化学新航标导学人教必修一讲义+练习422第2课时 氯离子的检验和 Word版含答案.docx
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化学新航标导学人教必修一讲义+练习422第2课时氯离子的检验和Word版含答案
第2课时 氯离子的检验和氯气的实验室制法
课程目标
1．掌握Cl－的检验方法。
2．了解Cl2的实验室制取原理和实验装置。
图说考点
[新知预习]
一、Cl－的检验
1．实验探究
实验现象
离子方程式或解释
加入AgNO3溶液
加入稀硝酸
稀盐酸
产生白色沉淀
沉淀不溶解
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
NaCl溶液
产生白色沉淀
沉淀不溶解
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Na2CO3溶液
产生白色沉淀
沉淀溶解
2Ag＋＋CO
===Ag2CO3↓
Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O
自来水
产生白色沉淀
沉淀不溶解
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
蒸馏水
无明显现象
2.氯离子的检验方法
（1）操作方法：
向未知溶液中先加AgNO3溶液，再加稀HNO3。
（2）现象：
产生白色沉淀，加稀硝酸时，沉淀
不溶解。
（3）原理：
Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
（4）加入稀硝酸的目的：
排除CO
等离子的干扰。
二、氯气的实验室制法
1．反应原理
MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2．仪器装置
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．尾气处理
Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。
三、氯气的工业制法
工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O电解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
（1）溶液中加入AgNO3溶液有沉淀，说明溶液中一定含Cl－。
（ ）
（2）NaClO中含有氯元素，故向NaClO溶液中加入用硝酸酸化的AgNO3溶液，可产生白色沉淀。
（ ）
（3）实验室制取氯气，可用稀盐酸代替浓盐酸。
（ ）
（4）实验室制备的氯气常含有氯化氢和水蒸气。
（ ）
（5）氯气有毒，故应排到实验室外。
（ ）
答案：
（1）×
（2）× （3）× （4）√ （5）×
2．检验Cl－所用的试剂为AgNO3和HNO3，其中HNO3的作用是（ ）
A．防止CO
的干扰
B．防止Cl－的干扰
C．生成AgNO3沉淀
D．防止NO
的干扰
解析：
检验Cl－时，加入AgNO3会生成AgCl白色沉淀，而Ag2CO3同样是白色沉淀，但加入稀HNO3后，AgCl不溶解，而Ag2CO3溶解于稀HNO3，所以加稀HNO3的作用是防止CO
的干扰。
答案：
A
3．欲除去Cl2中的少量HCl气体，可选用（ ）
A．NaOH溶液
B．饱和食盐水
C．浓硫酸
D．石灰水
解析：
利用了HCl极易溶于水而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的原理。
答案：
B
4．实验室以MnO2和浓盐酸反应制Cl2并净化和收集的装置如图所示，试回答以下问题：
（1）如何检验装置的气密性？
（2）净化装置的顺序能否颠倒？
为什么？
（3）以含14.6gHCl的浓盐酸与足量MnO2充分反应，制得的Cl2在标准状况下总小于2.24L，原因可能是：
①________________；②________________。
解析：
（1）此类装置可用微热法检验其气密性。
（2）干燥除杂的顺序通常是先去除其他气体杂质，最后干燥，以免再混入水蒸气。
（3）此反应须是浓盐酸和MnO2共热才能发生。
答案：
（1）将导管末端插入水中，用酒精灯微热烧瓶，导管口有气泡冒出，移开酒精灯，水上升到导管中形成一段稳定的水柱，则证明装置的气密性良好。
（2）不能；如颠倒则Cl2经饱和食盐水除去HCl时会重新混入水蒸气。
（3）①随着反应进行，盐酸浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应因此该反应停止
②加热过快，部分HCl挥发
提升点 氯气的实验室制法解析
[例] 下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是（ ）
A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质
B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用
C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl
D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
【解析】 Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。
【答案】 D
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。
[提升] 如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：
（1）指出上述图中的各处错误：
①______________________________________；
②________________________________________________________________________；
③______________________________________；
④________________________________________________________________________。
（2）在改进后的装置中，下列物质的作用分别是：
①饱和食盐水____________________________；
②浓硫酸_______________________________；
③NaOH溶液____________________________。
（3）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是________。
A．向烧瓶中加入MnO2粉末 B．加热 C．向烧瓶中加入浓盐酸
（4）如果将过量二氧化锰与20mL12mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06mol。
其主要原因有：
①__________________________，②__________________________。
（5）为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是
________________________________________________________________________。
（6）圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是____________________________________。
实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是________，有关的离子方程式是____________________________________。
解析：
（1）从试剂，装置（制气、净化、收集、尾气吸收）角度考虑。
（2）先除HCl，后干燥，再收集，最后尾气吸收。
（3）检查装置气密性后的操作顺序为先加固体药品，然后加入液体药品，最后加热。
（4）题中所给盐酸中HCl的物质的量是0.24mol，但由于盐酸受热易挥发，且随反应的不断进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的物质的量小于0.06mol。
（5）为减少盐酸的挥发，慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。
（6）利用Cl2和NaOH溶液反应除多余的Cl2。
答案：
（1）①不能用稀盐酸，而应用浓盐酸 ②应有加热装置，应用酒精灯加热 ③盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒 ④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短颠倒
（2）①除去Cl2中的氯化氢 ②除去氯气中的水蒸气 ③吸收多余的氯气
（3）ACB
（4）①加热使HCl大量挥发 ②盐酸变稀后不再发生反应
（5）将浓盐酸慢慢滴下；加热用小火
（6）MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O NaOH溶液
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、H＋＋OH－===H2O
[关键能力]
Cl2的实验室制法
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↑。
也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。
如2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
2．实验装置
（1）发生装置（Ⅰ）
①特点：
固体＋液体
气体。
②仪器：
铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。
③试剂：
A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。
（2）净化装置（Ⅱ）
组成
盛放试剂
试剂的作用
C
饱和氯化钠溶液
除去氯气中的氯化氢
D
浓硫酸
干燥氯气
（3）收集装置（Ⅲ）
①收集方法：
向上排空气法（装置E，Cl2的密度大于空气的密度）。
也可用排饱和食盐水法（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）。
②验满方法：
用湿润的KI淀粉试纸检验。
将湿润的KI淀粉试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明Cl2已收集满。
（4）尾气处理装置（Ⅳ）
①导气管要伸入液面以下。
②F中盛放试剂：
氢氧化钠溶液，作用：
吸收过量的氯气，防止污染环境。
MnO2与浓HCl反应特点
①浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4molHCl参加反应，被氧化的Cl－为2mol。
②随着反应的进行盐酸浓度变小，故MnO2足量时，盐酸不能完全反应。
1．在未知液中加入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，由此判断水溶液中含有（ ）
A．Cl－、SO
B．Cl－、NO
C．Cl－、CO
D．Cl－、OH－
解析：
根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在CO
和Cl－。
答案：
C
2．实验室制备氯气的化学方程式是MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。
下列关于实验室制氯气的说法中错误的是（ ）
A．还原剂是HCl，氧化剂是MnO2
B．每生成1molCl2，转移电子2mol
C．每消耗1molMnO2，起还原作用的HCl为4mol
D．生成的氯气中含有水蒸气和HCl
答案：
C
3．有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：
①溶于水，得无色溶液；
②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；
③再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡生成。
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方程式：
______________________________________。
解析：
由②产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种；由③沉淀量减少且有气泡生成知，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＋＋CO
===Ag2CO3↓，Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑
点拨：
某种离子和银离子产生白色沉淀，并不能确定该离子是氯离子。
Ag2CO3也是白色沉淀，注意用硝酸排除干扰。
4．某同学应用如图所示的方法研究物质的性质，其中气体a的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。
回答下列问题：
（1）该项研究（实验）的主要目的是
________________________________________________。
（2）浓硫酸的作用是________________________，与研究目的直接相关的实验现象是________________。
（3）从物质性质的方面来看，这样的实验设计存在事故隐患，原因是________________________________。
请在上图的D处以图的形式表明克服事故隐患的措施。
解析：
本题的实验目的是探究氯气本身还是氯气跟水反应生成的HClO具漂白作用，依据此目的本题设计了氯气分别与干燥的有色布条和湿润的有色布条作用。
事故隐患是Cl2有毒，污染环境，可用碱溶液吸收。
答案：
（1）探究Cl2与HClO谁有漂白性（答案合理即可）
（2）吸收气体a中的水蒸气 B中的布条不褪色，C中的布条褪色
（3）多余的Cl2会污染空气
练后感悟
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）。
课时作业21 氯离子的检验和氯气的实验室制法
授课提示：
对应学生用书125页
[练基础]
1．下列说法不正确的是（ ）
A．氯元素在自然界中存在游离态，只是量极少
B．海水中的氯元素主要以NaCl等盐的形式存在
C．人体的血液中含有NaCl，其浓度大约为0.9%
D．氯化钠对维持人体的生理功能有着重要作用
解析：
自然界中不存在游离态的氯，氯元素全部以化合态的形式形在。
A选项错误。
答案：
A
2．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检验 B．用干燥有色布条检验
C．将气体通入硝酸银溶液检验D．用湿润的淀粉 KI试纸检验
解析：
HClO具有漂白性，而Cl2不具有，在干燥环境下，Cl2不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区分。
气体通入AgNO3溶液都产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－。
Cl2与KI反应产生I2，淀粉遇I2变蓝，可以与HCl区分。
答案：
D
3．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
解析：
盐酸遇紫色石蕊溶液变红，NaCl溶液遇紫色石蕊溶液无明显现象，NaOH溶液遇紫色石蕊溶液变蓝，新制氯水遇紫色石蕊溶液先变红后褪色。
答案：
C
4．能证明某溶液中含有NaCl的是（ ）
A．焰色反应是黄色
B．溶液有咸味
C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀
D．焰色反应是黄色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀
解析：
要证明含有Na＋，则焰色反应为黄色；要证明含有Cl－，则加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液后生成白色沉淀。
答案：
D
5．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
解析：
盛浓盐酸的分液漏斗若用长颈漏斗代替无法控制盐酸的用量，A错误；在讲台上直接做氯气的制备实验，没有在通风橱中进行，容易造成中毒事件，B错误；饱和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；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：
D
6．下列离子方程式书写正确的是（ ）
A．氯气跟水反应Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
B．二氧化锰跟浓盐酸共热制Cl2
MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
C．向氯化亚铁溶液中通入氯气Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
D．向稀漂白粉溶液中通入足量二氧化碳
Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
解析：
A项中HClO是弱酸，不能改写成ClO－和H＋，且该反应是可逆反应；C项中得失电子不守恒；D项中CO2足量，应生成Ca（HCO3）2。
答案：
B
[提素养]
7．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成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①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2
B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中
C．③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气体和水蒸气
解析：
根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气。
答案：
A
8．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。
若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验其与金属的反应，每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（ ）
A．①和②处B．只有②处
C．②和③处D．②、③、④处
解析：
①是制备氯气的装置，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，因为氯气可与NaOH溶液反应，化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，所以②处错误；③中进气管短，出气管却插入液面下，所以无法干燥气体，也不能使气体进入④中与金属反应，所以③处错误；④是一个封闭体系，未反应的气体不断蓄积会使容器内压强过大而发生爆炸，所以④处错误。
答案：
D
9．实验室用浓盐酸与足量的二氧化锰反应产生少量的氯气。
若反应过程中消耗了0.2molHCl，理论上可收集到的氯气的质量（ ）
A．等于3.55gB．小于3.55g
C．大于3.55gD．约等于7.1g
解析：
理论上可收集到的氯气的质量，可直接根据化学方程式计算，设收集到氯气的质量为x，则
4HCl（浓）＋MnO2
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
4mol 71g
0.2molx
x＝3.55g。
答案：
A
10．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的正确装置是（ ）
解析：
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；C项该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。
答案：
C
11．自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。
市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水（离子的浓度非常低）出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。
在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是（ ）
A．酚酞溶液
B．氯化钡溶液
C．氢氧化钠溶液
D．硝酸银溶液
解析：
Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生沉淀的是纯净水。
答案：
D
12．常温下，A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体，A、B、C、D、E都含X元素，其转化关系如图所示：
（1）请分别写出A、B、D的化学式（如为溶液请填溶质的化学式）：
A________、B________、D________。
（2）写出下列反应的化学方程式或离子方程式（请注明条件）：
A＋H2O（离子方程式）：
________________________________________________________________________；
A＋NaOH（离子方程式）：
________________________________________________________________________；
D→A（化学方程式）：
________________________________________________________________________。
解析：
由题意可知A为氯气，B为次氯酸，D为盐酸，C为氯化钠，E为次氯酸钠。
答案：
（1）Cl2 HClO HCl
（2）Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
4HCl（浓）＋MnO2
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
13．氯气是一种重要的化工原料。
（1）实验室可用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气，反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
（2）某学习小组利用此原理设计如图所示的装置制取氯气。
①在该实验中，制取氯气的装置是________（填字母）。
②C装置中盛放饱和氯化钠溶液，其作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③D装置的作用是干燥氯气，其中盛放的试剂是____________。
④该实验存在明显的缺陷，在下面画出改进的装置图，写出相关反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的化学方程式是MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，该反应是固体和液体需要加热的反应，故选c装置制取氯气。
因为浓盐酸具有挥发性，制取的氯气中含有杂质氯化氢，还有水蒸气，所以要得到干燥、纯净的氯气，应先通过饱和氯化钠溶液以除去氯气中的氯化氢，再通过浓硫酸干燥氯气。
为防止氯气污染环境，要用氢氧化钠溶液吸收尾气。
答案：
（1）MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
（2）①c ②除去氯气中的氯化氢 ③浓硫酸
④
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
14．用如图所示装置可以完成一系列实验（图中夹持装置已略去）。
用装置A由浓硫酸和浓盐酸混合制取HCl气体，装置B中的三处棉花依次做了如下处理：
①包有某固体物质，②蘸有KI溶液，③蘸有石蕊溶液。
请回答下列问题：
（1）仪器P的名称是________。
（
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