高一化学人教版必修第一册巩固练习：第二章　第二节　第2课时　氯气的实验室制法　氯离子的检验 含解析

PAGE第2课时氯气的实验室制法氯离子的检验课后训练巩固提升双基巩固学考突破1.除去Cl2中少量的HCl气体,效果最好的试剂是()A.蒸馏水 B.二氧化锰C.饱和食盐水 D.氢氧化钠溶液答案:C解析:既要除去HCl,又不能损失Cl2。Cl2在饱和食盐水中溶解度很小。2.下列物质不能用来干燥氯气的是()A.碱石灰 B.浓硫酸C.无水氯化钙 D.五氧化二磷答案:A解析:氯气能与碱反应,不能用碱石灰等干燥。3.某实验室的尾气中含有较多的氯气,为防止污染环境,在排入大气之前,需要用试剂进行处理。下列试剂中最适合的是()A.饱和石灰水 B.饱和食盐水C.自来水 D.烧碱溶液答案:D解析:氯气在饱和食盐水中溶解度很小;氯气能与碱反应,但饱和石灰水中碱的浓度小,吸收效果差。4.实验室用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是()答案:C解析:集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧,只能进气,不能排气,容易发生危险,A项错误;Cl2的密度比空气的密度大,Cl2应从短管进,B项错误;Cl2与NaOH溶液反应,不能收集到Cl2,D项错误。5.某化学学习小组利用MnO2与浓盐酸制备Cl2,装置如图所示。下列分析中错误的是()A.①中可用分液漏斗代替长颈漏斗B.①中缺少加热装置C.②中盛放的NaOH溶液可以净化Cl2D.④中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸答案:C解析:HCl和Cl2均能与NaOH溶液反应,故②中不能盛放NaOH溶液。Cl2中混有HCl气体,应该用饱和食盐水除去HCl。6.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COC.可用硝酸银溶液和稀硝酸鉴别Cl-和COD.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-答案:D解析:K+和Na+的焰色不同,A项正确;Ba2+与CO32-生成BaCO3白色沉淀,Ba2+与Cl-不反应,B项正确;Cl-和CO32-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,7.实验室用氯酸钾制取氧气的试管壁上沾有少量二氧化锰,除去二氧化锰可选用的试剂是()A.蒸馏水 B.氢氧化钾溶液C.稀盐酸 D.浓盐酸答案:D解析:根据4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,可选用浓盐酸加热除去试管内壁上少量的二氧化锰,产生的少量氯气用碱溶液吸收处理。8.下列关于实验室用二氧化锰制取氯气的说法中错误的是()A.该反应属于氧化还原反应,其中MnO2是氧化剂B.应使用向上排空气法收集氯气C.该反应的离子方程式为MnO2+4H++4Cl-MnCl2+2H2O+Cl2↑D.该方法是瑞典化学家舍勒最先采用的答案:C解析:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑,根据化合价的变化可以看出,该反应是氧化还原反应,A项正确;氯气的密度大于空气的密度,应使用向上排空气法收集,B项正确;氯化锰是易溶于水且易电离的盐,应用电离出的离子的符号表示,C项错误;D项符合化学史实,正确。9.为了证明实验室制取的Cl2中混有HCl,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答下列问题。(1)请根据甲同学的示意图,所需实验装置从左至右的连接顺序:②→。

(2)写出装置②中主要玻璃仪器的名称:、、。

(3)实验室制备Cl2的离子方程式为。

(4)装置③中Cu的作用是(用化学方程式表示)。

(5)乙同学认为甲同学实验设计存在缺陷,不能证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为此,乙同学提出气体通入装置①之前,要加装一个检验装置⑤,以证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。你认为装置⑤应放入。

(6)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无须多加装置,只需将原来烧杯中的AgNO3溶液换成紫色石蕊溶液,如果观察到的现象,则证明制取Cl2时有HCl挥发出来。

答案:(1)④→③→①(2)圆底烧瓶分液漏斗酒精灯(3)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(4)Cl2+CuCuCl2(5)湿润的淀粉KI试纸(6)溶液只变红,不褪色解析:(1)若验证实验室制得的Cl2中混有HCl,要先用浓硫酸干燥,再用灼热的铜与氯气反应,然后用硝酸银溶液检验HCl的存在。(2)只回答主要玻璃仪器的名称。(4)装置③中Cu的作用是除去氯气。(5)如果铜没有将氯气完全吸收,则气体通入AgNO3溶液中产生的沉淀不一定是氯化氢产生的。为了确保实验结论的可靠性,应排除氯气的干扰,所以气体通入装置①之前,要检验氯气是否除尽,装置⑤中可放入湿润的淀粉KI试纸。(6)如果紫色石蕊溶液只变红,不褪色,则说明制Cl2时有HCl挥发出来。选考奠基素养提升1.实验室可用二氧化锰粉末与浓盐酸共热制取氯气。现只有浓盐酸,但没有二氧化锰,下列各试剂中,不能替代二氧化锰制取氯气的是()A.KMnO4 B.KClO3C.CaCl2 D.Ca(ClO)2答案:C解析:从制取氯气的反应中二氧化锰做氧化剂角度思考。选项中的物质只有CaCl2不能氧化浓盐酸。2.实验室用下列两种方法制氯气:①用含146gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应;②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。若不考虑氯化氢的挥发损失,所得的氯气()A.①比②多 B.②比①多C.一样多 D.无法比较答案:B解析:由化学方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O计算可知,146gHCl与87gMnO2完全反应可生成71gCl2,但是由于稀盐酸与MnO2不反应,所以HCl不能完全反应,生成的氯气较少。3.某化学小组用如图所示装置制取氯气,下列说法不正确的是()A.该装置图中至少存在两处明显错误B.该实验中收集氯气的方法不正确C.为了防止氯气污染空气,必须进行尾气处理D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以验证是否有氯气逸出答案:B解析:应用酒精灯加热、尾气应进行处理,A、C两项说法正确,但不符合题意;向上排空气法收集Cl2是正确的,B项符合题意;在集气瓶口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以验证是否有氯气逸出,若有则变蓝,反之则不变色,D项说法正确,但不符合题意。4.已知高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应能产生氯气。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并探究其与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是()A.①② B.①C.②③ D.②③④答案:D解析:①是制备氯气的装置:2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,不需要加热,正确;②是除去氯气中氯化氢杂质的装置,③是干燥装置,④是用于氯气与金属反应的装置。除杂时不能消耗欲保留的气体,Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,所以②错误;③中进气管短,出气管却插入液面下,无法干燥气体,也不能使气体进入④中与金属反应,③错误;④是一个封闭体系,未反应的气体不断蓄积可能会使容器内压强过大而发生爆炸,④错误。5.如图是实验室制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置:(1)A是氯气发生装置,反应的化学方程式为。

(2)实验开始时,先点燃A处的酒精灯,打开活塞K,使Cl2充满整个装置,再点燃D处酒精灯,连接上E装置。Cl2通过C瓶后再进入D。D装置的硬质玻璃管内盛有木炭粉,发生氧化还原反应,其产物为CO2和HCl。D中反应的化学方程式为。装置C的作用是。

(3)在E处,紫色石蕊溶液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,其原因是。

(4)若将E处烧杯中溶液改为澄清石灰水,反应现象为(选填标号)。

A.有白色沉淀生成B.无明显现象C.先生成白色沉淀,后白色沉淀消失(5)D处反应完毕后,关闭活塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有Cl2产生,此时B中的现象是,B的作用是。

答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)2Cl2+2H2O+C4HCl+CO2吸收HCl气体,为D处提供水蒸气(3)生成的HCl气体使紫色石蕊溶液变红,因未反应的Cl2与H2O反应产生的HClO具有漂白作用,使溶液红色消失(4)B(5)瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升贮存少量Cl2解析:(2)根据生成物可判断反应物除了氯气和木炭粉外,还有水。A装置产生了氯气,C装置为D装置提供水蒸气,在加热条件下Cl2、H2O与C发生氧化还原反应生成HCl和CO2;盐酸有挥发性,所以制取的氯气中含有氯化氢气体,氯化氢极易溶于水,通过以上分析知,C装置的作用是吸收Cl2中的HCl气体,提供D处所需水蒸气。(3)剩余的氯气在E装置中与水反应生成盐酸和次氯酸,所以溶液呈酸性,紫色石蕊溶液遇酸变红色,次氯酸有漂白性,能使溶液褪色。(4)在有HCl存在时,将CO2通入澄清石灰水中,不会产生沉淀。(5)产生的Cl2进入B装置,Cl2在饱和食盐水中溶解度降低,导致B装置中压强增大,迫使瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升;少量Cl2贮存在B装置中。综合测评(A)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12个小题,每小题5分,共60分,每小题只有1个选项符合题意)1.分类法是化学学习中的一种重要方法,下列分类图正确的是()答案:B解析:离子反应与氧化还原反应是交叉关系,A项错误;Al2O3属于氧化物,但既不是酸性氧化物,也不是碱性氧化物,而是两性氧化物,C项错误;有些化学反应不属于四种基本类型的反应,如CO+CuOCO2+Cu,D项错误。2.下列说法中正确的是()A.氯化钠在电流的作用下产生能自由移动的Na+和Cl-,所以氯化钠溶液能导电B.二氧化碳的水溶液能够导电,所以二氧化碳属于电解质C.NaHSO4和NaHCO3在水中反应的离子方程式为H++HCO3-H2O+CO2D.氯气的水溶液能使有色布条褪色,所以氯气具有漂白性答案:C解析:水溶液中NaCl在水分子的作用下发生电离,A项错误;二氧化碳本身不能电离出自由移动的离子,故二氧化碳不是电解质,B项错误;使有色布条褪色的是氯水中的HClO,氯气没有漂白性,D项错误。3.实验室欲用18mol·L-1的浓硫酸配制500mL3mol·L-1的稀硫酸,下列说法正确的是()A.应用量筒量取83.33mL浓硫酸B.在烧杯中稀释后,应立即将溶液转移至容量瓶中C.加水定容时,若仰视刻度线,会使所配溶液浓度偏大D.转移溶液后,若未洗涤烧杯内壁和玻璃棒并将洗涤液转移至容量瓶中,会使所配溶液浓度偏小答案:D解析:量筒的精确度较低,一般准确到0.1mL,A项错误;浓硫酸稀释时放出热量,应待溶液恢复至室温后再转移溶液,B项错误;定容时仰视刻度线,溶液体积偏大,所配溶液的浓度偏小,C项错误。4.在强碱性溶液中,下列离子组能大量共存的是()A.Na+、K+、SO42B.Na+、Cu2+、SO42C.Mg2+、Na+、SO42D.Ba2+、HCO3-、NO答案:A解析:强碱性溶液中,Cu2+、Mg2+、HCO35.某化学兴趣小组在实验中发现一瓶溶液标签上标有“CaCl20.1mol·L-1”的字样,下面是该小组成员对溶液的叙述,正确的是()A.配制1L该溶液,可将0.1molCaCl2溶于1L水中B.Ca2+和Cl-的物质的量浓度都是0.1mol·L-1C.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度为0.05mol·L-1D.将该瓶溶液稀释至原体积的2倍,则所得溶液的c(Cl-)为0.1mol·L-1答案:D解析:溶液的体积不能确定,A项错误;Cl-物质的量浓度为0.2mol·L-1,B项错误;所取溶液物质的量浓度为0.1mol·L-1,C项错误;原溶液中c(Cl-)=0.2mol·L-1,将溶液稀释至原体积的2倍后,则溶液的c(Cl-)=0.1mol·L-1,D项正确。6.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是()A.标准状况下,22.4L由NH3和CH4组成的混合气体,所含分子数为NAB.1molCl2与足量的Ca(OH)2溶液完全反应,转移电子的数目为NAC.0.5mol·L-1MgCl2溶液中,含有Cl-的数目为NAD.常温常压下,NA个氯气分子的体积大于22.4L答案:C解析:C项中溶液的体积未知,不能计算Cl-的物质的量。7.W、X、Y、Z4种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示,其中Z位于第ⅦA族。下列判断错误的是()A.常压下4种元素的单质中,W单质的熔点最高B.Z的阴离子电子层结构与氩原子相同C.Z的氧化物对应水化物的酸性比X的氧化物对应水化物的酸性强D.Y元素的非金属性比X元素的非金属性强答案:C解析:根据四种元素的位置关系可知,W、X、Y、Z分别为C、P、O、Cl。Z的最高价氧化物对应水化物(HClO4)的酸性比X的最高价氧化物对应水化物(H3PO4)的酸性强,C项错误。8.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效的饮用水处理剂,工业上可由下列方法制得:Fe2O3+3Na2O22Na2FeO4+Na2O关于该反应的说法正确的是()A.反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂B.Fe2O3可以通过铁丝在氧气中燃烧制得C.生成1molNa2FeO4,有3mol电子转移D.在Na2FeO4中Fe为+6价,具有强还原性,能消毒杀菌答案:C解析:根据元素化合价的变化可知,反应中Na2O2只是氧化剂,A项错误;铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4,B项错误;Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,D项错误。9.下列实验现象和结论不相符的是()选项操作及现象结论A某溶液中加入盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体该溶液中一定含有COB某溶液进行焰色试验,焰色为黄色溶液中一定含有Na+C某气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊该气体可能是CO2D向某溶液中先加KSCN溶液,无明显现象,再滴入氯水,溶液变红溶液中一定含有Fe2+答案:A解析:A项中,若溶液中存在HCO310.将11.6gFe3O4加入10.0mL某浓度的盐酸中,再加入9.8g铁粉,反应停止时,溶液中无固体存在。向溶液中滴加硫氰化钾溶液,未见颜色变化,为了中和过量的盐酸(不考虑HCl的挥发),且使铁完全转化成Fe(OH)2,共消耗5.0mol·L-1NaOH溶液16.0mL。原盐酸中HCl的物质的量浓度为()A.2.0mol·L-1 B.4.0mol·L-1C.6.0mol·L-1 D.8.0mol·L-1答案:D解析:由题意可知,最终得到的是NaCl溶液,根据电荷守恒,有n(Cl-)=n(Na+),c(HCl)×0.0100L=5.0mol·L-1×0.0160L,c(HCl)=8.0mol·L-1。11.某学生利用如图装置对电解质溶液导电性进行实验探究。下列说法中正确的是()A.闭合开关K,电流计指针发生偏转,证明HCl溶液是电解质B.闭合开关K,向烧杯中加入NaCl固体,由于HCl与NaCl不反应,故电流计指针不发生偏转C.闭合开关K,向溶液中加入CaCO3固体,电流计示数不变D.选取相同浓度的硫酸替换0.1mol·L-1的HCl溶液,电流计的示数相同答案:C解析:HCl溶液为混合物,不是电解质,A项错误;加入NaCl固体,溶液中自由移动的离子浓度增大,导电能力增强,电流计示数增大,B项错误;向HCl溶液中加入CaCO3固体,2H++CaCO3Ca2++CO2↑+H2O,溶液中离子所带电荷的总浓度基本不变,导电性不变,电流计示数不变,C项正确;盐酸和硫酸浓度相同时溶液中离子浓度不同,电荷浓度不同,导电能力不同,电流计示数不同,D项错误。12.已知:5PbO2+2Mn2++4H+5Pb2++2MnO4-+2H2A.PbO2为还原剂,具有还原性B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶2C.生成1mol的Pb2+,转移的电子数为5molD.酸性环境下PbO2的氧化性强于MnO答案:D解析:PbO2中铅元素的化合价由+4价降低为+2价,故PbO2为氧化剂,具有氧化性,A项错误;MnO4-为氧化产物,Pb2+为还原产物,其物质的量之比为2∶5,B项错误;生成1molPb2+时,转移电子2mol,C项错误;在化学反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性二、非选择题(共4小题,共40分)13.(5分)下图分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(X为核电荷数,Y为元素的有关结构或性质)。(1)表示第ⅥA族元素原子的最外层电子数变化规律的是(填字母,下同)。

(2)表示第三周期五种主族元素的最高化合价变化规律的是。

(3)表示O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径变化规律的是。

(4)表示碱金属单质密度的变化规律的是。

(5)表示卤族元素单质熔点的变化规律的是。

答案:(1)B(2)C(3)A(4)D(5)C解析:(1)第ⅥA族元素原子的最外层电子数都是6,不随核电荷数的变化而变化,图像B符合。(2)第三周期,主族元素的最高正价等于其最外层电子数,所以随着核电荷数的增加,其最高正价逐渐升高,图像C符合。(3)核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,图像A符合。(4)碱金属单质的密度随核电荷数的递增呈增大趋势,但K的密度比Na的密度小,图像D符合。(5)卤族元素单质熔点随核电荷数的递增逐渐升高,图像C符合。14.(11分)现有CO和CO2的混合气体20g,其体积为11.2L(标准状况)。回答下列问题:(1)该混合气体的总物质的量为,其平均摩尔质量为。

(2)混合气体中碳原子的个数为。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)

(3)若将该混合气体全部通过如图所示装置进行实验。则:①气球中收集的气体是,原混合气体中该气体的质量为;

②A瓶中发生反应的离子方程式为

。

③若要证明A瓶溶液中的阳离子未沉淀完全,其方法为

。

答案:(1)0.5mol40g·mol-1(2)0.5NA(3)①CO3.5g②Ba2++2OH-+CO2BaCO3↓+H2O③待A瓶中充分沉淀后,取少量上层清液放入试管中,滴加硫酸钠溶液,若有白色沉淀产生,说明Ba2+未沉淀完全(或其他合理方法)解析:(1)该混合气体的总物质的量为11.2L22.4L·mol-1(2)混合气体共0.5mol,且每个CO或CO2分子中都只有1个碳原子,所以混合气体中碳原子的个数为0.5NA。(3)①混合气体通过Ba(OH)2溶液时CO2被吸收,气球中收集到的气体是CO。设原混合气体中CO的物质的量为n,则有28g·mol-1×n+44g·mol-1×(0.5mol-n)=20g,解得n=0.125mol,CO的质量为28g·mol-1×0.125mol=3.5g。②A瓶中发生的反应是Ba(OH)2与CO2反应。③可利用反应Ba2++SO42-BaSO415.(12分)某学习小组在实验室制备FeCl3固体。已知FeCl3固体易吸水潮解。实验装置如下:(1)分液漏斗①中盛有浓硫酸,烧瓶②中盛放固体氯化钠和二氧化锰,将浓硫酸滴加到烧瓶中共热。分两步写出反应的化学方程式:①,

②。

(2)为了获得纯净干燥的氯气,B瓶中的试剂是;C瓶中的试剂是。

(3)D中盛放的固体是铁粉,发生反应的化学方程式为。在D及E