1、课时2氯气的实验室制法氯离子的检验课标解读课标要求素养要求1.通过实验探究氯气的制法,学习物质分离、检验和制备等实验探究活动的核心思路与基本方法,能利用氯及其化合物的性质和反应,设计常见物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。2.深入了解氯及其化合物的主要性质,能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。3.了解氯离子的检验方法。1.宏观辨识与微观探析:学习氯气的制备方法,以氯及其化合物知识的学习为线索,建立含氯的物质间的转化关系。2.科学态度与社会责任:了解氯气的发现史,学习科学家的研究精神及勤于钻研、严谨求实的科学态度。知识点一氯气的实验室制法1.氯气制备的反应原理和实验装置反
2、应原理实验装置化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2离子方程式:MnO2+4H+2Cl-Mn2+2H2O+Cl22.NaOH溶液的作用:吸收多余的Cl2,以防污染环境。判一判1.将湿润的淀粉-KI试纸放在集气瓶口,可验证氯气是否收集满()2.MnO2与稀盐酸在加热的条件下反应也可制得氯气()知识点二氯离子的检验1.实验探究在三支试管中分别加入23mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。再分别加入少量稀硝酸,观察现象。溶液实验现象滴入几滴AgNO3溶液加入少量稀硝酸稀盐酸有白色沉淀生成沉淀不溶解NaCl溶液有白色沉淀生成沉淀不
3、溶解Na2CO3溶液有白色沉淀生成沉淀溶解,有气泡产生2.氯离子的检验方法(1)操作方法:向未知溶液中先加适量稀硝酸,再加AgNO3溶液。(2)现象:产生白色沉淀。(3)原理:Ag+Cl-AgCl。(4)加入稀硝酸的目的:排除CO32-等的干扰。判一判1.溶液中加入AgNO3溶液有沉淀产生,说明溶液中一定含Cl-()2.NaClO中含有氯元素,向NaClO溶液中加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,可产生白色沉淀()3.检验Cl-时,要加稀硝酸排除其他离子的干扰()探究点一氯气的实验室制法已知HCl极易溶于水,Cl2在饱和食盐水中溶解度很小。实验室制备氯气的流程示意图如下:问题1:用高锰酸钾固体和浓
4、盐酸反应也可制备Cl2,且该反应无需加热,你能写出该反应的化学方程式吗?浓盐酸的作用是什么?提示2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O。浓盐酸体现还原性和酸性。问题2:用该装置制得的Cl2中可能混有什么气体杂质?请说明上述流程图中除杂试剂的目的。提示因为浓盐酸易挥发,所以制得的Cl2中会含有HCl和水蒸气;因为Cl2在水中有一定的溶解度,在饱和食盐水中溶解度很小,而HCl极易溶于水,所以可用饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气。问题3:实验室制备氯气的装置中,盛放饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶能否颠倒位置?为什么?提示不能。若颠倒位置浓硫酸将水蒸气吸收后,
5、气体通过饱和食盐水时又会混入水蒸气。问题4:如何检验氯气是否收集满?你能想出几种办法?提示将湿润的紫色石蕊试纸靠近集气瓶口,试纸先变红后褪色,则表明已收集满。将湿润的淀粉-KI试纸靠近集气瓶口,试纸变蓝,则表明已收集满。(答案合理即可)1.反应原理化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O,离子方程式:MnO2+4H+2Cl-Mn2+2H2O+Cl2。2.实验装置(1)发生装置(部分)特点:固体+液体气体。仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。试剂:A中盛放浓盐酸,B中盛放二氧化锰。(2)除杂(净化)装置(部分)装置盛放试剂试剂的作用C饱和氯化钠溶
6、液除去氯气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气(3)收集装置(部分)收集方法:向上排空气法。(4)尾气处理装置(部分)导气管要伸入液面以下;F中盛放的试剂一般为氢氧化钠溶液,作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。易错提醒(1)注意盐酸浓度的变化。本实验中浓盐酸要过量,因为随着反应的进行,盐酸浓度减小,MnO2与稀盐酸不反应。(2)实验中要缓缓加热,以减少HCl的挥发。原理拓展因为高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾具有强氧化性,可以氧化浓盐酸制取氯气,故可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰制取氯气,且反应在常温下就能发生,不需要加热,如2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+
7、8H2O。3.以氯气的制备为例探究实验室气体制备思路(1)设计气体制备装置的基本思路(2)气体装置的连接顺序气体发生装置气体除杂装置气体收集或性质检验装置尾气处理装置常见的气体发生装置固体+固体气体(如图a),液体+液体气体(如图b),固体+液体气体(如图b、c),固体+液体气体(如图d、e),液体+液体气体(如图d、e)。除杂净化和干燥仪器的装置a.净化原则:不减少被净化气体的量;不引入新杂质;操作简便,易于分离。b.净化装置装置(洗气瓶):盛液体除杂试剂,气流方向是长管进,短管出。装置(干燥管):盛固体除杂试剂,气流方向是粗口进,细口出。(3)收集方法:由气体的性质决定。排水法:收集难溶于
8、水且不与水发生反应的气体,如O2、H2等。向上排空气法:收集不与空气反应,且密度比空气大的气体,如O2、CO2、Cl2等。向下排空气法:收集不与空气反应,且密度比空气小的气体,如H2等。(4)吸收尾气仪器的组装尾气处理的目的主要是防止有毒尾气污染空气或使人中毒以及尾气在有限空间内达到爆炸极限而发生爆炸。不同的方法应选用不同的装置。常用方法:点燃法:如CO、H2、CH4等易燃性气体,可用此法。吸收法:如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。转化法:采用一定的方法,使有毒气体转化为无毒气体后再排放,如NO、NO2转化为N2,即可排放。导出室外法:如H2是无毒气体,可将其导出室外,以防在实验
9、室内达到爆炸极限。例(2021河北唐山高一期中)实验室制备Cl2通常采用如图所示装置:(1)A装置中发生反应的化学方程式是,其中氧化剂是,还原剂是。(2)仪器a的名称是。(3)B装置中所盛的试剂是,C装置的作用是。(4)E装置中发生反应的化学方程式是。(5)将下图装置代替D和E装置,可进行“氯气与金属钠反应”的实验,以下叙述正确的是。A.反应生成的大量白烟是氯化钠晶体B.玻璃管尾部塞一团浸有碱液的棉球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气C.玻璃管中,钠燃烧时会产生苍白色火焰D.若在棉球外沿滴一滴淀粉-KI溶液,可据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收答案(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2
10、+Cl2+2H2OMnO2HCl(2)分液漏斗(3)饱和食盐水干燥Cl2(4)2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O(5)ABD解析(1)A装置中二氧化锰与浓盐酸共热发生反应生成氯化锰、氯气和水,发生反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O;MnO2中Mn元素由+4价降为+2价,MnO2为氧化剂,HCl中氯元素由-1价升为0价,作为还原剂。(2)仪器a的名称是分液漏斗。(3)B装置中所盛的试剂是饱和食盐水,用来除去氯气中的氯化氢气体;C装置装有浓硫酸,其作用是干燥Cl2。(4)氯气有毒,直接排放会污染空气,E装置利用氢氧化钠溶液吸收氯气,发生反应的化学方程
11、式为2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O。(5)钠和氯气反应生成氯化钠,反应生成的大量白烟是氯化钠晶体,A正确;碱液可吸收过量的氯气,防止其污染空气,B正确;钠燃烧产生黄色火焰,C错误;碘离子可以被氯气氧化成碘单质,碘遇淀粉变蓝,所以可根据浸有淀粉-KI溶液的棉球的颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收,D正确。解题感悟MnO2与浓盐酸反应,MnO2是氧化剂被还原,而HCl既是还原剂,又起到酸的作用。氯气有毒,不能直接排放到大气中,制备氯气时要注意尾气处理。1.(2021河北衡水高一月考)下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-
12、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答案B2.已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应可生成Cl2,下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置,下列叙述不正确的是()A.在试管中盛有饱和食盐水,用试管收集Cl2B.用试管收集Cl2,试管可防止NaOH溶液倒吸到试管中C.用于吸收多余的Cl2,防止污染环境D.用该装置收集到的Cl2中会混有HCl和水蒸气答案A试管用于收集Cl2,试管用于防止NaOH溶液倒吸入中,NaOH溶液吸收多余的Cl2,防止污染环境,中收集到的Cl2不纯,混有HCl和水蒸气。探究点二探究卤素离子的检验材
13、料一:自来水一般是用Cl2杀菌、消毒的,不法商贩用自来水冒充蒸馏水出售。材料二:如下图所示,家中有一碗水,姐姐说是蒸馏水,弟弟说是盐水。问题1:可用什么试剂鉴别自来水和蒸馏水?提示自来水用Cl2杀菌、消毒后会含有Cl-,可加入硝酸酸化的AgNO3溶液来鉴别。问题2:如何用化学方法证明材料二中的水中含有NaCl?提示利用焰色试验证明Na+的存在;加入硝酸酸化的硝酸银溶液,生成白色沉淀,证明Cl-的存在。问题3:若被检验的溶液中含有SO42-,应如何检验是否含有Cl-?提示因为Ag2SO4微溶于水,SO42-的存在会干扰Cl-的检验,故先加入Ba(NO3)2溶液除去溶液中的SO42-,然后加入硝酸
14、酸化的AgNO3溶液,看是否产生白色沉淀,检验是否含有Cl-。Cl-的检验检验溶液中的Cl-要排除其他离子的干扰。(1)若被检液中有CO32-、PO43-存在(它们的银盐沉淀溶于稀硝酸),一般先在被测液中加入稀硝酸酸化,以排除干扰离子。加入AgNO3溶液发生反应:Ag+Cl-AgCl(白色),AgCl沉淀是不溶于稀硝酸的。若在Na2CO3溶液中加入AgNO3溶液也会产生白色的Ag2CO3沉淀,此沉淀可溶于稀硝酸;发生的反应为2Ag+CO32-Ag2CO3,Ag2CO3+2HNO32AgNO3+H2O+CO2。PO43-也能与Ag+发生反应生成Ag3PO4黄色沉淀,此沉淀也可溶于稀硝酸。(2)若
15、被检液中有SO42-存在,需先用Ba(NO3)2溶液除去SO42-,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl-的存在。例对于某些离子的检验及结论一定正确的是()A.加入稀盐酸产生无色、无味的气体,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,一定有CO32-B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有SO42-C.加入硝酸酸化的硝酸钡溶液既无沉淀生成也无气体生成,再加AgNO3溶液立即出现白色沉淀,一定有Cl-D.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,一定有Ba2+答案CA项,向某溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色、无味气体,该气体为二氧化碳,原溶液中可能含有
16、HCO3-,不一定含有CO32-;B项,向某溶液中加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,再加盐酸酸化,沉淀不溶解,该白色沉淀可能为氯化银,原溶液中可能含有Ag+,不一定含有SO42-;C项,加入硝酸酸化的硝酸钡溶液既无沉淀也无气体生成,排除了SO42-的干扰,再加入AgNO3溶液,生成了白色沉淀,该沉淀是氯化银,则原溶液中一定有Cl-;D项,加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,沉淀可能为碳酸钙,原溶液中不一定含有Ba2+,也可能含Ca2+。解题感悟注意碳酸盐和碳酸氢盐,均能与盐酸反应产生CO2气体。检验Cl-时,注意排除SO42-和CO32-的干扰。注意掌握SO42-的检验方法,取待测
17、溶液,加入稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,如果有白色沉淀产生,则含有SO42-。1.(2021宁夏中卫高一期中)能够用来鉴别BaCl2、NaCl、K2CO3三种物质的试剂是()A.AgNO3溶液B.NaOH溶液C.稀硫酸D.稀硝酸答案CA项,加入AgNO3溶液都产生白色沉淀,现象相同,不能鉴别;B项,加入NaOH溶液都无明显现象,不能鉴别;C项,加入稀硫酸产生白色沉淀的为BaCl2,产生无色、无味气体的为K2CO3,无明显现象的为NaCl,现象不同,可以鉴别;D项,加入稀硝酸,产生无色、无味气体的为K2CO3,但BaCl2和NaCl都无明显现象,故用稀硝酸不能鉴别BaCl2和NaCl。2.在
18、未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,加入稀硝酸后,沉淀部分溶解,有无色无味的气体生成,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,由此判断未知液中一定含有()A.Cl-、SO42-B.Cl-、NO3-C.Cl-、CO32-D.Cl-、OH-答案C根据题给现象,生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸,且产生使澄清石灰水变浑浊的无色、无味气体,则原溶液中存在CO32-和Cl-。1.在实验室利用浓盐酸和二氧化锰制氯气,制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗,有关理由叙述错误的是()A.防止氯气扩散到空气中造成污染B.便于控制加入盐酸的量C.长颈漏斗方便于添加液体D.尽量避免氯化氢挥发到空气中答案C2.(20
19、21湖南株洲高一期中)检验Cl-时所用试剂HNO3的作用是()A.防止CO32-的干扰B.防止Cl-的干扰C.生成Ag2CO3沉淀D.防止NO3-的干扰答案A3.下列说法不正确的是()A.检验Cl-的试剂是硝酸银和硝酸B.检验SO42-的试剂是氯化钡和盐酸C.检验CO32-的试剂是盐酸、澄清石灰水和氯化钙D.向溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,即可证明有SO42-答案D4.(2021湖南长沙高一期中)实验室制取干燥纯净的Cl2,其中合理的装置是(气体流向从左到右)()答案C5.(2021山东临沂高一月考)X2、Y2、Z2三种气体之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是()A.X2为Cl2
20、B.X2Y为Na2OC.X2、Y2、Z2分别为H2、O2、Cl2D.Z2与NaOH溶液反应的化学方程式为Cl2+NaOHNaClO+NaCl+H2O答案C6.在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验所用仪器如下图所示。(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母):接;接;接;接。(2)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生,可观察到,化学方程式为。(3)写出下列反应的化学方程式。气体发生装置中进行的反应:。NaOH溶液中发生的反应:。答案(1)ECDABHGF(2)试纸变蓝2KI+Cl22KCl+I2(3)MnO2+4HCl(浓)Mn
21、Cl2+Cl2+2H2O2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O某化学兴趣小组在探究次氯酸钠溶液的性质时发现:向过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变黄。请你协助他们完成该反应还原产物的探究。1.(宏观辨识与微观探析)(1)甲同学推测该反应的还原产物为Cl2;乙同学推测该反应的还原产物为。(2)你认为甲同学的推测是否正确?(填“正确”或“不正确”)。请用简要的文字或离子方程式说明理由。根据乙同学的推测,上述反应的离子方程式为。答案(1)Cl-(2)不正确因为FeSO4过量,反应中有剩余,而Cl2与Fe2+不能共存,因此还原产物不可能为Cl22Fe2+ClO
22、-+2H+2Fe3+Cl-+H2O解析(1)向过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,亚铁离子具有还原性,次氯酸钠具有氧化性,氯元素的化合价有降低的趋势,降为0价产生氯气或者是降为-1价产生氯离子。2.(科学探究与创新意识)请你设计一个实验方案,验证乙同学的推测是否正确。要求写出实验步骤、预期现象和结论:实验步骤预期现象和结论步骤1:步骤2:答案实验步骤预期现象和结论步骤1:取少许反应后的溶液于试管A中,滴加过量Ba(NO3)2溶液,静置有白色沉淀生成步骤2:取试管A中的上层清液于试管B中,滴几滴稀硝酸和几滴AgNO3溶液若有白色沉淀生成,则乙同学的推测正确;若没有白色沉淀
23、生成,则乙同学的推测不正确解析检验Cl-需用HNO3、AgNO3溶液,但溶液中存在SO42-与Ag+也会产生沉淀,故检验Cl-之前应先除去SO42-。1.氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂,常因保存不慎而被空气氧化,产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢,为防止事故发生,使用前要检验氯仿是否变质,应选用的检验试剂是()A.水B.AgNO3溶液C.NaOH溶液D.KI溶液答案B2.(2021浙江金华高一月考)实验室制取氯气时,下列操作正确的是()答案D3.(2021江苏无锡高一期中)下列检验Cl-的方法正确的是()A.向某溶液中滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明该溶液中有Cl-B.向某溶液中先
24、滴加盐酸,再滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明溶液中有Cl-C.向某溶液中先滴加AgNO3溶液,再滴加盐酸,若产生白色沉淀,说明溶液中有Cl-D.向某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明溶液中有Cl-答案DA项中可能生成碳酸银、硫酸银等沉淀,不能说明该溶液中有Cl-,故A错误;先滴加盐酸,引入Cl-,不能说明该溶液中有Cl-,故B错误;加入盐酸,不能排除Cl-的干扰,故C错误;因氯化银不能溶解于硝酸,滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,可说明溶液中有Cl-,故D正确。4.向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种:AgNO3溶液、
25、NaOH溶液、水,振荡后的现象如图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是()A.B.C.D.答案BCl2为黄绿色气体,能溶于水,溶于水得到氯水,氯水因为溶解Cl2显浅黄绿色,三个集气瓶中只有丙中溶液颜色为浅黄绿色,所以丙中注入液体为水;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸与AgNO3溶液反应生成氯化银白色沉淀,甲和乙中,只有乙出现了白色沉淀,所以乙中注入液体为AgNO3溶液;氯气能够与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,溶液为无色,故甲中注入液体为氢氧化钠溶液。5.检验下列物质所选用的试剂错误的是()选项待检验物质所用试剂A氯水中的Cl-AgNO3溶液、稀硝酸B未知溶液中的HCO3-BaCl
26、2溶液C未知溶液中的SO42-稀盐酸、BaCl2溶液D钠与水反应有OH-生成酚酞溶液答案BBaCl2溶液与HCO3-不反应,无法达到检验的目的,故B错误。6.现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水,可用来区别它们的一种试剂是()A.AgNO3溶液B.酚酞溶液C.紫色石蕊溶液D.饱和食盐水答案C题给四种溶液与AgNO3溶液混合,均生成白色沉淀,不能鉴别,故A错误;盐酸、NaCl溶液和新制氯水遇酚酞溶液均为无色,不能鉴别,故B错误;盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水四种溶液与紫色石蕊溶液混合的现象分别为显红色、显紫色、显蓝色、先变红后褪色,现象不同,能鉴别,故C正确;题给四种溶液与
27、饱和食盐水均不反应,现象相同,不能鉴别,故D错误。7.(2021河南郑州高一月考)某校化学兴趣小组用浓盐酸与二氧化锰加热反应来制取并收集氯气,装置如下:(1)写出该反应的离子方程式:,还原剂是。(2)实验开始前,某学生对装置进行了气密性检查。方法是连接好装置之后,用弹簧夹夹住(填“A”或“B”)处胶皮管,向分液漏斗中加水并打开活塞,当加到一定量时,停止加水,静置观察。当观察到分液漏斗中时,表明该装置不漏气。(3)兴趣小组的某些同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气,你认为其中错误的是(填序号)。A.氢氧化钠溶液B.碳酸钠溶液(呈碱性)C.浓硫酸答案(1)MnO2+4H+2Cl-Mn
28、2+Cl2+2H2OHCl(2)B水不能进入烧瓶(3)C解析(1)浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下生成二氯化锰、氯气和水,离子方程式为MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O;反应时,HCl中Cl元素的化合价由-1变为0,失电子,作还原剂。(2)连接好装置之后,用弹簧夹夹住B处胶皮管,打开分液漏斗活塞并注入一定量的水,若分液漏斗中的水不能再进入烧瓶,则装置的气密性良好。(3)氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,A能吸收氯气;碳酸钠溶液呈碱性,与氯气发生反应,生成氯化钠、次氯酸钠、二氧化碳和水,B能吸收氯气;氯气与浓硫酸不反应,C不能吸收氯气。8(A).(2021辽宁大连高一期
29、中)用下列装置制备并检验Cl2的性质,下列有关说法正确的是()A.图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部反应B.图 中:充分光照后,量筒中剩余气体约为10mL(条件相同)C.图中:生成棕黄色的烟雾,若在集气瓶中加入少量水,所得溶液呈蓝色D.图中:干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条能褪色,说明Cl2有漂白性答案B题图中反应过程中浓盐酸不断变稀,稀盐酸不与MnO2反应,A错误;题图中生成棕黄色的烟,C错误;题图中干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条能褪色,说明Cl2与H2O反应生成的HClO有漂白性,不能说明Cl2有漂白性,D错误。8(B).(不定项)(2021辽宁大连高一期中)用下列装置制备并
30、检验Cl2的性质,下列有关说法正确的是()A.图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部反应B.图 中:充分光照后,量筒中剩余气体约为10mL(条件相同)C.图中:生成棕黄色的烟,若在集气瓶中加入少量水,所得溶液呈蓝色D.图中:干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条能褪色,说明Cl2有漂白性答案BC题图中反应过程中浓盐酸不断变稀,稀盐酸不与MnO2反应,A错误;题图中干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条能褪色,说明Cl2与H2O反应生成的HClO有漂白性,不能说明Cl2有漂白性,D错误。9.(2021浙江绍兴高一期中)氧气是无色无味的气体,但用氯酸钾与二氧化锰加热制得的气体却有异常的气味,将用这种方
31、法制得的气体通入蒸馏水中,然后滴加含硝酸的硝酸银溶液,产生了白色沉淀。根据上述事实,得出下列结论:这种方法制得的气体不是纯净物,而是混合物;这种方法制得的气体中含有氯元素;这种方法制得的气体中至少有一种含氯元素的物质;这种方法制氧气的实验中至少发生了两个化学反应。以上结论正确的是()A.B.仅C.仅D.仅答案A氧气是无色无味的气体,但用氯酸钾与二氧化锰加热制得的气体却有异常的气味,说明得到的气体不是纯净物,而是混合物,故正确;制得的气体通入蒸馏水中,然后滴加含硝酸的硝酸银溶液,产生了白色沉淀,说明这种方法制得的气体中含有氯元素,故正确;根据的分析可知制得的气体中至少有一种含氯元素的物质,故正确
32、;题述实验中发生了一个制氧气的反应和一个制含氯元素的物质的反应,因此至少发生了两个化学反应,故正确。10.实验室用下列两种方法制氯气:用含14.6gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应;用8.7gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气()A.比多B.比多C.一样多D.无法比较答案B浓盐酸与MnO2反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2,稀盐酸和MnO2不反应,用含14.6gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应,HCl不能完全反应,参加反应的HCl的质量小于14.6g,生成氯气的质量小于7.1g;用8.7gMnO2与足量浓盐酸反应,MnO2能完全反应,生成氯气的质量等于
33、7.1g,得到的氯气比多,故选B。11(A).实验室既可用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制备Cl2,也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2,化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O,下列有关说法错误的是()A.KMnO4的氧化性比MnO2的强B.上述两个反应中,浓盐酸均只体现还原性C.制备等质量Cl2,消耗MnO2的质量比KMnO4的质量多D.用足量MnO2与含有146gHCl的浓盐酸在加热条件下反应,得到Cl2的质量小于71g答案B由题可知:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O;2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+
34、2KCl+5Cl2+8H2O。KMnO4与浓盐酸在常温下反应,而MnO2与浓盐酸反应需要加热,因此KMnO4的氧化性比MnO2的强,故A正确;由两个化学方程式可知,盐酸在反应中均体现了酸性和还原性,故B错误;由反应可知,制备71g氯气消耗MnO287g,由反应可知,制备71g氯气消耗KMnO463.2g,因此制备等质量Cl2,消耗MnO2的质量比KMnO4的质量多,故C正确;由反应可知,随着反应的进行盐酸的浓度降低,稀盐酸与MnO2不反应,所以得到Cl2的质量小于71g,故D正确。11(B).(不定项)实验室既可用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制备Cl2,也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应
35、制备Cl2,化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O,下列有关说法错误的是()A.KMnO4的氧化性比MnO2的强B.上述两个反应中,浓盐酸均只体现还原性C.制备等质量Cl2,消耗MnO2的质量比KMnO4的质量少D.用足量MnO2与含有146gHCl的浓盐酸在加热条件下反应,得到Cl2的质量小于71g答案BC由题可知:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O;2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O。KMnO4与浓盐酸在常温下反应,而MnO2与浓盐酸反应需要加热,因此KMnO4的氧化性比MnO2的强,故A
36、正确;由两个化学方程式可知,盐酸在反应中均体现了酸性和还原性,故B错误;由反应可知,制备71g氯气消耗MnO287g,由反应可知,制备71g氯气消耗KMnO463.2g,因此制备等质量Cl2,消耗MnO2的质量比KMnO4的质量多,故C错误;由反应可知,随着反应的进行盐酸的浓度降低,稀盐酸与MnO2不反应,所以得到Cl2的质量小于71g,故D正确。12.(2021云南玉溪高一月考)某校化学兴趣小组为研究氯气的性质并模拟工业制备漂白粉,设计了下列装置进行实验。已知:A中反应为KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2+3H2O;石灰乳的主要成分为Ca(OH)2,其他杂质不参与反应。(1)装置A中
37、反应的氧化产物和还原产物的质量之比为。(2)写出装置B中反应的离子方程式:。实验结束后,立即将装置B中溶液滴几滴在紫色石蕊试纸上,可观察到的现象是。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,因此装置C中、 处依次放入的物质正确的是(填编号)。编号A干燥的有色布条碱石灰湿润的有色布条B干燥的有色布条浓硫酸湿润的有色布条C湿润的有色布条浓硫酸干燥的有色布条D湿润的有色布条碱石灰干燥的有色布条(4)待装置E中物质完全反应后,经过一系列加工处理,得到漂白粉样品,其有效成分为(填化学式)。(5)装置F的作用是(用离子方程式表示)。 (6)为测定(4)中所得漂白粉的有效成分含量。称取ag漂白粉样品溶
38、解,向所得溶液中通入CO2至不再产生沉淀为止,若反应生成沉淀的质量为bg,则该漂白粉中有效成分的质量分数为(用含a、b的式子表示)。答案(1)51(2)Cl2+H2OH+Cl-+HClO先变红后褪色(3)C(4)Ca(ClO)2(5)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(6)143b100a100%解析(1)KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2+3H2O中,根据氧化还原反应中“化合价不交叉”原则可知,KClO3中Cl元素化合价由+5降低至0生成Cl2,HCl中部分Cl元素化合价由-1升高至0生成Cl2,根据化合价升降总数相等及变价Cl原子数目可知,氧化产物和还原产物的质量之比为51。
39、(2)装置B中,Cl2与H2O反应生成HCl和HClO,反应的离子方程式为Cl2+H2OH+Cl-+HClO;H+具有酸性,能使紫色石蕊试纸变红,HClO具有漂白性,能使试纸褪色,因此可观察到的现象是先变红后褪色。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥的氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,先通过湿润有色布条,如果有色布条褪色证明次氯酸具有漂白性,然后通过浓硫酸干燥,除去氯气中的水分,再通过干燥的有色布条,有色布条不褪色,说明氯气不具有漂白性。(4)氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,所以漂白粉主要成分为氯化钙和次
40、氯酸钙,有效成分为Ca(ClO)2。(5)氯气有毒,不能直接排放到空气中,氯气能与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(6)CO2与Ca(ClO)2反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO,反应生成CaCO3的质量为bg,则ag漂白粉样品中Ca(ClO)2的质量为143b100g,则该漂白粉中有效成分的质量分数为143b100a100%。13.从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质,是一种行之有效的方法。以下是氯元素形成物质的二维图的部分信息。(1)根据图中信息,写出任意两种氯的氧化物的化学
41、式:、。(2)写出高氯酸(HClO4)与NaOH反应的化学方程式:。(3)HCl既具有氧化性,又具有还原性。请写出任意一个体现HCl氧化性的离子方程式:。浓盐酸可作为还原剂在加热条件下与MnO2发生反应制备Cl2,写出该反应的化学方程式:。(4)Cl2既具有氧化性,又具有还原性。请结合上图说明原因:。潮湿的Cl2与Na2CO3混合制取少量Cl2O的反应中,Cl2既体现了氧化性,又体现了还原性,请写出反应的化学方程式:。答案(1)Cl2O、Cl2O3(或ClO2、Cl2O5、Cl2O7等任写两种)(2)HClO4+NaOHNaClO4+H2O(3)Zn+2H+Zn2+H2(合理答案均可)MnO2
42、+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O(4)Cl2中氯元素化合价为0价,氯元素还有-1价以及+1价等价态,因此氯元素化合价可以升高也可以降低,故Cl2既具有氧化性又具有还原性2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O解析(1)根据题图中信息可知氯元素的常见正化合价有+1、+3、+4、+5、+7等,因此氯的氧化物的化学式有Cl2O、Cl2O3、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等。(2)高氯酸(HClO4)是一元强酸,与NaOH反应的化学方程式为HClO4+NaOHNaClO4+H2O。(3)金属与盐酸反应生成氢气体现HCl的氧化性,例如Zn+2H+Zn2+H2、Fe+2H+Fe2+H2等。浓盐酸可作为还原剂在加热条件下与MnO2发生反应制备Cl2,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O。