯水滴到pH试纸上 pH试纸先变红后变白 氯水具有酸性、漂白性
B 将少量钠放入硫酸铜溶液中 产生了红色固体 钠置换出了铜
C 向某未知溶液中加入硝酸银溶液 产生白色沉淀 原溶液中含有
D 用铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧 观察到火焰呈黄色 原溶液中一定含有钠元素,不含钾元素
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.氯水中含有和,具有酸性和漂白性,使试纸先变红后变成白色,A项正确;
B.钠与硫酸铜溶液反应时,先和溶液中的水生成和,再和生成蓝色沉淀,不会有红色固体产生,B项错误;
C.的检验应加入酸化的,排除等离子的干扰,C项错误;
D.呈黄色说明一定存在元素,不能排除含有K元素,D项错误;
故选A。
【变式3-1】下列实验操作、现象及实验结论均正确且相对应的是
选项 实验操作 现象 实验结论
A 用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧 火焰呈黄色 该溶液中含Na元素
B 将加入无色酚酞溶液中 酚酞变红后不褪色 生成了碱性物质
C 将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液 溶液褪色 具有酸性
D 向某无色溶液中滴加少量溶液 有白色沉淀产生 原溶液中一定存在
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.钠的焰色是黄色,用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,能说明该溶液中含 Na 元素,A正确;
B.将Na2O2加入无色酚酞溶液中,Na2O2和水反应生成NaOH和O2,NaOH是碱性物质,能使酚酞变红,但随后溶液会褪色,这是因为过氧化钠具有强氧化性,能将有色物质氧化漂白,而不是不褪色,B错误;
C.氯水中的HClO具有漂白性,可使酚酞褪色,也可能是与NaOH反应消耗碱(2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O),导致酚酞褪色,即褪色原因是氯水中的HClO具有漂白性或Cl2消耗碱,而Cl2本身不是酸,不能说明具有酸性,C错误;
D.因碳酸根离子、硫酸根离子和氯离子均能与银离子反应生成白色沉淀,则向某无色溶液中滴加少量的溶液生成白色沉淀,不能说明原溶液中一定存在Cl ,D错误;
故选A。
【变式3-2】下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
实验操作及现象 实验结论
A 向KI-淀粉溶液中滴加氯水,溶液变成蓝色 氧化性:
B 将钠放入热坩埚中加热燃烧,生成淡黄色固体 反应有生成
C 用玻璃棒蘸取氯水,点在湿润的pH试纸中间 可测得氯水的pH
D 向某溶液中加入几滴溶液,有白色沉淀生成,再加入少量稀硝酸,沉淀不溶解 溶液中可能含有
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.向KI-淀粉溶液中滴加氯水,溶液变成蓝色,说明有碘单质生成,则氧化性:,故A正确;
B.将钠放入热坩埚中加热燃烧,生成淡黄色固体,故B正确;
C.氯水具有漂白性,不能用pH试纸测氯水的pH,故C错误;
D.向某溶液中加入几滴溶液,有白色沉淀生成,再加入少量稀硝酸,沉淀不溶解,沉淀可能是氯化银,则溶液中可能含有,故D正确;
选C。
基础达标
1.(24-25高一上·河南·阶段练习)在氯气的制备以及探究氯气性质的实验中,不会出现的实验安全图标是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.进行化学实验需要佩戴护目镜,以保护眼睛,会出现该图标,A不符合题意;
B.在氯气的制备以及探究氯气性质的实验中,不会用到锋利的物品,不会出现该图标,B符合题意;
C.氯气有毒,实验过程中应开启排风扇或排风管道,会出现该图标,C不符合题意;
D.实验结束后,离开实验室前需清洗双手,会出现该图标,D不符合题意;
故选B。
2.实验室利用如图所示装置制备氯气,图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置,其中错误的是
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
【答案】C
【解析】①中浓盐酸与二氧化锰共热反应制备氯气,①正确;
②中氯气能与氢氧化钠溶液反应,则不能用盛有饱和氢氧化钠溶液的装置②除去氯气中的氯化氢,②错误;
③用盛有浓硫酸的装置干燥氯气时,气体应从长管进、短管出进行洗气,③错误;
④中澄清石灰水的浓度低、吸收尾气的效果不好,应选NaOH溶液进行尾气处理,④错误;
综上,②③④错误,故选C。
3.(24-25高一上·新疆·期中)利用下列装置制备干燥、纯净的氯气。下列装置不能达到实验目的的是
A.制备 B.除杂
C.收集 D.尾气处理
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气,能达到实验目的,A正确;
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,应该先除杂后干燥,不能达到实验目的,B错误;
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正确;
D.用氢氧化钠溶液吸收氯气防止污染,可以达到实验目的,D正确;
故选B。
4.(23-24高一上·广西·阶段练习)实验室用和浓盐酸反应生成后,以下图示不能达到实验目的的是(下列装置“→”表示气流方向)
A B
C D
A.净化 B.收集 C.验证氯气的漂白性 D.尾气处理
【答案】D
【解析】A.浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸干燥Cl2,能达到实验目的,A不符合题意;
B.氯气的密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,B不符合题意;
C.干燥的红色布条不褪色,湿润的红布条褪色,说明氯气本身不具有漂白性,氯气与水反应生成的HClO才具有漂白性,可验证氯气的漂白性,C不符合题意;
D.氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,不能达到实验目的,D符合题意;
故选D。
5.(23-24高一下·北京海淀·开学考试)用下图装置制取纯净的氯气,有关说法正确的是
A.①中盛放浓硫酸 B.②的作用是除去气体
C.③收集气体,应选择装置a D.④中盛放NaOH溶液
【答案】D
【分析】固体和浓盐酸在加热条件下生成氯气,生成的氯气中混有和水,可用饱和食盐水除去气体中混有的杂质,然后用浓硫酸干燥除去水,最后用氢氧化钠溶液吸收尾气,防止污染。
【解析】A.根据分析可知①中盛放的是饱和食盐水,故A错误;
B.根据分析可知②的作用是除去氯气中的水,故B错误;
C.由于氯气的密度比空气密度大,所以在收集氯气时应采用向上排空集气法,导管长进短出,所以③收集气体,应选择装置b,故C错误;
D.④中盛放NaOH溶液吸收尾气,防止污染,故D正确;
故选D。
6.(23-24高一上·河南商丘·阶段练习)实验室制取的Cl2中含有HCl、H2O(g),要收集纯净Cl2,最好应将气体依次通过盛有下列哪些试剂的洗气瓶
A.浓硫酸、蒸馏水 B.饱和NaHCO3溶液、浓硫酸
C.饱和NaCl溶液、浓硫酸 D.浓硫酸、饱和NaCl溶液
【答案】C
【解析】Cl2中含有HCl、H2O(g),要收集纯净Cl2,应先将气体通过饱和NaCl溶液,除去HCl且可以减小氯气在水中的溶解损耗,再通过浓硫酸进行干燥除去H2O(g),故答案选C。
7.(24-25高一上·陕西汉中·阶段练习)下列实验操作正确的是
实验 操作
A 观察钠与水反应的现象 用镊子从煤油中取出金属钠,切下黄豆大小的钠小心放入装满水的烧杯中
B 鉴别NaHCO3与Na2CO3溶液 用小试管分别取少量溶液,然后滴加澄清石灰水
C 证明Na2O2与CO2的反应是放热反应 Na2O2用棉花包裹,放入盛有CO2的集气瓶中棉花燃烧说明是放热反应
D 检验样品溶液中是否含有Cl- 取少量待测液于试管中,滴入AgNO3溶液产生白色沉淀,证明样品溶液中含有Cl-
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.因钠保存在煤油中,表面有覆盖的煤油,所以应用滤纸吸去表面的煤油,钠与水反应剧烈,水的量也不应太多,故A错误;
B.碳酸钠与碳酸氢钠都能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,不能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠,故B错误;
C.用棉花包裹过氧化钠,放入充满二氧化碳的集气瓶中,棉花燃烧说明过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,同时反应放热,故C正确;
D.取少量待测液于试管中,滴入AgNO3溶液产生白色沉淀,不一定是氯离子,可能是亚硫酸根离子、碳酸根离子等,故应滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,排出亚硫酸根离子和碳酸根离子等的干扰,故D错误;
故选:C。
8.(24-25高一上·江西景德镇·期中)为确定某溶液的离子组成,进行如下实验:
①用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰焰色为黄色
②测定溶液的,溶液显强碱性;
③取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体;
④在上述③溶液中滴加溶液,产生白色沉淀。
则以下对原溶液的推测不正确的是
A.不能确定是否存在 B.一定有
C.可能有 D.一定有,可能有
【答案】A
【分析】①用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰焰色为黄色,说明其中含有Na+;
②测定溶液的,溶液显强碱性,说明溶液中含有大量OH-;
③取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体为CO2,结合溶液呈强碱性,溶液中存在;
④在上述③溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,该沉淀为AgCl,由于③中加入了盐酸,无法判断溶液中是否含有;
以此解答。
【解析】A.由分析可知,溶液显强碱性,则溶液中不存在,A错误;
B.由分析可知,溶液中一定有,B正确;
C.由分析可知,在上述③溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,该沉淀为AgCl,由于③中加入了盐酸,无法判断溶液中是否含有,溶液中可能有,C正确;
D.由分析可知,溶液中一定有,由于没有通过蓝色钴玻璃观察焰色,不能判断溶液中是否含有,可能含有,D正确;
故选A。
9.(24-25高一上·黑龙江·阶段练习)用如图所示实验装置进行相关实验探究,装置正确且能达到实验目的的是
实验目的 A.鉴别纯碱与小苏打 B.在中燃烧
实验装置
实验目的 C.验证久置氯水中是否含有 D.制备胶体
实验装置
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.加热固体时,试管口应向下倾斜,A错误;
B.氯气密度大于空气,反应中集气瓶口应朝上放置,B错误;
C.向久置氯水中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若出现白色沉淀,则证明久置氯水中含有,C正确;
D.制备氢氧化铁胶体时,应该将饱和氯化铁溶液滴入沸水中制备胶体,氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀,D错误;
故选C。
10.(24-25高一上·天津·期中)一定量通入足量的水中,发生反应 能说明该反应的产物中可能含有 的是
A.氯水具有漂白作用 B.氯水可以在光照情况下产生气体
C.氯水具有杀菌消毒作用 D.氯水可与 溶液反应生成白色沉淀
【答案】D
【分析】根据氯离子、次氯酸、氯气的性质特点解答;
【解析】A.次氯酸具有强氧化性,因此氯水具有漂白作用,与氯离子无关,A错误;
B.次氯酸具有不稳定性,光照分解生成HCl和O2,与氯离子无关,B错误;
C.氯水具有强氧化性,因此氯水具有杀菌消毒作用,与氯离子无关,C错误;
D.氯水可与AgNO3溶液反应生成氯化银白色沉淀:Ag++Cl-=AgCl↓,因此可以说明含有氯离子,D正确;
故选D。
综合应用
11.(24-25高一下·山东枣庄·期末)某同学设计了用浓盐酸和高锰酸钾固体制取少量氯气并验证有关性质的微型装置,如图所示。下列说法正确的是
A.将高锰酸钾与碘化钾存放在同一药品橱中
B.该实验可证明碘元素的非金属性强于氯元素
C.改用稀盐酸可以加快氯气产生的速率
D.可用饱和溶液吸收多余氯气
【答案】D
【分析】浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,氯气和碘离子反应生成碘单质,氯气有毒使用氢氧化钠等碱液吸收;
【解析】A.高锰酸钾为强氧化剂,碘化钾为还原剂,两者可以发生反应不能存放在同一药品橱中,A错误;
B.氯气和碘离子反应生成碘单质,使得湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,则说明Cl的非金属性强于I,B错误;
C.稀盐酸和高锰酸钾不反应,C错误;
D.氯气有毒,氯气具有氧化性,故吸收剂可以是还原性的饱和亚硫酸钠溶液,D正确;
故选D。
12.(24-25高一下·北京房山·期中)利用下列装置和试剂进行实验,不能达到实验目的的是
A.图获得纯净、干燥的氯气 B.图验证与水反应生成
C.图验证氧化性: D.图用萃取碘水中的碘单质
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.饱和食盐水可除去氯气中HCl,浓硫酸干燥氯气,能获得纯净、干燥的氯气,A正确;
B.Na2O2与水反应生成NaOH和O2,其中O2可用带火星的木条来检验,若是木条复燃则证明有O2生成,B正确;
C.Cl2可以将NaBr溶液中的溴以及KI溶液中的碘均置换出来,可以证明Cl2氧化性强于Br2和I2,但是无法比较Br2和I2两者氧化性强弱,C错误;
D.碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,且CCl4与水不互溶,图中萃取操作正确,D正确;
故答案选C。
13.(24-25高一上·辽宁辽阳·期中)某同学设计的制备并探究氯气性质的微型实验装置如图。下列说法错误的是
A.向上拉注射器活塞,松开手后,活塞恢复到原位置,则气密性良好
B.生成氯气的反应中体现还原性的和体现酸性的的物质的量之比为
C.干花不褪色,而鲜花褪色,说明氯气无漂白性
D.吸有氢氧化钠溶液的滴管可吸收过量的氯气
【答案】B
【分析】浓盐酸和高锰酸钾生成氯气,氯气与水反应生成的HClO能使有色物质褪色,故鲜花褪色、干花不褪色,有毒氯气使用碱液吸收防止污染空气。
【解析】A.装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与液体构成封闭体系,依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性的好坏;向上拉注射器活塞,松开手后,活塞恢复到原位置,则气密性良好,A正确;
B.该实验制备氯气的化学反应方程式为,16molHCl中有10molHCl被氧化为氯气、6molHCl转化为盐,则体现还原性的和体现酸性的的物质的量之比为5:3,B错误;
C.鲜花褪色是因为氯气与水反应生成的HClO能使有色物质褪色,干花不褪色,而鲜花褪色,说明氯气无漂白性,C正确;
D.氯气有毒,能和碱反应,故吸有氢氧化钠溶液的滴管可吸收过量氯气,防止污染空气,D正确;
故选B。
14.(24-25高一上·湖南常德·期末)是重要的化工产品,易升华,遇水蒸气易潮解,主要用作水处理剂、催化剂等。某小组设计如图所示的实验装置制备氯化铁:
已知:石棉绒是一种耐火材料,不参与反应。下列叙述正确的是
A.装置A利用浓盐酸的挥发性和还原性制取氯气
B.装置B宜盛放饱和溶液,能除去中的
C.石棉绒的作用是增大反应物的接触面积,使反应更充分
D.装置E是为了收集,装置F宜盛放无水氯化钙
【答案】C
【解析】A.装置A利用浓盐酸的还原性制取氯气,反应中还体现了盐酸的酸性,故A错误;
B.装置B宜盛放饱和溶液,能除去中的,溶液能与氯化氢反应生成杂质,故B错误;
C.石棉绒的作用是增大反应物的接触面积,使反应更充分,故C正确;
D.装置E是为了收集,装置F宜盛放碱石灰,吸收多余的氯气并防止外界空气中的水蒸气进入E中,故D错误;
故答案为C。
15.(24-25高一上·湖南·开学考试)某化学小组用“84”消毒液制备氯气并探究其性质,进行如图所示的实验(已知:中均为浸有相应试液的棉花,夹持装置省略;酸性溶液的氧化性比的强)。下列说法错误的是
A.a处变为橙色,说明的氧化性比的强
B.b处变为蓝色,说明的氧化性比的强
C.c处褪色,使酸性溶液褪色的物质可能是
D.d处红色褪去,可能是生成某种具有漂白性的物质所致
【答案】B
【分析】由实验装置图可知,具支试管中84消毒液与浓盐酸混合反应制备氯气,a—d处浸有相应试液的棉花用于探究氯气的性质。
【解析】A.a处变为橙色发生的反应为氯气与溴化钾溶液反应生成氯化钾和溴单质,说明氧化剂氯气的氧化性强于氧化产物溴,故A正确;
B.结合选项A、由实验装置图可知,b处变为蓝色发生的反应为氯气与碘化钾溶液反应生成氯化钾和碘单质,未发生溴与碘化钾溶液的置换反应,无法比较溴和碘的氧化性强弱,故B错误;
C.浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,则c处酸性高锰酸钾溶液褪色可能是挥发出的氯化氢与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、氯气和水所致,故C正确;
D.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,具有强氧化性的次氯酸钠能使有机色质漂白褪色,则d处红色褪去可能是氯气与氢氧化钠溶液反应生成的次氯酸钠将酚酞漂白所致,故D正确;
故选B。
16.(24-25高一上·四川南充·阶段练习)某化学实验小组利用如图所示装置制备Cl2并进行性质验证(夹持装置已略去,反应已进行一段时间),下列说法中正确的是
A.①处小试管中溶液可检测出4种离子
B.②处石蕊溶液变红说明新制氯水具有酸性
C.③处湿润的淀粉-KI试纸蓝色褪去说明氯水具有漂白性
D.④处加入水后,溶液显蓝色,说明Cl2具有还原性
【答案】A
【分析】酸性KMnO4溶液与浓盐酸混合反应产生Cl2,反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,然后根据Cl2的性质进行分析判断。
【解析】A.Cl2溶于水,发生反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,HClO是弱电解质,会电离产生H+、ClO-;溶液中同时存在水电离产生H+、OH-,因此①处小试管中溶液中含有H+、Cl-、ClO-、OH-,共4种离子,A正确;
B.由于浓盐酸具有挥发性,②处石蕊溶液变红不能说明新制氯水具有酸性,B错误;
C.在③处,Cl2与湿润的淀粉-KI试纸中的KI发生反应:Cl2+2KI=2KCl+I2,产生的I2遇淀粉变为蓝色,由于氯气能氧化I2,因此蓝色褪去不能说明氯水具有漂白性,C错误;
D.Cu与氯气在加热时发生反应:Cu+Cl2CuCl2,反应完全后冷却,向其中加入水,溶液变为蓝色,说明有CuCl2生成,在该反应中Cl元素化合价降低,得到电子被还原,说明Cl2具有氧化性,D错误;
故合理选项是A。
拓展培优
17.(24-25高一上·重庆·期末)某同学用如图所示装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是
A.I中产生Cl2的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
B.II中湿润的有色布条褪色,说明氯气具有漂白性
C.III证明氧化性Cl2 > Br2 > I2
D.IV中集气瓶口可观察到白烟
【答案】A
【解析】A.I中利用二氧化锰和浓盐酸加热产生Cl2,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O ,故A正确;
B.氯气本身不具有漂白性,所以干燥的有色布条不褪色,氯气与水反应生成具有漂白性的HClO,所以湿润的有色布条褪色,说明次氯酸具有漂白性,故B错误;
C.氯气可能没有反应完,逸散到淀粉-KI溶液的棉球处,置换出碘单质,所以III无法证明氧化性Cl2 > Br2 > I2,故C错误;
D.氯气和氢气反应生成氯化氢,所以IV中集气瓶口可观察到白雾,故D错误;
答案选A。
18.(23-24高一上·北京西城·期末)下图是实验室制备的实验装置图,其中甲为制氯气的装置。(资料:为紫色固体,微溶于,具有强氧化性)
下列说法正确的是
A.乙中所用试剂为饱和碳酸氢钠溶液
B.丙和丁中均会发生反应:
C.丙中产生紫色固体,说明氧化性一定强于
D.若取反应后丙中紫色溶液,加入稀硫酸产生,则证明了具有氧化性
【答案】B
【分析】甲中KMnO4与浓盐酸反应制取氯气,发生反应为:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,浓盐酸具有挥发性,挥发逸出在氯气中,但氯气在饱和食盐水的溶解性不大、HCl极易溶于水,则除去HCl气体常选用饱和食盐水;丙中反应生成,丁为尾气处理装置;
【解析】A.甲中生成的氯气中含有少量的氯化氢气体,乙中装饱和食盐水除去氯气中的HCl气体,A错误;
B.丙中有KOH,丁中有NaOH,均与氯气发生反应,其离子反应方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,B正确;
C.丙中发生反应为:2Fe(OH)3+10KOH+3Cl2=2K2FeO4+6KCl+8H2O,碱性条件下,Cl元素化合价降低,发生还原反应,氯气作氧化剂,氧化剂的氧化性强于氧化产物,所以在碱性溶液中氧化性:Cl2>K2FeO4,C错误;
D.反应后丙中紫色溶液中含有:K2FeO4、KCl、KClO,加入稀硫酸产生Cl2,有可能发生反应为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,不能证明K2FeO4具有氧化性,D错误;
故选B。
19.某化学实验小组为探究氯气漂白原理,设计了如图所示的实验装置。下列说法错误的是
A.将a中液体挤入b中发生的反应为(浓)
B.装置c的作用是干燥反应产生的气体,故可以用碱石灰代替无水
C.注射器在实验中除了向试管e中加水外,还可以储存尾气,防止污染
D.当试管e中充满黄绿色气体时,品红试纸不褪色,推动注射器,向e中加水,品红试纸褪色
【答案】B
【分析】探究氯气漂白原理,高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,氯气通过c干燥后进入e,当试管e中充满黄绿色气体时,推动注射器,向e中加水,此时氯气有一部分溶于水并与水反应生成HCl和次氯酸,次氯酸具有漂白性,从而使品红试纸褪色;
【解析】A.高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和氯化钾、水,反应为(浓),故A正确;
B.碱石灰能吸收氯气,c中固体不能用碱石灰代替,故B错误;
C.实验中,推压注射器活塞,可向试管中加水,往外抽拉活塞,可以储存尾气,故C正确;
D.氯气没有漂白性,不能使干燥品红试纸褪色;当试管e中充满黄绿色气体时,推动注射器,向e中加水,此时氯气有一部分溶于水并与水反应生成HCl和次氯酸,次氯酸具有漂白性,从而使品红试纸褪色,故D正确;
故选B。
20.(24-25高一下·湖北孝感·期末)二氧化氯(ClO2)是一种新型的环保饮用水消毒剂,某课题小组拟选择如图所示部分装置制备并收集二氧化氯来探究其漂白性(装置不可重复使用)。
已知:①常温下,亚氯酸钠(NaClO2)与氯气反应的生成物之一为二氧化氯;②常温常压下,ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体。回答下列问题:
(1)制备干燥、纯净的氯气:气体发生装置是 (填字母),反应的离子方程式为 。
(2)制备二氧化氯:导管口连接顺序为a→ →n→p→j。
(3)写出装置G中发生反应的化学方程式: 。
(4)装置E的作用是 。
(5)二氧化氯还会与H2O2和NaOH的混合溶液反应,其产物之一是NaClO2.写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1) A或B MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(或B,2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)
(2)z→m→x→y→b→c→r→s
(3)Cl2+2NaClO2=2ClO2+2NaCl
(4)吸收二氧化氯中的氯气
(5)2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O
【分析】制备ClO2的过程:制备Cl2,用装置D除去Cl2中HCl杂质,用装置C中的浓硫酸进行干燥,用装置G中的NaClO2与Cl2反应生成ClO2和NaCl,用装置E中的CCl4除去多余的Cl2,用装置F收集ClO2,用装置I吸收有毒尾气,装置I还起到防止空气中的水蒸气进入装置F中的作用
【解析】(1)若用MnO2作氧化剂制备Cl2,则气体发生装置应选取装置A,因该反应需加热;若用KMnO4作氧化剂,则气体发生装置应选取装置B,因该反应不需要加热。反应的离子方程式分别为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O、2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2)制备ClO2的过程:制备Cl2,用装置D除去Cl2中HCl杂质,用装置C中的浓硫酸进行干燥,用装置G中的NaClO2与Cl2反应生成ClO2和NaCl,用装置E中的CCl4除去多余的Cl2,用装置F收集ClO2,用装置I吸收有毒尾气,装置I还起到防止空气中的水蒸气进入装置F中的作用。故导管口的连接顺序为a→z→m→x→y→b→c→r→s→n→p→j。
(3)装置G中制备ClO2发生反应的化学方程式为Cl2+2NaClO2=2ClO2+2NaCl。
(4)装置E中的CCl4可吸收ClO2中的Cl2,起到净化ClO2的作用。
(5)由题意可知,反应物为ClO2、NaOH、H2O2,产物之一是NaClO2,根据氧化还原反应原理及原子守恒可知,其余的产物为O2、H2O,故该反应的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O。
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