高中化学必修第一册课后练习 12
氯气的实验室制法
氯离子的检验
基础练习 1.除去 Cl 2 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 Cl 2 。Cl 2 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 MnO 2 共热制取 Cl 2 并进行相关实验。下列收集 Cl 2 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；Cl 2 的密度比空气的密度大，Cl 2 应从短管进，B 项错误；Cl 2 与 NaOH 溶液反应，不能收集到 Cl 2 ，D 项错误。
5.某化学学习小组利用 MnO 2 与浓盐酸制备 Cl 2 ，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 Cl 2
D．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 Cl 2 均能与 NaOH 溶液反应，故②中不能盛放 NaOH 溶液。Cl 2 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 CO32－
C．可用硝酸银溶液和稀硝酸鉴别 Cl－ 和 CO32－
D．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；Ba 2+ 与 CO 32－ 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 Ag2 CO 3 溶于稀硝酸，C 项正确；D 项中加入了稀盐酸，干扰 Cl－ 的判断，D 项错误。
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)+MnO 2 MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O，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 MnO 2 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 MnO 2 +4H + +4Cl－MnCl 2 +2H 2 O+Cl 2 ↑ D．该方法是瑞典化学家舍勒最先采用的 答案：C 解析：MnO 2 +4HCl(浓) MnCl 2 +2H 2 O+Cl 2 ↑，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 Cl 2 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 Cl 2 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 AgNO 3 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 AgNO 3 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 AgNO 3 溶液换成紫色石蕊溶液，如果观察到______________的现象，则证明制取 Cl 2 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)MnO 2 +4H + +2Cl－Mn 2+ +Cl 2 ↑+2H 2 O (4)Cl 2 +Cu CuCl 2
(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 Cl 2 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 AgNO 3 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 Cl 2 时有 HCl 挥发出来。
能力提升 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．KMnO 4
B．KClO 3
C．CaCl 2
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 CaCl 2 不能氧化浓盐酸。
2.实验室用下列两种方法制氯气：①用含 146 g HCl 的浓盐酸与足量的 MnO 2 反应；②用 87 g MnO 2 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 MnO 2 +4HCl(浓) MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O 计算可知，146 g HCl 与 87 g MnO 2 完全反应可生成 71 g Cl 2 ，但是由于稀盐酸与 MnO 2 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 Cl 2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．① C．②③ D．②③④ 答案：D 解析：①是制备氯气的装置：2KMnO 4 +16HCl(浓) 2KCl+2MnCl 2 +5Cl 2 ↑+8H 2 O，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，Cl 2 +2NaOH NaCl+NaClO+H 2 O，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 Cl 2 充满整个装置，再点燃 D 处酒精灯，连接上 E装置。Cl 2 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 CO 2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 Cl 2 产生，此时 B 中的现象是________________，B 的作用是__________。
答案：(1)MnO 2 +4HCl(浓) MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O
(2)2Cl 2 +2H 2 O+C 4HCl+CO 2
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 Cl 2 与 H 2 O 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 Cl 2
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 Cl 2 、H 2 O 与 C 发生氧化还原反应生成 HCl 和 CO 2 ；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 Cl 2 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 CO 2 通入澄清石灰水中，不会产生沉淀。(5)产生的 Cl 2 进入 B 装置，Cl 2 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 Cl 2 贮存在 B 装置中。