2021-2022年高中化学专题2从海水中获得的化学物质2.1.1氯气的生产原理课时作业苏教版

2021-2022年高中化学专题2从海水中获得的化学物质2.1.1氯气的生产

原理课时作业苏教版

知识点1 氯气的工业制取

1．下图为教科书中电解饱和食盐水的实验装置。据此，下列叙述不正确的是( )

A．装置中，a管能产生氢气

B．b管导出的是氯气

C．以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”

D．在石墨棒电极区域有NaOH生成

【解析】由教科书中的相关实验可知，a管中导出的气体遇明火有爆鸣声，则该气体为氢气，A正确；根据题中实验装置可知，b管导出的气体可用NaOH溶液吸收，则b管中导出的气体应为氯气，B正确；由氯碱工业的定义可知，C正确；根据教科书中的演示实验，在两极滴入酚酞，只有铁棒附近溶液变红色，而石墨棒附近不变红，说明NaOH不在石墨棒电极区域，D不正确。

【答案】 D

2．电解饱和食盐水制取Cl2，除得到Cl2外，还能得到的物质是( )

A．H2和NaOH B．HCl和HClO

C．NaClO和NaCl D．Ca(ClO)2和CaCl2

【答案】 A

3．(双选)海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是( ) A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质

B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化

C．海水中除了NaCl外，也蕴藏丰富的溴元素和碘元素

D．从海水中可以得到饱和NaCl溶液，电解饱和NaCl溶液可制备NaOH

【解析】A项，海水中的钾元素为化合态，必须经过化学变化才能得到钾单质，B项，海水晒盐只发生物理变化。

【答案】CD

4．下列关于电解饱和食盐水过程的说法正确的是( )

A．电解饱和食盐水的工厂可以生产盐酸

B．与电源正极相连的电极区有NaOH生成

C．与电源负极相连的电极上有氯气生成

D．电解饱和食盐水的过程中Na＋物质的量减小

【解析】根据电解饱和食盐水的原理，在与电源正极相连的石墨棒上产生Cl2，与电源负极相连的铁棒上产生H2和NaOH故B、C错。脱离溶液的只有H2和Cl2，故n(Na＋)不变，D错；H2和Cl2可制盐酸，故A正确。

【答案】 A

知识点2 氯气的实验室制法

5．实验室制取氯气有很多途径(用化学方程式表示)，其中实验室最常用的是( ) A．8HCl＋K2Cr2O7===2KCl＋Cr2O3＋4H2O＋3Cl2↑

B．16HCl(浓)＋2KMnO4===2MnCl2＋8H2O＋2KCl＋5Cl2↑

C ．4HCl(浓)＋MnO 2=====△MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑

D ．6HCl ＋KClO 3===KCl ＋3H 2O ＋3Cl 2↑

【解析】 实验室最常用MnO 2与浓盐酸反应制取Cl 2。

【答案】 C

6．实验室用下列两种方法制取氯气：①用含4 mol 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HCl 的挥发，则反应后所得氯气的物质的量

( )

A ．方法①比方法②多

B ．方法②比方法①多

C ．两种方法一样多

D ．无法比较

【解析】 MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O

87 g 4 mol 1 mol

若4 mol HCl 完全反应，则生成1 mol Cl 2，在①中随着反应的进行，盐酸浓度减小，而稀盐酸与MnO 2不反应，故①中参加反应的HCl 小于4 mol ，产生的Cl 2小于1 mol ；②中87 g MnO 2可以完全反应产生1 mol Cl 2，故反应后所得Cl 2比方法①多。

【答案】 B

7．下图表示在没有通风橱的条件下制取纯净的氯气时设计的装置图，图中A 、B 是可控制的弹簧铁夹。

(1)烧杯中盛放的液体是________，其作用是________________，水槽中盛放的液体是________。

(2)简述操作过程：(从氯气已经产生开始)

在收集氯气之前，应__________________________________；

当氯气纯度符合要求时，应____________________________________；

当氯气收集完毕时，应_______________________________。

【解析】 (1)烧杯中的液体应为NaOH 溶液，是用来吸收多余的Cl 2，以防止Cl 2污染空气。Cl 2能溶于水，且能与水反应，故不能用排水法收集，由于Cl 2不溶于饱和食盐水，且饱和食盐水能吸收Cl 2中混有的HCl ，故可用排饱和食盐水的方法收集Cl 2，即水槽中的液体是饱和食盐水。

(2)刚产生Cl 2时，打开B 夹，关闭A 夹，目的是排除装置中的空气；过一会之后当氯气纯度符合要求时，打开A 夹，关闭B 夹，开始收集Cl 2；当氯气收集完毕时，应关闭A 夹，打开B 夹，以吸收多余的Cl 2，防止Cl 2污染空气。

【答案】 (1)NaOH 溶液 吸收多余的Cl 2 饱和食盐水

(2)打开B 夹，关闭A 夹 打开A 夹，关闭B 夹 关闭A 夹，打开B 夹

8．含杂质10%的MnO 2 9.67 g 与过量的12 mol/L 浓盐酸80 mL 充分反应，在标准状况下，能收集到Cl 2多少升？将剩余物加水稀释到100 mL ，则氯离子的物质的量浓度为多少？(假设反应没有HCl 损失)

【解析】 m (MnO 2)＝9.67 g×(1－10%)＝8.7 g

MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O

87 g 71 g

8.7 g m (Cl 2)

m (Cl 2)＝7187

×8.7 g＝7.1 g ，

V (Cl 2)＝

7.1 g 71 g/mol

×22.4 L/mol＝2.24 L ， n (Cl －)＝0.080 L×12 mol/L－7.1 g 71 g/mol

×2＝0.76 mol c (Cl －)＝0.76 mol 0.100 L

＝7.6 mol/L 。 【答案】 在标准状况下，能收集到Cl 2 2.24 L ；剩余物稀释到100 mL ，氯离子的物质的量浓度为7.6 mol/L 。

[巩固提升]

1．(双选)关于电解NaCl 水溶液的说法正确的是( )

A ．电解产物为Cl 2和Na

B ．电解过程中，能产生黄绿色气体

C ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈红色

D ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈无色

【解析】 电解NaCl 水溶液的产物为Cl 2(黄绿色气体)、H 2(无色气体)和NaOH ，酚酞遇碱变红。

【答案】 BC

2．实验室制取氧气的试管壁上沾有MnO 2(难溶于水)，除去时可用的试剂是( )

A ．蒸馏水

B ．KOH 溶液

C ．稀盐酸

D ．热的浓盐酸

【解析】 MnO 2能与热的浓HCl 反应，生成物都能溶于水。

【答案】 D

3．实验室用MnO 2和浓盐酸为原料制备并收集干燥、纯净的Cl 2，下列装置中合理的是

( )

【解析】 A 项缺少除杂装置和尾气处理装置；C 项中缺少酒精灯；D 项中缺少除杂装置和尾气处理装置。

【答案】 B

4．实验室用软锰矿(MnO 2)与浓盐酸加热制氯气，下列说法正确的是( )

A ．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替

B ．可用一张白纸放到集气瓶后，观察氯气是否收集满

C ．用饱和食盐水吸收尾气

D ．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

【解析】 该实验中不能用长颈漏斗，氯气会从长颈漏斗中逸出，A 不正确；氯气在饱和食盐水中的溶解度小，要用NaOH 溶液吸收尾气，C 不正确；氯气属于有毒气体，不可在讲台上直接制取，最好在通风橱中进行，D 不正确。

【答案】 B

5．关于氯气制取方法的说法中，不正确的是( )

A ．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的石墨棒上方充满黄绿色气体

B ．工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气的同时得到烧碱

C ．实验室制法和电解饱和食盐水的制法的化学方程式是不同的

D ．实验室制取氯气时最好大火加热使温度迅速升高

【解析】 电解饱和食盐水制氯气时，Cl －在与电源正极相连的石墨棒上转化为Cl 2，A

正确；B 、C 正确；浓盐酸具有挥发性，实验室制取氯气时应缓缓加热以减少浓盐酸的损失，D 错误。

【答案】 D

6．下图是用KMnO 4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

装置B 、C 、D 的作用分别是：

B_______________________________________________________；

C______________________________________________________；

D___________________________________________________。

【解析】 高锰酸钾具有强氧化性，能将浓盐酸中的氯离子氧化为氯气，装置B 用来收集比空气重的氯气，装置D 吸收尾气，装置C 起到了防倒吸的作用。

【答案】 向上排空气收集氯气

安全作用，防止D 中的液体倒吸进入试管B 中

吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境

7．实验室用如图所示装置来制取氯气，该装置由A 、B 、C 三个基本装置组合而成，请回答下列问题：

(1)该制取氯气的装置有一个错误，请指出错误________________。

(2)说出A 、B 、C 三套基本装置的名称：A 是________装置，B 是________装置，C 是________装置。

(3)C 装置中烧杯内所装液体是________溶液。

(4)写出A 装置中反应的化学方程式________________________。

【解析】 (1)烧瓶底面积比较大，不能用酒精灯直接加热，应该垫上石棉网。

(2)典型的制气装置分为四部分：气体发生装置→气体净化装置→气体收集装置→尾气吸收装置。

(3)一般用碱溶液吸收多余的氯气防止污染，其反应原理是Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O

(4)MnO 2和浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为：MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋

2H 2O

【答案】 (1)加热时烧瓶底部缺少石棉网

(2)气体发生 气体收集(或集气) 尾气吸收

(3)NaOH

(4)MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O

8．氯气是一种重要的化工原料，在生产和生活中应用十分广泛，制取氯气也有多种方

法。

(1)写出实验室制取氯气的化学方程式________________________________。

(2)KMnO 4跟浓盐酸在室温下制氯气的化学方程式为2KMnO 4＋16HCl(浓)===2KCl ＋2MnCl 2＋5Cl 2↑＋8H 2O ，该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。

(3)历史上曾用“地康法”制氯气。这一方法是用CuCl 2作催化剂，在450 ℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。这一反应的化学方程式为________________。

(4)从氯元素的化合价看，以上三种方法的共同点是________________________________。

【解析】 (1)实验室用MnO 2和浓盐酸反应制取氯气，在该反应中氯元素的化合价由－1价变成0价。

(2)在KMnO 4跟浓盐酸反应中，氯元素的化合价由－1价变成0价，所以属于氧化还原反应。

(3)氯化氢和氧气是反应物，氯气和水是生成物，然后再配平即得相应的化学方程式，在该反应中氯元素的化合价由－1价变成0价。

【答案】 (1)MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O

(2)是 (3)O 2＋4HCl =====CuCl 2450 ℃2Cl 2＋2H 2O

(4)氯元素的化合价都由－1价变成0价28535 6F77 潷Ds33085 813D 脽D31130 799A 禚a30237 761D 瘝24963 6183 憃u23539 5BF3 寳21838 554E 啎 35233 89A1 覡