内容正文:
专题07 有关氯三大考点(常考题型)
题型一:氯气的实验室制法所有考点
1、反应原理:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O (实验室通常用该法制Cl2)
(1)试剂的选择:选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强氧化性,常用氧化其Cl-的方法来制取,因此要选用含有Cl-的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。一般采用两种方案制取Cl2
如:方案1:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
方案2:2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2)装置的选择:实验室制取氯气是采用固体和液体混合加热制气体的装置,主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置
2、气体的发生装置
(1)气体发生装置类型:固体+液体气体
(2)发生装置所用仪器的名称:分液漏斗、圆底烧瓶
(3)实验仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶
3、气体的净化装置:Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。同时注意除杂的先后顺序:先除HCl气体,再除水蒸气
(1)除去Cl2中少量的HCl气体:饱和食盐水
(2)除去Cl2中少量的水蒸气:常用浓H2SO4,也可用干燥的CaCl2,装置如图所示
4、气体的收集装置:因为氯气能溶于水,密度比空气大,所以收集氯气时,不能用排水法,应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小,也可用排饱和食盐水法收集Cl2
收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法
5、尾气处理装置:氯气有毒,实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行,通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置
要点1:(1)导气管要伸入液面以下
要点2:(2)氢氧化钠溶液的作用:吸收过量的氯气,防止污染环境
6、验满方法
方法1:观察法:氯气是黄绿色气体
方法2:将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满方法3:将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满
一、单选题
1.三氯化碘在药物合成中用途非常广泛,其熔点为,沸点为,遇水易反应。已知氯气可与碱性物质反应转化为难挥发的盐类,氯气不与氯化钙反应。实验室可用如图装置制取,制备的反应原理:下列说法错误的是
A.利用装置甲制备氯气选用的药品是高锰酸钾和浓盐酸其离子反应方程式为:
B.装置乙中长颈漏斗液面上升说明丙装置可能发生堵塞
C.装置丙中氯化钙的作用是干燥
D.装置戊中的碱石灰可以用无水氯化钙代替
2.某化学实验小组利用下图所示装置制备并进行性质验证,下列说法中正确的是(提示:)
A.①处小试管中溶液逐渐变成浅黄绿色说明能溶于水
B.②处石蕊试液先变红说明新制氯水具有酸性
C.③处湿润的红色布条褪色说明具有漂白性
D.④处出现棕黄色的烟说明生成CuCl
3.实验室制取Cl2并探究其氧化性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙除去Cl2中混有的HCl
C.用装置丙验证Cl2的氧化性 D.用装置丁吸收尾气中的Cl2
4.下列装置能达到实验目的且操作正确的是
A.图甲:验证干燥的氯气没有漂白性
B.图乙:用玻璃棒搅拌加快制备Fe(OH)3胶体反应速度
C.图丙:比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
D.图丁:用该装置完成MnO2和浓盐酸制备Cl2的实验
二、解答题
5.学习化学应该明白“从生活中来,到生活中去”的道理。氯水和漂白粉都有漂白作用,也可用于水体的杀菌消毒。请填空:
(1)工业上利用氯气和氢氧化钠反应可制得84消毒液,其化学方程式为 。
(2)①下列收集的正确装置是 。
②将灼热的铜丝伸入盛有氯气的集气瓶中,反应现象为 ,将反应后的产物溶于水配成饱和溶液,向溶液中加入一小块金属钠,反应的方程式为 。
(3)某同学设计了下图实验装置进一步研究氯气的漂白性,已知通入的氯气中还含有空气和水蒸气。回答下列问题:
①浓的作用是 。
②与研究目的直接相关的实验现象是 。
③该实验设计存在事故隐患,应该如何改进 。
6.某同学利用与浓溶液制备“84”消毒液,装置如图:
已知:①
②与溶液的反应为放热反应,温度升高时易发生副反应。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ,“84”消毒液的有效成分是 (填化学式)。
(2)制备“84”消毒液的化学方程式为 。
(3)圆底烧瓶中产生气体的成分包括 。
(4)上述装置存在两处缺陷,会导致产率降低,改进的方法是 。
(5)装置C的作用是 。
7.氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(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.NaCl C.NaOH D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,过滤,少量冷水洗涤,干燥,得到KClO3晶体。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 (填“大于”或“小于”)NaClO。
(5)84消毒液的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是 (用离子方程式表示)。
8.某化学活动社团为了探究氯气的性质和用途,设计了如下实验装置:
已知:常温下,无水氯化铝为白色晶体,易吸收水分变质,在升华。
(1)盛装浓盐酸的仪器名称 。
(2)反应开始前先点燃 (填“A”或“D)处酒精灯。F中为碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物),其作用除吸收多余的外,还有 。
(3)为验证氯气有无漂白性,分别在G和I中盛放干燥有色布条,H中盛放的试剂是 (填名称),通入氯气后G中的现象是 ,I中的现象是 ,结论 。
(4)装置J模拟工业制备漂白粉,用化学方程式表示漂白粉的漂白作用原理 。
题型二:Cl2与碱的反应(漂白粉与漂白液)
制取漂白液:与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
原理:化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
离子方程式:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
要点:漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠,有效成分是次氯酸钠,是混合物
制取漂白粉:与石灰乳反应——制取漂白粉
原理:化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
离子方程式:Cl2+Ca(OH)2===Cl-+ClO-+H2O+Ca2+
要点:漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙,有效成分是次氯酸钙,是混合物
高频考点:
问题1:工业上为什么用Cl2来制取漂白粉?
形成比次氯酸更稳定的比次氯酸盐,便于运输、保存
问题2:漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2
问题3:漂白反应原理是什么:
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO (强酸制弱酸,用盐酸也能反应)
问题4:Ca(ClO)2易于CO2、H2O反应,生成的HClO见光易分解,所以漂粉精、漂白粉都要密封包装,避光、隔潮存放
问题5:漂白液、漂白粉、漂粉精用途是什么?
漂白液、漂白粉、漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可作游泳池及环境的消毒剂
问题6:在常温下,Cl2与碱反应的化学方程式一般为什么?加热条件呢?
常温条件下:Cl2+碱===次氯酸盐+金属氯化物+水。
加热的条件下,
Cl2与氢氧化钠溶液的反应为:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O (热碱溶液中)
问题7:Cl2与碱反应时:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,1 mol Cl2与足量NaOH反应转移电子数为NA
问题8:Ca(ClO)2与浓HCl反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
Ca(ClO)2与稀HCl反应:Ca(ClO)2+2HCl(稀)===CaCl2+2HClO
向NaCl和NaClO的混合溶液通入稀硫酸:NaCl+NaClO+H2SO4===Na2SO4+Cl2↑+H2O
问题9:漂白粉长期露置于空气中,最终会生成氯化钙而失效,有关反应的化学方程式
方程式1:Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO
方程式2:2HClO2HCl+O2↑
方程式3:CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
一、单选题
1.硫酸钙可用作建筑材料和水泥原料外,也可用作硫酸、漂白粉的生产原料。生产流程如下,下列说法正确的是
A.“高温焙烧”时产生的气体均显酸性
B.漂白粉是纯净物,其成分为
C.“接触室”与“吸收塔”内均发生了化合反应,硫的价态均升高
D.合成甲醇的化学反应为
2.漂白粉和漂粉精是常用的消毒清洁用品,有效成分均为Ca(ClO)2,相应的生产流程如图。
下列说法不正确的是
A.②中反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
B.在清洁卫生间时,可将洁厕灵(主要成分为盐酸)与漂白粉溶液混合使用以增强去污效果
C.漂白粉和漂粉精既可做漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂
D.上述过程涉及氧化还原反应、化合反应、复分解反应
3.下列生活中的物质与其有效成分的化学式、用途对应关系中,不正确的是
选项
A
B
C
D
生活中的物质
食盐
小苏打
复方氢氧化铝片
漂白液
有效成分的化学式
NaCl
Na2CO3
Al(OH)3
NaClO
用途
做防腐剂
做发酵粉
做抗酸药
做消毒剂
A.A B.B C.C D.D
4.氯气与氢氧化钠溶液反应制得的消毒液能有效抑制新型冠状病毒。下列叙述错误的是
A.该消毒液的有效成分为 B.该消毒液属于混合物
C.该消毒液暴露空气中会变质 D.该消毒液在杀菌消毒时体现强氧化性
二、填空题
5.氯气、二氧化氯、漂白液、漂白粉均可用于杀菌消毒。
(1)氯水具有杀菌消毒作用,是因为氯水中含有 物质(填化学式),在实验室中,氯水通长保存在棕色试剂瓶中,理由是 。
(2)氯气泄漏事故发生时会严重污染环境,下列处理方法不正确的是 (填序号)。
①将人和牲畜迅速转移至较低的地方
②将人和牲畜迅速转移至较高的地方
③在事故现场喷洒氢氧化钠溶液
④用浸透肥皂水(呈弱碱性)的毛巾捂住嘴和鼻
⑤用浸透氢氧化钠溶液的毛巾捂住嘴和鼻
(3)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,化学方程式为 。
(4)漂白粉的主要成分是 ,漂白粉与空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成次氯酸,从而发挥漂白和消毒作用。写出该反应的化学方程式: 。
三、解答题
6.A、B、G、H是单质,E在常温下为无色无味的液体,F是淡黄色固体,G为常见的无色气体,几种物质的转化关系如图所示。请回答下列问题:
(1)D的名称为 ,某同学将一小块B和一块铁分别放在表面皿中,研究它们在空气中的稳定性,该学生采用的研究方法是 (填两条)。
(2)A和C反应的化学方程式: ;B和E反应的化学方程式: 。
(3)写出E和F反应的化学方程式: 。
(4)已知A是一种重要的化工原料,在工农业生产和生活中有着重要的应用。
①将A通入紫色石蕊溶液中,观察到的现象是 。
②A常用于合成漂白粉,漂白粉的有效成分为 (填化学式),写出工业生产漂白粉的化学方程式: 。
(5)若用A、G分别代表其各自的元素,(常温下为气体)是一种比较安全的消毒剂,其中一种制备的原理是利用与盐酸反应,同时生成气体[产物中物质的量之比]、E等,写出该反应的化学方程式: 。
7.我国食品行业广泛使用漂白粉作为杀菌消毒剂,因为漂白粉价格低廉,杀菌能力强,消毒效果好。某实验小组利用如图装置制备漂白粉及探究氯气的部分性质。回答下列问题:
(1)甲装置中圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为 ,浓盐酸体现了 (填化学性质);乙装置内的试剂为 (填标号)。
a.浓盐酸 b.浓硫酸 c.饱和溶液 d.饱和食盐水
(2)氯气与石灰乳反应的化学方程式为 ,漂白粉的有效成分为 。
(3)一段时间后,丁装置内液体变为浅黄绿色,分别取适量该浅黄绿色液体于试管A、B中。
①往试管A中滴加几滴硝酸银溶液,产生白色沉淀,该反应的离子方程式为 。
②往试管B中滴加过量溶液,观察到的现象为 。
(4)漂白粉暴露在空气中易失效,漂白粉在空气中失效发生反应的化学方程式为、 。
8.完成和氯气有关的问题。
(1)氯气是一种重要的化工原料,在生活、生产中占有重要地位。
①氯气与水反应的离子方程式 。
②工业上将氯气制成漂粉精的主要目的是 。
③下列物质露置在空气中会变质,在变质过程中既有氧化还原反应发生,又有非氧化还原反应发生的是 (填序号)。
a.生石灰 b.漂白粉 c.
④使用氯气对自来水消毒时,氯气会与水中的有机物反应,生成的有机氯化物可能对人体有害。写出一种新的自来水消毒剂 (化学式)。
(2)某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸反应可制取氯气,化学反应方程式为:。设计下图所示装置制取氯气并验证其性质:
①该实验中A部分的装置是 (从a、b、c、d中填选)。
②B中化学反应方程式 。
③C溶液中被氧化成,离子反应方程式 。
④D装置中观察到的现象为 。
⑤制取氯气的反应过程中,如果有发生转移,收集到标准状况下的体积为约 mL。
题型三:氯水成份的探究与分析
考向1:新制氯水的成分:
Cl2+H2OHCl+HClO HClOH++ClO- H2OH++OH-
三种分子:Cl2、H2O、HClO;四种离子:H+、Cl—、ClO-、OH-(极少量)
新制氯水的性质:多种成分,多重性质,如:酸性、漂白性、强氧化性
新制氯水的颜色:浅黄绿色
考向2:久制氯水的成份:
Cl2+H2OHCl+HClO、2HClO2HCl+O2↑
一种分子:H2O 三种离子: H+、Cl—、OH-
久制氯水的性质:有酸性(比新制氯水强)、无漂白作用
久制氯水的颜色:无色
考向3:氯水的性质:氯水的多种成分决定了它具有多重性质
①Cl2的氧化性:与还原性物质反应
如:2FeCl2+Cl2===2FeCl3
SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
Na2SO3+Cl2+H2O===2HCl+Na2SO4
注意:Cl2是新制氯水的主要成分,为了方便,有时实验室中常用氯水代替Cl2
②HCl酸性:向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生就是利用了盐酸的酸性
如:Cl2+NaHCO3===NaCl+CO2+HClO
③HClO的强氧化性、弱酸性:在解释漂白性、杀菌消毒时,使用的是HClO的氧化性
如:向氯水中滴加紫色石蕊溶液,先变红(H+作用的结果),后褪色(HClO作用的结果)
④Clˉ的性质:加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl-,现象是有白色沉淀生成
一、单选题
1.下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的有几种
①氯气;②液氯;③新制氯水;④盐酸;⑤盐酸与少量漂白粉的混合溶液
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
2.下列有关氯气和氯水的叙述中正确的是
A.红热的铁丝在氯气中燃烧生成
B.为了了解氯水的酸性,可以用试纸测定其
C.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
D.新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有分子存在
3.下列叙述正确的是
A.发生氯气泄漏,应立即向低处转移
B.氯水和干燥的氯气均能使鲜花褪色
C.光照下,新制氯水会产生气泡,该气体是氯气
D.漂白粉比HClO稳定,可露置在空气中长期保存
4.下列关于钠、氯相关物质的叙述错误的是
A.钠与氧气反应条件不同,产物不同
B.氯气、液氯和氯水是同一种物质
C.二氧化氯、次氯酸钠都具有漂白和消毒作用
D.Na2CO3热稳定性强于NaHCO3
二、填空题
5.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据新制氯水分别与如图所示四种物质发生的反应填空(a、b、c、d、e代表物质间反应,且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是 (填“b”“c”“d”或“e”)。
(2)c过程中的现象是 ,e过程中的现象是 ,b过程中反应的化学方程式为 。
(3)久置的氯水变为 ,用化学方程式表示为 。
(4)实验室饱和氯水是保存于 (填“棕色试剂瓶”或“透明试剂瓶”)。
6.化学反应经常伴随着颜色变化。请回答下列问题:
(1)向装置甲中加入水后形成无色溶液,其离子反应方程式为 ,每产生3.2g气体时,消耗 molNa2O2。
(2)向装置乙的紫色石蕊试液中加入新制氯水,现象是 。
(3)装置丙中有气泡产生的原因是 (填化学方程式)。
(4)用装置丁制备Fe(OH)2沉淀时,沉淀颜色快速发生变化,其颜色变化为 。
7.利用“价类二维图”研究物质的性质是化学研究的重要手段。下图是氯元素的化合价与部分物质类别的对应关系。
回答下列问题:
(1)已知D焰色试验为紫色,可用于实验室制O2,则D的电离方程式为 ; A、B、C三种物质中,属于电解质的是 (填化学式)。
(2)B为酸性氧化物,则B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 ;B可由新制的HgO和A反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应),上述制备B的化学方程式为 。
(3)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量CO2,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,产物ClO2与Cl-的物质的量之比为 ;产生CO2的离子方程式为 。
(4)用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液,当滴到一定量时,红色突然褪去。产生上述现象的原因可能是氯水中的酸或氯气与氢氧化钠反应,将氢氧化钠消耗完所致,还有可能是 ;设计实验证明你的猜想 。
8.某学习小组探究饱和氯水与过量块状碳酸钙反应的产物,实验过程如下:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL饱和氯水,使之充分反应,观察现象;
②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;
(1)实验①中观察到的现象为 。
(2)用玻璃棒蘸取饱和氯水滴在pH试纸中部,观察到的现象如图所示:
①使pH试纸变红的微粒X是 ,使pH试纸变白的微粒Y是 。(填微粒符号)
②通过pH试纸颜色变化情况说出 X、Y 两种微粒某项性质的差异 。(任写一条)
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专题07 有关氯三大考点(常考题型)
题型一:氯气的实验室制法所有考点
1、反应原理:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O (实验室通常用该法制Cl2)
(1)试剂的选择:选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强氧化性,常用氧化其Cl-的方法来制取,因此要选用含有Cl-的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。一般采用两种方案制取Cl2
如:方案1:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
方案2:2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2)装置的选择:实验室制取氯气是采用固体和液体混合加热制气体的装置,主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置
2、气体的发生装置
(1)气体发生装置类型:固体+液体气体
(2)发生装置所用仪器的名称:分液漏斗、圆底烧瓶
(3)实验仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶
3、气体的净化装置:Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。同时注意除杂的先后顺序:先除HCl气体,再除水蒸气
(1)除去Cl2中少量的HCl气体:饱和食盐水
(2)除去Cl2中少量的水蒸气:常用浓H2SO4,也可用干燥的CaCl2,装置如图所示
4、气体的收集装置:因为氯气能溶于水,密度比空气大,所以收集氯气时,不能用排水法,应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小,也可用排饱和食盐水法收集Cl2
收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法
5、尾气处理装置:氯气有毒,实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行,通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置
要点1:(1)导气管要伸入液面以下
要点2:(2)氢氧化钠溶液的作用:吸收过量的氯气,防止污染环境
6、验满方法
方法1:观察法:氯气是黄绿色气体
方法2:将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满方法3:将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满
一、单选题
1.三氯化碘在药物合成中用途非常广泛,其熔点为,沸点为,遇水易反应。已知氯气可与碱性物质反应转化为难挥发的盐类,氯气不与氯化钙反应。实验室可用如图装置制取,制备的反应原理:下列说法错误的是
A.利用装置甲制备氯气选用的药品是高锰酸钾和浓盐酸其离子反应方程式为:
B.装置乙中长颈漏斗液面上升说明丙装置可能发生堵塞
C.装置丙中氯化钙的作用是干燥
D.装置戊中的碱石灰可以用无水氯化钙代替
【答案】D
【分析】甲中用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,乙中用饱和食盐水除去挥发出的氯化氢,丙中氯化钙为干燥剂,丁中氯气与碘单质反应得到目标产物,戊中碱石灰可以除去多余的氯气,同时碱石灰也可以防止空气的水蒸气进入反应装置丁中,据此分析。
【详解】A.高锰酸钾氧化浓盐酸当中的氯离子生成氯气,且该反应不需要加热,其离子反应方程式为:,A正确;
B.若丙中U型管堵塞,则气体会滞留在装置乙中,导致乙中长颈漏斗液面上升,B正确;
C.氯化钙是干燥剂,因此丙的作用是干燥制得的氯气,C正确;
D.碱石灰可以除去多余的氯气,无水氯化钙不能除去氯气,故装置戊中的碱石灰不可以用无水氯化钙代替,D错误;
故选D。
2.某化学实验小组利用下图所示装置制备并进行性质验证,下列说法中正确的是(提示:)
A.①处小试管中溶液逐渐变成浅黄绿色说明能溶于水
B.②处石蕊试液先变红说明新制氯水具有酸性
C.③处湿润的红色布条褪色说明具有漂白性
D.④处出现棕黄色的烟说明生成CuCl
【答案】A
【详解】A.①处溶液逐渐变成浅绿色说明能溶于水,A项正确;
B.浓盐酸易挥发,②处石蕊试液变红不能说明氯水具有酸性,B项错误;
C.干燥的不具有漂白性,C项错误;
D.④处出现棕黄色的烟说明生成CuCl2,D项错误;
答案选A。
3.实验室制取Cl2并探究其氧化性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙除去Cl2中混有的HCl
C.用装置丙验证Cl2的氧化性 D.用装置丁吸收尾气中的Cl2
【答案】D
【分析】由题干实验装置图可知,装置甲为制备Cl2的发生装置,反应原理为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置乙为除去Cl2中的HCl,装置丙为检验Cl2的生成和验证氯气的氧化性,装置丁为吸收Cl2,进行尾气处理,但试剂应该换为溶解度更大的NaOH溶液,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,能用装置甲制取Cl2,反应原理为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O,A不合题意;
B.由分析可知,能用装置乙除去Cl2中混有的HCl,B不合题意;
C.由分析可知,能用装置丙验证Cl2的氧化性,反应原理为:2KI+Cl2=2KCl+I2,可观察到溶液变为蓝色,C不合题意;
D.由分析可知,不能用装置丁吸收尾气中的Cl2,应该换为溶解度更大的NaOH溶液,D符合题意;
故答案为:D。
4.下列装置能达到实验目的且操作正确的是
A.图甲:验证干燥的氯气没有漂白性
B.图乙:用玻璃棒搅拌加快制备Fe(OH)3胶体反应速度
C.图丙:比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
D.图丁:用该装置完成MnO2和浓盐酸制备Cl2的实验
【答案】D
【详解】A.鲜花中含有水分,并不是干燥的,A错误;
B.制备胶体时,应将饱和FeCl3溶液滴入沸腾的蒸馏水中,且不能搅拌,否则会生成沉淀,B错误;
C.应将碳酸钠置于大试管中,碳酸氢钠置于小试管中,C错误;
D.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气,烧瓶与分液漏斗上口连接的导气管可以平衡压强,盐酸在重力作用下流下,装置正确,D正确;
故选D。
二、解答题
5.学习化学应该明白“从生活中来,到生活中去”的道理。氯水和漂白粉都有漂白作用,也可用于水体的杀菌消毒。请填空:
(1)工业上利用氯气和氢氧化钠反应可制得84消毒液,其化学方程式为 。
(2)①下列收集的正确装置是 。
②将灼热的铜丝伸入盛有氯气的集气瓶中,反应现象为 ,将反应后的产物溶于水配成饱和溶液,向溶液中加入一小块金属钠,反应的方程式为 。
(3)某同学设计了下图实验装置进一步研究氯气的漂白性,已知通入的氯气中还含有空气和水蒸气。回答下列问题:
①浓的作用是 。
②与研究目的直接相关的实验现象是 。
③该实验设计存在事故隐患,应该如何改进 。
【答案】(1)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
(2) C 剧烈燃烧,产生棕黄色的烟 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl
(3) 干燥氯气 B中干燥的有色布条不褪色,C中湿润的有色布条褪色,这说明Cl2本身没有漂白性,其与水反应产物具有漂白性 在C装置后接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯
【详解】(1)氯气能够与碱发生反应,工业上利用氯气和氢氧化钠反应可制得84消毒液,其化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
(2)①A.装置中没有出气口,不能收集Cl2,故A项错误;
B.Cl2的密度比空气大,应该使用向上排空气方法收集,而不能使用向下排空气法收集,故B项错误;
C.Cl2的密度比空气大,可以使用向上排空气方法收集;Cl2是大气污染物,可以根据其与碱反应的性质,用NaOH溶液进行尾气吸收,并用倒扣漏斗,以防止倒吸现象的发生,故C项正确;
D.Cl2能够与NaOH溶液发生反应,不能用排NaOH溶液方法收集,故D项错误;
故答案为:C;
②将灼热的铜丝伸入盛有氯气的集气瓶中,观察到的反应现象为剧烈燃烧,产生棕黄色的烟;Cu与Cl2反应后产生CuCl2,将其配制成饱和溶液,向其中加入一小块Na,Na首先与溶液中的水反应产生NaOH、H2,然后NaOH与CuCl2发生复分解反应产生Cu(OH)2沉淀和NaCl,反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl;
(3)①图中浓H2SO4的作用是干燥氯气;
②与研究目的直接相关的实验现象是B中干燥的有色布条不褪色,C中湿润的有色布条褪色,这说明Cl2本身没有漂白性,其与水反应产物具有漂白性;
③Cl2是大气污染物,可以根据其与碱反应的性质,用NaOH溶液进行尾气吸收,图中缺少尾气处理装置,改进方法是:在C装置后接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯。
6.某同学利用与浓溶液制备“84”消毒液,装置如图:
已知:①
②与溶液的反应为放热反应,温度升高时易发生副反应。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ,“84”消毒液的有效成分是 (填化学式)。
(2)制备“84”消毒液的化学方程式为 。
(3)圆底烧瓶中产生气体的成分包括 。
(4)上述装置存在两处缺陷,会导致产率降低,改进的方法是 。
(5)装置C的作用是 。
【答案】(1) 分液漏斗 NaClO(2)
(3)Cl2、H2O、HCl
(4)在氯气通入氢氧化钠之前加一个盛放饱和食盐水的洗气瓶、将氢氧化钠溶液浓度适当减小,同时将氢氧化钠溶液置于冰水浴中(5)尾气处理,防止污染空气
【分析】制取氯气时,浓盐酸挥发产生氯化氢气体,所以制得的氯气中含有氯化氢气体和水蒸气,该题需要用氯气与浓NaOH溶液反应制备“84”消毒液,需要先通过排饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,可以减少NaOH溶液的损耗,题目已知氯气与NaOH溶液反应为放热反应,温度升高易发生副反应,因此需要加把B装置放到冰水浴中,最后用氢氧化钠溶液进行尾气处理,据此解题。
【详解】(1)①a指向的是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
②84消毒液是氯化钠和次氯酸钠的溶液,其中有效成分是次氯酸钠,故答案为:NaClO;
(2)制备“84”消毒液是将氯气通入氢氧化钠溶液中,反应方程式为:,故答案为:;
(3)圆底烧瓶中二氧化锰和浓盐酸共热生成氯气,反应方程式为,浓HCl易挥发出氯化氢气体,产生的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气,故答案为:Cl2、H2O、HCl;
(4)导致产率降低的两处缺陷分别是:①产生的氯气里面有氯化氢杂质②氯气和氢氧化钠反应放热,温度升高时易发生副反应生成氯酸钠和氯化钠,故答案为:在氯气通入氢氧化钠之前加一个盛放饱和食盐水的洗气瓶、将氢氧化钠溶液浓度适当减小,同时将氢氧化钠溶液置于冰水浴中;
(5)氯气有毒,不能直接排放到空气中,故C的作用是尾气处理,防止污染空气,故答案为:尾气处理,防止污染空气。
7.氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(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.NaCl C.NaOH D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,过滤,少量冷水洗涤,干燥,得到KClO3晶体。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 (填“大于”或“小于”)NaClO。
(5)84消毒液的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是 (用离子方程式表示)。
【答案】(1) 圆底烧瓶 饱和食盐水
(2) 水浴加热 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 避免生成NaClO3
(3) 吸收尾气(Cl2),防止污染环境 AC
(4) 紫 小于(5)ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O
【分析】由装置图可知,浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应制取氯气,a装置可除去氯气中混有的氯化氢,应盛有饱和食盐水,b装置中在水浴加热条件下氯气与KOH溶液反应制备KClO3,c装置中在冰水浴条件下氯气与NaOH溶液反应制备NaClO,d装置用来吸收尾气,防止空气污染。
【详解】(1)由装置图可知,盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶;浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应制取氯气,产生的氯气中混有氯化氢杂质,除去氯化氢需要将气体通过饱和食盐水,故a中的试剂为饱和食盐水。
(2)b装置的加热方式为水浴加热。c装置中氯气与氢氧化钠发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O。温度较高时会生成氯酸钠,故采用冰水浴冷却的目的是避免生成NaClO3。
(3)氯气有毒,能污染空气,反应后剩余的氯气要进行尾气吸收,d是尾气处理装置,吸收尾气(Cl2),防止污染环境;氯气能与Na2S反应生成氯化钠和硫单质,也能与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,与NaCl、H2SO4均不反应,所以吸收氯气可以用Na2S溶液、氢氧化钠溶液,故选AC。
(4)2号试管溶液变为棕色,说明生成了碘,加入CCl4振荡,发生萃取,静置后CCl4层显紫色。取少量KClO3和NaClO溶液分别滴加到1号和2号试管中,滴加KI溶液,1号试管颜色不变,2号变为棕色,说明2号生成了碘,可知该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO。
(5)84消毒液的有效成分为NaClO,还含由氯化钠,在酸性条件下,溶液中的氯离子和次氯酸根离子发生归中反应生成氯气,故不可与酸性清洁剂混用的原因是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O。
8.某化学活动社团为了探究氯气的性质和用途,设计了如下实验装置:
已知:常温下,无水氯化铝为白色晶体,易吸收水分变质,在升华。
(1)盛装浓盐酸的仪器名称 。
(2)反应开始前先点燃 (填“A”或“D)处酒精灯。F中为碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物),其作用除吸收多余的外,还有 。
(3)为验证氯气有无漂白性,分别在G和I中盛放干燥有色布条,H中盛放的试剂是 (填名称),通入氯气后G中的现象是 ,I中的现象是 ,结论 。
(4)装置J模拟工业制备漂白粉,用化学方程式表示漂白粉的漂白作用原理 。
【答案】(1)分液漏斗
(2) A 防止空气中的水蒸气进入
(3) 浓硫酸 有色布条褪色 不褪色 湿润的氯气有漂白性,干燥的氯气无漂白性(4)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO
【分析】装置A中MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制备Cl2,浓盐酸具有挥发性,使制得的氯气中混有HCl气体,可通过装置B中饱和食盐水除去氯化氢气体,通过装置C中浓硫酸干燥得到干燥的氯气,装置D中Al和Cl2反应制备无水氯化铝,装置E用于冷凝收集AlCl3,装置F中盛装碱石灰用于吸收尾气中Cl2,并防止空气中水蒸气进入装置E中使无水AlCl3吸收水分变质;除去HCl气体后的Cl2中混有水蒸气,氯气无漂白性,氯水具有漂白性,装置G和I中盛放干燥有色布条,则通入氯气后G和I中的现象分别为布条褪色、不褪色,H装置中盛装浓硫酸用于干燥氯气;装置J模拟工业制备漂白粉,所盛试剂石灰乳,反应为2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,据此分析解答。
【详解】(1)由图可知,盛装浓盐酸的仪器为分液漏斗;
(2)①金属铝是活泼金属,能与空气中氧气反应,所以制备无水氯化铝时要先排出装置中空气,即先点燃A处酒精灯,利用制备的氯气排出空气;
②氯气是有毒气体,会污染空气,可用碱石灰吸收处理,同时碱石灰具有吸水性,可防止空气中水蒸气进入装置E而使无水AlCl3吸收水分变质;
(3)为验证氯气有无漂白性,分别在G和I中盛放干燥有色布条,由于氯气中含有水蒸气,所以G装置中布条褪色,要验证氯气有无漂白性,则进入装置I的氯气必须干燥,所以H中盛放的试剂应具有吸水性,是浓硫酸;G和I中现象现象为:G中有色布条褪色,I中不褪色,可得出结论为:潮湿的氯气有漂白性,干燥的氯气无漂白性;
(4)工业上常用氯气与石灰乳制备漂白粉,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,由于碳酸的酸性强于次氯酸,漂白粉吸收空气中的CO2、H2O生成CaCO3和HClO,HClO漂白性强,反应化学方程式为:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO;
题型二:Cl2与碱的反应(漂白粉与漂白液)
制取漂白液:与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
原理:化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
离子方程式:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
要点:漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠,有效成分是次氯酸钠,是混合物
制取漂白粉:与石灰乳反应——制取漂白粉
原理:化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
离子方程式:Cl2+Ca(OH)2===Cl-+ClO-+H2O+Ca2+
要点:漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙,有效成分是次氯酸钙,是混合物
高频考点:
问题1:工业上为什么用Cl2来制取漂白粉?
形成比次氯酸更稳定的比次氯酸盐,便于运输、保存
问题2:漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2
问题3:漂白反应原理是什么:
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO (强酸制弱酸,用盐酸也能反应)
问题4:Ca(ClO)2易于CO2、H2O反应,生成的HClO见光易分解,所以漂粉精、漂白粉都要密封包装,避光、隔潮存放
问题5:漂白液、漂白粉、漂粉精用途是什么?
漂白液、漂白粉、漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可作游泳池及环境的消毒剂
问题6:在常温下,Cl2与碱反应的化学方程式一般为什么?加热条件呢?
常温条件下:Cl2+碱===次氯酸盐+金属氯化物+水。
加热的条件下,
Cl2与氢氧化钠溶液的反应为:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O (热碱溶液中)
问题7:Cl2与碱反应时:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,1 mol Cl2与足量NaOH反应转移电子数为NA
问题8:Ca(ClO)2与浓HCl反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
Ca(ClO)2与稀HCl反应:Ca(ClO)2+2HCl(稀)===CaCl2+2HClO
向NaCl和NaClO的混合溶液通入稀硫酸:NaCl+NaClO+H2SO4===Na2SO4+Cl2↑+H2O
问题9:漂白粉长期露置于空气中,最终会生成氯化钙而失效,有关反应的化学方程式
方程式1:Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO
方程式2:2HClO2HCl+O2↑
方程式3:CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
一、单选题
1.硫酸钙可用作建筑材料和水泥原料外,也可用作硫酸、漂白粉的生产原料。生产流程如下,下列说法正确的是
A.“高温焙烧”时产生的气体均显酸性
B.漂白粉是纯净物,其成分为
C.“接触室”与“吸收塔”内均发生了化合反应,硫的价态均升高
D.合成甲醇的化学反应为
【答案】D
【分析】硫酸钙在焦炭、空气和高温条件下生成CO、SO2、CaO,SO2与氧气在加热和催化剂条件下转化为SO3,SO3和水反应生成H2SO4;CO和H2在催化剂条件下反应生成CH3OH;CaO和水反应生成氢氧化钙,氯气和石灰乳反应生成漂白粉,据此解题。
【详解】A.CO不溶于水,不与碱反应,所以CO不显酸性,A错误;
B.漂白粉主要成分是Ca(ClO)2,还含有CaCl2等物质,因此漂白粉是混合物,B错误;
C.接触室中发生反应2SO2+O2 2SO3,属于化合反应,S元素化合价由+4价升高为+6价,吸收塔中发生SO3+H2O=H2SO4,属于化合反应,但是S元素的化合价没有发生变化,C错误;
D.“催化”中CO和H2合成CH3OH,方程式为,D正确;
故选D。
2.漂白粉和漂粉精是常用的消毒清洁用品,有效成分均为Ca(ClO)2,相应的生产流程如图。
下列说法不正确的是
A.②中反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
B.在清洁卫生间时,可将洁厕灵(主要成分为盐酸)与漂白粉溶液混合使用以增强去污效果
C.漂白粉和漂粉精既可做漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂
D.上述过程涉及氧化还原反应、化合反应、复分解反应
【答案】B
【分析】反应①是电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气;反应②是氯气和石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水;反应③是氯气和碳酸钠反应生成一氧化二氯、氯化钠、二氧化碳;反应④是一氧化二氯和水反应生成次氯酸;反应⑤是氢氧化钙和次氯酸反应生成次氯酸钙和水。
【详解】A.②中氯气和石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,故A正确;
B.在清洁卫生间时,洁厕灵(主要成分为盐酸)与漂白粉溶液混合使用会生成有毒的氯气,故B错误;
C.漂白粉和漂粉精具有强氧化性,既可做漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂,故C正确;
D.上述过程中,①②③是氧化还原反应、④是化合反应、⑤是复分解反应,故D正确;
选B。
3.下列生活中的物质与其有效成分的化学式、用途对应关系中,不正确的是
选项
A
B
C
D
生活中的物质
食盐
小苏打
复方氢氧化铝片
漂白液
有效成分的化学式
NaCl
Na2CO3
Al(OH)3
NaClO
用途
做防腐剂
做发酵粉
做抗酸药
做消毒剂
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.食盐有效成分NaCl,可用作防腐剂,故A正确;
B.小苏打的化学式为NaHCO3,是发酵粉的主要成分,故B错误;
C.复方氢氧化铝片的有效成分是Al(OH)3,Al(OH)3能与盐酸反应,做抗酸药,故C正确;;
D.漂白液的有效成分是NaClO,NaClO能杀菌消毒,做消毒剂,故D正确;
选B。
4.氯气与氢氧化钠溶液反应制得的消毒液能有效抑制新型冠状病毒。下列叙述错误的是
A.该消毒液的有效成分为 B.该消毒液属于混合物
C.该消毒液暴露空气中会变质 D.该消毒液在杀菌消毒时体现强氧化性
【答案】A
【分析】氯气与氢氧化钠溶液反应:,消毒液的主要成分是NaCl、NaClO,有效成分是NaClO。
【详解】A.该消毒液的有效成分为具有强氧化性的NaClO,故A错误;
B.消毒液的主要成分是NaCl、NaClO,即制得的消毒液属于混合物,故B正确;
C.NaClO暴露空气中会与二氧化碳反应生成HClO,HClO见光分解而变质,故C正确;
D.杀菌消毒时体现有效成分NaClO的强氧化性,故D正确;
故答案选A。
二、填空题
5.氯气、二氧化氯、漂白液、漂白粉均可用于杀菌消毒。
(1)氯水具有杀菌消毒作用,是因为氯水中含有 物质(填化学式),在实验室中,氯水通长保存在棕色试剂瓶中,理由是 。
(2)氯气泄漏事故发生时会严重污染环境,下列处理方法不正确的是 (填序号)。
①将人和牲畜迅速转移至较低的地方
②将人和牲畜迅速转移至较高的地方
③在事故现场喷洒氢氧化钠溶液
④用浸透肥皂水(呈弱碱性)的毛巾捂住嘴和鼻
⑤用浸透氢氧化钠溶液的毛巾捂住嘴和鼻
(3)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,化学方程式为 。
(4)漂白粉的主要成分是 ,漂白粉与空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成次氯酸,从而发挥漂白和消毒作用。写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1) HClO 次氯酸不稳定,见光易分解
(2)①⑤
(3)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(4) CaCl2 ,Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
【详解】(1)氯水具有杀菌消毒作用,是因为氯水中含有HClO,HClO具有强氧化性,能杀菌消毒,在实验室中,氯水通常保存在棕色试剂瓶中,理由是次氯酸不稳定,见光易分解;
(2)①氯气的密度大于空气,氯气泄漏事故发生时可以将人和畜迅速转移至较高的地方,避免中毒,①错误;
②氯气的密度大于空气,氯气泄漏事故发生时可以将人和畜迅速转移至较高的地方,避免中毒,②正确;
③氯气能够与氢氧化钠反应,可以在事故现场喷洒氢氧化钠溶液吸收氯气,③正确;
④氯气能够与碱性物质反应,可以用浸透肥皂水(呈弱碱性)的毛巾捂住嘴和鼻,防止中毒,④正确;
⑤氢氧化钠具有强烈的腐蚀性,不能用浸透氢氧化钠的毛巾捂住嘴和鼻,⑤错误;
故不正确的有①⑤,故选①⑤;
(3)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,化学方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(4)漂白粉的主要成分是CaCl2 ,Ca(ClO)2,其中Ca(ClO)2为有效成分,漂白粉与空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成次氯酸,从而发挥漂白和消毒作用,该反应的化学方程式:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO。
三、解答题
6.A、B、G、H是单质,E在常温下为无色无味的液体,F是淡黄色固体,G为常见的无色气体,几种物质的转化关系如图所示。请回答下列问题:
(1)D的名称为 ,某同学将一小块B和一块铁分别放在表面皿中,研究它们在空气中的稳定性,该学生采用的研究方法是 (填两条)。
(2)A和C反应的化学方程式: ;B和E反应的化学方程式: 。
(3)写出E和F反应的化学方程式: 。
(4)已知A是一种重要的化工原料,在工农业生产和生活中有着重要的应用。
①将A通入紫色石蕊溶液中,观察到的现象是 。
②A常用于合成漂白粉,漂白粉的有效成分为 (填化学式),写出工业生产漂白粉的化学方程式: 。
(5)若用A、G分别代表其各自的元素,(常温下为气体)是一种比较安全的消毒剂,其中一种制备的原理是利用与盐酸反应,同时生成气体[产物中物质的量之比]、E等,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1) 次氯酸钠 实验、观察
(2)
(3)
(4) 溶液先变红、后褪色 (5)
【分析】A、B、G、H是单质,E在常温下为无色无味的液体,E为水;F是淡黄色固体,为过氧化钠;G为常见的无色气体,BG生成过氧化钠,则G为氧气、B为钠;水和过氧化钠生成氢氧化钠和氧气,C为氢氧化钠;钠和水生成氢氧化钠和氢气,H为氢气;AC生成三种物质一种为氯化钠,则A为氯气,氯气和氢氧化钠生成氯化钠、D次氯酸钠、水;
【详解】(1)由分析,D的名称为次氯酸钠,某同学将一小块B和一块铁分别放在表面皿中,研究它们在空气中的稳定性,该学生采用的研究方法是实验、观察;
(2)A和C反应为氯气和氢氧化钠生成氯化钠、次氯酸钠和水,化学方程式:;
B和E反应为水和钠生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式:;
(3)E和F反应为过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气,化学方程式:;
(4)①将氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸使得石蕊溶液变红色、次氯酸具有漂白性,使得溶液褪色,通入紫色石蕊溶液中,观察到的现象是溶液先变红、后褪色。
②氯气常用于合成漂白粉,反应为氯气和氢氧化钙生成氯化钙和次氯酸钙和水:,漂白粉的有效成分为;
(5)制备ClO2的原理是利用NaClO3与盐酸反应,同时生成气体Cl2[产物中物质的量之比],反应NaClO3中氯化合价由+5变为+4生成ClO2,HCl中氯化合价由-1变为0生成氯气,,结合电子守恒,则生成ClO2、Cl2物质的量之比为1:1,结合质量守恒,E为氯化钠,同时还生成水,则反应的化学方程式:。
7.我国食品行业广泛使用漂白粉作为杀菌消毒剂,因为漂白粉价格低廉,杀菌能力强,消毒效果好。某实验小组利用如图装置制备漂白粉及探究氯气的部分性质。回答下列问题:
(1)甲装置中圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为 ,浓盐酸体现了 (填化学性质);乙装置内的试剂为 (填标号)。
a.浓盐酸 b.浓硫酸 c.饱和溶液 d.饱和食盐水
(2)氯气与石灰乳反应的化学方程式为 ,漂白粉的有效成分为 。
(3)一段时间后,丁装置内液体变为浅黄绿色,分别取适量该浅黄绿色液体于试管A、B中。
①往试管A中滴加几滴硝酸银溶液,产生白色沉淀,该反应的离子方程式为 。
②往试管B中滴加过量溶液,观察到的现象为 。
(4)漂白粉暴露在空气中易失效,漂白粉在空气中失效发生反应的化学方程式为、 。
【答案】(1) 酸性和还原性 d
(2)
(3) 溶液由黄绿色变为橙色
(4)
【分析】装置甲加热二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,浓盐酸易挥发,装置乙为除去氯气中的氯化氢,装有饱和食盐水,装置丙为制取漂白粉,装置丁中氯气和水反应生成HCl和HClO,最后装置戊为尾气吸收。
【详解】(1)装置甲加热二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,同时生成氯化锰和水,离子方程式为,HCl中部分氯元素化合价升高,HCl做还原剂,一部分氯元素保持-1价生成氯化锰,则浓盐酸表现还原性和酸性,乙装置为除去氯气中的氯化氢,故为饱和食盐水,故选d;
(2)氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,化学方程式为,漂白粉的有效成分为次氯酸钙,化学式为Ca(ClO)2;
(3)①氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,反应的离子方程式为Ag++Cl- = AgCl↓;②氯气具有还原性,滴加过量溶液被氯气还原为Br2,观察到的现象为溶液由黄绿色变为橙色;
(4)漂白粉暴露在空气中易失效,原因是其有效成分次氯酸钙与空气中二氧化碳反应生成碳酸钙和HClO,次氯酸见光易分解生成HCl和氧气,则漂白粉在空气中失效发生反应的化学方程式为、。
8.完成和氯气有关的问题。
(1)氯气是一种重要的化工原料,在生活、生产中占有重要地位。
①氯气与水反应的离子方程式 。
②工业上将氯气制成漂粉精的主要目的是 。
③下列物质露置在空气中会变质,在变质过程中既有氧化还原反应发生,又有非氧化还原反应发生的是 (填序号)。
a.生石灰 b.漂白粉 c.
④使用氯气对自来水消毒时,氯气会与水中的有机物反应,生成的有机氯化物可能对人体有害。写出一种新的自来水消毒剂 (化学式)。
(2)某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸反应可制取氯气,化学反应方程式为:。设计下图所示装置制取氯气并验证其性质:
①该实验中A部分的装置是 (从a、b、c、d中填选)。
②B中化学反应方程式 。
③C溶液中被氧化成,离子反应方程式 。
④D装置中观察到的现象为 。
⑤制取氯气的反应过程中,如果有发生转移,收集到标准状况下的体积为约 mL。
【答案】(1) Cl2+H2O=H++Cl-+HClO 便于保存和运输 b ClO2或O3
(2) b 2KI+Cl2=2KCl+I2 ++H2O=2Cl-++2H+ 有白色沉淀产生 224
【分析】装置A发生的化学反应方程式为:,用于制取氯气,装置B中氯气和KI溶液反应生成KCl和I2,装置C中氯气将氧化成,装置D内氯气与水反应生成HCl和HClO,HCl与硝酸银溶液反应生成AgCl白色沉淀,最后用尾气处理装置吸收氯气。
【详解】(1)①氯气与水反应生成HCl和HClO,HClO是弱酸,保留化学式,反应的离子方程式为Cl2+H2O=H++Cl-+HClO;
②氯气是气体,不便保存和运输,将气体转化为较稳定固体物质便于保存和运输,所以工业上将氯气制成漂粉精;
③a.生石灰在空气中久置变质,发生CaO+H2O═Ca(OH)2,Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O,均属于非氧化还原反应,故a不符合题意;
b.漂白粉空气中久置,先发生CO2+H2O+Ca(ClO)2═CaCO3+2HClO,属于非氧化还原反应,后发生2HClO2HCl+O2↑,属于氧化还原反应,故b符合题意;
c.变质过程失去结晶水生成Na2CO3,属于非氧化还原反应,故c不符合题意;故选b;
④新的自来水消毒剂应具有强氧化性,可以是:ClO2或O3;
(2)①该实验中A部分是发生装置,根据化学反应方程式为:可知发生装置类型是固液加热型,选择的装置是b;
②A装置产生的氯气与KI发生氧化还原反应生成KCl和I2,B中化学反应方程式为:2KI+Cl2=2KCl+I2;
③C溶液中被氧化成,氯气被还原为Cl-,离子反应方程式++H2O=2Cl-++2H+;
④氯气与水反应生成HCl和HClO,HCl与硝酸银溶液反应生成AgCl白色沉淀,D装置中观察到的现象为有白色沉淀产生;
⑤制取氯气的反应为,转移2mol电子时生成2mol氯气,如果有发生转移,产生0.01mol氯气,标准状况下的体积约V=n∙Vm=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL。
题型三:氯水成份的探究与分析
考向1:新制氯水的成分:
Cl2+H2OHCl+HClO HClOH++ClO- H2OH++OH-
三种分子:Cl2、H2O、HClO;四种离子:H+、Cl—、ClO-、OH-(极少量)
新制氯水的性质:多种成分,多重性质,如:酸性、漂白性、强氧化性
新制氯水的颜色:浅黄绿色
考向2:久制氯水的成份:
Cl2+H2OHCl+HClO、2HClO2HCl+O2↑
一种分子:H2O 三种离子: H+、Cl—、OH-
久制氯水的性质:有酸性(比新制氯水强)、无漂白作用
久制氯水的颜色:无色
考向3:氯水的性质:氯水的多种成分决定了它具有多重性质
①Cl2的氧化性:与还原性物质反应
如:2FeCl2+Cl2===2FeCl3
SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
Na2SO3+Cl2+H2O===2HCl+Na2SO4
注意:Cl2是新制氯水的主要成分,为了方便,有时实验室中常用氯水代替Cl2
②HCl酸性:向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生就是利用了盐酸的酸性
如:Cl2+NaHCO3===NaCl+CO2+HClO
③HClO的强氧化性、弱酸性:在解释漂白性、杀菌消毒时,使用的是HClO的氧化性
如:向氯水中滴加紫色石蕊溶液,先变红(H+作用的结果),后褪色(HClO作用的结果)
④Clˉ的性质:加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl-,现象是有白色沉淀生成
一、单选题
1.下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的有几种
①氯气;②液氯;③新制氯水;④盐酸;⑤盐酸与少量漂白粉的混合溶液
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【答案】B
【分析】能使干燥的石蕊试纸先变红后褪色,要求该物质具有酸性和漂白性。
【详解】①氯气不具有漂白性,不能使干燥的石蕊试纸褪色,故①不选;
②液氯为液态氯气,不能使干燥的石蕊试纸褪色,故②不选;
③新制氯水中含有HCl和HClO,HCl能使干燥的蓝色石蕊试纸变红,HClO能使干燥的蓝色石蕊试纸褪色,故③选;
④盐酸具有酸性,能使蓝色石蕊试纸变红,但盐酸没有漂白性,所以不能使试纸褪色,故④不选;
⑤漂白粉的主要成分为次氯酸钙和氯化钙,次氯酸钙能与盐酸反应生成HClO,盐酸与少量漂白粉的混合溶液中含有HCl和HClO,HCl能使干燥的蓝色石蕊试纸变红,HClO能使干燥的蓝色石蕊试纸褪色,故⑤选;
综上所述,符合题意的有③⑤,共2种,故答案为B。
2.下列有关氯气和氯水的叙述中正确的是
A.红热的铁丝在氯气中燃烧生成
B.为了了解氯水的酸性,可以用试纸测定其
C.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
D.新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有分子存在
【答案】D
【详解】A.由于氯气氧化性很强,所以铁丝在氯气燃烧生成,A错误;
B.氯水中含有,具有漂白性,会让试纸褪色,导致测定的结果不准确,B错误;
C.因为澄清石灰水浓度低,通入氯气反应获得产品产量低,所以工业上将氯气通入浓度较大的石灰乳中制取漂白粉,方程式为:,C错误;
D.氯气可溶于水,常温下与水反应较慢,所以新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有分子存在,D正确;
答案选D。
3.下列叙述正确的是
A.发生氯气泄漏,应立即向低处转移
B.氯水和干燥的氯气均能使鲜花褪色
C.光照下,新制氯水会产生气泡,该气体是氯气
D.漂白粉比HClO稳定,可露置在空气中长期保存
【答案】B
【详解】A.氯气的密度比空气大,发生氯气泄漏,应立即向高处转移,A错误;
B.氯水中含次氯酸,具有漂白性,能使鲜花褪色;干燥的氯气与鲜花中的水能反应生成次氯酸,故也能使鲜花褪色,B正确;
C.氯水中含次氯酸,光照下,次氯酸分解生成HCl和O2,故新制氯水会产生气泡,该气体是氧气,C错误;
D.漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2,在空气中与二氧化碳和水反应生成CaCO3、HClO,该酸具有漂白杀菌作用,还具有受热易分解的性质,所以漂白粉长期露置在空气中会失效,因此需密封保存,D错误;
故选B。
4.下列关于钠、氯相关物质的叙述错误的是
A.钠与氧气反应条件不同,产物不同
B.氯气、液氯和氯水是同一种物质
C.二氧化氯、次氯酸钠都具有漂白和消毒作用
D.Na2CO3热稳定性强于NaHCO3
【答案】B
【详解】A.钠与氧气反应条件不同,产物不同,常温下生成氧化钠,加热条件下生成过氧化钠,故A正确;
B.氯气、液氯都为纯净物,是同种物质,氯水是混合物,故B错误;
C.二氧化氯、次氯酸钠具有强氧化性,都具有漂白和消毒作用,故C正确;
D.NaHCO3受热分解,Na2CO3热稳定性比NaHCO3热稳定性强,故D正确;
综上所述,答案为B。
二、填空题
5.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据新制氯水分别与如图所示四种物质发生的反应填空(a、b、c、d、e代表物质间反应,且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是 (填“b”“c”“d”或“e”)。
(2)c过程中的现象是 ,e过程中的现象是 ,b过程中反应的化学方程式为 。
(3)久置的氯水变为 ,用化学方程式表示为 。
(4)实验室饱和氯水是保存于 (填“棕色试剂瓶”或“透明试剂瓶”)。
【答案】(1)d
(2) 有白色沉淀产生 氯水的浅黄绿色消失 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O(3) 稀盐酸 2HClO2HCl+O2↑(4)棕色试剂瓶
【详解】(1)氯水中的HClO有强氧化性,一般在应用其漂白时,HClO的强氧化性将有色物质氧化成无色物质,本题中氯水能使石蕊试液先变红,后褪色,故d能证明氯水具有漂白性;
(2)氯水中有Cl-,加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,生成AgCl白色沉淀;氯水中含有Cl2,Cl2与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,使得氯水的浅黄绿色消失;氯水中含有HCl和HClO,具有酸性,盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠和水、二氧化碳:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
(3)HClO不稳定,光照易分解,生成氧气和盐酸,因此久置氯水会变成稀盐酸,化学反应式为2HClO2HCl+O2↑;
(4)因为HClO不稳定,光照易分解,所以实验室保存饱和氯水的方法是在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存。
6.化学反应经常伴随着颜色变化。请回答下列问题:
(1)向装置甲中加入水后形成无色溶液,其离子反应方程式为 ,每产生3.2g气体时,消耗 molNa2O2。
(2)向装置乙的紫色石蕊试液中加入新制氯水,现象是 。
(3)装置丙中有气泡产生的原因是 (填化学方程式)。
(4)用装置丁制备Fe(OH)2沉淀时,沉淀颜色快速发生变化,其颜色变化为 。
【答案】(1) 0.2
(2)溶液先变红后褪色(3)
(4)先生成的白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
【详解】(1)过氧化钠与水发生反应生成氢氧化钠和氧气,离子方程式为;根据反应可知,产生3.2gO2时,即产生0.1mol O2,消耗过氧化钠为0.2mol。
(2)新制氯水中,部分氯气与水反应,生成盐酸和次氯酸,加入紫色石蕊试液后,溶液先变红后褪色,原因是,HCl使溶液变红,HClO使溶液褪色。
(3)装置丙中有气体产生的原因是光照条件下,次氯酸会分解产生O2,反应方程式:。
(4)硫酸亚铁与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2白色沉淀,但Fe(OH)2容易被O2氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀,颜色变化为:先生成的白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
7.利用“价类二维图”研究物质的性质是化学研究的重要手段。下图是氯元素的化合价与部分物质类别的对应关系。
回答下列问题:
(1)已知D焰色试验为紫色,可用于实验室制O2,则D的电离方程式为 ; A、B、C三种物质中,属于电解质的是 (填化学式)。
(2)B为酸性氧化物,则B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 ;B可由新制的HgO和A反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应),上述制备B的化学方程式为 。
(3)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量CO2,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,产物ClO2与Cl-的物质的量之比为 ;产生CO2的离子方程式为 。
(4)用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液,当滴到一定量时,红色突然褪去。产生上述现象的原因可能是氯水中的酸或氯气与氢氧化钠反应,将氢氧化钠消耗完所致,还有可能是 ;设计实验证明你的猜想 。
【答案】(1) KClO3=K++ HClO
(2) Cl2O+2NaOH=2NaClO+H2O 2Cl2+HgO=HgCl2+ Cl2O
(3) 4∶1 +H+=CO2+H2O
(4) 氯水中次氯酸的漂白性 取褪色后的溶液置于试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液,如果溶液不再变红,则为次氯酸的强氧化性使红色褪去
【分析】根据图中信息,A为氯气,B为Cl2O,C为次氯酸,D为氯酸盐,据此分析答题。
【详解】(1)已知D焰色试验为紫色,可用于实验室制O2,则D为氯酸钾,氯酸钾的电离方程式为KClO3=K++,电解质是指在熔融状态或水溶液中能够导电的化合物,根据分析,氯气和Cl2O不是电解质,次氯酸是电解质,化学式为HClO;
(2)B为Cl2O,对应的同价态的酸为次氯酸,故Cl2O与氢氧化钠反应的化学方程式为Cl2O+2NaOH=2NaClO+H2O;Cl2O可由新制的HgO和氯气反应来制备,该反应为歧化反应,0价的氯化合价降低变为-1价的氯离子,升高为+1价的Cl2O,故化学方程式为2Cl2+HgO=HgCl2+ Cl2O;
(3)根据化合价变化,NaClO2中+3价的Cl发生歧化反应,化合价升高1生成ClO2中+4价的Cl,必然有NaClO2中+3价的Cl化合价降低4价变为Cl-,生成稳定价态-1价,根据得失电子守恒、结合原子守恒,电荷守恒,可得配平离子方程式:5+4H+=Cl-+4ClO2↑+2H2O,产物ClO2与Cl-的物质的量之比为4:1;NaHSO4与NaHCO3反应产生CO2气体,反应的离子方程式为:+H+=CO2+H2O;
(4)用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液,当滴到一定量时,红色突然褪去。产生上述现象的原因可能是氯水中的酸或氯气与氢氧化钠反应,将氢氧化钠消耗完所致,还有可能是氯水中次氯酸的漂白性,可设计实验证明:取褪色后的溶液置于试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液,如果溶液不再变红,则为次氯酸的强氧化性使红色褪去。
8.某学习小组探究饱和氯水与过量块状碳酸钙反应的产物,实验过程如下:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL饱和氯水,使之充分反应,观察现象;
②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;
(1)实验①中观察到的现象为 。
(2)用玻璃棒蘸取饱和氯水滴在pH试纸中部,观察到的现象如图所示:
①使pH试纸变红的微粒X是 ,使pH试纸变白的微粒Y是 。(填微粒符号)
②通过pH试纸颜色变化情况说出 X、Y 两种微粒某项性质的差异 。(任写一条)
【答案】(1)产生少量无色气泡,碳酸钙逐渐溶解,溶液淡黄绿色消失
(2) H+ HClO H+使指示剂变色速率大于HClO的漂白速率 或 H+在pH试纸上的扩散速率大于HClO等
【详解】(1)在氯水中存在着Cl2+H2O⇌HCl+HClO的反应,加入石灰石之后,石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙会和氯水中的盐酸发生反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,现象为产生少量气泡,碳酸钙逐渐溶解,溶液淡黄绿色消失;
(2)使pH试纸变红的微粒X是H+,使pH试纸变白的微粒Y是HClO;通过pH试纸颜色变化情况,可以得知HClO有漂白性,H+无;此外,pH试纸颜色最终呈现为红色在外部,内部变为白色,说明H+的扩散速度大于HClO。
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