内容正文:
第一单元 氯气及氯的化合物
题型01 海水中的化学资源
题型02 氯气的实验室制法
题型03 氯气的工业制法
题型04 氯原子结构及氯气的物理性质
题型05 氯气与单质的反应
题型06 氯水的成分及次氯酸的性质
题型07 氯气与碱的反应
题型08 次氯酸盐的性质及应用
题型09 氯及其化合物的转化
题型10 氧化还原反应有关概念的判断
题型11 常见的氧化剂和还原剂
题型12 用双线桥表示氧化还原反应
题型13 用单线桥表示氧化还原反应
题型14 氧化性、还原性的判断及比较
题型01 海水中的化学资源
1.海水中蕴含的元素有80多种,它是一个巨大的宝藏,期待着人们的开发和利用。
2.海水中的氯化物主要为NaCl,其次是MgCl2、CaCl2和KCl。
3.地球上99%以上的溴蕴藏在大海中,海水中溴的总储量高达1×1014t,溴被称为“海洋元素”。此外,海水中还含有丰富的碘元素。据估计,海水中碘的总量可达8×1010t。
【典例1】医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带,这是由于海带中含有较丰富的( )
A.碘元素 B.铁元素
C.钠元素 D.钾元素
【变式1-1】海水中含量最多的离子是( )
A.钠离子 B.氯离子
C.钙离子 D.镁离子
【变式1-2】海水中含有大量的化学元素,自然界中的有些元素主要存在于海水中。下列元素中,被称为“海洋元素”的是( )
A.氮 B.硫
C.溴 D.氯
题型02 氯气的实验室制法
(1)原理方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)实验装置图
①发生装置所用仪器的名称为A:分液漏斗、B:圆底烧瓶。
②装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。
③装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
(3)收集方法
①向上排空气法(氯气密度大于空气)。
②排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)。
(4)尾气处理
实验装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液,该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
【典例2】(24-25高一上·北京昌平·期末)某研究小组制备Cl2并收集Cl2,装置如下图所示。
下列说法不正确的是
A.装置a中的反应体现浓盐酸的酸性和还原性
B.装置a中的反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4
C.装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体
D.装置c用向上排空气法收集氯气应长管进短管出
【变式2-1】某同学设计了如图所示的装置制备氯气,其中分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接一段橡胶管。下列对其作用的叙述正确的是( )
A.防止氯气造成大气污染
B.使反应的氯气循环使用
C.使分液漏斗中的液体更容易流入烧瓶
D.使烧瓶内的压强与大气压保持一致
【变式2-2】(24-25高一上·新疆喀什·期末)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
【变式2-3】如图所示,某小组同学拟用如图仪器,在实验室中制备干燥、纯净的氯气。请完成下列空白。
(1)上述仪器正确连接后应进行的操作是___________________________________。
(2)实验室制备氯气反应的化学方程式是________________________________。
(3)饱和食盐水的作用是__________________,浓硫酸的作用是__________________。
(4)为防止污染空气,实验时如图烧杯所盛溶液化学式为__________________,发生反应的离子方程式是________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
A.钠、铁和铜都能和氯气反应,生成金属氯化物
B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
C.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰
D.氯水中含有次氯酸,氯水具有杀菌、漂白作用
题型03 氯气的工业制法
1.实验探究——模拟工业制备氯气
(1)电解装置和现象
(2)电解产物的验证
实验操作
实验现象
实验结论
试管移近酒精灯以后,发出“噗”的响声(或爆鸣声)
与电源负极相连的铁棒上逸出氢气
湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
与电源正极相连的石墨棒上逸出氯气
溶液颜色变红
左管溶液中有_NaOH产生
(3)实验结论
根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。
(4)电解原理
电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
2.氯碱工业
(1)含义:以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业。
(2)氯碱工业产品的用途
①Cl2:用于制取盐酸、漂白粉、饮用水消毒、有机合成(农药、药物)等。
②H2:用于生产盐酸、金属冶炼等。
③NaOH:工业生产中最常用的碱,主要用于有机合成、造纸、印染等。
【典例3】如图为教材中电解饱和食盐水的实验装置。下列叙述不正确的是( )
A.装置中,a管能产生氢气
B.b管导出的是氯气
C.以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”
D.在石墨棒电极区域有NaOH生成
【变式3-1】电解饱和食盐水时,与电源负极相连的电极上得到的气态物质是( )
A.氯气 B.氢气
C.烧碱 D.氯化氢
【变式3-2】关于电解NaCl水溶液的说法正确的是( )
①电解产物为Cl2和Na
②电解过程中,能产生黄绿色气体
③电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,然后滴加酚酞溶液,溶液呈红色
④电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,然后滴加酚酞溶液,溶液呈无色
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
【变式3-3】请用如下图所示仪器设计一个包括电解饱和食盐水并测定电解时产生氢气的体积和检验氯气的实验装置(提示:Cl2可与KI反应生成I2,淀粉遇I2变蓝)。
(1)连接所选仪器时,各接口的顺序是(填各接口的字母代号):A接________,________接________,B接________,________接________。
(2)证明产物Cl2的实验现象是________________。
题型04 氯原子结构及氯气的物理性质
1.氯的原子结构及存在
(1)原子结构
原子结构示意图为 ,氯原子容易得到1个电子而形成Cl-。
(2)存在
氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在。
2.物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
有毒
1体积水溶解2体积氯气
【典例4】下列关于氯气物理性质的描述正确的是
A.无色无味 B.密度比空气小
C.难溶于水 D.有强烈刺激性气味
【变式4-1】(24-25高一上·北京顺义·期末)下列关于氯气的描述不正确的是
A.有刺激性气味 B.密度比空气的小
C.可与H2反应 D.可用于自来水的杀菌消毒
【变式4-2】某工厂发生Cl2泄漏,以下应对措施中主要是基于Cl2的物理性质考虑的是( )
A.向被污染的土壤洒石灰
B.向远离污染源的高处撤离
C.用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻迅速撤离
D.来不及撤离时可用纯碱溶液浸湿的棉被堵好门窗
【变式4-3】(24-25高一上·吉林·期末)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
题型05 氯气与单质的反应
1.与金属的反应
反应现象
化学方程式
Na
剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量白烟
2Na+Cl22NaCl
Fe
Fe丝在氯气中燃烧,产生棕色烟
2Fe+3Cl22FeCl3
Cu
Cu丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色
Cu+Cl2CuCl2
2.与非金属反应
与H2反应:反应方程式:H2+Cl22HCl,反应现象:H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。
【典例5】下列关于氯气与金属反应的说法正确的是
A.氯气与铁反应生成氯化亚铁 B.氯气与铜反应生成氯化亚铜
C.变价金属与氯气反应一般显高价 D.氯气与钠反应现象不明显
【变式5-1】氢气在氯气中燃烧的现象是
A.发出黄色火焰
B.产生红棕色烟
C.安静地燃烧,产生苍白色火焰,瓶口上方产生白雾
D.剧烈燃烧,产生棕黄色烟
【变式5-2】下列氯化物可以由氯气与金属反应制得,又可以由金属与盐酸反应制得的是( )
A.FeCl2 B.AlCl3
C.FeCl3 D.CuCl2
【变式5-3】(24-25高一上·山东德州·期中)下列有关氯及其化合物的说法,正确的是
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方形成白色烟雾
B.新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明新制氯水中有氯气分子存在
C.工业上将氯气通入饱和石灰水中制取漂白粉
D.氯气泄漏时用毛巾浸透氢氧化钠溶液捂住鼻子
题型06 氯水的成分及次氯酸的性质
1.氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
2.次氯酸的三大性质
3. 漂白性实验:
实验操作
实验现象
结论
有色布条
不褪色
干燥的Cl2不具有漂白作用
有色布条褪色
氯水有漂白作用,起漂白作用的是HClO
【典例6】(24-25高一上·新疆喀什·期末)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
【变式6-1】(24-25高一上·北京顺义·期末)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
【变式6-2】(23-24高一下·云南普洱·期末)向试管中滴加试剂W,根据实验操作、现象得出的结论正确的是
选项
操作
试剂W
现象
结论
A
紫色石蕊溶液
溶液先变红后褪色
具有漂白性
B
溶液
产生白色沉淀
氯水中阴离子只有Cl-
C
溶液
有沉淀产生
氯水具有强氧化性
D
NaOH溶液
溶液颜色变浅
NaOH具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【变式6-3】(24-25高三上·天津河西·期中)室温下,通过下列实验探究新制饱和氯水的性质。
实验1:用pH计测量新制饱和氯水的pH,测得pH约为2.2;
实验2:向淀粉KI溶液中滴加过量氯水,溶液先变蓝,后褪色;
实验3:向溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色;
实验4:向氯水中加入少量碳酸钙粉末,产生无色气体。
下列说法正确的是
A.用强光照射实验1中的溶液,溶液的pH增大
B.实验2可以证明HClO有强氧化性
C.实验3反应后溶液中大量存在的离子有:
D.实验4产生的气体是,反应后的溶液漂白能力增强
题型07 氯气与碱的反应
1.与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
(1)反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
(2)漂白液的有效成分是次氯酸钠。
2.与石灰乳反应——制取漂白粉
(1)反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
【典例7】(24-25高一上·山东淄博·期末)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
【变式7-1】某实验室的尾气中含有较多的氯气,有毒,要吸收这些尾气,下列试剂最适合的是( )
A.饱和的石灰水 B.饱和的食盐水
C.自来水 D.烧碱溶液
【变式7-2】(23-24高一上·贵州铜仁·期中)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
【变式7-3】将紫色石蕊试液滴入NaOH溶液中,溶液变蓝色,再通入氯气,溶液由蓝色变成红色,最后颜色慢慢褪去,其原因是( )
①氯气有漂白性 ②氯气与NaOH溶液反应 ③氯气的水溶液呈酸性 ④次氯酸有漂白性 ⑤氯化钠有漂白性
A.①④ B.②③④
C.①②③ D.④⑤
题型08 次氯酸盐的性质及应用
1.漂白原理
次氯酸盐溶于水后与空气中的CO2反应生成次氯酸,如漂白粉的漂白原理用化学方程式表示为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。
2.常用含氯消毒剂及其合理使用
(1)具有漂白和消毒作用的含氯化合物有次氯酸、次氯酸盐(次氯酸钙、次氯酸钠)、二氧化氯(ClO2)。二氧化氯的漂白和消毒能力比氯气强,效果更持久,受水体的pH变化影响小,且使用起来更方便、安全。
(2)漂白粉需密封保存,以防止变质失效。
(3)含氯漂白剂与洁厕灵(含有盐酸)不能混合使用,否则将产生Cl2。
【典例8】漂白粉长期露置在空气中失效的原因是( )
A.吸收了氧气和水蒸气
B.吸收了二氧化碳和水蒸气
C.漂白粉风化
D.漂白粉不稳定,见光分解
【变式8-1】下列关于漂白粉的说法正确的是
A.漂白粉是纯净物
B.漂白粉的有效成分是CaCl2
C.漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2与CO2、H2O反应生成的HClO不稳定
D.工业上用氯气与澄清石灰水反应制取漂白粉
【变式8-2】下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是( )
A.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
B.漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C.漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理,二者的作用原理相同
D.漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应
题型09 氯及其化合物的转化
【典例9】(24-25高一上·陕西汉中·期末)如图为氯及其化合物的“价-类二维图”,下列说法错误的是
A.与在一定条件下可生成 B.能使湿润的红色布条褪色
C.在光照下不会分解 D.若为钾盐,则的化学式为
【变式9-1】(24-25高一上·河南新乡·期末)“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,a~e分别代表5种不同的纯净物。
已知:e是钠盐。下列说法错误的是
A.a能使紫色石蕊试液变红 B.c的酸性比硫酸强
C.b和d都具有漂白性 D.e是漂白液的有效成分
【变式9-2】(24-25高一上·吉林·期末)部分氯及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列叙述正确的是
A.a只有还原性,没有氧化性 B.c见光易分解,释放出b
C.c有漂白性、酸性和强稳定性 D.b与反应生成a和c
【变式9-3】A、B、C、D、E五种物质都含有相同的元素X,这五种物质间相互转化关系如下图所示。
已知X元素的单质是黄绿色气体,由此推断这五种物质的化学式分别为
A________,B________,C________,D________,E________。
题型10 氧化还原反应有关概念的判断
1.定义:有电子转移的反应。
2.实质:电子的转移(得失或偏移)。
3.特征:元素化合价有升降,且化合价升高的总价数等于化合价降低的总价数。
4.氧化还原反应概念之间的关系
化合价升高——失去电子——被氧化——发生氧化反应——是还原剂
化合价降低——得到电子——被还原——发生还原反应——是氧化剂
【典例10】(24-25高一上·天津滨海新·阶段练习)下列关于氧化还原反应的叙述正确的是
A.失电子越多,还原性越强,得电子越多,氧化性越强
B.氧化剂和还原剂混合不一定能发生氧化还原反应
C.具有该元素最高价态的元素,对应物质在氧化还原反应中一定表现氧化性
D.置换反应都是氧化还原反应,既是置换反应又是氧化还原反应
【变式10-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)科学家发现了利用泪液来检测糖尿病的方法,其原理是用NaAuCl4溶液与汇液中的葡萄糖反应生成直径为20~60 nm的 Au 单质颗粒(反应前后Cl元素均为-1价)。下列有关说法不正确的是
A.该反应中Au 元素的化合价降低 B.该反应中葡萄糖是还原剂
C.该反应中NaAuCl4发生氧化反应 D.反应后所得分散系能产生丁达尔效应
【变式10-2】歌曲《青花瓷》中唱到“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿”,其中“铜绿”的化学成分是碱式碳酸铜。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应:2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应说法不正确的是( )
A.该反应是氧化还原反应,发生化合价变化的有两种元素
B.O2得电子,发生的是还原反应
C.铜的化合价升高,被氧化
D.碱式碳酸铜中铜元素的化合价是+1价
【变式10-3】在反应3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO中,氧化反应得到的产物是( )
A.N2 B.Si3N4
C.CO D.Si3N4和CO
题型11 常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2等;
含高价金属阳离子的化合物:FeCl3、CuCl2等;
含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2等。
(2)常见的还原剂
活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等;
含低价金属阳离子的化合物:FeCl2等;
某些非金属单质:C、H2等;
含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、KI等。
(3)在可变化合价元素的化合物中,具有中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂,如:Cl2、S、SO2、H2SO3等。
【典例11】下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe
【变式11-1】每年的3月22日为“世界水日”。世界水日宗旨是唤起公众的节水意识,加强水资源保护。2023年“世界水日”和“中国水周”活动的宣传主题为“强化依法治水 携手共护母亲河”。下列反应属于氧化还原反应,且水既不作氧化剂又不作还原剂的是
A. B.2H2O+2Na=2NaOH+H2↑
C.3NO2+H2O=2HNO3+NO D.2H2OO2↑+2H2↑
【变式11-2】(24-25高一上·四川攀枝花·阶段练习)对于反应(热),下列叙述正确的是
A.是氧化剂,NaOH是还原剂
B.每生成1molNaClO3,转移的电子数为6mol
C.从氯元素的化合价分析,只有还原性,只有氧化性
D.还原剂和氧化剂的质量之比为1∶5
【变式11-3】(24-25高一上·广东广州·期末)下列变化中,必须加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
题型12 用双线桥表示氧化还原反应
表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化反应或还原反应的原子个数,b表示每个原子得到或失去的电子数,当a=1或b=1时,要省略;
④被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。
如
【典例12】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式12-1】下列氧化还原反应方程式中所标电子转移的方向和数目正确的是( )
【变式12-2】下列对氧化还原反应分析正确的是( )
题型13 用单线桥表示氧化还原反应
确定变化化合价,计算价态的变化;桥上标明电子数,箭头还原到氧化。
注意事项。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况;
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
注:(1)两种方法中箭头的指向不同。双线桥中箭头指向产物中变价的相应元素;单线桥中箭头指向得到电子的元素。(2)转移数目指的是与方程式计量数有关的得电子总数或失电子总数。
【典例13】已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)用双线桥法表示电子得失的方向和数目:____________________;
(2)用单线桥法表示电子得失的方向和数目:________________________;
(3)若3 mol Cu参加反应,则该过程转移的电子的物质的量是________mol。
【变式13-1】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )
【变式13-2】(1)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目,指出被氧化和被还原的元素。
①2Na+Cl2点燃 (=====)2NaCl____________________________;
②NaOH+HCl===NaCl+H2O_______________________。
(2)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。
①BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl_________________;
②Fe+2HCl===FeCl2+H2↑__________________________。
题型14 氧化性、还原性的判断及比较
1.根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
2.根据元素的活动性顺序比较
3.根据反应条件来判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4>MnO2。
(2)Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al加热条件下也难反应,故还原性:Na>Mg>Al。
4.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl22FeCl3
Fe+SFeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理类似。
【典例14】(24-25高一上·吉林松原·期末)根据如图所示的转化关系判断下列说法错误的是(反应条件已略去)
A.反应①中参与反应的HCl都是还原剂
B.反应①②③④⑤均属于氧化还原反应
C.生成等物质的量的,反应③和④转移电子的数目之比为
D.由以上反应可知氧化性强弱顺序:
【变式14-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)已知有如下反应:
①2NaBrO3+Cl2=Br2+2NaClO3
②NaClO3+5NaCl+3H2SO4=3Cl2↑+3H2O+3Na2SO4
③2FeCl2+Cl2=2FeCl3
根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
B.Cl2在反应③中作氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为:NaClO3>NaBrO3>Cl2>FeCl3
D.溶液中可发生:NaClO3+6FeCl2+3H2SO4=NaCl+4FeCl3+Fe2(SO4)3+3H2O
【变式14-2】(24-25高一上·上海·期中)已知的氧化性依次减弱,则下列反应在水溶液中不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
【变式14-3】(1)某同学写出以下三个化学方程式:(未配平)①NO+HNO3―→N2O3+H2O
②NH3+NO―→HNO2+H2O
③N2O4+H2O―→HNO3+HNO2
其中你认为不可能实现的是________(填序号)。
(2)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是________。
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若溶质中Cl-与I-共存,为了氧化I-而Cl-不被氧化,除Cl2单质外,还可应用上述反应中的________作氧化剂。
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第一单元 氯气及氯的化合物
题型01 海水中的化学资源
题型02 氯气的实验室制法
题型03 氯气的工业制法
题型04 氯原子结构及氯气的物理性质
题型05 氯气与单质的反应
题型06 氯水的成分及次氯酸的性质
题型07 氯气与碱的反应
题型08 次氯酸盐的性质及应用
题型09 氯及其化合物的转化
题型10 氧化还原反应有关概念的判断
题型11 常见的氧化剂和还原剂
题型12 用双线桥表示氧化还原反应
题型13 用单线桥表示氧化还原反应
题型14 氧化性、还原性的判断及比较
题型01 海水中的化学资源
1.海水中蕴含的元素有80多种,它是一个巨大的宝藏,期待着人们的开发和利用。
2.海水中的氯化物主要为NaCl,其次是MgCl2、CaCl2和KCl。
3.地球上99%以上的溴蕴藏在大海中,海水中溴的总储量高达1×1014t,溴被称为“海洋元素”。此外,海水中还含有丰富的碘元素。据估计,海水中碘的总量可达8×1010t。
【典例1】医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带,这是由于海带中含有较丰富的( )
A.碘元素 B.铁元素
C.钠元素 D.钾元素
【答案】A
【解析】甲状腺肿大是缺碘,海带中富含碘元素。
【变式1-1】海水中含量最多的离子是( )
A.钠离子 B.氯离子
C.钙离子 D.镁离子
【答案】B
【解析】海洋里含量最高的离子是氯离子。
【变式1-2】海水中含有大量的化学元素,自然界中的有些元素主要存在于海水中。下列元素中,被称为“海洋元素”的是( )
A.氮 B.硫
C.溴 D.氯
【答案】C
【解析】“海洋元素”指溴元素,C正确。
题型02 氯气的实验室制法
(1)原理方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)实验装置图
①发生装置所用仪器的名称为A:分液漏斗、B:圆底烧瓶。
②装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。
③装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
(3)收集方法
①向上排空气法(氯气密度大于空气)。
②排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)。
(4)尾气处理
实验装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液,该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
【典例2】(24-25高一上·北京昌平·期末)某研究小组制备Cl2并收集Cl2,装置如下图所示。
下列说法不正确的是
A.装置a中的反应体现浓盐酸的酸性和还原性
B.装置a中的反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4
C.装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体
D.装置c用向上排空气法收集氯气应长管进短管出
【答案】B
【分析】a中浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气:,b中饱和食盐水吸收挥发的HCl气体,c中收集氯气,氯气密度比水大,应选用向上排空气法收集,d中选用氢氧化钠溶液吸收氯气,防止污染空气。
【解析】A.a中反应为:,浓盐酸中部分氯元素化合价升高,浓盐酸表现还原性和酸性,A正确;
B.MnO2为氧化剂,HCl为还原剂(4个HCl分子中只有2个作还原剂),氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2,B错误;
C.根据分析,装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体,C正确;
D.根据分析,c中收集氯气,氯气密度比水大,应选用向上排空气法收集,应长管进短管出,D正确;
故选B。
【变式2-1】某同学设计了如图所示的装置制备氯气,其中分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接一段橡胶管。下列对其作用的叙述正确的是( )
A.防止氯气造成大气污染
B.使反应的氯气循环使用
C.使分液漏斗中的液体更容易流入烧瓶
D.使烧瓶内的压强与大气压保持一致
【答案】C
【解析】制备氯气时,分液漏斗中盛放浓盐酸,烧瓶中盛放二氧化锰,若烧瓶内压强大时液体不易流下,若分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接一段橡胶管,其作用为使烧瓶内的压强与分液漏斗中保持一致,便于液体顺利流下,故C正确。
【变式2-2】(24-25高一上·新疆喀什·期末)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
【解析】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。
【变式2-3】如图所示,某小组同学拟用如图仪器,在实验室中制备干燥、纯净的氯气。请完成下列空白。
(1)上述仪器正确连接后应进行的操作是___________________________________。
(2)实验室制备氯气反应的化学方程式是________________________________。
(3)饱和食盐水的作用是__________________,浓硫酸的作用是__________________。
(4)为防止污染空气,实验时如图烧杯所盛溶液化学式为__________________,发生反应的离子方程式是________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
A.钠、铁和铜都能和氯气反应,生成金属氯化物
B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
C.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰
D.氯水中含有次氯酸,氯水具有杀菌、漂白作用
【答案】(1)检查装置气密性 (2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (3)除去氯气中的HCl 干燥氯气 (4)NaOH 2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O (5)ACD
【解析】(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气,反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(5)钠、铁和铜都能和氯气反应,生成氯化钠、氯化铁、氯化铜,故A正确;液氯是氯气单质,它不能使干燥的有色布条褪色,故B错误;氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,生成HCl,故C正确。
题型03 氯气的工业制法
1.实验探究——模拟工业制备氯气
(1)电解装置和现象
(2)电解产物的验证
实验操作
实验现象
实验结论
试管移近酒精灯以后,发出“噗”的响声(或爆鸣声)
与电源负极相连的铁棒上逸出氢气
湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
与电源正极相连的石墨棒上逸出氯气
溶液颜色变红
左管溶液中有_NaOH产生
(3)实验结论
根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。
(4)电解原理
电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
2.氯碱工业
(1)含义:以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业。
(2)氯碱工业产品的用途
①Cl2:用于制取盐酸、漂白粉、饮用水消毒、有机合成(农药、药物)等。
②H2:用于生产盐酸、金属冶炼等。
③NaOH:工业生产中最常用的碱,主要用于有机合成、造纸、印染等。
【典例3】如图为教材中电解饱和食盐水的实验装置。下列叙述不正确的是( )
A.装置中,a管能产生氢气
B.b管导出的是氯气
C.以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”
D.在石墨棒电极区域有NaOH生成
【答案】D
【解析】由教材中的相关实验装置可知,a管中导出的气体遇明火有爆鸣声,则该气体为氢气,A正确;b管导出的气体可用NaOH溶液吸收,则b管中导出的气体应为氯气,B正确;由氯碱工业的定义可知,C正确;根据教材中的演示实验,在两极滴入酚酞,只有铁棒附近溶液变红色,而石墨棒附近不变红,说明NaOH不在石墨棒电极区域生成,D错误。
【变式3-1】电解饱和食盐水时,与电源负极相连的电极上得到的气态物质是( )
A.氯气 B.氢气
C.烧碱 D.氯化氢
【答案】B
【解析】与电源负极相连的电极上得到的气态物质是氢气。
【变式3-2】关于电解NaCl水溶液的说法正确的是( )
①电解产物为Cl2和Na
②电解过程中,能产生黄绿色气体
③电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,然后滴加酚酞溶液,溶液呈红色
④电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,然后滴加酚酞溶液,溶液呈无色
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
【答案】C
【解析】电解NaCl水溶液产生氢氧化钠、氢气和氯气。
【变式3-3】请用如下图所示仪器设计一个包括电解饱和食盐水并测定电解时产生氢气的体积和检验氯气的实验装置(提示:Cl2可与KI反应生成I2,淀粉遇I2变蓝)。
(1)连接所选仪器时,各接口的顺序是(填各接口的字母代号):A接________,________接________,B接________,________接________。
(2)证明产物Cl2的实验现象是________________。
【答案】G F H D E C (2)淀粉KI溶液变蓝
【解析】电解时,与电源负极相连的A端产生H2,与电源正极相连的B端产生Cl2。用排水量气法测量H2的体积,用淀粉KI溶液检验Cl2,用NaOH溶液吸收剩余的Cl2。
题型04 氯原子结构及氯气的物理性质
1.氯的原子结构及存在
(1)原子结构
原子结构示意图为 ,氯原子容易得到1个电子而形成Cl-。
(2)存在
氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在。
2.物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
有毒
1体积水溶解2体积氯气
【典例4】下列关于氯气物理性质的描述正确的是
A.无色无味 B.密度比空气小
C.难溶于水 D.有强烈刺激性气味
【答案】D
【解析】A.氯气是黄绿色气体,并非无色无味,A错误;
B.氯气的摩尔质量为71 g/mol,密度比空气(平均约29 g/mol)大,B错误;
C.氯气可溶于水(1体积水约溶2体积Cl2),并非难溶,C错误;
D.氯气具有强烈刺激性气味,描述正确,D正确;
故选D。
【变式4-1】(24-25高一上·北京顺义·期末)下列关于氯气的描述不正确的是
A.有刺激性气味 B.密度比空气的小
C.可与H2反应 D.可用于自来水的杀菌消毒
【答案】B
【解析】A.氯气具有刺激性气味,A正确;
B.氯气的摩尔质量为71g/mol,比空气(约29g/mol)大,因此密度比空气大,B错误;
C.氯气与氢气在光照或点燃条件下反应生成HCl,C正确;
D.氯气溶于水生成次氯酸(HClO),可用于杀菌消毒,D正确;
故选B。
【变式4-2】某工厂发生Cl2泄漏,以下应对措施中主要是基于Cl2的物理性质考虑的是( )
A.向被污染的土壤洒石灰
B.向远离污染源的高处撤离
C.用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻迅速撤离
D.来不及撤离时可用纯碱溶液浸湿的棉被堵好门窗
【答案】B
【解析】石灰溶于水形成氢氧化钙是碱溶液可以吸收氯气,利用的是氯气的化学性质,A项错误;氯气密度比空气重,发生Cl2泄漏向远离污染源的高处撤离,B项正确;纯碱是碳酸钠溶液可以和氯气发生反应吸收氯气,用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻迅速撤离,C项错误;纯碱是碳酸钠溶液可以和氯气发生反应吸收氯气,来不及撤离时可用纯碱溶液浸湿的棉被堵好门窗,D项错误。
【变式4-3】(24-25高一上·吉林·期末)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
【解析】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。
题型05 氯气与单质的反应
1.与金属的反应
反应现象
化学方程式
Na
剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量白烟
2Na+Cl22NaCl
Fe
Fe丝在氯气中燃烧,产生棕色烟
2Fe+3Cl22FeCl3
Cu
Cu丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色
Cu+Cl2CuCl2
2.与非金属反应
与H2反应:反应方程式:H2+Cl22HCl,反应现象:H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。
【典例5】下列关于氯气与金属反应的说法正确的是
A.氯气与铁反应生成氯化亚铁 B.氯气与铜反应生成氯化亚铜
C.变价金属与氯气反应一般显高价 D.氯气与钠反应现象不明显
【答案】C
【解析】A.氯气的氧化性较强,氯气与铁在点燃条件下反应只生成氯化铁而非氯化亚铁,A错误;
B.氯气的氧化性较强,与铜反应生成的是氯化铜而非氯化亚铜,B错误;
C.氯气的氧化性较强,氯气与变价金属反应时,通常将变价金属氧化为其高价态产物,如氯气和铁反应时,产物为氯化铁而非氯化亚铁,C正确;
D.钠与氯气反应剧烈,钠在氯气中燃烧时发出黄色火焰且产生大量白烟,现象明显,D错误;
故选C。
【变式5-1】氢气在氯气中燃烧的现象是
A.发出黄色火焰
B.产生红棕色烟
C.安静地燃烧,产生苍白色火焰,瓶口上方产生白雾
D.剧烈燃烧,产生棕黄色烟
【答案】C
【分析】氢气在氯气中燃烧的化学方程式为:,反应过程中,氢气安静地燃烧,火焰呈苍白色,瓶口上方出现白雾。
【解析】A.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰,钠在氯气中燃烧时产生黄色火焰,A不符合题意;
B.氢气在氯气中燃烧时产生白雾,铁在氯气中燃烧时产生红棕色烟,B不符合题意;
C.氢气在氯气中燃烧时的现象为:氢气安静地燃烧,火焰呈苍白色,瓶口上方出现白雾(反应生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴),C符合题意;
D.氢气在氯气中燃烧时产生白雾,铜在氯气中燃烧时产生棕黄色烟,D不符合题意;
故选C。
【变式5-2】下列氯化物可以由氯气与金属反应制得,又可以由金属与盐酸反应制得的是( )
A.FeCl2 B.AlCl3
C.FeCl3 D.CuCl2
【答案】B
【解析】Fe和Cl2反应生成FeCl3,故A不选;Al和Cl2反应生成AlCl3,Al和盐酸反应生成AlCl3和H2,故B选;Fe和盐酸生成FeCl2和H2,故C不选;Cu和盐酸不反应,故D不选。
【变式5-3】(24-25高一上·山东德州·期中)下列有关氯及其化合物的说法,正确的是
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方形成白色烟雾
B.新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明新制氯水中有氯气分子存在
C.工业上将氯气通入饱和石灰水中制取漂白粉
D.氯气泄漏时用毛巾浸透氢氧化钠溶液捂住鼻子
【答案】B
【解析】A.氢气在氯气中燃烧确实发出苍白色火焰,生成氯化氢气体;但瓶口上方形成的是HCl与水蒸气结合产生的白雾(小液滴),而非固体颗粒形成的“白色烟雾”,A错误;
B.新制氯水因溶解了而呈浅黄绿色,且本身具有刺激性气味;部分与水反应,但未完全分解,因此溶液中仍存在分子,B正确;
C.工业上制备漂白粉时,氯气应与石灰乳反应,而非饱和石灰水;石灰水浓度低,而石灰乳能充分反应,C错误;
D.氢氧化钠溶液虽能吸收,但其强腐蚀性会损伤皮肤;正确做法是用弱碱性溶液(如溶液)或湿毛巾,D错误;
故选B。
题型06 氯水的成分及次氯酸的性质
1.氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
2.次氯酸的三大性质
3. 漂白性实验:
实验操作
实验现象
结论
有色布条
不褪色
干燥的Cl2不具有漂白作用
有色布条褪色
氯水有漂白作用,起漂白作用的是HClO
【典例6】(24-25高一上·新疆喀什·期末)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
【解析】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。
【变式6-1】(24-25高一上·北京顺义·期末)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
【解析】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。
【变式6-2】(23-24高一下·云南普洱·期末)向试管中滴加试剂W,根据实验操作、现象得出的结论正确的是
选项
操作
试剂W
现象
结论
A
紫色石蕊溶液
溶液先变红后褪色
具有漂白性
B
溶液
产生白色沉淀
氯水中阴离子只有Cl-
C
溶液
有沉淀产生
氯水具有强氧化性
D
NaOH溶液
溶液颜色变浅
NaOH具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】氯气能与水反应,新制氯水的成分有:、、HClO、、、、。
【解析】A.氯水能使紫色石蕊溶液先变红色后褪色,是因为氯水中的HClO具有漂白性,本身不具有漂白性,故A错误;
B.氯水与溶液反应产生白色沉淀AgCl,是因为氯水中含有,但氯水中阴离子还有、,故B错误;
C.新制氯水中的能将硫化钠氧化为硫单质,反应方程式为Na2S+Cl2=2NaCl+S↓,说明氯水具有强氧化性,故C正确;
D.NaOH没有漂白性,氢氧化钠与氯气反应,导致新制氯水颜色变浅,故D错误;
选C。
【变式6-3】(24-25高三上·天津河西·期中)室温下,通过下列实验探究新制饱和氯水的性质。
实验1:用pH计测量新制饱和氯水的pH,测得pH约为2.2;
实验2:向淀粉KI溶液中滴加过量氯水,溶液先变蓝,后褪色;
实验3:向溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色;
实验4:向氯水中加入少量碳酸钙粉末,产生无色气体。
下列说法正确的是
A.用强光照射实验1中的溶液,溶液的pH增大
B.实验2可以证明HClO有强氧化性
C.实验3反应后溶液中大量存在的离子有:
D.实验4产生的气体是,反应后的溶液漂白能力增强
【答案】D
【解析】A.新制饱和氯水中存在平衡反应:Cl2+ H2OHCl + HClO,氯水中含有氯气和次氯酸,见光HClO分解生成HCl,则酸性增强,所以溶液的pH将减小,故A错误;
B.氯水中含有Cl2和HClO,向淀粉KI溶液中滴加过量氯水,溶液先变蓝,Cl2和HClO均可以将KI氧化为I2,后褪色说明HClO具有漂白性,实验2不能证明HClO有强氧化性,故B错误;
C.向溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色,Cl2和HClO将Fe2+氧化为Fe3+,ClO-和H+会反应生成HClO,不能在溶液中大量共存,故C错误;
D.新制饱和氯水中存在平衡反应:Cl2+ H2OH++Cl-+ HClO,加入少量碳酸钙粉末,碳酸钙和HCl反应生成CO2,c(H+)浓度减小,平衡正向移动,HClO浓度增大,反应后的溶液漂白能力增强,故D正确;
故选C。
题型07 氯气与碱的反应
1.与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
(1)反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
(2)漂白液的有效成分是次氯酸钠。
2.与石灰乳反应——制取漂白粉
(1)反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
【典例7】(24-25高一上·山东淄博·期末)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
【解析】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。
【变式7-1】某实验室的尾气中含有较多的氯气,有毒,要吸收这些尾气,下列试剂最适合的是( )
A.饱和的石灰水 B.饱和的食盐水
C.自来水 D.烧碱溶液
【答案】D
【解析】虽然氯气能与饱和石灰水反应,但相同条件下,氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度,吸收效果烧碱溶液更好,A项错误、D项正确;饱和食盐水中氯离子浓度达到最大,抑制氯气的溶解,则吸收效果最不好,B项错误;自来水中含有氯离子,将抑制氯气的溶解,且氯气的溶解度较小,用水吸收效果不好,C项错误。
【变式7-2】(23-24高一上·贵州铜仁·期中)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。
【解析】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。
【变式7-3】将紫色石蕊试液滴入NaOH溶液中,溶液变蓝色,再通入氯气,溶液由蓝色变成红色,最后颜色慢慢褪去,其原因是( )
①氯气有漂白性 ②氯气与NaOH溶液反应 ③氯气的水溶液呈酸性 ④次氯酸有漂白性 ⑤氯化钠有漂白性
A.①④ B.②③④
C.①②③ D.④⑤
【答案】B
【解析】Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO,当Cl2过量时,Cl2与水反应生成HCl和HClO,溶液呈酸性,因此使石蕊试液变红色,而HClO有漂白性,又使溶液褪色。
题型08 次氯酸盐的性质及应用
1.漂白原理
次氯酸盐溶于水后与空气中的CO2反应生成次氯酸,如漂白粉的漂白原理用化学方程式表示为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。
2.常用含氯消毒剂及其合理使用
(1)具有漂白和消毒作用的含氯化合物有次氯酸、次氯酸盐(次氯酸钙、次氯酸钠)、二氧化氯(ClO2)。二氧化氯的漂白和消毒能力比氯气强,效果更持久,受水体的pH变化影响小,且使用起来更方便、安全。
(2)漂白粉需密封保存,以防止变质失效。
(3)含氯漂白剂与洁厕灵(含有盐酸)不能混合使用,否则将产生Cl2。
【典例8】漂白粉长期露置在空气中失效的原因是( )
A.吸收了氧气和水蒸气
B.吸收了二氧化碳和水蒸气
C.漂白粉风化
D.漂白粉不稳定,见光分解
【答案】B
【解析】次氯酸酸性弱于碳酸,次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸不稳定,光照易分解,导致漂白粉失效,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓、2HClO光照 (=====)2HCl+O2↑,选项B符合题意。
【变式8-1】下列关于漂白粉的说法正确的是
A.漂白粉是纯净物
B.漂白粉的有效成分是CaCl2
C.漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2与CO2、H2O反应生成的HClO不稳定
D.工业上用氯气与澄清石灰水反应制取漂白粉
【答案】C
【解析】A.漂白粉是Ca(ClO)2和CaCl2的混合物,属于混合物而非纯净物,A错误;
B.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,而非CaCl2,B错误;
C.漂白粉在空气中与CO2、H2O反应生成HClO,而HClO见光易分解,导致失效,C正确;
D.工业上制漂白粉使用氯气与石灰乳(而非澄清石灰水)反应,因为后者浓度低、产率低,D错误;
故答案选C。
【变式8-2】下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是( )
A.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
B.漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C.漂白粉和Fe(OH)3胶体都常用于自来水的处理,二者的作用原理相同
D.漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应
【答案】B
【解析】A不正确,漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;B正确,漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2;C不正确,漂白粉用于自来水杀菌消毒,Fe(OH)3胶体用于除去水中的悬浮杂质,二者的作用原理不同;D不正确,漂白粉在空气中久置的化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,有氧化还原反应发生。
题型09 氯及其化合物的转化
【典例9】(24-25高一上·陕西汉中·期末)如图为氯及其化合物的“价-类二维图”,下列说法错误的是
A.与在一定条件下可生成 B.能使湿润的红色布条褪色
C.在光照下不会分解 D.若为钾盐,则的化学式为
【答案】C
【分析】图示为氯元素的价类图,则a、b、c、d、e分别为HCl、Cl2、ClO2、HClO、HClO4, f、g、h分别为+5、+1、+3价氯元素的含氧酸盐。
【解析】A.HCl与次氯酸盐能发生氧化还原反应生成氯气,A不符合题意;
B.存在反应,次氯酸具有强氧化性、漂白性,故氯气能使湿润的红色布条褪色,B不符合题意;
C.即次氯酸不稳定,在光照下会分解生成盐酸和氧气,C符合题意;
D. f为+5氯元素的含氧酸盐,若为钾盐,则的化学式为,D不符合题意;
故选C。
【变式9-1】(24-25高一上·河南新乡·期末)“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,a~e分别代表5种不同的纯净物。
已知:e是钠盐。下列说法错误的是
A.a能使紫色石蕊试液变红 B.c的酸性比硫酸强
C.b和d都具有漂白性 D.e是漂白液的有效成分
【答案】C
【分析】由图可知,a为HCl,b为Cl2,c为HClO4,d为HClO,e是钠盐,e为次氯酸盐,则e为NaClO,以此解题。
【解析】A.a为HCl,其水溶液显酸性,则a能使紫色石蕊试液变红,A正确;
B.氯的非金属性比硫强,c为HClO4,是氯的最高价含氧酸,则其酸性比硫酸强,B正确;
C.b为Cl2,干燥的氯气没有漂白性,次氯酸有漂白性,C错误;
D.氯气与NaOH溶液反应制备漂白液,其有效成分是次氯酸钠,D正确;
故选C。
【变式9-2】(24-25高一上·吉林·期末)部分氯及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列叙述正确的是
A.a只有还原性,没有氧化性 B.c见光易分解,释放出b
C.c有漂白性、酸性和强稳定性 D.b与反应生成a和c
【答案】D
【分析】a为HCl,b为,c为HClO,据此分析;
【解析】A.HCl(浓)能与反应生成,表现还原性,也能与Zn反应生成,表现氧化性,A错误;
B.HClO不稳定,见光分解生成HCl和,B错误;
C.HClO不稳定,见光分解生成HCl和,有漂白性、酸性,C错误;
D.与反应生成HCl和HClO,D正确;
故选D。
【变式9-3】A、B、C、D、E五种物质都含有相同的元素X,这五种物质间相互转化关系如下图所示。
已知X元素的单质是黄绿色气体,由此推断这五种物质的化学式分别为
A________,B________,C________,D________,E________。
【答案】Cl2 NaClO NaCl HClO HCl
【解析】据题意,由X元素的单质是黄绿色气体,可知其为氯元素,再结合框图中给出的转化关系,A可以与H2O、H2、NaOH、Na等反应,初步推断其为氯气,进而根据框图中的转化关系可以推断其他物质。
题型10 氧化还原反应有关概念的判断
1.定义:有电子转移的反应。
2.实质:电子的转移(得失或偏移)。
3.特征:元素化合价有升降,且化合价升高的总价数等于化合价降低的总价数。
4.氧化还原反应概念之间的关系
化合价升高——失去电子——被氧化——发生氧化反应——是还原剂
化合价降低——得到电子——被还原——发生还原反应——是氧化剂
【典例10】(24-25高一上·天津滨海新·阶段练习)下列关于氧化还原反应的叙述正确的是
A.失电子越多,还原性越强,得电子越多,氧化性越强
B.氧化剂和还原剂混合不一定能发生氧化还原反应
C.具有该元素最高价态的元素,对应物质在氧化还原反应中一定表现氧化性
D.置换反应都是氧化还原反应,既是置换反应又是氧化还原反应
【答案】B
【解析】A.还原性强弱与失电子难易程度有关,与失电子多少无关,氧化性强弱与得电子难易程度有关,与得电子多少无关,故A错误;
B.氧化剂与还原剂混合不一定反应,如高锰酸钾与氢气、过氧化钠与钠等均不反应,故B正确;
C.具有该元素最高价态的元素,对应物质中的其它元素在氧化还原反应中化合价可以升高,可能表现还原性,故C错误;
D.置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物,该反应是氧化还原反应不是置换反应,故D错误;
故选B。
【变式10-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)科学家发现了利用泪液来检测糖尿病的方法,其原理是用NaAuCl4溶液与汇液中的葡萄糖反应生成直径为20~60 nm的 Au 单质颗粒(反应前后Cl元素均为-1价)。下列有关说法不正确的是
A.该反应中Au 元素的化合价降低 B.该反应中葡萄糖是还原剂
C.该反应中NaAuCl4发生氧化反应 D.反应后所得分散系能产生丁达尔效应
【答案】C
【解析】A.NaAuCl4中Au为+3价,反应后生成Au单质(0价),化合价降低,A正确;
B.在该反应中,葡萄糖中的醛基被氧化,作还原剂,B正确;
C.NaAuCl4中Au化合价降低,发生还原反应,C错误;
D.生成20~60 nm的Au单质颗粒,分散系为胶体,能产生丁达尔效应,D正确;
故选C。
【变式10-2】歌曲《青花瓷》中唱到“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿”,其中“铜绿”的化学成分是碱式碳酸铜。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应:2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应说法不正确的是( )
A.该反应是氧化还原反应,发生化合价变化的有两种元素
B.O2得电子,发生的是还原反应
C.铜的化合价升高,被氧化
D.碱式碳酸铜中铜元素的化合价是+1价
【答案】D
【解析】在该反应中,铜元素的化合价从0价升高到+2价,氧元素的化合价从0价降低到-2价,碳元素和氢元素的化合价没有发生变化,发生化合价变化的有两种元素,故A正确;氧气中氧元素的化合价从0价降低到-2价,得到电子,发生还原反应,故B正确;铜的化合价升高,被氧化,故C正确;碱式碳酸铜中铜元素的化合价为+2价,故D错误。
【变式10-3】在反应3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO中,氧化反应得到的产物是( )
A.N2 B.Si3N4
C.CO D.Si3N4和CO
【答案】C
【解析】反应3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO中,C元素化合价升高,发生氧化反应生成CO。
题型11 常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2等;
含高价金属阳离子的化合物:FeCl3、CuCl2等;
含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2等。
(2)常见的还原剂
活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等;
含低价金属阳离子的化合物:FeCl2等;
某些非金属单质:C、H2等;
含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、KI等。
(3)在可变化合价元素的化合物中,具有中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂,如:Cl2、S、SO2、H2SO3等。
【典例11】下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe
【答案】A
【解析】Al3+处于最高价,只有氧化性,K的化合价只能升高,只有还原性,Fe2+化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,A正确;Cl-化合价只能升高,只有还原性,B错误;NO2中氮元素化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,Na+化合价只能降低,只有氧化性,C错误;SO2既有氧化性又有还原性,Fe化合价只能升高,只有还原性,D错误。
【变式11-1】每年的3月22日为“世界水日”。世界水日宗旨是唤起公众的节水意识,加强水资源保护。2023年“世界水日”和“中国水周”活动的宣传主题为“强化依法治水 携手共护母亲河”。下列反应属于氧化还原反应,且水既不作氧化剂又不作还原剂的是
A. B.2H2O+2Na=2NaOH+H2↑
C.3NO2+H2O=2HNO3+NO D.2H2OO2↑+2H2↑
【答案】C
【解析】A.H2O和CaO生成Ca(OH) 2的反应中,所有元素的化合价均未变化,属于非氧化还原反应,A不符合题意;
B.钠与水反应中,H2O的H元素被还原(+1→0),水作氧化剂,B不符合题意;
C.3NO2与H2O反应中,NO2的N元素部分被氧化(+4→+5),部分被还原(+4→+2),而H2O中的H元素和O元素化合价未变化,水既不作氧化剂也不作还原剂,B符合题意;
D.电解水时,H2O的O元素被氧化(-2→0),H元素被还原(+1→0),水同时作氧化剂和还原剂,D不符合题意;
故选C。
【变式11-2】(24-25高一上·四川攀枝花·阶段练习)对于反应(热),下列叙述正确的是
A.是氧化剂,NaOH是还原剂
B.每生成1molNaClO3,转移的电子数为6mol
C.从氯元素的化合价分析,只有还原性,只有氧化性
D.还原剂和氧化剂的质量之比为1∶5
【答案】D
【解析】A.在反应中既被氧化(生成)又被还原(生成),因此既是氧化剂又是还原剂,而NaOH作为反应物未发生化合价变化,不是还原剂,A错误;
B.生成时,Cl的化合价从0升至+5价,每个Cl原子失去5mol电子,因此生成时转移了5mol电子,B错误;
C.只有还原性,但(+5价)处于中间价态,既可以被氧化为,也可以被还原为或,因此既有氧化性又有还原性,C错误;
D.反应中,被还原为,做氧化剂,被氧化为,作还原剂,则作还原剂的Cl与作氧化剂的Cl的物质的量之比为1:5,质量比也为1:5,D正确;
故答案为:D。
【变式11-3】(24-25高一上·广东广州·期末)下列变化中,必须加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.需要加入还原剂,即原物质为氧化剂,有元素化合价降低,Cl的化合价由-1价升高到0价,故A错误;
B.转化过程中无元素化合价发生改变,故B错误;
C.Fe的化合价由+3价降低到+2价,故C正确;
D.Cl的化合价由+5价降低到-1价,但KClO3本身可以分解生成KCl,故D错误;
故答案为C。
题型12 用双线桥表示氧化还原反应
表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化反应或还原反应的原子个数,b表示每个原子得到或失去的电子数,当a=1或b=1时,要省略;
④被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。
如
【典例12】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】部分氯元素化合价由0价升高为+1价,部分氯元素化合价从0价降低为-1价,该反应中1个Cl2转化为Ca(ClO)2,失去2×e-,1个Cl2转化为CaCl2,得到2×e-,A错误;Cu元素化合价由0价升高为+2价,S元素化合价由+6价降低为+4价,箭头应指向浓硫酸中的S,C错误;NO中N元素化合价由+2价降低为0价,NH3中N元素化合价从-3价升高为0价,该反应中电子由NH3中的N转移到NO中的N,共转移12e-,D错误。
【变式12-1】下列氧化还原反应方程式中所标电子转移的方向和数目正确的是( )
【答案】B
【解析】化合价升高失电子,化合价降低得电子,A项错误;Cu的化合价从+2降低到0价,2个Cu得到4e-,C的化合价从0价升高到+4价,失去4e-,B项正确;2个Cl原子化合价降低,得到12e-,电子转移方向错误,C项错误;有4个H原子化合价升高,失去4e-,有2个O原子化合价降低,得到4e-,D项错误。
【变式12-2】下列对氧化还原反应分析正确的是( )
【答案】C
【解析】A项,得、失电子数为2e-;B项,Fe失2e-,H+得2e-;D项,H2失电子,被氧化。
题型13 用单线桥表示氧化还原反应
确定变化化合价,计算价态的变化;桥上标明电子数,箭头还原到氧化。
注意事项。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况;
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
注:(1)两种方法中箭头的指向不同。双线桥中箭头指向产物中变价的相应元素;单线桥中箭头指向得到电子的元素。(2)转移数目指的是与方程式计量数有关的得电子总数或失电子总数。
【典例13】已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)用双线桥法表示电子得失的方向和数目:____________________;
(2)用单线桥法表示电子得失的方向和数目:________________________;
(3)若3 mol Cu参加反应,则该过程转移的电子的物质的量是________mol。
【答案】
【解析】(1)该反应中Cu的化合价变化是0→+2价,1 mol Cu失去2 mol电子;HNO3中部分氮元素由+5价→+2价,生成1 mol NO,转移3 mol电子。
(2)结合(1)的分析及单线桥法的注意事项即可写出。
(3)1 mol Cu失去2 mol电子,故3 mol Cu失去6 mol电子。
【变式13-1】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )
【答案】B
【解析】A项,SiO2→Si应为得4e-,2C→2CO应为失2×2e-;C项,10KI→5I2应为失10×e-;D项,箭头方向应为由Cu指向H2SO4中的S。
【变式13-2】(1)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目,指出被氧化和被还原的元素。
①2Na+Cl2点燃 (=====)2NaCl____________________________;
②NaOH+HCl===NaCl+H2O_______________________。
(2)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。
①BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl_________________;
②Fe+2HCl===FeCl2+H2↑__________________________。
【答案】(1)①,被氧化aCl得2×e-,被还原 ②非氧化还原反应
(2)①非氧化还原反应 ②
【解析】首先分析各个反应中元素化合价的变化,根据化合价升高的元素,失去电子,被氧化;化合价降低的元素,得到电子,被还原;用箭头标出电子转移的情况时,要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。
题型14 氧化性、还原性的判断及比较
1.根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
2.根据元素的活动性顺序比较
3.根据反应条件来判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4>MnO2。
(2)Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al加热条件下也难反应,故还原性:Na>Mg>Al。
4.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl22FeCl3
Fe+SFeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理类似。
【典例14】(24-25高一上·吉林松原·期末)根据如图所示的转化关系判断下列说法错误的是(反应条件已略去)
A.反应①中参与反应的HCl都是还原剂
B.反应①②③④⑤均属于氧化还原反应
C.生成等物质的量的,反应③和④转移电子的数目之比为
D.由以上反应可知氧化性强弱顺序:
【答案】A
【解析】A.反应①中二氧化锰氧化浓盐酸生成氯气、氯化锰和水,参与反应的HCl不都是还原剂,还有的起酸性作用,A错误;
B.反应①②③④⑤均有元素化合价发生变化,都属于氧化还原反应,B正确;
C.反应③和④中氧元素化合价分别从价和价升高到0价,生成等物质的量的,反应③和④转移电子的数目之比为,C正确;
D.反应④中,氯酸钾是氧化剂,氧气是氧化产物,反应⑤中,氧气是氧化剂,三氯化铁是氧化产物,根据氧化剂氧化性强于氧化产物可知氧化性强弱顺序为,D正确;
故选A。
【变式14-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)已知有如下反应:
①2NaBrO3+Cl2=Br2+2NaClO3
②NaClO3+5NaCl+3H2SO4=3Cl2↑+3H2O+3Na2SO4
③2FeCl2+Cl2=2FeCl3
根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
B.Cl2在反应③中作氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为:NaClO3>NaBrO3>Cl2>FeCl3
D.溶液中可发生:NaClO3+6FeCl2+3H2SO4=NaCl+4FeCl3+Fe2(SO4)3+3H2O
【答案】C
【解析】A.反应②中NaClO3中Cl为+5价,NaCl中Cl为-1价,生成Cl2(0价),所以Cl2既是氧化产物又是还原产物,A正确;
B.反应③中Cl2将Fe Cl2中氧化为,Cl2作氧化剂,B正确;
C.由反应①得氧化性NaBrO3> NaClO3;反应②得NaClO3> Cl2;反应③得Cl2> FeCl3,故氧化性NaBrO3>NaClO3> Cl2>FeCl3,C错误;
D.由氧化性NaClO3>FeCl3,故该反应可发生,D正确;
故选C。
【变式14-2】(24-25高一上·上海·期中)已知的氧化性依次减弱,则下列反应在水溶液中不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.在反应中,Cl2是氧化剂,FeCl3是氧化产物,由于氧化性Cl2>FeCl3,所以该反应能发生,A不符合题意;
B.在反应中,FeCl3是氧化剂,CuCl2是氧化产物,由于氧化性FeCl3>CuCl2,所以该反应能够发生,B不符合题意;
C.在反应中,KMnO4是氧化剂,Cl2是氧化产物,由于氧化性KMnO4>Cl2,所以该反应能发生,C不符合题意;
D.对于反应,若能发生,则存在氧化性KMnO4>PbO2,而实际上,氧化性PbO2>KMnO4,所以该反应不能发生,D符合题意;
故选D。
【变式14-3】(1)某同学写出以下三个化学方程式:(未配平)
①NO+HNO3―→N2O3+H2O
②NH3+NO―→HNO2+H2O
③N2O4+H2O―→HNO3+HNO2
其中你认为不可能实现的是________(填序号)。
(2)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是________。
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若溶质中Cl-与I-共存,为了氧化I-而Cl-不被氧化,除Cl2单质外,还可应用上述反应中的________作氧化剂。
【答案】(1)② (2)KMnO4 FeCl3
【解析】(1)氧化还原反应中元素化合价有升必有降。①中,NO、HNO3中氮的化合价分别为+2价、+5价,生成N2O3(氮的化合价为+3价)的过程中氮元素的化合价有升有降,此反应可能实现;②中,NH3、NO中氮的化合价分别为-3价、+2价,生成HNO2(氮的化合价为+3价)的过程中氮元素的化合价都是升高,此反应不可能实现;③中,N2O4(氮的化合价为+4价)生成HNO3(氮的化合价为+5价)、HNO2(氮的化合价为+3价)的过程中氮元素的化合价有升有降,此反应可能实现。
(2)由反应①知氧化性Fe3+>I2,还原性I->Fe2+;由反应②知氧化性Cl2>Fe3+,还原性Fe2+>Cl-;由反应③知氧化性MnO4 (-)>Cl2,还原性Cl->Mn2+。由此推知:氧化性强弱顺序为MnO4 (-)>Cl2>Fe3+>I2,还原性强弱顺序为Mn2+<Cl-<Fe2+<I-。所以KMnO4可氧化Cl-、Fe2+和I-,Cl2可氧化Fe2+和I-,FeCl3只能氧化I-。所以只能选FeCl3氧化I-而使Cl-不被氧化。
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