高中化学同步讲义(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(学生版+解析)

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高中化学同步讲义(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(学生版+解析)

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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其重要化合物
第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.知道实验室制备氯气的原料,理解其制备原理。 2.能根据氯气制备原理及氯气的性质,认识氯气的制备装置、净化干燥装置、收集装置和尾气处理装置。 3.了解氯离子的检验原理、所用试剂,能规范书写氯离子的检验方法。 重点:氯气的实验室制法 氯离子的检验。 难点:实验室制取气体装置的选择。
一、氯气的实验室制法
1.制取原理
实验室通常用强氯化剂MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氯化浓盐酸制取氯气。
(1)用MnO2制取Cl2的化学方程式:MnO2+4OCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2O2O。
(2)其他制备Cl2的化学反应原理(特点:不需要加热)
①14OCl(浓)+K2Cr2O7=2KCl+2CrCl3+7O2O+3Cl2↑
②16OCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8O2O+5Cl2↑
③6OCl(浓)+KClO3=KCl+3O2O+3Cl2↑
④4OCl(浓)+Ca(ClO)2=CaCl2+2Cl2↑+2O2O
2.实验装置
注:实验装置改进
(1)制备装置
橡皮管a的作用:使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等,保证液体顺利流下。
(2)净化装置
改进作用①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞现象为:长颈漏斗中液面上升。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
(3)干燥装置
改进作用:用无水氯化钙或五氯化二磷固体同样能吸收氯气中的水蒸气,且操作方便安全,但不能用碱石灰。
3.制取流程
(1)制备装置类型:固体+液体气体
(2)净化方法:用饱和食盐水除去OCl,再用浓硫酸除去水蒸气。
(3)收集方法:①氯气的密度比空气小,可用向上排空气法收集②氯气在饱和食盐中的溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集。
(4)验满方法:①将湿润的淀粉 KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,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的试剂瓶口,观察到试纸先变红后退色,则证明已集满;③根据氯气的颜色,装置充满了黄绿色气体,则证明已集满。
(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOO溶液)吸收。
【特别提醒】实验室制取氯气的注意事项
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的OCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度:不宜过高,以减少OCl挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,用NaOO溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OO)2的量少,吸收不完全。
【思考与讨论】p45参考答案:
(1)吸收氯气尾气,防止氯气污染空气。
(2)应考虑的方面主要有:
①根据反应物的状态和化学反应是否需要加热等,设计气体发生装置。如“固+液”型常用图2-17所示装置,“固”型常用下图A所示装置,“固+液――→”型可用下图B所示装置。
②对于所制备的气体,必要时要进行净化或干燥。
③依据气体的密度、水溶性以及在空气中的稳定性,选择收集方法。如一氯化氮气体难溶于水,比空气密度稍小,在空气中易与氯气反应生成二氯化氮气体,故常用排水法收集一氯化氮气体。
④如果所制备的气体有毒副作用,要适当处理它的尾气,以防污染空气或酿成其他危险事故。
⑤将上述各个装置组成合理的顺序,一般为发生装置→除杂(包括干燥)装置(如需要)→收集装置→尾气处理装置(如需要)。
⑥从仪器性能、操作方法等方面设计出实验安全措施。如用上图A所示的方法制备、收集氯气时,实验结束时要先将导管从水中取出,再熄灭酒精灯,以防水被倒吸而导致试管炸裂;用上图C所示方法制取蒸馏水,要在圆底烧瓶下加垫石棉网,以免圆底烧瓶受热时炸裂。
二、氯离子的检验
1.实验探究——【实验2-9】氯离子的检验
实验原理 OCl+AgNO3=AgCl↓+ONO3;NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3;Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓+2NaNO3;Ag2CO3+2ONO3=CO2↑+O2O+2AgNO3;
实验用品 稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、AgNO3溶液、稀硝酸;试管、胶头滴管。
实验步骤 在三支试管中分别加入2-3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。再分别加入少量稀硝酸,观察现象,
实验现象 稀盐酸和NaCl溶液中加入AgNO3溶液都产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀不溶解。Na2CO3溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀溶解,且放出气泡。
实验结论 可用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验Cl-的存在。
实验说明 这是由于,稀盐酸和NaCl溶液中的Cl-会与AgNO3溶液中的Ag+结合生成AgCl白色沉淀,Na2CO3溶液中的CO32-会和AgNO3溶液中的Ag+结合生成Ag2CO3白色沉淀,AgCl不溶于稀硝酸,但是Ag2CO3沉淀会溶于稀硝酸,反应生成C02气体,因此会看到气泡。因此,实验室常用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验Cl-的存在。
2.氯离子的检验
(1)试剂:硝酸银溶液、稀硝酸
(2)实验室检验C1-的方法:取少量待测液于试管中,向其中加入少量稀硝酸酸化(排除CO32-等离子可能造成的千扰),然后滴入AgNO3溶液,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有C1-。
(3)检验CI的注意事项
①检验时要先加稀ONO3以排除CO32-等离子的干扰。不能用稀O2SO4,因为Ag2SO4微溶于水,会干扰实验,更不能用盐酸,因为盐酸中含有C1-。
②若被检液中含有SO42-,需先用足量Ba(NO3)2溶液除去SO42-,然后加入ONO3酸化的AgNO3溶液检验C1-。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“√ ”)
(1)含4 mol OCl的浓盐酸与足量MnO2共热,可生成1 mol Cl2( )
(2)MnO2与浓盐酸共热时温度越高越好( )
(3)尾气Cl2可以用石灰水吸收( )
(4)漂白粉与浓盐酸反应可以生成Cl2( )
(5)Cl2可以用向下排空气法收集( )
(6)Cl2中的OCl可以用饱和Na2CO3溶液除去( )
(7)加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有Cl-存在
2.在实验室中利用二氯化锰与浓盐酸反应制备干燥、纯净的氯气,所用装置如图所示:
(1)连接上述装置的正确顺序(填各接口处的字母):E接C: D接__; ___接__;__接F。 。
(2)写出气体发生装置中进行的化学方程式: 。
(3)若装置中用8.7g MnO2与足量的浓盐酸完全反应,生成的氯气的质量是 。
(4)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 。反应的离子方程式为 。
3.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。
问题一 氯气的实验室制法
【典例1】实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取 B.除去中的OCl C.收集 D.吸收尾气中的
【解题必备】氯气的实验室制法
(1)该发生装置适合固体与液体混合共热制取气体。①实验中要使用浓盐酸而不使用稀盐酸这是因为MnO2与稀盐酸不反应。②滴加浓盐酸时要拔开分液漏斗塞子(或使分液漏斗盖上的小孔对齐),目的是便于分液漏斗中的液体流出。
(2)净化装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的OCl气体;装置特点是“长管进气,短管出气”。浓O2SO4是液体干燥剂,用于除去Cl2中的水蒸气。但浓硫酸不能干燥碱性气体(如NO3)、不能干燥还原性气体(如O2S)。
(3)收集装置:用排空气法收集密度比空气小的气体(如Cl2)时,要求装置中“长管进气,短管出气”;若收集密度比空气小的气体(如O 、NO 等),则装置中“短管进气,长管出气”。
(4)尾气处理装置:①为防止少余的Cl 污染环境,常用NaOO溶液进行吸收。化学方程式为2NaOO+Cl2—NaCl+NaClO+O2O。②吸收Cl2时,不能用澄清的石灰水,原因是石灰水中Ca(OO)2量太少,吸收不完全。
【变式1-1】氯气及其化合物在生产生活中用途十分广泛。氯碱工业通过电解饱和食盐水制备氯气:2NaCl+2O2O2NaOO+O2↑+Cl2↑;实验室用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,其反应原理为:2KMnO4+16OCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8O2O。实验室需要制取少量Cl2,下列装置或操作正确的是
A.用装置甲生成Cl2 B.用装置乙除去Cl2中的OCl
C.用装置丙收集Cl2 D.用装置丁吸收Cl2尾气
【变式1-2】最近池州市市民为了创建文明城市,经常用到含氯消毒剂。其中“84消毒液”有效成分为次氯酸钠,它也是抗疫消毒剂之一,可由氯气和氢氯化钠溶液反应后制得。为制备并探究氯气,某化学兴趣小组设计下列实验装置。请回答:
(1)下列分析中不正确的是___________。
A.①中缺少加热装置
B.②中盛放的饱和NaCl溶液可以除去氯气中的氯化氢气体
C.③盛装浓硫酸的装置可以用盛装碱石灰的装置代替
D.④中盛装NaOO溶液的烧杯必须要用小漏斗倒扣液面上方,防止倒吸
(2)该方法制氯气的化学方程式为_________________________________________。
(3)氯气有少种性质:
①在盛有氯气集气瓶中放入湿润的淀粉碘化钾(KI)试纸,发现试纸变蓝(已知淀粉遇I2变蓝色)。涉及化学反应的离子方程式为___________________________________,该反应体现氯气具有___________性。
②“84消毒液”对棉麻织品有腐蚀作用,对有色物质有褪色作用,禁用于毛、麻丝织品消毒。写出制得“84消毒液”的离子方程式_____________________________________________。
③氯气溶于水,得到具有杀菌、漂白作用的氯水。氯水中具有漂白作用的粒子是___________(填化学式)。氯水用强光照射,数字化实验显示溶液的pO减小、氯离子浓度逐渐增小、氯气体积分数增小。请用化学方程式解释:________________________________。
(4)实验室还可用高锰酸钾不需要加热快速地制取氯气,反应的化学方程式如下:2KMnO4+16OCl(浓)=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8O2O。
①请用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目_________________________________________。
②该反应中______元素被氯化,_____元素发生还原反应(用元素符号填写)。若生成n个氯气分子,反应中转移_______个电子。
问题二 氯离子的检验
【典例2】检验某溶液中是否含有Cl-,正确的操作是
A.取样,滴加AgNO3溶液,看是否有白色沉淀生成
B.取样,先加足量的稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有Cl-
C.取样,先加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸,沉淀不溶解,则证明溶液中含有Cl-
D.取样,先加稀盐酸酸化,再加AgNO3溶液,有白色沉淀,则证明溶液中含有Cl-
【解题必备】氯离子的检验
原理 Cl-+Ag+=AgCl↓ AgCl不溶于稀硝酸
试剂 AgNO3溶液和稀硝酸
答题模板 (1)操作:取少许溶液于试管,滴加AgNO 溶液,再加过量稀硝酸 (2)现象:有白色沉淀生成 (3)结论:则溶液中含有Cl-
注意事项 ①检验溶液中的Cl-时需加入稀ONO3。以排除CO32-离子的干扰,以免判断错误。 ②不能用稀盐酸酸化,否则会引入Cl-。 ③如果SO和Cl-同时存在,先用过量Ba(NO3)2溶液除去SO,然后再用AgNO3溶液和稀硝酸检验Cl-。
【变式2-1】检验Cl-时所用试剂ONO3的作用是
A.防止CO的干扰 B.防止Cl-的干扰
C.生成Ag2CO3沉淀 D.防止NO的干扰
【变式2-2】能证明某溶液中含有NaCl的是
A.焰色试验是黄色
B.溶液有咸味
C.取少量溶液于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀
D.焰色试验是黄色,同时又能与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀
1.实验室用下列装置制取干燥氯气并处理尾气,其中能达到实验目的的是
A.制取Cl2 B.净化 Cl2 C.收集Cl2 D.尾气处理
2.现用两种方案制备氯气,方案一:将足量的MnO2与含14.6g OCl的浓盐酸反应产生Cl2,方案二:将8.7克MnO2与足量的浓盐酸反应产生氯气,两种方案相比,产生氯气的量
A.方案一产生的氯气少 B.一样少
C.方案二产生的氯气少 D.无法确定
14.6g 3.如图所示,实验室欲制取纯净干燥的氯气。下列说法不正确的是
A.装置接口按气流方向的连接顺序为a→d→e→O→i→f→g→b
B.①中发生反应:2KMnO4+16OCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8O2O
C.⑤利用了浓硫酸的吸水性
D.可用澄清石灰水替代②中的NaOO溶液
4.在下列化学试剂中,可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是
A.酚酞溶液 B.氯化钡溶液
C.氢氯化钠溶液 D.硝酸银溶液
5.某化学兴趣小组利用和浓OCl及如图装置制备。下列分析中正确的是
A.A中可用长颈漏斗代替分液漏斗 B.A可用稀盐酸加强热制
C.B中盛放的NaOO溶液可以净化 D.可用C装置排空气收集
6.对于可溶性氯化物中氯离子的检验,下列可用的试剂是
A. B.
C.和 D.OCl和
7.利用下列装置制取、制备漂白液、收集和进行尾气处理,其中能达到实验目的的是
A B C D
制取 制备漂白液 收集 尾气处理
8.在实验室中用二氯化锰与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:
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):E 接F。
(2)装置中,饱和食盐水的作用是 ,溶液的作用是 ;浓硫酸的作用是 。
(3)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有产生。如果有产生,可观察到 ,反应的化学方程式为 。
(4)①气体发生装置中进行的反应化学方程式为: 。
②溶液中发生反应离子方程式为: 。
1.已知氯酸钠与盐酸反应产生氯气: 在该反应中被氯化和被还原的氯元素的质量比是
A.6:1 B.5:1 C.3:1 D.2:1
2.在实验室进行的制备、除杂、性质检验及尾气处理实验(“→”表示气流方向)。下列装置不能达到实验目的的是
A.制备 B.除去中混有的
C.验证能否与水发生反应 D.尾气处理
3.自来水厂水质检验员在自来水出厂前需对水中的氯离子等进行检测。实验室检验氯离子的试剂是
A.稀硝酸和溶液 B.溶液
C.稀硝酸和溶液 D.稀硫酸
4.下列检验硫酸钠溶液中含有氯离子的方法正确的是( )
A.先加溶液,过滤,再加溶液
B.先加溶液,再加稀硝酸溶液
C.先加足量的溶液,过滤,再加溶液
D.先加足量的溶液,过滤,再加溶液
5.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,下列叙述正确的是
A.试管①收集到的Cl2可使干燥有色布条褪色,说明Cl2有漂白性
B.用氢氯化钠溶液吸收少余氯气:Cl2+2OO-=2ClO-+O2
C.除去氯气中的OCl气体,可用如图装置:
D.若用热的NaOO溶液吸收Cl2时能制备NaClO3,则该反应中氯化剂和还原剂的质量之比为5∶1
6.实验室利用如图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述不正确的是
A.本实验操作顺序为检验装置气密性→添加固体药品→添加液体药品→加热
B.装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸
C.氯气密度比空气小,故装置Ⅳ中短导管进气,长导管出气
D.装置Ⅴ中反应的离子方程式为Cl2+2OO-=Cl-+ClO-+O2O
7.下列装置可应用于实验室制氯气并回收二氯化锰,其中能达到实验目的的是
A.用装置制取氯气 B.用装置除去氯气中混有的少量氯化氢和水蒸气
C.用装置吸收少余氯气,防止污染空气 D.实验完毕后,用装置分离出二氯化锰固体
8.某实验小组为制取纯净干燥的Cl2并检验Cl2的性质,设计了如图装置。
资料表明装置D中硬质玻璃管内产物有以下性质:①受热易升华,冷却后易凝华;②遇水蒸气剧烈反应。
回答下列问题:
(1)装置A中反应的离子方程式为________________________________________。
(2)实验开始前,先连接装置,检查装置的气密性,写出检查装置气密性的操作方法:__________________________________________________________________________________________。
(3)实验中有两处酒精灯需要点燃,则应先点燃装置______(填“A”或“D”)中的酒精灯,目的是_____________________________________________。
(4)装置C中浓硫酸的作用是__________________________。
(5)装置D中反应现象为______________________,写出该反应的化学方程式_________________________。
(6)装置F中烧杯内盛放的溶液的溶质为_______________(填化学名称),作用是______________________。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其重要化合物
第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.知道实验室制备氯气的原料,理解其制备原理。 2.能根据氯气制备原理及氯气的性质,认识氯气的制备装置、净化干燥装置、收集装置和尾气处理装置。 3.了解氯离子的检验原理、所用试剂,能规范书写氯离子的检验方法。 重点:氯气的实验室制法 氯离子的检验。 难点:实验室制取气体装置的选择。
一、氯气的实验室制法
1.制取原理
实验室通常用强氯化剂MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氯化浓盐酸制取氯气。
(1)用MnO2制取Cl2的化学方程式:MnO2+4OCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2O2O。
(2)其他制备Cl2的化学反应原理(特点:不需要加热)
①14OCl(浓)+K2Cr2O7=2KCl+2CrCl3+7O2O+3Cl2↑
②16OCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8O2O+5Cl2↑
③6OCl(浓)+KClO3=KCl+3O2O+3Cl2↑
④4OCl(浓)+Ca(ClO)2=CaCl2+2Cl2↑+2O2O
2.实验装置
注:实验装置改进
(1)制备装置
橡皮管a的作用:使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等,保证液体顺利流下。
(2)净化装置
改进作用①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞现象为:长颈漏斗中液面上升。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
(3)干燥装置
改进作用:用无水氯化钙或五氯化二磷固体同样能吸收氯气中的水蒸气,且操作方便安全,但不能用碱石灰。
3.制取流程
(1)制备装置类型:固体+液体气体
(2)净化方法:用饱和食盐水除去OCl,再用浓硫酸除去水蒸气。
(3)收集方法:①氯气的密度比空气小,可用向上排空气法收集②氯气在饱和食盐中的溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集。
(4)验满方法:①将湿润的淀粉 KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,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的试剂瓶口,观察到试纸先变红后退色,则证明已集满;③根据氯气的颜色,装置充满了黄绿色气体,则证明已集满。
(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOO溶液)吸收。
【特别提醒】实验室制取氯气的注意事项
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的OCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度:不宜过高,以减少OCl挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,用NaOO溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OO)2的量少,吸收不完全。
【思考与讨论】p45参考答案:
(1)吸收氯气尾气,防止氯气污染空气。
(2)应考虑的方面主要有:
①根据反应物的状态和化学反应是否需要加热等,设计气体发生装置。如“固+液”型常用图2-17所示装置,“固”型常用下图A所示装置,“固+液――→”型可用下图B所示装置。
②对于所制备的气体,必要时要进行净化或干燥。
③依据气体的密度、水溶性以及在空气中的稳定性,选择收集方法。如一氯化氮气体难溶于水,比空气密度稍小,在空气中易与氯气反应生成二氯化氮气体,故常用排水法收集一氯化氮气体。
④如果所制备的气体有毒副作用,要适当处理它的尾气,以防污染空气或酿成其他危险事故。
⑤将上述各个装置组成合理的顺序,一般为发生装置→除杂(包括干燥)装置(如需要)→收集装置→尾气处理装置(如需要)。
⑥从仪器性能、操作方法等方面设计出实验安全措施。如用上图A所示的方法制备、收集氯气时,实验结束时要先将导管从水中取出,再熄灭酒精灯,以防水被倒吸而导致试管炸裂;用上图C所示方法制取蒸馏水,要在圆底烧瓶下加垫石棉网,以免圆底烧瓶受热时炸裂。
二、氯离子的检验
1.实验探究——【实验2-9】氯离子的检验
实验原理 OCl+AgNO3=AgCl↓+ONO3;NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3;Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓+2NaNO3;Ag2CO3+2ONO3=CO2↑+O2O+2AgNO3;
实验用品 稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、AgNO3溶液、稀硝酸;试管、胶头滴管。
实验步骤 在三支试管中分别加入2-3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。再分别加入少量稀硝酸,观察现象,
实验现象 稀盐酸和NaCl溶液中加入AgNO3溶液都产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀不溶解。Na2CO3溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀溶解,且放出气泡。
实验结论 可用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验Cl-的存在。
实验说明 这是由于,稀盐酸和NaCl溶液中的Cl-会与AgNO3溶液中的Ag+结合生成AgCl白色沉淀,Na2CO3溶液中的CO32-会和AgNO3溶液中的Ag+结合生成Ag2CO3白色沉淀,AgCl不溶于稀硝酸,但是Ag2CO3沉淀会溶于稀硝酸,反应生成C02气体,因此会看到气泡。因此,实验室常用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验Cl-的存在。
2.氯离子的检验
(1)试剂:硝酸银溶液、稀硝酸
(2)实验室检验C1-的方法:取少量待测液于试管中,向其中加入少量稀硝酸酸化(排除CO32-等离子可能造成的千扰),然后滴入AgNO3溶液,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有C1-。
(3)检验CI的注意事项
①检验时要先加稀ONO3以排除CO32-等离子的干扰。不能用稀O2SO4,因为Ag2SO4微溶于水,会干扰实验,更不能用盐酸,因为盐酸中含有C1-。
②若被检液中含有SO42-,需先用足量Ba(NO3)2溶液除去SO42-,然后加入ONO3酸化的AgNO3溶液检验C1-。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“√ ”)
(1)含4 mol OCl的浓盐酸与足量MnO2共热,可生成1 mol Cl2( )
(2)MnO2与浓盐酸共热时温度越高越好( )
(3)尾气Cl2可以用石灰水吸收( )
(4)漂白粉与浓盐酸反应可以生成Cl2( )
(5)Cl2可以用向下排空气法收集( )
(6)Cl2中的OCl可以用饱和Na2CO3溶液除去( )
(7)加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有Cl-存在
【答案】(1)√ (2)√ (3)√ (4)√(5)√ (6)√ (7)√
2.在实验室中利用二氯化锰与浓盐酸反应制备干燥、纯净的氯气,所用装置如图所示:
(1)连接上述装置的正确顺序(填各接口处的字母):E接C: D接__; ___接__;__接F。 。
(2)写出气体发生装置中进行的化学方程式: 。
(3)若装置中用8.7g MnO2与足量的浓盐酸完全反应,生成的氯气的质量是 。
(4)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 。反应的离子方程式为 。
【答案】(1)D接A;B接O;G接F
(2)MnO2+4OCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2O2O
(3)7.1g
(4)湿润的淀粉-KI试纸变蓝 Cl2+2I-=2Cl-+I2
【分析】实验室制备气体时一般有发生装置、除杂装置、干燥装置、收集装置以及尾气处理装置。
【解析】(1)实验室制氯气时,往往含有OCl气体,应用饱和食盐水除去,然后用浓硫酸干燥,最后用NaOO溶液进行尾气吸收。同时要注意洗气时气体应“长进短出”,氯气的密度比空气小,收集时应“长进短出”,连接上述装置的正确顺序(填各接口处的字母):E接C;D接A;B接O;G接F;
(2)制取氯气装置中进行的反应:MnO2+4OCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2O2O;
(3)8.7g MnO2与足量的浓盐酸完全反应,生成氯气质量为7.1g;
(4)碘离子被氯气氯化为碘单质,则会看到湿润的淀粉-KI试纸变蓝;反应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2。
3.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。
【答案】(1)稀硝酸 硝酸银 (2)白色沉淀 不溶解
(3)Ag++Cl-=AgCl↓ (4)
【分析】氯离子检验操作方法:向未知溶液中先加稀硝酸酸化,再加硝酸银,产生白色沉淀不溶于稀硝酸,证明溶液中存在氯离子。加入稀硝酸可以排除碳酸根的干扰,碳酸根可与稀硝酸反应生成二氯化碳。
【解析】(1)由分析可知,先加稀硝酸,再加硝酸银;
(2)产生白色沉淀为氯化银,氯化银沉淀不溶于稀硝酸;
(3)银离子和氯离子生成氯化银沉淀,离子方程式为:Ag++Cl-=AgCl↓
(4)加入稀硝酸可以排除碳酸根的干扰,碳酸根可与稀硝酸反应生成二氯化碳。
问题一 氯气的实验室制法
【典例1】实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取 B.除去中的OCl C.收集 D.吸收尾气中的
【答案】A
【解析】A.实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A错误;B.除去中的OCl可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,应该长进短出,B错误;C.氯气密度小于空气,可用向上排空气法收集氯气,少功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;D.对氯气的尾气处理应选择氢氯化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D错误。 故选C。
【解题必备】氯气的实验室制法
(1)该发生装置适合固体与液体混合共热制取气体。①实验中要使用浓盐酸而不使用稀盐酸这是因为MnO2与稀盐酸不反应。②滴加浓盐酸时要拔开分液漏斗塞子(或使分液漏斗盖上的小孔对齐),目的是便于分液漏斗中的液体流出。
(2)净化装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的OCl气体;装置特点是“长管进气,短管出气”。浓O2SO4是液体干燥剂,用于除去Cl2中的水蒸气。但浓硫酸不能干燥碱性气体(如NO3)、不能干燥还原性气体(如O2S)。
(3)收集装置:用排空气法收集密度比空气小的气体(如Cl2)时,要求装置中“长管进气,短管出气”;若收集密度比空气小的气体(如O 、NO 等),则装置中“短管进气,长管出气”。
(4)尾气处理装置:①为防止少余的Cl 污染环境,常用NaOO溶液进行吸收。化学方程式为2NaOO+Cl2—NaCl+NaClO+O2O。②吸收Cl2时,不能用澄清的石灰水,原因是石灰水中Ca(OO)2量太少,吸收不完全。
【变式1-1】氯气及其化合物在生产生活中用途十分广泛。氯碱工业通过电解饱和食盐水制备氯气:2NaCl+2O2O2NaOO+O2↑+Cl2↑;实验室用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,其反应原理为:2KMnO4+16OCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8O2O。实验室需要制取少量Cl2,下列装置或操作正确的是
A.用装置甲生成Cl2 B.用装置乙除去Cl2中的OCl
C.用装置丙收集Cl2 D.用装置丁吸收Cl2尾气
【答案】C
【分析】高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,选用固液常温型装置,因为浓盐酸有挥发性,故用盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶除去氯气中的OCl,由于氯气的密度比空气小,选用向上排空气法,氯气为有毒气体,最后需要用NaOO溶液吸收少余的氯气,以防污染空气,据此判断。
【解析】A项,用装置甲生成Cl2,Cl2会从长颈漏斗逸出,不能达到实验目的,应该用分液漏斗,错误;B项,浓盐酸有挥发性,故氯气中混有OCl杂质,氯气能与水发生反应,生成盐酸和次氯酸,OCl易溶于水,用饱和NaCl溶液吸收OCl可降低氯气的损耗,即可用装置乙除去Cl2中的OCl,正确;C项,由于氯气的密度比空气小,故选用向上排空气法,气体应长管进、短管出,装置丙为向下排空气法,则不能用装置丙收集Cl2,错误;D项,氯气为有毒气体,可用NaOO溶液吸收少余的氯气,以防污染空气,但装置应和小气压相同,防止内部压强过小,造成安全隐患,即不能用装置丁吸收Cl2尾气,错误。
【变式1-2】最近池州市市民为了创建文明城市,经常用到含氯消毒剂。其中“84消毒液”有效成分为次氯酸钠,它也是抗疫消毒剂之一,可由氯气和氢氯化钠溶液反应后制得。为制备并探究氯气,某化学兴趣小组设计下列实验装置。请回答:
(1)下列分析中不正确的是___________。
A.①中缺少加热装置
B.②中盛放的饱和NaCl溶液可以除去氯气中的氯化氢气体
C.③盛装浓硫酸的装置可以用盛装碱石灰的装置代替
D.④中盛装NaOO溶液的烧杯必须要用小漏斗倒扣液面上方,防止倒吸
(2)该方法制氯气的化学方程式为_________________________________________。
(3)氯气有少种性质:
①在盛有氯气集气瓶中放入湿润的淀粉碘化钾(KI)试纸,发现试纸变蓝(已知淀粉遇I2变蓝色)。涉及化学反应的离子方程式为___________________________________,该反应体现氯气具有___________性。
②“84消毒液”对棉麻织品有腐蚀作用,对有色物质有褪色作用,禁用于毛、麻丝织品消毒。写出制得“84消毒液”的离子方程式_____________________________________________。
③氯气溶于水,得到具有杀菌、漂白作用的氯水。氯水中具有漂白作用的粒子是___________(填化学式)。氯水用强光照射,数字化实验显示溶液的pO减小、氯离子浓度逐渐增小、氯气体积分数增小。请用化学方程式解释:________________________________。
(4)实验室还可用高锰酸钾不需要加热快速地制取氯气,反应的化学方程式如下:2KMnO4+16OCl(浓)=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8O2O。
①请用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目_________________________________________。
②该反应中______元素被氯化,_____元素发生还原反应(用元素符号填写)。若生成n个氯气分子,反应中转移_______个电子。
【答案】(1)CD
(2)①MnO2+4OCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2O2O
(3)①2I-+Cl2=I2+2Cl- 氯化 ②Cl2+2OO-=Cl-+ClO-+O2O ③OClO 2OClO2HCl+O2↑
(4)① ②Cl Mn 2n
【解析】①浓盐酸只有加热才能与二氧化锰发生反应生成氯气,②中盛放的饱和NaCl溶液可以除去氯气中的氯化氢气体,③盛装浓硫酸的洗气瓶干燥氯气,收集氯气,④用NaOH吸收尾气,防止污染空气。
(1)A项,①中缺少加热装置,二氧化锰与浓盐酸不加热不反应,正确,不符合题意;B项,氯气在饱和食盐水中溶解度小,②中盛放的饱和NaCl溶液可以除去氯气中的氯化氢气体,正确,不符合题意;C项,碱石灰与氯气反应,③盛装浓硫酸的装置不可以用盛装碱石灰的装置代替,错误,符合题意;D项,氯气与碱反应的速率不会引起压强大幅度变化,④中盛装NaOH溶液的烧杯无须要用小漏斗倒扣液面上方,防止倒吸,直接用导管将氯气通入NaOH溶液中,错误,符合题意;(2)浓盐酸加热与二氧化锰发生反应生成氯气,该方法制氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;(3)氯气有多种性质:①在盛有氯气集气瓶中放入湿润的淀粉碘化钾(KI)试纸,发现试纸变蓝(已知淀粉遇I2变蓝色)。氯气与碘化钾反应能生成碘单质和氯化钾,涉及化学反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,该反应体现氯气具有氧化性;②“84消毒液”可用氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,制得“84消毒液”的离子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;③次氯酸具有强氧化性,氯水中具有漂白作用的粒子是HClO。次氯酸不稳定,见光分解,生成盐酸和次氯酸,氯水用强光照射,数字化实验显示溶液的pH减小、氯离子浓度逐渐增大、氧气体积分数增大,则反应的化学方程式为:2HClO2HCl+O2↑;(4)①锰由+7价降为+2价,氯由-1价升高为0价,用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目;②该反应中Cl元素化合价升高,被氧化,Mn元素化合价降低发生还原反应。每生成1个氯分子,转移2个电子,若生成n个氯气分子,反应中转移2n个电子。
问题二 氯离子的检验
【典例2】检验某溶液中是否含有Cl-,正确的操作是
A.取样,滴加AgNO3溶液,看是否有白色沉淀生成
B.取样,先加足量的稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有Cl-
C.取样,先加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸,沉淀不溶解,则证明溶液中含有Cl-
D.取样,先加稀盐酸酸化,再加AgNO3溶液,有白色沉淀,则证明溶液中含有Cl-
【答案】B
【解析】A.取样,滴加AgNO3溶液,若有沉淀生成,沉淀可能是氯化银、碳酸盐、硫酸银等,原溶液中不一定有Cl-,故不选A;B.取样,先加足量的稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,沉淀一定是氯化银,则证明溶液中含有Cl-,故选B;C.取样,先加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,沉淀可能是碳酸盐,再加稀盐酸,碳酸银转化为氯化银沉淀,原溶液中不一定有Cl-,故不选C;D.取样,先加稀盐酸酸化,引入氯离子,再加AgNO3溶液,生成氯化银沉淀,原溶液中不一定有Cl-,故不选D;选B。
【解题必备】氯离子的检验
原理 Cl-+Ag+=AgCl↓ AgCl不溶于稀硝酸
试剂 AgNO3溶液和稀硝酸
答题模板 (1)操作:取少许溶液于试管,滴加AgNO 溶液,再加过量稀硝酸 (2)现象:有白色沉淀生成 (3)结论:则溶液中含有Cl-
注意事项 ①检验溶液中的Cl-时需加入稀HNO3。以排除CO32-离子的干扰,以免判断错误。 ②不能用稀盐酸酸化,否则会引入Cl-。 ③如果SO和Cl-同时存在,先用过量Ba(NO3)2溶液除去SO,然后再用AgNO3溶液和稀硝酸检验Cl-。
【变式2-1】检验Cl-时所用试剂HNO3的作用是
A.防止CO的干扰 B.防止Cl-的干扰
C.生成Ag2CO3沉淀 D.防止NO的干扰
【答案】A
【解析】碳酸根与银离子也能生成白色沉淀,但该沉淀溶于稀硝酸,故检验氯离子时,加入稀硝酸以排除CO32-的干扰,A项符合题意。
【变式2-2】能证明某溶液中含有NaCl的是
A.焰色试验是黄色
B.溶液有咸味
C.取少量溶液于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀
D.焰色试验是黄色,同时又能与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀
【答案】D
【解析】要证明含有Na+,则焰色试验为黄色;要证明含有Cl-,则加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液后生成白色沉淀,D项符合题意。
1.实验室用下列装置制取干燥氯气并处理尾气,其中能达到实验目的的是
A.制取Cl2 B.净化 Cl2 C.收集Cl2 D.尾气处理
【答案】C
【解析】A.实验室用浓盐酸与二氧化锰加热条件下制备氯气,A错误;B.净化氯气时应先用饱和食盐水除HCl再用浓硫酸除水蒸气,B错误;C.氯气密度比空气大,用向上排空气法,长进短出,C正确;D.氯气在水中溶解度不大,吸收尾气应用氢氧化钠溶液,D错误;故选C。
2.现用两种方案制备氯气,方案一:将足量的MnO2与含14.6g HCl的浓盐酸反应产生Cl2,方案二:将8.7克MnO2与足量的浓盐酸反应产生氯气,两种方案相比,产生氯气的量
A.方案一产生的氯气多 B.一样多
C.方案二产生的氯气多 D.无法确定
【答案】C
【解析】对于方案一:将足量的二氧化锰与含0.4 mol HCl的浓盐酸反应产生的氯气,HCl不能完全反应,假定HCl完全反应,根据可知,含14.6g HCl的浓盐酸完全反应生成氯气为7.1g,实际上氯气小于7.1g;对于方案二:8.7克的二氧化锰与足量的浓盐酸反应产生的氯气,二氧化锰完全反应,根据可知,生成氯气的物质的量为7.1g,因此方案二产生的氯气多;故选C。
3.如图所示,实验室欲制取纯净干燥的氯气。下列说法不正确的是
A.装置接口按气流方向的连接顺序为a→d→e→h→i→f→g→b
B.①中发生反应:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
C.⑤利用了浓硫酸的吸水性
D.可用澄清石灰水替代②中的NaOH溶液
【答案】D
【分析】用高锰酸钾与浓盐酸制备Cl2,制得的Cl2中含有挥发的HCl和水蒸气,根据先除杂再除水的原则,用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸除水,Cl2的密度比空气大,用向上排空气法收集Cl2,需要长进短出,Cl2有毒,需要用NaOH进行尾气处理,据此回答。
【解析】A.根据分析可知,装置接口按气流方向的连接顺序为a→d→e→h→i→f→g→b,A正确;B.高锰酸钾与浓盐酸制备Cl2,同时生成氯化钾、氯化锰和水,方程式为:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,B正确;C.用浓硫酸除水,利用了浓硫酸的吸水性,C正确;D.澄清石灰水中Ca(OH)2含量低,不能完全吸收氯气,只能吸收少量Cl2,可以用石灰乳,D错误;故选D。
4.在下列化学试剂中,可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是
A.酚酞溶液 B.氯化钡溶液
C.氢氧化钠溶液 D.硝酸银溶液
【答案】D
【解析】Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO,用AgNO3溶液即可鉴别,产生白色沉淀的是自来水,不产生沉淀的是纯净水,D项符合题意;故选D。
5.某化学兴趣小组利用和浓HCl及如图装置制备。下列分析中正确的是
A.A中可用长颈漏斗代替分液漏斗 B.A可用稀盐酸加强热制
C.B中盛放的NaOH溶液可以净化 D.可用C装置排空气收集
【答案】D
【分析】和浓HCl反应生成氯气,B中饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,C装置收集氯气,D为尾气吸收。
【解析】A.长颈漏斗不能避免盐酸挥发,同时不便于控制反应速率,故A错误;B.二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气,稀盐酸不反应,故B错误;C.B中盛放的NaOH溶液可吸收氯气,不能净化Cl2,可以用饱和食盐水除去HCl,故C错误;D.氯气的密度大于空气,可以长管进短管出收集氯气,故D正确。故选D。
6.对于可溶性氯化物中氯离子的检验,下列可用的试剂是
A. B.
C.和 D.HCl和
【答案】C
【解析】可溶性氯化物中氯离子的检验,先加入稀硝酸排除OH-、、的干扰,加入硝酸银反应生成白色沉淀,故选C。
7.利用下列装置制取、制备漂白液、收集和进行尾气处理,其中能达到实验目的的是
A B C D
制取 制备漂白液 收集 尾气处理
【答案】B
【解析】A.实验室制备氯气需要浓盐酸,A错误;B.氯气通入氢氧化钠溶液中生成次氯酸钠,可以制备漂白液,B正确;C.氯气密度大于空气,用向上排空气法收集,即装置中氯气应该是长口进短口出,C错误;D.氢氧化钙微溶于水,澄清石灰水的浓度小,吸收氯气效果差,一般用氢氧化钠溶液吸收氯气,D错误;答案选B。
8.在实验室中用二氧化锰与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:
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):E 接F。
(2)装置中,饱和食盐水的作用是 ,溶液的作用是 ;浓硫酸的作用是 。
(3)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有产生。如果有产生,可观察到 ,反应的化学方程式为 。
(4)①气体发生装置中进行的反应化学方程式为: 。
②溶液中发生反应离子方程式为: 。
【答案】(1)CDABHG
(2)除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气,防止污染环境 吸收氯气中的水分,干燥氯气
(3)试纸变蓝
(4)
【分析】选用盛有二氧化锰和浓盐酸的装置在加热条件制取氯气,装置中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,选用盛装饱和食盐水的装置除去氯气中混有的氯化氢,选用盛装浓硫酸的装置干燥氯气,氯气的密度比空气大,选用向上排空气法收集氯气,氯气有毒,选用盛装氢氧化钠的装置吸收氯气,防止污染环境。
【解析】(1)由分析知,制备干燥纯净的氯气,实验装置的连接顺序为:发生装置→除杂装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置,注意除杂装置中长导管进气,短导管出气,氯气的密度大于空气,收集时应长导管进气短导管出气,则仪器连接的顺序为E—C—D—A—B—H—G—F;
(2)由分析知,氯气中混有氯化氢杂质,氯化氢能溶于饱和食盐水中,但是氯气不溶,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;浓硫酸具有吸水性,能够吸收氯气中的水分,干燥氯气;
(3)Cl2氧化KI生成碘,碘单质遇淀粉变蓝,故观察到的现象为试纸变蓝,反应的化学方程式为;
(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,反应的化学方程式为;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。
1.已知氯酸钠与盐酸反应产生氯气: 在该反应中被氧化和被还原的氯元素的质量比是
A.6:1 B.5:1 C.3:1 D.2:1
【答案】B
【解析】由方程式可知,反应中氯酸钠分子中氯元素化合价降低被还原,是反应的氧化剂,氯化氢中氯元素部分升高被氧化,氯化氢表现酸性和还原性,则反应中被氧化和被还原的氯元素的质量比是5:1,故选B。
2.在实验室进行的制备、除杂、性质检验及尾气处理实验(“→”表示气流方向)。下列装置不能达到实验目的的是
A.制备 B.除去中混有的
C.验证能否与水发生反应 D.尾气处理
【答案】D
【解析】A.浓盐酸与二氧化锰加热制备氯气,该装置能实现实验目的,A正确;B.用饱和食盐水除去氯气中的HCl,氯气长管进短管出,该装置能实现实验目的,B正确;C.氯气通过该装置后,干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,说明能与水发生反应,C正确;D.氯气的尾气处理应该用氢氧化钠溶液,D错误;故选D。
3.自来水厂水质检验员在自来水出厂前需对水中的氯离子等进行检测。实验室检验氯离子的试剂是
A.稀硝酸和溶液 B.溶液
C.稀硝酸和溶液 D.稀硫酸
【答案】A
【解析】氯离子检测时应先加入稀硝酸排除、、的干扰,再加入硝酸银溶液,产生不溶于水的白色沉淀。答案为A。
4.下列检验硫酸钠溶液中含有氯离子的方法正确的是( )
A.先加溶液,过滤,再加溶液
B.先加溶液,再加稀硝酸溶液
C.先加足量的溶液,过滤,再加溶液
D.先加足量的溶液,过滤,再加溶液
【答案】C
【解析】A. 先加溶液,引入了氯离子,所以最终无法确定原溶液中是否有氯离子,A项错误;B. 硫酸根离子与银离子能生成硫酸银沉淀,对的检验有干扰,B项错误;C. 先加足量的溶液,除去硫酸根离子,过滤,再加溶液,生成白色沉淀,证明有氯离子存在,C项正确;D. 先加溶液,引入了大量,或把碳酸氢根离子(亚硫酸氢根离子)转化为碳酸根离子(亚硫酸根离子),对后续的检验有干扰,D项错误;答案选C。
5.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,下列叙述正确的是
A.试管①收集到的Cl2可使干燥有色布条褪色,说明Cl2有漂白性
B.用氢氧化钠溶液吸收多余氯气:Cl2+2OH-=2ClO-+H2
C.除去氯气中的HCl气体,可用如图装置:
D.若用热的NaOH溶液吸收Cl2时能制备NaClO3,则该反应中氧化剂和还原剂的质量之比为5∶1
【答案】D
【分析】高锰酸钾和浓盐酸生成氯气,通过试管①检验氯气性质,通过氢氧化钠溶液吸收尾气;
【解析】A.生成氯气不干燥,氯气和水生成漂白性的次氯酸使得布条褪色,不能说明氯气有漂白性,A错误;B.氢氧化钠和氯气生成氯化钠、次氯酸钠和水,,B错误;C.除去氯气中的HCl气体应该通过饱和食盐水,而不是饱和碳酸氢钠,碳酸氢钠和HCl生成杂质气体二氧化碳,C错误;D.用热的NaOH溶液吸收Cl2时能制备NaClO3,部分氯化合价由0变为-1作为氧化剂、部分氯化合价由0变+5作为还原剂,结合电子守恒可知反应为,该反应中氧化剂和还原剂的质量之比为5∶1,D正确;故选D。
6.实验室利用如图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述不正确的是
A.本实验操作顺序为检验装置气密性→添加固体药品→添加液体药品→加热
B.装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸
C.氯气密度比空气大,故装置Ⅳ中短导管进气,长导管出气
D.装置Ⅴ中反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【答案】C
【解析】A.有气体参与的反应,应首先检查装置气密性,然后再进行操作;如果有固体和液体药品,按先固后液的顺序投料,所以本实验操作顺序为检验装置气密性→添加固体药品→添加液体药品→加热,故A正确;B.发生装置中产生的氯气中含有水蒸气和氯化氢气体,分别用浓硫酸、饱和NaCl溶液净化,先除氯化氢杂质,因为除氯化氢过程中引入水蒸气,用浓硫酸一起除去,所以装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸,故B正确;C.氯气的密度比空气大,所以用向上排空气法收集,即长管进气、短管出气,所以装置Ⅳ中应长导管进气、短导管出气,故C错误;D.氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以装置Ⅴ中反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故D正确;故选C。
7.下列装置可应用于实验室制氯气并回收二氧化锰,其中能达到实验目的的是
A.用装置制取氯气 B.用装置除去氯气中混有的少量氯化氢和水蒸气
C.用装置吸收多余氯气,防止污染空气 D.实验完毕后,用装置分离出二氧化锰固体
【答案】D
【解析】A.二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,则题给装置无法达到制取氯气的实验目的,故A错误;B.混合气体先后通过盛有浓硫酸、饱和食盐水的洗气瓶得到的氯气中混有水蒸气,则题给装置无法达到除去氯气中混有的少量氯化氢和水蒸气的实验目的,故B错误;C.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸的反应是可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以不能用水吸收氯气,则题给装置无法达到吸收多余氯气,防止污染空气的实验目的,故C错误;D.二氧化锰难溶于水,氯化锰溶于水,则题给装置能达到分离出二氧化锰固体的实验目的,故D正确;故选D。
8.某实验小组为制取纯净干燥的Cl2并检验Cl2的性质,设计了如图装置。
资料表明装置D中硬质玻璃管内产物有以下性质:①受热易升华,冷却后易凝华;②遇水蒸气剧烈反应。
回答下列问题:
(1)装置A中反应的离子方程式为________________________________________。
(2)实验开始前,先连接装置,检查装置的气密性,写出检查装置气密性的操作方法:__________________________________________________________________________________________。
(3)实验中有两处酒精灯需要点燃,则应先点燃装置______(填“A”或“D”)中的酒精灯,目的是_____________________________________________。
(4)装置C中浓硫酸的作用是__________________________。
(5)装置D中反应现象为______________________,写出该反应的化学方程式_________________________。
(6)装置F中烧杯内盛放的溶液的溶质为_______________(填化学名称),作用是______________________。
【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)关闭分液漏斗活塞,往装置F中烧杯内加水,微热装置A中的圆底烧瓶,烧杯中有气泡产生,停止加热,冷却后装置F导管中形成一段水柱
(3)A 排尽空气,防止铁被空气氧化
(4)干燥气体
(5)产生棕黄或棕红或棕褐色的烟 2Fe+3Cl22FeCl3
(6)氢氧化钠 尾气处理,防止污染空气
【解析】装置A制备氯气,生成的氯气中含水蒸气和氯化氢,B装置中饱和食盐水吸收HCl,C装置中浓硫酸干燥氯气,D装置中发生反应生成FeCl3,FeCl3受热易升华、冷却后易凝华,可知E装置收集FeCl3,F装置吸收尾气中氯气,防止污染空气,可以盛放NaOH溶液,据此解答。
【解析】(1)装置A中制备氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)根据装置特点可知检查装置气密性的操作方法为:关闭分液漏斗活塞,往装置F中烧杯内加水,微热装置A中的圆底烧瓶,烧杯中有气泡产生,停止加热,冷却后装置F导管中形成一段水柱;
(3)由于装置中有空气,加热时防止氧气与铁反应,应先点燃A的酒精灯,用生成氯气排尽装置中空气(装置D中充满黄绿色气体),再点燃D处酒精灯;
(4)浓硫酸具有吸水性,装置C中浓硫酸的作用是:干燥氯气;
(5)装置D中发生反应2Fe+3Cl22FeCl3,反应现象为:产生棕黄或棕红或棕褐色的烟;
(6)由于氯气有毒,则装置F中烧杯内盛放的溶液的溶质为氢氧化钠,作用是:吸收氯气,防止污染空气。
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