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课时素养评价十二氯气的实验室制法氯离子的检验(30分钟50分)一、选择题(本题包括3小题,每小题8分,共24分)1.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是()【解析】选C。集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧,只能进气,不能排气,则瓶内压强增大到一定程度,可能将橡胶塞压出,A项错误;因为Cl2比空气的密度大,Cl2应短管进,B项错误;该装置既能收集Cl2,又能进行尾气处理且防倒吸,C项正确;由于Cl2和NaOH反应,所以不能收集到Cl2,D项错误。【互动探究】C装置中倒置的漏斗的作用是什么?提示:防止倒吸。【补偿训练】1.某实验室的尾气中含有较多的氯气,有毒,要吸收这些尾气,下列试剂最适合的是()A.饱和的石灰水B.饱和的食盐水C.自来水D.烧碱溶液【解析】选D。虽然氯气能与饱和石灰水反应,但相同条件下,氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度,吸收效果烧碱溶液更好,A项错误、D项正确;饱和食盐水中氯离子浓度达到最大,抑制氯气的溶解,则吸收效果最不好,B项错误;自来水中含有氯离子,将抑制氯气的溶解,且氯气的溶解度较小,用水吸收效果不好,C项错误。2.检验Cl-时所用试剂HNO3的作用是()A.防止C的干扰B.防止Cl-的干扰C.生成Ag2CO3沉淀D.防止N的干扰【解析】选A。检验Cl-加入的AgNO3溶液,能与C结合生成Ag2CO3白色沉淀,干扰Cl-的检验。2.(2019·济南高一检测)下列离子方程式书写正确的是()A.氯气与水反应Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-B.二氧化锰与浓盐酸共热制Cl2MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2OC.向氯化亚铁溶液中通入氯气Fe2++Cl2Fe3++2Cl-D.向稀漂白粉溶液中通入足量二氧化碳Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO【解析】选B。A中HClO是弱酸,不能改写成ClO-和H+;C中得失电子不守恒;D中CO2足量,应生成Ca(HCO3)2。【补偿训练】(2019·大同高一检测)某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是()A.Ⅰ图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗B.Ⅱ图中:如果倒置的量筒充满了氯气,水槽内装满水经足够长的时间光照,量筒内最后剩余气体为HCl和氧气C.Ⅲ图中:生成蓝色的烟D.Ⅳ图中:湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中至溶液显酸性结果有Cl2生成【解析】选D。MnO2与稀盐酸不反应,MnO2过量时,随着反应的进行,HCl浓度逐渐减小,HCl不能完全反应,A错误;HCl易溶于水,量筒中最后剩余气体是O2,B错误;铜在氯气中燃烧生成CuCl2,产生棕黄色烟,C错误;NaOH溶液吸收Cl2时,生成NaCl、NaClO和H2O,烧杯中溶液滴加硫酸至酸性,发生反应:Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O,产生Cl2,D正确。3.利用下列装置可以制备无水氯化铁。下列有关说法正确的是()A.烧瓶B中制备氯气的反应物为二氧化锰和稀盐酸B.装置C、D中分别盛有浓硫酸、饱和食盐水C.装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置,才能制得无水氯化铁D.装置F的目的是检验有无氯气逸出【解析】选C。干燥装置应在除杂装置后,装置C、D中分别盛有饱和食盐水、浓硫酸;装置F中挥发出的水蒸气易逆行进入装置E,需在装置E、F之间增加干燥装置;装置F是尾气吸收装置。【补偿训练】已知:2Fe+3Cl22FeCl3。如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是()A.a—b—c—d—e—f—g—hB.a—e—d—c—b—h—i—gC.a—d—e—c—b—h—i—gD.a—c—b—d—e—h—i—f【解析】选B。按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。二、非选择题(本题包括1小题,共10分)4.常温下,A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体,A、B、C、D、E都含X元素,其转化关系如图所示:(1)请分别写出下列物质的化学式(如为溶液请填溶质的化学式):A________、B________、D________。(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式(请注明反应条件):A+H2O(离子方程式):______________________;A+NaOH(离子方程式):________________________;DA(化学方程式):________________________。【解析】由题意可知A为氯气,B为次氯酸,D为氯化氢,C为氯化钠,E为次氯酸钠。答案:(1)Cl2HClOHCl(2)Cl2+H2OH++Cl-+HClOCl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O【补偿训练】(1)实验室制取氯气时,下列操作不正确的是________(填字母)。A.装置Ⅰ可用于制取少量氯气B.用装置Ⅱ除去氯气中的少量氯化氢C.用装置Ⅲ制取氯气D.用装置Ⅳ干燥氯气(2)实验室制取干燥、纯净的氯气,除了二氧化锰、浓盐酸外还需要的试剂_____________________、_____________________、________。(3)氯气是有毒气体,必须进行尾气处理,写出实验室氯气尾气处理的离子方程式__________________。(4)漂白液(次氯酸钠)和洁厕灵(盐酸)不能混合使用,产生有毒气体氯气的离子方程式:______________________________。【解析】(1)实验室利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制备氯气,装置Ⅰ的盐酸是稀盐酸,不能用于制取少量氯气,A错误;氯气也能与碳酸氢钠反应,应该用饱和食盐水除去氯气中的少量氯化氢,且应该是长口进短口出,B错误;实验室利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制备氯气,装置Ⅲ中缺少加热装置,不能制取氯气,C错误;用装置Ⅳ干燥氯气时应该是长口进短口出,D错误;(2)实验室制取干燥、纯净的氯气,需要的试剂有除去氯化氢的饱和食盐水,干燥氯气的浓硫酸以及吸收尾气的氢氧化钠溶液;(3)氯气是有毒气体,必须进行尾气处理,实验室氯气尾气处理一般用氢氧化钠溶液;(4)次氯酸钠具有强氧化性,能氧化盐酸产生氯气。答案:(1)ABCD(2)饱和食盐水浓硫酸氢氧化钠溶液(此三空顺序可颠倒)(3)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(4)Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O非选择题(本题包括1小题,共16分)5.(2019·恩施州高一检测)某小组设计如图装置(部分夹持装置已略去),以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。(1)试剂X的化学式________。A中制取Cl2的离子方程式____________________。(2)试剂Y的名称为______________。(3)通入一定量潮湿的Cl2反应后,经检测,D中只有Cl2O一种气体,C中除含一种氯盐外,同时含有NaHCO3等,某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。①提出合理假设。假设1:存在两种成分:NaHCO3和____________________________;假设2:存在三种成分:NaHCO3和__________________________。②设计方案,进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。实验步骤预期现象和结论步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于A、B试管中步骤2:向A试管中滴加BaCl2溶液步骤3:(4)已知Cl2O与水反应生成次氯酸,则D中Cl2O进入E反应的化学方程式为____________。【解析】(1)实验室利用MnO2和浓盐酸在加热条件下发生反应制取Cl2,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,其中HCl、MnCl2是易溶于水的强电解质,改写成离子形式,据此写出离子方程式。(2)由于浓盐酸具有较强的挥发性,因此A中制取的Cl2中混有HCl、H2O(g)。该实验的目的是探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分,故应除去Cl2中的HCl气体,试剂Y要求既能除去HCl,又不能吸收Cl2,这里可选用饱和食盐水。(3)①Cl2与Na2CO3反应生成Cl2O的过程中,氯元素由0价升高到+1价,根据氧化还原反应中元素化合价有升必有降的规律可知,生成的氯盐为NaCl。潮湿的Cl2与Na2CO3在固体表面发生反应,Na2CO3可能反应不完全,据此推测固体残渣中有NaHCO3和NaCl,可能有未反应的Na2CO3。②将C中固体残渣溶于水配成溶液,步骤2利用BaCl2溶液检验是否存在Na2CO3;步骤3检验NaCl,先向B中加入过量稀硝酸,排除干扰,再加入AgNO3溶液进行检验。(4)Cl2O与水反应生成HClO,化学方程式为Cl2O+H2O2HClO。HClO与NaOH溶液发生中和反应生成NaClO和H2O,化学方程式为HClO+NaOHNaClO+H2O。答案:(1)HClMnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2)饱和食盐水(3)①假设1:NaCl假设2:NaCl、Na2CO3②实验步骤预期现象和结论步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于A、B试管中步骤2:向A试管中滴加BaCl2溶液①若无明显现象,证明固体不含碳酸钠②若溶液变浑浊,证明固体中含碳酸钠步骤3:向B试管中滴加过量的稀硝酸溶液,再滴加AgNO3溶液若溶液变浑浊,结合步骤2中①,则假设1成立;结合步骤2中②,则假设2成立(4)Cl2O+2NaOH2NaClO+H2O