内容正文:
卤素及其化合物
卤素及其化合物
姓名:___________班级:___________学号:___________
题号
1
2
3
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5
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11
12
13
选项
一、选择题,共计13小题。
1.某小组设计实验比较、的氧化性强弱,下列装置中不需要的是
A.B. C. D.
2.在点滴板①②③三个孔穴中分别滴入3滴新制的氯水,再向②③中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液;向④⑤两个孔穴中分别滴入3滴溴水,向⑤中滴入3滴NaI溶液。下列关于该实验的说法正确的是
A.新制氯水中水的电离程度大于纯水的
B.①②③可得出氧化性:
C.若用久置的氯水进行上述实验,实验现象与原实验现象完全相同
D.上述实验中可以探究同主族元素性质的递变规律
3.下列对化学实验及现象的解释合理的是
选项
化学实验及现象
解释
A
久置的遇盐酸有气泡产生
已完全转化为
B
与光照下反应产生的气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红
气态氯代甲烷溶于水显酸性
C
向溶液中加入少量氯水和,振荡、静置,下层溶液为紫红色
还原性:
D
向溶液中,加入少量固体,溶液颜色加深
水解程度增大
4.某实验小组用如图装置制备氯气并探究其性质(夹持装置已省略),下列分析错误的是
A.装置①中生成氯气反应的化学方程式:
B.a、b分别放干燥和湿润的有色布条,可以验证干燥的Cl2不具有漂白性
C.反应开始后可观察到③中溶液变黄,④中溶液褪色,说明氯水具有氧化性和漂白性
D.反应开始后点燃酒精灯,可在⑤号硬质玻璃管中观察到棕黄色烟
5.次氯酸钠是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A.次氯酸钠既可以做漂白棉麻纸张的漂白剂,又可做游泳池等场所的消毒剂
B.“84”消毒液和酒精同时使用不会增强杀菌效果
C.由于次氯酸钠不能分解,人们制得漂白液代替氯水做漂白剂
D.在常温下,将Cl2通入NaOH溶液,得到以次氯酸钠为有效成分的漂白液
6.如图为氯及其化合物的“价—类”二维图。下列说法错误的是
A.M的类别是单质
B.的化学式为
C.将盐酸与次氯酸钠混合使用,消毒效果更好
D.可溶于水生成强酸
7.用排空气法收集气体X并将试管倒立在水中,实验如图所示。下列说法不正确的是
A.若X为NO2,剩余气体为NO,试管中溶液pH<7
B.若X为Cl2,试管中溶液可使石蕊褪色
C.取反应后试管中溶液,滴入品红溶液褪色,X可能为SO2
D.若X为NH3,试管中溶液在空气中露置后pH下降,说明氨水有挥发性
8.下列叙述正确的是
A.NaCl、NaI固体分别与浓硫酸反应生成HCI、HI
B.Fe和Al分别在氯气中燃烧得到和
C.将、NO分别通人NaOH溶液进行尾气处理
D.工业上电解熔融NaCl、制单质Na、Al
9.碘酸钙是重要的食品添加剂。实验室制取的实验流程如图:
已知:常温下微溶于水,难溶于乙醇。下列说法错误的是
A.的作用是增大的溶解度 B.转化中发生的反应是
C.分离2的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤D.粗产品可以用乙醇进行洗涤
10.CaF2与浓硫酸反应可制得HF,常温下,测得氟化氢的相对分子质量约为37。SO2通入KClO3酸性溶液中可制得黄绿色气体ClO2,该气体常用作自来水消毒剂。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.铜单质化学性质不活泼,可用于制作储存F2的容器
B.ClO2呈黄绿色,可用于自来水消毒
C.SO2具有还原性,可用于与KClO3反应制ClO2
D.浓硫酸具有强氧化性,可用于与CaF2反应制HF
11.下列实验操作、现象与对应的结论均合理的是
选项
A
B
C
D
实验操作
现象
滴入KNO3溶液后,铜片溶解,且有气泡冒出
滴入Na2CO3溶液,无明显现象
振荡后 静置,溶液分层,上层呈紫红色,下层无色
溶液红色逐渐褪去
结论
KNO3是该反应的氧化剂
酸:H2CO3<H3BO3
I2的溶解度:乙醇>水
Cl2具有漂白性
12.用下列实验装置(部分夹持装置及尾气处理装置略去)进行相应的实验,目的正确的是
测定氯水的pH
证明SO2的漂白性
制备无水AlCl3(AlCl3熔点为190℃,沸点为182.7℃,在177.8℃升华)
制取乙二酸
A
B
C
D
13.用如图装置制备次氯酸并验证其氧化性。可以与含水碳酸钠反应得到气体和。下列说法错误的是
A.装置甲中每生成16.8g碳酸氢钠同时生成标准状况下
B.装置乙中盛装的是浓硫酸
C.将装置丙中次氯酸溶液转移到装置丁中的具体操作是打开关闭
D.装置丁中溶液酸性显著增强可证明次氯酸的氧化性
二、填空题,共计8道题
14.某化学兴趣小组在实验室中用下列装置设计实验探究与HClO的酸性强弱,请回答相关问题。
(1) 甲同学认为,仅选用A、C、F装置就能探究与HClO的酸性强弱。
①A装置中盛装浓盐酸的仪器的名称为 ,A装置中发生反应的离子方程式为 。
②乙同学认为该方案不合理,请简述乙同学的理由: 。
(2) 丙同学结合甲、乙两位同学的方案,设计如下实验探究与HClO的酸性强弱:
①正确的装置连接顺序为 。(各装置均只用一次)
___________→___________→___________→___________→D→F
② C装置的作用是 ;F装置中发生反应的化学方程式为 。
③ 将F装置中试管内的溶液通过一系列操作后得到晶体,再将该晶体加入盐酸中,将产生的气体通入澄清石灰水中,观察到的现象是 ,得出酸性: (填“>”或“<”)HClO。
15.二氯化砜又名磺酰氯(),是重要的化学试剂,主要用作氯化剂或氯磺化剂,也可用于制造染料、橡胶等。
查阅资料:
①磺酰氯熔点为―54.1℃,沸点为69.1℃,遇冷水逐渐分解。
②实验需要加入适当的催化剂,控制温度在140―150℃。
③该实验中活性炭的作用仅为增大反应的接触面积。
现用如图所示装置(加热仪器、夹持仪器已略去)进行实验.请回答相应问题:
(1)用98%浓硫酸配置70%的浓硫酸,下列仪器不需要的是 (填仪器名称)。
(2)冷凝管的作用是 ,进水口为 。(填“a”或“b”)
(3)仪器A中发生反应的离子方程式 。
(4)干燥管G中装入碱石灰的目的 。
(5)反应温度控制在140-150℃的方法 ,温度控制在该范围的可能原因是 。
(6)写出D瓶中生成磺酰氯()的化学方程式 。
16.三氯化氮是一种黄色油状液体,可用于漂白和杀菌。已知:熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸。在弱酸性溶液中稳定,在热水中易水解,遇碱则迅速反应。在实验室可用和溶液反应制取,所用仪器如图(忽略部分夹持装置):
回答下列问题:
(1) 根据气流方向,各仪器的连接顺序为a接 , 接 ,g接d;装置A中使用恒压滴液漏斗的优点是
(2) 若用装置A制取氯气,则试剂X可选用 (填字母);D中仪器的名称为
A. B. C. D.
(3) 实验过程中,在B中蒸馏烧瓶中观察到的现象是______________________________,反应生成的遇热水易水解,反应液有漂白性.写出水解的化学方程式:______________________________
(4) 纯度测定:的制取是可逆反应,根据反应,利用间接碘量法测定氯气的量即可测定的纯度
实验步骤:ⅰ.准确称量C中的产物0.4g置于三颈烧瓶中,加入10mL足量浓盐酸,使用磁力搅拌器搅拌,并鼓入氮气 ⅱ.将混合气通入200mLKI溶液中,待试管中无色液体变成黄色,关闭氮气(溶液体积变化忽略不计) ⅲ.量取20.00mL吸收液,加入淀粉指示剂,用标准液进行滴定,滴定至终点时消耗溶液18.00mL。
(已知:反应原理为)
①确定滴定终点的现象为
②的纯度为 (保留三位有效数字)
17.Cl2O是一种高效消毒剂,易溶于水且会与水反应,与有机物接触时会爆炸。制备原理: HgO+2Cl2HgCl2+Cl2O, 装置如图(部分夹持仪器已省略)。
回答下列问题:
(1) 仪器a的名称是 ,装置A中所发生反应的离子反应方程式为 。
(2) 装置B中的试剂是饱和食盐水,其作用是;装置C中盛放的是 。
(3) 制取Cl2O是“气-固”反应,反应柱D中不利于该反应的措施是 。
a.将HgO粉末化并加热去除水分,加玻璃珠与之混合填入反应柱D
b.为使Cl2与HgO充分接触,让混合气从下口进入反应柱D并调控流速
c.为提高Cl2O的生成速率,将加热带缠绕于反应柱D并加热到45°C
(4) 装置E中的液态冷却剂可选用 (液氨、冰盐水、液氮) ;装置A、B、C间连接器的材质与反应柱D、装置E、F间连接器的材质有明显差别,原因是 。
(5) 若将装置组装完整,虚框F中可选用 (填字母序号)。
(6) ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl-,ClO2的消毒能力是等质量Cl2O的 倍(结果保留两位小数)。
18.三碘化磷()是易水解的橙红色晶体。研究小组先以海藻为原料制备,再用和红磷(P)在加热条件下直接反应制备,其主要实验过程及其装置示意图如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)的制备
①以干燥的海藻为原料制得A装置中所需含碘盐的实验步骤是 (按顺序填标号)。
a.海藻灰化 b.干燥称量 c.酸化浸取 d.蒸发结晶
②A装置中含碘盐的主要成分是 (填标号)。a. b. c. d.
③A装置中发生反应生成,其化学方程式为 。
④A装置中紫黑色晶体碘的凝结部位是 ;
(2)的制备
① B装置中反应物和P均需干燥的目的是 ;玻璃仪器Z的作用是 。
② B装置中反应前,打开活塞 ,通入气;一段时间后,停止通入气,同时关闭活塞 ,开始加热;反应结束后,停止加热,同时关闭活塞 ;冷却后卸下玻璃管Y,在干燥箱中取出产品。
③ 如果在玻璃管Y外包裹经冷水湿润的毛巾,将对产品的影响是 。
19.溴化亚铁(FeBr2,易潮解、800℃升华)是一种无机化工品,常用作聚合反应催化剂,也用于制药工业。某同学在实验室制备FeBr2(Fe与HBr反应)并探究Fe2+和Br-还原性强弱,装置(部分夹持仪器已省略)如图所示:已知:2FeBr32FeBr2+Br2。回答下列问题:
(1) 盛放浓磷酸的仪器名称为 。
(2) 写出烧瓶中反应的化学方程式: (磷酸过量),该反应中体现的制酸原理是 。
(3) 上述装置中,X、Y分别盛装的试剂依次是 (填字母)。
A.氯化钙、碱石灰 B.碱石灰、氯化钙 C.氯化钙、硫酸铜 D.氢氧化钠、硫酸铜
(4) 实验结束后,关闭热源,仍需要通入一段时间N2,其目的是 。
(5) 若用浓硫酸(生成SO2和Br2)代替浓磷酸,同样可以制备FeBr2,请简述原因: 。
(6) Fe2+和Br-还原性强弱探究,实验装置如图所示。向m中的FeBr2溶液(约10 mL)中通入少量Cl2,充分反应后,打开活塞k,使约2 mL的溶液流入试管中,然后向试管中滴加 (填试剂化学式)溶液,观察到 (填现象),证明还原性:Fe2+>Br-。
20、是一种重要的有机化工原料,是一种金黄色液体,沸点为138℃。学习小组在实验室利用下述装置制备并测定其纯度(加热和夹持装置略)。
已知:①单质硫沸点为445℃;
②能被氧化为,(是一种暗红色液体)沸点为59℃;
③和均易水解,水解生成S、和HCl,水解生成S和两种强酸。
回答下列问题:
(1) 组装仪器,装置合理的连接顺序是a→ (按气流顺序填各接口编号)。仪器m的作用为 。
(2) 检查装置气密性后开始实验:①打开,通一段时间;②关闭,加热装置B,控制温度为140℃;③加热A处蒸馏烧瓶,当观察到F处U形管内出现大量金黄色液体,停止加热A;④打开,继续通一段时间。
加热装置B采用的加热方式为 ,当B处三颈烧瓶内充满黄绿色气体时,停止加热B,反应仍可以继续进行,可能的原因是 ,停止加热A后继续通一段时间的目的是 。
(3) 学习小组若长时间未观察到F处有金黄色液体生成,可以采取的措施为 ;最终所得粗产品需经过 (填操作名称)进一步提纯。
(4) 测定粗产品纯度:称量mg产品,加稀盐酸振荡保证反应充分,通水蒸气将和HCl全部蒸出后,配成100mL溶液,取25mL于锥形瓶中,用溶液滴定至终点,消耗VmLNaOH溶液。则样品中纯度的表达式为 。
21、硝酸氯()常用于有机合成试剂,常温常压下,硝酸氯为淡黄色气体,熔点为-116℃,沸点为3.8℃,易溶于四氯化碳等有机物,易水解。实验室可由和化合而成,反应装置如下图所示(夹持装置省略):
回答下列问题:
(1) 装置A中发生反应制取的离子方程式为 。
(2) 装置B中盛放的试剂为 ,装置C的作用是 。
(3) 装置D是的发生装置,发生反应的化学方程式为 。
(4) 实验时,将装置F浸入 (填“热水”或“冰水”)中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后F中得到棕黄色液体,关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过发生器向装置F中通入,充分反应后,蒸馏F中的液体得到硝酸氯产品。
(5) 碱石灰的作用是 。
(6) 硝酸氯质量分数测定:
称量10.0g硝酸氯产品,溶于水配成100mL溶液;量取25mL溶液,加入适量的NaOH溶液,充分反应后,再加入稍过量的NaI溶液,加入溶液,消耗溶液的体积为VmL。反应过程中发生的反应为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
①本实验用到的指示剂为 。
②产品中硝酸氯的质量分数为 (用含V的代数式表示)。
卤素及其化合物参考答案:
1.B
【详解】A.该装置用于制备氯气,在比较、的氧化性强弱实验中必需要,A不符合题意;
B.该装置用于除去氯气中混有的氯化氢气体,存在氯化氢气体不影响实验,在比较、的氧化性强弱实验中不是必需的,B符合题意;
C.该装置是氯气与溴化钠反应生成溴单质的装置,在比较、的氧化性强弱实验中必需有,C不符合题意;
D.该装置是尾气氯气的吸收装置,在比较、的氧化性强弱实验中必需有,D不符合题意;
故选B。
2.D
【分析】在点滴板①②③三个孔穴中分别滴入3滴新制的氯水,再向②③中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液,①②③可得出氧化性:;向④⑤两个孔穴中分别滴入3滴溴水,向⑤中滴入3滴NaI溶液,可得出氧化性:。
【详解】A. 新制氯水呈酸性,抑制水电离,新制氯水中水的电离程度小于纯水,故A错误;
B. ①②③可得出氧化性:,无法得到,故B错误;
C. 久置的氯水实为稀盐酸,若用久置的氯水进行上述实验,实验现象与原实验现象不相同,故C错误;
D. 上述实验中可以探究同主族元素性质的递变规律,如卤族元素的非金属性:,故D正确;
故选D。
3.C
【详解】A.无论过氧化钠是否转化为碳酸钠,过氧化钠和盐酸中的水反应会产生氧气,有气泡产生,碳酸钠和盐酸反应产生二氧化碳也有气泡产生,不能证明过氧化钠已完全转化为碳酸钠,A项错误;
B.甲烷与氯气在光照下反应产生的气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红,是因为反应有HCl生成,不是因为气态氯代甲烷溶于水显酸性,B项错误;
C.向KI溶液中加入少量氯水和,振荡、静置,下层溶液为紫红色,氯水会和KI反应生成碘单质和氯化钾,下层紫红色是碘单质溶于的颜色,可用说明氯气的氧化性强于碘单质,碘离子的还原性大于氯离子,C项正确;
D.向溶液中,加入少量固体,浓度增大,也会导致溶液颜色加深,不能证明铁离子的水解程度增大,D项错误;
答案选C。
4.B
【分析】利用浓盐酸与漂粉精反应生成氯气,通过饱和食盐水除去氯化氢,再通过无水氯化钙干燥后得到的纯净干燥的氯气与KBr溶液、品红溶液作用检验其氧化性及次氯酸的漂白性,再与铜丝在加热条件下反应,最后利用氢氧化钠溶液进行尾气吸收;
【详解】A.漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2,该物质具有强氧化性,可与浓盐酸反应生成氯气,选项A正确;
B.要验证干燥的氯气不能使有色布条褪色,应该用干燥剂干燥氯气然后用干燥的有色布条检验,所以a、b应分别放湿润和干燥的有色布条,选项B错误;
C.③中溶液变黄,生成溴单质,说明氯水具有氧化性,品红溶液褪色说明氯水具有漂白性,选项C正确;
D.铜在氯气中燃烧产生棕黄色烟,选项D正确;
答案选B。
5.C
【详解】A.次氯酸钠具有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,也可以使有机色质漂白褪色,所以次氯酸钠既可以做漂白棉麻纸张的漂白剂,又可做游泳池等场所的消毒剂,故A正确;
B.“84”消毒液的有效成分次氯酸钠能与酒精发生氧化还原反应使两者的杀菌效果降低,所以“84”消毒液和酒精同时使用不会增强杀菌效果,故B正确;
C.次氯酸钠溶液与空气中二氧化碳反应生成次氯酸而表现漂白性,漂白能力弱于含有次氯酸的氯水,所以不能用漂白液代替氯水做漂白剂,否则漂白效果会降低,故C错误;
D.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠,所以常温下将氯气通入氢氧化钠溶液中可以得到以次氯酸钠为有效成分的漂白液,故D正确;
故选C。
6.C
【详解】A.M对应的物质是0价,故的物质类别是单质,A项正确;
B.对应的是+7价的含氧酸,其化学式为,B项正确;
C.盐酸与次氯酸钠混合使用,会生成有毒气体,C项错误;
D.溶于水生成,D项正确。
故选C。
7.D
【详解】A.NO2与水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO不溶于水,且不与水反应,因此剩余气体为NO,试管溶液中溶质为硝酸,溶液pH小于7,故A说法正确;
B.氯气能与水反应Cl2+H2OHCl+HClO,HClO具有强氧化性,因此石蕊先变红,后褪色,故B说法正确;
C.若X为SO2,二氧化硫的水溶液能使品红褪色,故C说法正确;
D.氨水显碱性,露置在空气中,可能与空气中的二氧化碳反应,使pH降低,因此pH降低不能说明氨水具有挥发性,故D说法错误;
答案为D。
8.B
【详解】A.NaCl固体与浓硫酸反应生成HCl和Na2SO4,但浓硫酸具有强氧化性,I-具有强还原性,与浓硫酸反应生成I2,则NaI固体与浓硫酸反应不能生成HI气体,故A错误;
B.化合态Al只有+3价,Al在氯气中燃烧得到AlCl3,但化合态Fe具有可变化合价,Cl2具有强氧化性,能氧化Fe生成FeCl3,故B正确;
C.NO2能与NaOH溶液反应,可用NaOH溶液吸收处理NO2,但NO与NaOH溶液不反应,不能用NaOH溶液吸收处理尾气中的NO,故C错误;
D.熔融NaCl能导电,可用于电解法冶炼Na,但AlCl3是共价化合物,熔融状态下不导电,不适宜电解法冶炼铝,工业上常用电解熔融氧化铝法冶炼铝,故D错误;
故选:B。
9.C
【分析】转化过程将I2转化为碘酸根,由于CCl4不溶于水经分液得到水层。加入氢氧化钙产生Ca(IO3)2⋅H2O。Ca(IO3)2⋅H2O微溶于水,即经过滤洗涤干燥等得到晶体。
【详解】A.I2在水中的溶解度小,CCl4 的作用是增大I2的溶解度,A项正确;
B.Cl2将I2氧化为碘酸而自身被还原为HCl,则反应为I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl,B项正确;
C.经上述分析,采取过滤,C项错误;
D.产品难溶于乙醇,为了减少溶解损失可选用乙醇洗涤,D项正确;
故选C。
10.C
【详解】A.铜单质化学性质不活泼,但由于F2氧化性强,可以与Cu反应产生CuF2,因此Cu不可用于制作储存F2的容器,A错误;
B.ClO2呈黄绿色,具有强的氧化性,能够使水中细菌、病毒蛋白质发生变性,因而可用于自来水消毒,与其是否是黄绿色无关,因此不具有对应关系,B错误;
C.SO2具有还原性,KClO3具有强的氧化性,二者会发生氧化还原反应,SO2可以使KClO3还原为ClO2,因此可用于与KClO3反应制ClO2,C正确;
D.浓硫酸具有强酸性,可与CaF2发生复分解反应产生CaSO4和HF,因此可以用于制HF,属于高沸点酸制备低沸点酸,这与浓硫酸是否具有强氧化性无关,D错误;
故合理选项是C。
11.A
【详解】A.铜和稀硫酸不反应,滴加KNO3溶液后,铜片溶解,且有气泡冒出,说明硝酸根离子、氢离子和铜发生氧化还原反应,反应中铜为金属单质化合价升高,则氮元素化合价降低,硝酸钾为氧化剂,均合理,A符合题意;
B.无明显现象说明没有生成二氧化碳,则H3BO3酸性弱于H2CO3,B不符合题意;
C.乙醇和水互溶,不会发生分层,C不符合题意;
D.氯气和水生成盐酸和次氯酸,盐酸和碳酸钠反应也会使得溶液褪色,不能说明氯气具有漂白性,D不符合题意;
故选A。
12.C
【详解】A.氯水中含有强氧化性的次氯酸,不能使用pH测其pH,选项A错误;
B.二氧化硫不能使指示剂石蕊褪色,不能验证其漂白性,选项B错误;
C.氯气和铝加热生成氯化铝,升华的氯化铝被锥形瓶装置收集,无水氯化钙防止空气中水干扰,选项C正确;
D.乙二醇会被高锰酸钾氧化为二氧化碳,选项D错误;
答案选C。
13.B
【详解】A.装置甲中发生氧化还原反应:2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl,每生成16.8g(0.2mol)碳酸氢钠则生成0.1molCl2O,标准状况下的体积为2.24L,A项正确;
B.装置乙的作用是吸收多余的Cl2,防止干扰后续氧化性的验证,浓硫酸不能除去多余Cl2,故装置乙中盛装的不是浓硫酸,B项错误;
C.打开 K2 关闭 K1,则利用压强能将装置丙中液体压入装置丁,C项正确;
D.装置丁中溶液酸性显著则说明发生了HClO+HCOOH=HCl+CO2↑+H2O,可证明次氯酸的氧化性,D项正确。
答案选B。
14.(1) 分液漏斗 HClO具有强氧化性,SO2具有还原性,SO2与ClO-会发生氧化还原反应,不能利用亚硫酸与次氯酸盐的反应探究与HClO的酸性强弱,故该方案不合理
(2) ACBE 除去SO2中的HCl 澄清石灰水变浑浊 >
【分析】实验目的是探究与的酸性强弱,实验原理不能用H2SO3与次氯酸盐反应,因为H2SO3有还原性而次氯酸盐有氧化性,二者发生的是氧化还原反应,不发生强酸制备弱酸的复分解反应,为探究二者酸性强弱,应利用酸性强弱关系>>来设计实验方案。
【详解】(1)①盛装浓盐酸的仪器的名称为分液漏斗;A装置中,盐酸与反应生成,该反应的离子方程式为;
②漂白液中的具有氧化性,具有还原性,将通入漂白液中会发生氧化还原反应,不发生强酸制备弱酸的复分解反应,不能证明与的酸性强弱;
(2)①要想证明的酸性强于,主要思路为利用酸性强弱关系:>>来设计实验方案,因此,将A中产生的气体通过C装置(除去中含有的HCl),再通过B装置,发生反应得到气体,证明酸性:>,然后将气体通过E 装置(除去中的),再通过D装置验证被除尽,最后将净化后的气体通入F装置中,证明酸性:>,即证明酸性强于,故装置连接顺序为ACBEDF;
②因为,影响与反应,C装置作用为除去中含有的HCl;F装置中发生反应的化学方程式为;
③F装置中试管内的溶液含有,通过一系列操作后得到晶体为,与盐酸反应生成的气体可以使澄清石灰水变浑浊;澄清石灰水变浑浊证明F中发生了反应,证明酸性:>,结合酸性:>,故酸性:>。
15.(1)碱式滴定管、坩埚
(2) 冷凝回流 a
(3)
(4)尾气处理,并防止空气中的水蒸汽进入三颈烧瓶,引起产品不纯
(5) 油浴加热 温度过低造成反应速率过慢,温度高于150℃有可能造成催化剂失活
(6)
【分析】a装置制备氯气、B除氯气中的氯化氢,F装置制备二氧化硫,C、E干燥氯气和二氧化硫,D中二氧化硫和氯气反应制备磺酰氯。
【详解】(1)用98%浓硫酸配置70%的浓硫酸,需用量筒量取一定体积的浓硫酸,在烧杯中稀释,并用玻璃棒搅拌,不需要的是碱式滴定管、坩埚。
(2)磺酰氯熔点为―54.1℃,沸点为69.1℃,冷凝管的作用是冷凝回流,冷凝水“低进高出”,进水口为a;
(3)仪器A中高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气,发生反应的离子方程式为;
(4)磺酰氯遇冷水逐渐分解,干燥管G中装入碱石灰的目的尾气处理,并防止空气中的水蒸汽进入三颈烧瓶,引起产品不纯;
(5)反应温度控制在140-150℃的方法油浴加热,温度控制在该范围的可能原因是温度过低造成反应速率过慢,温度高于150℃有可能造成催化剂失活。
(6)D瓶中二氧化硫和氯气反应生成磺酰氯(),反应的化学方程式为。
16.(1) b c f 平衡压强,便于浓盐酸顺利流下
(2) ACD 直形冷凝管
(3) 溶液中有黄色油状液体出现
(4) 滴入最后半滴标准液后,溶液中蓝色褪去且半分钟内不恢复原色 90.4%
【分析】在实验室利用多种方式制取和溶液反应制取,并蒸馏、冷凝得到,并避免空气中的水蒸气接触产品,需要干燥装置连接在最右边。
【详解】(1)利用装置A制取氯气,利用装置B制取,利用装置D冷凝,用装置C收集,故正确连接顺序为a→b→c→f→g→d;装置A中使用恒压滴液漏斗的优点是平衡压强,使浓盐酸顺利流下。
(2)在不加热条件下,利用浓盐酸和强氧化剂可制取氯气,所给试剂中不能选用,其余选项中物质均可以;根据装置图可知仪器D为直形冷凝管。
(3)是黄色油状液体,因而在反应过程中,在B中的蒸馏烧瓶中可以观察到有黄色油状液体出现;在热水中水解生成氧化性物质HClO,其化学方程式为。
(4)①滴定时加入淀粉作指示剂溶液显蓝色,到终点时,溶液中的全部变成,滴入最后半滴标准液后,溶液蓝色褪去,且半分钟不恢复原来颜色.
②根据反应、、 ,可得关系式. ,故,故的纯度。
17.(1)debcgfh
(2) Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+Cl2↑+2H2O 品红溶液褪色 漂白 不可逆
(3) 先变红后褪色 氯气没有漂白性
(4)I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl
(5)钠燃烧并产生大量的白烟
(6)0.1600mol•L-1
【分析】盐酸与次氯酸钙反应制取氯气,生成的氯气先通过F干燥后,再连接b口,依次检验氯气是否有漂白性,湿润淀粉KI试纸验证其氧化性,在通入盛有金属钠的干燥管中验证其与金属单质的反应,最后过量的氯气通入H中用NaOH溶液吸收,据此分析解答。
【详解】(1)由上述分析可知实验仪器的连接顺序为adebcgfh,故答案为:debcgfh;
(2)实验过程中,B中发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+Cl2↑+2H2O;氯气通入A中能使品红褪色,实验结束后加热A,溶液不恢复红色,说明氯水的漂白性是不可逆过程,故答案为:Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+Cl2↑+2H2O;品红溶液褪色;漂白;不可逆;
(3)实验过程中,C处试纸不变色,D处湿润的石蕊试纸先变红后褪色,通过C、D现象对比可知氯气没有漂白性,故答案为:先变红后褪色;氯气没有漂白性;
(4)E处湿润的淀粉KI试纸先变蓝而后变白,变蓝是因为氯气与KI反应生成碘单质,碘遇淀粉变蓝,由蓝色变白色是因为碘单质与过量氯气反应生成HIO3,发生反应的化学方程式为I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl,故答案为:I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl;
(5)实验过程中,干燥管G中钠单质在氯气中燃烧,生成大量白烟(NaCl),故答案为:钠燃烧并产生大量的白烟;
(6)由已知反应得关系式: ,n(Na2S2O3)=0.1000mol•L-1×0.02L=0.002mol;则n(NaClO)=0.001mol;尾气处理液中NaClO的物质的量浓度为0.1600mol•L-1,故答案为:0.1600mol•L-1。
18.(1) 分液漏斗 2+10C1-+ 16H+=2Mn2++5Cl2↑+ 8H2O
(2) 除去Cl2中少量的HCl 浓H2SO4
(3)c
(4) 冰盐水 橡胶管(或乳胶管)的主要成分中含有有机物,Cl2O遇有机物会爆炸
(5)ad
(6)1.61
【分析】制备原理: HgO+2Cl2HgCl2+Cl2O,A中高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯气,装置B的作用是除去Cl2中少量的HCl,C装置的作用是干燥N2和Cl2的混合气体,Cl2和HgO在D中反应,装置E是冷却装置作用是使C12O液化而不液化Cl2,虚框F中选哟装置来防止空气中的水进入装置,同时过量的Cl2有毒,也需要除去。
【详解】(1)仪器a的名称是分液漏斗,装置A中高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯气,离子方程式为:2+10C1-+ 16H+=2Mn2++5Cl2↑+ 8H2O。
(2)装置B中的试剂是饱和食盐水,其作用是除去Cl2中少量的HCl,装置C的作用是干燥混合气体,盛放的是浓H2SO4。
(3)由题意可知,HgO和Cl2在18℃-25℃发生反应生成Cl2O,则不能将加热带缠绕于反应柱D并加热到45°C,c操作错误,Cl2O易溶于水且会与水反应,将HgO粉末化并加热去除水分后在装入仪器中,a和b操作都能利于该反应进行,故选c。
(4)由表格数据可知, C12O 的沸点为2℃,Cl2的沸点为-34.6℃,液氨和液氮温度太低会使C12O和Cl2都液化,装置E中的液态冷却剂可选用冰盐水,使C12O液化而不液化Cl2,装置A、B、C间连接器的材质与反应柱D、装置E、F间连接器的材质有明显差别,原因是:橡胶管(或乳胶管)的主要成分中含有有机物,Cl2O遇有机物会爆炸。
(5)Cl2O易溶于水且会与水反应,因此要防止空气中的水进入装置,同时过量的Cl2有毒,也需要除去,虚框F中可选用ad,b装置不能吸收氯气,c和e装置不能防止水蒸气进入装置,故选ad。
(6)ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl-,则相同质量ClO2和Cl2O得到电子数之比为:。
19.(1) acdb d 冷凝管底外壁
(2) 防止产物发生水解而损耗 防倒吸 、、 、 混有杂质
【分析】本实验题以考查陌生物质为载体,考查的主要还是课内经典实验问题,一是海带提取碘,二是制备易与氧气或水蒸气反应的物质时的处理,三是依据物质特性营造合适的反应环境,还考查了陌生氧化还原方程式的书写问题。
【详解】(1)参考课内提取碘的过程(海带灼烧成灰后,浸泡得到含溶液,再在酸性条件下被氧化为,再利用萃取分离),由此推断以干燥的海藻为原料制得A装置中所需含碘盐的实验步骤为“海藻灰化酸化浸取蒸发结晶干燥称量”,制得的含碘盐则为;所以在A装置中与发生反应生成的是,产物为,结合电子守恒与质量守恒配平书写出化学方程式 ;A装置上部是冷凝管,用于冷凝碘蒸气,使其变回固体凝聚在冷凝管外壁底部;
故答案为acdb;d; ;冷凝管底外壁;
(2)题干一开始就说明三碘化磷()是易水解的橙红色晶体,所以在制备时必须保证隔水,所以B装置中反应物和P均需干燥,防止生成物水解而损耗,导致产量下降;玻璃仪器Z是在处理尾气时经典的防倒吸装置;由于易水解,所以在开始反应前需要将装置内的空气排尽,防止空气中的水蒸气导致水解,所以需要打开活塞、、,接着就可以关闭,让反应物和P在隔绝空气的情况下发生反应,反应结束后需要关闭、,冷却后再取下玻璃管Y,防止在冷却过程中空气进入导致水解;反应过程中,如果在玻璃管Y外包裹经冷水湿润的毛巾,碘蒸气会被冷凝成固体而混入固体中,导致不纯;
故答案为:防止产物发生水解而损耗;防倒吸;、、;;、;混有杂质
20. 分液漏斗 NaBr+H3PO4(浓)NaH2PO4+HBr↑ 难挥发性酸制取挥发性酸,或高沸点酸制取低沸点酸 A 将装置中的HBr全部排出到干燥管中,被试剂Y完全吸收,避免污染环境 浓硫酸代替浓磷酸,生成SO2和Br2,SO2不与铁反应,Br2和铁反应生成FeBr3,FeBr3在高温下又分解为FeBr2和Br2 KSCN溶液 上层溶液变为红色,下层溶液不变色
【分析】浓磷酸和溴化钠制取HBr,经干燥后和铁反应,生成FeBr2,升华进入锥形瓶中被收集。
【详解】(1)由仪器构造可知,盛放浓磷酸的仪器为分液漏斗。
(2)烧瓶中发生制取HBr的反应,利用磷酸的不挥发性,制取挥发性的HBr,当磷酸过量时,生成酸式盐,化学方程式为:NaBr+H3PO4(浓)NaH2PO4+HBr↑。
(3)X中的试剂干燥HBr,HBr是酸性气体,不能选择碱性干燥剂如碱石灰或NaOH等,可以选择无水氯化钙,Y中试剂的作用是吸收未反应的HBr,防止污染环境,且防止空气中的水蒸气进入锥形瓶中导致FeBr2潮解,故选A。
(4)实验结束后,关闭热源,需要通入一段时间N2,其目的是将装置中的HBr全部排出到干燥管中,被试剂Y完全吸收,避免污染环境。
(5)浓硫酸和NaBr发生氧化还原反应,生成SO2和Br2,SO2不与铁反应,Br2和铁反应生成FeBr3,FeBr3在高温下又分解为FeBr2和Br2,同样可以制备FeBr2。
(6)氯气和FeBr2反应,氯气既能将Fe2+氧化,也能将Br-还原性氧化,若通入少量氯气,只氧化了Fe2+而没有氧化Br-,则可证明还原性:Fe2+>Br-。Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+可以用KSCN溶液检验,Fe3+遇KSCN溶液变红。
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