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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
课时2 氯气的实验室制法 氯离子的检验
1.实验室用如图装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理，不能达到实验目的的是（ ）。
A.用装置甲制取Cl2
B.用装置丙收集Cl2
C.用装置丁吸收尾气中的Cl2
D.用装置乙除去Cl2中的少量HCl
2.用如下装置探究氯气的性质，图中三支试管口均放置浸有NaOH溶液的棉花。下列对实验现象的分析错误的是（ ）。
A.②中产生白色沉淀，说明氯气与水反应生成
B.①中淀粉KI试纸变蓝，说明氯气的氧化性强于碘
C.③中的溶液变为棕黄色，说明氯气有氧化性
D.④溶液先变红后褪色，说明氯水有酸性和漂白性
3. 下列实验过程可以达到实验目的的是（ ）。
编号 实验目的 实验过程
A 检验某溶液中是否含有 取少量溶液于试管中，加入BaCl2溶液，出现白色沉淀，再加足量盐酸，白色沉淀不溶解
B 检验KCl溶液中的K+ 用洁净的铁丝蘸取溶液在外焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃看到紫色火焰
C 检验某溶液中是否含Cl- 向某溶液中加入AgNO3溶液，生成白色沉淀
D 除去Na2SO4溶液中少量NaOH 加入过量稀盐酸、蒸发结晶
4.实验室制氯气的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，下列装置制取氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是（ ）。
A.用装置甲制氯气 B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液 D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2 4H2O
5.常作有机合成的催化剂，易潮解，升华温度为。某化学活动小组用下列装置制备无水，下列说法正确的是（ ）。
A.上述实验方案只存在1处错误
B.反应开始时，先点燃④的酒精灯，再启动①中反应
C.装置②和装置③的位置不能互换
D.含有14.6 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应生成0.1 mol Cl2
6.氯气是一种用途广泛的工业原料。
Ⅰ.工业上，向600℃的铁屑中通入干燥的氯气生产无水氯化铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
回答下列问题：
（1）装置A用MnO2和浓盐酸制取氯气，A中反应的化学方程式为__________________。
（2）装置B的目的是____________。
（3）装置D中反应的化学方程式为__________________。
（4）装置E中反应的离子方程式为________________________。
Ⅱ.某同学利用如下实验装置用氯气制备少量的漂白粉。回答下列问题：
（5）仪器a的名称是____________，漂白粉的有效成分是____________(填化学式)。
（6）装置B中反应放热会使体系温度升高，导致氯气和石灰浆发生副反应产生杂质Ca(ClO3)2，该副反应的化学方程式为 ；为防止该副反应发生，可采取的措施是_____________。
7.某小组使用下图装置制取并收集干燥、纯净的氯气，请回答下列问题：
（1）A装置中仪器a的名称是_______，的作用是_______。
已知常温下即可与浓盐酸反应生成，请配平化学方程式。
其中作还原剂的HCl占参与反应的HCl的_______(填分数)。
（2）B装置中盛放的试剂是_______，其作用是_______。D装置处理尾气时，使用NaOH溶液而不用澄清石灰水吸收氯气的原因是_______。若将图1收集到的氯气通入图2所示装置中，可观察到的现象为_______。
（3）查阅资料知次氯酸或氯气可被H2O2还原成Cl-，设计实验方案测定某氯水中氯元素质量：_______。
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1.（2023·江苏）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HCl C．收集 D．吸收尾气中的1.实验室用如图装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理，不能达到实验目的的是（ ）。
A.用装置甲制取Cl2
B.用装置丙收集Cl2
C.用装置丁吸收尾气中的Cl2
D.用装置乙除去Cl2中的少量HCl
【答案】A
【解析】二氧化锰氧化浓盐酸需要加热，装置甲没有加热装置不能制取Cl2，A错误；氯气的密度大于空气，可以用向上排空气法收集，则可以用装置丙收集Cl2，B正确；氯气有毒，应该用氢氧化钠溶液吸收尾气，因此可用装置丁吸收尾气中的Cl2，C正确；氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，可用装置乙除去Cl2中的少量HCl，D正确。
2.用如下装置探究氯气的性质，图中三支试管口均放置浸有NaOH溶液的棉花。下列对实验现象的分析错误的是（ ）。
A.②中产生白色沉淀，说明氯气与水反应生成
B.①中淀粉KI试纸变蓝，说明氯气的氧化性强于碘
C.③中的溶液变为棕黄色，说明氯气有氧化性
D.④溶液先变红后褪色，说明氯水有酸性和漂白性
【答案】A
【解析】浓盐酸与KMnO4反应生成氯气，氯气可与KI反应生成I2使淀粉变蓝色，据此分析解题。浓盐酸具有挥发性，会伴随氯气一起通入AgNO3溶液中，故无法说明氯气与水反应生成Cl-，A错误；氯气可与KI反应生成I2使淀粉变蓝色，其中氯气作氧化剂，I2为氧化产物，根据氧化性：氧化剂>氧化产物，氯气的氧化性强于I2，B正确；氯气与氯化亚铁溶液反应，氯化亚铁被氧化为氯化铁，溶液变为棕黄色，所以氯气有氧化性，C正确；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸具有酸性，次氯酸具有漂白性，使紫色石蕊溶液先变红后褪色，D正确。
3. 下列实验过程可以达到实验目的的是（ ）。
编号 实验目的 实验过程
A 检验某溶液中是否含有 取少量溶液于试管中，加入BaCl2溶液，出现白色沉淀，再加足量盐酸，白色沉淀不溶解
B 检验KCl溶液中的K+ 用洁净的铁丝蘸取溶液在外焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃看到紫色火焰
C 检验某溶液中是否含Cl- 向某溶液中加入AgNO3溶液，生成白色沉淀
D 除去Na2SO4溶液中少量NaOH 加入过量稀盐酸、蒸发结晶
【答案】B
【解析】白色沉淀可能为硫酸钡或AgCl，由实验操作和现象可知，不能证明溶液中是否含有，A不合题意；洁净的铁丝蘸取溶液在外焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃看到紫色火焰，可检验KCl溶液中的K+，B符合题意；加入AgNO3溶液，生成白色沉淀可能为碳酸银，由实验操作和现象可知，不能检验某溶液中是否含Cl-，C不合题意；NaOH与盐酸反应生成NaCl，引入新杂质NaCl，不能除杂，D不合题意。
4.实验室制氯气的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，下列装置制取氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是（ ）。
A.用装置甲制氯气 B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液 D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2 4H2O
【答案】C
【解析】二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热，甲装置无加热仪器，A错误；饱和碳酸氢钠溶液呈碱性，能吸收氯气，且NaHCO3和HCl反应能生成CO2，引入新的杂质气体，所以吸收试剂应该为饱和食盐水，且气体应为长进短出，B错误；二氧化锰不溶于水，因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤，丙装置为过滤装置，C正确；MnCl2 4H2O含有结晶水，蒸发结晶会失去结晶水，D错误。
5.常作有机合成的催化剂，易潮解，升华温度为。某化学活动小组用下列装置制备无水，下列说法正确的是（ ）。
A.上述实验方案只存在1处错误
B.反应开始时，先点燃④的酒精灯，再启动①中反应
C.装置②和装置③的位置不能互换
D.含有14.6 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应生成0.1 mol Cl2
【答案】C
【解析】二氧化锰和浓盐酸的反应需要加热；氯化铝易升华，导出氯化铝的导管太细，容易堵塞导管；装置⑥中氢氧化钠溶液中水易挥发，进入装置⑤使产品变质，共3处错误，A错误；先启动①中反应，通入氯气排净装置内的空气，再点燃④的酒精灯，使氯气在与铝发生反应，B错误；实验中产生的氯气中含有氯化氢气体和水蒸气杂质，应该先除去氯化氢后除去水蒸气，故装置②和装置③的位置不能互换，C正确；二氧化锰和浓盐酸随着反应的进行，浓盐酸变成稀盐酸，不再生产氯气，故含有14.6 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应生成的Cl2小于0.1 mol，D错误。
6.氯气是一种用途广泛的工业原料。
Ⅰ.工业上，向600℃的铁屑中通入干燥的氯气生产无水氯化铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
回答下列问题：
（1）装置A用MnO2和浓盐酸制取氯气，A中反应的化学方程式为__________________。
（2）装置B的目的是____________。
（3）装置D中反应的化学方程式为__________________。
（4）装置E中反应的离子方程式为________________________。
Ⅱ.某同学利用如下实验装置用氯气制备少量的漂白粉。回答下列问题：
（5）仪器a的名称是____________，漂白粉的有效成分是____________(填化学式)。
（6）装置B中反应放热会使体系温度升高，导致氯气和石灰浆发生副反应产生杂质Ca(ClO3)2，该副反应的化学方程式为_________：为防止该副反应发生，可采取的措施是_____________。
【答案】（1）MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O （2）除去Cl2中混有的HCl
（3）3Cl2+2Fe2FeCl3 （4）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
（5）分液漏斗 Ca(ClO)2
（6）6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O 将装置B放入盛有冰水的烧杯中
【解析】本实验的目的，先制取氯气，然后进行铁屑与氯气的反应。装置A中，MnO2在浓盐酸、加热条件下反应制取氯气，装置B用于除去Cl2混有的HCl，装置C用于干燥Cl2；装置D中，Fe与Cl2发生化合反应生成FeCl3，装置E用于尾气处理。（1）装置A中，MnO2和浓盐酸在加热条件下反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。（2）Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，而HCl气体易溶于饱和食盐水，则装置B目的是：除去Cl2中混有的HCl。（3）装置D中，Fe与Cl2发生反应生成FeCl3，反应的化学方程式为3Cl2+2Fe2FeCl3。（4）装置E中，未反应的Cl2被NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。（5）仪器a的名称是分液漏斗，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。（6）装置B中反应放热会使体系温度升高，导致氯气和石灰浆发生副反应产生杂质Ca(ClO3)2，相当于Cl2与Ca(OH)2反应的产物Ca(ClO)2发生分解，生成CaCl2和Ca(ClO3)2，该副反应的化学方程式为6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O；给反应装置降温，从而使混合液温度降低，可防止该副反应发生，则采取的措施是将装置B放入盛有冰水的烧杯中。
7.某小组使用下图装置制取并收集干燥、纯净的氯气，请回答下列问题：
（1）A装置中仪器a的名称是_______，的作用是_______。
已知常温下即可与浓盐酸反应生成，请配平化学方程式：_______。
，其中作还原剂的HCl占参与反应的HCl的_______(填分数)。
（2）B装置中盛放的试剂是_______，其作用是_______。D装置处理尾气时，使用NaOH溶液而不用澄清石灰水吸收氯气的原因是_______。若将图1收集到的氯气通入图2所示装置中，可观察到的现象为_______。
（3）查阅资料知次氯酸或氯气可被H2O2还原成Cl-，设计实验方案测定某氯水中氯元素质量：_______。
【答案】（1）分液漏斗 作氧化剂(或其他合理答案)
（2）饱和氯化钠溶液 除去氯气中的氯化氢气体 氢氧化钙的溶解度较小，无法充分吸收氯气 a中有色布条不褪色，b中有色布条褪色
（3）取一定量待测溶液于试管中，加入足量双氧水，充分反应后加入硝酸酸化的硝酸银溶液，得到白色沉淀，过滤、洗涤、干燥，准确称量所得氯化银质量，进行计算即可(答案合理即可)
【解析】浓盐酸与KMnO4无需加热可反应产生Cl2，用饱和食盐水除去杂质HCl，用浓硫酸干燥可得纯净干燥的Cl2，该Cl2先后通过干燥的有色布条(不褪色)、湿润的有色布条(褪色)，可验证其漂白性，Cl2可用NaOH溶液吸收，以防污染空气。（1）据图示，A装置中仪器a是分液漏斗；据分析，KMnO4的作用是作氧化剂，氧化Cl-得到Cl2；根据得失电子守恒、原子守恒，可配平该方程式得到：，其中生成Cl2的HCl作还原剂，根据方程式的系数可知，作还原剂的HCl占参与反应的HCl的=。（2）据分析，B装置中盛放的试剂是饱和氯化钠溶液，其作用是除去氯气中的氯化氢气体；D装置处理尾气时，使用NaOH溶液而不用澄清石灰水吸收氯气的原因是氢氧化钙的溶解度较小，无法充分吸收氯气；若将图1收集到的氯气通入图2所示装置中，可观察到的现象为a中有色布条不褪色，b中有色布条褪色。（3）根据题意，欲测定某氯水中氯元素质量，可将氯水中的次氯酸或氯气全部转化为Cl-后测定，故设计实验方案：取一定量待测溶液于试管中，加入足量双氧水，充分反应后加入硝酸酸化的硝酸银溶液，得到白色沉淀，过滤、洗涤、干燥，准确称量所得氯化银质量，进行计算即可。
真题链接
1.（2023·江苏）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HCl C．收集 D．吸收尾气中的
【答案】C
【解析】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；除去中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，但注意应长口进入便于充分吸收，B错误；氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确；对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。 故选C。

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