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课时检测训练11 氯及其重要化合物
➢ 对应学生用书P285
1.(2024·江苏无锡调研)含氯物质在生产生活中应用广泛。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.Cl2能溶于水,可用于工业制盐酸
B.ClO2有强氧化性,可用于水体消毒
C.HClO溶液显酸性,可用作漂白剂
D.NH4Cl受热易分解,可用作氮肥
解析 氯气在点燃条件下能与氢气反应生成氯化氢,工业上常用于制盐酸,A项不具有对应关系;二氧化氯具有强氧化性,能使蛋白质变性而起到消毒作用,常用于水体消毒,B项具有对应关系;次氯酸具有强氧化性,能将有色物质氧化为无色物质,常用作漂白剂,C项不具有对应关系;氯化铵中铵根离子易被农作物吸收,可用作氮肥,D项不具有对应关系。
答案 B
2.(2025·辽宁高三期末五校联考)氯及其化合物转化关系如图所示,NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L Cl2中含有的质子数为17NA
B.400 mL 0.1 mol·L-1HClO溶液中,含有的ClO-数为0.04NA
C.25 ℃时,100 mL 0.1 mol·L-1KCl溶液中,水电离出的H+数目为1×10-7NA
D.反应②中每有0.3 mol Cl2作氧化剂,转移电子数为0.5NA
解析 A.标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,1个Cl2分子含有质子数为34,0.5 mol Cl2含有的质子数为17NA,故A正确;B.HClO是弱酸,只能部分电离,故400 mL 0.1 mol·L-1 HClO溶液中,含有的ClO-数小于0.04NA,故B错误;C.25 ℃时,100 mL 0.1 mol·L-1KCl溶液中,水电离出的H+浓度为10-7mol/L,其数目为1×10-8NA,故C错误;D.反应②的化学方程式为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O,发生的是歧化反应,转移电子数为5,即每消耗3 mol Cl2转移5 mol电子,在3 mol Cl2中,只有2.5 mol为氧化剂,故0.25 mol Cl2作氧化剂时转移电子数为0.5NA,0.3 mol Cl2作氧化剂时转移电子数为0.6NA,故D错误。故选A。
答案 A
3.为探究新制氯水的性质,某学生做了如下实验:
实验
装置
试剂a
现象
①
紫色石蕊溶液
溶液先变红后褪色
②
NaHCO3溶液
产生气泡
③
HNO3酸化的AgNO3溶液
产生白色沉淀
④
FeCl2溶液、KSCN溶液
溶液变红
由上述实验可得新制氯水的性质与对应的解释或离子方程式不相符的是( )
A.实验①说明新制氯水中含有H+、HClO
B.实验②发生的反应为HCO+HClO===ClO-+CO2↑+H2O
C.实验③说明新制氯水中有Cl-,发生的反应为Cl-+Ag+===AgCl↓
D.实验④说明氯气具有强氧化性,发生的反应为Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+
解析 紫色石蕊溶液先变红,说明有H+存在,后褪色,说明有HClO存在,A正确;碳酸的酸性比HClO的酸性强,根据强酸制弱酸原理,正确的离子方程式为HCO+H+===CO2↑+H2O,B错误;新制氯水中有Cl-,和银离子反应生成白色沉淀,C正确;Cl2具有强氧化性,可以氧化亚铁离子,D正确。故选B。
答案 B
4.(2022·广东珠海市高三一模)部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系下图所示。下列说法错误的是 ( )
A.a与d、a与e在酸性情况下反应,均可以得到b
B.c为一种新型自来水消毒剂,代替b的原因是c的毒性更小
C.b的水溶液里加入CaCO3,可以增加d的产量
D.消毒液可用于环境消毒,主要是因为含有d,e的固体可用于实验室制O2
解析 分析可知,a为HCl;b为Cl2;c为ClO2;d为HClO;e为Cl。A项,盐酸和次氯酸可生成水和氯气,盐酸和氯酸钠可生成氯化钠、水和氯气,故A正确;B项,ClO2为一种新型自来水消毒剂,代替Cl2的原因是ClO2消毒效率更高,不产生新的有毒有害的物质,故B错误;C项,氯气的水溶液中含有HCl、HClO,HCl与加入的CaCO3反应,HCl的消耗促进Cl2与水的反应,生成更多的HClO,故C正确;D项,消毒液可用于环境消毒,主要是因为含有HClO,氯酸钾可用于实验室制O2,故D正确。故选B。
答案 B
5.某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是( )
A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强
B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强
C.E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
D.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O
解析 在F处,可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2,使淀粉变蓝色,不能说明Br2的氧化性比I2强。故选B。
答案 B
6.(2022·哈尔滨第二中学质检)某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性,所用装置如图所示(可重复使用,不含制气装置)。下列说法正确的是( )
A.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为DACBE
B.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为DABAE
C.装置E的主要用途是制备NaClO
D.若实验中使用到装置C且有色布条褪色,则说明湿润的氯气有漂白性
解析 用浓盐酸与MnO2加热制取Cl2,由于盐酸具有挥发性,在Cl2中含有HCl杂质及水蒸气,先通过D装置除去HCl,再通过A装置除去水蒸气,得到干燥纯净的氯气,然后通过B装置验证干燥的Cl2没有漂白性,再通过C装置验证湿润的氯气具有漂白性,最后通过NaOH溶液进行尾气处理,故使用装置的先后顺序为DABCE,故A、B错误;装置E的主要用途是吸收多余的氯气,防止污染空气,故C错误;湿润的有色布条褪色是因为氯气与水反应生成的HClO有漂白性,故D正确。故选D。
答案 D
7.(2023·重庆凤鸣山中学模拟)溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质,它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物,它也能与水发生以下反应:IBr+H2OHBr+HIO。下列有关IBr的叙述中不正确的是 ( )
A.在很多反应中IBr是强氧化剂
B.IBr与水反应时既作氧化剂,又作还原剂
C.IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀
D.IBr与NaOH溶液反应时,生成NaBr和NaIO
解析 IBr中碘为+1价,溴为-1价,且IBr的化学性质很像卤素单质,则IBr是一种强氧化剂,故A正确;由IBr与水反应的化学方程式可知,该反应不是氧化还原反应,而是复分解反应,故B错误;由IBr与水反应生成HBr和HIO推测可知,IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀,故C正确;由IBr与水反应生成HBr和HIO推测可知,IBr与NaOH溶液反应时,生成NaBr和NaIO,故D正确。故选B。
答案 B
8.(2025·吉林白城一中高三期末)有同学采用下图装置制取并探究氯气的某些性质。
(1)实验开始点燃________处的酒精灯,再点燃另一处酒精灯,Cl2通过C装置后进入D发生氧化还原反应,生成CO2和HCl(g),发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)C装置的________端与a相连,为了更好发挥C装置的作用,可向C装置的烧杯中加入________(填物质名称)。
(3)在上述装置中有一处明显的错误,改进的方法是________________________________________________________________________。
(4)本实验中B装置的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有Cl2产生,此时B中的现象是________________________________________________________________________。
解析 (1)为了防止装置中空气中的氧气与炭粉反应,应该先通氯气;由生成物可知D中反应物为C、H2O、Cl2;(2)C装置是为了向D装置中提供水蒸气,所以烧杯中的液体温度越高越好;(5)生成的氯气使装置内气体压强增大,高于外界大气压。
答案 (1)A 2Cl2+C+2H2O4HCl+CO2 (2)c 浓硫酸(或氧化钙)
(3)将E中的导管改成倒扣的漏斗
(4)反应停止后,关闭K时,贮存少量剩余Cl2,避免Cl2逸出对环境造成污染
(5)瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升
9.(2025·河北省高三期末省级联测考试)某研究性学习小组为了探究海带中碘元素的含量,简化的实验步骤如图所示(条件省略):
回答下列问题:
(1)“灰化”主要用到的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、________等。
(2)从绿色化学角度考虑,“氧化”时宜选择下列试剂中的________(填标号),写出对应反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
A.稀硫酸、MnO2 B.氯气
C.稀硫酸、H2O2 D.稀硝酸
(3)“提取”操作时,将I2溶液转移至分液漏斗中,再加入X,X可选择________(填标号)。
A.氯仿 B.乙醇
C.苯 D.裂化汽油
(4)萃取时,常采用多次萃取的方法提取碘,其目的是________________________________________________________________________。
(5)选用如图装置进行减压蒸馏,提取碘单质。
毛细玻璃管的作用是____________________________;克氏蒸馏头相对普通蒸馏头,其优点是________________________________(答一条)。
解析 干海带经过粉碎预处理,再灰化,溶解过滤得到滤液中含有I-,通过氧化得到含有I2的溶液,通过提取再进行含量测定。(1)灰化需要灼烧,灼烧固体需要坩埚;(2)双氧水被称为绿色试剂,产物不污染环境,C项符合题意。“氧化”时的离子方程式为H2O2+2H++2I-===I2+2H2O;(3)萃取剂应不溶于水,不与碘反应。氯仿、苯可以萃取碘,乙醇与水互溶,而裂化汽油中含烯烃等,可与I2发生加成反应,A、C项符合题意;(4)多次萃取,循环使用萃取剂,能提高I2的萃取率;(5)毛细玻璃管进入少量空气,起平衡气压,防暴沸的作用;克氏蒸馏头弯管的主要作用是防止减压蒸馏过程中液体因沸腾而进入冷凝管。
答案 (1)坩埚 (2)C H2O2+2H++2I-===I2+2H2O (3)AC
(4)提高I2的萃取率
(5)平衡气压,防暴沸 防止烧瓶中液体剧烈沸腾而进入冷凝管
10.(2023·山东青岛四县区期中)Cl2O是一种强氧化剂,与水反应生成次氯酸,与有机物接触时会发生燃烧并爆炸,浓度过高时易分解爆炸。利用反应HgO+2Cl2===HgCl2+Cl2O制取Cl2O的装置如图所示。已知:Cl2O的熔点为-116 ℃,沸点为3.8 ℃;Cl2的沸点为-34.6 ℃。下列说法错误的是( )
A.装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓H2SO4
B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,减小爆炸危险
C.从装置⑤中逸出的气体的主要成分是Cl2O
D.装置④与⑤之间不用橡胶管连接,是为了防止发生燃烧并爆炸
解析 由实验装置图可知,装置①中高锰酸钾与浓盐酸反应制备Cl2,浓盐酸具有挥发性,制得的Cl2中混有氯化氢和水蒸气,装置②中的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置③中的浓H2SO4用于干燥Cl2,装置④为Cl2与氧化汞反应制备Cl2O,装置⑤中盛有液氨用于冷凝收集Cl2O,该装置的缺陷是缺少尾气处理装置,会污染空气。根据上述分析,A正确;由Cl2O浓度过高时易分解爆炸可知,实验时通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,减小爆炸危险,B正确;装置⑤中盛有液氨用于冷凝收集Cl2O,则从装置⑤中逸出的气体的主要成分是Cl2和空气,C错误;由Cl2O与有机物接触时会发生燃烧并爆炸可知,装置④与⑤之间不用橡胶管连接是为了防止橡胶管发生燃烧并爆炸,D正确。故选C。
答案 C
11.(2024·双鸭山一中开学考改编)实验室用有机含碘(主要以I2和IO的形式存在)废水制备单质碘的实验流程如下:
已知:碘的熔点为113 ℃,但固态的碘可以不经过熔化直接升华。下列说法错误的是( )
A.操作①和③中的有机相从分液漏斗下口倒出
B.操作②中发生反应的离子方程式为2IO+5SO+2H+===I2+5SO+H2O
C.操作④中用到的玻璃仪器只需蒸馏烧瓶、球形冷凝管、酒精灯、接引管及锥形瓶
D.操作⑤可用如图所示的水浴装置进行
解析 操作①为萃取,将有机含碘废水中的I2转移至有机相中,IO留在水相中;操作②中,IO在酸性环境中被Na2SO3还原为I2;操作③为萃取,将水相中生成的I2转移至有机相中;操作④为蒸馏,将CCl4蒸出,获得粗碘;操作⑤为升华,获得精碘。A.CCl4的密度比水大,操作①和③均为萃取操作,其中溶解I2的有机相从分液漏斗下端放出,故A正确;B.操作②中Na2SO3溶液还原IO得到I2,自身被氧化为SO,发生反应的离子方程式为2IO+5SO+2H+===I2+5SO+H2O,故B正确;C.操作④为蒸馏操作,用到的玻璃仪器包括蒸馏烧瓶、球形冷凝管、酒精灯、接引管、锥形瓶以及温度计,故C错误;D.固态的碘可以不经过熔化直接升华,不需要经过加热熔化使之汽化的过程,则操作⑤可利用水浴装置进行,故D正确。
答案 C
12.(2022·高考浙江6月选考)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下,Mn可被OH-还原为Mn。
ⅲ.Cl2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):
序号
物质a
C中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
Ⅰ
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ
5% NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ
40% NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是 。
(2)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为 。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是
。
(4)根据资料ⅱ,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Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将Mn氧化为Mn。
①用离子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碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为 ;溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被 (填化学式)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是
。
④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
。
解析 在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2;由于盐酸具有挥发性,为排除HCl对Cl2性质的干扰,在装置B中盛有饱和NaCl溶液,除去Cl2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Cl2与MnSO4反应;装置D是尾气处理装置,目的是除去多余Cl2,防止造成大气污染。
(1)B中试剂是饱和NaCl溶液,作用是吸收Cl2中的杂质HCl气体。
(2)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的OH-反应产生Mn(OH)2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MnO2,则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为2Mn(OH)2+O22MnO2+2H2O。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强。
(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的离子方程式为Cl2+
2OH-Cl-+ClO-+H2O;②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% 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,Mn可被OH-还原为Mn,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可知该反应的离子方程式为4Mn+4OH-4Mn+O2↑+2H2O;溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被Cl2氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量;③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液碱性减弱,溶液紫色缓慢加深,说明ClO-将MnO2氧化为Mn,发生的反应是3ClO-+2MnO2+2OH-2Mn+3Cl-+H2O;④从反应速率的角度,过量Cl2与NaOH反应产生NaClO,使溶液的碱性减弱,c(OH-)降低,溶液中的Mn被还原为Mn的速率减小,导致实验Ⅲ未得到绿色溶液。
答案 (1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2+O22MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
②4Mn+4OH-4Mn+O2↑+2H2O Cl2
③3ClO-+2MnO2+2OH-2Mn+3Cl-+H2O
④过量Cl2与NaOH反应产生NaClO,使溶液的碱性减弱,c(OH-)降低,溶液中的Mn被还原为Mn的速率减小,因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
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