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氯气的生产原理一、选择题1．氯在自然界以化合物形态存在，18世纪70年代，首先发现并制得氯气的化学家是()A．汉弗莱·戴维B．舍勒C．阿伏加德罗D．侯德榜解析：化学史的知识。答案：B2．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A．电解时在阳极上得到氯气，在阴极上得到金属钠B．若在阳极附近用湿润的淀粉KI试纸检验气体，试纸变蓝C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析：电解NaCl水溶液时，与电源负极相连的电极产生氢气和氢氧化钠，与电源正极相连的电极产生氯气，在与电源正极相连的电极附近用湿润的淀粉KI试纸检验气体，溶液呈蓝色(2KI＋Cl2===2KCl＋I2)。电解反应为2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，电解后的溶液呈碱性。答案：B3．海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C．海水中除了NaCl外，也蕴藏丰富的溴和碘D．从海水中可以得到饱和NaCl溶液，电解饱和NaCl溶液可制备金属钠解析：A项，海水中的钾元素为化合态，必须经过化学变化才能得到钾单质；B项，海水晒盐只发生物理变化；D项，电解饱和NaCl溶液可制备NaOH、H2、Cl2不能制备金属钠。答案：C4．下列有关实验设计说明正确的是()A．取一定量的海水，在蒸发皿中加热，蒸发到有较多晶体析出时，停止加热靠余热蒸干水分，称量得到的固体，测定海水中氯化钠的含量B．通过电解食盐水的方法净化海水得到淡水C．将一蘸有海水和酚酞的滤纸放在表面皿上，在滤纸上相距适当距离的位置上放两根铂电极，接直流电源，证明电解氯化钠溶液时氢氧化钠在哪个电极生成D．在水中加入过量的氯化钠(为了增加溶液的导电性)，电解饱和食盐水制取氢气和氧气解析：由于海水中含的无机盐不只是氯化钠一种，因此得到的固体不全是氯化钠，A错误；电解后得到的溶液中至少有氢氧化钠，因此不是淡水，海水淡化的方法有很多种，如蒸馏法、渗析法等，B错误；水中加入氯化钠可以增强导电能力，但电解饱和氯化钠溶液时，生成氢氧化钠、氢气和氯气，不是氢气和氧气，D错误。答案：C5．实验室制备Cl2时有如下操作：①连接好装置，检查气密性；②缓缓加热；③加入MnO2粉末；④向分液漏斗中加入浓盐酸；⑤多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收；⑥用向上排空气法收集氯气。下列操作顺序正确的是()A．①②③④⑤⑥B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤解析：实验室制备氯气的实验步骤：连接好装置，检查气密性―→在烧瓶中加入二氧化锰粉末―→往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中―→缓缓加热，使气体均匀逸出―→用向上排空气法收集氯气―→尾气导入吸收剂中，故正确的操作顺序是①③④②⑥⑤，即选D项。答案：D6．关于氯气制备原理的说法不正确的是()A．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的碳棒上方充满黄绿色气体B．工业上制取氯气的原料是食盐水C．实验室制法和工业制法的反应实质是相同的D．实验室制取氯气时最好大火加热使温度迅速升高解析：电解饱和食盐水制氯气时，Cl－在与电源正极相连的碳棒上转化为Cl2，A项正确；浓盐酸具有挥发性，实验室制取氯气时应缓缓加热以减少氯化氢的损失，D项错。答案：D7．实验室制取氧气的试管壁粘附有MnO2，除去MnO2可用的试剂是()A．蒸馏水B．KOH溶液C．稀盐酸D．热的浓盐酸解析：联想实验室制备氯气的原理，本题实质上考查该反应的发生条件，即MnO2可以在加热的条件下与浓盐酸反应生成氯气，D选项正确。答案：D8．将0.15mol的MnO2与过量的12mol·L－1的浓盐酸反应，和50mL12mol·L－1的浓盐酸与足量的MnO2反应两者产生的Cl2相比(其他反应条件相同)()A．一样多B．前者较后者多C．后者较前者多D．无法比较解析：注意MnO2与浓盐酸的反应过程，当浓盐酸少量时，随着反应的进行，浓盐酸变成稀盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，则依据化学方程式可知，0.15mol的MnO2与过量的12mol·L－1的浓盐酸反应，可产生0.15mol的氯气，50mL12mol·L－1的浓盐酸的物质的量为0.6mol，当MnO2足量时，0.6mol盐酸不能反应完全，则产生的氯气小于0.15mol，B选项正确。答案：B9．关于实验室制氯气的说法不正确的是()A．该反应中氯元素的化合价升高B．如果MnO2足量，浓盐酸中的HCl一定全部转化为Cl2C．NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2D．从圆底烧瓶导出的气体中很可能含有氯化氢解析：只有浓盐酸才能和MnO2反应，随着反应进行，浓盐酸变为稀盐酸，而导致一部分HCl不能转化为Cl2，B项错；浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，D项对。答案：B10．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是()A．①和②处B．②处C．②和③处D．②③④处解析：由题意可知：“KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2”说明不需要加热，故不需要酒精灯，所以①装置是正确的；②中Cl2通入NaOH溶液，Cl2能与NaOH反应而被吸收；③中进气管短，把浓硫酸排出来，也是错误的。④中体积是固定的，随着压强的增大，容易使橡皮塞蹦出，也是错误的；对于④，有一部分同学没有观察到错误，原因是对④的作用不清楚、观察不仔细。答案：D11．实验室制备Cl2的反应为MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。下列说法错误的是()A．该反应中HCl作还原剂，MnO2作氧化剂B．每生成1molCl2，转移2mol电子C．每消耗1molMnO2，有4molHCl被氧化D．依据该反应制备的Cl2粗产品中，除含有水蒸气外，还含有HCl气体解析：该反应每消耗1molMnO2，同时消耗4molHCl，其中有2molHCl被氧化，C项错误。答案：C二、非选择题12．如图表示在没有通风橱的情况下收集氯气时设计的装置图，图中A、B是可控制的弹簧夹。(1)烧杯中盛放的液体是________，其作用是________________，水槽中盛放的液体是____________。(2)简述操作过程：(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前，应________________，当氯气纯度合乎要求时，应________________，当氯气收集完毕时，应________________。解析：Cl2有毒，尾气应用NaOH(或KOH等)溶液吸收，Cl2可以用向上排空气法或排饱和食盐水法收集；在收集Cl2前，应用生成的Cl2将装置中的空气排出。答案：(1)NaOH(或KOH等)溶液吸收多余的Cl2饱和食盐水(2)打开B，关闭A打开A，关闭B打开B，关闭A13．如图是制取氯化铁粉末所需的装置，已知氯化铁粉末容易吸水生成结晶化合物：FeCl3＋6H2O===FeCl3·6H2O。请回答下列问题。(1)按照气体流向从左到右的顺序连接仪器(填仪器接口)：①接__________，__________接__________，__________接__________。(2)烧瓶A中发生的反应中，氧化剂是__________(填物质名称)，B中发生反应的化学方程式为____________________。(3)D的作用是___________________________________________________；E的作用是_____________________________________________________。(4)应先点燃__________(填“A”或“B”)处的酒精灯，理由是_______________________________________________________________________________。(5)这套实验装置是否完整？__________(填“是”或“否”)。若不完整，还须补充__________(若第一空填“是”，则此空不需要作答)装置。解析：仪器的连接顺序为①→⑦，⑥→④，⑤→②。其中E装置用于除去Cl2中的HCl，D装置用于干燥Cl2；加热时，先点燃A处的酒精灯制取Cl2，用Cl2排净装置内的空气，防止Fe被空气中的O2氧化，为防止污染，最后必须处理掉多余的Cl2。答案：(1)⑦⑥④⑤②(2)二氧化锰3Cl2＋2Fe=====△2FeCl3(3)吸收氯气中的水蒸气吸收氯气中的氯化氢气体(4)A使产生的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中的氧气氧化(5)否尾气吸收