云南省腾冲市第八中学2024-2025学年高一上学期化学期末复习专题训练:氯及其化合物(模拟练习)
2025-01-12
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内容正文:
5
腾冲市第八中学2024—2025学年上学期高一化学期末复习专题训练
——氯及其化合物
1、 单选题
阅读资料,氯及其化合物在生产生活中具有广泛应用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为(中文命名为“氯气”)。及其盐、等物质均是常见的环境消毒剂和漂白剂。完成问题。
1.下列氯及其化合物的性质与用途均正确且具有因果关系的是
A.具有氧化性,可用于水体消毒
B.氯水呈酸性,可以用试纸测氯水的值
C.具有还原性,盐酸可用于除去铁锈
D.见光不稳定,可用作漂白剂
2.在制备时需控制温度,使用时需现配现用。下列反应的离子方程式书写正确的是
A.溶液与空气中反应可生成:
B.在水中见光分解:
C.与溶液在较低温度下反应生成:
D.若温度偏高,与溶液反应可生成:
3.如图所示为常见含氯元素物质的“价类”二维图。下列说法正确的是
A.在溶液中a与f或c与g混合后均可得到b
B.d与NaOH溶液反应的离子方程式
为
C.c是新型自来水消毒剂,有较强的氧化性
D.e的化学式为HClO4,名称为氯酸
4.用强光照射氯水,通过传感器可以获得如下数据图像,其中图1的pH是表示H+浓度的数据,pH越小,H+浓度越大。下列说法不正确的是
A.图1中pH下降主要原因是光照促进了HClO的电离
B.图2中氯离子浓度随HClO浓度的减小而增大
C.图3中O2体积分数增大主要是因为强光照使HClO分解产生了O2
D.0~150s内,随光照时间增长,氯水颜色变浅,溶液导电性增强
5.下列不能使有色布条褪色的物质是
A.氯水 B.次氯酸钠溶液 C.漂白粉溶液 D.氯化钙溶液
6.以下物质间的转化均能一步实现且均为氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
7.实验安全至关重要,下列行为不符合安全要求的是
A.取用金属钠时,应该用镊子 B.将实验剩余的钠投入废液缸中
C.液氯保存在钢瓶中 D.制备有毒气体的实验,在通风橱中进行
8.某实验小组进行的制备和性质探究,下列装置和药品能实现相应实验目的的是
A.利用甲制备 B.利用乙除去中混有的杂质
C.利用丙探究干燥的有无漂白性
D.利用丁观察和燃烧反应的火焰呈黄色
9.某学习小组用如图示的装置制备氯气并探究其性质,带孔的黑匣子是制备氯气的装置。下列对不同反应阶段的预测现象及推断均正确的是
A.干花褪色,说明具有漂白性
B.湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,说明次氯酸的酸性比其氧化性更强
C.淀粉溶液变蓝,说明发生了氧化还原反应
D.铁粉燃烧放出棕黄色烟,说明铁元素可以用焰色试验检验
10.已知还原性:。含等物质的量的和的混合溶液中通入的,有一半的变为。原溶液中和物质的量浓度均为
A.B.C. D.
11.利用数字传感器对氯水的光照实验进行数据采集与分析(已知:PH与浓度成反比),下列图示正确的是
A.B.C.D.
12.某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水,现象如图所示,下列有关该实验的说法不正确的是
A.该实验说明扩散速度比HClO分子快
B.该实验说明具有漂白性
C.久置的氯水酸性比新制氯水的酸性强
D.该实验说明不可以用pH试纸测氯水的pH
13.实验室制取少量氯水并探究其酸性,下列实验装置和操作能达到实验目的的是
用装置甲制取氯气
B.用装置乙制取氯水
C.用装置丙完全吸收多余的
D.用pH试纸测定氯水的pH
14.元素化合价和物质类别两个角度学习、
研究物质的性质,是一种行之有效的方法。
如图是氯元素形成物质的二维图的部分
信息。已知氯的化合价有、0、
、、、+7,下列说法正确的是
A.HClO中氯显价,见光易分解
B.反应④⑤⑥可得具有漂白性的氯化物
C.反应⑦⑧⑨⑩一定属于氧化还原反应
D.氯的最高价氧化物对应水化物的化学式为
15.和溶液反应产物的成分与温度高低有关,低温下:,高温下:。某温度下将通入过量的溶液中,反应得到、和的混合溶液,混合溶液中,则溶液中是
A. B. C. D.
16.某同学用下列装置制取并检验Cl2的性质。下列说法正确的是
A.Ⅰ图中:如果MnO2过量,盐酸就可全部消耗
B.Ⅱ图中:如果倒置的试管充满了氯气,水槽内装满水,经足够长的时间光照,试管内最后剩余气体为HCl和氧气
C.Ⅲ图中:生成蓝色的烟
D.Ⅳ图中:湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中至溶液呈酸性,结果有Cl2生成
17.下列关于氯气的叙述正确的是
A.铁在足量氯气中燃烧生成氯化亚铁
B.干燥的氯气能使干燥的有色布条褪色
C.氯气不能溶于水,可以用排水法收集氯气
D.氯气是一种黄绿色、有毒的气体
18.(2024·浙江·高考真题)工业上将Cl2通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是 B. ClO-水解生成使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强 D.溶液比溶液稳定
19.(2023·江苏·高考真题)实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去中的HCl
C.收集
D.吸收尾气中的
20.(2012·上海·高考真题)如图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变血红色
还原性:Fe2+>Cl-
21.(2022·广东·高考真题)实验室用和浓盐酸反应生成后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A.A B.B C.C D.D
22.(2020·天津·高考真题)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是
A.NaOH B.NaCl C.NaClO D.Na2CO3
23.(2014·江苏·高考真题)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
二、填空题
24.Cl2是一种常用的氧化剂,工业上用途广泛
(1)实验室制备Cl2通过MnO2+HCl(浓)→MnCl2+Cl2+H2O
①写出配平的离子方程式 ;
②将Cl2通入NaOH溶液中可以制备“84消毒液”,其主要成分是NaCl和NaClO,写出反应的离子方程式 ;
③某游泳池,由于工作人员将84消毒液(有效成分NaClO)与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池藻类快速生长,池水变绿。可能的原因是NaClO与H2O2反应产生O2促进藻类快速生长。该反应说明氧化性:NaClO H2O2(填“>”或“<”);当参加反应的NaClO和H2O2的个数比为1:1时,该反应的还原产物为 (填字母序号);
A.O2 B.H2O C.Cl2 D.NaCl E.NaClO2
(2)工业上可以用浓氨水检验输送氯气的管道是否泄漏,原理3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2
①该反应中氧化剂与还原剂的分子个数比为 ;
②请用单线桥标出该反应中电子转移的方向和数目 。
(3)KClO3与浓盐酸在一定温度下反应会生成Cl2和黄绿色的易爆物质ClO2,化学方程式:_____KClO3+____HCl(浓)=_____KCl+______ClO2+_____Cl2+________。
① (配平化学方程式)
②浓盐酸在反应中显示出来的性质是 。
a.只有还原性 b.还原性和酸性 c.只有氧化性 d.氧化性和酸性
25.氯及其化合物在生产生活中应用广泛,试回答:
(1)如图是一组探究氯气性质的装置。
现关闭活塞K,若有色布条是干燥的,溶液A为浓硫酸,
则有色布条 (填现象,下同)。现打开K,溶液
A为氢氧化钠溶液,通入的氯气是湿润的,布条是干燥的,则有色布条 。
(2)下图为氯元素的“价类二维图”的部分信息。请回答下列问题:
根据图中信息写出Y、Z的化学式: 、 。
(3)越来越多地取代以次氯酸盐为有效成分的漂白剂和消毒剂。其制取方法有多种,如图是其中的一种制取方法:
写出该反应的化学方程式并用单线桥表示电子转移的方向和数目: ,该反应的还原剂为 。
26.氯气是一种重要的化工原料,呈黄绿色,有毒,能与多种物质反应。用图所示装置Ⅰ可制取氯气,并对其性质进行一系列的实验探究。
回答下列问题:
(1)①装置Ⅰ中盛装浓盐酸的仪器名称是 。
②实验室利用装置A制氯气,反应的离子方程式是 。
(2)利用纯净、干燥的氯气与熔融金属锡反应可制备,将装置Ⅰ与装置Ⅱ连接起来可制备。已知:金属锡熔点为231℃,活泼性与铁相似;的沸点为114℃;易与水反应。
①装置E的作用是 。
②虚线框可选用下列装置中的 (填“甲”“乙”或“丙”)。
(3)将装置Ⅰ与装置Ⅱ连接起来探究氯气的漂白性及氧化性。
①F、G通入后,观察到的现象是 ,根据现象可得出结论:无漂白性,与水反应生成的有漂白性。
②实验开始后,观察到洗气瓶H中的现象是 。
③请设计一个实验,证明洗气瓶Ⅰ中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验操作): 。
④装置K的作用是 。
27.(2021·广东·高考真题)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为 。
(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为 。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中 已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是 。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。
猜想b:在水中的溶解度。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ:25℃的饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的饱和溶液
45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的饱和溶液中, 。
实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想成立,但不足以证明猜想成立。结合②中信息,猜想不足以成立的理由有 。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
5
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是 。
28.(2020·全国·高考真题)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.NaCl C.Ca(OH)2 D.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”)。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
C
A
D
C
B
B
C
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
B
B
B
B
D
D
B
C
D
21
22
23
D
C
D
1.A 2.A
【解析】1.A.中的氯元素为价,容易得电子,则具有氧化性,可用于水体消毒,A正确;
B.氯水呈酸性,但是其中的次氯酸具有漂白性,可使试纸褪色,则不可用试纸测氯水的值,B错误;
C.用盐酸除去铁锈是因为其具有酸性,与还原性无关,C错误;
D.见光易分解表现出不稳定性,而用作漂白剂是因为其有强氧化性,二者没有因果关系,D错误;
答案选A。
2.A.因酸性:,则溶液与空气中反应时,只能生成,离子方程式为,A正确;
B.在水中见光分解时,水不参与反应,离子方程式为,B错误;
C.与溶液在较低温度下反应生成漂白液,离子方程式为,C错误;
D.较高温度下,与溶液反应可生成,离子方程式为,D错误;
答案选A。
3.C
【分析】根据含氯元素物质的“价类”二维图,可确定a是HCl、b是Cl2、c是ClO2、d是HClO、e是HClO4、f是次氯酸盐、g是氯酸盐如KClO3。
【详解】A.在溶液中a与f,即盐酸与次氯酸盐可以发生反应得到bCl2,而c与g混合即ClO2与KClO3,二者都具有强氧化性,不能发生反应,A项错误;
B.d是HClO为弱酸,与NaOH溶液反应的离子方程式为,B项错误;
C.c是ClO2,具有强氧化性,是新型自来水消毒剂,C项正确;
D.e的化学式为HClO4,名称为高氯酸,D项错误;
答案选C。
4.A
【分析】在氯水中,存在如下反应:Cl2+H2OHCl+HClO,光照时发生反应2HClOHCl+O2↑,随着HClO的不断分解,Cl2与H2O不断发生反应,最后Cl2与H2O全部反应生成HCl和O2。
【详解】A.图1中,光照促进了HClO的分解,而不是电离,从而使溶液的pH下降,A不正确;
B.图2中,随着HClO的分解,Cl2与H2O不断发生反应,生成HCl的物质的量不断增大,所以氯离子浓度不断增大,B正确;
C.图3中,强光照使HClO分解产生了O2,所以O2体积分数增大,C正确;
D.0~150s内,随光照时间增长,Cl2与H2O不断发生反应,溶液中c(Cl2)不断减小,氯水颜色不断变浅,溶液中c(H+)、c(Cl-)离子浓度不断增大,溶液导电性不断增强,D正确;
故选A。
5.D
【详解】A.氯水中含有HClO,具有漂白作用,可以使有色布条褪色,A不符合题意;
B.次氯酸钠溶液中可以生成具有漂白性的HClO,使有色布条褪色,B不符合题意;
C.漂白粉的有效成分为次氯酸钙,可以生成具有漂白性的HClO,使有色布条褪色,C不符合题意;
D.氯化钙溶液不具有漂白作用,不能使有色布条褪色,D符合题意;
答案选D。
6.C
【详解】A.Cu与O2反应生成CuO属于氧化还原反应,CuO与H2SO4发生复分解反应生成CuSO4和水,不属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.CaO与水化合成Ca(OH)2,Ca(OH)2与反应生成和水,此转化过程中的反应都不是氧化还原反应,B不符合题意;
C.Cl2与水反应生成HCl和HClO,HClO见光分解生成HCl和氧气,此转化过程中的两步反应都有元素化合价的升降,均属于氧化还原反应,C符合题意;
D.Na2CO3与HCl发生复分解反应生成NaCl、和水,NaCl与AgNO3发生复分解反应生成NaNO3和AgCl沉淀,此转化过程中的反应都不是氧化还原反应,D不符合题意;
答案选C。
7.B
【详解】A.金属钠会和手上汗液中的水反应放出大量热,同时生成的氢氧化钠有腐蚀性,取用金属钠时,应该用镊子,符合安全要求,A不符合题意;
B.钠能与水反应生成可燃性气体氢气,直接扔废液缸不安全,应将实验剩余的钠放回原瓶,B符合题意;
C.常温下氯气和铁不反应,氯气可保存在钢瓶中,符合安全要求,C不符合题意;
D.制备有毒气体的实验,在通风橱中进行,防止气体中毒,符合安全要求,D不符合题意;
故选B。
8.B
【详解】A.浓盐酸与二氧化锰反应加热条件下制取氯气,图中缺少酒精灯,故A错误;
B.HCl极易溶于水,食盐水抑制氯气的溶解,导管长进短出、洗气可分离,故B正确;
C.氯气与水反应生成的HClO可使鲜花褪色,不能探究Cl2无漂白性,应选干燥的有色花,故C错误;
D.氢气具有可燃性,向氯气中通入干燥的氢气,氢气燃烧发出苍白色火焰,故D错误;
故选:B。
9.C
【分析】带孔的黑匣子是制备氯气的装置,氯气与水反应生成HCl与HClO,该溶液具有酸性和漂白性,因此湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色;干燥的氯气不具备漂白性,因此干花不褪色;铁粉与Cl2在加热的条件下剧烈反应生成氯化铁;氯气具有氧化性,可氧化I−生成I2,使淀粉−KI溶液变蓝,用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气。
【详解】A.带孔的黑匣子是制备氯气的装置,经无水CaCl2干燥后逸出的氯气不具有漂白性,则干花不褪色,A项错误;
B.氯气与水反应生成HCl与HClO,湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,说明H+(主要是HCl电离出的)与石蕊反应显色的速率大于次氯酸漂白石蕊的速率,与次氯酸自身的酸性和氧化性强弱没有因果关系,B项错误;
C.氯气具有氧化性,可氧化I-生成I2,使淀粉-KI溶液变蓝,C项正确;
D.铁粉与Cl2在加热的条件下反应生成棕黄色氯化铁颗粒,与焰色试验无关,D项错误;
故答案选C。
10.D
【详解】亚硫酸的还原性强于溴离子,通入0.02mol氯气,优先与亚硫酸反应,亚硫酸反应完全后再与溴离子反应,溶液中溴化氢和亚硫酸的物质的量相等,设其物质的量为x,根据反应方程式、,则与亚硫酸反应消耗氯气的物质的量为x,与溴离子反应消耗的氯气的物质的量为0.25x,则有1.25x=0.02,解得x=0.016mol,故原溶液中溴化氢和亚硫酸的物质的量浓度为,故选D。
11.B
【分析】次氯酸在光照条件下分解生成盐酸和氧气,反应方程式为:2HClO2HCl+O2↑,由此分析回答。
【详解】A.对氯水进行光照,次氯酸分解生成盐酸和氧气,酸性增强,pH下降,A错误;
B.由次氯酸分解方程式可知,氧气的体积分数变大,当分解结束时,氧气体积分数不再变化,B正确;
C.由次氯酸分解方程式可知生成HCl,Cl-浓度增大,当分解结束时,氯离子的浓度不再变化,C错误;
D.次氯酸分解产生盐酸,盐酸是强电解质,因此电导率增大,当分解结束时,电导率不再变化, D错误;
故选B。
12.B
【详解】A.新制氯水中:Cl2+H2O+Cl-+HClO,使pH试纸呈红色,HClO具有漂白性,滴加氯水的中间区域为白色,而周围变为浅红色,说明扩散速度比HClO分子快,故A正确;
B.氯水中既有Cl2,又有HClO,该实验不能说明具有漂白性,故B错误;
C.久置的氯水中HClO分解:,生成HCl,所以酸性比新制氯水的酸性强,故C正确;
D.新制氯水中:Cl2+H2O+Cl-+HClO,使pH试纸呈红色,HClO具有漂白性,滴加氯水的中间区域为白色,说明不可以用pH试纸测氯水的pH,故D正确;
故答案为:B。
13.B
【详解】A.用装置甲制取氯气,需用浓盐酸,需要加热,A选项错误;
B.首先用饱和食盐水除去挥发的氯化氢气体,用装置乙制取氯水,B选项正确;
C.微溶于水,澄清石灰水浓度较小,不能完全吸收多余的,导致吸收效果不好,C选项错误;
D.氯水具有漂白性,不能用pH试纸测量,应用pH计检测,D选项错误;
故答案选B。
14.B
【详解】A.次氯酸中氧元素化合价为—2价、氢元素的化合价为+1价,由化合价代数和为0可知,氯元素化合价+1价,故A错误;
B.由图可知,反应④为氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应⑤为氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应⑥为氯气与氢氧化钙溶液反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应生成的次氯酸、次氯酸钠和次氯酸钙都具有强氧化性,能使有机色质漂白褪色而表现漂白性,故B正确;
C.由图可知,反应⑦为次氯酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和次氯酸,反应中没有元素化合价发生变化,属于非氧化还原反应,故C错误;
D.氯元素最高正化合价为+7,最高价氧化物对应水化物为,故D错误;
故选B。
15.B
【详解】反应后,假设为,则为,根据电子得失数目相等,可知溶液中有关系式:,,则,所以溶液中,故选B。
16.D
【详解】A.MnO2与稀盐酸不反应,MnO2过量时,随着反应的进行,盐酸浓度逐渐减小,盐酸不能完全反应,A错误;
B.HCl易溶于水,试管中最后剩余气体是O2,B错误;
C.铜在氯气中燃烧生成CuCl2,产生棕黄色的烟,C错误;
D.NaOH溶液吸收Cl2时,生成NaCl、NaClO和H2O,烧杯中滴加硫酸至溶液呈酸性,发生反应:Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O,产生Cl2,D正确;
故答案选D。
17.D
【详解】A.氯气具有强氧化性,则铁在足量氯气中燃烧生成氯化铁,故A错误;
B.氯气不具有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,氯气溶于水生成的HClO才具有漂白性,故B错误;
C.氯气能溶于水,并与水能发生反应,所以不能用排水法收集氯气,故C错误;
D.氯气是一种黄绿色、有刺激性气味、有毒的气体,故D正确;
故选:D。
18.B
【详解】A.漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl),有效成分是次氯酸钠,A正确;
B.ClO-水解生成HClO,水解方程式为ClO-+H2O HClO+OH-,使漂白液呈碱性,B错误;
C.通入CO2后,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,漂白液消毒能力增强,C正确;
D.次氯酸不稳定,次氯酸盐稳定,所以热稳定性NaClO>HClO,D正确;
答案选B。
【点睛】
19.C
【详解】A.实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A错误;
B.除去中的HCl可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,应该长进短出,B错误;
C.氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;
D.对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D错误。
故选C。
【点睛】
20.D
【分析】向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸,发生反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,生成的Cl2在培养皿内扩散,并与a、b、c、d、e的滤纸中相关溶液中的溶质发生反应。
【详解】A.a处发生反应Cl2+2KI=2KCl+I2,生成的I2使淀粉变蓝,b处发生反应Cl2+NaBr=2NaCl+Br2,表明氧化性:Cl2>Br2和Cl2>I2,不能说明氧化性:Br2>I2,A不正确;
B.c处发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,HCl具有酸性,HClO具有漂白性,则可以说明氯气与水反应生成酸性和漂白性物质,蓝色石蕊试纸先变红后褪色,B不正确;
C.d处,氯气与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,而使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,不是氯气与水生成了漂白性物质,C不正确;
D.e处变血红色是氯气氧化Fe2+生成Fe3+的结果,表明发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,则还原性:Fe2+>Cl-,D正确;
故选D。
21.D
【详解】A.浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A装置能达到实验目的,故A不符合题意;
B.氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,故B不符合题意;
C.湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C不符合题意;
D.氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,D装置不能达到实验目的,故D符合题意;
答案选D。
22.C
【详解】工业上用Cl2与NaOH溶液反应制取“84消毒液”,反应原理为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,NaClO具有强氧化性,能用于杀菌消毒,故“84消毒液”的主要有效成分是NaClO,答案选C。
23.D
【详解】A、氯气是黄绿色气体,因此氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2,A正确;
B、向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,白色沉淀是氯化银,这说明氯水中含有Cl-,B正确;
C、向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,气体是CO2,这说明氯水中含有H+,C正确;
D、向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明反应中有氯化铁生成。由于氯气也能把氯化亚铁氧化生成氯化铁,因此不能说明氯水中含有HClO,D不正确。
答案选D。
24.(1) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2O Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O > D
(2) 3:2
(3) 2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2+Cl2+2H2O b
【详解】(1)①实验室通过MnO2与浓HCl共热制备Cl2,反应中,部分氯元素从-1价升高到0价生成氯气、锰元素从+4价降低到+2价,则按得失电子数守恒得MnO2、MnCl2、Cl2的化学计量数依次为1、1、1,结合元素质量守恒得: MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,则配平的离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2O
②将Cl2通入NaOH溶液中可以制备“84消毒液”,其主要成分是NaCl和NaClO,反应中,部分氯元素从0价升高到+1价生成次氯酸钠、部分氯元素从0价降低到-1价生成氯化钠,则按得失电子数守恒得NaCl和NaClO的化学计量数依次为1、1,结合元素质量守恒得:,则写出反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
③H2O2被NaClO氧化产生O2,H2O2中氧元素化合价升高,NaClO中氯元素化合价降低,则说明反应中NaClO为氧化剂,H2O2为还原剂,因此可说明物质的氧化性:NaClO>H2O2。当参加反应的NaClO与H2O2反应的分子个数比为1∶1时,1个H2O2反应失去2 个电子,则1个 ClO-反应得到2个电子,Cl元素化合价降低2价,反应前在NaClO中Cl为+1价,因此反应后Cl的化合价为-1价,因此还原产物为NaCl,故合理选项是D;
(2)① 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2中,Cl2中Cl的化合价从0价降低到-1价,作为氧化剂,NH3中N的化合价由-3价升高到0价,作为还原剂,但是8个NH3中只有2个N的化合价升高,故氧化剂与还原剂的分子个数比为3∶2;
②根据得失电子数守恒,结合①,用单线桥标出该反应中电子转移的方向和数目为: 。
(3)①KClO3与浓盐酸在一定温度下反应会生成Cl2和黄绿色的易爆物质ClO2,根据同种元素的氧化还原反应中,元素价态“只靠拢、不交叉”的原则可知,KClO3中Cl的化合价由+5价降低到ClO2中Cl的+4价,中Cl的化合价由-1价升高到Cl2中Cl的0价,按得失电子守恒, KClO3、ClO2、Cl2的化学计量数依次为2、2、1,结合元素质量守恒得:化学方程式: 2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2+Cl2+2H2O。
②反应中HCl中部分Cl从-1价升为0价,故体现了还原性;HCl电离出H+参与了反应生成H2O、另一部分盐酸中的氯离子为氯化钾提供了酸根,故体现了酸性。浓盐酸在反应中显示出来的性质是:还原性和酸性;
选b。
25.(1) 不褪色 褪色
(2) HClO
(3)
【详解】(1)氯气和水生成漂白性的次氯酸,干燥的氯气不能使有色布条褪色,故溶液A为浓硫酸干燥氯气后,则有色布条不能褪色;打开K,溶液A为氢氧化钠溶液,通入的氯气是湿润的,氯气和水生成漂白性的次氯酸,次氯酸能使有色布条褪色;
(2)根据氯元素的化合价和物质种类可知,Y为Cl的+7价的氧化物,即Cl2O7;Z为Cl的+1价的酸,即HClO;
(3)由图可知,反应物为硫酸、亚硫酸钠和氯酸钠,产物有二氧化氯和硫酸钠,依据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式用单线桥表示电子转移的方向和数目为:,而还原剂化合价升高,因此还原剂为。
26.(1) 分液漏斗
(2) 收集和冷凝 丙
(3) F中布条不褪色,G中布条褪色 溶液先变红后褪色 取少量Ⅰ中溶液于试管中,加入足量稀盐酸,充分振荡后滴加溶液,若有白色沉淀生成,则证明Ⅰ中亚硫酸钠已被氧化 吸收多余的,防止污染空气
【分析】装置A 中圆底烧瓶内发生反应为二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,结合化学方程式定量关系计算反应中被氧化的HCl 与消耗的HCl物质的量之比;制备得到的氯气中含杂质气体氯化氢、水蒸气,通过饱和食盐水、浓硫酸除去得到干燥纯净的氯气;氯气无漂白性,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性。
【详解】(1)①装置A用于制备氯气,装浓盐酸的是分液漏斗;
故答案为分液漏斗;
②圆底烧瓶内发生反应的离子方程式是;
故答案为;
(2)①硬质玻璃管中氯气与Sn在加热条件下反应生成,结合已知信息装置E的作用就是收集和冷凝;
故答案为收集和冷凝;
②氯气有毒,需要进行尾气处理,另外易与水反应,需要防止水蒸气进入,图甲溶液中的水蒸气会进入锥形瓶中与反应,图乙盛装浓硫酸的洗气瓶中的导管应该长进短出。所以虚线框中的试剂最好选用碱石灰,吸收的同时防止空气中的水蒸气进入;
故答案为丙;
(3)①干燥的氯气没有漂白性,次氯酸具有漂白性,则将氯气依次通过盛有干燥红色布条的集气瓶和盛有湿润红色布条的集气瓶,可观察到的现象是F中布条不褪色,G中布条褪色。
故答案为F中布条不褪色,G中布条褪色;
②氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,故洗气瓶H中的紫色石蕊溶液先变红后褪色。
故答案为溶液先变红后褪色;
③若洗气瓶Ⅰ中的亚硫酸钠已被氧化,则生成硫酸钠,检验即可,故实验操作为取少量1中溶液于试管中,加入足量稀盐酸,充分振荡后滴加溶液,若有白色沉淀生成且沉淀不消失,则证明Ⅰ中亚硫酸钠已被氧化;
故答案为取少量Ⅰ中溶液于试管中,加入足量稀盐酸,充分振荡后滴加溶液,若有白色沉淀生成,则证明Ⅰ中亚硫酸钠已被氧化;
④装置K的作用是吸收多余的,防止污染空气;
故答案为吸收多余的,防止污染空气。
27. MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O c-d-b-a-e HClO 取少量溶液于试管中,加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl- 1.3410-5 测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度 45℃ II 45℃ A3>B2>B1
【详解】(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取,化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气,因此接口连接顺序为c-d-b-a-e,故答案为:c-d-b-a-e;
(3)久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验的方法:取少量溶液于试管中,加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-,故答案为:HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-;
(4)⑤25℃时,,根据沉淀溶解平衡可知,饱和的溶液中,所以有==1.3410-5;
实验1~3中,不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同,根据资料显示离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大,所以根据实验1~3无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大,进而不能得出溶解度关系,故答案为:1.3410-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;
⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样II在45℃下测试与实验3比较。故答案为:45℃;II;45℃;
⑦猜想成立的判断依据是A3>B2>B1,故答案为:A3>B2>B1。
28. 圆底烧瓶 饱和食盐水 水浴加热 Cl2+2OH−=ClO−+Cl−+H2O 避免生成NaClO3 吸收尾气(Cl2) A 过滤 少量(冷)水洗涤 紫 小于
【分析】本实验目的是制备KClO3和NaClO,并探究其氧化还原性质;首先利用浓盐酸和MnO2粉末共热制取氯气,生成的氯气中混有HCl气体,可在装置a中盛放饱和食盐水中将HCl气体除去;之后氯气与KOH溶液在水浴加热的条件发生反应制备KClO3,再与NaOH溶液在冰水浴中反应制备NaClO;氯气有毒会污染空气,所以需要d装置吸收未反应的氯气。
【详解】(1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶;a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体;
(2)根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热,该加热方式为水浴加热;c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠,结合元素守恒可得离子方程式为Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O;根据氯气与KOH溶液的反应可知,加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐,所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3;
(3)氯气有毒,所以d装置的作用是吸收尾气(Cl2);
A.Na2S可以将氯气还原成氯离子,可以吸收氯气,故A可选;
B.氯气在NaCl溶液中溶解度很小,无法吸收氯气,故B不选;
C.Ca(OH)2溶液浓度较小,吸收氯气效果较差,故C不选;
D.氯气与硫酸不反应,且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度,故D不选;
综上所述可选用试剂A;
(4)b中试管为KClO3和KCl的混合溶液,KClO3的溶解度受温度影响更大,所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量(冷)水洗涤、干燥,得到KClO3晶体;
(5)1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化,2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质,即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO;碘单质更易溶于CCl4,所以加入CCl4振荡,静置后CCl4层显紫色。
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