内容正文:
第2章 元素与物质世界
微项目 科学使用含氯消毒剂
——运用氧化还原反应原理解决实际问题
教学目标
1.从物质类别、元素化合价的角度预测含氯消毒剂的性质。
2.从生活实际问题中提炼化学问题,利用氧化还原反应分析并解释消毒剂在使用过程中产生的现象和出现的问题。
3.强化合理使用化学品的意识,能够正确地使用含氯消毒剂。
重点和难点
重点:次氯酸钠的性质、设计实验室制备漂白液、工艺制备漂白液
难点:实验室制备漂白液、工业制备漂白液实验方案的设计
◆知识点一 解读“84”消毒液的产品说明
1.常用化学试剂的杀菌消毒原理
(1)酒精:吸收细菌蛋白中的水分,使其脱水变性。体积分数为__________的酒精消毒杀菌的效果最好。
(2)医用双氧水:具有__________,可以把脓液、污物中的细菌__________来杀死细菌。
2.84消毒液性质预测
资料:84消毒液的产品使用说明
1.如原液接触皮肤,立即用清水冲洗。
2.本品易使有色衣物脱色,禁用于丝、毛、麻织物的消毒。
3.置于避光、阴凉处保存。
4.不得将本品与酸性产品(如洁厕类清洁产品)同时使用。
(1)从类别上看,NaClO是一种__________,类比于Na2CO3,其溶液可能呈__________;可与其他酸反应生成__________;
(2)从价态上看NaClO中的氯为“__________”价,可降低变为“__________”价或“__________”价而表现__________;
(3)从84消毒液的使用说明看,NaClO还有一定的__________特别提醒
联想:稀释或使用84消毒液时,为什么要求相关人员必须带手套?
提示:因为84消毒液具有碱性、强氧化性,所以会腐蚀人的皮肤。
即学即练
1.含氯消毒剂能有效杀灭新型冠状肺炎病毒。下列物质不属于含氯消毒剂的是( )
A.Cl2 B.H2O2 C.ClO2 D.NaClO
2.新冠疫情期间,常用各种消杀剂杀菌消毒。下列关于消杀试剂的说法正确的是( )
A.臭氧、漂白粉、ClO2都有杀菌消毒的效果
B.84消毒液与含HCl的洁厕灵混合使用可增强消毒效果
C.工业上将Cl2通入冷的石灰乳中制备84消毒液
D.酒精作为消杀试剂,一般浓度为100%的酒精的效果最好
◆知识点二 实验探究“84”消毒液的性质
实验操作
实验现象
结论
实验1:用胶头滴管滴一滴84消毒液于pH试纸上
实验2:用胶头滴管滴一滴84消毒液于红纸上
实验3:用胶头滴管滴一滴84消毒液于淀粉碘化钾试纸上
实验4:
实验5:在培养皿里分别加入2 mL消毒液和2 mL淀粉碘化钾溶液,再向消毒液中滴加少许稀盐酸,迅速盖上表面皿
探究总结——NaClO的性质
(1) NaClO为弱酸盐,能和较强酸生成HClO:
(2)NaClO有强氧化性,能氧化某些还原性物质。如KI、HCl等:
____________________
提示:部分HCl生成了NaCl,化合价没有发生变化,表现__________;
部分HCl生成了Cl2,化合价升高,表现__________。
(3)NaClO溶液碱性较强,有__________。
(4)NaClO有__________。
即学即练特别提醒
资料表明,84消毒液在使用过程中起主要消毒作用的是次氯酸。在日常生活中使用84消毒液,次氯酸是如何产生的呢? 为什么要置于避光、阴凉处保存?
提示:(1)NaClO具有强氧化性,能与盐酸发生氧化还原反应生成有毒的氯气:
NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O。
1.(2022·宜昌高一检测)地震、洪水等自然灾害过后,地下水等饮用水都会受到一定程度的污染,为了保证人们身心健康,下列物质不能用于饮用水消毒的是( )
A.氯气 B.漂白粉 C.烧碱 D.次氯酸钠
2. 84消毒液( NaClO溶液)可用于消毒,下列说法正确的是( )
A.可用pH试纸测定该消毒液的pH
B.NaClO暴露在空气中变质形成HClO
C.NaClO溶液漂白原理与活性炭相同
D.84消毒液与洁厕灵(HCl)混用,效果更佳
◆知识点三 探究消毒剂的使用问题
2016年巴西里约热内卢奥运会期间,室外游泳池中的水变绿成为当时的一大新闻。有关负责人说,池水变绿是藻类生长造成的。该泳池此前一直使用含氯消毒剂抑制藻类生长,这次事件中工作人员误用了过氧化氢消毒剂。
1.理论分析
发现问题
池中加入过氧化氢消毒剂后,原有的消毒剂不起作用了
提出问题
为什么加入过氧化氢消毒剂后,原来的消毒剂不起作用了
推测依据
从化合价的角度分析,次氯酸钠具有__________性,过氧化氢具有__________性
推测原理
次氯酸钠与过氧化氢发生__________反应,使消毒剂失效
2.原因预测
游泳池 游泳池消毒,抑制藻类生长游泳池中的水变绿
原有消毒剂不再起作用,两消毒剂间有反应发生
3.实验探究
探究内容
实验内容
实验现象及结论
H2O2和NaClO反应原理
H2O2对绿藻去除率的影响
4.实验结论
H2O2和NaClO反应,降低了NaClO的消毒效率。反应的化学方程式:__________。
特别提醒
过氧化氢溶液和“84”消毒液都可以做杀菌消毒剂,也可以漂白,若将两者混合使用,还能起到杀菌、消毒效果吗?
提示:不能,二者混合会发生氧化还原反应:NaClO+H2O2===NaCl+O2↑+H2O,从而都失去杀菌消毒效果。
即学即练
1.游泳池中的水经常要消毒杀菌。某化学兴趣小组对游泳池中使用的消毒剂进行了研究性学习。
(1)氯气是游泳池中水体消毒杀菌的常用消毒剂之一,请用离子方程式表示它能消毒杀菌的原因是___________________________________________。
(2)游泳池也可使用漂白液(主要成分是次氯酸钠)来进行消毒杀菌。与氯气相比较,请写出使用漂白液的一个优点:____________________。
(3)用于游泳池消毒杀菌的消毒剂还有很多。下列物质也可以用于游泳池杀菌消毒的有________(填字母)。
A.二氧化硫 B.臭氧 C.活性炭 D.高锰酸钾
2. 从某超市中查询到某品牌消毒液包装说明的部分内容,摘录如下:
主要有效成分为次氯酸钠,有效氯含量8 000~10 000 mg·L-1。可用于各类家居用品、餐具、棉织衣物等的消毒,对彩色织物可能有褪色作用。切勿用于丝绸、毛、尼龙、皮革、油漆表面,勿用于铝、铜、碳钢制品。本品须密封,置阴凉暗处保存。请完成以下实验探究过程:
阅读材料,根据学过的知识判断问题
(1)该消毒液是怎样制取的(用离子方程式表示)?消毒液的成分中只有NaClO吗?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)该消毒液还具有的化学性质是________(填序号)。
A.强氧化性 B.强还原性 C.不稳定性 D.漂白性 E.弱酸性 F.中性 G.碱性
(3)从该消毒液的保存要求分析,导致其失效的主要原因是
(用化学方程式表示)
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
1. 解读“84”消毒液的产品说明
1.请列举三类杀菌消毒剂:酒精、双氧水、含氯消毒剂。
2.含氯消毒剂包括无机含氯消毒剂和有机含氯消毒剂。试列举四种无机含氯消毒剂:液氯、漂白粉、“84”消毒液、二氧化氯等。
3.无机含氯消毒剂易受热、光等环境的影响而丧失有效成分。
4.从下列角度预测NaClO溶液的性质。
(1)NaClO中氯元素为+1价:具有氧化性和漂白性。
(2)NaClO属于盐,可与酸反应。
①试写出NaClO与稀硫酸反应的化学方程式:
2NaClO+H2SO4===Na2SO4+2HClO;
②NaClOHClO。
二.实验探究
(1)实验1:用胶头滴管滴一滴84消毒液于pH试纸上,试纸先变蓝后褪色,说明消毒液具有碱性和漂白性。
(2)实验2:用胶头滴管滴一滴84消毒液于红纸上,红纸褪色,说明消毒液具有漂白性。
(3)实验3:用胶头滴管滴一滴84消毒液于淀粉碘化钾试纸上,试纸变蓝,说明消毒液具有强氧化性。
(4)实验4:操作如图所示,试管1溶液为紫色,试管2溶液为蓝色且短时间内无明显变化,试管3溶液先变蓝,滴2滴稀硫酸后快速褪色,说明NaClO与稀硫酸反应生成氧化性更强的HClO。
(5)实验5:
在培养皿里分别加入2 mL消毒液和2 mL淀粉碘化钾溶液,再向消毒液中滴加少许稀盐酸,迅速盖上表面皿
表面皿下方产生黄绿色气体,淀粉碘化钾溶液变蓝
NaClO和HCl作用产生了Cl2,NaClO中氯元素化合价降低,表现氧化性
3.探究总结——NaClO的性质
(1)NaClO为弱酸盐,能和较强酸生成HClO:2NaClO+H2SO4===Na2SO4+2HClO。
(2)NaClO有强氧化性,能氧化某些还原性物质。如KI、HCl等:
NaClO+2KI+H2O===I2+NaCl+2KOH,
NaClO+2HCl(浓)===NaCl+Cl2↑+H2O。
4.次氯酸的性质
(1)弱酸性:比碳酸弱。
(2)氧化性:能与Fe2+、S、I-等还原剂反应。
(3)不稳定性:见光易分解,2HClO2HCl+O2↑。
(4)漂白性:次氯酸具有强氧化性,能将某些有色物质氧化成无色物质。
三.探究消毒剂的使用问题
1.“池水变绿”原因
2.选取和使用消毒剂时应注意的问题
选取消毒剂时应根据消毒对象选取合适的消毒剂;不同类型的消毒剂不能随意混用。
使用消毒剂注意事项:
(1)消毒剂的浓度和用量必须符合规定;
(2) 消毒时必须达到规定的时间;
(3) 要把消毒容器盖严;
(4) 注意温度会影响消毒效果,避免在过高或低温进行消毒操作
3. 消毒剂的使用误区
(1)“混用更保险”:使用消毒剂一定要科学,使用前一定要认真了解各种消毒剂的成分及性质,有针对性的选择和使用,切不可混用,混用后有可能产生有毒物质或降低效果。
(2)“越浓越保险”:消毒剂浓度并不是越浓效果越好,例如75%的酒精可以吸收细菌蛋白中的水分,使蛋白质脱水变性,而纯酒精或95%的酒精会使菌体表面形成保护膜,阻止乙醇分子进一步渗入,影响杀菌效果,使其效果降低。
(3)同一时期使用消毒剂“多样化更高效”:如果同一时期频繁使用多种消毒剂,有可能使消毒剂消毒效果大大降低,还可能产生意想不到的严重后果,如先用“84”消毒液消毒,再用洁厕灵消毒,就有可能产生严重污染空气的氯气。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
“2016年巴西里约热内卢奥运会期间,游泳池水变绿”说明了什么?
答案:藻类急剧繁殖导致游泳池水变绿。含氯消毒剂能抑制藻类生长,含氯消毒剂与过氧化氢消毒剂混用后不能抑制藻类生长。
实践应用
1.有经验的阿姨在用氯气消毒过的自来水洗有色衣服之前,都会将自来水在阳光下暴晒一段时间,其目的是( )
A.使水中的杂质沉淀 B.使水中的HClO分解
C.起到杀菌作用 D.增加水中O2的含量
2.为预防“H1N1”甲型流感,同学们每天用84消毒液(NaClO溶液)消毒,下列说法不正确的是( )
A.NaClO溶液的消毒原理是利用其强氧化性
B.1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移2 mol电子
C.NaClO溶液的漂白原理与Na2O2相同
D.84消毒液与洁厕灵(盐酸)混合使用可能会产生有毒的氯气
考点一 解读“84”消毒液的产品说明
【例1】前几年,部分巨能钙被检出含有双氧水,而双氧水有致癌性,可加速人体衰老。因此卫生部加紧调查巨能钙。下列有关说法错误的是( )
A.H2O2、Na2O2都属于过氧化物
B.双氧水是绿色氧化剂,可做医疗消毒剂
C.H2O2既有氧化性,又有还原性,与Cl2、KMnO4反应时表现H2O2的氧化性
D.H2O2做漂白剂是利用其氧化性,漂白原理与HClO类似,与活性炭不同
解题要点
H2O2、Na2O2都属于过氧化物,
H2O2、HClO漂白都是利用其氧化性,活性炭的漂白性是物理吸附漂白,原理不同
【变式1-1】84消毒液(有效成分为NaClO)可用于杀菌消毒和漂白,下列实验现象的分析不正确的是( )
实验
操作
①1 mL蒸馏水
②1 mL 0.000 2 mol·L-1
盐酸
③1 mL 2 mol·L-1盐酸
实验
现象
混合后溶液的pH=9.9,短时间内溶液未褪色,一段时间后溶液褪色
混合后溶液pH=5.0,溶液迅速褪色,有无气体产生
混合后溶液pH=3.2,溶液迅速褪色,并产生大量能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体
A.对比实验①和②,实验②中溶液迅速褪色的原因是发生了反应ClO-+H+===HClO
B.实验③中产生的气体是Cl2,由HClO分解得到:2HClO===Cl2↑+H2O
C.对比实验②和③,溶液的pH可能会影响ClO-的氧化性或Cl-的还原性
D.加酸可以提高84消毒液的漂白效果,但需要调控到合适的pH才能安全使用
【变式1-2】新冠疫情期间,常用各种消杀剂杀菌消毒。下列关于消杀试剂的说法正确的是( )
A.臭氧、漂白粉、ClO2都有杀菌消毒的效果
B.84消毒液与含HCl的洁厕灵混合使用可增强消毒效果
C.工业上将Cl2通入冷的石灰乳中制备84消毒液
D.酒精作为消杀试剂,一般浓度为100%的酒精的效果最好
考点二 实验探究“84”消毒液
【例2】由于氯气不便于保存,生活中常用的含氯消毒剂是84消毒液或漂白粉。下列关于工业生产的说法正确的是( )
A.工业上利用H2和Cl2的混合气体在光照下反应来制取盐酸
B.工业上以氯气和澄清石灰水为原料制取漂白粉
C.工业上将氯气溶于NaOH溶液中制取漂白粉
D.漂白粉要干燥和密封保存
解题要点
NaClO有强氧化性,能氧化某些还原性物质。如KI、HCl等:
NaClO+2KI+H2O===I2+NaCl+2KOH,
NaClO+2HCl(浓)===NaCl+Cl2↑+H2O
HClO不稳定性:见光易分解,2HClO2HCl+O2↑
【变式2-1】84消毒液的主要成分为受热易分解的次氯酸钠(NaClO)。某实验小组用如图装置制备84消毒液。
(1)A中发生反应的离子方程式为___________________________________。
(2)C中盛装试剂为____________________,仪器的连接顺序为a→____________________。
(3)制备84消毒液时,若Cl2与NaOH溶液反应温度过高,NaClO的产率将________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【变式2-2】二氧化氯具有杀菌消毒作用,是一种广谱型消毒剂。工业上常用Cl2氧化NaClO2制得,方程式为Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl,下列相关说法不正确的是( )
A.反应中只有Cl元素的化合价发生变化
B.ClO2是氧化产物
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.消耗0.1 mol NaClO2时,转移电子数目为0.1NA
考点三 消毒剂的使用问题
【例3】游泳池中的水经常要消毒杀菌。某化学兴趣小组对游泳池中使用的消毒剂进行了研究性学习。
(1)氯气是游泳池中水体消毒杀菌的常用消毒剂之一,请用离子方程式表示它能消毒杀菌的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)游泳池也可使用漂白液(主要成分是次氯酸钠)来进行消毒杀菌。与氯气相比较,请写出使用漂白液的一个优点:__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)消毒剂二氧化氯已被世界卫生组织(WHO)列为A1级高效安全灭菌消毒剂。若消毒同一游泳池中的水,达到同样的消毒效果,所需二氧化氯与氯气的物质的量之比为________(单位物质的量的物质得到的电子数可以表示该物质的消毒效率)。
(4)用于游泳池消毒杀菌的消毒剂还有很多。下列物质中,也可以用于游泳池杀菌消毒的有________(填字母)。
A.二氧化硫 B.臭氧 C.活性炭 D.高锰酸钾
解题要点
【变式3-1】某同学购买了一瓶84消毒液,包装说明如下:
净含量:1000 mL
密度:1.19 g·cm-3
主要成分:25% NaClO
使用方法:稀释100倍(体积比)使用
注意事项:密封保存,易吸收空气中的CO2而变质
下列分析不正确的是( )。
A.该84消毒液的物质的量浓度约为4.0 mol·L-1
B.该84消毒液敞口放置一段时间后浓度会变小
C.取100 mL该84消毒液稀释100倍,稀释后溶液中c(Na+)约为0.04 mol·L-1
D.参阅该84消毒液的说明,欲用NaClO固体配制含25% NaClO的消毒液480 mL,需要称量的NaClO固体质量为143 g
【变式3-2】人们常常喷洒84消毒液来消毒杀菌,其有效成分为NaClO。下列有关84消毒液的说法正确的是( )。
A.84消毒液属于纯净物
B.84消毒液除了能杀菌消毒外,还可作漂白剂
C.84消毒液中的NaClO比较稳定,不需密封保存
D.84消毒液杀菌消毒过程中并未发生氧化还原反应
基础达标
1.在清洗卫生间时,不能混合使用84消毒液(有效成分是NaClO)与洁厕剂(含盐酸),否则会引起氯气中毒。现利用如图所示装置探究84消毒液与洁厕剂的反应,将注射器中的洁厕剂注入试管中。下列说法正确的是
A.84消毒液与洁厕剂反应的离子方程式中与的化学计量数之比为1:1
B.红色鲜花先褪色,后又变红
C.湿润淀粉-KI试纸变蓝,说明的氧化性比强
D.溶液A为澄清石灰水,作用是防止氯气外溢
2.化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.苯酚可用作杀菌消毒剂 B.可用于治疗胃酸过多
C.84消毒液与洁厕灵混合使用 D.聚乳酸易降解可用作手术缝合线
3.下图是一种试验某种气体化学性质的实验装置,图中B为开关。如先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C处红色布条颜色褪去。则D瓶盛的溶液是
A.氢氧化钙悬浊液 B.水 C.浓氢氧化钠溶液 D.浓硫酸
4.“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠NaClO,工业生产次氯酸钠的原理是2NaOH+Cl2=NaClO+X+H2O。以下说法不正确的是
A.Cl2所属的物质类别是单质 B.NaClO中氯元素的化合价为-1价
C.X的化学式为NaCl D.反应后的剩余物质为混合物
5.一种探究氯气部分性质的实验装置如图所示(忽略夹持装置)。已知为拟卤素,其性质与卤素单质相似,且氧化性:。下列说法错误的是
A.持续通入氯气后,B中的现象是先变红后褪色
B.装置B中现象不仅可以验证氯气的氧化性,而且可以反证B中含有
C.装置C中干燥的有色布条不会褪色,说明氯气没有漂白性
D.装置D为尾气处理装置,同时还可用于制备漂白液
6.短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大,其中甲、丙同主族,乙、丙、丁同周期。常温下,含乙的化合物r(r由不同短周期元素组成)浓度为时溶液,p和q分别是元素丙和丁的单质,其中p为淡黄色固体。上述物质的转化关系如图所示(产物水已略去)。下列说法正确的是
A.p有多种同分异构体
B.甲与乙能形成使紫色石蕊试液先变红后褪色的物质
C.m、n的阴离子在酸性溶液中不能大量共存
D.工业上常利用反应②制取漂白粉
7.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:
8.16世纪时,利巴菲乌斯正式记载了将浓盐酸和浓硫酸混合制备氯化氢的方法。某小组在实验室做HCl红色喷泉实验。下列原理、装置或操作错误的是
A.制备HCl气体
B.干燥HCl
C.收集干燥的HCl
D.做喷泉实验
A.A B.B C.C D.D
综合应用
9.关于的性质,下列说法不正确的是
A.可被浓盐酸还原生成
B.与足量的水溶液反应的还原产物为
C.(少量),说明酸性:
D.一定条件下,自身氧化还原反应生成和,转移电子
10.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
11.某小组开展了Cl2性质的探究实验,部分实验装置如下图。下列描述不正确的是
A.甲中出现黄绿色气体 B.乙中湿润的红色纸条褪色
C.丙中NaOH溶液可吸收Cl2 D.该实验可证明干燥的Cl2有漂白性
12.部分含Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不正确的是
A.b可以与反应 B.干燥的a可以使有色布条褪色
C.可用e和HCl反应制取少量氯气 D.通入a可以去除溶液中的
13.下列关于实验室制取氯气的操作不正确的是
A.制取氯气
B.除去HCl
C.收集
D.尾气处理
A.A B.B C.C D.D
14.部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.b可使湿润的有色布条褪色
B.d和e只有氧化性
C.c可以作漂白粉的有效成分
D.c、e分别与a的浓溶液混合均可生成b
15.某同学设计了用浓盐酸和高锰酸钾固体制取少量氯气并验证有关性质的微型装置,如图所示。下列说法正确的是
A.将高锰酸钾与碘化钾存放在同一药品橱中
B.该实验可证明碘元素的非金属性强于氯元素
C.改用稀盐酸可以加快氯气产生的速率
D.可用饱和溶液吸收多余氯气
16.“生活无处不化学”。下列说法正确的是
A.烟火绽放的五颜六色源于金属元素的焰色
B.冰箱中放置活性炭可防止食品氧化变质
C.灼烧可区分羊毛和蚕丝
D.“84”消毒液与洁厕灵混合使用可增强消毒效果
拓展培优
17.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—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.由于c具有还原性,c可用作自来水消毒剂
C.b可使湿润的红色布条褪色,说明b具有漂白性
D.a的浓溶液和KMnO4在一定条件下反应可生成b
18.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
19.某家用消毒用品“84消毒液”的包装说明如下,请回答下列问题。
【产品名称】84消毒液
【有效成分】NaClO
【规格】1000 mL
【物质的量浓度】4.0 mol/L
注:①按一定比例稀释后使用
②不得与酸性产品(如洁厕灵)同时使用
(1)写出由Cl2与NaOH溶液反应制“84”消毒液的离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。
(2)欲将“84消毒液”原液稀释配制成450 mL c(NaClO)=0.100 mol·L-1的溶液。
①配制过程中,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、 。
②配制时,需要取用 mL“84消毒液”原液。
③下列操作会使溶液中NaClO浓度偏高的是 。
A.取用的“84消毒液”原液部分失效
B.定容操作时,俯视刻度线
C.量取“84消毒液”原液时,仰视读数
D.定容摇匀后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
(3)用次氯酸钠固体配置一定物质的量浓度溶液的消毒液,下列操作正确的是 。
A. B. C.
(4)小芳同学购买了一瓶“蓝月亮”牌“84”消毒液,从包装得到如下信息:含、、密度,该“84”消毒液的物质的量浓度为 。
20.I.按要求填空
(1)某2 L MgCl2溶液中含有4 mol Cl-,MgCl2溶液的物质的量浓度为 。
(2)在标准状况下,44.8 L的氢气质量为 。
Ⅱ.某化工厂出厂的漂白粉说明书如下:
使用说明书【主要成份】次氯酸钙、氯化钙
【用途用量】取漂白粉2至3 g,水1000 g,配成溶液,将病人用具浸泡其中5至10分钟。如需要,浓度可提高,时间可延长。
【注意事项】密封避光保存于阴凉处,随用随配,有腐蚀性,少与手接触。
(3)漂白粉的有效成分为 (填化学式),“密封避光保存于阴凉处,随用随配”是因为漂白粉有效成分与空气中CO2、H2O反应生成不稳定的次氯酸而易失效。生成次氯酸的化学方程式为 。
(4)假设漂白粉不含其它杂质,只含次氯酸钙和氯化钙。将漂白粉溶于水配制成480 mL溶液,要使次氯酸钙和氯化钙的浓度均为0.1 mol/L,则需称量漂白粉质量为 g。
(5)配制上述溶液,玻璃仪器除了要使用烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要使用的仪器有 。
(6)在配制过程中,下列实验操作对所配制溶液的物质的量浓度有何影响?(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
a.定容时俯视容量瓶刻度线: 。
b.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量的蒸馏水: 。
21.下面为氯元素的物质类别和元素价态二维图。
回答下列问题:
(1)Z为钾盐,实验室常用Z制备,该反应的化学方程式为 ,用洁净的铂丝蘸取Z的溶液,在酒精灯的外焰上灼烧,透过 色钴玻璃可观察到火焰呈 色。
(2)利用下图装置进行在中燃烧生成气体X的实验,可在集气瓶口上方观察到的现象为___ 。
(3)Y可用作新型自来水消毒剂,Y的化学式为 ,从氧化还原的角度说明理由:Y具有 (填“氧化性”或“还原性”)。可用作自来水消毒剂的物质还有 (任写一种)。
(4)如图所示,在A处通入未经干燥的,当B处的弹簧夹关闭,C处的干燥红布条看不到明显现象;当B处弹簧夹打开,C处的干燥红布条逐渐褪色。D瓶中盛放的溶液可能是 。
(5)实验室中为进行有关的性质实验,需要10瓶体积为的。(常温下,氯气的密度为)。制取10瓶,理论上需要的质量是 (保留小数点后两位),实际称取的固体的质量必须适当多于理论量,主要原因是 。
(6)氯气的水溶液称为氯水,氯水中含有氯元素的微粒有 (填微粒符号)。
(7)的水溶液通电后会生成、、,写出该反应的化学方程式: 。
22.漂白粉、漂白液是中学化学中常见物质。
(1)漂白粉在生产和生活中使用方便。
①有效成分的化学式为 。
②制取漂白粉反应的化学方程式为 。
③漂白粉久置于空气中会失效,失效过程中发生的化学反应有 个(填数字)。
(2)“84消毒液”是一种常用的含氯消毒剂,某“84消毒液”瓶体的部分标签如图所示。
某同学向该“84消毒液”中加入水后,滴加酚酞,溶液变红,之后的短时间内无明显变化;通入后,溶液快速褪色。
①实验说明NaClO溶液呈 (填“酸性”或“碱性”)。
②实验说明溶液中起漂白作用的是 (填“NaClO”或“HClO”)。
③比较通入前后颜色的变化得出的结论是 。
④活性炭加入某些有色物质的溶液中,溶液也会变无色(褪色),其原理是否“84消毒液” (填“相同”“不相同”或“无法确定”)。
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第2章 元素与物质世界
微项目 科学使用含氯消毒剂
——运用氧化还原反应原理解决实际问题
教学目标
1.从物质类别、元素化合价的角度预测含氯消毒剂的性质。
2.从生活实际问题中提炼化学问题,利用氧化还原反应分析并解释消毒剂在使用过程中产生的现象和出现的问题。
3.强化合理使用化学品的意识,能够正确地使用含氯消毒剂。
重点和难点
重点:次氯酸钠的性质、设计实验室制备漂白液、工艺制备漂白液
难点:实验室制备漂白液、工业制备漂白液实验方案的设计
◆知识点一 解读“84”消毒液的产品说明
1.常用化学试剂的杀菌消毒原理
(1)酒精:吸收细菌蛋白中的水分,使其脱水变性。体积分数为75% 的酒精消毒杀菌的效果最好。
(2)医用双氧水:具有氧化性,可以把脓液、污物中的细菌氧化来杀死细菌。
2.84消毒液性质预测
资料:84消毒液的产品使用说明
1.如原液接触皮肤,立即用清水冲洗。
2.本品易使有色衣物脱色,禁用于丝、毛、麻织物的消毒。
3.置于避光、阴凉处保存。
4.不得将本品与酸性产品(如洁厕类清洁产品)同时使用。
(1)从类别上看,NaClO是一种弱酸盐,类比于Na2CO3,其溶液可能呈碱性;可与其他酸反应生成次氯酸;
(2)从价态上看NaClO中的氯为“+1”价,可降低变为“0”价或“-1”价而表现氧化性;
(3)从84消毒液的使用说明看,NaClO还有一定的漂白性特别提醒
联想:稀释或使用84消毒液时,为什么要求相关人员必须带手套?
提示:因为84消毒液具有碱性、强氧化性,所以会腐蚀人的皮肤。
即学即练
1.含氯消毒剂能有效杀灭新型冠状肺炎病毒。下列物质不属于含氯消毒剂的是( )
A.Cl2 B.H2O2 C.ClO2 D.NaClO
【答案】B
【解析】Cl2含有氯元素,故A正确;H2O2不含有氯元素,故B错误;ClO2含有氯元素,故C正确;NaClO含有氯元素,故D正确。
2.新冠疫情期间,常用各种消杀剂杀菌消毒。下列关于消杀试剂的说法正确的是( )
A.臭氧、漂白粉、ClO2都有杀菌消毒的效果
B.84消毒液与含HCl的洁厕灵混合使用可增强消毒效果
C.工业上将Cl2通入冷的石灰乳中制备84消毒液
D.酒精作为消杀试剂,一般浓度为100%的酒精的效果最好
【答案】A
【解析】臭氧、漂白粉、ClO2都具有强氧化性,都具有杀菌消毒的作用,A项正确;84消毒液中次氯酸钠与含HCl的洁厕灵混合使用会发生归中反应,生成有毒的氯气,不能增强消毒效果,B项错误;工业上将Cl2通入冷的石灰乳中制备的是漂白粉,漂白粉的主要成分是次氯酸钙和氯化钙,而84消毒液的主要成分是次氯酸钠和氯化钠,C项错误;医疗上常用75%的酒精进行消毒,而不是浓度越高越好,D项错误。
◆知识点二 实验探究“84”消毒液的性质
实验操作
实验现象
结论
实验1:用胶头滴管滴一滴84消毒液于pH试纸上
试纸先变蓝后褪色
消毒液具有碱性和漂白性。
实验2:用胶头滴管滴一滴84消毒液于红纸上
红纸褪色
消毒液具有漂白性
实验3:用胶头滴管滴一滴84消毒液于淀粉碘化钾试纸上
试纸变蓝
消毒液具有强氧化性
实验4:
试管1溶液为紫色;
试管2溶液为蓝色,短时间内无明显变化;
试管3溶液先变蓝,滴2滴稀硫酸后快速褪色
NaClO与稀硫酸反应生成氧化性更强的HClO
实验5:在培养皿里分别加入2 mL消毒液和2 mL淀粉碘化钾溶液,再向消毒液中滴加少许稀盐酸,迅速盖上表面皿
表面皿下方产生黄绿色气体,淀粉碘化钾溶液变蓝
NaClO和HCl作用产生了Cl2,NaClO中氯元素化合价降低,表现氧化性
探究总结——NaClO的性质
(1)NaClO为弱酸盐,能和较强酸生成HClO:2NaClO+H2SO4===Na2SO4+2HClO
(2)NaClO有强氧化性,能氧化某些还原性物质。如KI、HCl等:
NaClO+2KI+H2O===I2+NaCl+2KOH,
NaClO+2HCl(浓)===NaCl+Cl2↑+H2O。
提示:部分HCl生成了NaCl,化合价没有发生变化,表现酸性;
部分HCl生成了Cl2,化合价升高,表现还原性。
(3)NaClO溶液碱性较强,有腐蚀性。
(4)NaClO有漂白性。
即学即练特别提醒
资料表明,84消毒液在使用过程中起主要消毒作用的是次氯酸。在日常生活中使用84消毒液,次氯酸是如何产生的呢? 为什么要置于避光、阴凉处保存?
提示:(1)NaClO具有强氧化性,能与盐酸发生氧化还原反应生成有毒的氯气:
NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O。
1.(2022·宜昌高一检测)地震、洪水等自然灾害过后,地下水等饮用水都会受到一定程度的污染,为了保证人们身心健康,下列物质不能用于饮用水消毒的是( )
A.氯气 B.漂白粉 C.烧碱 D.次氯酸钠
【答案】C
【解析】氯气与水反应生成HClO,HClO具有强氧化性,可以用于饮用水的消毒、杀菌,而且对水质影响很小,故A不选;漂白粉在水中能生成HClO,可以用于饮用水的消毒、杀菌,而且对水质影响很小,故B不选;烧碱能使蛋白质发生变性,但是烧碱有强碱性,消毒后的水不能饮用,不能用烧碱进行饮用水消毒,故C选;次氯酸钠在水中能生成HClO,可以用于饮用水的消毒、杀菌,而且对水质影响很小,故D不选。
2. 84消毒液( NaClO溶液)可用于消毒,下列说法正确的是( )
A.可用pH试纸测定该消毒液的pH
B.NaClO暴露在空气中变质形成HClO
C.NaClO溶液漂白原理与活性炭相同
D.84消毒液与洁厕灵(HCl)混用,效果更佳
【答案】B
【解析】84消毒液具有漂白性,能漂白酸碱指示剂,不能用pH试纸测定该消毒液的pH,A错误;NaClO暴露在空气中容易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳转化为次氯酸而变质,B正确;NaClO溶液漂白原理与活性炭不相同,前者是氧化作用,后者是吸附作用,C错误;84消毒液与洁厕灵(HCl)混用容易发生氧化还原反应生成氯气而易造成中毒,D错误。
◆知识点三 探究消毒剂的使用问题
2016年巴西里约热内卢奥运会期间,室外游泳池中的水变绿成为当时的一大新闻。有关负责人说,池水变绿是藻类生长造成的。该泳池此前一直使用含氯消毒剂抑制藻类生长,这次事件中工作人员误用了过氧化氢消毒剂。
1.理论分析
发现问题
池中加入过氧化氢消毒剂后,原有的消毒剂不起作用了
提出问题
为什么加入过氧化氢消毒剂后,原来的消毒剂不起作用了
推测依据
从化合价的角度分析,次氯酸钠具有强氧化性,过氧化氢具有还原性
推测原理
次氯酸钠与过氧化氢发生氧化还原反应,使消毒剂失效
2.原因预测
游泳池 游泳池消毒,抑制藻类生长游泳池中的水变绿
原有消毒剂不再起作用,两消毒剂间有反应发生
3.实验探究
探究内容
实验内容
实验现象及结论
H2O2和NaClO反应原理
试管内溶液的黄绿色褪去,并有气体产生,将带有火星的木条伸入试管口,木条复燃,反应的化学方程式为:Cl2+H2O2===2HCl+O2↑。
H2O2对绿藻去除率的影响
H2O2消毒剂对绿藻去除率低
4.实验结论
H2O2和NaClO反应,降低了NaClO的消毒效率。反应的化学方程式:H2O2+NaClO===H2O+O2↑+NaCl。
特别提醒
过氧化氢溶液和“84”消毒液都可以做杀菌消毒剂,也可以漂白,若将两者混合使用,还能起到杀菌、消毒效果吗?
提示:不能,二者混合会发生氧化还原反应:NaClO+H2O2===NaCl+O2↑+H2O,从而都失去杀菌消毒效果。
即学即练
1.游泳池中的水经常要消毒杀菌。某化学兴趣小组对游泳池中使用的消毒剂进行了研究性学习。
(1)氯气是游泳池中水体消毒杀菌的常用消毒剂之一,请用离子方程式表示它能消毒杀菌的原因是___________________________________________。
(2)游泳池也可使用漂白液(主要成分是次氯酸钠)来进行消毒杀菌。与氯气相比较,请写出使用漂白液的一个优点:____________________。
(3)用于游泳池消毒杀菌的消毒剂还有很多。下列物质也可以用于游泳池杀菌消毒的有________(填字母)。
A.二氧化硫 B.臭氧 C.活性炭 D.高锰酸钾
【答案】(1)Cl2+H2O===H++Cl-+HClO (2)次氯酸钠更稳定,便于使用、储存和运输等 (3)B
【解析】(1)氯气用于漂白、消毒是因为其能与水反应生成具有强氧化性的次氯酸:Cl2+H2O===H++Cl-+HClO。(2)次氯酸钠比次氯酸更稳定,便于使用、储存和运输等。(3)二氧化硫、高锰酸钾对人的皮肤有伤害,活性炭有吸附作用,但无杀菌消毒功能。
2. 从某超市中查询到某品牌消毒液包装说明的部分内容,摘录如下:
主要有效成分为次氯酸钠,有效氯含量8 000~10 000 mg·L-1。可用于各类家居用品、餐具、棉织衣物等的消毒,对彩色织物可能有褪色作用。切勿用于丝绸、毛、尼龙、皮革、油漆表面,勿用于铝、铜、碳钢制品。本品须密封,置阴凉暗处保存。请完成以下实验探究过程:
阅读材料,根据学过的知识判断问题
(1)该消毒液是怎样制取的(用离子方程式表示)?消毒液的成分中只有NaClO吗?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)该消毒液还具有的化学性质是________(填序号)。
A.强氧化性 B.强还原性 C.不稳定性 D.漂白性 E.弱酸性 F.中性 G.碱性
(3)从该消毒液的保存要求分析,导致其失效的主要原因是
(用化学方程式表示)
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【答案】(1)Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O。不是,消毒液中主要成分为NaClO和NaCl
(2)ADG
(3)2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO、
2HClO2HCl+O2↑
1. 解读“84”消毒液的产品说明
1.请列举三类杀菌消毒剂:酒精、双氧水、含氯消毒剂。
2.含氯消毒剂包括无机含氯消毒剂和有机含氯消毒剂。试列举四种无机含氯消毒剂:液氯、漂白粉、“84”消毒液、二氧化氯等。
3.无机含氯消毒剂易受热、光等环境的影响而丧失有效成分。
4.从下列角度预测NaClO溶液的性质。
(1)NaClO中氯元素为+1价:具有氧化性和漂白性。
(2)NaClO属于盐,可与酸反应。
①试写出NaClO与稀硫酸反应的化学方程式:
2NaClO+H2SO4===Na2SO4+2HClO;
②NaClOHClO。
二.实验探究
(1)实验1:用胶头滴管滴一滴84消毒液于pH试纸上,试纸先变蓝后褪色,说明消毒液具有碱性和漂白性。
(2)实验2:用胶头滴管滴一滴84消毒液于红纸上,红纸褪色,说明消毒液具有漂白性。
(3)实验3:用胶头滴管滴一滴84消毒液于淀粉碘化钾试纸上,试纸变蓝,说明消毒液具有强氧化性。
(4)实验4:操作如图所示,试管1溶液为紫色,试管2溶液为蓝色且短时间内无明显变化,试管3溶液先变蓝,滴2滴稀硫酸后快速褪色,说明NaClO与稀硫酸反应生成氧化性更强的HClO。
(5)实验5:
在培养皿里分别加入2 mL消毒液和2 mL淀粉碘化钾溶液,再向消毒液中滴加少许稀盐酸,迅速盖上表面皿
表面皿下方产生黄绿色气体,淀粉碘化钾溶液变蓝
NaClO和HCl作用产生了Cl2,NaClO中氯元素化合价降低,表现氧化性
3.探究总结——NaClO的性质
(1)NaClO为弱酸盐,能和较强酸生成HClO:2NaClO+H2SO4===Na2SO4+2HClO。
(2)NaClO有强氧化性,能氧化某些还原性物质。如KI、HCl等:
NaClO+2KI+H2O===I2+NaCl+2KOH,
NaClO+2HCl(浓)===NaCl+Cl2↑+H2O。
4.次氯酸的性质
(1)弱酸性:比碳酸弱。
(2)氧化性:能与Fe2+、S、I-等还原剂反应。
(3)不稳定性:见光易分解,2HClO2HCl+O2↑。
(4)漂白性:次氯酸具有强氧化性,能将某些有色物质氧化成无色物质。
三.探究消毒剂的使用问题
1.“池水变绿”原因
2.选取和使用消毒剂时应注意的问题
选取消毒剂时应根据消毒对象选取合适的消毒剂;不同类型的消毒剂不能随意混用。
使用消毒剂注意事项:
(1)消毒剂的浓度和用量必须符合规定;
(2) 消毒时必须达到规定的时间;
(3) 要把消毒容器盖严;
(4) 注意温度会影响消毒效果,避免在过高或低温进行消毒操作
3. 消毒剂的使用误区
(1)“混用更保险”:使用消毒剂一定要科学,使用前一定要认真了解各种消毒剂的成分及性质,有针对性的选择和使用,切不可混用,混用后有可能产生有毒物质或降低效果。
(2)“越浓越保险”:消毒剂浓度并不是越浓效果越好,例如75%的酒精可以吸收细菌蛋白中的水分,使蛋白质脱水变性,而纯酒精或95%的酒精会使菌体表面形成保护膜,阻止乙醇分子进一步渗入,影响杀菌效果,使其效果降低。
(3)同一时期使用消毒剂“多样化更高效”:如果同一时期频繁使用多种消毒剂,有可能使消毒剂消毒效果大大降低,还可能产生意想不到的严重后果,如先用“84”消毒液消毒,再用洁厕灵消毒,就有可能产生严重污染空气的氯气。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
“2016年巴西里约热内卢奥运会期间,游泳池水变绿”说明了什么?
答案:藻类急剧繁殖导致游泳池水变绿。含氯消毒剂能抑制藻类生长,含氯消毒剂与过氧化氢消毒剂混用后不能抑制藻类生长。
实践应用
1.有经验的阿姨在用氯气消毒过的自来水洗有色衣服之前,都会将自来水在阳光下暴晒一段时间,其目的是( )
A.使水中的杂质沉淀 B.使水中的HClO分解
C.起到杀菌作用 D.增加水中O2的含量
【答案】B
【解析】HClO具有漂白作用。
2.为预防“H1N1”甲型流感,同学们每天用84消毒液(NaClO溶液)消毒,下列说法不正确的是( )
A.NaClO溶液的消毒原理是利用其强氧化性
B.1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移2 mol电子
C.NaClO溶液的漂白原理与Na2O2相同
D.84消毒液与洁厕灵(盐酸)混合使用可能会产生有毒的氯气
【答案】B
【解析】在Cl2和NaOH反应时,1 mol Cl2转移1 mol电子,B项错误。
考点一 解读“84”消毒液的产品说明
【例1】前几年,部分巨能钙被检出含有双氧水,而双氧水有致癌性,可加速人体衰老。因此卫生部加紧调查巨能钙。下列有关说法错误的是( )
A.H2O2、Na2O2都属于过氧化物
B.双氧水是绿色氧化剂,可做医疗消毒剂
C.H2O2既有氧化性,又有还原性,与Cl2、KMnO4反应时表现H2O2的氧化性
D.H2O2做漂白剂是利用其氧化性,漂白原理与HClO类似,与活性炭不同
【答案】C
【解析】H2O2、Na2O2都属于过氧化物,A正确;H2O2的还原产物为H2O,对环境无污染,B正确;H2O2和Cl2、KMnO4反应时,H2O2表现还原性,C错误;H2O2、HClO漂白都是利用其氧化性,活性炭的漂白性是物理吸附漂白,原理不同,D正确。
解题要点
H2O2、Na2O2都属于过氧化物,
H2O2、HClO漂白都是利用其氧化性,活性炭的漂白性是物理吸附漂白,原理不同
【变式1-1】84消毒液(有效成分为NaClO)可用于杀菌消毒和漂白,下列实验现象的分析不正确的是( )
实验
操作
①1 mL蒸馏水
②1 mL 0.000 2 mol·L-1
盐酸
③1 mL 2 mol·L-1盐酸
实验
现象
混合后溶液的pH=9.9,短时间内溶液未褪色,一段时间后溶液褪色
混合后溶液pH=5.0,溶液迅速褪色,有无气体产生
混合后溶液pH=3.2,溶液迅速褪色,并产生大量能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体
A.对比实验①和②,实验②中溶液迅速褪色的原因是发生了反应ClO-+H+===HClO
B.实验③中产生的气体是Cl2,由HClO分解得到:2HClO===Cl2↑+H2O
C.对比实验②和③,溶液的pH可能会影响ClO-的氧化性或Cl-的还原性
D.加酸可以提高84消毒液的漂白效果,但需要调控到合适的pH才能安全使用
【答案】B
【解析】③中反应的原理:NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O,B项错误。
【变式1-2】新冠疫情期间,常用各种消杀剂杀菌消毒。下列关于消杀试剂的说法正确的是( )
A.臭氧、漂白粉、ClO2都有杀菌消毒的效果
B.84消毒液与含HCl的洁厕灵混合使用可增强消毒效果
C.工业上将Cl2通入冷的石灰乳中制备84消毒液
D.酒精作为消杀试剂,一般浓度为100%的酒精的效果最好
【答案】A
【解析】臭氧、漂白粉、ClO2都具有强氧化性,都具有杀菌消毒的作用,A项正确;84消毒液中次氯酸钠与含HCl的洁厕灵混合使用会发生归中反应,生成有毒的氯气,不能增强消毒效果,B项错误;工业上将Cl2通入冷的石灰乳中制备的是漂白粉,漂白粉的主要成分是次氯酸钙和氯化钙,而84消毒液的主要成分是次氯酸钠和氯化钠,C项错误;医疗上常用75%的酒精进行消毒,而不是浓度越高越好,D项错误。
考点二 实验探究“84”消毒液
【例2】由于氯气不便于保存,生活中常用的含氯消毒剂是84消毒液或漂白粉。下列关于工业生产的说法正确的是( )
A.工业上利用H2和Cl2的混合气体在光照下反应来制取盐酸
B.工业上以氯气和澄清石灰水为原料制取漂白粉
C.工业上将氯气溶于NaOH溶液中制取漂白粉
D.漂白粉要干燥和密封保存
【答案】D
【解析】工业上利用H2在Cl2中燃烧来制取盐酸,A项不正确;工业上以氯气和石灰乳为原料制取漂白粉,B、C项不正确;漂白粉露置在潮湿的空气中,会缓慢变质而失效,发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,D项正确。
解题要点
NaClO有强氧化性,能氧化某些还原性物质。如KI、HCl等:
NaClO+2KI+H2O===I2+NaCl+2KOH,
NaClO+2HCl(浓)===NaCl+Cl2↑+H2O
HClO不稳定性:见光易分解,2HClO2HCl+O2↑
【变式2-1】84消毒液的主要成分为受热易分解的次氯酸钠(NaClO)。某实验小组用如图装置制备84消毒液。
(1)A中发生反应的离子方程式为___________________________________。
(2)C中盛装试剂为____________________,仪器的连接顺序为a→____________________。
(3)制备84消毒液时,若Cl2与NaOH溶液反应温度过高,NaClO的产率将________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2) 饱和食盐水 e→d→c→b→f→g (3)减小
【解析】(1)装置A中利用浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)C装置盛装饱和食盐水除去氯气中混有的杂质;A是发生装置,B是用氯气制得次氯酸钠,C是除杂装置,目的是除去挥发出来的HCl,D是尾气处理装置,故仪器的连接顺序为a→e→d→c→b→f→g。(3) 次氯酸钠受热易分解,所以温度过高产率减小。
【变式2-2】二氧化氯具有杀菌消毒作用,是一种广谱型消毒剂。工业上常用Cl2氧化NaClO2制得,方程式为Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl,下列相关说法不正确的是( )
A.反应中只有Cl元素的化合价发生变化
B.ClO2是氧化产物
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.消耗0.1 mol NaClO2时,转移电子数目为0.1NA
【答案】C
【解析】反应中只有Cl元素的化合价发生变化,故A正确;NaClO2中氯元素化合价由+3升高为+4,NaClO2发生氧化反应生成ClO2,ClO2是氧化产物,故B正确;Cl2中氯元素化合价由0降低为-1,Cl2是氧化剂,NaClO2中氯元素化合价由+3升高为+4,NaClO2是还原剂,还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1,故C错误;NaClO2中氯元素化合价由+3升高为+4,消耗0.1 mol NaClO2时,转移0.1 mol电子, 转移电子数目为0.1NA,故D正确。
考点三 消毒剂的使用问题
【例3】游泳池中的水经常要消毒杀菌。某化学兴趣小组对游泳池中使用的消毒剂进行了研究性学习。
(1)氯气是游泳池中水体消毒杀菌的常用消毒剂之一,请用离子方程式表示它能消毒杀菌的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)游泳池也可使用漂白液(主要成分是次氯酸钠)来进行消毒杀菌。与氯气相比较,请写出使用漂白液的一个优点:__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)消毒剂二氧化氯已被世界卫生组织(WHO)列为A1级高效安全灭菌消毒剂。若消毒同一游泳池中的水,达到同样的消毒效果,所需二氧化氯与氯气的物质的量之比为________(单位物质的量的物质得到的电子数可以表示该物质的消毒效率)。
(4)用于游泳池消毒杀菌的消毒剂还有很多。下列物质中,也可以用于游泳池杀菌消毒的有________(填字母)。
A.二氧化硫 B.臭氧 C.活性炭 D.高锰酸钾
【答案】(1)Cl2+H2O===H++Cl-+HClO (2)次氯酸钠更稳定,便于使用、储存和运输等 (3)2∶5 (4)BC
【解析】(1)氯气用于漂白、消毒是因为其能与水反应生成具有强氧化性的次氯酸:Cl2+H2O===H++Cl-+HClO。(2)次氯酸钠比次氯酸更稳定,便于使用、储存和运输等。(3)一个二氧化氯分子转变成氯离子需要得到5个电子,一个氯气分子转变成氯离子需要得到2个电子,若消毒同一游泳池中的水,达到同样的消毒效果,所需二氧化氯与氯气的物质的量之比为2∶5。(4)二氧化硫、高锰酸钾对人的皮肤有伤害。
解题要点
【变式3-1】某同学购买了一瓶84消毒液,包装说明如下:
净含量:1000 mL
密度:1.19 g·cm-3
主要成分:25% NaClO
使用方法:稀释100倍(体积比)使用
注意事项:密封保存,易吸收空气中的CO2而变质
下列分析不正确的是( )。
A.该84消毒液的物质的量浓度约为4.0 mol·L-1
B.该84消毒液敞口放置一段时间后浓度会变小
C.取100 mL该84消毒液稀释100倍,稀释后溶液中c(Na+)约为0.04 mol·L-1
D.参阅该84消毒液的说明,欲用NaClO固体配制含25% NaClO的消毒液480 mL,需要称量的NaClO固体质量为143 g
【答案】D
【解析】A项,该84消毒液的物质的量浓度c== mol·L-1≈4.0 mol·L-1;B项,该84消毒液敞口放置一段时间后,由于其吸收空气中的CO2变质而使浓度变小;C项,稀释后的溶液中c(Na+)等于其原物质的量浓度的,约为0.04 mol·L-1;D项,应选取500 mL的容量瓶进行配制,所以需要NaClO的质量为0.5 L×4.0 mol·L-1×74.5 g·mol-1=149 g。
【变式3-2】人们常常喷洒84消毒液来消毒杀菌,其有效成分为NaClO。下列有关84消毒液的说法正确的是( )。
A.84消毒液属于纯净物
B.84消毒液除了能杀菌消毒外,还可作漂白剂
C.84消毒液中的NaClO比较稳定,不需密封保存
D.84消毒液杀菌消毒过程中并未发生氧化还原反应
【答案】B
【解析】84消毒液是次氯酸钠的水溶液,属于混合物,A项错误;次氯酸钠具有强氧化性,因此84消毒液除了能杀菌消毒外,还可作漂白剂,B项正确;84消毒液在空气中久置,先发生反应CO2+H2O+NaClONaHCO3+HClO,后发生反应2HClO2HCl+O2↑,从而变质,所以84消毒液需密封保存,C项错误;次氯酸钠具有强氧化性,因此84消毒液杀菌消毒过程中发生了氧化还原反应,D项错误。
基础达标
1.在清洗卫生间时,不能混合使用84消毒液(有效成分是NaClO)与洁厕剂(含盐酸),否则会引起氯气中毒。现利用如图所示装置探究84消毒液与洁厕剂的反应,将注射器中的洁厕剂注入试管中。下列说法正确的是
A.84消毒液与洁厕剂反应的离子方程式中与的化学计量数之比为1:1
B.红色鲜花先褪色,后又变红
C.湿润淀粉-KI试纸变蓝,说明的氧化性比强
D.溶液A为澄清石灰水,作用是防止氯气外溢
【答案】A
【详解】A.由题意知,84消毒液(有效成分是NaClO)与洁厕剂(含盐酸)可反应产生氯气,该反应的离子方程式为,其中Cl-与ClO-的化学计量数均为1,之比为1:1,A正确;
B.氯气与水反应生成HClO,HClO具有漂白性,红色鲜花中的色素被永久漂白,褪色后不会再变红,B错误;
C.湿润淀粉-KI试纸变蓝,说明有碘单质生成,即被氧化为碘单质,故氧化性:,C错误;
D.微溶于水,澄清石灰水中的含量较少,不能用澄清石灰水吸收氯气,可用蘸有NaOH溶液的棉花团吸收氯气,防止氯气外逸,D错误;
故选A。
2.化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.苯酚可用作杀菌消毒剂 B.可用于治疗胃酸过多
C.84消毒液与洁厕灵混合使用 D.聚乳酸易降解可用作手术缝合线
【答案】C
【详解】A.苯酚具有杀菌消毒作用,常用于消毒剂,A正确;
B.氢氧化铝能与胃酸中的HCl反应,中和胃酸,B正确;
C.84消毒液含NaClO与洁厕灵(含HCl)混合会生成有毒的,存在安全隐患,C错误;
D.聚乳酸可被生物降解,无需拆线,D正确。
故选C。
3.下图是一种试验某种气体化学性质的实验装置,图中B为开关。如先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C处红色布条颜色褪去。则D瓶盛的溶液是
A.氢氧化钙悬浊液 B.水 C.浓氢氧化钠溶液 D.浓硫酸
【答案】B
【详解】A.氯气经氢氧化钙悬浊液后,氯气被氢氧化钙悬浊液吸收,因此C处有色布条不褪色,A不符合题意;
B.氯气能溶于水,与水发生可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,氯气经过水后,氯气中混有水,与水反应生成的HClO具有漂白性,因此可使C处有色布条褪色,B符合题意;
C.氯气经过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶而被NaOH吸收,因此C处有色布条不褪色,C不符合题意;
D.浓硫酸具有吸水性,氯气经过盛有浓硫酸的洗气瓶,目的是干燥氯气,得到的氯气中无水蒸气,因此不能使C处有色布条褪色,D不符合题意;
故合理选项是B。
4.“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠NaClO,工业生产次氯酸钠的原理是2NaOH+Cl2=NaClO+X+H2O。以下说法不正确的是
A.Cl2所属的物质类别是单质 B.NaClO中氯元素的化合价为-1价
C.X的化学式为NaCl D.反应后的剩余物质为混合物
【答案】B
【详解】A.由同种元素组成,属于单质,A正确;
B.中Na为+1价,O为-2价,Cl的化合价为+1,B错误;
C.根据原子守恒,反应后X含1个Na和1个Cl,化学式为NaCl,C正确;
D.产物包含、和,属于混合物,D正确;
故答案选B。
5.一种探究氯气部分性质的实验装置如图所示(忽略夹持装置)。已知为拟卤素,其性质与卤素单质相似,且氧化性:。下列说法错误的是
A.持续通入氯气后,B中的现象是先变红后褪色
B.装置B中现象不仅可以验证氯气的氧化性,而且可以反证B中含有
C.装置C中干燥的有色布条不会褪色,说明氯气没有漂白性
D.装置D为尾气处理装置,同时还可用于制备漂白液
【答案】C
【详解】A.装置B中含和,通入Cl2后,Cl2先氧化为,与生成血红色Fe(SCN)3;持续通入Cl2,由于Cl2氧化性强于(SCN)2,会进一步氧化,使血红色褪去,现象为先变红后褪色,A正确;
B.B中溶液先变红,说明被Cl2氧化为,体现Cl2的氧化性;若原溶液无,则初始加入KSCN即显红色,现“先变红”表明原溶液含,B正确;
C.氯气从B装置(水溶液)逸出时会携带水蒸气,进入C的氯气为湿润的,湿润Cl2与水反应生成的HClO具有漂白性,若C中干燥布条不褪色,可能是Cl2未到达C或其他干扰,不能直接说明氯气没有漂白性,C错误;
D.装置D中NaOH溶液吸收尾气Cl2,反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O,产物NaClO是漂白液的有效成分,可用于制备漂白液,D正确;
故选C。
6.短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大,其中甲、丙同主族,乙、丙、丁同周期。常温下,含乙的化合物r(r由不同短周期元素组成)浓度为时溶液,p和q分别是元素丙和丁的单质,其中p为淡黄色固体。上述物质的转化关系如图所示(产物水已略去)。下列说法正确的是
A.p有多种同分异构体
B.甲与乙能形成使紫色石蕊试液先变红后褪色的物质
C.m、n的阴离子在酸性溶液中不能大量共存
D.工业上常利用反应②制取漂白粉
【答案】C
【详解】A.p为S单质,同分异构体针对化合物,S的不同形态为同素异形体(如斜方硫、单斜硫),A错误;
B.甲(O)与乙(Na)形成的化合物为Na2O或Na2O2,其水溶液均呈碱性,使石蕊变蓝,不会“先变红后褪色”,B错误;
C.结合分析可知,反应①的反应为:,m、n为含S2-、SO等阴离子的化合物,酸性条件下S2-与SO⁻发生归中反应:2S2-+SO+6H+=3S↓+3H2O,不能大量共存,C正确;
D.工业制取漂白粉是Cl₂与石灰乳反应(2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O),D错误;
故选C。
7.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。
8.16世纪时,利巴菲乌斯正式记载了将浓盐酸和浓硫酸混合制备氯化氢的方法。某小组在实验室做HCl红色喷泉实验。下列原理、装置或操作错误的是
A.制备HCl气体
B.干燥HCl
C.收集干燥的HCl
D.做喷泉实验
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.浓硫酸沸点高于HCl,高沸点酸制取低沸点酸,能达到实验目的,A正确;
B.HCl气体不和浓硫酸反应,浓硫酸具有吸水性,可以用浓硫酸进行干燥,能达到实验目的,B正确;
C.HCl气体密度比空气大,采用向上排空气法收集,图中收集装置进气方向错误,应该短进长出,C错误;
D.HCl气体易溶于水,能够形成压强差,从而形成红色喷泉(甲基橙在酸性较强时变红),D正确;
故答案选C。
综合应用
9.关于的性质,下列说法不正确的是
A.可被浓盐酸还原生成
B.与足量的水溶液反应的还原产物为
C.(少量),说明酸性:
D.一定条件下,自身氧化还原反应生成和,转移电子
【答案】D
【详解】A.中Cl为+1价,浓盐酸中Cl⁻为-1价,两者在酸性条件下发生归中反应生成Cl₂(0价),ClO⁻被还原,A正确;
B.与过量反应时,作为氧化剂被还原为Cl⁻,被氧化为,还原产物为Cl⁻,B正确;
C.(少量)与反应生成和HClO,说明的酸性强于HClO,而HClO的酸性强于,C正确;
D.1mol NaClO歧化生成NaCl和时,Cl从+1价变为-1价(还原)和+5价(氧化)。根据电子守恒,转移电子数为mol,而非2mol,D错误。
故选D。
10.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。
11.某小组开展了Cl2性质的探究实验,部分实验装置如下图。下列描述不正确的是
A.甲中出现黄绿色气体 B.乙中湿润的红色纸条褪色
C.丙中NaOH溶液可吸收Cl2 D.该实验可证明干燥的Cl2有漂白性
【答案】D
【详解】A.氯气是黄绿色气体,甲中无水,故甲中出现黄绿色气体,A正确;
B.氯气与水反应生成HClO,HClO具有漂白性使湿润的红色纸条褪色,现象正确,B正确;
C.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠,所以氯气可用NaOH溶液吸收,C正确;
D.甲中干燥的红色纸条不会褪色,而HClO具有漂白性使乙中湿润的红色纸条褪色,而本身无漂白性,D错误;
故选D。
12.部分含Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不正确的是
A.b可以与反应 B.干燥的a可以使有色布条褪色
C.可用e和HCl反应制取少量氯气 D.通入a可以去除溶液中的
【答案】B
【详解】A.结合分析知,b为ClO2,ClO2是一种氧化剂,而(硫元素为+4价)具有还原性,二者可发生氧化还原反应,ClO2可将氧化为,自身被还原为,A正确;
B.a为Cl2,干燥的Cl2不具有漂白性,不能使有色布条褪色,但Cl2与水反应生成的HClO具有漂白性,氯水能使有色布条褪色,B错误;
C.e为次氯酸盐,次氯酸盐可与HCl发生归中反应生成氯气,如次氯酸钠溶液和盐酸反应的离子方程式为,C正确;
D.a为Cl2,具有氧化性,可将氧化为,则通入a可以去除溶液中的,D正确;
故选B。
13.下列关于实验室制取氯气的操作不正确的是
A.制取氯气
B.除去HCl
C.收集
D.尾气处理
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.实验室可利用高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气:,A正确;
B.氯化氢在水中的溶解度很大,饱和食盐水能吸收氯气中的氯化氢同时降低氯气的溶解度,B正确;
C.氯气密度比空气大,应采用向上排空气法收集,气体从长管进、短管出,C错误;
D.氯气有毒,能与氢氧化钠溶液反应,可用氢氧化钠溶液进行尾气处理,D正确;
故选C。
14.部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.b可使湿润的有色布条褪色
B.d和e只有氧化性
C.c可以作漂白粉的有效成分
D.c、e分别与a的浓溶液混合均可生成b
【答案】B
【分析】图示为氯元素的价类二维图,a为HCl,b为Cl2,c为次氯酸盐,d为ClO2,e为氯酸盐。
【详解】A.b为Cl2,与水反应生成的HClO有漂白性,故能使湿润的有色布条褪色,A正确;
B.d为ClO2,e为氯酸盐,氯元素价态分别为+4、+5,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,B错误;
C.c为次氯酸盐,可以作漂白粉的有效成分(如次氯酸钙),C正确;
D.c为次氯酸盐,e为氯酸盐,均能与浓盐酸发生归中反应生成氯气,D正确;
故选B。
15.某同学设计了用浓盐酸和高锰酸钾固体制取少量氯气并验证有关性质的微型装置,如图所示。下列说法正确的是
A.将高锰酸钾与碘化钾存放在同一药品橱中
B.该实验可证明碘元素的非金属性强于氯元素
C.改用稀盐酸可以加快氯气产生的速率
D.可用饱和溶液吸收多余氯气
【答案】D
【详解】A.高锰酸钾为强氧化剂,碘化钾为还原剂,两者可以发生反应不能存放在同一药品橱中,A错误;
B.氯气和碘离子反应生成碘单质,使得湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,则说明Cl的非金属性强于I,B错误;
C.稀盐酸和高锰酸钾不反应,C错误;
D.氯气有毒,氯气具有氧化性,故吸收剂可以是还原性的饱和亚硫酸钠溶液,D正确;
故选D。
16.“生活无处不化学”。下列说法正确的是
A.烟火绽放的五颜六色源于金属元素的焰色
B.冰箱中放置活性炭可防止食品氧化变质
C.灼烧可区分羊毛和蚕丝
D.“84”消毒液与洁厕灵混合使用可增强消毒效果
【答案】A
【详解】A.烟火颜色由金属元素的焰色反应产生,正确;
B.活性炭吸附异味,但不能阻止氧化反应,错误;
C.羊毛和蚕丝均为蛋白质,灼烧气味相似,无法区分,错误;
D.“84”消毒液与洁厕灵混合产生有毒氯气,降低消毒效果且危险,错误;
故选A。
拓展培优
17.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—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.由于c具有还原性,c可用作自来水消毒剂
C.b可使湿润的红色布条褪色,说明b具有漂白性
D.a的浓溶液和KMnO4在一定条件下反应可生成b
【答案】D
【详解】A.f为NaClO,漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,A错误;
B.c为ClO2,Cl元素显+4价,具有强氧化性,可用作自来水消毒剂,B错误;
C.b为Cl2,可使湿润的红色布条褪色不能说明Cl2本身具有漂白性,是Cl2与H2O反应生成的HClO有漂白性,C错误;
D.a为HCl,b为Cl2,浓盐酸和KMnO4在一定条件下反应可生成Cl2,可用于实验室制取Cl2,D正确;
故选D。
18.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
【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;
19.某家用消毒用品“84消毒液”的包装说明如下,请回答下列问题。
【产品名称】84消毒液
【有效成分】NaClO
【规格】1000 mL
【物质的量浓度】4.0 mol/L
注:①按一定比例稀释后使用
②不得与酸性产品(如洁厕灵)同时使用
(1)写出由Cl2与NaOH溶液反应制“84”消毒液的离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。
(2)欲将“84消毒液”原液稀释配制成450 mL c(NaClO)=0.100 mol·L-1的溶液。
①配制过程中,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、 。
②配制时,需要取用 mL“84消毒液”原液。
③下列操作会使溶液中NaClO浓度偏高的是 。
A.取用的“84消毒液”原液部分失效
B.定容操作时,俯视刻度线
C.量取“84消毒液”原液时,仰视读数
D.定容摇匀后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
(3)用次氯酸钠固体配置一定物质的量浓度溶液的消毒液,下列操作正确的是 。
A. B. C.
(4)小芳同学购买了一瓶“蓝月亮”牌“84”消毒液,从包装得到如下信息:含、、密度,该“84”消毒液的物质的量浓度为 。
【答案】(1)
(2) 500 mL容量瓶 12.5 BC
(3)C
(4)2.2
【详解】(1)
氯气与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水,离子方程式为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O,用单线桥标出电子转移的方向和数目为;
(2)①配制溶液的过程中,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500 mL容量瓶和量筒;
②配制500 mL0.1 mol/L的NaClO溶液,需要NaClO的物质的量为0.05 mol,则需要“84消毒液”原液体积为 =12.5 mL;
③取用的84消毒液原液部分失效,则原液中NaClO的浓度有所降低,导致配制的NaClO浓度偏低,A错误;定容时俯视刻度线,导致溶液的体积偏小,NaClO浓度偏高,B正确;量取84消毒液原液时仰视读数,导致取用的84消毒液原液的体积偏大,配制的NaClO溶液浓度偏高,C正确;定容摇匀后液面低于刻度线,再加水至刻度线,导致NaClO溶液的体积偏大,浓度偏低,D错误;
(3)配制溶液时称量的固体药品要在烧杯中进行溶解,用玻璃棒搅拌加速溶解,A错误;定容时,液面距离刻度线2~3cm时改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线,B错误;摇匀时,塞紧瓶塞,用右手食指顶住瓶塞,另一只手五指托住容量瓶底,上下颠倒摇匀,C正确;
(4)该“84”消毒液的物质的量浓度c=。
20.I.按要求填空
(1)某2 L MgCl2溶液中含有4 mol Cl-,MgCl2溶液的物质的量浓度为 。
(2)在标准状况下,44.8 L的氢气质量为 。
Ⅱ.某化工厂出厂的漂白粉说明书如下:
使用说明书【主要成份】次氯酸钙、氯化钙
【用途用量】取漂白粉2至3 g,水1000 g,配成溶液,将病人用具浸泡其中5至10分钟。如需要,浓度可提高,时间可延长。
【注意事项】密封避光保存于阴凉处,随用随配,有腐蚀性,少与手接触。
(3)漂白粉的有效成分为 (填化学式),“密封避光保存于阴凉处,随用随配”是因为漂白粉有效成分与空气中CO2、H2O反应生成不稳定的次氯酸而易失效。生成次氯酸的化学方程式为 。
(4)假设漂白粉不含其它杂质,只含次氯酸钙和氯化钙。将漂白粉溶于水配制成480 mL溶液,要使次氯酸钙和氯化钙的浓度均为0.1 mol/L,则需称量漂白粉质量为 g。
(5)配制上述溶液,玻璃仪器除了要使用烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要使用的仪器有 。
(6)在配制过程中,下列实验操作对所配制溶液的物质的量浓度有何影响?(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
a.定容时俯视容量瓶刻度线: 。
b.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量的蒸馏水: 。
【答案】(1)1 mol/L
(2)4 g
(3) Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
(4)12.7
(5)500 mL容量瓶
(6) 偏大 偏小
【详解】(1)2 L MgCl2溶液中含有4 mol Cl-,MgCl2溶液的物质的量浓度为=1 mol/L;
(2)在标准状况下,44.8 L的氢气物质的量为=2 mol,质量为2 mol×2 g/mol=4 g
(3)漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2;Ca(ClO)2易与空气中的水和二氧化碳反应生成不稳定的HClO,反应的方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO;
(4)次氯酸钙和氯化钙的物质的量浓度均为0.1 mol/L,所配溶液的体积应为0.5 L,溶液中含有次氯酸钙和氯化钙的物质的量均为0.05 mol,故漂白粉的质量为:0.05 mol×254 g/mol=12.7 g;
(5)配制上述溶液玻璃仪器除了要使用烧杯、玻璃棒、胶头滴管外还需要使用的仪器有500 mL容量瓶;
(6)a.定容时俯视容量瓶刻度线,会导致所配溶液体积偏小,浓度偏大;
b.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量的蒸馏水,相当于对原溶液进行了稀释,使所配溶液浓度偏小。
21.下面为氯元素的物质类别和元素价态二维图。
回答下列问题:
(1)Z为钾盐,实验室常用Z制备,该反应的化学方程式为 ,用洁净的铂丝蘸取Z的溶液,在酒精灯的外焰上灼烧,透过 色钴玻璃可观察到火焰呈 色。
(2)利用下图装置进行在中燃烧生成气体X的实验,可在集气瓶口上方观察到的现象为___ 。
(3)Y可用作新型自来水消毒剂,Y的化学式为 ,从氧化还原的角度说明理由:Y具有 (填“氧化性”或“还原性”)。可用作自来水消毒剂的物质还有 (任写一种)。
(4)如图所示,在A处通入未经干燥的,当B处的弹簧夹关闭,C处的干燥红布条看不到明显现象;当B处弹簧夹打开,C处的干燥红布条逐渐褪色。D瓶中盛放的溶液可能是 。
(5)实验室中为进行有关的性质实验,需要10瓶体积为的。(常温下,氯气的密度为)。制取10瓶,理论上需要的质量是 (保留小数点后两位),实际称取的固体的质量必须适当多于理论量,主要原因是 。
(6)氯气的水溶液称为氯水,氯水中含有氯元素的微粒有 (填微粒符号)。
(7)的水溶液通电后会生成、、,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1) 蓝 紫
(2)产生白雾
(3) 氧化性 等
(4)浓硫酸或溶液等
(5) 3.57g 实际实验中不能实现全部转化,要考虑损耗
(6)、、、
(7)
【详解】(1)Z为钾盐,根据价-类二维图可知氯元素的化合价为+5,Z为KClO3,实验室常用KClO3制备的化学方程式为。KClO3中含有K元素,用洁净的铂丝蘸取KClO3的溶液,在酒精灯的外焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃可观察到火焰呈紫色。
(2)在中燃烧生成气体X的实验,可在集气瓶口上方观察到的现象为产生白雾。
(3)可用作新型自来水消毒剂,具有氧化性。可用作自来水消毒剂的物质还有等。
(4)图中实验证明了经过D瓶中的溶液后不能使干燥红布条褪色, 浓硫酸具有吸水性,干燥的Cl2不能使干燥红布条褪色;Cl2被吸收后也不能使干燥红布条褪色 ,因此D瓶中盛放的溶液可能是浓硫酸或溶液等。
(5)实验室制氯气的化学方程式:MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O,10瓶体积为,质量为,MnO2和Cl2的系数比为1:1,可得需要MnO2的质量为,实际实验中不能实现全部转化,要考虑损耗,实际称取的固体的质量必须适当多于理论量。
(6)氯气的水溶液称为氯水,氯水中含有氯元素的微粒有、、、。
(7)的水溶液通电后会生成、、,该反应的化学方程式为。
22.漂白粉、漂白液是中学化学中常见物质。
(1)漂白粉在生产和生活中使用方便。
①有效成分的化学式为 。
②制取漂白粉反应的化学方程式为 。
③漂白粉久置于空气中会失效,失效过程中发生的化学反应有 个(填数字)。
(2)“84消毒液”是一种常用的含氯消毒剂,某“84消毒液”瓶体的部分标签如图所示。
某同学向该“84消毒液”中加入水后,滴加酚酞,溶液变红,之后的短时间内无明显变化;通入后,溶液快速褪色。
①实验说明NaClO溶液呈 (填“酸性”或“碱性”)。
②实验说明溶液中起漂白作用的是 (填“NaClO”或“HClO”)。
③比较通入前后颜色的变化得出的结论是 。
④活性炭加入某些有色物质的溶液中,溶液也会变无色(褪色),其原理是否“84消毒液” (填“相同”“不相同”或“无法确定”)。
【答案】(1) 2
(2) 碱性 HClO 碳酸的酸性强于次氯酸,通入后生成次氯酸,溶液快速褪色说明起漂白作用的是HClO 不相同
【详解】(1)①漂白粉有效成分为次氯酸钙,化学式为Ca(ClO)2;
②将氯气通入石灰乳中可制漂白粉:;
③漂白粉久置于空气中会失效,该过程为次氯酸钙先与空气中的水和二氧化碳反应生成次氯酸,次氯酸光照分解,发生2个化学反应;
(2)①向“84消毒液”中加入水后,滴加酚酞,溶液变红,说明NaClO溶液呈碱性;
②碳酸的酸性强于次氯酸,通入后生成次氯酸,溶液快速褪色说明起漂白作用的是HClO;
③比较通入前后颜色的变化得出的结论是:碳酸的酸性强于次氯酸,通入后生成次氯酸,溶液快速褪色说明起漂白作用的是HClO;
④活性炭使物质褪色是因为其具有吸附性,“84消毒液”使物质褪色与强氧化性有关,原理不同。
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