1、第 2 节 富集在海水中的元素氯第 2 课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验一、氯离子的检验1.某学生鉴定甲盐的流程如下图所示:下列结论正确的是( )A.甲盐溶液中一定有 Br-B.甲盐溶液中一定有 Cl-C.丙中不一定含有 Fe3+D.甲盐溶液中一定有 I-答案: A2.请设计多种方案鉴别 NaCl、 NaBr、KI 三种白色固体。答案: 方法一:可用氯水鉴别。把这三种物质各取少量配成溶液 ,加入新制的氯水和汽油( 或四氯化碳),振荡,分层,汽油 (或四氯化碳)层呈无色的原物质是 NaCl;汽油(或四氯化碳) 层呈橙色的原物质是 NaBr;汽油(或四氯化碳 )层呈紫红色的原物质是 KI。方法
2、二:可先用焰色反应将 KI 鉴别出来。然后再将另外两种物质各取少量配成溶液,加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀生成的原物质是 NaCl,有淡黄色沉淀生成的原物质是 NaBr。方法三:取少量三种白色固体配成溶液 ,分别加入 AgNO3 溶液,有白色沉淀生成的原物质是 NaCl,有淡黄色沉淀生成的原物质是 NaBr,有黄色沉淀生成的原物质是 KI。二、卤族元素的性质3.甲、乙、丙三种溶液各含有一种 X-(X-为 Cl-、Br -或 I-),向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水 ,则溶液变为橙色,再加丙溶液,溶液颜色无明显变化。甲、乙、丙溶液中依次含有( )A.Br-、 I-、Cl - B.Br-、Cl -
3、、I -C.I-、 Br-、Cl - D.Cl-、I -、Br -解析: 向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水 ,溶液变为橙色,则甲溶液中必含有 Br-,Br-被 Cl2 氧化生成了 Br2,由此否定了 C、D 两项。再加丙溶液,溶液颜色无明显变化,说明丙溶液中不含有 I-,否则加入丙溶液后 I-应被 Br2 氧化成 I2,溶液应为蓝色,与题给条件不符,则丙溶液只能含有Cl-,乙溶液中必定含 I-,因此甲、乙、丙溶液中依次含有 Br-、I -、Cl -。答案: A4.已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内分别装有滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部分
4、颜色描述正确的是( ) A 黄绿色 橙色 蓝色 白色B 无色 橙色 紫色 白色C 黄绿色 橙色 蓝色 无色D 黄绿色 无色 紫色 白色解析: 由处产生的 Cl2 通过时发生反应 Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2,通过时发生反应Cl2+2KI 2KCl+I2,通过时发生反应 Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,因 Cl2 为黄绿色,Br2 为橙色,淀粉遇 I2 变蓝,Cl 2 遇 NaOH 溶液产生 NaCl、NaClO,可知应选 A。答案: A三、氯气的实验室制法5.下列关于实验室用 MnO2 制取 Cl2 的叙述中,不正确的是( )A.MnO2 与浓盐酸共热B.缓慢加热反
5、应C.用向下排空气法收集 Cl2D.多余氯气常用较浓的碱液吸收解析: 由于浓盐酸易挥发,故必须缓慢加热药品以减少 HCl 的挥发;Cl 2 的密度比空气的大,故应用向上排空气法收集 Cl2;Cl2 极易与碱溶液反应,如 Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,故应用较浓的碱液吸收多余的 Cl2。答案: C6.下列关于实验室制氯气的说法中错误的是( )A.该反应是一个氧化还原反应,其中二氧化锰是氧化剂B.每生成 1 mol 氯气,就要转移 2 mol 电子C.该反应的离子方程式为 MnO2+4H+4Cl- MnCl2+2H2O+Cl2D.该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的解析: 实验室常
6、用的制备氯气的方法是瑞典化学家舍勒发现的。该反应是氧化还原反应。根据化合价的变化可以看出,每生成 1 mol 氯气,转移 2 mol 电子,4 mol 浓盐酸中有 2 mol 被氧化成氯气,因此盐酸在反应中只有一半作还原剂,还有一半起酸的作用。所以 A 是正确的,B和 D 也是正确的。C 项中 MnCl2 是可溶于水的强电解质,因此应该拆开写,正确的写法应该是 MnO2+4H+2Cl- Mn2+2H2O+Cl2。答案: C7.实验室中用 MnO2 和浓盐酸加热反应来制备纯净、干燥的氯气。( 饱和食盐水的作用是除去氯气中的 HCl)(1)写出反应的化学方程式: 。 (2)下图是一位同学设计的实验
7、装置图,这个装置中有哪些错误 ?请分别指出。 ; ; 。 (3)在改正后的装置中,浓硫酸、NaOH 溶液各起什么作用? ; 。 答案: (1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2 (2)缺少酒精灯 缺少石棉网 盛浓硫酸和饱和食盐水的集气瓶位置放反 (3)浓硫酸吸水, 干燥氯气 NaOH 溶液吸收尾气四、氯气的性质8.已知:KClO 3+6HCl(浓) KCl+3Cl2+3H2O。如图所示,将少量试剂分别放在培养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在 KClO3 晶体上,并用表面皿盖好。下表中由实验现象得出的结论完全正确的是( )选项 实验现象 结论A 滴有 KSCN 的 FeCl
8、2 溶液变红色 Cl2 具有还原性B 滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色 Cl2 具有酸性C 紫色石蕊溶液先变红后褪色 Cl2 具有漂白性D 淀粉 KI 溶液变蓝色 Cl2 具有氧化性解析: 据题意可知,浓盐酸滴在 KClO3 晶体上,有 Cl2 产生。Cl 2 可将 FeCl2 氧化成 FeCl3,使滴加 KSCN 的 FeCl2 溶液变红。Cl 2 溶于紫色石蕊溶液,发生反应:Cl 2+H2O HCl+HClO,使紫色石蕊溶液变红,HClO 具有强氧化性,使溶液由红色又变为无色。Cl 2 与 NaOH 溶液反应:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,溶液碱性变小,滴有酚酞的 NaO
9、H 溶液褪色。Cl 2 将 I-氧化成 I2,淀粉遇 I2 显蓝色。答案: D9.已知浓盐酸和次氯酸钙能发生如下反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2+2H2O用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是( )CO 2 HCl H 2O O 2A. B.C. D.解析: 由于酸性:H 2CO3HClO,所以 Ca(ClO)2 在空气中易与 CO2、H 2O 反应生成 CaCO3 和HClO,反应的化学方程式为 Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO。用含 CaCO3 的Ca(ClO)2 与浓盐酸反应制取 Cl2,Cl2 中必然含有 C
10、O2、H 2O、HCl 等杂质,而漂白粉在空气中变质生成的 HClO 不稳定,不会混在固体中,制得的氯气中不可能含有 O2。答案: A(建议用时:30 分钟)1.下列实验过程中,不会产生气体的是( )解析: A 项氯水中的 HClO 见光分解生成氧气 ;B 项氯水中的 HCl 与发酵粉中的 NaHCO3 反应生成 CO2;C 项氯水滴入 NaBr 溶液中反应生成 Br2 和 NaCl,没有气体产生;D 项 H2O 与Na2O2 反应产生 O2。答案: C2.检验氯化氢气体中是否混有 Cl2,可采用的方法是( )A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥有色布条C.将气体通入硝酸银溶液D.用湿润的淀粉碘
11、化钾试纸解析: 检验氯气采用湿润的淀粉碘化钾试纸 ,而干燥的有色布条、干燥的蓝色石蕊试纸不能检验氯气。硝酸银溶液与氯化氢、氯气反应的现象相同。答案: D3.有关下列反应产物的叙述不正确的是( )A.在 Cl2 中点燃铁丝,有 FeCl2 生成B.将 Cl2 通入水中,有 HCl 生成C.将 Cl2 通入 NaBr 溶液中,有 Br2 生成D.将 Cl2 通入 NaOH 溶液中,有 NaClO 生成解析: 铁在氯气中燃烧生成 FeCl3。答案: A4.有不纯的氯化铜粉末 13.5 g(内含一种杂质),当与足量的 AgNO3 溶液反应时,生成 29 g AgCl沉淀,则粉末中的杂质可能是( )A.
12、FeCl3 B.KCl C.ZnCl2 D.BaCl2解析: 解答这类问题的一般步骤 :将不纯的氯化铜粉末看成纯净物 ,计算生成的沉淀量,然后和实际值做比较进行分析。若 13.5 g 粉末全部是氯化铜,则有 0.2 mol Cl-,能生成 28.7 g AgCl 沉淀,事实上生成了 29 g AgCl 沉淀,说明其中混有比氯化铜含氯量高的氯化物 ,只能是 A 项。答案: A5.实验室中用足量的 MnO2 和含有 4 mol 溶质的浓盐酸充分反应制氯气 ,下列说法正确的是( )A.该实验中共消耗 1 mol MnO2,生成 1 mol 氯气B.为了除去氯气中混有的杂质气体,可以依次通过饱和食盐水
13、和碱石灰C.在该反应中 MnO2 作氧化剂,浓盐酸作还原剂D.氯气可以用向上排空气法或排水法收集解析: 该反应需要的是浓盐酸 ,虽然含有 4 mol 的溶质,但是由于反应进行到一定程度后,盐酸浓度降低,反应停止,生成的氯气少于 1 mol,消耗的 MnO2 也不足 1 mol,所以 A 错; 氯气可以与碱石灰发生反应,所以不能用碱石灰干燥氯气,B 错; 氯气可溶于水,不能用排水法收集,可以用排饱和食盐水的方法收集,但不能收集到干燥的氯气,D 错。答案: C6.现有盐酸、氯化钠溶液、氢氧化钡溶液和新制氯水四种溶液,可以一次性把它们区别开的试剂是( )A.CuSO4 溶液 B.AgNO3 溶液C.
14、紫色石蕊溶液 D.FeCl2 溶液解析: 一次性区别酸、盐、碱、强氧化剂的四种溶液 ,可从酸碱指示剂角度考虑选用试剂。CuSO4 溶液只能鉴别出氢氧化钡溶液,AgNO 3 溶液无法鉴别任何溶液,FeCl 2 溶液不能鉴别盐酸和氯化钠溶液。答案: C7.某同学用下列装置制备并进行有关 Cl2 的实验。下列说法中正确的是( )A. 图中:如果 MnO2 过量,浓盐酸就可被全部消耗B. 图中:闻 Cl2 的气味C. 图中:生成蓝色的烟D. 图中:若气球干瘪,证明 Cl2 可与 NaOH 反应解析: MnO2 与浓盐酸反应时,会出现盐酸变稀而导致反应中止的情况,因此 A 中浓盐酸不可能被全部消耗;Cl
15、 2 有毒,闻其气味时应用手轻轻在瓶口扇动,仅使极少量气体飘入鼻孔中;Cu 丝在 Cl2 中燃烧生成棕黄色的烟; 若 Cl2 能与 NaOH 溶液反应 ,烧瓶内压强减小,气球就会鼓起。答案: B8.下列方法中,可制得 Cl2 的正确组合是 ( )MnO 2 和浓盐酸混合共热 MnO 2、NaCl 和浓硫酸混合共热 NaClO 和浓盐酸混合 K 2Cr2O7 和浓盐酸混合 KClO 3 和浓盐酸混合共热 KMnO 4 和浓盐酸混合A. B.C. D.解析: 题给选项的物质组合都能发生氧化还原反应 ,从而得到 Cl2,故选 D。答案: D9.下列反应的离子方程式书写正确的是( )A.氯气与水反应:
16、Cl 2+H2O 2H+Cl-+ClO-B.氯气与氢氧化钠溶液反应:Cl 2+2OH- Cl-+ClO-+H2OC.浓盐酸与二氧化锰共热:MnO 2+4HCl(浓) Mn2+2Cl-+Cl2+2H2OD.漂白粉溶液中通入少量二氧化碳气体 :Ca2+2ClO-+H2O+CO2 CaCO3+2H+2ClO-解析: HClO 为弱酸,应写化学式 ,A 项、D 项都错。浓盐酸中 HCl 以 H+、Cl -的形式存在,C 项错。答案: B10.在 500 g 含 1.17 g NaCl 和 0.84 g NaF 的溶液中,滴加过量的 AgNO3 溶液,静置,过滤,洗涤,称重得到 2.87 g 固体,由此
17、可以得出的正确结论是( )A.氯离子只有一部分参加反应B.氟离子只有一部分参加反应C.氟化钠与 AgNO3 在溶液中无沉淀生成D.氟化银难溶于水解析: 1.17 g NaCl 与 AgNO3 溶液反应恰好能生成 2.87 g AgCl,说明 AgF 不是沉淀。答案: C11.有一包白色固体,它可能是 KCl、K 2CO3、KNO 3 中的一种或几种,进行下列实验:溶于水,得无色溶液;在所得溶液中滴入 AgNO3 溶液,生成白色沉淀;再滴加稀硝酸,沉淀量减少但不完全消失,同时有气泡产生。根据上述现象判断:(1)白色固体一定含有的成分是 ,可能含有的成分是 。 (2)请写出上述实验中有关反应的离子
18、方程式: 。 解析: 由产生白色沉淀,可知可能含有 K2CO3 和 KCl 中的一种或两种;由沉淀量减少且有气泡产生,可知白色固体中一定含有 K2CO3;根据沉淀不完全消失 ,可知一定含有 KCl。答案: (1)KCl 和 K2CO3 KNO3(2)Ag+Cl- AgCl,2Ag+C Ag2CO3,Ag2CO3+2H+ 2Ag+H2O+CO212.在实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如图:(1)上述仪器的正确连接顺序为( 填各接口处的字母): 接 ; 接 ; 接 ; 接 。 (2)装置中,饱和食盐水的作用是 ;NaOH 溶液的作用是 。 (3)化学实验中常用
19、湿润的淀粉碘化钾试纸检验是否有 Cl2 产生。如果有 Cl2 产生,可观察到 ,反应的化学方程式为 。 (4)写出下列反应的化学方程式。气体发生装置中进行的化学反应方程式: ; NaOH 溶液中发生的化学反应方程式: 。 解析: (1)按照制备气体的“ 反应装置净化装置收集装置尾气处理装置”的顺序可确定仪器的正确连接顺序。(2)上述装置中饱和食盐水的作用是除去 Cl2 中的 HCl 杂质; 浓硫酸的作用是除去 Cl2 中的水分 ;NaOH 溶液的作用是吸收过量的 Cl2。(3) 湿润的淀粉碘化钾试纸遇Cl2 时发生的反应为 Cl2+2KI 2KCl+I2,I2 使淀粉变蓝。答案: (1)E C D A B H G F(2)除去氯气中的 HCl 杂质 吸收过量的氯气(3)淀粉碘化钾试纸变蓝 2KI+Cl2 2KCl+I2(4)MnO 2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O2NaOH+Cl 2 NaCl+NaClO+H2O
