第3节 氧化还原反应 第3课时（同步讲义） 化学鲁科版2019必修第一册

第2章　元素与物质世界 第3节 氧化还原反应 第3课时 氧化还原反应的应用 教学目标 1.以H2O2为例，学会根据元素化合价预测并设计实验探究物质的氧化性或还原性。 2．了解氧化还原反应在物质转化和能量转化中的应用，能从元素价态变化的视角说明物质的转化路径，学会氯气的实验室制法。 3．能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。(证据推理与模型认知) 重点和难点 重点：探究物质的氧化性或还原性 难点：利用氧化还原反应制备物质，掌握氯气的实验室制法 ◆知识点一 研究物质的性质 1．过氧化氢(H2O2)的氧化性或还原性的探究 [性质预测]　H2O2中氧元素的化合价为－1价，可升高到0价，具有还原性； H2O2中氧元素的化合价为－1价，也可降低到－2价，具有氧化性。 [实验用品]　5% H2O2溶液，酸性KMnO4溶液，KI溶液，淀粉溶液；试管，胶头滴管。 [实验方案] （1）证明H2O2具有还原性，需加入氧化剂，如酸性KMnO4溶液。 （2）证明H2O2具有氧化性，需加入还原剂，如KI溶液。 实验操作 实验现象 酸性高锰酸钾溶液褪色,产生大量气泡,该气体能使能使带火星的木条复燃 溶液先变黄色, 再滴加淀粉溶液后变为蓝色 （3）实验结论：H2O2被氧化为O2，表现还原性。 H2O2可氧化KI生成I2，H2O2表现氧化性。 2.物质的氧化性或还原性的影响因素 (1)物质的氧化性或还原性的强弱是由物质得失电子的能力决定的。 (2)环境条件也会影响物质氧化性或还原性的强弱。 ①温度：氧化性：浓硫酸(热)>浓硫酸(冷)。 还原性：浓盐酸(热)>浓盐酸(冷)。 ②浓度：HNO3(浓)>HNO3(稀)。 ③pH：中性环境中NO不显氧化性，酸性环境中NO显强氧化性。 ④酸碱性：氧化性KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。 特别提醒 即学即练 1．下列四个涉及H2O2的反应(未配平)，H2O2仅体现氧化性的反应是(　　) A．Na2O2＋HCl―→H2O2＋NaCl B．Ag2O＋H2O2―→Ag＋O2↑＋H2O C．H2O2―→H2O＋O2↑ D．H2O2＋Cr2(SO4)3＋KOH―→K2SO4＋K2CrO4＋H2O 【答案】D 【解析】Na2O2＋HCl―→H2O2＋NaCl是一个非氧化还原反应，H2O2既不是氧化剂，也不是还原剂，A不符合题意；Ag2O＋H2O2―→Ag＋O2↑＋H2O，Ag2O被还原成单质银，H2O2中氧元素转化为O2，H2O2仅体现还原性，B不符合题意；H2O2―→H2O＋O2↑，过氧化氢的分解反应是自身氧化还原反应，H2O2既体现了氧化性，又体现了还原性，C不符合题意；H2O2＋Cr2(SO4)3＋KOH―→K2SO4＋K2CrO4＋H2O，H2O2中氧元素化合价由－1价降低为－2价，被还原，H2O2仅体现氧化性，D符合题意。 2.“绿色氧化剂”过氧化氢可作为采矿业废液的消毒剂,可消除采矿废液中的氰化物(如KCN),化学方程式为KCN+H2O+H2O2A+NH3↑。(已知KCN中C为+2价) (1)生成物A的化学式为　　　　　　。  (2)在标准状况下,有0.448 L氨气生成,转移的电子的物质的量为　　　　。  (3)反应中被氧化的元素为　　　　　　　　。  (4)H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是  　。  【答案】(1)KHCO3　(2)0.04 mol　(3)碳(或C)　(4)H2O2作氧化剂时,其还原产物一般是H2O,对环境无污染 【解析】(1)根据原子守恒可知,生成物A的化学式为KHCO3。(2)由化学方程式可知,生成1 mol NH3时转移2 mol电子,则在标准状况下,有0.448 L即0.02 mol NH3生成时,转移0.04 mol电子。(3)碳元素化合价升高,反应中被氧化的元素为C。(4)H2O2作氧化剂时,其还原产物一般是H2O,对环境无污染,因此H2O2被称为“绿色氧化剂”。 ◆知识点二 实现物质转化与获得能量 1.金属的冶炼 ①本质：利用氧化还原反应中的电子转移，使被还原的化合物中的金属元素的化合价从正价降低至0价，生成金属单质，即Mn＋＋ne－===M。 ②金属活泼性与冶炼方法的关系如下图所示： 2．金属的冶炼主要方法 （1）电解法 ①电解熔融的氯化钠：2NaCl2Na+Cl2↑ ②电解熔融的氯化镁：MgCl2Mg+Cl2↑ ③电解熔融的氧化铝：2Al2O34Al+3O2↑ （2）热还原法 ①工业上炼铁：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ②工业上炼钨：WO3+3H2W+3H2O ③铝热法炼铬：Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3 ④工业上炼铜：2CuO+C2Cu+CO2↑ ⑤工业上炼钛：4Na+TiCl44NaCl+Ti （3）热分解法 ①工业上炼汞：2HgO2Hg+O2↑ ②工业上炼银：2Ag2O4Ag+O2↑ （4）湿法炼铜：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 3．利用氧化还原反应获取能量 (1)利用可燃物作为还原剂，选择合适的氧化剂与之发生氧化还原反应获得热能。 (2)通过氧化还原反应获得电能，即将氧化还原反应设计为电池对外供电，如燃料电池。 即学即练特别提醒 金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 1．以下金属的冶炼(“→”前为原料，“→”后为所得的金属)，其中最适宜用热还原法冶炼的是(　　) ①MgCl2→Mg　②MnO2→Mn　③ZnO→Zn ④HgO→Hg ⑤磁铁矿→Fe ⑥CuO→Cu A．①②④　　　　　　　 B．③④ C．②③⑤⑥ D．①②③⑤ 【答案】C 【解析】热还原法主要适用于金属活动性顺序中处于中部或金属活动性与之相当的金属，故符合题意的有②③⑤⑥。 2. 下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是(　　)。 选项 金属 存在形式 冶炼方法 A 铜 化合态 铁的金属性比铜强,可将铁与CuSO4溶液反应冶炼铜 B 银 化合态 银的金属性弱,用加热Ag2O的方法冶炼 C 铁 化合态 铝的金属性比铁强,可用铝热法炼铁 D 钠 化合态 钠的金属性强,一般的还原剂很难将其还原出来,所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼 【答案】D 【解析】一般用电解熔融NaCl的方法来制取钠,而电解饱和食盐水不能得到金属钠。 ◆知识点三 氯气的实验室制备 1． 实验装置： 实验室制取气体的一套完整的装置应当由四部分组成： ―→―→―→ ①试剂：浓盐酸和二氧化锰。 ②反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 ③发生装置类型：固体＋液体气体 ④主要仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、集气瓶、铁架台、石棉网、烧杯。 2．净化装置： 先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。 除去Cl2中的HCl可用图(a)所示的试剂和装置。 除去Cl2中的H2O可用图(b)、图(c)和图(d)所示的试剂和装置。 3．收集装置： (1)Cl2密度大于空气，可用向上排空气法收集，如图(e)。 (2)Cl2能溶于水，1体积水溶解2体积Cl2，用排饱和食盐水法收集，如图(f)。 排饱和食盐水法收集的Cl2较纯，但不干燥。向上排空气法可收集到干燥的Cl2，但不纯。 4．吸收装置： 因氯气有毒，在制备和使用氯气时，为了防止对环境污染，需要尾气处理。在实验室中通常用NaOH溶液吸收多余的氯气。 5.验满方法: a.将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸变蓝,则证明已集满。  b.将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。 6.其他制备方法 实验室制备Cl2时,可用KMnO4或KClO3代替MnO2,利用“固体+液体气体(不需要加热)”装置制备。 16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O, 6HCl(浓)+KClO3===KCl+3Cl2↑+3H2O。 即学即练特别提醒 实验室制备氯气的注意事项 (1)可用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等作氧化剂与浓盐酸反应制取氯气,使用以上物质时,反应不需要加热,如KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O。 (2)用盐酸与MnO2反应制取氯气时,必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2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。 (3)氯气难溶于饱和食盐水,故可用饱和食盐水除去混合气体中的HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。 (4)用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收Cl2,不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,吸收不完全。 (5)收集氯气时,将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满;或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。 (6)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。 1．实验室制取Cl2时，净化与收集Cl2所需装置如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．装置接口连接顺序为d→c→b→a→e B．饱和食盐水可用来除去HCl杂质 C．干燥纯净的Cl2能使鲜花褪色，所以Cl2具有漂白性 D．烧杯中发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 【答案】C 【解析】制得的Cl2中混有HCl，需先经过盛有饱和食盐水的洗气瓶以除去HCl，再经过盛有浓硫酸的洗气瓶进行干燥，Cl2的密度比空气的大，用向上排空气法进行收集，Cl2有毒不能直接排放到大气中，需用NaOH溶液进行吸收，故装置接口连接顺序为d→c→b→a→e，A、B正确；干燥纯净的Cl2能使鲜花褪色，是由于Cl2和鲜花中的水反应生成的HClO具有漂白性，Cl2无漂白性，C错误；Cl2与NaOH溶液发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，D正确。 2． 利用如图所示装置可以制备无水氯化铁。下列有关说法不正确的是(　　)。 A.烧瓶B中制备氯气的反应物为二氧化锰和浓盐酸 B.装置C、D中分别盛有饱和食盐水和浓硫酸 C.装置D和装置E之间需要增加一个干燥装置,才能制得无水氯化铁 D.装置F的作用是吸收尾气 【答案】C 【解析】装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置,才能制得无水氯化铁,C项错误。 1、 研究物质的性质 过氧化氢的氧化性或还原性的探究： (1)过氧化氢的性质预测 元素 化合价 化合价变化趋势 性质 氢 ＋1价 降低 氧化性 氧 －1价 升高 还原性 －1价 降低 氧化性 (2)实验方案 证明H2O2具有还原性，需加入氧化剂，如酸性KMnO4溶液。证明H2O2具有氧化性，需加入还原剂，如KI溶液。 (3)实验结论： ①H2O2被氧化为O2，表现还原性。 ②H2O2可氧化KI生成I2，H2O2表现氧化性。 2、 实现物质转化与获得能量 1.金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程,即Mn++ne-M(反应通式,M表示金属)。 2.金属冶炼的方法 3．获得能量： (1)可燃物作还原剂，选择合适氧化剂发生氧化还原反应获得热量； (2)通过氧化还原反应获得电能，即将氧化还原反应设计为电池对外供电，如燃料电池。 3、 氯气的实验室制法 ①装置 组装完仪器后加药品之前要检验装置气密性。 ②制备原理 ： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 该反应为氧化还原反应，氧化剂为MnO2，还原剂为HCl。 ③收集方法：向上排空气法。 ④验满方法: a.将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸变蓝,则证明已集满。  b.将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。 ⑤尾气吸收:用氢氧化钠溶液吸收,反应的化学方程式为2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,氯气既表现　　　　　氧化性又表现还原性。  实践应用特别提醒 (1)含有146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成71 g Cl2吗？ (2)为防止Cl2污染，能否用澄清石灰水处理过量的Cl2？请写出相应的化学方程式。 提示：(1)不能。有两个原因：一是随着反应的进行，盐酸浓度减小，Cl－的还原性减弱，MnO2不能再氧化HCl，此反应不再进行；二是浓盐酸具有挥发性。 (2)吸收Cl2时不宜用澄清石灰水，因为Ca(OH)2微溶于水，澄清石灰水中Ca(OH)2浓度过低，不能保证Cl2全部被吸收，化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 1．研究发现，在高压条件下，H2可以还原Cu2＋、Ag＋、Au3＋、Hg2＋等离子，得到金属单质。下列说法正确的是(　　) A．上述反应中，金属离子被氧化 B．H2和Au3＋反应为置换反应 C．上述金属离子中，Hg2＋的氧化性最强 D．同理，H2也能还原Mg2＋、Fe2＋、Al3＋ 【答案】B 【解析】氢气与题述金属离子反应生成氢离子和金属单质，金属离子发生了还原反应，被还原，A项错误；3H2＋2Au3＋===2Au＋6H＋，属于置换反应，B项正确；根据金属活动性顺序，Au的还原性最弱，Au3＋的氧化性最强，C项错误；在金属活动性顺序中，镁、铝、铁在氢之前，故氢气不能还原Mg2＋、Fe2＋、Al3＋，D项错误。 2.某学习小组用MnO2和浓盐酸反应来制备纯净的氯气并验证其有无漂白性,设计装置如图,请回答: (1)A中盛放浓盐酸的仪器名称是_________________________________________________________。 (2)A中反应的化学方程式: ______________________________________________________________。  (3)饱和食盐水的作用是__________________________________________________________________。  (4)按照上述装置,D中现象:__________________________________________________________。  (5)指出该套装置存在的两处缺陷:_____________________________、 　　　　　　　　　　　　。  (6)E中反应的离子方程式: ___________________________________________________。  【答案】(1)分液漏斗　(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (3)除去Cl2中的HCl　(4)布条颜色变浅 (5)装置B、C之间没有气体干燥装置　C中的导管“短进长出” (6)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O 【解析】(2)浓盐酸在加热条件下与二氧化锰反应生成氯气:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(3)由于浓盐酸具有挥发性,Cl2中混有HCl气体,通过饱和食盐水可除去氯气中的HCl,同时也能减少Cl2在水中的溶解。(4)氯气没有干燥,氯气与水反应生成的HClO可使有色布条褪色,D中现象为有色布条颜色变浅。 考点一 研究物质的性质 【例1】在H2O2溶液中加入KI和H2SO4的混合溶液，迅速发生反应，放出大量气体，反应过程如下：①H2O2＋2KI＋H2SO4===I2＋K2SO4＋2H2O；②H2O2＋I2===2HIO；③H2O2＋2HIO===I2＋O2↑＋2H2O。下列说法正确的是(　　) A．H2O2在上述3个反应中均是氧化剂 B．H2O2的氧化性强于HIO的，还原性弱于I2的 C．上述过程中每生成1 mol氧气，消耗1 mol过氧化氢 D．向反应后的溶液中加入淀粉，溶液呈蓝色 【答案】D 【解析】反应①②中H2O2中O元素的化合价均从－1价降低到－2价，H2O2是氧化剂；反应③中H2O2中O元素的化合价从－1价升高到0价，H2O2是还原剂，故A错误。根据反应②可知，H2O2的氧化性强于HIO的；根据反应③可知，H2O2的还原性强于I2的，故B错误。根据反应②＋反应③得到2H2O2===2H2O＋O2↑，所以每生成1 mol氧气，消耗2 mol 过氧化氢，故C错误。反应后的溶液中生成了碘单质，加入淀粉，溶液呈蓝色，故D正确。 解题要点 H2O2中氧元素的化合价为－1价，可升高到0价，具有还原性；也可降低到－2价，具有氧化性。 【变式1-1】某危险品仓库中存放有化工原料氰化钠(NaCN)。该物质有剧毒，一旦进入城市排水系统，后果不堪设想。当仓库发生火灾爆炸事故时，工作人员一方面封堵氰化钠泄漏渠道，另一方面对已经泄漏的少量氰化钠做无害化处理。根据NaCN的化合价，推测它可能有的性质是(　　) A．NaCN中N元素的化合价为＋3价既能升高又能降低，因此该物质既有氧化性又有还原性 B．NaCN中N元素的化合价为－3价只能升高，因此该物质具有还原性；C元素的化合价为＋2价既能升高又能降低，因此该物质既有氧化性又有还原性 C．NaCN中C元素的化合价为＋4价既能升高又能降低，因此该物质既有氧化性又有还原性 D．NaCN中CN－的化合价为－1价既能升高又能降低，因此该物质既有氧化性又有还原性 【答案】B 【解析】NaCN中N元素的化合价为－3价只能升高，因此该物质具有还原性；C元素的化合价为＋2价既能升高又能降低，因此该物质既有氧化性又有还原性。 【变式1-2】针对以下A~D四个涉及H2O2的反应填空。 A.Na2O2+2HCl===H2O2+2NaCl B.Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O C.2H2O22H2O+O2↑ D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O (1)H2O2仅体现氧化性的反应是　　　　(填字母,下同),H2O2仅体现还原性的反应是　　　　,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是　　　　,H2O2既不做氧化剂又不做还原剂的反应是　　。  (2)请用双线桥标出C反应中电子转移的方向和数目:_________________________________________。 反应中氧化剂是 　　　　,被氧化的元素是　　　　　　　　　。  【答案】(1)D　B　C　A (2)　H2O2　O 【解析】Na2O2和H2O2中氧元素的化合价均是-1价,A中H2O2既不是氧化剂,也不是还原剂;B中H2O2中氧元素的化合价升高,H2O2仅表现还原性;C中H2O2中氧元素的化合价既有升高也有降低,H2O2既表现氧化性,又表现还原性;D中H2O2中氧元素的化合价降低,H2O2只表现氧化性。 考点二 实现物质转化与获得能量 【例2】工业上冶炼金属的方法正确的是(　　) A.采用加热分解法冶炼金属钾 B.采用电解法冶炼金属铝和钠 C.采用热还原法冶炼金属铁与汞 D.采用热还原法冶炼金属铜与钙 【答案】B 【解析】钾是活泼金属，采用电解法冶炼金属钾；铝和钠是活泼金属，采用电解法冶炼金属铝和钠；采用热还原法冶炼金属铁，采用加热分解法冶炼金属汞；采用金属置换法冶炼金属铜，采用电解法冶炼金属钙。 解题要点金属活泼性与冶炼方法的关系如下: 【变式2-1】下列说法中正确的是(　　)。 A.金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来 B.金属冶炼过程中,被冶炼的金属一定被氧化 C.金属冶炼过程中,被冶炼的金属被还原 D.金属冶炼过程中,被冶炼的金属既可被氧化,也可被还原 【答案】C 【解析】金属的冶炼是将金属从其化合物中还原出来,金属在化合物中只能显正价。冶炼时金属元素的化合价只可能降低,被还原。 【变式2-2】下列冶炼金属的方法错误的是(　　) A．加热分解HgO制金属Hg B．高温下用CO还原赤铁矿炼铁 C．电解NaCl溶液制金属Na D．Fe和CuSO4溶液湿法炼铜 【答案】C 【解析】一般通过电解熔融的氯化钠制金属Na，C错误。 考点三 氯气的实验室制法 【例3】实验室制取氯气时有如下操作，其中操作顺序正确的是(　　) ①连好装置，检查气密性 ②缓缓加热 ③加入二氧化锰粉末 ④加入浓盐酸 ⑤将多余氯气用氢氧化钠溶液吸收 ⑥用向上排空气法收集氯气 A．①②③④⑤⑥　　　　 B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 【答案】D 【解析】制取Cl2的基本流程：检查气密性→加物品→加热→收集→尾气处理。 解题要点 【变式3-1】在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是(　　) 【答案】C 【解析】集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞压出，A项错误；因为Cl2比空气的密度大，Cl2应短管进，B项错误；C项该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。 【变式3-2】某化学小组用如图所示的装置制取氯气。下列说法正确的是(　　) A.该装置图中至少存在三处明显错误 B.该实验中收集氯气的方法不正确 C.如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可 D.含有2 mol HCl的某浓盐酸与足量MnO2混合，在一定条件下反应，转移1 mol电子 【答案】A 【解析】A项，该装置的错误：没有用酒精灯加热，MnO2与浓盐酸不发生反应，从而得不到Cl2；装置中没有用分液漏斗而采用长颈漏斗导致气体外逸和HCl的挥发；没有进行尾气处理；B项，Cl2的密度比空气大，该收集方法正确；C项，要得到干燥纯净的Cl2，首先应将气体通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气；D项，根据反应：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，盐酸浓度变稀后便不再反应，使产生的Cl2的物质的量小于0.5 mol，转移的电子小于1 mol。 基础达标 1．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． B． C． D． 【答案】B 【分析】物质所含元素处于最高价时只具有氧化性，处于最低价时只具有还原性，中间价态时既有氧化性又有还原性，据此判断。 【详解】A．既有氧化性又有还原性，故A错误； B．只有氧化性，只有还原性，H2S既有氧化性又有还原性，故B正确； C．NO2、Br2均既有氧化性又有还原性，Na只有还原性，故C错误； D．HNO3只有氧化性，均既有氧化性又有还原性，故D错误； 答案选B。 2．亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等。过氧化氢法制备亚氯酸钠的流程如下，下列说法不正确的是 已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2；高于60℃时，NaClO2分解成NaClO3和NaCl。 A．流程中可用Na2SO3代替SO2 B．“吸收”步骤发生反应的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O C．在“吸收”过程中温度不宜过高的原因为防止温度过高双氧水分解，以及防止NaClO2分解成NaClO3和NaCl D．在“反应”中氧化剂和还原剂的质量比为106.5：64 【答案】D 【详解】A．亚硫酸钠具有还原性，也能还原氯酸钠为二氧化氯，流程中可用Na2SO3代替SO2，A正确； B．由流程，“吸收”步骤发生反应二氧化氯气体、氢氧化钠溶液和过氧化氢吸收二氧化氯气体转化为亚氯酸钠，反应中氯化合价由+4变为+3、过氧化氢中氧化合价由-1变为0，结合电子守恒，反应为2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O，B正确； C．高于60℃时，NaClO2分解成NaClO3和NaCl，过氧化氢受热容易分解，故在“吸收”过程中温度不宜过高的原因为防止温度过高双氧水分解，以及防止NaClO2分解成NaClO3和NaCl ，C正确；   D．利用二氧化硫的还原性，在硫酸的酸性作用下将氯酸钠还原为二氧化氯气体，反应氯酸钠中氯化合价由+5变为+4为氧化剂、二氧化硫中硫化合价由+4变为+6为还原剂，结合电子守恒，，在“反应”中氧化剂和还原剂的质量比为213：64，D错误； 故选D。 3．已知：，。下列判断正确的是 A．氧化性：，还原性： B．只具有氧化性，没有还原性 C．在溶液中，可以大量存在 D．上述两个反应中均为氧化产物 【答案】D 【详解】A．根据反应氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可得氧化性Cl2大于I2，Fe3+＞I2，无法比较Fe3+和Cl2的氧化性强弱；根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性，可得还原性I-＞Fe2+，故A错误； B．Cl2中Cl的化合价为0价，可升高也可降低，故既有氧化性又有还原性，故B错误； C．根据反应，Fe3+可以氧化I-，故在溶液中，不可以大量存在，故C错误； D．两个反应中碘元素的化合价都升高，均失电子，故均为氧化产物，故D正确； 故选D。 4．(其中铁元素的化合价为+6)是一种高效多功能水处理剂，一种制备的方法可用化学方程式表示如下：。下列对此反应的说法中，不正确的是 A．方框中的物质为 B．既是氧化剂，又是还原剂 C．和均为氧化产物 D．每生成1 mol O2分子时，反应中共转移8 mol电子 【答案】D 【详解】A．由质量守恒可知方框中的物质为Na2SO4，A正确； B．反应中生成O2，Na2O2的O元素化合价既升高又降低，则Na2O2既是氧化剂又是还原剂，B正确； C．FeSO4 → Na2FeO4，Fe的化合价升高，Na2FeO4是氧化产物，氧气也是氧化产物，C正确； D．反应中Fe元素的化合价由+2价升高到+6价，O元素的化合价由-1价升高到0价，每生成1molO2分子时，反应中共转移10mol电子，D错误； 故选D。 5．下列物质的应用中，利用了氧化还原反应的是 A．用盐酸除去铁锈 B．用醋除去水壶中的水垢 C．用NaHCO3固体制备纯碱 D．用Na2O2作为潜水艇或呼吸面具的氧气来源 【答案】D 【详解】A．盐酸与铁锈(Fe2O3)反应生成FeCl3和H2O，Fe的化合价保持+3，无变化，属于复分解反应，A不符合题意； B．醋酸与水垢(CaCO3)反应生成CO2，C的化合价保持+4，无变化，属于复分解反应，B不符合题意； C．NaHCO3受热分解为Na2CO3、CO2和H2O，所有元素化合价均未改变，属于分解反应，C不符合题意； D．Na2O2与CO2或H2O反应生成O2，其中O的化合价从-1变为0(被氧化)和-2(被还原)，发生歧化反应，属于氧化还原反应，D符合题意； 故选D。 6．高铁酸钾溶于水后发生反应：，下列说法不正确的是 A．中铁元素显+3价 B．生成，转移 C．属于钾盐 D．高铁酸钾可用于制取 【答案】A 【详解】A．K2FeO4中K为+1价，O为-2价，根据正负化合价代数和为0，根据2×(+1) + Fe + 4×(-2) = 0 ，得 Fe为+6价，故A错误； B．O2的生成源于O的氧化(-2→0)，每个O原子失去2e⁻，1mol O2含2mol O原子，共失去4mole⁻，故生成1mol O2转移4mol e⁻，故B正确； C．K2FeO4由K⁺和构成，属于钾盐，故C正确； D．高铁酸钾溶于水后即可发生反应生成O2，说明高铁酸钾可用于制取O2，故D正确； 选A。 7．加入适当还原剂可实现下列转化的是 A．HNO3→NO B．HCl→Cl2 C．SO2→H2SO3 D．Fe(OH)2→Fe(OH)3 【答案】A 【详解】A．N被还原，需还原剂，A正确； B． Cl被氧化，需氧化剂，B错误； C．中S的化合价均为+4，无氧化还原反应，无需还原剂，C错误； D． Fe被氧化，需氧化剂，D错误； 故答案选A。 8．有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2；       ②2FeCl2+Cl2=2FeCl3； ③2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。 下列有关说法正确的是 A．若FeCl2溶液中含有杂质I-，可以加入试剂KMnO4除去I- B．反应③中若生成2molCl2，则转移10NA个电子 C．反应①中FeCl2是氧化产物，反应②中FeCl2是还原剂 D．氧化性的强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2 【答案】D 【详解】A．由以上分析可知的氧化性强于氯气和三价铁，则能氧化氯化亚铁，不能用其除去氯化铁中的碘离子，A错误； B．在反应③中，每个被氧化为，每个氯原子失去。每生成，就有被氧化，所以每个氯气分子对应失去的电子。生成时，总转移的电子数是。因此，当生成时，应该转移的电子数是，即转移电子，B错误； C．反应①中氯化铁化合价降低产生氯化亚铁，氯化亚铁是还原产物，反应②中氯化亚铁被氯气氧化成氯化铁，作还原剂，C错误； D．根据分析可知，氧化性强弱为：，D正确； 故选D。 9．以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的工艺流程如图所示，下列说法错误的是 A．“浸取”后溶液存在大量的、、 B．“转化”过程中的反应为 C．“转化”时不可改用盐酸代替 D．“结晶”过程中加热蒸发至有较多晶体析出时停止加热 【答案】D 【详解】A．根据分析，灼烧后的主要产物为和，则“浸取”后溶液存在大量的、、，A正确； B．“转化”过程是利用通入过量进行歧化得到和，因过量，同时产生的还有，故反应的方程式为：，B正确； C．“转化”时要产生，在常温下就能与反应，所以不可改用盐酸代替，C正确； D．由于受热容易分解，“结晶”过程宜采用加热浓缩、冷却结晶的方法，不能直接加热析出晶体，D错误； 故答案为：D。 10．铵态氮肥的过度使用会导致水体的富营养化。研究发现，利用次氯酸钠可去除溶解的氨，反应的方程式为3NaClO+2NH3=3NaCl+N2↑+3H2O。下列关于该反应的说法不正确的是 A．NaClO作氧化剂 B．NH3被氧化 C．每生成1molN2时，转移电子的数目为1.806×1024 D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2 【答案】C 【详解】A．NaClO中的Cl从+1价降至-1价，被还原，因此NaClO作氧化剂，A正确； B．NH3中的N从-3价升至0价，被氧化，B正确； C．每生成1molN2时，2molNH3参与反应，每个NH3中的N失去3mol电子，总转移6mol电子（6×6.02×1023=3.612×1024），而C选项为1.806×1023，计算错误，C错误； D．氧化剂（NaClO）与还原剂（NH3）的物质的量之比为3:2，D正确； 故答案选C。 综合应用 11．如图：A处缓慢通入氯气，打开B阀时，C处红色布条无变化，关闭B阀时，C处红色布条褪色。由此判断D中所盛物质最可能是 A．浓硫酸 B．FeCl2溶液 C．NaOH溶液 D．饱和食盐水 【答案】D 【详解】A．浓硫酸具有吸水性，若D为浓硫酸，关闭B阀时氯气会被干燥，干燥氯气无法使红色布条褪色，与关闭B阀时C褪色矛盾，A不可能； B．溶液具有还原性，会与氯气发生反应，关闭B阀时氯气被吸收，无法到达C处，布条不褪色，与题意不符，B不可能； C．NaOH溶液会与氯气反应，关闭B阀时氯气被完全吸收，C处无氯气，布条不褪色，C不可能； D．饱和食盐水几乎不吸收氯气，但氯气通过时会带出水分，关闭B阀时湿润的氯气（含）使C处布条褪色；打开B阀时氯气直接从B阀逸出，未带水分的干燥氯气无法使布条褪色，符合题意，D可能； 故选D。 12．部分含氯物质的类别与相应氯元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是 A．家庭卫生清洁中a与b的水溶液不能混用 B．d的钾盐可以用于制备氧气 C．c可用于自来水消毒 D．e的水溶液中存在如下平衡： 【答案】D 【详解】A．a是HCl，b是+1价次氯酸盐，二者混合会发生氧化还原反应产生有毒的气体Cl2，导致室内空气污染，因此家庭卫生清洁中a与b的水溶液不能混用，A正确； B．d是+5价含氧酸盐，d的钾盐KClO3与MnO2混合加热，发生分解反应产生KCl、O2，可以用于制备氧气，B正确； C．c是+4价氧化物ClO2，该物质具有强氧化性，能够将水中微生物氧化，使其蛋白质变性而失去生理活性，因此c可用于自来水消毒，C正确； D．e是Cl2，Cl2与H2O反应产生HCl、HClO，生成的HCl、HClO又会重新反应生成Cl2与H2O，该反应是可逆反应。HCl是强酸，在水中完全电离；HClO是弱酸，主要以电解质分子存在，因此该反应的离子方程式为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，D错误； 故合理选项是D。 13．不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②③的化学计量比恰好反应，结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI/mol KMnO4/mol 还原产物 氧化产物 ① 酸性 0.01 n Mn2+ I2 ② 中性 0.01 10n MnO2 ③ 碱性 0.01 m 下列说法错误的是 A．n=0.002，m=0.06 B．对比反应①和②， C．对比反应①、②、③，相同物质的量的KMnO4，酸性条件下得电子数最多，氧化性最强 D．随反应进行，体系pH变化：①②增大，③减小 【答案】C 【详解】A．根据反应①的电子守恒，n==0.002；反应②根据电子守恒有：10×0.002×(7-4)=0.01×[2x-1-(-1)]，解得x=3，反应③中I⁻失去6e⁻，KMnO4得到1e⁻/个，m==0.06，A正确； B．根据A项分析可知，n=0.002，根据电子守恒有：10×0.002×(7-4)=0.01×[2x-1-(-1)]，解得x=3，B正确； C．氧化性的强弱与得电子数目的多少无关，而与得电子的难易程度有关，即虽然酸性条件下KMnO4得5e⁻/个，得电子数最多，但不能得出对应氧化性最强，C错误； D．反应①为：2+10I-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O，消耗H⁺，pH增大；反应②为：2+I-+H2O=+2MnO2+2OH-，生成OH⁻，pH增大；反应③为：6OH-+6+I-=+6+3 H2O消耗OH⁻，pH减小，D正确； 故答案为：C。 14．下列实验操作、现象及结论都正确的是 实验操作 现象 实验结论 A 用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧 火焰呈黄色 将溶液不一定含 B 将置于棉花上，滴加几滴水 棉花立刻燃烧 与反应是吸热反应 C 将干燥的充入放有鲜花的集气瓶中 鲜花褪色 具有漂白性 D 向钠盐中滴加稀盐酸并将产生的气体通入澄清石灰水 石灰水变浑浊 则该钠盐为 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．钠的焰色是黄色，用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色，该溶液中含 Na 元素，但是不一定是氯化钠，A正确； B．将置于棉花上，滴加几滴水，棉花立刻燃烧，温度达到了棉花的着火点，则与反应是放热反应，； C．氯气和水反应能生成具有漂白性的次氯酸，鲜花中有水分，将干燥的Cl2充入放有鲜花的集气瓶中，鲜花褪色，能说明HClO有漂白性，Cl2不具有漂白性，C错误； D．向钠盐中滴加稀盐酸并将产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，则该钠盐可能含有碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或者几种，D错误； 15．如下图所示，从甲的左端通入潮湿的，当关闭I阀，打开II阀时，乙中的红色布条没有明显变化，当打开I阀，关闭II阀时，乙中的红色布条褪色。则甲瓶中装的溶液可能是 A．浓盐酸 B．溶液 C．稀硫酸 D．饱和食盐水 【答案】B 【详解】A．浓硫酸可以干燥氯气，故A不符合； B．氢氧化钠溶液与氯气反应，并吸收Cl2，故B符合； C．稀H2SO4不能起干燥作用，故C不符合； D．饱和食盐水不能吸收氯气，故D不符合； 16．四氯化锡在军工业生产中具有重要的作用。实验室常用金属锡与氯气直接化合制备无水四氯化锡。 已知：①无水四氯化锡的熔点-33℃、沸点114.1℃；②四氯化锡易水解，易溶于有机溶剂。下列说法正确的是 A．试剂E为无水氯化钙 B．仪器甲的名称为圆底烧瓶 C．上述各装置的连接顺序是a→h→i→f→g→e→d→c→b D．实验所得SnCl4中溶有Cl2，可用过滤的方法提纯SnCl4 【详解】A．试剂E为碱石灰，目的是吸收过量的氯气，防止空气污染，同时吸收空气中的水蒸气，防止四氯化锡水解，A错误； B．仪器甲的名称为蒸馏烧瓶，B错误； C．根据分析，上述各装置的连接顺序是a→h→i→f→g→e→d→c→b，制备氯气，除去HCl，除去水蒸气，制备四氯化锡，最后尾气处理并防止空气中水蒸气进入，C正确； D．实验所得SnCl4中溶有Cl2，SnCl4常温下呈液态，因为SnCl4遇水水解，又易溶于有机溶剂，所以除去SnCl4中的Cl2采用蒸馏法； 拓展培优 17．元素的价—类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型工具，也是发展证据推理与模型认知这一科学核心素养的重要途径。如图为氯元素的价—类二维图，回答下列问题： (1)实验室用高锰酸钾代替二氧化锰制取的离子方程式为 。 (2)物质的量为的和足量的充分反应，转移电子为 mol。 (3)已知能与反应生成及等物质的量的另一种含氯物质，参考价类二维图，写出二者反应的离子方程式： 。 (4)亚氯酸钠是一种高效的漂白剂和消毒剂，它在酸性条件下生成并放出，有类似的性质。某兴趣小组利用如图装置进行实验，探究亚氯酸钠的制备与性质。 Ⅰ．制备亚氯酸钠。关闭止水夹②，打开止水夹①，从进气口通入足量，充分反应生成。仪器a的名称为 ，仪器b的作用是 。 Ⅱ．探究亚氯酸钠的性质。停止通入气体，再通入空气一段时间后，关闭止水夹①，打开止水夹②，向A中滴入稀硫酸，装置B中的现象为 。 (5)城市饮用水处理，新技术用替代，其中氯元素都被还原为，如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么消毒杀菌剂的消毒效率是的 倍(结果保留两位小数)。 【答案】(1) (2)2 (3) (4) 分液漏斗 吸收尾气并防倒吸 溶液变蓝 (5)1.57 【详解】（1）实验室用高锰酸钾与浓盐酸在常温下制取，离子方程式为。 （2）和足量的充分反应，反应方程式为，物质的量为的转移电子为。 （3）能与反应生成及等物质的量的另一种含氯物质，氧化产物与还原产物的物质的量相等，说明得失电子数相同，则对应的化合价为+5价和+3价，离子方程式为：。 （4）Ⅰ．仪器a的名称为分液漏斗，b为干燥管，有膨大部分，可以吸收尾气并防倒吸； Ⅱ．已知ClO2有类似Cl2的性质，B中ClO2与碘离子反应生成碘单质使溶液变蓝。 （5）NaClO2中氯元素由+3价降为-1价，1mol NaClO2转移电子4mol，1molCl2转移电子2mol，，即NaClO2的消毒效率是Cl2的1.57倍。 18．含氯物质在日常生活中具有许多重要用途，回答下列问题。 (1)“84”消毒液（有效成分是）在预防新型冠状病毒肺炎传播中有着重要的用途，过氧化氢溶液也有杀菌消毒作用，可用来清洗伤口，又知。 ①将“84”消毒液与溶液混合使用， （填“能”或“不能”）提高抑制新型冠状病毒肺炎传播的能力，理由是 。 ②已知，则、、氧化性由强到弱的顺序为 。 (2)是一种新型的水处理剂，可通过多种方法制取：如①；。则反应①中还原产物是 （填化学式，下同），该反应中表现出的性质是 ；反应②的氧化产物是 ，用双线桥标出电子转移方向与数目： 。 (3)自来水厂用处理后的水中，要求的浓度在之间。用碘量法可以检测水中的浓度（不同环境中粒子种类如图所示）。 分别写出、时与（氧化产物是）反应的离子方程式： 、 。 【答案】(1) 不能 两种消毒液的有效成分之间发生氧化还原反应生成不具有消毒作用的物质 (2) 酸性与还原性 (3) 【详解】（1）①由题干信息知NaClO能氧化H2O2，生成不具有消毒作用的物质，故混合使用会导致两种试剂均丧失消毒能力； ②氧化剂的氧化性强于还原剂，也强于氧化产物，故三种物质氧化性强弱顺序为：； （2）根据化合价变化规律中的“不交叉”知，反应①中KClO3中氯元素由+5价降低为+4价，HCl中氯元素由-1价升高为0价，故ClO2是还原产物，反应中盐酸表现出还原性和酸性；同理，反应②中ClO2是氧化产物，被氧化的物质是，用双线桥标出电子转移方向与数目为：； （3）由图知，当pH=7时ClO2被还原为，当pH=2时ClO2被还原为Cl-，相应的离子方程式分别为、。 19．氯及其化合物在生产生活中应用广泛。元素“价—类”二维图是学习元素化合物知识的重要模型，其中以元素化合价为纵坐标、物质类别为横坐标。氯元素的部分“价—类”二维图如图甲所示： 回答下列问题： (1)实验室利用a的浓溶液与反应制备b的化学方程式为 。 (2)b和c均可用于自来水的杀菌、消毒。 ①结合离子方程式解释b可用于自来水杀菌、消毒的原因： 。 ②气体c是一种广泛的消毒剂，易溶于水。装置乙用于实验室收集c时，进气端为 (填“m”或“n”)；某同学将c从装置丙的p端通入，获得c的水溶液，进行该操作可能出现的问题为 。 (3)用装置丁能检验干燥的b和潮湿的b有无漂白性。在通入潮湿的b之前，应先 (填“关闭”或“打开”)活塞，通入潮湿的b，观察到的现象为 ，接着 (填“关闭”或“打开”)活塞，继续通入潮湿的b，观察到的现象为 。 (4)已知d是一元强酸，写出d与溶液反应的化学方程式： 。 (5)若e、f是钾盐，不加还原剂就可以实现的转化，写出该化学方程式并用“双线桥”表示出电子转移的方向和数目： 。 【答案】(1) (2) ，具有强氧化性 m 出现倒吸现象 (3) 关闭 干燥红纸不褪色 打开 干燥红纸褪色 (4) (5) 【分析】由氯元素的部分“价—类”二维图可知，a、b、c、d、e、f分别为HCl、Cl2、ClO2、HClO4、氯化物、氯酸盐，据此分析解答。 【详解】（1）实验室利用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制备氯气，化学方程式为。 （2）①氯气与水反应产生次氯酸，反应的离子方程式为，次氯酸具有强氧化性，具有杀菌、消毒作用。 ②c为，相对分子质量大于空气的平均相对分子质量(29)，密度比空气的大，收集时应选择向上排空气法，即从装置乙的m端进气；因为易溶于水，若将从装置丙的p端通入，则装置丙中的水可能会出现倒吸。 （3）关闭活塞时，可验证干燥氯气的漂白性，打开活塞时，可验证潮湿氯气的漂白性，应先验证干燥氯气的漂白性，潮湿的氯气会使干燥红纸褪色。故答案为：关闭、干燥红纸不褪色、打开，干燥红纸褪色； （4）由题意可知，d为含氧酸和一元强酸，且其中的氯元素为价，则d为，与发生中和反应生成盐和水：。 （5） 若e、f是钾盐，则e是、f是，加热分解生成和氧气，不需加还原剂就可实现的转化，化学方程式及用“双线桥”表示电子转移的方向和数目为。 20．利用“价类二维图”可以系统地研究含氯物质的性质及其转化关系，氯元素的价类二维图如图所示： 回答下列问题： (1)a物质的化学式为 。 (2)写出b物质在光照条件下反应的化学方程式为 。 (3)氯化铁是一种常见的水处理剂，需要密封保存。无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成，以上氮化铁易升华。在实验室中，可以采用下列仪器和药品制取较纯的无水氯化铁固体。 ①C装置中的试剂为 (填试剂名称)；其作用是 。 ②D装置的作用是 ，用一件仪器装填适当试剂后，也可起到C和D的作用，所装填的试剂为 (填名称)。 (4)实验室可以利用反应制取。反应中产生标准状况下时，需消耗的质量为 。 【答案】(1)Cl2O7 (2) (3) 浓硫酸 防止D中的水蒸气进入B 尾气处理，吸收多余的氯气 碱石灰 (4)17.4g 【分析】氯气经过浓硫酸干燥后通入A装置，和铁粉在加热条件下生成氯化铁，用B装置收集生成的氯化铁，多余的氯气用D装置的氢氧化钠溶液进行尾气吸收，为了防止D中的水蒸气进入B装置，在B、D之间加上干燥装置C。 【详解】（1）a是+7价氯的氧化物，a物质的化学式为Cl2O7； （2）b是+1价氯的含氧酸，b是HClO ，次氯酸在光照条件下分解我HCl和氧气，反应的化学方程式为； （3）①氯气经过浓硫酸干燥后和铁粉在装置A中加热条件下生成氯化铁，FeCl3易升华，B收集FeCl3，为了防止D中的水蒸气进入B装置，在B、D之间加上干燥装置C，所以C装置中的试剂为浓硫酸； ②氯气有毒，氢氧化钠能吸收氯气，D装置的作用是尾气处理，吸收多余的氯气；C的作用是防止水蒸气进入B装置，D吸收氯气，用一件仪器装填适当试剂后，也可起到C和D的作用，所装填的试剂为碱石灰。 （4）标准状况下的物质的量为0.2mol，根据反应方程式，需消耗的物质的量为0.2mol，质量为17.4g。 21．回答下列问题： (1)某小组利用以下装置，按照制备、净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行的制备及性质检验的相关实验。 ①下列装置（“”表示气流方向）能达到实验目的的是 。（填字母） ②写出A中制取氯气的化学方程式 。 (2)为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烧瓶中（如图），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，则图中纵坐标可以表示的物理量是 （填字母）。 a．氧气的体积分数    b．氯水的pH    c．氯离子的浓度 (3)该小组经查阅资料发现：为紫色固体，微溶于溶液，具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生，在碱性溶液中较稳定。实验小组欲制备高铁酸钾，并探究其性质和测定其纯度。 已知：装置中得到紫色固体和溶液。 ①取C装置中得到的紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，经检验气体中含有。该实验 （填“能”或“不能”）说明该条件下氧化性大于，其原因为 。 ②将装置中得到的紫色固体溶于冷的溶液，过滤，用无水乙醇洗涤，干燥即得粗产品。选择无水乙醇进行洗涤的优点是 。 (4)已知：，为探究粗产品中的质量百分含量（假设杂质不参与分解反应），设计如下实验装置和步骤。 将石英玻璃管（带两端开关和）（设为装置）称重，记为。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置称重，记为。按下图连接好装置并进行实验（夹持装置已略去，忽略气体引起的质量变化）。 ①实验操作步骤为：打开和，缓缓通入打开管式温控电炉加热关闭管式温控电炉 停止通 称量装置；重复上述操作步骤，直至装置恒重，记为； ②粗产品中的质量百分含量为 （用含、、的代数式表示）。 【答案】(1) ABD 或（合理即可） (2)ac (3) 不能 溶液中含有，在酸性条件下和能生成 使用无水乙醇洗涤能降低溶解损失，无水乙醇的挥发会带走水分有利于产品干燥 (4) 冷却到室温 关闭和 【详解】（1）制氯气的方法是或和浓HCl反应，采用A装置（不加热）制取，B装置为用饱和食盐水除掉挥发的HCl气体及浓硫酸吸收水蒸气，D为验证干燥的氯气和氯水的漂白性装置，能达到实验目的的是ABD；制取氯气的化学方程式或（合理即可）； （2）氯水中HClO在光照下发生了分解反应过程中，溶液中的氢离子的浓度、氯离子的浓度、氧气的体积分数均会增大，故选ac； （3）①C装置中Cl2发生的反应有：、；溶液中含有的ClO⁻，在酸性条件下ClO⁻和Cl⁻能生成Cl2，故不能说明氧化性大于； ②可溶于水但难溶于无水乙醇，使用无水乙醇洗涤可减少损耗提高产量，无水乙醇的挥发会带走水分有利于产品干燥； （4）①实验操作步骤为：打开和，缓缓通入打开管式温控电炉加热关闭管式温控电炉冷却到室温停止通关闭和称量装置；重复上述操作步骤，直至装置恒重，记为； ②样品质量为g，生成氧气的质量为：g，结合：反应可知，则粗产品中的质量百分含量为。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章　元素与物质世界 第3节 氧化还原反应 第3课时 氧化还原反应的应用 教学目标 1.以H2O2为例，学会根据元素化合价预测并设计实验探究物质的氧化性或还原性。 2．了解氧化还原反应在物质转化和能量转化中的应用，能从元素价态变化的视角说明物质的转化路径，学会氯气的实验室制法。 3．能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。(证据推理与模型认知) 重点和难点 重点：探究物质的氧化性或还原性 难点：利用氧化还原反应制备物质，掌握氯气的实验室制法 ◆知识点一 研究物质的性质 1．过氧化氢(H2O2)的氧化性或还原性的探究 [性质预测]　H2O2中氧元素的化合价为－1价，可升高到　　　　，具有　　　　； H2O2中氧元素的化合价为－1价，也可降低到　　　　，具有　　　　。 [实验用品]　5% H2O2溶液，酸性KMnO4溶液，KI溶液，淀粉溶液；试管，胶头滴管。 [实验方案] （1）证明H2O2具有还原性，需加入　　　　剂，如　　　　。 （2）证明H2O2具有氧化性，需加入　　　　剂，如　　　　。 实验操作 实验现象 酸性高锰酸钾溶液　　　　,产生　　　　,该气体能使能使　　　　 溶液先变　　　　, 再滴加淀粉溶液后变为　　　　 （3）实验结论：H2O2被氧化为　　　　，表现　　　　性。 H2O2可氧化KI生成　　　　，H2O2表现　　　　性。 2.物质的氧化性或还原性的影响因素 (1)物质的氧化性或还原性的强弱是由物质　　　　决定的。 (2)环境条件也会影响物质氧化性或还原性的强弱。 ①温度：氧化性：浓硫酸(热)>　　　　。 还原性：浓盐酸(热)>　　　　。 ②浓度：HNO3(浓)>　　　　。 ③pH：中性环境中NO不显氧化性，酸性环境中NO显　　　　。 ④酸碱性：氧化性　　　　>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。 特别提醒 即学即练 1．下列四个涉及H2O2的反应(未配平)，H2O2仅体现氧化性的反应是(　　) A．Na2O2＋HCl―→H2O2＋NaCl B．Ag2O＋H2O2―→Ag＋O2↑＋H2O C．H2O2―→H2O＋O2↑ D．H2O2＋Cr2(SO4)3＋KOH―→K2SO4＋K2CrO4＋H2O 2.“绿色氧化剂”过氧化氢可作为采矿业废液的消毒剂,可消除采矿废液中的氰化物(如KCN),化学方程式为KCN+H2O+H2O2A+NH3↑。(已知KCN中C为+2价) (1)生成物A的化学式为　　　　　　。  (2)在标准状况下,有0.448 L氨气生成,转移的电子的物质的量为　　　　。  (3)反应中被氧化的元素为　　　　　　　　。  (4)H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是  　。  ◆知识点二 实现物质转化与获得能量 1.金属的冶炼 ①本质：利用氧化还原反应中的电子转移，使被还原的化合物中的金属元素的化合价从　　　　降低至0价，生成　　　　，即Mn＋＋ne－===M。 ②金属活泼性与冶炼方法的关系如下图所示： 2．金属的冶炼主要方法 （1）电解法 ①电解熔融的氯化钠：　　　　②电解熔融的氯化镁：　　　　③电解熔融的氧化铝：　　　　（2）热还原法 ①工业上炼铁：　　　　②工业上炼钨：　　　　③铝热法炼铬：　　　　④工业上炼铜：　　　　 ⑤工业上炼钛：　　　　 （3）热分解法 ①工业上炼汞：　　　　②工业上炼银：　　　　（4）湿法炼铜：　　　　3．利用氧化还原反应获取能量 (1)利用可燃物作为　　　　，选择合适的氧化剂与之发生氧化还原反应获得　　　　。 (2)通过氧化还原反应获得　　　　，即将氧化还原反应设计为电池对外供电，如燃料电池。 即学即练特别提醒 金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 1．以下金属的冶炼(“→”前为原料，“→”后为所得的金属)，其中最适宜用热还原法冶炼的是(　　) ①MgCl2→Mg　②MnO2→Mn　③ZnO→Zn ④HgO→Hg ⑤磁铁矿→Fe ⑥CuO→Cu A．①②④　　　　　　　 B．③④ C．②③⑤⑥ D．①②③⑤ 2. 下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是(　　)。 选项 金属 存在形式 冶炼方法 A 铜 化合态 铁的金属性比铜强,可将铁与CuSO4溶液反应冶炼铜 B 银 化合态 银的金属性弱,用加热Ag2O的方法冶炼 C 铁 化合态 铝的金属性比铁强,可用铝热法炼铁 D 钠 化合态 钠的金属性强,一般的还原剂很难将其还原出来,所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼 ◆知识点三 氯气的实验室制备 1． 实验装置： 实验室制取气体的一套完整的装置应当由四部分组成： ―→―→―→ ①试剂：　　　　。 ②反应的化学方程式：　　　　 ③发生装置类型：　　　　 ④主要仪器：　　　　集气瓶、铁架台、石棉网、烧杯。 2．净化装置： 先用　　　　除去HCl，再用　　　　除去水蒸气。 除去Cl2中的HCl可用　　　　所示的试剂和装置。 除去Cl2中的H2O可用　　　　所示的试剂和装置。 3．收集装置： (1)Cl2密度大于空气，可用　　　　收集，如　　　　。 (2)Cl2能溶于水，1体积水溶解2体积Cl2，用　　　　收集，如图　　　　 排饱和食盐水法收集的Cl2　　　　。向上排空气法可收集到　　　　。 4．吸收装置： 因氯气　　　　，在制备和使用氯气时，为了防止对环境污染，需要尾气处理。在实验室中通常用　　　　吸收多余的氯气。 5.验满方法: a.将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸　　　　,则证明已集满。  b.将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸　　　　,则证明已集满。 6.其他制备方法 实验室制备Cl2时,可用KMnO4或KClO3代替MnO2,利用“固体+液体气体(不需要加热)”装置制备。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 即学即练特别提醒 实验室制备氯气的注意事项 (1)可用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等作氧化剂与浓盐酸反应制取氯气,使用以上物质时,反应不需要加热,如KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O。 (2)用盐酸与MnO2反应制取氯气时,必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2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。 (3)氯气难溶于饱和食盐水,故可用饱和食盐水除去混合气体中的HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。 (4)用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收Cl2,不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,吸收不完全。 (5)收集氯气时,将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满;或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。 (6)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。 1．实验室制取Cl2时，净化与收集Cl2所需装置如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．装置接口连接顺序为d→c→b→a→e B．饱和食盐水可用来除去HCl杂质 C．干燥纯净的Cl2能使鲜花褪色，所以Cl2具有漂白性 D．烧杯中发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 2． 利用如图所示装置可以制备无水氯化铁。下列有关说法不正确的是(　　)。 A.烧瓶B中制备氯气的反应物为二氧化锰和浓盐酸 B.装置C、D中分别盛有饱和食盐水和浓硫酸 C.装置D和装置E之间需要增加一个干燥装置,才能制得无水氯化铁 D.装置F的作用是吸收尾气 1、 研究物质的性质 过氧化氢的氧化性或还原性的探究： (1)过氧化氢的性质预测 元素 化合价 化合价变化趋势 性质 氢 ＋1价 降低 氧化性 氧 －1价 升高 还原性 －1价 降低 氧化性 (2)实验方案 证明H2O2具有还原性，需加入氧化剂，如酸性KMnO4溶液。证明H2O2具有氧化性，需加入还原剂，如KI溶液。 (3)实验结论： ①H2O2被氧化为O2，表现还原性。 ②H2O2可氧化KI生成I2，H2O2表现氧化性。 2、 实现物质转化与获得能量 1.金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程,即Mn++ne-M(反应通式,M表示金属)。 2.金属冶炼的方法 3．获得能量： (1)可燃物作还原剂，选择合适氧化剂发生氧化还原反应获得热量； (2)通过氧化还原反应获得电能，即将氧化还原反应设计为电池对外供电，如燃料电池。 3、 氯气的实验室制法 ①装置 组装完仪器后加药品之前要检验装置气密性。 ②制备原理 ： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 该反应为氧化还原反应，氧化剂为MnO2，还原剂为HCl。 ③收集方法：向上排空气法。 ④验满方法: a.将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸变蓝,则证明已集满。  b.将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。 ⑤尾气吸收:用氢氧化钠溶液吸收,反应的化学方程式为2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,氯气既表现　　　　　氧化性又表现还原性。  实践应用特别提醒 (1)含有146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成71 g Cl2吗？ (2)为防止Cl2污染，能否用澄清石灰水处理过量的Cl2？请写出相应的化学方程式。 提示：(1)不能。有两个原因：一是随着反应的进行，盐酸浓度减小，Cl－的还原性减弱，MnO2不能再氧化HCl，此反应不再进行；二是浓盐酸具有挥发性。 (2)吸收Cl2时不宜用澄清石灰水，因为Ca(OH)2微溶于水，澄清石灰水中Ca(OH)2浓度过低，不能保证Cl2全部被吸收，化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 1．研究发现，在高压条件下，H2可以还原Cu2＋、Ag＋、Au3＋、Hg2＋等离子，得到金属单质。下列说法正确的是(　　) A．上述反应中，金属离子被氧化 B．H2和Au3＋反应为置换反应 C．上述金属离子中，Hg2＋的氧化性最强 D．同理，H2也能还原Mg2＋、Fe2＋、Al3＋ 2.某学习小组用MnO2和浓盐酸反应来制备纯净的氯气并验证其有无漂白性,设计装置如图,请回答: (1)A中盛放浓盐酸的仪器名称是_________________________________________________________。 (2)A中反应的化学方程式: ______________________________________________________________。  (3)饱和食盐水的作用是__________________________________________________________________。  (4)按照上述装置,D中现象:__________________________________________________________。  (5)指出该套装置存在的两处缺陷:_____________________________、 　　　　　　　　　　　　。  (6)E中反应的离子方程式: ___________________________________________________。  考点一 研究物质的性质 【例1】在H2O2溶液中加入KI和H2SO4的混合溶液，迅速发生反应，放出大量气体，反应过程如下：①H2O2＋2KI＋H2SO4===I2＋K2SO4＋2H2O；②H2O2＋I2===2HIO；③H2O2＋2HIO===I2＋O2↑＋2H2O。下列说法正确的是(　　) A．H2O2在上述3个反应中均是氧化剂 B．H2O2的氧化性强于HIO的，还原性弱于I2的 C．上述过程中每生成1 mol氧气，消耗1 mol过氧化氢 D．向反应后的溶液中加入淀粉，溶液呈蓝色 解题要点 H2O2中氧元素的化合价为－1价，可升高到0价，具有还原性；也可降低到－2价，具有氧化性。 【变式1-1】某危险品仓库中存放有化工原料氰化钠(NaCN)。该物质有剧毒，一旦进入城市排水系统，后果不堪设想。当仓库发生火灾爆炸事故时，工作人员一方面封堵氰化钠泄漏渠道，另一方面对已经泄漏的少量氰化钠做无害化处理。根据NaCN的化合价，推测它可能有的性质是(　　) A．NaCN中N元素的化合价为＋3价既能升高又能降低，因此该物质既有氧化性又有还原性 B．NaCN中N元素的化合价为－3价只能升高，因此该物质具有还原性；C元素的化合价为＋2价既能升高又能降低，因此该物质既有氧化性又有还原性 C．NaCN中C元素的化合价为＋4价既能升高又能降低，因此该物质既有氧化性又有还原性 D．NaCN中CN－的化合价为－1价既能升高又能降低，因此该物质既有氧化性又有还原性 【变式1-2】针对以下A~D四个涉及H2O2的反应填空。 A.Na2O2+2HCl===H2O2+2NaCl B.Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O C.2H2O22H2O+O2↑ D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O (1)H2O2仅体现氧化性的反应是　　　　(填字母,下同),H2O2仅体现还原性的反应是　　　　,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是　　　　,H2O2既不做氧化剂又不做还原剂的反应是　　。  (2)请用双线桥标出C反应中电子转移的方向和数目:_________________________________________。 反应中氧化剂是 　　　　,被氧化的元素是　　　　　　　　　。  考点二 实现物质转化与获得能量 【例2】工业上冶炼金属的方法正确的是(　　) A.采用加热分解法冶炼金属钾 B.采用电解法冶炼金属铝和钠 C.采用热还原法冶炼金属铁与汞 D.采用热还原法冶炼金属铜与钙 解题要点金属活泼性与冶炼方法的关系如下: 【变式2-1】下列说法中正确的是(　　)。 A.金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来 B.金属冶炼过程中,被冶炼的金属一定被氧化 C.金属冶炼过程中,被冶炼的金属被还原 D.金属冶炼过程中,被冶炼的金属既可被氧化,也可被还原 【变式2-2】下列冶炼金属的方法错误的是(　　) A．加热分解HgO制金属Hg B．高温下用CO还原赤铁矿炼铁 C．电解NaCl溶液制金属Na D．Fe和CuSO4溶液湿法炼铜 考点三 氯气的实验室制法 【例3】实验室制取氯气时有如下操作，其中操作顺序正确的是(　　) ①连好装置，检查气密性 ②缓缓加热 ③加入二氧化锰粉末 ④加入浓盐酸 ⑤将多余氯气用氢氧化钠溶液吸收 ⑥用向上排空气法收集氯气 A．①②③④⑤⑥　　　　 B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 解题要点 【变式3-1】在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是(　　) 【变式3-2】某化学小组用如图所示的装置制取氯气。下列说法正确的是(　　) A.该装置图中至少存在三处明显错误 B.该实验中收集氯气的方法不正确 C.如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可 D.含有2 mol HCl的某浓盐酸与足量MnO2混合，在一定条件下反应，转移1 mol电子 基础达标 1．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． B． C． D． 2．亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等。过氧化氢法制备亚氯酸钠的流程如下，下列说法不正确的是 已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2；高于60℃时，NaClO2分解成NaClO3和NaCl。 A．流程中可用Na2SO3代替SO2 B．“吸收”步骤发生反应的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O C．在“吸收”过程中温度不宜过高的原因为防止温度过高双氧水分解，以及防止NaClO2分解成NaClO3和NaCl D．在“反应”中氧化剂和还原剂的质量比为106.5：64 3．已知：，。下列判断正确的是 A．氧化性：，还原性： B．只具有氧化性，没有还原性 C．在溶液中，可以大量存在 D．上述两个反应中均为氧化产物 4．(其中铁元素的化合价为+6)是一种高效多功能水处理剂，一种制备的方法可用化学方程式表示如下：。下列对此反应的说法中，不正确的是 A．方框中的物质为 B．既是氧化剂，又是还原剂 C．和均为氧化产物 D．每生成1 mol O2分子时，反应中共转移8 mol电子 5．下列物质的应用中，利用了氧化还原反应的是 A．用盐酸除去铁锈 B．用醋除去水壶中的水垢 C．用NaHCO3固体制备纯碱 D．用Na2O2作为潜水艇或呼吸面具的氧气来源 6．高铁酸钾溶于水后发生反应：，下列说法不正确的是 A．中铁元素显+3价 B．生成，转移 C．属于钾盐 D．高铁酸钾可用于制取 7．加入适当还原剂可实现下列转化的是 A．HNO3→NO B．HCl→Cl2 C．SO2→H2SO3 D．Fe(OH)2→Fe(OH)3 8．有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2；       ②2FeCl2+Cl2=2FeCl3； ③2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。 下列有关说法正确的是 A．若FeCl2溶液中含有杂质I-，可以加入试剂KMnO4除去I- B．反应③中若生成2molCl2，则转移10NA个电子 C．反应①中FeCl2是氧化产物，反应②中FeCl2是还原剂 D．氧化性的强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2 9．以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的工艺流程如图所示，下列说法错误的是 A．“浸取”后溶液存在大量的、、 B．“转化”过程中的反应为 C．“转化”时不可改用盐酸代替 D．“结晶”过程中加热蒸发至有较多晶体析出时停止加热 10．铵态氮肥的过度使用会导致水体的富营养化。研究发现，利用次氯酸钠可去除溶解的氨，反应的方程式为3NaClO+2NH3=3NaCl+N2↑+3H2O。下列关于该反应的说法不正确的是 A．NaClO作氧化剂 B．NH3被氧化 C．每生成1molN2时，转移电子的数目为1.806×1024 D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2 综合应用 11．如图：A处缓慢通入氯气，打开B阀时，C处红色布条无变化，关闭B阀时，C处红色布条褪色。由此判断D中所盛物质最可能是 A．浓硫酸 B．FeCl2溶液 C．NaOH溶液 D．饱和食盐水 12．部分含氯物质的类别与相应氯元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是 A．家庭卫生清洁中a与b的水溶液不能混用 B．d的钾盐可以用于制备氧气 C．c可用于自来水消毒 D．e的水溶液中存在如下平衡： 13．不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②③的化学计量比恰好反应，结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI/mol KMnO4/mol 还原产物 氧化产物 ① 酸性 0.01 n Mn2+ I2 ② 中性 0.01 10n MnO2 ③ 碱性 0.01 m 下列说法错误的是 A．n=0.002，m=0.06 B．对比反应①和②， C．对比反应①、②、③，相同物质的量的KMnO4，酸性条件下得电子数最多，氧化性最强 D．随反应进行，体系pH变化：①②增大，③减小 14．下列实验操作、现象及结论都正确的是 实验操作 现象 实验结论 A 用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧 火焰呈黄色 将溶液不一定含 B 将置于棉花上，滴加几滴水 棉花立刻燃烧 与反应是吸热反应 C 将干燥的充入放有鲜花的集气瓶中 鲜花褪色 具有漂白性 D 向钠盐中滴加稀盐酸并将产生的气体通入澄清石灰水 石灰水变浑浊 则该钠盐为 A．A B．B C．C D．D 15．如下图所示，从甲的左端通入潮湿的，当关闭I阀，打开II阀时，乙中的红色布条没有明显变化，当打开I阀，关闭II阀时，乙中的红色布条褪色。则甲瓶中装的溶液可能是 A．浓盐酸 B．溶液 C．稀硫酸 D．饱和食盐水 16．四氯化锡在军工业生产中具有重要的作用。实验室常用金属锡与氯气直接化合制备无水四氯化锡。 已知：①无水四氯化锡的熔点-33℃、沸点114.1℃；②四氯化锡易水解，易溶于有机溶剂。下列说法正确的是 A．试剂E为无水氯化钙 B．仪器甲的名称为圆底烧瓶 C．上述各装置的连接顺序是a→h→i→f→g→e→d→c→b D．实验所得SnCl4中溶有Cl2，可用过滤的方法提纯SnCl4 拓展培优 17．元素的价—类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型工具，也是发展证据推理与模型认知这一科学核心素养的重要途径。如图为氯元素的价—类二维图，回答下列问题： (1)实验室用高锰酸钾代替二氧化锰制取的离子方程式为 。 (2)物质的量为的和足量的充分反应，转移电子为 mol。 (3)已知能与反应生成及等物质的量的另一种含氯物质，参考价类二维图，写出二者反应的离子方程式： 。 (4)亚氯酸钠是一种高效的漂白剂和消毒剂，它在酸性条件下生成并放出，有类似的性质。某兴趣小组利用如图装置进行实验，探究亚氯酸钠的制备与性质。 Ⅰ．制备亚氯酸钠。关闭止水夹②，打开止水夹①，从进气口通入足量，充分反应生成。仪器a的名称为 ，仪器b的作用是 。 Ⅱ．探究亚氯酸钠的性质。停止通入气体，再通入空气一段时间后，关闭止水夹①，打开止水夹②，向A中滴入稀硫酸，装置B中的现象为 。 (5)城市饮用水处理，新技术用替代，其中氯元素都被还原为，如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么消毒杀菌剂的消毒效率是的 倍(结果保留两位小数)。 18．含氯物质在日常生活中具有许多重要用途，回答下列问题。 (1)“84”消毒液（有效成分是）在预防新型冠状病毒肺炎传播中有着重要的用途，过氧化氢溶液也有杀菌消毒作用，可用来清洗伤口，又知。 ①将“84”消毒液与溶液混合使用， （填“能”或“不能”）提高抑制新型冠状病毒肺炎传播的能力，理由是 。 ②已知，则、、氧化性由强到弱的顺序为 。 (2)是一种新型的水处理剂，可通过多种方法制取：如①；。则反应①中还原产物是 （填化学式，下同），该反应中表现出的性质是 ；反应②的氧化产物是 ，用双线桥标出电子转移方向与数目： 。 (3)自来水厂用处理后的水中，要求的浓度在之间。用碘量法可以检测水中的浓度（不同环境中粒子种类如图所示）。 分别写出、时与（氧化产物是）反应的离子方程式： 、 。 19．氯及其化合物在生产生活中应用广泛。元素“价—类”二维图是学习元素化合物知识的重要模型，其中以元素化合价为纵坐标、物质类别为横坐标。氯元素的部分“价—类”二维图如图甲所示： 回答下列问题： (1)实验室利用a的浓溶液与反应制备b的化学方程式为 。 (2)b和c均可用于自来水的杀菌、消毒。 ①结合离子方程式解释b可用于自来水杀菌、消毒的原因： 。 ②气体c是一种广泛的消毒剂，易溶于水。装置乙用于实验室收集c时，进气端为 (填“m”或“n”)；某同学将c从装置丙的p端通入，获得c的水溶液，进行该操作可能出现的问题为 。 (3)用装置丁能检验干燥的b和潮湿的b有无漂白性。在通入潮湿的b之前，应先 (填“关闭”或“打开”)活塞，通入潮湿的b，观察到的现象为 ，接着 (填“关闭”或“打开”)活塞，继续通入潮湿的b，观察到的现象为 。 (4)已知d是一元强酸，写出d与溶液反应的化学方程式： 。 (5)若e、f是钾盐，不加还原剂就可以实现的转化，写出该化学方程式并用“双线桥”表示出电子转移的方向和数目： 。 20．利用“价类二维图”可以系统地研究含氯物质的性质及其转化关系，氯元素的价类二维图如图所示： 回答下列问题： (1)a物质的化学式为 。 (2)写出b物质在光照条件下反应的化学方程式为 。 (3)氯化铁是一种常见的水处理剂，需要密封保存。无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成，以上氮化铁易升华。在实验室中，可以采用下列仪器和药品制取较纯的无水氯化铁固体。 ①C装置中的试剂为 (填试剂名称)；其作用是 。 ②D装置的作用是 ，用一件仪器装填适当试剂后，也可起到C和D的作用，所装填的试剂为 (填名称)。 (4)实验室可以利用反应制取。反应中产生标准状况下时，需消耗的质量为 。 21．回答下列问题： (1)某小组利用以下装置，按照制备、净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行的制备及性质检验的相关实验。 ①下列装置（“”表示气流方向）能达到实验目的的是 。（填字母） ②写出A中制取氯气的化学方程式 。 (2)为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烧瓶中（如图），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，则图中纵坐标可以表示的物理量是 （填字母）。 a．氧气的体积分数    b．氯水的pH    c．氯离子的浓度 (3)该小组经查阅资料发现：为紫色固体，微溶于溶液，具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生，在碱性溶液中较稳定。实验小组欲制备高铁酸钾，并探究其性质和测定其纯度。 已知：装置中得到紫色固体和溶液。 ①取C装置中得到的紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，经检验气体中含有。该实验 （填“能”或“不能”）说明该条件下氧化性大于，其原因为 。 ②将装置中得到的紫色固体溶于冷的溶液，过滤，用无水乙醇洗涤，干燥即得粗产品。选择无水乙醇进行洗涤的优点是 。 (4)已知：，为探究粗产品中的质量百分含量（假设杂质不参与分解反应），设计如下实验装置和步骤。 将石英玻璃管（带两端开关和）（设为装置）称重，记为。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置称重，记为。按下图连接好装置并进行实验（夹持装置已略去，忽略气体引起的质量变化）。 ①实验操作步骤为：打开和，缓缓通入打开管式温控电炉加热关闭管式温控电炉 停止通 称量装置；重复上述操作步骤，直至装置恒重，记为； ②粗产品中的质量百分含量为 （用含、、的代数式表示）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$