内容正文:
第五章 非金属及其化合物
第17讲 氯及其重要化合物
的转化关系
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核心考点突破
01
高考真题感悟
02
知能达标训练
03
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核 心 考 点 突 破
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第五章 非金属及其化合物
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第五章 非金属及其化合物
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[课程标准] 掌握氯及其化合物的转化关系及条件。
1.在氯及其化合物的“价—类”二维图中填充Cl2、HCl、NaCl、HClO、NaClO、Ca(ClO)2。
2.完成上述转化关系中①~⑧的化学方程式(合理即可)。
①_______________________________________________
②_______________________________________________
③_______________________________________________
④_______________________________________________
⑤_______________________________________________
⑥_______________________________________________
⑦_______________________________________________
⑧_______________________________________________
答案
①MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15( ))MnCl2+Cl2↑+2H2O;
②Cl2+H2OHCl+HClO;
③2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
④NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O;
⑤2HClOeq \o(=====,\s\up17(光照),\s\do15( ))2HCl+O2↑;
⑥2NaCl+2H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解),\s\do15( ))2NaOH+H2↑+Cl2↑;
⑦2Fe+3Cl2eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15( ))2FeCl3;
⑧2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
一、氯及其化合物的价—类二维图
1.(2025·山西朔州段考)“价—类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法错误的是( )
A.a是HCl,从元素价态看,HCl既具有氧化性又具有还原性
B.b与水反应可以得到d
C.0.1 mol·L-1c对应的水化物的水溶液的pH小于1
D.可溶性e溶液中的阴离子可用稀硝酸和AgNO3溶液检验
解析 由图可知a是HCl,H元素显+1价,HCl具有氧化性,Cl元素显-1价,HCl具有还原性,A正确;由图可知b是Cl2,d是HClO,Cl2与水反应可得到HClO,B正确;由图可知c是Cl2O7,对应的含氧酸为HClO4,HClO4是一元强酸,0.1 mol·L-1HClO4溶液的pH为1,C错误;由图可知e是-1价氯对应的盐,该盐溶液中的Cl-可用稀硝酸和AgNO3溶液检验,D正确。
答案 C
2.(2025·陕西西安开学考试)含氯元素物质的“价—类”二维图如图所示。
下列说法错误的是( )
A.可实现甲→戊→己→甲的循环转化关系
B.相同质量的乙消毒效率比甲低(用单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率)
C.1 mol MnO2与足量的浓盐酸加热制备甲转移电子数目一定为2NA
D.等浓度溶液的酸性比较:丁>丙
解析 由氯元素物质的“价—类”二维图可以得出,甲、乙、丙、丁、戊、己分别为Cl2、ClO2、HClO、HClO4、KClO3、KCl。Cl2与热的KOH溶液反应可生成KClO3,KClO3受热分解可生成KCl,KCl与KMnO4酸性溶液反应可生成Cl2,所以可实现甲→戊→己→甲的循环转化关系,A正确;相同质量的Cl2(甲)、ClO2(乙)的得电子数之比为eq \f(1,71)×2∶eq \f(1,67.5)×5≈0.38,所以相同质量的乙消毒效率比甲高,B错误;1 mol MnO2与足量的浓盐酸加热制备Cl2,发生下列转化:MnO2~Mn2-~ 2e-,所以转移电子数目一定为2NA,C正确;丙、丁分别为HClO、HClO4,HClO为弱酸,HClO4为强酸,所以等浓度溶液的酸性比较:HClO4>HClO,D正确。
答案 B
二、氯及其化合物的框图推断
3.(2025·北京开学考试)中学化学中常见的几种物质存在下图所示的转化关系。其中,A的水溶液呈紫色,C是一种黄绿色气体,实验室中常用E溶液吸收多余的C。(图中部分产物和反应条件已略去)
回答下列问题:
(1)写出A与B的浓溶液反应的化学方程式:________________。
(2)C与E反应的离子方程式为__________________________。
(3)将B的浓溶液与H的浓溶液混合,立即产生大量气体C,该反应的离子方程式为__________________________。
(4)某课外小组的同学用E溶液吸收C,利用下图所示装置向吸收液中持续通入SO2气体。
实验过程中观察到如下现象:
①开始时,溶液上方出现白雾,试纸a变红。甲同学认为是HCl使a变红,乙同学不同意甲的观点,乙同学认为使a变红的是______(写出一种即可)。
②片刻后,溶液上方出现黄绿色气体,试纸b变蓝。用离子方程式解释b变蓝的原因是__________________________________。
③最终试纸b褪色。同学们认为可能的原因有两种:一是I2有还原性,黄绿色气体等物质将其氧化成IOeq \o\al(-,3),从而使蓝色消失;二是__________。
解析 A的水溶液呈紫色,A为KMnO4,C是一种黄绿色气体,C为Cl2,高锰酸钾与浓盐酸反应得到Cl2、MnCl2、KCl、H2O;实验室中常用E溶液吸收多余的C, E为NaOH,反应得到NaClO和NaCl,H与B反应得到氯气,即NaClO与浓盐酸反应得到氯气,故H为NaClO,F为NaCl,电解熔融氯化钠得到氯气和金属钠。
答案
(1)2KMnO4 + 16HCl(浓) ===2KCl+ 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O
(2)Cl2 +2OH-===Cl-+ ClO-+ H2O
(3)ClO-+ Cl-+ 2H+===Cl2 ↑ + H2O
(4) ①SO2(或H2SO3) ② Cl2 + 2I-===2Cl-+ I2 ③I2有氧化性,SO2能将I2还原成I-,从而使蓝色消失
三、陌生含氯化合物的制备
4.四氯化钛(TiCl4)极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,常用作烟幕弹。其熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略),用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法错误的是( )
A.②中应盛装浓H2SO4
B.冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C.③中的反应中,TiO2是氧化剂,炭粉是还原剂
D.该设计存在不足,如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
解析 已知TiCl4极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,而制得的氯气中混有水蒸气,所以②中应盛装浓硫酸,A正确;TiCl4的熔、沸点较低,制得的TiCl4应经过冷凝处理,则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用,B正确;反应过程中钛的化合价不变,TiO2不是氧化剂,Cl2是氧化剂,C错误;因TiCl4极易水解,所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装置,D正确。
答案 C
1.(2024·贵州卷)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。实验室用草酸(H2C2O4)和KClO3制取ClO2的反应为H2C2O4+2KClO3+H2SO4===2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol Heq \o\al(18,2)O中含有的中子数为1.2NA
B.每生成67.5 g ClO2,转移电子数为2.0NA
C.0.1 mol·L-1H2C2O4溶液中含有的H+数目为0.2NA
D.标准状况下,22.4 L CO2中含σ键数目为2.0NA
解析 Heq \o\al(18,2)O分子中H原子无中子,18O原子的中子数为10,则0.1 mol Heq \o\al(18, )2O中含有的中子数为NA,故A错误;由反应方程式H2C2O4+2KClO3+H2SO4===2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O可知,每生成2 mol ClO2转移电子数为2 mol,则每生成67.5 g ClO2,即1 mol ClO2转移电子数为NA,故B错误;H2C2O4是弱酸,不能完全电离,则0.1 mol·L-1H2C2O4溶液中含有的H+数目小于0.2NA,故C错误;1个二氧化碳分子中含有2个σ键和2个π键,则标准状况下22.4 L CO2,即1 mol CO2中含σ键数目为2.0NA,故D正确。
答案 D
2.(2022·浙江卷)关于反应Cl2(g)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq) ΔH<0,达到平衡后,下列说法错误的是( )
A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大
C.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)增大
D.取两份氯水,分别滴加AgNO3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
解析 HClO受热易分解,升高温度,HClO分解,平衡正向移动,c(HClO)减小,A正确;氯水中加入少量醋酸钠固体,醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子,氢离子浓度减小,平衡正向移动,c(HClO)增大,B正确;氯水稀释,平衡正向移动,而c(HClO)和c(Cl-)均减小,但HClO本身也存在电离平衡HClOH++ClO-,稀释促进了HClO的电离,使c(HClO)减少更多,因此eq \f(cCl-,cHClO)增大,C正确;氯水中加硝酸银产生白色沉淀,证明溶液中有氯离子,氯水中加淀粉碘化钾溶液,溶液变蓝,证明生成了碘单质,溶液中有强氧化性的物质,而氯气和次氯酸都有强氧化性,不能证明反应物和生成物共存,即不能证明上述反应存在限度,D错误。
答案 D
3.(2024·重庆卷)单质M的相关转化如图所示。下列说法错误的是( )
A.a可使灼热的铜变黑
B.b可与红热的铁产生气体
C.c可使燃烧的镁条熄灭
D.d可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
解析 O2可与灼热的铜反应生成黑色的氧化铜,A正确;水蒸气可与红热的铁在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,B正确;镁条可在CO2中燃烧生成氧化镁和C,C错误;Cl2可与KI反应生成碘单质,淀粉遇I2变蓝,D正确。
答案 C
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