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2025人教版化学必修第一册
分层作业11　氯气的实验室制法　氯离子的检验
A级必备知识基础练
题组1.氯离子的检验
1.(2024·广东湛江高一检测)检验FeCl3溶液中的Cl-,需要用到(　　)
A.KSCN溶液 B.NaOH溶液
C.KNO3溶液 D.AgNO3溶液
2.在某未知溶液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,加入稀硝酸后,沉淀部分溶解,有无色无味的气体生成,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,由此判断该未知溶液中含有(　　)
A.Cl-、S B.Cl-、N
C.Cl-、C D.Cl-、OH-
题组2.氯气的实验室制备
3.实验室利用浓盐酸和二氧化锰制备氯气,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造成污染
4.(2024·北京朝阳区高一检测)实验室制取氯气,下列装置(“→”表示气流方向)和试剂选择均正确的是 (　　)
A.制备Cl2 B.除去Cl2中的杂质
C.收集Cl2 D.吸收Cl2尾气
题组3.综合考查
5.(2024·湖南浏阳高一检测)下列有关离子鉴别或鉴定的描述,错误的是(　　)
A.可用焰色试验鉴别溶液中的K+和Na+
B.可用硝酸钡溶液鉴别Cl-和C
C.可用硝酸银溶液和稀硝酸鉴别Cl-和C
D.未知溶液中加入硝酸银溶液生成白色沉淀,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则未知液中含有Cl-
6.(2024·江苏南京高一检测)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+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,实验室用如图装置制取少量Cl2,其中能达到相应实验目的的是(　　)
A.装置甲的长颈漏斗需换成分液漏斗
B.装置乙中饱和NaCl溶液也可以用饱和NaHCO3溶液代替
C.用装置丙收集Cl2并防止倒吸
D.用装置丁吸收Cl2尾气
B级关键能力提升练
7.(2024·福建龙岩高一检测)在实验室中某探究小组拟用下图装置制取纯净、干燥的氯气,并利用氯气与碘反应制备ICl,实验过程装置可重复使用。
查阅资料知:①制备ICl的反应为放热反应;
②ICl是一种红棕色液体,熔点为13.9 ℃,沸点97.4 ℃;
③ICl遇水发生反应,也能与KI反应生成I2。
下列说法错误的是(　　)
A.各装置连接顺序为①→③→⑤→②→④
B.①装置中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
C.②装置烧瓶温度需维持在40 ℃左右,其目的是防止ICl挥发
D.用湿润的淀粉碘化钾试纸检测ICl,试纸变蓝,说明ICl的氧化性比I2强
8.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
9.(2024·湖北武汉高一检测)如图是制备漂白粉的实验装置,下列说法正确的是(　　)
A.将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2
B.三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
C.冰水浴的作用是降低反应温度,防止发生副反应
D.锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
10.(2024·四川成都高一检测)某化学兴趣小组模拟设计了如下的实验装置(夹持仪器已略去)。下列说法错误的是(　　)
A.当三颈烧瓶中充满黄绿色气体时,把d中的H2O加入三颈烧瓶,发现红色布条颜色褪去
B.干燥管c中无水CaCl2的作用是干燥氯气和除去挥发的HCl,可以用碱石灰代替固体CaCl2
C.拆除装置前,把f中NaOH溶液加入三颈烧瓶中可以消除余氯对环境的影响,所发生的反应为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
D.已知2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,该反应中浓盐酸表现还原性和酸性
11.某研究小组制备消毒液(主要成分为NaClO)设计了图示装置,并查阅到下列资料:在加热情况下卤素单质和碱液发生反应3X2+6OH-5X-+X+3H2O。回答下列问题:
(1)装置中的试管内发生反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　。
(2)装置中能否省去盛饱和NaCl溶液的洗气瓶 　　　　,理由是　　　　　　　　　　　。
(3)装置中能否省去盛浓硫酸的洗气瓶 　　　,理由是　　　　　　　　　　　。
(4)装置中能否省去盛冰水的烧杯 　　　,理由是　　　　　　　　　　　。
C级学科素养拔高练
12.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,某同学设计了如图所示的实验装置。
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　　　　　　　　　。
参考答案
分层作业11　氯气的实验室制法　氯离子的检验
1.D　解析 Cl-和Ag+结合生成AgCl白色沉淀,可用AgNO3溶液检验氯离子,故选D。
2.C　解析 能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2,又因为加入稀硝酸后沉淀部分溶解,故原溶液中除含有C外,还有Cl-。
3.C　解析 用分液漏斗既可防止氯化氢气体和氯气的挥发污染环境,同时又可控制滴加盐酸的量以及快慢,从而控制反应速率,提高盐酸的利用率。
4.B　解析 浓盐酸和二氧化锰反应需加热,A错误;氯气通过饱和食盐水可以去除HCl杂质气体且氯气在饱和食盐水中损耗少,B正确;氯气的密度大于空气,收集时应用向上排空气法,C错误;氯气有毒,用氢氧化钠溶液吸收尾气,D错误。
5.D　解析 K+和Na+的焰色不同,A项正确;Ba2+与C生成BaCO3白色沉淀,Ba2+与Cl-不反应,B项正确;Cl-和C都能与Ag+反应,生成白色沉淀,但Ag2CO3溶于稀硝酸,C项正确;D项中加入了稀盐酸,干扰Cl-的判断,D项错误。
6.A　解析 实验室用高锰酸钾和浓盐酸在常温下反应制取氯气,得到的氯气中含有少量氯化氢气体和水蒸气。该实验制取少量Cl2,装置甲的长颈漏斗没有液封,易漏气,可将装置甲的长颈漏斗换成分液漏斗,可控制反应的速度,A项符合题意;装置乙用于除去氯气中的HCl气体,饱和NaCl溶液不能用饱和NaHCO3溶液代替,因为HCl与NaHCO3反应生成CO2,引入新杂质,B项错误;装置丙内导管短进长出,不能收集氯气,C项错误;处理氯气可用氢氧化钠溶液吸收,但装置丁不需要密封,D项错误。
7.A　解析 装置①是制备氯气的装置,用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水;装置③用于除去氯气中的氯化氢,装置⑤是吸收水蒸气的干燥氯气的装置;④是尾气吸收装置;②是干燥氯气和碘反应装置;根据实验发生装置→除杂装置→反应装置→尾气处理装置排序连接,但是ICl易与水反应,所以在②与④之间要放一个⑤做除水装置,所以正确的连接顺序为①→③→⑤→②→⑤→④,故A错误;①是氯气的发生装置,发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,故B正确;装置烧瓶温度需维持在40°C左右可以保持较快的反应速率,温度过高会造成ICl挥发,故C正确;根据资料③ICl能与KI反应生成I2,说明ICl氧化性比I2强,故湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,可以证明,故D正确。
8.C　解析 氯酸钾晶体中含有K+和Cl,要证明氯酸钾晶体中含有氯元素,就必须使之转化为Cl-。故可通过与MnO2混合加热使之分解产生KCl,然后再通过检验Cl-的存在,证明其含有氯元素。由于MnO2不溶于水,故可通过加水溶解、过滤的方法分离出MnO2,然后向滤液中加AgNO3溶液和稀硝酸进行验证。
9.C　解析 MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需加热,故A错误;漂白粉的成分是Ca(ClO)2和CaCl2,应由Cl2和Ca(OH)2制备,故B错误;该反应放热,为避免次氯酸钙受热分解,需用冰水浴降低温度,故C正确;饱和碳酸氢钠溶液会吸收Cl2,且有二氧化碳产生,应用饱和氯化钠溶液吸收Cl2中的HCl,故D错误。
10.B　解析 氯气和水反应生成次氯酸,有漂白性,则把d中的H2O加入三颈烧瓶后红色布条颜色会褪去,A正确;氯化钙不能吸收氯化氢,不能除去挥发的HCl,另外碱石灰可以和氯气反应,B错误;氯气可以和氢氧化钠反应,可以用氢氧化钠除去没有反应完的氯气,离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,C正确;根据方程式可知,10个氯化氢作还原剂,6个氯化氢中的氯的化合价没有发生变化,D正确。
11.答案 (1)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(2)否　氯气中混有的HCl气体进入试管中也会和氢氧化钠溶液反应,降低NaClO的产量和纯度
(3)能　少量水蒸气进入试管中不影响反应
(4)否　氯气和水的反应是放热反应,反应时温度升高,会引起副反应,生成NaClO3
解析 装置产生的Cl2在冰水冷却下和NaOH发生反应制得消毒液。运用该装置必须通过饱和NaCl溶液除去HCl,否则将生成NaCl,降低NaClO的纯度;但干燥装置可以省略,因为少量水蒸气不会影响反应;冷却装置不可省略,因为氯气和水的反应是放热反应,温度升高,引起副反应:3Cl2+6OH-5Cl-+Cl+3H2O。
12.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
解析 (1)根据“液+液气”原理可知,应选择c装置制取Cl2。(2)B中布条褪色证明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+NaHCO3NaCl+H2O+CO2↑,而HClO不与NaHCO3反应,故题述实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有HCl。
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