2022年高考化学二轮复习讲义第3讲 氯气的制备及综合实验（教案）

第3课时　学科素养——氯气的制备及综合实验素养1　实践探索　氯气的实验室制法“实践探索”是信息输入和认知加工之后的必然结果，是完成认知学习和实践的关键环节。氯气的实验室制法体现《中国高考评价体现》中学科素养“实践探索”涉及的“研究探索”、“操作运用”、“语言表达”，要求根据问题情境的需要(实验室制备Cl2)，合理地组织、调动各种相关知识与能力，实施调研、探究或实验活动，并分析实验结果，提出新观点或发现新问题，寻求有效的问题解决方法；综合各种技术方法进行组合创新，设计实验室制取Cl2的不同方案，运用实验等动手操作方法，创新性地解决现实情境问题，并选用合适的语言文字、化学符号等表达个人观点。1．实验室制取Cl2的反应原理实验室常利用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2。化学方程式为：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；离子方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。2．实验室制取Cl2的装置及分析[提升1](2021·安徽合肥质检)实验室用下图所示装置来制取少量氯气，下列说法正确的是(　　) A．圆底烧瓶中加入的是稀盐酸B．C瓶的作用是收集氯气C．F瓶中加入NaOH溶液吸收多余的氯气D．用该装置制取氯气前无需检查装置的气密性C　[实验室利用MnO2固体与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2，烧瓶中盛有浓盐酸，A项错误；C瓶中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl，B项错误；F中盛有NaOH溶液，用于吸收Cl2尾气，防止污染环境，C项正确；制取Cl2的装置，在加入药品前要先检验装置的气密性，D项错误。][提升2](2021·江西南昌检测)下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(加热及夹持装置已省略)。(1)制备氯气选用的试剂为MnO2固体和浓盐酸，则相关反应的离子方程式为__________________________________________________________________________。(2)装置B中饱和食盐水的作用是________________________________；请写出装置B的另一个作用________________________________。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入物质的组合是________(填编号)。编号abcdⅠ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条Ⅱ碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。反应一段时间后，打开活塞， 将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察到的现象是___________________该现象______(填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘，原因是______________________________________________________________________。(5)有人提出，装置F中可改用足量的Na2SO3溶液吸收余氯气，试写出相应的离子反应方程式：_______________________________________________________。解析　(2)装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；装置B中长颈漏斗插入饱和食盐水中，关闭止水夹时，装置B可起到储气瓶作用。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为达到预期目的，在I处放置湿润有色布条，Ⅱ处放无水氯化钙、P2O5等固体干燥剂，Ⅲ处放干燥的有色布条，观察到I处有色布条褪色，Ⅲ处有色布条不褪色，说明干燥的Cl2不具有漂白性。(4)E中盛有KI溶液和苯，打开活塞，将装置D中少量NaBr溶液加入装置E中，振荡，观察到E中溶液分两层，上层为紫红色，下层几乎无色，但不能据此说明溴的非金属性强于碘，其原因是D中溶液还溶解过量的Cl2，也可将I－氧化为I2。(5)Na2SO3具有强还原性，Cl2具有强氧化性，二者发生氧化还原反应生成Na2SO4和HCl，离子方程式为SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋。答案　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)除去Cl2中的HCl　作储气瓶用　(3)d(4)E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色，下层几乎无色　不能　过量的Cl2也可将I－氧化为I2(5)SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋[提升3](2021·湖北恩施州联考)某小组设计如图装置(部分夹持装置已略去)，以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。(1)试剂X的化学式______________。试剂Y的名称为____________。(2)通入一定量潮湿的Cl2反应后，经检测，D中只有Cl2O一种气体，C中只含一种氯盐外，同时含有NaHCO3等，某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。①提出合理假设。假设1：存在两种成分：NaHCO3和____________________________________； 假设2：存在三种成分：NaHCO3和______________________________________。②设计方案，进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。实验步骤预期现象和结论步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于A、B试管中。步骤2：______________________________________________________________________________________________________________(3)已知，Cl2O与水反应生成次氯酸，则D中Cl2O进入E反应的化学方程式为：________________________________________________________________________。解析　(1)由于浓盐酸具有较强的挥发性，因此A中制取的Cl2中混有HCl、H2O(g)。该实验的目的是探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分，故应除去Cl2中的HCl气体，试剂Y要求既能除去HCl，又不能吸收Cl2，这里可选用饱和食盐水。(2)①Cl2与Na2CO3反应生成Cl2O过程中，Cl元素由0价升高到＋1价，根据氧化还原反应中元素化合价有升必有降的规律可知，生成的氯盐为NaCl。潮湿的Cl2与Na2CO3在固体表面发生接触反应，Na2CO3可能反应不完全，据此推测固体残渣中有NaHCO3和NaCl，可能有未反应的Na2CO3。②将C中固体残渣溶于水配成溶液，步骤2利用BaCl2溶液检验是否存在Na2CO3；步骤3检验NaCl，先向B中加入过量稀HNO3，排除干扰，再加入AgNO3溶液进行检验。(3)Cl2O与水反应生成HClO，化学方程式为Cl2O＋H2O===2HClO。HClO与NaOH溶液发生中和反应生成NaClO和H2O，化学方程式为HClO＋NaOH===NaClO＋H2O，综合上述反应可得：Cl2O＋2NaOH===2NaClO＋H2O。答案　(1)HCl　饱和食盐水(2)①NaCl　NaCl、Na2CO3②步骤2：向B试管中滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液若溶液变浑浊，结合步骤2中①，则假设1成立；结合步骤2中②，则假设2成立(3)Cl2O＋2NaOH===2NaClO＋H2O 素养2　思维方法　与氯气有关的综合实验“思维方法”是思维的品质、方式和能力的综合，是个体高质量地解决生活实践或学习探索情境中的各种问题的基础。与氯气有关的综合实验题大多以氯气的制备为载体，利用净化后的Cl2与金属、非金属、碱或盐等反应，制备氯化物、氯的氧化物(Cl2O、ClO2等)、氯的含氧酸盐等，此类问题要求考生运用开放性、创新性的思维方式应对问题情境，组织相关的知识与能力，注重独立性、批判性、发散性的思考；综合运用直觉的、顿悟的、灵感的、形象的、逻辑的方法，提出新视角、新观点、新方法、新设想，创新性地解决学习探索情境(与氯气有关的探究实验)中的各种问题。[提升4](2020·全国卷Ⅲ)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。回答下列问题： (1)盛放MnO2粉末的仪器名称是______________，a中的试剂为______________。(2)b中采用的加热方式是__________。c中化学反应的离子方程式是______________，采用冰水浴冷却的目的是________________________。(3)d的作用是________________，可选用试剂________(填标号)。A．Na2S　　　　　　　B．NaClC．Ca(OH)2D．H2SO4(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，________________，干燥，得到KClO3晶体。(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变，2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显____色，可知该条件下KClO3的氧化能力________NaClO(填“大于”或“小于”)。解析　整套装置的最左端为氯气的发生装置，利用二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下制取氯气，由于盐酸具有挥发性，导致氯气中含有杂质HCl和水蒸气。其中，氯气中的杂质气体HCl会影响后面的KClO3和NaClO的制备，故而需要用饱和食盐水(a中盛放的试剂)除去氯气中的HCl杂质。b为氯气与KOH溶液在加热(热水浴)条件下制取KClO3的装置，发生的反应为3Cl2＋6KOHKClO3＋5KCl＋3H2O。c为氯气与NaOH溶液在较低温度下制取NaClO的装置，发生的反应为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。d为尾气的吸收装置，可防止污染环境，吸收氯气可用还原性物质或碱性溶液。(1)盛放二氧化锰固体的仪器为圆底烧瓶。除去氯气中的HCl杂质可用饱和食盐水。(2)b中采用的是水浴加热。c装置中的离子反应方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，c中采用冰水浴冷却的目的是防止氯气和NaOH溶液在较高温度下生成NaClO3。(3)d装置中应盛放还原性物质或碱性物质，故符合条件的试剂为AC。(4)从溶液中获得晶体可采用的方法步骤为冷却结晶→过滤→洗涤→干燥等。(5)1号试管中的KClO3溶液不能将I－氧化为单质I2，而2号试管中的NaClO溶液可将I－氧化为I2，故氧化性：KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后，静置一段时间可观察到液体分为两层，由于四氯化碳的密度大于水的密度，则碘的四氯化碳溶液在下层，呈紫色。答案　(1)圆底烧瓶　饱和食盐水(2)水浴加热　Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O　避免生成NaClO3(3)吸收尾气(Cl2)　AC(4)过滤　少量(冷)水洗涤　(5)紫　小于[提升5](2021·检测)锡是第五周期第ⅣA族金属元素，四氯化锡(SnCl4)是重要的媒染剂，易与水反应，熔点为－33℃、沸点为114℃。某研究性学习小组设计如图装置(部分夹持装置省略，MnO2过量)制备SnCl4。 (1)仪器E的名称是____________，加热装置D前要先排出装置内的空气，排出空气的方法是________________________。(2)锡粉被吸附在硅胶上，其优点是___________________________________________。(3)装置C中的试剂是____________，实验过程中，B装置内可观察到的明显现象是______________________________________。(4)反应开始生成SnCl4时，可以先熄灭________(填字母序号)处的酒精灯，理由是____________________________________________________。(5)该实验装置设计尚存在缺陷，改进的方法是_________________________________。解析　(1)仪器E的名称是直形冷凝管，加热装置D前要先排出装置内的空气，排出空气的方法是用A装置生成的氯气排空气。(2)锡粉被吸附在硅胶上，其优点是可增大反应物间接触面积，有利于锡粉充分反应。(3)装置C中的试剂是浓硫酸，实验过程中，B装置内可观察到的明显现象是有气泡产生，液面上方充满黄绿色气体。(4)反应开始生成SnCl4时，可以先熄灭D处的酒精灯，理由是熔融的金属锡与氯气反应过程中放出大量的热，能维持该反应继续进行。(5)该实验装置设计尚存在缺陷，改进的方法是需要温度计或者在装置F后应连接一个装有碱石灰(或氢氧化钠固体)的干燥管(或U形管)。答案　(1)直形冷凝管　用A装置生成的氯气排空气(2)可增大反应物间接触面积，有利于锡粉充分反应，有晶体析出(3)浓硫酸　有气泡产生，液面上方充满黄绿色气体(4)D　熔融的金属锡与氯气反应过程中放出大量的热，能维持该反应继续进行(5)需要温度计或者在装置F后应连接一个装有碱石灰(或氢氧化钠固体)的干燥管(或U形管) 训练(十九)　氯气的制备及综合实验1．(2021·月考)下列关于实验室制Cl2的认识正确的是(　　)A．还原剂是MnO2B．发生氧化反应的是HClC．向含有4molHCl的浓盐酸中加入足量MnO2并加热，反应过程中转移电子数为2NAD．收集Cl2宜采用向上排空气法收集答案　B2．(2021·河北衡水中学调研)某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图所示装置制备Cl2。下列分析中不正确的是(加热及夹持装置已省略)(　　) 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Cl2D．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Cl2，可以用饱和食盐水净化氯气，C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MnCl2·4H2OC　[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MnCl2的水解及MnCl2·4H2O分解，D项错误。]4．(2021·江西吉安调研)某同学利用浓度相同的氯水、Cl2的CCl4溶液完成下述实验。下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Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋ 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Br2，但反应过程中可能有Br2生成D．实验说明，CCl4影响了Cl2、Br2和Fe3＋氧化性的强弱顺序D　[FeBr2溶液中滴加5滴Cl2/CCl4，局部反应得到黄色的含Fe3＋溶液和黄色的溴的CCl4溶液，④振荡后，Fe2＋被Br2氧化为Fe3＋，导致下层溶液褪色，A项正确；操作②和④均为振荡，下层为无色的CCl4层，上层溶液均为FeBr2和FeBr3混合液，B项正确；Fe2＋的还原性强于Br－，滴加5滴Cl2/CCl4，由于Cl2不足量，总反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，但可能出现Cl2局部过量生成Br2，而后Br2又被Fe2＋还原，C项正确；③说明Cl2的氧化性强于Br2和Fe3＋，④说明Br2的氧化性强于Fe3＋，则氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞Fe3＋，CCl4只起到溶剂作用，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(TiCl4)极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常用作烟幕弹。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Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是(　　)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；TiCl4的熔、沸点较低，制得的TiCl4应经过冷凝处理，则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TiCl4在氯气氛围中冷却，防止空气进入装置中使TiCl4变质，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K1，关闭K2，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明装置气密性良好B．打开K1，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C．充分反应后，关闭K1，打开K2，可观察到烧杯中的溶液会倒吸至试管内D．实验室制备氨气和氯气可以用同一套发生装置B　[打开K1，关闭K2，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明空气未进入装置，装置不漏气，气密性良好，A项正确；打开K1，推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时，过量NH3和Cl2反应生成NH4Cl和N2，只产生大量白烟，不出现雾，B项错误；充分反应后，装置内气体的压强减小，关闭K1，打开K2，剩余NH3溶于水，观察到烧杯中的溶液会倒吸至试管内，C项正确；利用浓氨水和氧化钙制备NH3，利用KMnO4固体和浓盐酸反应制取Cl2，均可采用“固体＋液体→气体”的装置，D项正确。]7．(2021·山东日照检测)Cl2O能与水反应生成次氯酸，可杀死新型冠状病毒等多种病毒。一种制备Cl2O的原理为HgO(红色粉末)＋2Cl2===HgCl2(白色粉末)＋Cl2O，某化学小组用下图装置制备Cl2O(夹持装置略去)。已知：①Cl2O的熔点为－116℃、沸点为3.8℃，易溶于水；②高浓度的Cl2O易爆炸，Cl2O与有机物接触或加热时会发生剧烈反应。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Cl2O与橡胶塞反应C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2D．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，防止发生爆炸A　[Cl2O易与水反应，①中制得的Cl2中含有HCl、H2O(g)，②中盛有饱和食盐水，用于除去HCl，③中盛有浓硫酸，用于除去H2O(g)，防止Cl2O与H2O(g)反应，A项错误；Cl2O与有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；Cl2O的沸点为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Cl2O，应是未反应的Cl2，C项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，通入干燥空气，可稀释生成的Cl2O，防止发生爆炸， D项正确。]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KMnO4B．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Cl2，常温下浓盐酸与KMnO4固体发生反应生成Cl2，A项正确；装置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Br2氧化生成I2，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；装置C中溶液变为橙色，说明Cl2将NaBr氧化为Br2，则Cl2的氧化性强于Br2，从而证明氯的非金属性强于溴，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MnO2，写出反应的离子方程式_______________。(2)D中放入浓H2SO4其目的是______________________________________________。(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ClO2，写出反应的化学方程式__________________________________________________________。Cl2和ClO2都是强氧化剂，能杀死水中的病菌。等质量的ClO2的氧化能力是Cl2的________倍。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＋===Cl2↑＋H2O。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NaClO2中Cl元素化合价为＋3价，NaClO2→ClO2，＋3价的氯元素化合价升高到＋4价，NaClO2→NaCl，＋3价的氯元素的化合价降低到－1价，NaClO2在反应中既是氧化剂又是还原剂，根据电子守恒，得到方程式为5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O;氧化能力是得电子的能力，根据氯元素的化合价，等质量的ClO2和Cl2的得电子数之比为：∶≈2.63，故等质量的ClO2的氧化能力是Cl2的2.63倍。答案　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(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)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(6)①Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O　②次氯酸钠与空气中的二氧化碳反应(7)5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O　2.6310．(2021·江西南昌四校联考)ClO2(黄绿色易溶于水的气体)是一种高效、低毒的消毒剂。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ClO2和Cl2，其氧化产物和还原产物物质的量之比为________。(4)关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是__________________________。(5)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(6)ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的浓度，进行了下列实验：步骤1：准确量取ClO2溶液10.00mL，稀释成100.00mL试样，量取V0mL试样加入到锥形瓶中；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cmol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗Na2S2O3溶液平均值为V1mL。(已知2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O、2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI)，计算该ClO2的浓度为________g/L(用含字母的代数式表示，计算结果化简)。解析　(2)F装置应是Cl2和KI反应，还需要连接尾气处理装置，所以应长管进气，短管出气。(3)氯酸钠和稀盐酸混合产生Cl2和ClO2，NaClO3中氯为＋5价被还原成ClO2中＋4价，盐酸中氯为－1价，被氧化成0价氯，转移电子数为2，则NaClO3、ClO2前系数为2，Cl2前系数为1，反应化学方程式：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，其氧化产物Cl2和还原产物ClO2物质的量之比为1∶2。(4)F装置中发生Cl2＋2KI===2KCl＋I2时，碘遇淀粉变蓝，而F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是吸收Cl2。(5)在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，根据元素守恒可知应还有水生成，该反应的离子方程式为4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O。(6)设原ClO2溶液的浓度为x，2ClO2～5I2～　　　　10Na2S2O3 　2　　　　　　　　　　10　1×10－3cV1mol则有x＝mol/L＝g/L。答案　(1)圆底烧瓶　(2)b　(3)1∶2　(4)吸收Cl2(5)4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O　(6)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＋H2SO4Na2SO4＋Cl2↑＋H2O;为探究氯气的性质，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Na2SO3溶液中，离子方程式为：Cl2＋SO＋H2O===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NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性：盐酸>碳酸>次氯酸，该实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＋H2SO4Na2SO4＋Cl2↑＋H2O可知，反应有液体参加，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H2SO4的洗气瓶，除去Cl2中的水蒸气。(3)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BaCl2溶液有白色沉淀生成，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NaHCO3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。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)　BaCl2(或其他合理答案)　(4)盐酸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Cl2在常温常压下合成。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Cl2的装置如下图所示：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Cl2时，装置B中盛放的试剂为______________，其作用是___________。(2)将上述收集到的Cl2充入集气瓶中，按图示装置制备亚硝酰氯。①NOCl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＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；②制Cl2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)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＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　②饱和食盐水　　除去Cl2中的HCl气体(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　④O213．(2021·安徽蚌埠检测)TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体，某小组同学利用下列装置在实验室制备TiCl4，设计实验如下(夹持装置略去)：相关信息如下表所示：化合物熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm－3)水溶性TiCl4－251361.5易水解生成难溶于水的物质，能溶于有机溶剂CCl4－2576.81.6难溶于水请回答下列问题： (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TiCl4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___________________________________________________________________________。(5)设计实验证明装置E中收集到的液体中含有TiCl4：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)制得的TiCl4中常含有少量CCl4，从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为_____________。解析　(1)由于TiCl4易溶于水，所以参加反应的Cl2必须先干燥，而收集TiCl4的装置后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TiCl4变质，所以应先通入Cl2一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TiO2、C和Cl2，而生成物为TiCl4和CO，所以反应的化学方程式为TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO。(5)根据表中信息，TiCl4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，滴加适量水，液体变浑浊，即证明收集到的液体中含有TiCl4。(6)由于二者的沸点相差较大，所以可用蒸馏的方法分离TiCl4中含有的CCl4。答案　(1)c　b　h　i　(2)②④③①(3)平衡压强，使浓盐酸更易滴落(4)TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO(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TiCl4(或其他合理答案也可)(6)蒸馏