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训练(十九) 氯气的制备及综合实验
1．(2021·重庆巴蜀中学月考)下列关于实验室制Cl 的认识正确的是( )
2
A．还原剂是MnO
2
B．发生氧化反应的是HCl
C．向含有4 mol HCl的浓盐酸中加入足量MnO 并加热，反应过程中转移电子数为2N
2 A
D．收集Cl 宜采用向上排空气法收集
2
答案 B
2．(2021·河北衡水中学调研)某化学兴趣小组利用MnO 和浓盐酸及如图所示装置制备
2
Cl。下列分析中不正确的是(加热及夹持装置已省略)( )
2
A．装置A中可用分液漏斗代替长颈漏斗
B．装置A中缺少加热装置
C．装置B中盛放的NaOH 溶液可以净化Cl
2
D．装置D中盛放的NaOH 溶液可以吸收尾气
C [装置A中可用分液漏斗代替长颈漏斗，避免盐酸挥发，气体逸出，同时便于控制反
应速率，A项正确；二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气，需要添加加热装置，B项
正确； 装置B中盛放的NaOH溶液吸收氯气，不能净化Cl，可以用饱和食盐水净化氯气，C
2
项错误；氢氧化钠溶液与氯气反应，可以吸收氯气，防止污染空气，D项正确。]
3．(2021·河南南阳检测)下列装置应用于实验室制取氯气并回收二氯化锰的实验，能达
到实验目的的是( )
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙分离二氧化锰和浓盐酸反应后的溶液
D．用装置丁蒸干反应后的溶液制MnCl ·4H O
2 2
C [用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热，A项错误；气体通过乙装置时应长进
短出，除杂试剂应选用饱和食盐水，B项错误；二氧化锰不溶解，可通过过滤的方法分离，C
项正确；蒸干溶液会引起MnCl 的水解及MnCl ·4HO分解，D项错误。]
2 2 24．(2021·江西吉安调研)某同学利用浓度相同的氯水、Cl 的CCl 溶液完成下述实验。下
2 4
列有关实验的说法中，不正确的是( )
A．操作④中发生的反应是Br ＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋
2
B．操作②和操作④之后，试管上层溶液的成分相同
C．操作①后的溶液中没有Br ，但反应过程中可能有Br 生成
2 2
D．实验说明，CCl 影响了Cl、Br 和Fe3＋氧化性的强弱顺序
4 2 2
D [FeBr 溶液中滴加5滴Cl/CCl ，局部反应得到黄色的含Fe3＋溶液和黄色的溴的
2 2 4
CCl 溶液，④振荡后，Fe2＋被Br 氧化为Fe3＋，导致下层溶液褪色，A项正确；操作②和④均为
4 2
振荡，下层为无色的CCl 层，上层溶液均为FeBr 和FeBr 混合液，B项正确；Fe2＋的还原性强
4 2 3
于Br－，滴加5滴Cl/CCl ，由于Cl 不足量，总反应为2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－，但可能出
2 4 2 2
现Cl 局部过量生成Br ，而后Br 又被Fe2＋还原，C项正确；③说明Cl 的氧化性强于Br 和
2 2 2 2 2
Fe3＋，④说明Br 的氧化性强于Fe3＋，则氧化性强弱顺序为Cl＞Br ＞Fe3＋，CCl 只起到溶剂
2 2 2 4
作用，并不影响三种物质的氧化性强弱顺序，D项错误。]
5．(2021·福建莆田检测)四氯化钛(TiCl )极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常
4
用作烟幕弹。其熔点为－25 ℃，沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持
装置省略)，用Cl 与炭粉、TiO 制备TiCl 。下列说法不正确的是( )
2 2 4
A．②中应盛装饱和食盐水
B．冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C．反应结束时，应先停止③处的加热，后停止①处的加热
D．该设计存在不足，如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
A [四氯化钛极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，而制得的氯气中混有水蒸
气，则②中应盛装浓硫酸，A项错误；TiCl 的熔、沸点较低，制得的TiCl 应经过冷凝处理，则
4 4
该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用，B项正确；反应结束时，应先停止③处加热，后停止①处加热，可以使制得的TiCl 在氯气氛围中冷却，防止空气进入装置中使TiCl 变质，
4 4
C项正确；因四氯化钛极易水解，所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装
置，D项正确。]
6．(2021·湖南邵东检测)某实验兴趣小组利用下图实验装置探究氯气与过量氨气反应的
实验，有关说法不正确的是( )
A．打开K，关闭K，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明装置气
1 2
密性良好
B．打开K，推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时，产生大量的白色烟雾
1
C．充分反应后，关闭K，打开K，可观察到烧杯中的溶液会倒吸至试管内
1 2
D．实验室制备氨气和氯气可以用同一套发生装置
B [打开K，关闭K，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明空气未
1 2
进入装置，装置不漏气，气密性良好，A项正确；打开K，推动注射器的活塞使过量的氨气与
1
氯气混合时，过量NH 和Cl 反应生成NH Cl和N，只产生大量白烟，不出现雾，B项错误；
3 2 4 2
充分反应后，装置内气体的压强减小，关闭K，打开K，剩余NH 溶于水，观察到烧杯中的溶
1 2 3
液会倒吸至试管内，C项正确；利用浓氨水和氧化钙制备NH ，利用KMnO 固体和浓盐酸反
3 4
应制取Cl，均可采用“固体＋液体→气体”的装置，D项正确。]
2
7．(2021·山东日照检测)ClO能与水反应生成次氯酸，可杀死新型冠状病毒等多种病毒。
2
一种制备ClO的原理为HgO(红色粉末)＋2Cl===HgCl (白色粉末)＋ClO，某化学小组用下
2 2 2 2
图装置制备ClO(夹持装置略去)。
2
已知：①ClO的熔点为－116℃、沸点为3.8℃，易溶于水；
2
②高浓度的ClO易爆炸，ClO与有机物接触或加热时会发生剧烈反应。
2 2
下列说法错误的是( )
A．装置③中盛装的试剂是饱和食盐水，④中现象是红色粉末逐渐变为白色
B．装置④中橡胶塞用锡箔包裹，防止ClO与橡胶塞反应
2
C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl
2
D．通入干燥空气的目的是将生成的ClO稀释，防止发生爆炸
2
A [Cl O易与水反应，①中制得的Cl 中含有HCl、HO(g)，②中盛有饱和食盐水，用于
2 2 2
除去HCl，③中盛有浓硫酸，用于除去HO(g)，防止ClO与HO(g)反应，A项错误；ClO与有
2 2 2 2机物接触会发生剧烈反应，故装置④中橡胶塞要用锡箔包裹，B项正确；ClO的沸点为
2
3.8℃，装置⑤中冷却装置的温度为－33℃，因此⑤中逸出气体不是ClO，应是未反应的Cl，
2 2
C项正确；高浓度的ClO易爆炸，通入干燥空气，可稀释生成的ClO，防止发生爆炸，D项正
2 2
确。]
8．(2021·河南鹤壁一中检测)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持
设备已略)。下列说法错误的是( )
A．装置A烧瓶内的试剂可以是KMnO
4
B．装置B具有除杂和贮存气体的作用
C．实验结束后，振荡D会观察到液体分层且下层呈紫红色
D．利用该装置能证明氯的非金属性强于溴的非金属性
C [装置A用于制备Cl，常温下浓盐酸与KMnO 固体发生反应生成Cl，A项正确；装
2 4 2
置B中饱和食盐水用于除去挥发出的HCl，长颈漏斗起到平衡压强和贮存气体的作用，B项
正确；KI被Br 氧化生成I，苯的密度小于水，振荡D后液体分层，上层呈紫红色，C项错误；
2 2
装置C中溶液变为橙色，说明Cl 将NaBr氧化为Br ，则Cl 的氧化性强于Br ，从而证明氯的
2 2 2 2
非金属性强于溴，D项正确。]
9．(2021·江西上饶检测)实验室用如下装置制取氯气，并用氯气进行实验。回答下列问题：
(1)A中盛有浓盐酸，B中盛有MnO ，写出反应的离子方程式_______________。
2
(2)D中放入浓HSO 其目的是______________________________________________。
2 4
(3)E中为红色干布条，F中为红色湿布条，可观察到的现象是__________________，对比
E和F中现象的差异可得出的结论是________________________________________。
(4)G处的现象是__________________________。
(5)用化学方程式写出H处尾气吸收装置中的反应原理
________________________________________________________________________。(6)家庭中常用消毒液(主要成分NaClO)与洁厕灵(主要成分盐酸)清洁卫生。某品牌消毒
液包装上说明如下图。
注意事项：
1．本品对棉织品有漂白脱色作用，对金属制品有腐蚀作用。
2．密封保存，请勿与洁厕灵同时使用。
3．保质期为一年。
①消毒液与洁厕灵不能同时使用，原因是(用离子方程式表示)_____ _______。
②需“密闭保存”的原因______________________________。
(7)工业上用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备 ClO ，写出反应的化学方程式
2
__________________________________________________________。Cl 和ClO 都是强氧化
2 2
剂，能杀死水中的病菌。等质量的ClO 的氧化能力是Cl 的________倍。
2 2
解析 (3)E中为红色干布条，F中为红色湿布条，氯气和水反应生成次氯酸，而次氯酸具
有强氧化性，有漂白作用，所以可观察到的现象是E中不褪色，F中褪色，对比E和F中现象
的差异可得出的结论是干燥的氯气没有漂白性，氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性。
(6)①消毒液与洁厕灵不能同时使用，原因是发生了化学反应，离子方程式为：Cl－＋ClO
－＋2H＋===Cl↑＋HO。
2 2
②需“密闭保存”的原因是次氯酸钠与空气中的二氧化碳反应。
(7)亚氯酸钠NaClO 中Cl元素化合价为＋3价， NaClO →ClO ，＋3价的氯元素化合价
2 2 2
升高到＋4价，NaClO→NaCl，＋3价的氯元素的化合价降低到－1价，NaClO 在反应中既是
2 2
氧化剂又是还原剂，根据电子守恒，得到方程式为5NaClO ＋4HCl===5NaCl＋4ClO ↑＋
2 2
2HO; 氧化能力是得电子的能力，根据氯元素的化合价，等质量的ClO 和Cl 的得电子数之
2 2 2
比为：∶≈2.63，故等质量的ClO 的氧化能力是Cl 的2.63倍。
2 2
答案 (1)MnO ＋4H＋＋2Cl－=====Mn2＋＋Cl↑＋2HO
2 2 2
(2)除去氯气中的水蒸气
(3)E中不褪色，F中褪色 干燥的氯气没有漂白性，氯气和水反应生成的次氯酸有漂白
性
(4)出现蓝色
(5)Cl ＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋HO
2 2
(6)① Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl↑＋HO ②次氯酸钠与空气中的二氧化碳反应
2 2
(7)5NaClO＋4HCl===4ClO ↑＋5NaCl＋2HO 2.63
2 2 2
10．(2021·江西南昌四校联考)ClO (黄绿色易溶于水的气体)是一种高效、低毒的消毒剂。
2
某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收和释放进行了研究。(1)仪器A的名称是________。
(2)安装F中导管时，应选用图2中的________。
(3)A中发生反应生成ClO 和Cl，其氧化产物和还原产物物质的量之比为________。
2 2
(4)关闭B的活塞，ClO 在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO，此时F中溶液的颜色不
2 2
变，则装置C的作用是
__________________________。
(5)已知在酸性条件下NaClO 可发生反应生成NaCl并释放出ClO ，该反应的离子方程
2 2
式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)ClO 很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO 溶液。为测定所得溶液中ClO 的
2 2 2
浓度，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO 溶液10.00 mL，稀释成100.00 mL试样，量取V mL试样加入到
2 0
锥形瓶中；
步骤2：用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：加入指示剂，用c mol·L－1 NaSO 溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗
2 2 3
NaSO 溶液平均值为V mL。(已知2ClO ＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I ＋4HO、 2NaSO ＋
2 2 3 1 2 2 2 2 2 3
I===Na SO＋2NaI)，计算该ClO 的浓度为________g/L(用含字母的代数式表示，计算结果
2 2 4 6 2
化简)。
解析 (2)F装置应是Cl 和KI反应，还需要连接尾气处理装置，所以应长管进气，短管
2
出气。
(3)氯酸钠和稀盐酸混合产生Cl 和ClO ，NaClO 中氯为＋5价被还原成ClO 中＋4价，
2 2 3 2
盐酸中氯为－1价，被氧化成0价氯，转移电子数为2，则NaClO、ClO 前系数为2，Cl 前系
3 2 2
数为1，反应化学方程式：2NaClO＋4HCl===2ClO ↑＋Cl↑＋2NaCl＋2HO，其氧化产物
3 2 2 2
Cl 和还原产物ClO 物质的量之比为1∶2。
2 2
(4)F装置中发生Cl＋2KI===2KCl＋I 时，碘遇淀粉变蓝，而F中溶液的颜色不变，则装
2 2
置C的作用是吸收Cl。
2
(5)在酸性条件下NaClO 可发生反应生成NaCl并释放出ClO ，根据元素守恒可知应还
2 2
有水生成，该反应的离子方程式为4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO ↑＋2HO。
2 2
(6)设原ClO 溶液的浓度为x，
2
2ClO ～5I～ 10NaSO
2 2 2 2 3
2 10
1×10－3cV mol
1
则有x＝ mol/L＝ g/L。
答案 (1)圆底烧瓶 (2)b (3)1∶2 (4)吸收Cl
2
(5)4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO ↑＋2HO (6)
2 2
11．(2021·山东济南检测)“84消毒液”是生活中常用的消毒剂，可与硫酸溶液反应制取
氯气，反应原理为： NaClO＋NaCl＋HSO =====NaSO ＋Cl↑＋HO; 为探究氯气的性质，
2 4 2 4 2 2某同学利用此原理制氯气并设计了如下所示的实验装置：
(1)从①、②、③装置中选择合适的制氯气装置(A处)___________ (填写序号)。
(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现
装置B中的布条也褪色，其原因可能是____________________；说明该装置存在明显的缺陷，
请提出合理的改进的方法_____________________________________。
(3)为了验证氯气的氧化性，将氯气通入NaSO 溶液中，离子方程式为：Cl ＋SO＋
2 3 2
HO===SO＋2Cl－＋2H＋，然后检验反应后溶液中是否含有SO。检验SO的方法是：取少量反
2
应后溶液于试管中，先加入足量的______至无明显现象，然后再加入少量__________溶液，
有白色沉淀生成，说明含有SO。
(4)氯气通入饱和NaHCO 溶液能产生无色气体，已知酸性：盐酸 > 碳酸 > 次氯酸，该实
3
验证明氯气与水反应的生成物中含有__________(填“盐酸”或“次氯酸”)。
解析 (1)由NaClO＋NaCl＋HSO =====NaSO ＋Cl↑＋HO可知，反应有液体参加，
2 4 2 4 2 2
需要在加热条件下进行，故选装置②。
(2)装置B中干燥的有色布条褪色，说明氯气中可能混有少量的水蒸气，氯气与水反应生
成次氯酸而漂白，因此应在A和B之间增加盛有浓HSO 的洗气瓶，除去Cl 中的水蒸气。(3)
2 4 2
检验硫酸根必须排除其他离子的干扰，因此检验反应后溶液中含有SO的方法是：取少量反
应后溶液于试管中，先加入足量的稀盐酸至无明显现象，然后再加入少量BaCl 溶液有白色
2
沉淀生成，说明含有SO。
(4)氯气通入水溶液会反应生成盐酸和次氯酸，酸性：盐酸＞碳酸＞次氯酸，氯气通入饱
和NaHCO 溶液能产生无色气体，证明氯气与水反应的生成物中含有盐酸。
3
答案 (1)② (2)产生的氯气中含有水蒸气，会反应生成次氯酸 在装置A、B之间增加
盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置)
(3)稀盐酸(或HCl溶液) BaCl (或其他合理答案) (4)盐酸
2
12．(2021·湖北监利检测)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO与Cl 在
2常温常压下合成。已知NOCl是一种红褐色液体或黄色气体，其熔点－64.5℃，沸点－5.5℃，
遇水易水解。
(1)实验室制备原料气NO和Cl 的装置如下图所示：
2
①实验室制 NO时，装置A中烧瓶内为铜和稀硝酸，发生反应的化学方程式为：
____________________________________________________________________________。
②实验室制Cl 时，装置B中盛放的试剂为______________，其作用是___________。
2
(2)将上述收集到的Cl 充入集气瓶中，按图示装置制备亚硝酰氯。
2
① NOCl 分 子 中 各 原 子 均 满 足 8 电 子 稳 定 结 构 ， 则 NOCl 的 电 子 式 为
____________________。
②装置D中的现象为_________________________________。
③装置E中无水氯化钙的作用为___________________________________。
④某同学认为装置F不能吸收NO，为解决这一问题，可将尾气与某种气体同时通入氢
氧化钠溶液中，这种气体的化学式是________________。
解析 (1)图1为固＋液加热型，①制NO时，可选用铜与稀硝酸制取，发生的反应方程
式为：3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO)＋2NO↑＋4HO；
3 3 2 2
②制Cl 时，可选用二氧化锰和浓盐酸，制得的氯气中有氯化氢气体，用饱和食盐水除去。
2
(2)①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，则氮原子与氧原子形成两对共用电子
对，与氯原子形成一对，电子式为 ；
②装置D中为氯气制备NOCl，故现象为黄绿色气体逐渐变浅，有红褐色液体生成；
③NOCl遇水易分解，装置E中无水氯化钙的作用为吸收水蒸气，防止水蒸气进入D装
置；
④NO不溶于水，可与氧气一同通入氢氧化钠吸收。
答案 (1)①3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO) ＋2NO↑＋4HO ②饱和食盐水 除去
3 3 2 2
Cl 中的HCl气体
2(2)① ②黄绿色气体颜色逐渐变浅，有红褐色液体生成
③吸收水蒸气，防止水蒸气进入D装置 ④O
2
13．(2021·安徽蚌埠检测)TiCl 是制备钛及其化合物的重要中间体，某小组同学利用下列
4
装置在实验室制备TiCl ，设计实验如下(夹持装置略去)：
4
相关信息如下表所示：
密度/
化合物 熔点/℃ 沸点/℃ 水溶性
(g·cm－3)
易水解生成难溶于水的物
TiCl －25 136 1.5
4
质，能溶于有机溶剂
CCl －25 76.8 1.6 难溶于水
4
请回答下列问题：
(1) 按 照 气 流 由 左 到 右 的 方 向 ， 上 述 装 置 合 理 的 连 接 顺 序 为
a→______→______→f→g→______→______→d→e→j。(填仪器接口字母)
(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入试剂，
__________________________(按正确的顺序填入下列操作的序号)。
①关闭分液漏斗活塞 ②打开分液漏斗活塞
③停止加热，充分冷却 ④加热装置D中陶瓷管
(3)装置A中导管m的作用是_______________________________________。
(4)装置D中除生成TiCl 外，同时生成一种气态不成盐氧化物，该反应的化学方程式为
4
___________________________________________________________________________。
(5)设计实验证明装置E中收集到的液体中含有TiCl ：
4
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)制得的 TiCl 中常含有少量 CCl ，从混合液体中分离出 TiCl 的操作名称为
4 4 4
_____________。
解析 (1)由于TiCl 易溶于水，所以参加反应的Cl 必须先干燥，而收集TiCl 的装置后
4 2 4
面必须有防止水蒸气进入的装置，则正确的连接顺序为a→c→b→f→g→h→i→d→e→j。
(2)为防止炭粉在高温下被氧化，防止装置内的水蒸气使TiCl 变质，所以应先通入Cl 一
4 2段时间后再加热装置D，正确的操作顺序为②④③①。
(3)分液漏斗上连接的导管是为了平衡压强，使液体顺利流下。
(4)装置D中的反应物为TiO、C和Cl，而生成物为TiCl 和CO，所以反应的化学方程式
2 2 4
为TiO＋2C＋2Cl=====TiCl ＋2CO。
2 2 4
(5)根据表中信息，TiCl 遇水生成难溶物，所以可取少量收集到的液体于洁净试管中，滴
4
加适量水，液体变浑浊，即证明收集到的液体中含有TiCl 。
4
(6)由于二者的沸点相差较大，所以可用蒸馏的方法分离TiCl 中含有的CCl 。
4 4
答案 (1)c b h i (2)②④③①
(3)平衡压强，使浓盐酸更易滴落
(4)TiO＋2C＋2Cl=====TiCl ＋2CO
2 2 4
(5)取少量收集到的液体于洁净试管中，滴加适量水，液体变浑浊，则收集到的液体中含
有TiCl (或其他合理答案也可)
4
(6)蒸馏
