内容正文:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
[模块导航]
模块一 知识网络构建
模块二 基础知识梳理
模块三 核心考点剖析
(精选全国各地期中真题)
考点1:氯气与金属、非金属单质的反应
考点2:氯气与水的反应 次氯酸的性质
考点3:氯气与碱的反应 漂白液 漂白粉
考点4:氯气的实验室制法
考点5:氯离子的检验
模块四 基础过关练
模块五 能力提升练
模块六 教材习题答案
[学习目标]
1.从原子结构角度掌握氯气的性质,知道氯气是很活泼的非金属单质,具有强氧化性。
2.掌握氯气与金属单质、非金属单质、水、碱的反应。
漂白粉的主要成分、漂白原理及保存方法。
3.认识次氯酸的强氧化性和不稳定性及其在生产、生活中的应用。
4.知道实验室制备氯气的原料,掌握其制备原理。能根据氯气制备原理及氯气的性质,认识氯气的制备装置、净化干燥装置、收集装置和尾气处理装置。
5.了解氯离子的检验原理、所用试剂,能规范书写氯离子的检验方法。
[知识网络构建]
[基础知识梳理]
一、氯气的物理性质
氯气是 黄绿 色有 刺激性 气味的气体,密度比空气 大 , 有 毒,易 液化 , 能 溶于水,1体积水可溶解 2 体积的氯气。
【提分速记】
实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔(如下图所示)。
二、氯气的化学性质
1.氯的原子结构
氯原子最外电子层上有 7 个电子,在化学反应中很容易 得到1个 电子达到8电子
稳定结构。因此氯的化学性质非常活泼,表现出很强的 氧化性 。(结构决定性质)
2. 氯气的化学性质
(1)与金属单质反应表现强氧化性(与变价金属反应,金属被氧化成高价态)
2Na+Cl2 2NaCl(产生黄色火焰,冒白烟)
Cu+Cl2CuCl2(产生棕黄色的烟,溶于水后溶液呈蓝绿色)
2Fe+3Cl22FeCl3(产生棕红色的烟,溶于水后溶液呈棕黄色)
【提分速记】常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。
(2)与非金属单质反应
①与氢气反应,条件不同,产物相同,现象不同
点燃:化学方程式为H2+Cl22HCl,安静燃烧,产生苍白色火焰,瓶口有白雾,可用于工业制盐酸。
光照:化学方程式为H2+Cl22HCl,发生爆炸
②2P+3Cl22PCl3(氯气不足;产生白雾)
2P+5Cl22PCl5(氯气充足;产生白烟)
(3)与水反应
①实验现象:A中干燥的有色布条不褪色;B中湿润的有色布条褪色
②实验结论:Cl2可使湿润的有色布条褪色,不能使干燥的有色布条褪色,说明Cl2没有漂白性,HClO有漂白作用。
③化学方程式:Cl2+H2OHCl+HClO。(Cl2作既做氧化剂又做还原剂)
(4)次氯酸的性质
①一元弱酸(比 碳酸 弱)
②强氧化性( 用于杀菌、消毒、漂白 )
③不稳定(见光或受热分解)
化学方程式: 2HClO2HCl+O2↑
【提分速记】①氯气用于杀菌、消毒、漂白,就是因为和水反应生成了次氯酸,利用次氯酸的强氧化性。
②次氯酸的漂白作用是由于其具有强氧化性,其漂白原理是氧化有机色素(即有机色质),发生的是氧化还原反应,不可逆。常见的可漂白的物质有有色纸条、有色布条、酸碱指示剂、有色花瓣、红墨水、品红溶液、蓝色石蕊试纸等。
③新制氯水、久置氯水、液氯的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
三分子Cl2、HClO、H2O
四离子H+、Cl-、ClO-、OH-
稀盐酸
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
(5)与碱的反应
①Cl2与NaOH反应:化学方程式为Cl2+2NaOH= NaCl+ NaClO+ H2O,漂白液主要成分是 NaCl、NaClO ,有效成分是 NaClO 。
②Cl2与Ca(OH)2反应:2Cl2+2Ca(OH)2= CaCl2+ Ca(ClO)2+ 2H2O,漂白粉其主要成分: CaCl2、Ca(ClO)2 ,有效成分:Ca(ClO)2 。
漂粉精的有效成分: Ca(ClO)2 。
漂白原理: Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO ,真正其漂白作用的是生成HClO。
(6)与某些还原性物质反应
2FeCl2 + Cl2= 2FeCl3
SO2+Cl2+2H2O = 2HCl + H2SO4
2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)
三、氯气的实验室制法
1. 药品:含有Cl-的物质(如浓盐酸)和强氧化剂(除MnO2外还可以是KMnO4、KClO3等)
2.反应原理:MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
离子方程式:MnO2 + 4H++2Cl-(浓) Mn2+ + 2H2O + Cl2↑
3. 仪器装置:
4. 净化装置:
由于氯气含有HCl、水蒸气,必须除去。
用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸除去水蒸气(氯气能与碱反应,所以不能用碱石灰)。
5. 收集方法:向上排空气法 (或排饱和食盐水法)。
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。
饱和食盐水
6. 验满方法:①将湿润的淀粉-KI试纸靠近收集Cl2的集气瓶瓶口,若观察到试纸立即变蓝,则证明已收集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,若观察到试纸先变红后褪色,则证明已收集满。
③根据氯气的颜色判断是否收集满:若观察到整个集气瓶中充满黄绿色的气体,则证明已收集满。
7. 尾气处理:用 NaOH溶液吸收多余的Cl2,以防Cl2污染空气。
Cl2有毒,易污染空气,常用NaOH溶液吸收多余的Cl2(Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O)。
【提分速记】实验室制取氯气的注意事项
①反应物的选择:必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
②加热温度:为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热的温度不宜过高,因为浓盐酸易挥发。
③实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
④尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不充分。
⑤如果没有MnO2,可用其他强氧化剂如KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等代替,反应不需加热。
如KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O;
Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O;
2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
五、氯离子的检验
1.氯离子检验方法
(1)试剂:稀硝酸、AgNO3溶液。
(2)方法:先加稀硝酸,再加AgNO3溶液。
(3)现象:产生白色沉淀。
(4)原理:Ag++Cl-===AgCl↓。
2.氯离子检验的一般步骤:
某溶液无沉淀白色沉淀,则证明原溶液中含Cl-。
【提分速记】Cl-的检验注意事项
(1)用稀硝酸酸化,主要是排除CO等离子的干扰。
(2)不能用稀盐酸酸化,因为盐酸会引入Cl-。
(3)Cl-的检验步骤也可表述为在待测液中直接加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中含有Cl-。
[核心考点剖析]
考点1:氯气与金属、非金属单质的反应
[典例1](24-25高一上·湖南湘潭·期中)有关氯及其化合物,下列叙述正确的是
A.若发生泄漏,应立即向山谷等低处转移
B.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,产生蓝绿色的烟
C.金属铁和铜在氯气中燃烧均得到高价态的金属氯化物
D.纯净的在中安静地燃烧,火焰呈苍白色,集气瓶口出现白烟
【答案】C
【详解】A.密度大于空气,泄漏时会积聚在低处,应向高处转移,A错误;
B.铜在氯气中燃烧生成棕黄色烟(CuCl2),而非蓝绿色烟,蓝绿色是CuCl2溶液的颜色,B错误;
C.的氧化性较强,铁在Cl2中燃烧生成FeCl3(+3价),铜在Cl2中燃烧生成CuCl2(+2价),均为高价态氯化物,C正确;
D.在中燃烧火焰苍白色,但生成HCl气体遇水蒸气形成白雾(液滴),而非白烟(固体颗粒),D错误;
故选C。
[变式1](24-25高一上·天津西青·期中)下列化合物中,不能通过两种单质间化合直接制取的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.氢气和氯气点燃生成,故不选A;
B.铜和氯气点燃生成,故不选B;
C.钠和氧气点燃生成,故不选C;
D.铁氯气点燃生成FeCl3,不能通过两种单质间化合直接制取,故选D;
选D。
考点2:氯气与水的反应 次氯酸的性质
[典例2](24-25高一上·重庆·期中)下列关于氯气和氯水的说法中正确的是
A.氯气是一种无色、密度比空气大的有毒气体
B.氯水放置数天后酸性减弱
C.新制氯水能使有色布条褪色是因为有漂白性
D.适量的氯气可以用于自来水消毒
【答案】D
【详解】A.氯气的密度比空气大、且有毒,它是黄绿色气体,A不正确;
B.氯水中含有HCl、HClO等,放置数天后HClO分解生成HCl、O2,同时促进Cl2与水的不断反应,溶液中c(H+)增大,酸性增强,B不正确;
C.新制氯水中含有HClO,能使有色布条褪色,Cl2本身不具有漂白性,C不正确;
D.氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性,具有杀菌能力,但氯气有毒,所以用氯气消毒时,需使用适量的氯气,D正确;
故选D。
[变式2](24-25高一上·湖南邵阳·期中)某兴趣小组利用数字化实验测定光照过程中氯水的pH、氯水中氯离子的浓度、广口瓶中氧气的体积分数三者的变化,实验结果如下图所示。下列说法不正确的是
A.氯水的pH随光照时间增加而减小,说明溶液的酸性越来越弱
B.从图中相关曲线变化可知在光照过程中溶液的导电能力逐渐增强
C.氯水呈黄绿色,说明氯水中存在Cl2。
D.光照过程中发生的反应有
【答案】A
【详解】A.由图可知,氯水的pH随光照时间增加而减小,c(H+)增大,说明溶液的酸性越来越强,A错误;
B.由图可知,氯水的pH随光照时间增加而减小,c(H+)增大,酸性增强,溶液的导电能力逐渐增强,B正确;
C.氯气是黄绿色气体,氯水呈黄绿色,说明氯水中存在Cl2,C正确;
D.光照过程中,氯水中的HClO分解生成HCl和O2,化学方程式为:,D正确;
故选A。
考点3:氯气与碱的反应 漂白液 漂白粉
[典例3](24-25高一上·河南洛阳·期中)在常温下,将通入NaOH溶液中可以得到漂白液。下列说法错误的是
A.漂白液的有效成分是NaClO
B.NaClO溶液比HClO溶液稳定
C.漂白液具有漂白作用的原因是吸收了空气中的,生成了强酸
D.漂白液可以漂白棉、麻、纸张,也可用作游泳池等场所的消毒剂
【答案】C
【分析】在常温下,将氯气通入NaOH溶液中反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为:,据此解答。
【详解】A.NaClO具有强氧化性,漂白液的有效成分是NaClO,A正确;
B.HClO见光易分解,所以NaClO溶液比HClO溶液稳定,B正确;
C.漂白液吸收了空气中的,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸酸性大于次氯酸,因此碳酸和次氯酸钠反应生成HClO而发挥漂白作用,即漂白液具有漂白作用的原因是吸收了空气中的,生成了弱酸(HClO),C错误;
D.因漂白液中的NaClO具有强氧化性,所以漂白液可以漂白棉、麻、纸张,也可用作游泳池等场所的消毒剂,D正确;
故选C。
[变式3](24-25高一上·河北保定·期中)为检验某漂白粉是否变质,进行下列探究实验:
实验1:取5g漂白粉样品于烧杯中,加足量蒸馏水并搅拌,观察到有固体不溶解。
实验2:静置,取少量实验1的上层清液于试管中,放入红色花瓣,观察到花瓣褪色。
实验3:另取5g漂白粉样品于试管中,滴加浓盐酸,观察到有气体产生。
下列说法正确的是
A.工业上用氯气和澄清石灰水制取漂白粉
B.实验1和实验2说明漂白粉没有变质
C.实验3中产生的气体只有氯气
D.实验3中反应的电子转移可表示为
【答案】D
【分析】漂白粉有效成分为次氯酸钙,次氯酸钙容易吸收空气中二氧化碳而变质生成次氯酸和碳酸钙,次氯酸不稳定见光分解;次氯酸根离子和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气和水,变质生成的碳酸钙也会和盐酸反应生成二氧化碳气体;
【详解】A.由于Ca(OH) 2的溶解度很小,故工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉,A错误;
B.CaCl2和Ca(ClO) 2均易溶于水,由实验1中有不溶物说明漂白粉已经变质为CaCO3,实验2中花瓣褪色,说明还存在有效成分次氯酸钙,故实验1和实验2说明漂白粉未完全变质,B错误;
C.由分析结合B项分析,该漂白粉已经部分变质,故实验3中产生的气体有氯气和CO2,C错误;
D.次氯酸根离子和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气和水,4分子HCl中的2分子HCl中氯失去1×2个电子、次氯酸钙中氯得到1×2个电子,发生氧化还原反应生成氯气,单线桥表示正确,D正确;
故选D。
考点4:氯气的实验室制法
[典例4](24-25高一上·浙江衢州·期中)有关氯气制备的装置如图所示,下列说法不正确的是
A.制备氯气时,做氧化剂
B.可用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和NaCl溶液
C.图中浓硫酸的作用是干燥氯气
D.图中采用了向上排空气法收集氯气
【答案】B
【分析】实验室用加热二氧化锰与浓盐酸的方法制取氯气,二者反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为,浓盐酸易挥发,所以制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气,氯气在饱和食盐水中溶解度不大,氯化氢易溶于水,所以可通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气,用向上排空气法收集氯气,最后用氢氧化钠溶液进行尾气处理,防止污染空气,据此解答。
【详解】A.制备氯气时,二氧化锰中锰元素化合价由+4价变为+2价,化合价降低,二氧化锰作氧化剂,A正确;
B.饱和碳酸氢钠溶液会和挥发出来的HCl反应生成CO2,引入新杂质,且氯气也和碳酸氢钠溶液反应,所以不能用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和NaCl溶液,B错误;
C.浓硫酸具有吸水性,装置中浓硫酸的作用是干燥氯气,C正确;
D.氯气的密度大于空气的密度,图中采用的是向上排空气法收集氯气,D正确;
故选B。
[变式4](24-25高一上·江西萍乡·期中)实验室制取并探究其氧化性,下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制取
B.用装置乙除去中混有的HCl
C.用装置丙验证的氧化性
D.用装置丁吸收尾气中的
【答案】C
【分析】由题干实验装置图可知,装置甲为制备Cl2的发生装置,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;
【详解】A.装置甲制取,反应为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:,装置中缺少加热装置,A错误;
B.由分析可知,能用装置乙除去Cl2中混有的HCl,但是反应生成二氧化碳引入新的杂质气体,应使用饱和氯化钠溶液,B错误;
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正确;
D.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,D错误;
故选C。
考点5:氯离子的检验
[典例5](24-25高一上·福建漳州·期中)下列物质检验方法正确的是
A.若向某溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体,则该溶液中一定含有
B.用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,火焰呈黄色,一定有没有
C.若向某溶液中加入溶液、产生白色沉淀,则该溶液中一定含有
D.往某溶液中滴加溶液,若产生气体,则原溶液一定显酸性
【答案】D
【详解】A.若向某溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体,该溶液中可能含有碳酸根或碳酸氢根,A错误;
B.焰色试验是元素的性质,溶液中有Na+时,在无色火焰上灼烧时观察到黄色火焰,由于黄色能掩盖紫色,K+的焰色试验必须透过蓝色的钴玻璃才能观察到,故K+无法判断,B错误;
C.碳酸银也为白色沉淀,溶液中含有碳酸根离子也可以生成白色沉淀,不一定含有氯离子,C错误;
D.往某溶液中滴加溶液,若产生气体,说明碳酸根转化为碳酸从而产生CO2,则原溶液一定显酸性,D正确;
故本题选D。
[变式5](24-25高一上·广东深圳·期中)下列有关实验现象及分析正确的是
选项
实验现象
分析
A
向氯水滴加1~2滴石蕊试液,溶液先变红后褪色
氯水中有盐酸、次氯酸
B
将盛满氯气的试管倒扣在水槽中,静置一段时间后试管内液面上升
氯气与水发生反应
C
向待测液中先加入稀盐酸酸化,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀
待测液中含有
D
向氯水中加入有色布条,布条褪色
有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.向氯水中滴加1~2滴石蕊试液,氯水中有盐酸,溶液先变红,氯水中有次氯酸,次氯酸具有漂白性,溶液后褪色,A正确;
B.氯气能溶于水,静置一段时间后试管内液面上升,不能说明氯气和水发生了反应,B错误;
C.向待测液中先加入稀盐酸酸化,引入了氯离子,则出现白色沉淀不能说明待测液中含有,C错误;
D.向氯水中加入有色布条,布条褪色,说明氯气和水生成具有漂白性的物质,没有漂白性,D错误;
故选A。
[基础过关练]
1.自18世纪70年代,瑞典化学家舍勒发现至今,已在医药、农药、化学工业等方面获得广泛应用。下列关于性质的说法正确的是
A.是一种有毒的无色气体 B.泄露,人应尽快顺风疏散
C.纯净的在中燃烧发出苍白色火焰 D.与在加热条件下反应生成
【答案】C
【详解】A.是一种有毒的黄绿色气体,A项错误;
B.泄露时,由于的密度大于空气,应逆风向上疏散,B项错误;
C.纯净的在中安静地燃烧,发出苍白色火焰,C项正确;
D. 具有强氧化性,能将金属直接氧化为最高价态,故与在加热条件下反应生成, D项错误;
答案选C。
2.自来水是用氯气杀菌消毒的,不法商贩用自来水冒充纯净水销售,为辨别纯净水真伪,可用下列哪种试剂鉴别
A.酚酞试液 B.氯化铁溶液 C.硝酸银溶液 D.氢氧化钠溶液
【答案】C
【分析】自来水用适量氯气杀菌消毒,自来水中存在反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO;
【详解】A.无论是自来水还是纯净水,加入酚酞试液都无明显现象,不能用酚酞试液辨别真伪,A不符合题意;
B.无论是自来水还是纯净水,加入氯化铁溶液都无明显现象,不能用氯化铁溶液辨别真伪,B不符合题意;
C.自来水中含Cl-,加入AgNO3溶液产生白色沉淀,纯净水中加入AgNO3溶液无明显现象,能用AgNO3溶液鉴别真伪,C符合题意;
D.虽然自来水中的氢离子能与NaOH溶液反应,但无明显现象,纯净水中加入NaOH溶液也无明显现象,不能用NaOH溶液鉴别真伪,D不符合题意;
故选C。
3.构建元素化合价和物质类别的二维图是学习化学的一种重要方法。部分含Na或Cl物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断不合理的是
A.a能与d的水溶液反应 B.c是很弱的酸,只存在于水溶液中
C.能与H2O反应生成d的物质只有b D.上述物质发生氧化还原反应可能生成e
【答案】C
【分析】由图可知,a为氯气或金属钠、b为氧化钠或一氧化二氯、c为次氯酸、d为氢氧化钠、e为氯化钠。
【详解】A.氯气能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,钠能与氢氧化钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气,A正确;
B.次氯酸为弱酸,是由氯气和水反应生成,其受热分解因此只存在于水溶液中,B正确;
C.金属钠和氧化钠均能与水反应生成氢氧化钠,C错误;
D.氯气能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应中氯元素化合价发生变 化,属于氧化还原反应,D正确。
故选C。
4.用如图所示装置除去中混有的少量HCl,溶液a应为
A.饱和食盐水 B.NaOH溶液 C.溶液 D.饱和溶液
【答案】A
【详解】A.Cl2不溶于饱和食盐水,HCl能溶于饱和食盐水,可以用饱和食盐水除去中混有的少量HCl,A正确;
B.Cl2和HCl均能与NaOH溶液反应,B错误;
C.Cl2溶于水发生反应生成HCl和HClO,HCl电离出的Cl-会与AgNO3反应,不能用硝酸银溶液除去中混有的少量HCl,C错误;
D.Cl2溶于水发生反应生成HCl和HClO,HCl与饱和溶液反应,不能用饱和溶液除去中混有的少量HCl,D错误;
答案选A。
5.下列关于漂白粉的叙述错误的是
A.需要密封保存
B.有效成分是Ca(ClO) 2和CaCl2
C.漂白过程涉及氧化还原反应
D.可用作环境的消毒剂
【答案】B
【详解】A.漂白粉中的主要成分容易与空气中的二氧化碳,水蒸气反应,所以应密封保存,A正确;
B.有效成分都是Ca(ClO)2,B错误;
C.Ca(ClO)2易于空气中的水、二氧化碳反应生成HClO,HClO具有氧化性可漂白,氧化色素,涉及氧化还原反应,C正确;
D.漂白液具有强氧化性,可以消毒杀菌,且无毒,可用作环境的消毒剂,D正确;
故选B。
6.下列关于氯气的说法,错误的是
A.氧化性:
B.可用于生产盐酸和“84”消毒液
C.利用浓盐酸和二氧化锰共热可制得
D.中含有的杂质可通过饱和食盐水除去
【答案】A
【详解】A.卤素单质的氧化性顺序为F2>Cl2>Br2>I2,A错误;
B.Cl2与H2反应生成HCl,溶于水制得盐酸,Cl2与NaOH反应生成NaClO,用于制备“84”消毒液,B正确;
C.实验室通过浓盐酸与二氧化锰共热制Cl2,C正确;
D.Cl2在饱和食盐水中溶解度低,而HCl易溶,可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质,D正确;
故选A。
7.将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色呈现如下图所示变化。对导致变色的物质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正确判断是
A.HCl、HClO、Cl2 B.Cl2、HClO、HCl
C.HCl、HCl、HCl D.Cl2、HClO、Cl2
【答案】A
【分析】,氯水中主要含有Cl2、HCl、HClO,以此分析;
【详解】因溶液中含有HCl,遇到紫色石蕊,石蕊溶液变红;HClO因具有强氧化性而体现漂白性,则溶液褪色;氯水中含有氯气,则溶液呈浅黄绿色;
故选A。
8.如图是制备漂白粉的实验装置,下列说法正确的是
A.将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2
B.三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
C.冰水浴的作用是降低反应温度,防止发生副反应
D.锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
【答案】C
【分析】先制备氯气,然后氯气和石灰乳反应制备漂白粉,最后尾气吸收。
【详解】A.MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需加热,故A错误;
B.漂白粉的成分是Ca(ClO)2和CaCl2,应由Cl2和Ca(OH)2制备,故B错误;
C.该反应放热,为避免次氯酸钙受热分解,需用冰水浴降低温度,故C正确;
D.饱和碳酸氢钠溶液会吸收Cl2,且有二氧化碳产生,应用饱和氯化钠溶液吸收Cl2中的HCl,故D错误。
故选C。
9.采用数字化实验测定盛有氯水的密闭广口瓶内某些参数的变化情况,测定结果如图所示。纵坐标不可能表示的是
A.氧气的体积分数变化 B.溶液的变化
C.的变化 D.溶液导电能力的变化
【答案】B
【分析】图中曲线呈增大的趋势,氯水中发生两个反应:Cl2+H2OHCl+HClO、2HClO2HCl+O2↑。
【详解】A.根据分析,HClO分解生成O2,因此O2的体积分数增大,A不选;
B.根据分析,HClO分解生成HCl,溶液由弱酸(HClO)逐渐转化为强酸(HCl),c(H+)增大,pH减小,B选;
C.根据分析,Cl2与H2O反应生成HCl,c(Cl-)增大,C不选;
D.根据分析,溶液中生成HCl,溶液中c(H+)、c(Cl-)都增大,因此导电能力增强,D不选;
故选B。
10.下列有关的制备、除杂和收集正确的是
A.用甲装置制备 B.用乙装置除去中的和
C.用丙装置收集 D.用丁装置吸收尾气
【答案】D
【详解】A.实验室常用MnO2与浓盐酸加热制备Cl2,甲装置没有加热,A错误;
B.饱和食盐水中有大量水,气体通过饱和食盐水会带出水蒸气,应先通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水,B错误;
C.Cl2的密度大于空气,应该用向上排空气法收集,即长进短出,C错误;
D.Cl2有毒,可以用NaOH吸收尾气,球形干燥管起到防倒吸的作用,D正确;
故选D。
[能力提升练]
1.下列有关的说法中,不正确的是
A.新制氯水应避光保存
B.氢气在中安静燃烧产生淡蓝色火焰
C.工业上用和石灰乳制造漂白粉
D.是一种黄绿色的有毒气体
【答案】B
【详解】A.新制氯水中的HClO见光易分解,需避光保存,A正确;
B.H2在Cl2中燃烧产生苍白色火焰,B错误;
C.工业上用Cl2与石灰乳反应生成漂白粉:,C正确;
D.Cl2为黄绿色有毒气体,描述符合事实,D正确;
故选B。
2.25℃时,1体积的水能溶解约2体积的Cl2.用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测不正确的是
A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应
B.试管中溶液为浅黄绿色,说明溶液中存在Cl2
C.取少量试管中溶液,滴加紫色石蕊溶液后,先变红后褪色,因为试管溶液中含有HCl和HClO
D.取少量试管中的溶液,密封光照一段时间后黄绿色褪去,与反应2HClO2HCl+O2↑有关
【答案】A
【详解】A.1体积的水能溶解约2体积的Cl2,试管内液面上升,可能是因为氯气溶于水,所以不能证明Cl2与水发生了反应,故A错误;
B.氯气是黄绿色气体,试管中溶液为浅黄绿色,说明溶液中存在Cl2,故B正确;
C.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,取少量试管中溶液,滴加紫色石蕊溶液后,先变红后褪色,故C正确;
D.次氯酸在工作条件下发生反应2HClO2HCl+O2↑,取少量试管中的溶液,密封光照一段时间后黄绿色褪去,故D正确;
选A。
3.有关氯及其化合物,下列叙述正确的是
A.将纯净的在中点燃,发出苍白色火焰,产生白烟
B.将新制氯水放在阳光下会产生气泡,主要是溶解度降低
C.“84”消毒液中具有氧化性,不能与洁厕灵(主要成分HCl)混合使用
D.漂白粉比稳定,可露置在空气中长期保存
【答案】C
【详解】A.将纯净的在中点燃,安静地燃烧,发出苍白色火焰,产生白雾,A项错误;
B.将新制氯水放在阳光下会产生气泡,主要是因为光照使分解产生,B项错误;
C.与HCl会反应生成,故无法一起使用,C项正确;
D.漂白粉比稳定,但长期露置在空气中也会变质,D项错误。
故选C。
4.84消毒液是一种常见的含氯消毒剂。下图为某品牌84消毒液说明书中的部分内容。
下列分析不正确的是
A.该消毒液的有效成分可由和NaOH溶液反应得到
B.①的原因主要是+1价氯的化合物具有氧化性
C.②的原因主要是该消毒液遇强酸发生反应
D.③的原因主要是光照或温度升高会促进NaClO和HClO的分解
【答案】C
【详解】A.氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠,A正确;
B.次氯酸钠中氯为+1,氯化合价能降低,体现氧化性,其与盐酸反应可以生成有毒的氯气,B正确;
C.②的原因主要是该消毒液遇强酸盐酸,会发生归中反应生成有毒的氯气,发生反应,C错误;
D.次氯酸钠、次氯酸不稳定,光照或温度升高会促进NaClO和HClO的分解,D正确;
故选C。
5.实验室可用SiC与Cl2反应(SiC+2Cl2SiCl4+C)制取少量SiCl4(沸点为57.6℃,易水解)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙得到纯净干燥的Cl2
C.用装置丙制取四氯化硅 D.用装置丁收集四氯化硅并吸收尾气
【答案】B
【详解】A.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯化锰、氯气、水,用装置甲制取氯气,故不选A;
B.制取纯净干燥的Cl2,应该先除杂后干燥,故选B;
C.SiC+2Cl2SiCl4+C,用装置丙制取四氯化硅,故不选C;
D.SiCl4沸点为57.6℃,用冰水收集SiCl4,为防止SiCl4水解,用碱石灰吸收尾气,故不选D;
选B。
6.在学习了氯及其化合物的知识后,某同学绘制了如图所示的价一类二维图,已知:e、f的阳离子均为Na+。下列叙述正确的是
A.f为漂白粉的有效成分
B.b可使湿润的红色布条褪色,说明b具有漂白性
C.加热条件下,含有146g a的浓溶液与足量的二氧化锰充分反应可以制取71g b
D.c可用作自来水的消毒剂
【答案】D
【分析】由图中元素的化合价及物质类别可知,a为HCl、b为Cl2、c为ClO2、d为HClO、f为NaClO、e为NaCl,据此解答。
【详解】A.f为NaClO,是漂白液的有效成分,漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,A错误;
B.b为Cl2,其水溶液可使湿润的红色布条褪色,不能说明Cl2本身具有漂白性,B错误;
C.浓盐酸与二氧化锰反应,随着反应的进行,浓盐酸的浓度会变小,加热条件下,稀盐酸与二氧化锰不反应,所以含有146g氯化氢(4mol)的浓溶液与足量的二氧化锰充分反应制取Cl2小于1mol(71g),C错误;
D.c为ClO2,Cl元素显+4价,具有强氧化性,则ClO2可用作自来水消毒剂,D正确;
故选D。
7.工业上将通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法错误的是
A.溶液比溶液稳定 B.漂白液需在阴凉处避光保存
C.通入后的漂白液消毒能力增强 D.漂白液的有效成分是和
【答案】D
【详解】A.次氯酸不稳定容易分解为HCl和氧气,次氯酸盐稳定,所以NaClO溶液比HClO溶液稳定,A正确;
B.NaClO虽稳定,但仍需避光保存以防止分解,B正确;
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.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,D错误;
故选D。
8.下列制取Cl2、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是
A.①制取Cl2 B.②探究干燥红色布条是否褪色
C.③收集Cl2 D.④尾气处理
【答案】B
【详解】A.MnO2和浓盐酸反应制取氯气需要加热,A项不合理;
B.使用浓硫酸干燥氯气,通过该装置探究干燥的氯气能否使干燥的红色布条褪色,B项合理;
C.氯气密度大于空气,要用向上排空气法收集氯气,即导管应长进短出,C项不合理:
D.氯气在饱和食盐水中难以溶解,一般用NaOH溶液进行尾气处理,D项不合理;
故选B。
9.下图是一种实验某气体化学性质的实验装置,图中B为开关。如先打开B,在A处通入干燥的氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C处红色布条褪色。则D瓶中盛有的溶液是
A.浓硫酸 B.饱和氯化钠溶液
C.浓氢氧化钠溶液 D.乙醇溶液
【答案】B
【详解】A.浓硫酸为干燥剂,出来的是干燥的氯气,不能使有色布条褪色,故A错误;
B.饱和NaCl溶液不能干燥氯气,可以观察到C中的红色布条褪色,故B正确;
C.浓NaOH溶液与氯气反应,氯气被吸收了,C处红色布条不褪色,故C错误;
D.乙醇的极性弱于水,所以推测氯气在乙醇中溶解度略大于水,氯气被吸收了,红色布条不褪色,故D错误;
故选B。
10.是一种安全高效灭菌消毒剂,实验室可用亚氯酸钠固体与氯气反应来制备纯净干燥的,装置如图所示。
已知:易溶于水,时液化成红棕色液体。下列说法错误的是
A.导管a可平衡压强,可以使浓盐酸顺利流下
B.装置中加入饱和食盐水,既可除去,也可用于储存
C.装置中发生的反应为
D.检验装置中收集是否有可用湿润的淀粉试纸
【答案】D
【分析】浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气,b中为饱和食盐水,用于除去氯气中的HCl并储存,c中盛放浓硫酸用于干燥氯气,d中NaClO2与氯气反应制备ClO2,e用于收集ClO2,据此分析;
【详解】A.导管a连通分液漏斗和烧瓶,可平衡压强,可以使浓盐酸顺利流下,A正确;
B.b装置中加入饱和食盐水,实验过程中打开和之间的旋塞,可除去,实验结束,关闭旋塞,可用于储存,B正确;
C.装置与反应制,根据氧化还原反应规律,装置中发生的反应为,C正确;
D.具有强氧化性,也能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,D错误;
故选D。
11.氯水中因含有多种成分,而具有多种性质。某实验小组对氯水的性质进行了验证。
(1)用离子方程式表示氯水含多种成分的原因: 。
(2)验证氯水的酸性和漂白性。向试纸上滴加几滴新制氯水,现象如图所示。
由此可以得出结论:
①氯水有酸性和 性。
②该实验说明 扩散速率比 快(填微粒“符号”)。
③ 用试纸测定氯水的(填“可以”或“不可以”)。
(3)验证氯水中光照分解的产物。将新制的氯水加入三颈烧瓶内,将传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈瓶中如下图所示,用强光照射氯水,进行实验并采集数据,获得相关变化曲线。
若能够证明氯水中在光照下发生了分解反应,则下图中纵坐标可以表示的物理量是 (填字母)。
a.氢离子的浓度 b.氯离子的浓度 c.氯水的 d.氧气的体积分数
(4)验证氯水与溶液的反应。将氯水逐滴加入盛有稀溶液的试管中,实验时发现并无明显现象。
①为了证明氯水能与溶液反应,在实验前应该在溶液中加入 。
②经过上述改进后,当滴到最后一滴氯水时,溶液的颜色突然褪去。该小组同学经过分析对褪色原因提出了两种假设:假设1:氯水中的酸中和了,溶液碱性减弱;假设2: 。
③请设计一个简单的实验以验证褪色的原因是假设1还是假设2。
【答案】(1)
(2) 漂白 不可以
(3)abd
(4) 1~2滴酚酞 有漂白性,使溶液的红色褪去或氧化了酚酞 向褪色后的试管内滴加几滴溶液,若恢复红色则证明是假设1,若仍为无色则证明是假设2
【分析】本题通过多个实验验证了氯气和水的反应,氯气和水的反应为:,本题通过pH试纸和指示剂验证了其酸性和漂白性,注意结合其和水反应的离子方程式以及氯水的成分,以此解题。
【详解】(1)氯气可以和水反应生成盐酸和次氯酸,导致其中含有多种成分,离子方程式为:;
(2)①氯气和水反应的化学方程式为Cl2+H2O⇌HCl+HClO,该实验中外层试纸为红色、内层为白色,则内层被漂白,说明氯水有酸性和漂白性;
②同时中外层试纸为红色、内层为白色,说明H+扩散速率比HClO快;
③氯水中次氯酸具有漂白性,能使pH试纸褪色,故不可使用pH试纸测定氯水的pH;
(3)氯水中存在如下平衡:Cl2+H2OH++Cl—+HClO,次氯酸遇光发生反应:2HClO2HCl+O2↑,次氯酸分解促进氯气和水的反应,导致氧气的体积分数增大,溶液中氯气的浓度减小,氢离子和氯离子浓度增大,溶液pH减小,所以图中纵坐标可以表示的物理量是abd;
(4)①氢氧化钠中加入酚酞,溶液显红色,氯气和氢氧化钠反应则红色消失,故在实验前应该在溶液中加入1~2滴酚酞;
②氯水具有漂白性和酸性,则褪色原因可能是假设1:氯水中的酸中和了,溶液碱性减弱;假设2:有漂白性,使溶液的红色褪去或氧化了酚酞;
③可以继续加入几滴氢氧化钠观看现象,即向褪色后的试管内滴加几滴溶液,若恢复红色则证明是假设1,若仍为无色则证明是假设2。
12.实验室制备氯气并利用氯气制备含氯消毒剂。回答下列问题:
Ⅰ.实验室利用图制备氯气
(1)A中发生反应的化学方程式是 。
(2)为制备干燥、纯净的氯气,装置中B中的试剂是 ;C中的试剂是 。
Ⅱ.实验室中利用图装置(部分装置省略)制备 和 NaClO。
(已知:氯气与热的氢氧化钠溶液反应生成与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaClO)
(3)a中发生反应的离子反应化学方程式是 。
(4)b中采用冰水冷却的目的是 。
(5)c中的试剂是 。
Ⅲ.亚氯酸钠是一种高效的消毒剂和漂白剂,可由制得。
(6)已知 饱和溶液在不同温度时析出的晶体情况如下表:
温度
<38℃
38~60℃
析出晶体
分解成 和NaCl
利用 溶液制得 晶体的操作步骤: 、 、 、 38~60℃的温水洗涤、低于干燥。
【答案】(1)
(2) 饱和食盐水 浓硫酸
(3)
(4)防止生成
(5)氢氧化钠溶液
(6) 在不高于60℃的温度下蒸发浓缩 38~60℃范围内冷却结晶 过滤
【分析】Ⅰ.反应装置中浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有HCl,B装置除去氯气中的HCl,氯气在饱和食盐水中溶解度较低,因此除杂试剂是饱和食盐水;C装置是干燥氯气,干燥剂是浓硫酸,D装置收集氯气,E装置用于尾气处理。
Ⅱ.装置a利用Cl2与KOH溶液加热反应生成KClO3,装置b利用Cl2与NaOH溶液在冰水中反应制取NaClO,装置c用于尾气处理,吸收多余的未反应的Cl2,防止污染大气,据此分析回答问题。
【详解】(1)A装置中浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为。
(2)由分析可知,装置B中的试剂是饱和食盐水,C中的试剂是浓硫酸;
(3)a中Cl2与KOH溶液加热制得KClO3,反应的离子反应化学方程式是;
(4)氯气与热的氢氧化钠溶液反应生成,与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaClO ,因此b中采用冰水冷却的目的是防止生成;
(5)装置c用于尾气处理,吸收多余的未反应的Cl2,因此c中的试剂是氢氧化钠溶液;
(6)由表中数据可知,大于60℃,NaClO2分解,且NaClO2在38-60℃时析出,故操作为:在不高于60℃的温度下蒸发浓缩,38~60℃范围内冷却结晶,过滤,38~60℃的温水洗涤,低于60℃干燥。
[模块六 教材习题答案]
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
[模块导航]
模块一 知识网络构建
模块二 基础知识梳理
模块三 核心考点剖析
(精选全国各地期中真题)
考点1:氯气与金属、非金属单质的反应
考点2:氯气与水的反应 次氯酸的性质
考点3:氯气与碱的反应 漂白液 漂白粉
考点4:氯气的实验室制法
考点5:氯离子的检验
模块四 基础过关练
模块五 能力提升练
模块六 教材习题答案
[学习目标]
1.从原子结构角度掌握氯气的性质,知道氯气是很活泼的非金属单质,具有强氧化性。
2.掌握氯气与金属单质、非金属单质、水、碱的反应。
漂白粉的主要成分、漂白原理及保存方法。
3.认识次氯酸的强氧化性和不稳定性及其在生产、生活中的应用。
4.知道实验室制备氯气的原料,掌握其制备原理。能根据氯气制备原理及氯气的性质,认识氯气的制备装置、净化干燥装置、收集装置和尾气处理装置。
5.了解氯离子的检验原理、所用试剂,能规范书写氯离子的检验方法。
[知识网络构建]
[基础知识梳理]
一、氯气的物理性质
氯气是 色有 气味的气体,密度比空气 , 毒,易 , 溶于水,1体积水可溶解 体积的氯气。
【提分速记】
实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔(如下图所示)。
二、氯气的化学性质
1.氯的原子结构
氯原子最外电子层上有 个电子,在化学反应中很容易 电子达到8电子
稳定结构。因此氯的化学性质非常活泼,表现出很强的 。(结构决定性质)
2. 氯气的化学性质
(1)与金属单质反应表现 性(与变价金属反应,金属被氧化成高价态)
2Na+Cl2 2NaCl(产生 火焰,冒白烟)
Cu+Cl2CuCl2(产生 的烟,溶于水后溶液呈蓝绿色)
2Fe+3Cl22FeCl3(产生 的烟,溶于水后溶液呈棕黄色)
【提分速记】常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。
(2)与非金属单质反应
①与氢气反应,条件不同,产物相同,现象不同
点燃:化学方程式为 , 燃烧,产生 色火焰,瓶口有 ,可用于工业制盐酸。
光照:化学方程式为 ,发生
②2P+3Cl22PCl3(氯气不足;产生 )
2P+5Cl22PCl5(氯气充足;产生 )
(3)与水反应
①实验现象:A中干燥的有色布条 ;B中湿润的有色布条
②实验结论:Cl2可使湿润的有色布条褪色,不能使干燥的有色布条褪色,说明Cl2没有漂白性,HClO有漂白作用。
③化学方程式: (Cl2作既做氧化剂又做还原剂)
(4)次氯酸的性质
①一元弱酸(比 弱)
②强氧化性( 用于杀菌、消毒、漂白 )
③不稳定(见光或受热分解)
化学方程式:
【提分速记】①氯气用于杀菌、消毒、漂白,就是因为和水反应生成了次氯酸,利用次氯酸的强氧化性。
②次氯酸的漂白作用是由于其具有强氧化性,其漂白原理是氧化有机色素(即有机色质),发生的是氧化还原反应,不可逆。常见的可漂白的物质有有色纸条、有色布条、酸碱指示剂、有色花瓣、红墨水、品红溶液、蓝色石蕊试纸等。
③新制氯水、久置氯水、液氯的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
三分子Cl2、HClO、H2O
四离子H+、Cl-、ClO-、OH-
稀盐酸
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
(5)与碱的反应
①Cl2与NaOH反应:化学方程式为 ,漂白液主要成分是 ,有效成分是 。
②Cl2与Ca(OH)2反应: ,漂白粉其主要成分: ,有效成分: 。
漂粉精的有效成分: 。
漂白原理: ,真正其漂白作用的是生成 。
(6)与某些还原性物质反应
2FeCl2 + Cl2= 2FeCl3
SO2+Cl2+2H2O = 2HCl + H2SO4
2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)
三、氯气的实验室制法
1. 药品:含有Cl-的物质(如 )和 (除MnO2外还可以是KMnO4、KClO3等)
2.反应原理:
离子方程式:
3. 仪器装置:
4. 净化装置:
由于氯气含有HCl、水蒸气,必须除去。
用 除去HCl,用 除去水蒸气(氯气能与碱反应,所以不能用碱石灰)。
5. 收集方法: (或 )。
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。
饱和食盐水
6. 验满方法:① 靠近收集Cl2的集气瓶瓶口,若观察到试纸立即 ,则证明已收集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近 ,若观察到试纸 ,则证明已收集满。
③根据氯气的颜色判断是否收集满:若观察到整个集气瓶中充满 的气体,则证明已收集满。
7. 尾气处理:用 NaOH溶液吸收多余的Cl2,以防Cl2 。
Cl2有毒,易污染空气,常用NaOH溶液吸收多余的Cl2(Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O)。
【提分速记】实验室制取氯气的注意事项
①反应物的选择:必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
②加热温度:为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热的温度不宜过高,因为浓盐酸易挥发。
③实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
④尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不充分。
⑤如果没有MnO2,可用其他强氧化剂如KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等代替,反应不需加热。
如KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O;
Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O;
2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
五、氯离子的检验
1.氯离子检验方法
(1)试剂: 、 。
(2)方法:先加稀硝酸,再加AgNO3溶液。
(3)现象:产生白色沉淀。
(4)原理: 。
2.氯离子检验的一般步骤:
某溶液无沉淀白色沉淀,则证明原溶液中含Cl-。
【提分速记】Cl-的检验注意事项
(1)用稀硝酸酸化,主要是排除CO等离子的干扰。
(2)不能用稀盐酸酸化,因为盐酸会引入Cl-。
(3)Cl-的检验步骤也可表述为在待测液中直接加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中含有Cl-。
[核心考点剖析]
考点1:氯气与金属、非金属单质的反应
[典例1](24-25高一上·湖南湘潭·期中)有关氯及其化合物,下列叙述正确的是
A.若发生泄漏,应立即向山谷等低处转移
B.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,产生蓝绿色的烟
C.金属铁和铜在氯气中燃烧均得到高价态的金属氯化物
D.纯净的在中安静地燃烧,火焰呈苍白色,集气瓶口出现白烟
[变式1](24-25高一上·天津西青·期中)下列化合物中,不能通过两种单质间化合直接制取的是
A. B. C. D.
考点2:氯气与水的反应 次氯酸的性质
[典例2](24-25高一上·重庆·期中)下列关于氯气和氯水的说法中正确的是
A.氯气是一种无色、密度比空气大的有毒气体
B.氯水放置数天后酸性减弱
C.新制氯水能使有色布条褪色是因为有漂白性
D.适量的氯气可以用于自来水消毒
[变式2](24-25高一上·湖南邵阳·期中)某兴趣小组利用数字化实验测定光照过程中氯水的pH、氯水中氯离子的浓度、广口瓶中氧气的体积分数三者的变化,实验结果如下图所示。下列说法不正确的是
A.氯水的pH随光照时间增加而减小,说明溶液的酸性越来越弱
B.从图中相关曲线变化可知在光照过程中溶液的导电能力逐渐增强
C.氯水呈黄绿色,说明氯水中存在Cl2。
D.光照过程中发生的反应有
考点3:氯气与碱的反应 漂白液 漂白粉
[典例3](24-25高一上·河南洛阳·期中)在常温下,将通入NaOH溶液中可以得到漂白液。下列说法错误的是
A.漂白液的有效成分是NaClO
B.NaClO溶液比HClO溶液稳定
C.漂白液具有漂白作用的原因是吸收了空气中的,生成了强酸
D.漂白液可以漂白棉、麻、纸张,也可用作游泳池等场所的消毒剂
[变式3](24-25高一上·河北保定·期中)为检验某漂白粉是否变质,进行下列探究实验:
实验1:取5g漂白粉样品于烧杯中,加足量蒸馏水并搅拌,观察到有固体不溶解。
实验2:静置,取少量实验1的上层清液于试管中,放入红色花瓣,观察到花瓣褪色。
实验3:另取5g漂白粉样品于试管中,滴加浓盐酸,观察到有气体产生。
下列说法正确的是
A.工业上用氯气和澄清石灰水制取漂白粉
B.实验1和实验2说明漂白粉没有变质
C.实验3中产生的气体只有氯气
D.实验3中反应的电子转移可表示为
考点4:氯气的实验室制法
[典例4](24-25高一上·浙江衢州·期中)有关氯气制备的装置如图所示,下列说法不正确的是
A.制备氯气时,做氧化剂
B.可用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和NaCl溶液
C.图中浓硫酸的作用是干燥氯气
D.图中采用了向上排空气法收集氯气
[变式4](24-25高一上·江西萍乡·期中)实验室制取并探究其氧化性,下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制取
B.用装置乙除去中混有的HCl
C.用装置丙验证的氧化性
D.用装置丁吸收尾气中的
考点5:氯离子的检验
[典例5](24-25高一上·福建漳州·期中)下列物质检验方法正确的是
A.若向某溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体,则该溶液中一定含有
B.用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,火焰呈黄色,一定有没有
C.若向某溶液中加入溶液、产生白色沉淀,则该溶液中一定含有
D.往某溶液中滴加溶液,若产生气体,则原溶液一定显酸性
[变式5](24-25高一上·广东深圳·期中)下列有关实验现象及分析正确的是
选项
实验现象
分析
A
向氯水滴加1~2滴石蕊试液,溶液先变红后褪色
氯水中有盐酸、次氯酸
B
将盛满氯气的试管倒扣在水槽中,静置一段时间后试管内液面上升
氯气与水发生反应
C
向待测液中先加入稀盐酸酸化,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀
待测液中含有
D
向氯水中加入有色布条,布条褪色
有漂白性
A.A B.B C.C D.D
[基础过关练]
1.自18世纪70年代,瑞典化学家舍勒发现至今,已在医药、农药、化学工业等方面获得广泛应用。下列关于性质的说法正确的是
A.是一种有毒的无色气体 B.泄露,人应尽快顺风疏散
C.纯净的在中燃烧发出苍白色火焰 D.与在加热条件下反应生成
2.自来水是用氯气杀菌消毒的,不法商贩用自来水冒充纯净水销售,为辨别纯净水真伪,可用下列哪种试剂鉴别
A.酚酞试液 B.氯化铁溶液 C.硝酸银溶液 D.氢氧化钠溶液
3.构建元素化合价和物质类别的二维图是学习化学的一种重要方法。部分含Na或Cl物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断不合理的是
A.a能与d的水溶液反应 B.c是很弱的酸,只存在于水溶液中
C.能与H2O反应生成d的物质只有b D.上述物质发生氧化还原反应可能生成e
4.用如图所示装置除去中混有的少量HCl,溶液a应为
A.饱和食盐水 B.NaOH溶液 C.溶液 D.饱和溶液
5.下列关于漂白粉的叙述错误的是
A.需要密封保存
B.有效成分是Ca(ClO) 2和CaCl2
C.漂白过程涉及氧化还原反应
D.可用作环境的消毒剂
6.下列关于氯气的说法,错误的是
A.氧化性:
B.可用于生产盐酸和“84”消毒液
C.利用浓盐酸和二氧化锰共热可制得
D.中含有的杂质可通过饱和食盐水除去
7.将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色呈现如下图所示变化。对导致变色的物质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正确判断是
A.HCl、HClO、Cl2 B.Cl2、HClO、HCl
C.HCl、HCl、HCl D.Cl2、HClO、Cl2
8.如图是制备漂白粉的实验装置,下列说法正确的是
A.将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2
B.三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
C.冰水浴的作用是降低反应温度,防止发生副反应
D.锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
9.采用数字化实验测定盛有氯水的密闭广口瓶内某些参数的变化情况,测定结果如图所示。纵坐标不可能表示的是
A.氧气的体积分数变化 B.溶液的变化
C.的变化 D.溶液导电能力的变化
10.下列有关的制备、除杂和收集正确的是
A.用甲装置制备 B.用乙装置除去中的和
C.用丙装置收集 D.用丁装置吸收尾气
[能力提升练]
1.下列有关的说法中,不正确的是
A.新制氯水应避光保存
B.氢气在中安静燃烧产生淡蓝色火焰
C.工业上用和石灰乳制造漂白粉
D.是一种黄绿色的有毒气体
2.25℃时,1体积的水能溶解约2体积的Cl2.用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测不正确的是
A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应
B.试管中溶液为浅黄绿色,说明溶液中存在Cl2
C.取少量试管中溶液,滴加紫色石蕊溶液后,先变红后褪色,因为试管溶液中含有HCl和HClO
D.取少量试管中的溶液,密封光照一段时间后黄绿色褪去,与反应2HClO2HCl+O2↑有关
3.有关氯及其化合物,下列叙述正确的是
A.将纯净的在中点燃,发出苍白色火焰,产生白烟
B.将新制氯水放在阳光下会产生气泡,主要是溶解度降低
C.“84”消毒液中具有氧化性,不能与洁厕灵(主要成分HCl)混合使用
D.漂白粉比稳定,可露置在空气中长期保存
4.84消毒液是一种常见的含氯消毒剂。下图为某品牌84消毒液说明书中的部分内容。
下列分析不正确的是
A.该消毒液的有效成分可由和NaOH溶液反应得到
B.①的原因主要是+1价氯的化合物具有氧化性
C.②的原因主要是该消毒液遇强酸发生反应
D.③的原因主要是光照或温度升高会促进NaClO和HClO的分解
5.实验室可用SiC与Cl2反应(SiC+2Cl2SiCl4+C)制取少量SiCl4(沸点为57.6℃,易水解)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙得到纯净干燥的Cl2
C.用装置丙制取四氯化硅 D.用装置丁收集四氯化硅并吸收尾气
6.在学习了氯及其化合物的知识后,某同学绘制了如图所示的价一类二维图,已知:e、f的阳离子均为Na+。下列叙述正确的是
A.f为漂白粉的有效成分
B.b可使湿润的红色布条褪色,说明b具有漂白性
C.加热条件下,含有146g a的浓溶液与足量的二氧化锰充分反应可以制取71g b
D.c可用作自来水的消毒剂
7.工业上将通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法错误的是
A.溶液比溶液稳定 B.漂白液需在阴凉处避光保存
C.通入后的漂白液消毒能力增强 D.漂白液的有效成分是和
8.下列制取Cl2、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是
A.①制取Cl2 B.②探究干燥红色布条是否褪色
C.③收集Cl2 D.④尾气处理
9.下图是一种实验某气体化学性质的实验装置,图中B为开关。如先打开B,在A处通入干燥的氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C处红色布条褪色。则D瓶中盛有的溶液是
A.浓硫酸 B.饱和氯化钠溶液
C.浓氢氧化钠溶液 D.乙醇溶液
10.是一种安全高效灭菌消毒剂,实验室可用亚氯酸钠固体与氯气反应来制备纯净干燥的,装置如图所示。
已知:易溶于水,时液化成红棕色液体。下列说法错误的是
A.导管a可平衡压强,可以使浓盐酸顺利流下
B.装置中加入饱和食盐水,既可除去,也可用于储存
C.装置中发生的反应为
D.检验装置中收集是否有可用湿润的淀粉试纸
11.氯水中因含有多种成分,而具有多种性质。某实验小组对氯水的性质进行了验证。
(1)用离子方程式表示氯水含多种成分的原因: 。
(2)验证氯水的酸性和漂白性。向试纸上滴加几滴新制氯水,现象如图所示。
由此可以得出结论:
①氯水有酸性和 性。
②该实验说明 扩散速率比 快(填微粒“符号”)。
③ 用试纸测定氯水的(填“可以”或“不可以”)。
(3)验证氯水中光照分解的产物。将新制的氯水加入三颈烧瓶内,将传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈瓶中如下图所示,用强光照射氯水,进行实验并采集数据,获得相关变化曲线。
若能够证明氯水中在光照下发生了分解反应,则下图中纵坐标可以表示的物理量是 (填字母)。
a.氢离子的浓度 b.氯离子的浓度 c.氯水的 d.氧气的体积分数
(4)验证氯水与溶液的反应。将氯水逐滴加入盛有稀溶液的试管中,实验时发现并无明显现象。
①为了证明氯水能与溶液反应,在实验前应该在溶液中加入 。
②经过上述改进后,当滴到最后一滴氯水时,溶液的颜色突然褪去。该小组同学经过分析对褪色原因提出了两种假设:假设1:氯水中的酸中和了,溶液碱性减弱;假设2: 。
③请设计一个简单的实验以验证褪色的原因是假设1还是假设2。
12.实验室制备氯气并利用氯气制备含氯消毒剂。回答下列问题:
Ⅰ.实验室利用图制备氯气
(1)A中发生反应的化学方程式是 。
(2)为制备干燥、纯净的氯气,装置中B中的试剂是 ;C中的试剂是 。
Ⅱ.实验室中利用图装置(部分装置省略)制备 和 NaClO。
(已知:氯气与热的氢氧化钠溶液反应生成与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaClO)
(3)a中发生反应的离子反应化学方程式是 。
(4)b中采用冰水冷却的目的是 。
(5)c中的试剂是 。
Ⅲ.亚氯酸钠是一种高效的消毒剂和漂白剂,可由制得。
(6)已知 饱和溶液在不同温度时析出的晶体情况如下表:
温度
<38℃
38~60℃
析出晶体
分解成 和NaCl
利用 溶液制得 晶体的操作步骤: 、 、 、 38~60℃的温水洗涤、低于干燥。
[模块六 教材习题答案]
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