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第12课
氧及其化合物
普查与练习121
氧及其化合物
1. 氛气性质及应用
(1)(2026汇编,4分)下列有关氧气的说法正确的是
(填序号)。
①Cl制备84消毒液(主要成分是NaClO):Clh+2OH---C1-+CIO-+HO(2023北京
真题)
电解
②在给定的条件下,下列物质间的转化能够实现:NaCl(aq)
Cl:(g)---re(s)△FeCl.
(s)(江苏经典真题)
③过量的铁在氢气中燃烧时生成FeCl
4用同一针简先后抽取80mL氢气、20mL.水,振荡,气体完全溶解,溶液变为黄绿色
(浙江经典真题)
向FeBr:溶液中通入过量Cl:2Fe2++Cl--2Fe3++2C1(海南经典真题
水与Cl反应时,水表现出氧化性(北京经典真题
湿润的淀粉礁化钾试纸遇氢气变蓝:3Cl+I+3HO-6C1-+1O-3+6H+(北京经
典真题)
⑧氧气、臭氧、二氧化氧都可用于饮用水的消毒(2022.01浙江选考)
答案:①⑧
解析:84消毒液的制备原理:Cl和NaOH溶液反应生成NaCl、NaCIO和H.O,除了
Cl.和HO不能拆,其余均可拆写为离子形式,故①正确。电解饱和食盐水可制取氧气,氧
气具有强氧化性,与铁反应生成FeCl,故②错误。铁与氧气反应的产物与量无关,只能生
成FeCl,即过量的铁在氧气中燃烧时生成FeCl,故③错误。氧气可溶于水,在常温时,1
体积水大约能溶解2体积氧气,因而20mL水大约能溶解40mL氢气,气体大约剩余40mL
未溶解,故④错误。FeBr,电离产生的Fe2+、Br一都具有还原性,向该溶液中通入过量Cl,
Fe2+、Br一都会被氧化,离子方程式为2Fe2++4Br+3Cl --2Fe3++2Br+6CI,故错
误。Cl十HO一HCl十HClO,HO中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是
氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故错误。湿润的淀粉化钾试纸
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遇氧气变蓝是由于氢气与碑离子反应生成碑单质,淀粉遇单质变蓝,发生的反应为Cl+
2I-L十2C1,故错误。氧气、臭氧、二氧化氧都具有强氧化性,能杀菌消毒,都可用
于饮用水的消毒,故⑧正确。
点燃
“2HCl。下列说法不正确的是(
(2)(2022北京真题,3分)已知:H+Cl
~
H.在Cl.中燃烧
A. H分子的共价键是s一so键,Cl分子的共价键是s一pg键
B. 燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C. 停止反应后,用蘸有浓氛水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D. 可通过原电池将H.与Cl。反应的化学能转化为电能
答案:A
解析:H:分子里的H-H键是由两个s轨道“头碰头”重叠形成的,称为s一so键,Cl
分子里的Cl一C1键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的,称为p一po键,故A项错误,
符合题意。HC1气体极易溶于水,遇到空气中的水蒸气后立即形成盐酸小液滴,即白雾,故
B项正确,不符合题意。浓氛水易挥发,挥发的氛气和HCl气体反应生成氧化按固体小颗粒
形成白烟,故C项正确,不符合题意。H.与Cl的反应是能够自发进行的氧化还原反应,可
通过原电池将H,与Ch反应的化学能转化为电能,故D项正确,不符合题意。
(3)(2022北京真题,14分)某小组同学探究不同条件下氢气与二价化合物的反应。
资料:a.Mn2+在一定条件下被Cl或ClO一氧化成MnO(棕黑色)、MnO2一4(绿色)
MnO-4(紫色)。
b. 浓碱条件下,MnO一4可被OH一还原为MnO2-4。
c. Ch的氧化性与溶液的酸碱性无关;NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)。
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恒压滴液漏斗
-10%盐酸
10mL物质
a中加入5滴
试剂:
NaOH
0.1 mol·L-
-KMnO.
溶液
MnSO.溶液
A
B
C
D
C中实验现象
序号
物质a
通入Cl前
通入Cl后
产生棕黑色沉淀,且放
_
水
得到无色溶液
置后不发生变化
棕黑色沉淀增多,放置
产生白色沉淀,在空气
5%NaOH.溶液
后溶液变为紫色,仍有
中缓慢变成棕黑色沉淀
沉淀
棕黑色沉淀增多,放置
产生白色沉淀,在空气
III
40%NaOH溶液
后溶液变为紫色,仍有
中缓慢变成棕黑色沉淀
沉淀
①B中试剂是
②通入Cl前,II、III中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为
③对比实验1、II通入Ch后的实验现象,对于二价化合物还原性的认识是
④根据资料b,III中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原
因:
原因一:可能是通入Cl,导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将MnO2一4氧化为MnO一4。
1.用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因
但
通过实验测定,溶液的减性变化很小
ii.取III中放置后的1mL悬浊液,加入4mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色
且绿色缓慢加深。溶液紫色迅速变为绿色的离子方程式为
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溶液绿色缓慢加深,原因是MnO。被 (填“化学式”)氧化,可证明III的悬浊液中氧
化剂过量。
ii.取III中放置后的1mL悬浊液,加入4mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是
iV.从反应速率的角度,分析实验III未得到绿色溶液的可能原因
答案:①饱和NaC1溶液(1分)
②2Mn(OH+O-2MnO+2HO(2分)③二价化
合物在中性或弱酸性条件下只能被氧化到MnO,在减性条件下可以被氧化到更高价态(2分)
④i2NaOH+Cl-NaCl+NaClO+HO()ii4MnO-4+4OH--4MnO2-4+O+
2HO2分)NaCIO(1分)i.3CIO-+2MnO+2OH--2MnO-4+3C1-+HO(2分)iv
溶液中存在反应:4MnO-4+4OH---4MnO2-4+O1+2HO、2MnO2-4+Cl0+
HO2MnO一4+C1+2OH,在浓破条件下,c(OH)和c(ClO-)均很大时,后者反应速
率快于前者(3分)
解析:在装置A中HC1与KMnO.发生反应制取Cl,由于盐酸具有挥发性,为排除HC
对Cl性质实验的干扰,在装置B中盛有饱和NaC1溶液,除去Cl中的杂质HCl,在装置C
中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl与MnSO.的反应,装置D是尾气处理装置,目
的是除去多余Cl,防止造成大气污染。
①B中试剂是饱和NaC1溶液,作用是吸收Cl中的杂质HC1气体。
②通入Cl前,II、III中Mn2+与NaOH溶液中电离产生的OH反应产生Mn(OH)白色
沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色的MnO,则沉淀由白色变为
棕黑色的化学方程式为2Mn(OH+O--2MnO+2HO。
③实验II溶液变为紫色,说明有MnO一4产生,可得到结论:二价化合物在中性或弱
酸性条件下只能被氧化到MnO,在碱性条件下可以被氧化到更高价态。
④1Cl,与NaOH反应产生NaCl、NaClO、HO,使溶液碱性减弱,反应的化学方程式
为2NaOH+Cl--NaCl+NaClO+HO。i.取III中放置后的1mL悬浊液,加入4mL40%
NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱
条件下,MnO一4可被OH还原为MnO2一4,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒
可知该反应的离子方程式:4MnO-4+4OH---4MnO2-4+O1+2H.O。溶液绿色缓慢加
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深,原因是MnO,被NaCIO氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量。i取III中放置后的1
mL悬浊液,加入4mL水,溶液减性减弱,紫色缓慢加深,说明C1O一将MnO,氧化为MnO-4
发生反应:3C1O-+2MnO+2OH--2MnO-4+3C1-+HO。iv.溶液中存在反应:4MnO-4
+4OH--4MnO2-4+O+2HO、2MnO2-4+C10-+HO-2MnO-4+Cl-+20H.
在浓碱条件下,c(OH一)和c(ClO一)均很大时,后者反应速率快于前者。
2. 次氢酸和次氢酸盐性质及应用
(4)(2026汇编,4分)下列说法正确的是
(填序号)。
①NaC1O溶液呈减性,故可用作消毒剂(2023.01浙江选考)
②NaClO、KClO。等氢的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强(河北经典真题
③向NaClO溶液中滴加酬融试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反
应(山东经典真题)
④向次氢酸溶液通入足量二氧化碳:ClO+CO.+HO-HClO+HCO-3(202306渐
江选考)
电解
石灰水
Clg)
下列转化在给定条件下能够实现:NaCI(aq)
漂白粉(s)(江苏经典真题)
KCIO减性溶液与Fe(OH:反应:3CIO-+2Fe(OH--2FeO2-4+3Cl-+4H++HC
室温下0.1molL-1KI溶液中,Na+、K+、ClO-、OH可大量共存
⑧漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果(2022全国II真题
答案:②③④
解析:NaC1O溶液可用于杀菌消毒,是因为其具有强氧化性,不是因为其具有碱性,故
①错误。NaClO、KClO,等氢的含氧酸盐在酸性介质中,氧化能力更强,故②正确。先变红
说明溶液显碱性,证明NaClO在溶液中发生了水解,水解反应方程式为NaClO+H.O-
NaOH十HCIO,水解产生的HClO具有漂白性,可使溶液褪色,故③正确。酸性:HCO
>HClO>HCO一3,向次氢酸溶液通入足量二氧化碳,反应生成碳酸氢和次氢酸:ClO
一+CO+HO-HClO+HCO一3,故④正确。第一步可以实现,第二步中石灰水太稀得不
电解
到漂白粉,制取漂白粉应用石灰孔,NaCI(aq)
tClg)
液中,产物不能存在氢离子,正确的离子方程式为3ClO-+2Fe(OH):+4OH-2FeO2-4
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+3Cl一+5HO,故错误。ClO一能够氧化I,在溶液中不能大量共存,故错误。漂白粉
的主要成分是次氢酸,与盐酸混合后发生反应:CIO-+CI-+2H+-Cl1+HO,不能
提高消毒效果,故⑧错误
(5)(多选)(2022海南真题,4分)NaCIO溶液具有漂白能力。已知25C时,K.(HC1O)
4.0X10-8。下列关于NaCIO溶液说法正确的是(
)
A. 0.0lmolL-1溶液中,c(Clo-)<0.0lmolL-1
B. 长期露置在空气中,释放Cl,漂白能力减弱
C. 通入过量sO,反应的离子方程式为sO+C1O+HOHSO-3+HC1C
D. 25C,pH=7.0的NaCIO和HClO的混合溶液中,c(HC1O)e(CIO-)=e(Na+)
答案:AD
解析:NaClO为强破弱酸盐,ClO-在水中发生水解,故0.01molL-1NaClO溶液中
c(ClO)<00lmolL-1,故A项正确。长期露置在空气中,次氢酸纳会转化为HClO,HCIO
不稳定易分解,产生HC1与O,漂白能力减弱,故B项错误。二氧化疏具有还原性,能与
NaClO发生氧化还原反应,通入过量的二氧化碗,反应的离子方程式为SO+ClO一十
HO-SO2-4+2H++C1-,故C项错误。25C,pH=70的NaCIO和HCIO的混合溶液中
cH)=c(OH),K(HClO)=c(H+)(ClO-)c(HClO)=40x10-8,代入H+)=10-
molL-1得c(ClO-)c(HClO)=0.4,可知c(HClO)c(ClO-),根据电荷守恒有cH+)+
(Na )=c(OH一)+c(ClO),则c(HCiO)>a(ClO)=cNa),故D项正确
3. 氛水性质及应用
a.氛水成分分析
(6)(经典题,2分)将氧水加入下列4种试剂中。根据实验现象,得出的结论不正确的是
(
)
试剂
现象
结论
。
产生白色沉淀
硝酸酸化的AgNO:溶液
氢水中含有Cl-
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B
CaCO;固体
固体表面有气泡冒出
氧水具有酸性
C
KBr溶液
溶液变黄
氢水具有氧化性
D
滴加酬的NaSO:溶液
红色褪去
Cl具有漂白性
答案:D
解析:将氢水加入硝酸酸化的AgNO;溶液中,反应产生白色沉淀,是氢离子与银离子反
应得到的AgC1沉淀,说明氢水中含有Cl二,故A项正确,不符合题意。将氧水加入CaCO
固体中生成了二氧化碳气体,能证明溶液呈酸性,故B项正确,不符合题意。将氧水滴入
KBr溶液中,溶液变黄,说明生成了澳单质,氧水将澳离子氧化为澳单质,说明氛水具有氧
化性,故C项正确,不符合题意。氧水具有强氧化性,将NaSO。氧化成了疏酸纳,疏酸钟
不水解,溶液不再显减性,红色褪去,结论不正确,故D项错误,符合题意。
b.氧水中Cl+H,O-HCl+HClO平衡移动的应用
(7)(2022.06浙江选考,2分)关于反应Cl(g)+HOd)HClO(aq)+H(aq)+Cl(aq)
AH~0,达到平衡后,下列说法不正确的是(
)
A. 升高温度,氧水中的c(HClO)减小
B. 氢水中加入少量醋酸纳固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大
C. 取氢水稀释,c(C一)c(HClO)增大
D. 取两份氢水,分别滴加AgNO;溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液
变蓝色,可以证明上述反应存在限度
答案:D
解析:该反应放热,升高温度,平衡逆向移动且HClO受热分解,HC1O浓度减小,故A
项正确,不符合题意。加入醋酸钟固体,醋酸纳与H+反应,生成CH;COOH,平衡向正反应
方向移动,cHClO)增大,故B项正确,不符合题意。氢水稀释,平衡正向移动,而
(HClO)和a(C1)均减小,但HCIO本身也存在电离平衡HCIOH++CIO,稀释促进了
HClO的电离,使c(HClO)减少更多,因此c(C1一)c(HClO)增大,故C项正确,不符合
题意。次氢酸具有强氧化性,也能够氧化KI,使淀粉化钾溶液变蓝,不能说明溶液中含有
Cl,因此不能证明上述反应存在限度,故D项错误,符合题意。
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4. 氛气的实验室制备
(8)(2026汇编,4分)下列有关实验室制备氧气的说法正确的是
(填序号)。
①用如图装置和试剂完成实验室制C(2023北京真题
②高酸钾与浓盐酸制氢气的反应:MnO-4+4Cl-+8H+-Mn2++2Cl++4HC
③用浓疏酸或碱石灰干燥Cl
④用排气法收集C时,不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集湖
50mL12molL-1盐酸与足量MnO.共热,转移的电子数为0.3N(设N.为阿伏加德罗
常数的值)
答案:①④
解析:加热条件下MnO,将HC1氧化为Cl,该装置可用于固液加热的反应制备Cl,故
①正确。高酸钾与浓盐酸制氢气的反应的离子方程式:2MnO一4+10C1-+16H+--2Mn2
++5Ch+8HO,故②错误。Cl能与碱石灰反应,不能用碱石灰干燥Cl,故③错误。当
整个集气瓶充满黄绿色气体时表明已收集满,故④正确。50mL12molL一1盐酸含n(HCl)
-0.6mol,若完全反应转移电子数为0.3N,但随着反应进行,浓盐酸变稀,反应不再进行
不能完全反应,转移电子数小于0.3N,故错误。
(9)0广东经典真题,6分)含氢物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软键
矿(主要成分是MnO)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“氧气”)。
①实 验 室 沿 用 舍 勒 的 方法 制取 Cl的化学方程 式 为
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②实验室制取干燥Cl时,净化与收集Cl所需装置的接口连接顺序为
(按气流方向,用小写字母表示)
_d
浓HsO.
.饱和
食盐水
NaOH
溶液
③某氢水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氢水中 已分解。检验此久置氢水
中C1一存在的操作及现象是
答案:①MnO+4HCI(浓)
②c-d-b一a-e(2分)
③
HCIO(1分)取少量久置氧水于试管中,先向溶液中加入过量稀硝酸,再加入AgNO,溶液
若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有C1(2分)
解析:①实验室通常采用浓盐酸和MnO,加热反应制取Ch,化学方程式为MnO+4HC
(浓)MnCl+Cl十+2HO。
②制取的氢气中混有氧化氢、水蒸气杂质,氢气采用向上排空气法收集,氧气有毒,必
须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氢化氢气体,浓磕酸除去水蒸气,最后用NaOH
溶液吸收尾气,因此接口连接顺序为c-d一b一a一e。
③氢水久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验C1存在的方法为取少量
久置氢水于试管中,先向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中其他离子的干扰,再加入少量
AgNO;溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有C1二。
随堂普查练121
1.(2026汇编,4分)下列有关氧及其化合物的说法错误的是
(填序号)。
①H+、Na+、C1、MnO一4能大量共存,粒子间不反应(湖南经典真题)
②用如图实验装置(夹持装置略)制备Cl(2022重庆真题
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过MnO.
③Cl通入水中制氧水:Cl+HO2H++Cl+CIO(江苏经典真题
④利用下列装置和试剂除去Cl,中的HCI并干燥(福建经典真题
碗酸
浓疏酸
久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO,是因为漂白粉的有效成分是CaCO(2023广东
真题)
含氢消毒剂用于环境消毒的过程涉及氧化还原反应(山东经典真题)
石惹溶液滴入氧水中,溶液变红,随后迅速褪色
⑧氧水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等
答案:①②③
解析:在酸性条件下MnO一4能将C1一氧化为Cl,不能大量共存,故①错误,符合题意。
实验室用二氧化与浓盐酸制备氧气时需要加热,故②错误,符合题意。次氧酸是弱酸,氧
气通入水中反应的离子方程式:Cl+HOH++Cl+HClO,故③错误,符合题意。稀
疏酸中含有大量氢离子,可以抑制氢气的溶解,而稀疏酸中的水可以吸收除去HC,洗气后
再用浓疏酸干燥,故④正确,不符合题意。漂白粉的有效成分是次氢酸,久置空气中的漂
白粉遇盐酸产生CO,是由于次氢酸变质,次氢酸和空气中的二氧化碳、水反应生成碳酸
铤,碳酸和盐酸反应生成二氧化碳,故错误,符合题意。含氢消毒剂用于环境消毒,是
利用其强氧化性,涉及氧化还原反应,故正确,不符合题意。Cl与HO反应生成HC1和
HCIO,HC1在水溶液中电离出氢离子使溶液显酸性,从而使石藏溶液变红,HCIO因为具有
强氧化性,使溶液迅速褪色,故正确,不符合题意。氧水具有强氧化性,因此可以用于漂
白纸张、织物等,故⑧正确,不符合题意。
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