鲁科版必修2高一化学一课一练：2.3.1 利用化学反应制备物质

利用化学反应制备物质
题组一 氯气的实验室制法
1．二氧化锰与浓盐酸作用制氯气的反应中，作为还原剂的HCl 和参加反应的HCl 物质的量之比是( ) A ．1∶1 B ．2∶1 C ．1∶2 D ．任意比
答案 C
解析 反应：MnO 2＋4HCl(浓)=====△
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 中，4 mol HCl 参加反应，只有2 mol 做还原剂被氧化为氯气。

2．某化学小组用如图所示装置制取氯气。

下列说法中错误的是( )
A ．该装置图中至少存在三处明显错误
B ．该实验中收集氯气的方法错误
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­KI 试纸可以证明是否有氯气逸出 答案 B
解析 该反应应该用酒精灯加热，应该用分液漏斗而不是长颈漏斗，氯气有毒，应该进行尾气处理，故A 项正确；由于氯气的密度比空气的密度大，所以用向上排空气法收集，故B 项错误；湿润的淀粉­KI 试纸可以证明是否有氯气逸出，若有则变蓝，反之不变色，故D 项正确。

3．下列说法正确的是( )
A ．MnO 2与浓盐酸反应制Cl 2的离子方程式：MnO 2＋4HCl=====△Mn 2＋＋2Cl －
＋Cl 2↑＋2H 2O B ．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气 C ．生石灰能与水反应，可用来干燥氯气 D ．实验室制备Cl 2可用排饱和食盐水集气法收集 答案 D
4．化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。

在实验室中用浓盐酸与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Cl2是有刺激性气味、密度比空气大、有毒的黄绿色气体，在制备和收集Cl2时必须有尾气吸收装置。

A没有排气管不能用于收集气体；B用于收集密度比空气小的气体；C用于收集密度比空气大的气体，且有尾气吸收装置；D吸收氯气不能收集。

题组二常见气体的实验室制取
5．按下述实验方法制备气体，合理又实用的是( )
A．锌粒与稀硝酸反应制备H2
B．加热分解NH4Cl固体制NH3
C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2
D．大理石与稀硫酸反应制备CO2
答案 C
解析锌与稀硝酸反应产生NO，不产生H2；NH4Cl分解产生NH3和HCl的混合气体，很快又化合为NH4Cl，不易分离；Na2SO3与浓硫酸反应生成Na2SO4、H2O和SO2；大理石与稀硫酸反应生成微溶的CaSO4，会覆盖在大理石表面，使反应难以继续进行。

6．下列装置或操作能达到实验目的的是( )
答案 C
解析A项，由于氨气的密度小于空气的密度，用向下排空气法收集是正确的，但集气瓶瓶口不能密封(塞橡皮塞)，可塞一团疏松的棉花，目的是防止气体对流，以收集到较纯的氨气；B项，洗气时气体应长进短出；C项，通过观察长颈漏斗中液面是否下降，可以检查装置的气密性；D项，收集密度比空气重的二氧化碳气体用向上排空气法，应该为长管进气，短管
排出空气。

7．下列制备气体的实验设计中错误的是( )
答案 C
解析A装置适合固体和固体混合加热制取气体，可制取NH3，用碱石灰干燥，正确；B装置适合块状固体和液体反应不加热制取气体，可用于制取CO2，正确；C装置适合固体和液体加热制取气体，可用于制取NO，但NO极易被空气中的氧气氧化为NO2，只能用排水法收集，错误；D装置适合固体和液体不加热制取气体，KMnO4氧化性很强，与浓盐酸反应不需要加热，正确。

8．拟用下图所示装置制取下表中的四种气体(图中夹持仪器均已略去，a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，不能达到实验目的的是( )
答案 C
解析过氧化氢在二氧化锰的催化下生成氧气，经浓硫酸干燥后收集，A项正确；稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，后用饱和碳酸氢钠溶液除杂，B项正确；铜和稀硝酸反应生成NO，应该用排水法收集，导管应该短进长出，C项错误；浓硫酸和亚硫酸钠反应制备二氧化硫，再用浓硫酸干燥可得纯净的二氧化硫，D项正确。

9．如图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是( )
答案 C
解析A项，氯化氢是酸性气体，不能用碱石灰干燥，不正确；B项，氨气密度小于空气，应该是短导管进，长导管出，不正确；C项，二氧化硫是酸性气体，能用氯化钙干燥，且二氧化硫的密度大于空气，用向上排空气法收集，正确；D项，一氧化氮极易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮，不能用排空气法收集，不正确。

10．用下列试剂与装置制备气体，能随用随制、随关随停的是( )
答案 D
解析碳酸钠固体与稀硫酸反应制CO2时，碳酸钠溶于水使反应无法随时停止，A项不符合题意；二氧化锰是粉末，无法被阻隔在有孔塑料隔板上，反应不能随时停止，B选项不符合题意；浓硝酸具有挥发性，不能使用长颈漏斗，应该用分液漏斗盛放与滴加，C选项不符合题意；锌粒与稀硫酸用该装置制备H2时，若关闭导管活塞，试管内压强增大，可把稀硫酸压回长颈漏斗，稀硫酸与锌粒脱离使反应停止，D项符合题意。

题组三氯气制备综合
11．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。

若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。

每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是(不考虑①单元的夹持装置)( )
A．只有①和②处B．只有②处
C．只有②和③处D．②③④处
答案 D
解析本题考查氯气的制备、净化、干燥、尾气吸收及金属氯化物的制备的综合实验。

由图示可知，①是Cl2发生装置，②③是除杂、干燥装置，④是氯化物制备装置。

在②中，NaOH 不仅能与HCl反应，也可与Cl2反应，应将NaOH溶液换成饱和食盐水；③中导气管应长进短出；④不能是密闭的，应有一个允许气体逸出的导管，并且加装尾气处理装置。

12．下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，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氯化锰溶液
D．制得的氯气可用碱石灰干燥
答案 C
解析MnO2与浓盐酸反应生成Cl2，需加热，A项错误；除去Cl2中的HCl应通过饱和食盐水，且气体从长导管进入，B项错误；MnO2不溶于水，MnCl2可溶于水，两者用过滤的方法分离，C项正确；碱石灰属于碱性干燥剂，能与氯气反应，应用浓硫酸干燥Cl2，D项错误。

13．利用如图所示的装置收集以下7种气体：①H2②Cl2 ③O2④HCl⑤NH3⑥NO⑦NO2
(1)若烧瓶是干燥的，由B口进气，可收集的气体有__________(填序号，下同)，若由A口进气，可收集的气体有________。

(2)若在烧瓶内充满水，可收集的气体有________，气体应由________(填“A”或“B”)口进入。

(3)若烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有________(填序号)，气体应由________(填“A”或“B”)口进入。

答案(1)②③④⑦①⑤
(2)①③⑥ A
(3)①②③④⑥⑦ B
解析(1)从B口进气是收集密度比空气大的气体，从A口进气则是收集密度比空气小的气体。

排气法收集的气体必须与空气中的成分不反应，且密度与空气密度相差较大。

(2)若用排水法收集，则气体必须不溶于水，且应从A口进。

(3)用浓H2SO4干燥气体，应从B口进气。

14．实验室用下述装置制取氯气，并用氯气进行下列实验。

回答下列问题：
(1)A 、B 两仪器的名称：A____________，B____________。

(2)洗气装置C 是为了除去Cl 2中的HCl 气体，应放入的试剂是____________，D 中浓H 2SO 4的作用是________________________________。

(3)E 中为红色干布条，F 中为红色湿布条，可看到有色布条退色的是____(选填“E”或“F”)。

(4)G 是浸有淀粉­KI 溶液的棉花球，G 处现象是棉花球表面变成________；H 是浸有NaBr 溶液的棉花球，H 处反应的离子方程式是___________________________________________。

(5)P 处为尾气吸收装置，写出实验室利用烧碱溶液吸取Cl 2的离子方程式：
________________________________________________________________________。

(6)B 中发生反应的化学方程式为__________________________________________________， 若实验中使用12 mol·L －1
的浓盐酸10 mL 与足量的二氧化锰反应，实际生成的Cl 2的物质的量总是小于
0.03 mol ，试分析可能存在的原因是
______________________________________。

答案 (1)分液漏斗 圆底烧瓶 (2)饱和食盐水 除去氯气中的水蒸气 (3)F (4)蓝色 2Br －
＋Cl 2===2Cl －
＋Br 2 (5)Cl 2＋2OH －
===Cl －
＋ClO －
＋H 2O
(6)MnO 2＋4HCl(浓)=====△
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 随着反应的进行，消耗氯化氢，同时生成水，且氯化氢易挥发，使盐酸的浓度逐渐减小，稀盐酸与二氧化锰不反应
解析 (1)由装置图可知：A 是分液漏斗，B 是圆底烧瓶。

(2)用浓HCl 与MnO 2在加热条件下发生反应MnO 2＋4HCl(浓)=====△
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 制取氯气。

由于浓盐酸有挥发性，所以在氯气中含有杂质HCl 。

由于氯气在饱和食盐水中的溶解度小，所以为了除去Cl 2中的HCl 气体，应放入的试剂是饱和食盐水。

此时产生的氯气中含有水蒸气，用浓硫酸来干燥，因此D 中浓H 2SO 4的作用是除去氯气中的水蒸气。

(3)氯气没有漂白性，当氯气遇水时二者发生反应产生HClO ，有漂白性。

因此E 中红色干布条不退色，F 中红色湿布条退色。

(4)G 是浸有淀粉­KI 溶液的棉花球，氯气与KI 发生反应：2I －
＋Cl 2===2Cl －
＋I 2，I 2遇淀粉变为蓝色。

因此G 处现象是棉花球表面变成蓝色。

H 是浸有NaBr 溶液的棉花球，由于活动性：Cl 2>Br 2，所以H 处反应的离子方程式是2Br －
＋Cl 2===2Cl －＋Br 2。

(5)氯气是大气污染物，所以在排放前应该进行尾气处理。

由于氯气能与碱发生反应，所以若P 处为尾气吸收装置，实验室利用
烧碱溶液吸取Cl 2的离子方程式：Cl 2＋2OH －===Cl －＋ClO －
＋H 2O 。

(6)在B 中发生的实验室制取氯气的反应的化学方程式为MnO 2＋4HCl(浓)=====△
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。

若实验中使用12 mol·L －1
的浓盐酸10 mL 与足量的二氧化锰反应，实际生成的Cl 2的物质的量总是小于0.03 mol ，是因为随着反应的进行，消耗氯化氢，同时生成水，且氯化氢易挥发，使盐酸的浓度逐渐减小，稀盐酸与二氧化锰不反应。

15．(2019·榆林高一检测)某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。

其中A 、F 分别为氨气和氯气的发生装置，C 为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题：
(1)装置A 中的烧瓶内固体不可以选用________(填字母)。

A ．生石灰 B ．碱石灰 C ．五氧化二磷 D ．烧碱
(2)B 装置的作用是______________________________________________________________； E 装置的作用是________________________________________________________________。

(3)通入C 装置的左右两根导管左边较长、右边较短，目的是
________________________________________________________________________。

(4)装置F 中发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。

(5)装置C 内出现浓的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。

请写出反应的化学方程式：___________________________________________________。

(6)从装置C 的G 处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？
________________________________________________________________________。

答案 (1)C (2)干燥氨气 除去氯气中的氯化氢 (3)使密度较大的Cl 2和密度较小的NH 3较快地混合均匀 (4)MnO 2＋4HCl(浓)=====△
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O (5)3Cl 2＋8NH 3===N 2＋6NH 4Cl
(6)在G 处连接导管，直接把尾气通入盛有烧碱溶液的烧杯中(答案合理即可)
解析 (1)装置A 制取氨气，可用浓氨水与碱石灰(或烧碱或生石灰等)，但不能用五氧化二磷，因其与水反应后生成磷酸，能与氨水反应。

(2)B 装置中盛放的碱石灰用来干燥氨气；E
装置中盛放的饱和食盐水用来除去氯气中混有的氯化氢气体。

(3)由于氨气的密度小，氯气的密度大，密度小的氨气从长管进入向上扩散，密度大的氯气从短管进入向下扩散，这样能较快地充分混合。

(6)黄绿色的气体是氯气，依据氯气的性质，可用烧碱溶液吸收。