高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 氯及其化合物课后复习题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 氯及其化合物课后复习题，共9页。试卷主要包含了反应原理，仪器装置，收集方法，验满方法，尾气处理等内容，欢迎下载使用。

核心要点
了解实验室制取氯气的反应原理，运用已有知识认识制取、净化及收集气体的方法，明确尾气的处理依据和方法。
能力构建
氯气的实验室制取
1．反应原理
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2．仪器装置
装置特点：固+液气
主要仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。装置如图所示。
说明：C装置的作用是除去Cl2中的HCl；D装置的作用是干燥Cl2；F装置的作用是吸收多余的Cl2，防止污染环境。
3．收集方法
(1)向上排空气法(Cl2密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。
4．验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛 Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
5．尾气处理
Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。
深化理解
氯气实验室制法的拓展探究
1．实验室制备Cl2注意事项
(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。
2．验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
3．气体净化装置的选择
气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，氯气中混有HCl和水蒸气等杂质，除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如下图中Ⅰ所示)；除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如下图中Ⅱ所示)或无水CaCl2(如下图中Ⅲ所示)。
4．MnO2与浓HCl反应特点
(1)浓盐酸中，部分Cl−的化合价升高，4 ml HCl参加反应，被氧化的Cl−为2 ml。
(2)随着反应的进行盐酸浓度变小，故MnO2足量时，盐酸不能完成反应，反应后溶液为盐酸和MnCl2混合液。
典型例题
例1 某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是
A．图Ⅰ：若MnO2过量，则浓盐酸可全部消耗完
B．图Ⅱ：证明新制氯水具有酸性
C．图Ⅲ：产生了棕黄色的雾
D．图Ⅳ：湿润的有色布条褪色
【答案】D
【解析】A．二氧化锰与浓盐酸反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀，二氧化锰不与稀盐酸反应，即使二氧化锰过量，盐酸也不能全部消耗完，A错误；B．图Ⅱ中溶液先变红后褪色，不仅能证明新制氯水具有酸性，还可以证明新制氯水具有漂白性，B错误；C．铜丝在氯气中燃烧，生成棕黄色的烟，不是雾，C错误；D．氯气没有漂白性，图Ⅳ中氯气遇到湿润有色布条与水反应生成HClO，HClO具有漂白性，可使有色布条褪色，D正确；答案选D。
例2 如图所示装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于
A．二氧化锰和浓盐酸生成氯气B．锌和盐酸生成氢气
C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳D．KClO3和MnO2生成氧气
【答案】B
【解析】A．二氧化锰和浓盐酸生成氯气，反应需加热，氯气和水反应，氯气比空气重应用向上排气法，故A错误；
B．锌和盐酸发生反应生成氢气，制备、干燥及收集装置均符合上述要求，故B正确；
C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳，制备装置符合，二氧化碳也可少量溶解于水，二氧化碳比空气重，收集方法应用向上排气法，故C错误；
D．KClO3和MnO2生成氧气，反应需加热，生成的氧气微溶于水，氧气比空气重，收集方法也不对，故D错误；
故选：B。
例3 （2021·福建泉州市·泉州五中）某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质，设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去，其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸。
（1）装置Ⅰ中仪器c的名称是___，实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式为___。
（2）装置Ⅱ的作用是___
（3）若产生Cl2足量，实验过程中装置Ⅳ中的实验现象___。
（4）实验结束后，该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去，但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的，你认为还需在图中装置Ⅱ与Ⅲ之间添加图中的___装置(填序号)。
（5）有一种“地康法”制取氯气的反应原理如图所示：
①反应Ⅰ属于___反应。(填四种基本反应类型之一)
②在450℃条件下，反应Ⅱ的化学方程式为____。
③工业生产中常用氨气检查输送氯气的管道是否有Cl2泄漏。若Cl2有泄漏，可以观察到有大量的白烟生成(为NH4Cl固体)，同时会生成一种空气中含量最多的物质，试写出该反应的化学方程式：___。
【答案】（1）分液漏斗 MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O
（2）除去氯气中的氯化氢气体
（3）溶液先变红，后褪色
（4）④
（5）复分解 2CuCl2+O22CuO+2Cl2 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2
【分析】根据装置图，装置Ⅰ中二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，浓盐酸具有挥发性，制取的氯气中混有氯化氢，用饱和食盐水可以除去杂质氯化氢，干燥的氯气不具有漂白性，潮湿的氯气具有漂白性，结合装置图和“地康法”制取氯气的反应原理图分析解答。
（1）根据装置图，装置Ⅰ中仪器c有活塞，是分液漏斗；实验室制取Cl2用MnO2与浓盐酸混合加热，反应的化学方程式为：MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：分液漏斗；MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）反应物中含有浓盐酸，易挥发，且反应需要加热，导致制取的Cl2会混有挥发出的HCl，因此装置Ⅱ中饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢气体，故答案为：除去氯气中的氯化氢气体；
（3）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸具有酸性，能够使紫色石蕊试液变红，次氯酸能够具有漂白性，然后溶液又褪色，故答案为：溶液先变红，后褪色；
（4）a、b为对照实验，干燥的Cl2本身不具有漂白性，遇水生成HClO，HClO具有漂白性。但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象，因为氯气未经干燥，本身带有水蒸气，所以需要在上图装置Ⅱ与Ⅲ之间添加一个干燥装置，碱石灰和浓硫酸是常用的干燥剂，但是氯气会和碱石灰反应，所以选择④浓硫酸，故答案为：④；
（5）①根据反应原理图，反应I是HCl、CuO反应生成CuCl2和H2O，该反应的化学方程式为：2HCl+CuO=CuCl2+H2O，反应中各元素化合价不变，该反应属于复分解反应，故答案为：复分解；
②根据图示可知反应Ⅱ为：2CuCl2+O22CuO+2Cl2，故答案为：2CuCl2+O22CuO+2Cl2；
③若Cl2有泄漏，可以观察到有大量的白烟生成(为NH4Cl固体)，同时会生成一种空气中含量最多的物质，说明Cl2与NH3反应产生NH4Cl和N2，反应的化学方程式为3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2，故答案为：3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2。
学会了吗
1．下列关于实验室制取氯气的说法正确的是
A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替
B．为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验
C．可用饱和食盐水吸收尾气
D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，观察氯气是否收集满
【答案】D
【解析】A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替无法控制盐酸的用量，A错误；
B．不可在讲台上直接做氯气的制备实验，需在通风橱中进行，否则会造成中毒事件，B错误；
C．饱和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；
D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则氯气集满，D正确；
答案选D。
2．已知与浓盐酸在常温下能反应产生。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并与金属反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（ ）
A．①处和②处B．只有②处C．只有②处和③处D．②处、③处和④处
【答案】D
【解析】①与浓盐酸在常温下反应产生，①正确；
②浓盐酸易挥发，生成的氯气中混有和水蒸气，应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去，会与溶液反应，故不能选择氢氧化钠溶液，②错误；
③用浓硫酸干燥氯气，导管应长进短出，③错误；
④氯气与金属在试管中反应，若用单孔塞，容易造成试管内压强过大，且导管应伸到试管底部，④错误。
综上，答案选D。
3．(1)实验室制取Cl2时，下列操作不正确的是________(填序号)。
①装置Ⅰ可用于制取少量Cl2
②用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl
③用装置Ⅲ制取Cl2
④用装置Ⅳ干燥Cl2
(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__________、__________、__________。
(3)已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。
若用如下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及验证它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是________(填字母，下同)。
(4)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的装置正确的是________。
【答案】(1)①②③④
(2)饱和食盐水 浓H2SO4 NaOH溶液
(3)BD
(4)C
【解析】(1)①实验室制取Cl2用浓盐酸和MnO2反应，而不用稀盐酸；②除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水，NaHCO3溶液与Cl2反应并放出CO2气体，气体应“长进短出”；③MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应；④干燥Cl2使用浓H2SO4洗气瓶，应“长进短出”。(2)制取纯净Cl2还需饱和食盐水除去HCl气体，浓H2SO4干燥Cl2、NaOH溶液除去多余的Cl2。(3)B处NaOH溶液与Cl2能反应；D处试管缺少出气导管且将导管末端通入NaOH溶液中。(4)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。