内容正文:
3.1.2氯气的性质及应用
梯度分层
基础巩固:课堂衔接,回归教材,夯实根本
根基训练:轻松练习,关注重点,梳理难点
拔高提升:深度演练,能力提升,高阶练习
基础巩固
1
1.物理性质
氯气是一种 色、密度比空气大、有 气味的有毒气体。
2.氯气的氧化性(书写化学方程式)
氯气与金属的反应
(与Na)
(与Fe)
(与Cu)
氯气与非金属的反应
(与H2)
3.氯气与水反应
常温常压下,1体积水约能溶解 氯气,所得溶液称为 ,呈 色。
化学方程式: 。
氯水的成分:分子—— 、 和H2O,离子—— 、 、OH-、ClO。
4.氯气与碱反应
制漂白剂(有效成分 ): 。
制漂白粉(有效成分 ): 。
5.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)虽然氯气有毒,但仍可闻氯气的气味,方法是用手轻轻在集气瓶瓶口扇动,使极少量氯气飘进鼻孔( )
(2)发生氯气泄漏时,污染区的居民应向低洼处转移( )
(3)Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟,若反应后,向集气瓶中加少量水振荡,可得到棕黄色溶液( )
(4)Na在Cl2中燃烧产生的是白烟,而H2在Cl2中燃烧则产生白雾( )
(5)氯气、氯水、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物( )
(6)湿润的有色布条遇Cl2褪色,说明Cl2具有漂白性( )
根基训练
2
1.灭地鼠的方法很多,其中一种方法是将氯气通入鼠洞中,利用的氯气的性质有( )
①密度比空气大
②易液化
③能溶于水
④有毒
A.①④ B.①② C.③④ D.①③④
2.关于氯气的下列说法中不正确的是( )
A.氯气是黄绿色的有毒气体
B.氯气具有强烈的刺激性
C.相同条件下氯气的密度比空气大
D.氯气溶于水只发生物理变化
3.下列有关实验现象的描述中正确的是( )
A.氢气在氯气中燃烧产生苍白色的火焰,在瓶口出现白烟
B.钠在氯气中燃烧,产生白烟
C.铜丝在氯气中燃烧生成,产生蓝色的烟
D.红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,生成黑色固体
4.下列说法不正确的是( )
A.新制氯水具有漂白性,与活性炭的漂白原理相同
B.HClO是一种弱酸,酸性比碳酸弱
C.HClO光照下易分解,放出
D.新制氯水中存在和
5.将一定量的通过甲装置后,再通过放有湿润红色布条的乙装置,红色布条不褪色。甲装置中所盛试剂可能是( )
①浓硫酸;②NaOH溶液;③纯碱溶液;④饱和食盐水;⑤溶液
A.①④⑤ B.①②③ C.②③④ D.②③⑤
6.漂白粉是生产、生活中常用的消毒剂。下列有关漂白粉的说法中,错误的是( )
①漂白粉是混合物,其有效成分是氯化钙和次氯酸钙
②为了提高漂白粉的漂白效果,使用时可加少量盐酸
③漂白粉性质稳定,可以敞口存放
④工业上利用氯气与石灰乳的反应制备漂白粉,要适当控制反应温度
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
7.下列说法中不正确的是( )
A.在与金属反应时表现强氧化性
B.任何物质的燃烧必须有参与
C.与反应的化学方程式为
D.漂白粉的主要成分是和
8.下列说法正确的是( )
A.用鼻子对着盛有氯气的瓶口闻氯气的气味
B.用向下排空气法可以收集到纯净的氯气
C.贮氯罐意外泄漏,应沿逆风方向疏散群众
D.氯气车间液氯泄漏时,应弯腰逃离氯气泄漏区域
9.下列化合物既能由金属和氯气直接化合制得,又能由金属和稀盐酸反应制得的是( )
A. B. C. D.
10.图中a、b、c、d、e、f为含Cl元素的物质。下列说法错误的是( )
A.a的酸性弱于d的酸性 B.b、c均能用于自来水消毒
C.f露置于空气中会生成d D.e中的一种物质可用于制取
拔高提升
3
1.某实验小组利用长柄V形管设计如图所示的Na与氯气的反应实验(“△”代表酒精灯加热),方法是先通入一段时间的氯气,然后再加热长柄中的钠块至其熔化,撤掉酒精灯,再通入。下列判断错误的是( )
A.长柄中有白烟生成,逐渐凝聚在玻璃内壁上
B.X溶液可以为浓NaOH溶液
C.V形管的“消膜泡”的作用主要是用来消除泡沫
D.钠在氯气中燃烧的火焰为黄色
2.某学习小组通过下列实验探究氯水的性质。
实验1:常温下,用pH计测量氯水的pH,测得数值为4.5。
实验2:向品红溶液中滴加氯水,溶液的红色褪去。
实验3:向氯水中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀。
实验4:向氯水中加入少量粉末,产生无色气体。
下列说法错误的是( )
A.实验1说明氯气与水反应后溶液显酸性
B.实验2说明氯水具有漂白性
C.实验3说明氯水中存在
D.实验4说明次氯酸的酸性大于碳酸的
3.利用数字传感器来监测和分析新制氯水在光照条件下的变化,是一个涉及化学与信息技术交叉的实验方法。通过不同的数字传感器精确测量并收集反应过程中关键的参数,如氯气的体积分数、氯离子浓度、氯水的pH、氯水的电导率等因素的数据,绘制成图像。下列所给图像正确的是( )
A. B.
C. D.
4.下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是( )
①工业上将通入澄清石灰水制取漂白粉
②漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是
③漂白粉和胶体都常用于自来水的处理,二者的作用原理不相同
④漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应
⑤漂白粉在空气中久置变质,原因是漂白粉中的与空气中的反应生成
A.①③⑤ B.②③ C.①③④ D.②⑤
5.已知:①常温下,饱和NaClO溶液的pH约为11;②酸性:。某消毒液的主要成分为NaClO,下列解释不合理的是( )
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收制备:
B.常温下,该消毒液的pH约为12,说明溶液中含有NaOH
C.NaClO溶液与空气中的反应可生成
D.用pH试纸检验该溶液,试纸变蓝
6.某同学用下列装置进行有关的实验,下列说法不正确的是( )
A.图Ⅰ中:鲜花褪色不能证明有漂白作用
B.图Ⅱ中:闻的气味,应吸入足量氯气
C.图Ⅲ中:生成棕黄色的烟
D.图Ⅳ中:若左侧装置气球膨胀比右侧大,证明可与NaOH反应
7.常温下,将缓慢通入水中至饱和,然后改向其中滴加浓NaOH溶液。整个实验过程中的pH变化曲线如图所示,不考虑次氯酸分解与溶液体积变化,下列叙述正确的是( )
A.实验过程中可以用pH试纸测定溶液的pH
B.由a→b过程中,溶液中HClO的浓度增大
C.b点时溶解的全部与水发生了反应
D.c点以后溶液呈碱性,没有漂白性
8.某些含氯物质常用作饮用水的杀菌剂,且HClO的杀菌能力比强。25 ℃时氯气-氯水体系中、HClO和三种微粒数占三种微粒总和的百分数与pH变化的关系如图所示。下列表述不正确的是( )
A.向氯水中滴加少量石蕊溶液,先变红,后红色消失
B.用强光照射氯水,溶液酸性增强,杀菌能力减弱
C.为了达到氯水最大的杀菌效果,溶液的pH最佳控制范围是
D.往氯水中滴加溶液产生气泡,因此氯水中含有HClO
9.洪灾过后,饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病暴发的有效措施之一。“84”消毒液、漂白粉和等都是有效的消杀试剂。
(1)用化学方程式表示氯气与烧碱溶液反应制备“84”消毒液的原理:____________________。
(2)使用漂白粉漂白,只需取适量漂白粉溶于水即可,漂白原理用化学方程式表示为____________________。
(3)漂白粉的保存要注意密封,为了判断一份久置的漂白粉:①没有失效,②部分失效,③完全失效。某化学兴趣小组设计实验进行验证。
已知:溶液呈碱性;(浓)(稀)。
a.甲同学取适量漂白粉样品,滴加浓盐酸,将产生的气体直接通入澄清石灰水中,没有发现石灰水变浑浊。由此,判断结论为①,乙同学不同意这一观点,你认为的结论是_____(填序号)。
A.② B.③ C.①或② D.①②③均有可能
b.乙同学改用滴加稀盐酸,发现产生大量气泡,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊;他又取少量漂白粉样品配成溶液,滴在pH试纸上,最终试纸变白。据此你得出的结论是_____(从“①”“②”“③”中选填)。
(4)目前普遍使用代替及次氯酸盐作为广谱抗菌消毒剂,因为它安全、低毒,高效。还可以将剧毒的NaCN转化为无毒物质除去,产物是氯化钠和两种常见气体。试写出该反应的化学方程式_______________________。
10.氯气是一种具有重要用途的气体,在工业上可用于杀菌消毒剂等。回答下列问题:
Ⅰ.甲同学在研究氯气的溶解性时,将黄绿色的氯水密闭放置一段时间后,发现氯水的颜色变浅了。甲同学猜测是氯气与水发生反应生成了新物质。
(1)甲同学进行了如下3个实验进行验证,请将实验报告中的①和②补充完整。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
实验1
向氯水中加入酸化的溶液
①_____
氯水中存在
实验2
向氯水中加入溶液
有气泡产生且气体能使澄清石灰水变浑浊
氯水中存在②_____
实验3
向氯水中滴加品红溶液(有色物质)
溶液颜色很快褪去
氯水中存在具有漂白性的物质
(2)为了进一步探究氯水具有漂白性的原因,甲同学设计了如图1装置并实施实验(气体发生装置略)。
实验时,根据观察到_______________(填实验现象),甲同学得出初步结论:氯气与水反应生成的产物具有漂白性,写出氯气与水反应的化学方程式__________。
(3)乙同学认为甲同学仅由该实验确定氯水中哪种成分具有漂白性不够严谨,为了使该实验更加严谨,请你设计需要补充的实验方案:__________。
(4)图1中所示的实验设计还存在不足,需要在D处连接如图2所示装置,气体应该由_____(填“a”或“b”)管通入。该装置的作用是_____,用化学方程式表示其原理____________________。
Ⅱ.丙同学查阅资料发现:
ⅰ.次氯酸盐具有一定的漂白性,但比HClO的漂白性弱。
ⅱ.相同条件下,还原性:。
ⅲ.常温下AgClO微溶于水,溶解度较大的沉淀可以转化为溶解度较小的沉淀。
ⅳ.酸性条件下,可与反应生成。
丙同学设计实验探究氯水与溶液的反应:
序号
向1 mL氯水中加入
现象
①
试剂a和1滴品红溶液
几秒后品红溶液褪色
②
3 mL溶液和1滴品红溶液
产生白色沉淀,几分钟后品红溶液褪色
(5)实验①的目的是排除稀释对品红溶液褪色的影响,故试剂a是_____。
(6)根据②中品红溶液褪色慢的现象,推测发生复分解反应_______________(填化学方程式)生成AgClO沉淀,导致②中HClO减少,白色沉淀为AgCl和AgClO的混合物。
(7)猜测实验②中溶液仍具有漂白性的原因可能是所加溶液少量,未完全沉淀。取实验②中上层清液,_______________,证实所加溶液过量,则②中溶液仍具有漂白性的原因是____________________。
(8)进行了实验③(如图3)证实白色沉淀中含有AgClO,并进一步研究实验②品红溶液褪色慢的原因:
实验③中溶液不变蓝的原因是____________________。
答案以及解析
1、 基础巩固
1. 黄绿 刺激性
2. 2Na+Cl22NaCl 2Fe+3Cl22FeCl3
Cu+Cl2CuCl2 H2+Cl22HCl
3. 2体积 氯水 浅黄绿 Cl2+H2OHCl+HClO Cl2 HClO H+ Cl- 漂白性 2HClO2HCl+O2↑
4. 次氯酸钠 Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
次氯酸钙 2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
5.(1)√ (2)×(3)×( 4)√ (5)× (6)×
2、 根基训练
1.答案:A
解析:氯气密度比空气大,有毒,可将氯气通入鼠洞,用来消灭地鼠,没有用到其易液化和能溶于水的性质,故选A。
2.答案:D
解析:氯气是黄绿色的有毒气体,A正确;氯气具有强烈的刺激性,B正确;相同条件下氯气的密度比空气大,C正确;氯气能溶于水,同时与水发生化学反应,D错误。
3.答案:B
解析:氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰,生成HCl,HCl遇到空气中的水蒸气会形成盐酸小液滴,所以瓶口处有白雾出现,A错误;钠在氯气中燃烧产生黄色的火焰,生成大量的氯化钠固体,即可看到生成白烟,B正确:铜丝在氯气中燃烧生成氯化铜,产生棕黄色的烟,C错误;铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁,产生棕黄色的烟,D错误。
4.答案:A
解析:新制氯水中含有次氯酸,次氯酸具有强氧化性,因此具有漂白性,活性炭的漂白原理是吸附作用,二者的漂白原理不相同,A项错误;HClO是一种弱酸,酸性比碳酸弱,B项正确;HClO光照下易分解,放出,同时生成氯化氢,C项正确;氯气溶于水,并和水反应生成氯化氢和次氯酸,新制氯水中存在和,D项正确。
5.答案:D
解析:干燥的氯气没有漂白性,潮湿的氯气(含有次氯酸)具有漂白性,一定量的通过甲装置后,再通过放有湿润红色布条的乙装置,红色布条不褪色,说明没有氯气进入乙装置内,进而说明甲装置内的试剂能够吸收氯气或与氯气发生反应,据此分析进行作答。浓硫酸能够干燥氯气,不能吸收氯气,氯气能够进入乙装置中,乙装置内湿润红色布条褪色,与题意不符,故①不选;氯气能够与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,被吸收,所以乙装置内湿润红色布条不褪色,符合题意,故②可选;纯碱溶液显碱性,氯气能够与碳酸钠溶液发生反应,被吸收,所以乙装置内湿润红色布条不褪色,符合题意,故③可选;氯气在饱和食盐水中溶解度较小,氯气能够通过甲装置进入乙装置内,湿润红色布条褪色,与题意不符,故④不选;氯气能够与溶液发生反应生成氯化铁,被吸收,所以乙装置内湿润红色布条不褪色,符合题意,故⑤可选。结合以上分析,符合题意的有②③⑤,选D。
6.答案:C
解析:漂白粉是氯化钙、次氯酸钙(有效成分)等组成的混合物,①错误;与盐酸反应生成HClO,漂白效果提高,②正确;漂白粉的性质相对于HClO来说比较稳定,但在敞口存放过程中,会发生反应:,,使漂白粉逐渐失效,③错误;工业上利用氯气与石灰乳的反应制备漂白粉,要适当控制反应温度,避免生成氯酸钙,④正确,故选C。
7.答案:B
解析:能与大多数金属化合,生成金属氯化物,表现强氧化性,A项正确;燃烧不一定有氧气参加,如氢气在氯气中燃烧,B项错误;与反应生成HCl与HClO,反应只能进行到一定的限度,化学方程式为,C项正确;漂白粉的主要成分为和,有效成分是,D项正确。
8.答案:C
解析:A项,闻气体气味的方法是用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的气体飘入鼻孔,不能直接用鼻子闻,错误;B项,氯气的密度比空气的大,应用向上排空气法收集氯气,错误;D项,氯气的密度比空气的大,泄漏时离地面越近氯气浓度越大,所以应尽量向高处逃生,错误。
9.答案:C
解析:铜与盐酸不反应,A项不符合题意;铁与氯气反应生成,铁与盐酸反应生成,B、D项不符合题意;钠与氯气、盐酸反应均生成NaCl,C项符合题意。
10.答案:A
解析:由图可知,a为HCl,b为,c为,d为HClO,e为氯酸盐,f为次氯酸盐。酸性:HCl>HClO,A项错误;能与水反应生成HClO,HClO和均可用于自来水消毒,B项正确;次氯酸盐能吸收空气中的生成HClO,C项正确;在的催化作用下可以分解生成KCl和,D项正确。
3、 拔高提升
1.答案:C
解析:A(√)钠在氯气中燃烧生成NaCl,发出黄光,有白烟出现并可在玻璃内壁上凝聚。
B(√)过量的进入空气中会污染空气,可用碱液吸收,则X溶液可以是浓NaOH溶液。
C(×)“消膜泡”的容积较大,起到防止液体被吹出的作用。
D(√)Na在氯气中燃烧产生黄色火焰。
2.答案:D
解析:氯水中含有“三分四离”[(极少)]。
A(√)氯水的pH为4.5,说明氯气与水反应后溶液显酸性。
B(√)向品红溶液中滴加氯水,溶液的红色褪去,说明氯水具有漂白性。
C(√)向氯水中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,只能是氯化银,则说明氯水中存在。
D(×)次氯酸的酸性介于碳酸和碳酸氢根之间,其酸性小于碳酸的,产生无色气体是因为盐酸的酸性大于碳酸的。
3.答案:D
解析:新制氯水中存在可逆反应,HClO不稳定,光照会发生分解反应,利用光照反应后溶液中离子浓度大小与溶液导电性、酸碱性进行分析判断。
A(×)B(×)氯水在光照下,HClO分解生成HCl和,氯离子浓度增大,的体积分数逐渐增大,的体积分数逐渐减小。
C(×)HClO光照条件下分解生成HCl和,反应产生,使溶液中增大,溶液的酸性增强,因此溶液的pH应逐渐减小。
D(√)HClO是弱酸,分解产生的HCl是可溶性强电解质,使溶液中自由移动的离子浓度增大,因此光照后氯水的电导率增大,当该反应进行完全后,溶液中离子浓度达到最大值,氯水的电导率基本不变。
4.答案:B
解析:①(×)工业上将通入冷的石灰乳中制取漂白粉,反应的化学方程式为。
②(√)漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的主要成分是,有效成分是。
③(√)漂白粉在酸性条件下生成有漂白、消毒作用的HClO,可用于自来水的杀菌消毒;胶体具有吸附作用,可吸附水中的悬浮杂质,用于净化自来水。
④(×)⑤(×)漂白粉在空气中久置失效的原理为,既有复分解反应,又有氧化还原反应。
5.答案:D
解析:A(√)用和NaOH溶液反应制取漂白液的化学方程式为。
B(√)根据题干信息,常温下,饱和NaClO溶液的pH约为11,而该消毒液,说明该溶液中含有一定量的NaOH。
C(√)因酸性:,NaClO溶液可与空气中的发生反应。
D(×)用pH试纸检验NaClO溶液的酸碱性,试纸会被漂白,故不能用pH试纸来测该溶液的pH。
6.答案:B
解析:A(√)鲜花中含有水分,可能是与水反应的产物使鲜花褪色,所以不能证明有漂白作用。
B(×)有毒,闻其气味时应用手轻轻在瓶口扇动,仅使极少量气体飘入鼻孔中。
C(√)Cu丝在中燃烧生成棕黄色的烟。
D(√)若能与NaOH反应,则左侧装置内气体压强降低得多,左侧装置气球膨胀比右侧大。
7.答案:B
解析:将缓慢通入水中至饱和,然后改向其中滴加浓NaOH溶液,整个过程中发生的反应为,据此分析解答。HClO具有漂白性,所以实验过程中不能用pH试纸测定溶液的pH,故A错误;由a→b过程中,反应为,随着的通入,溶液中HClO的浓度增大,故B正确;b点为饱和氯水,此时溶液中存在,故C错误;c点以后溶液中含有NaClO,具有漂白性,故D错误。
8.答案:D
解析:A(√)氯水具有酸性,次氨酸具有强氧化性能漂白指示剂,故向氯水中滴加少量石蕊溶液,先变红,后红色消失。
B(√)次氯酸具有不稳定性,用强光照射氯水,次氯酸分解生成和HCl,溶液酸性增强,杀菌能力减弱。
C(√)已知HClO的杀菌能力比强,图中pH为时HClO微粒数所占三种微粒数总和的百分数最大,杀菌能力最强。
D(×)氯水中含有“三分四离”,往氯水中滴加溶液产生气泡是因为氯水中有。
9.答案:(1)
(2)
(3)a.D; b.②
(4)
解析:(1)与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和,反应的化学方程式为。
(2)漂白粉的有效成分为,能与和空气中的反应生成HClO而起漂白作用,反应的化学方程式为。
(3)a.漂白粉的有效成分为,若遇空气中的和水蒸气发生变质,会生成。甲同学取适量漂白粉样品,滴加浓盐酸,浓盐酸易挥发,则生成的气体中混有HCl,HCl可与,反应会干扰的检验,产生的气体直接通入澄清石灰水中,没有发现石灰水变浑浊,不能说明是否有生成,则得出的结论是①②③均有可能。b.乙同学改用滴加稀盐酸,发现产生大量气泡,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,说明漂白粉样品中含有;取少量漂白粉样品配成溶液,滴在pH试纸上,最终试纸变白,说明漂白粉样品仍具有漂白性。由此得出的结论是漂白粉部分失效。
(4)将剧毒的NaCN转化为无毒物质,产物是NaCl和两种常见气体,故产物是,配平后的化学方程式为。
10.答案:(1)①产生白色沉淀;②
(2)B中的有色布条不褪色,而C中的有色布条褪色;
(3)向大小相同的有色布条上滴加稀盐酸,观察其是否褪色
(4)b;吸收,防止污染空气;
(5)
(6)
(7)滴加溶液,无明显变化;溶液中存在少量的HClO
(8)加入饱和NaC1溶液,AgClO转化为AgCl,进入上层清液,白色固体中无AgClO,加入HCl后不会产生,不会将氧化为,溶液不变蓝
解析:(1)氯水中含有“三分四离”,加入酸化的溶液产生AgCl白色沉淀;使澄清石灰水变浑浊的气体是,这说明氯水中含有,与反应生成气体。
(2)实验时,根据B中的有色布条不褪色,而C中的有色布条褪色,得出初步结论:氯气与水反应生成的产物具有漂白性;氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,化学方程式为。
(3)由于氯水中还含有HCl,所以需要排除HCl的干扰,因此需要补充的实验方案为向大小相同的有色布条上滴加稀盐酸,观察其是否褪色。
(4)因为氯气会污染空气,故该实验装置还缺少尾气处理装置,需要在D处加一个盛有NaOH溶液的尾气处理装置,利用NaOH与反应来吸收,防止污染空气化学方程式为,气体经过洗气瓶应“长导管进,短导管出”。
(5)实验②中加入了3 mL硝酸银溶液,又因为实验①的目的是排除稀释对品红溶液褪色的影响,所以需要保持溶液体积不变,故试剂是3 mL水。
(6)根据②中品红溶液褪色慢的现象,推测发生复分解反应生成AgClO沉淀,依据元素守恒可知反应的化学方程式为,从而导致②中HClO减少,白色沉淀为AgCl和AgClO的混合物。
(7)要验证猜测可能是所加溶液不足量,未完全沉淀,只需要证明溶液中有无即可,即取实验②中上层清液,滴加溶液,无明显变化,证实所加溶液过量。在硝酸银过量的情况下,仍然具有漂白性,这说明实验②中溶液仍具有漂白性的原因是溶液中存在少量的HClO。
(8)常温下AgClO微溶于水,AgCl难溶于水,溶解度较大的沉淀可以转化为溶解度较小的沉淀,则加入饱和NaCl溶液,AgClO转化为AgCl,进入上层清液,白色固体中无AgClO,加入HCl后不会产生,不会将氧化为,因此溶液不变蓝。
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