内容正文:
专题05 氯及其化合物
题型01 氯气
1.(2020·北京·高考真题)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是
A.Na B.Cl2 C.NO2 D.Na2O
2.(2009·上海·高考真题)生活中难免会遇到一些突发事件,我们要善于利用学过的知识,采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏,以下自救方法得当的是
A.只要在室内放一盆水 B.向地势低的地方撤离
C.观察风向,顺风撤离 D.用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离
3.(2009·山东·高考真题)下列关于氯的说法正确的是
A.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
B.若1735Cl、1737Cl为不同的核素,有不同的化学性质
C.实验室制备Cl2,可用排饱和食盐水集气法收集
D.1.12LCl2含有1.7NA个质子(NA表示阿伏加德罗常数)
4.(2010·上海·高考真题)右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置,下列有关说法错误的是
A.烧瓶中立即出现白烟
B.烧瓶中立即出现红棕色
C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
5.(2021·辽宁·高考真题)下列说法正确的是
A.(标准状况)与水充分反应转移电子
B.和均可通过化合反应得到
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D.与溶液反应:
6.(2024·重庆·高考真题)单质M的相关转化如下所示。下列说法错误的是
A.a可使灼热的铜变黑 B.b可与红热的铁产生气体
C.c可使燃烧的镁条熄灭 D.d可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
7.(2012·上海·高考真题)如图所示是验证氯气性质的微型实验,A.B.C.D.e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变血红色
还原性:Fe2+>Cl-
8.(2020·江苏·高考真题)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。 NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠.
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备 NaClO的离子方程式为 ;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是 。
题型02 氯水
1.(2015·上海·高考真题)下列物质见光不会分解的是
A.HClO B.NH4Cl C.HNO3 D.AgNO3
2.(2016·上海·高考真题)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是
A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液
3.(2014·江苏·高考真题)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
题型03 氯气与碱反应、次氯酸盐
1.(2025·北京·高考真题)时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如下图。
下列说法不正确的是
A.通入后开始发生反应:
B.时,随反应进行先析出
C.将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体
D.在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
2.(2024·浙江·高考真题)工业上将Cl2通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是 B. ClO-水解生成使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强 D.溶液比溶液稳定
3.(2020·天津·高考真题)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是
A.NaOH B.NaCl C.NaClO D.Na2CO3
4.(2015·北京·高考真题)某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH,下列用来解释事实的方程式中不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2 +2OH-=Cl-+ ClO-+ H2O
B.该消毒液的pH约为12:ClO-+ H2OHClO+ OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++ Cl-+ ClO-= Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ ClO-= HClO+CH3COO—
5.(2014·大纲版·高考真题)已知:将Cl2通入适量KOH溶液,产物中可能有KC1、KClO、KC1O3,且的值与温度高低有关。当n(KOH)=amol时,下列有关说法错误的是
A.若某温度下,反应后=11,则溶液中=
B.参加反应的氯气的物质的量等于amol
C.改变温度,反应中转移电子的物质的量ne的范围:amol≤ne≤amol
D.改变温度,产物中KC1O3的最大理论产量为amol
6.(2016·浙江·高考真题)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-)的比值与反应的温度有关,用24gNaOH配成的250mL溶液,与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化):
(1)NaOH溶液的物质的量浓度 mol·L-1;
(2)某温度下,反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-),则溶液中c(ClO-) = mol·L-1。
题型04 氯气实验室制法
1.(2024·重庆·高考真题)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A.若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C.若制取,则丙可作气体收集装置
D.若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
2.(2023·江苏·高考真题)实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去中的HCl
C.收集
D.吸收尾气中的
3.(2024·广东·高考真题)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是
A
B
C
D
制备
净化、干燥
收集
验证的氧化性
4.(2022·广东·高考真题)实验室用和浓盐酸反应生成后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
5.(2014·江苏·高考真题)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
6.(2016·全国III卷·高考真题)下列有关实验的操作正确的是
实验
操作
A
配制稀硫酸
先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水
B
排水法收集KMnO4分解产生的O2
先熄灭酒精灯,后移出导管
C
浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2
气体产物先通过浓硫酸,后通过饱和食盐水
D
CCl4萃取碘水中的I2
先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层
题型05 氯及其化合物综合
1.(2021·广东·高考真题)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为 。
(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为 。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中 已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是 。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。
猜想b:在水中的溶解度。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ:25℃的饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的饱和溶液
45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的饱和溶液中, 。
实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想成立,但不足以证明猜想成立。结合②中信息,猜想不足以成立的理由有 。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
5
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是 。
2.(2020·全国III卷·高考真题)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是 ,a中的试剂为 。
(2)b中采用的加热方式是 ,c中化学反应的离子方程式是 ,采用冰水浴冷却的目的是 。
(3)d的作用是 ,可选用试剂 (填标号)。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶, , ,干燥,得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显 色。可知该条件下KClO3的氧化能力 NaClO(填“大于”或“小于”)。
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专题05 氯及其化合物
题型01 氯气
1.(2020·北京·高考真题)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是
A.Na B.Cl2 C.NO2 D.Na2O
【答案】A
【解析】A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,H2O中H元素化合价由+1降为0价,得电子被还原,做氧化剂,在反应中表现出氧化性,故A符合题意;B.Cl2+H2OHCl+HClO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故B不符合题意;C.3NO2+H2O=2HNO3+NO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故C不符合题意;D.Na2O + H2O = 2NaOH,该反应没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性,故D不符合题意;答案选A。
2.(2009·上海·高考真题)生活中难免会遇到一些突发事件,我们要善于利用学过的知识,采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏,以下自救方法得当的是
A.只要在室内放一盆水 B.向地势低的地方撤离
C.观察风向,顺风撤离 D.用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离
【答案】D
【解析】A.室温下1体积水中只能溶解约2体积Cl2,且氯气与水的反应为可逆反应,Cl2不能被水充分吸收,故A项不得当;B.氯气的密度大于空气,若向地势低的地方撤离将吸入更多氯气,应向地势高的地方撤离,B项不得当;C.观察风向,逆风撤离,C项不得当;D.石碱水呈碱性,可以充分吸收氯气,D项得当;答案选D。
3.(2009·山东·高考真题)下列关于氯的说法正确的是
A.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
B.若1735Cl、1737Cl为不同的核素,有不同的化学性质
C.实验室制备Cl2,可用排饱和食盐水集气法收集
D.1.12LCl2含有1.7NA个质子(NA表示阿伏加德罗常数)
【答案】C
【解析】A.Cl2中的氯元素化合价为0处于中间价态,既有氧化性又有还原性,A错误;B.同位素原子的质子数和电子数分别相等,所以化学性质几乎完全相同,B错误;C.通过实验室制得的Cl2中含有少量HCl, Cl2在饱和食盐水中溶解度很小,而HCl,易溶,C正确;D.没有指明气体所处状态,无法计算, D错误。故选C。
4.(2010·上海·高考真题)右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置,下列有关说法错误的是
A.烧瓶中立即出现白烟
B.烧瓶中立即出现红棕色
C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
【答案】B
【解析】氨气和氯气接触时发生反应生成氯化铵、氯化氢和氮气,反应的方程式为:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,氯化铵为白色固体,烧瓶中出现白烟,故A正确;氨气和氯气反应生成氮气,不能生成二氧化氮红棕色气体,所以烧瓶中不能出现红棕色,故B错误;该反应中,氨气中的氮元素化合价由-3价升高到0价,化合价升高,表现还原性,故C正确;氯气有毒,排放到空气中污染环境,烧杯中盛放的为氢氧化钠溶液可以和有害气体氯气反应,达到吸收有害气体的目的,故D正确;故选B。
5.(2021·辽宁·高考真题)下列说法正确的是
A.(标准状况)与水充分反应转移电子
B.和均可通过化合反应得到
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D.与溶液反应:
【答案】B
【解析】A.由于溶于水中的Cl2只有部分与H2O反应,故(标准状况)与水充分反应转移电子数目小于,A错误;B.根据反应:SO3+H2O=H2SO4,Cu+Cl2CuCl2,故和均可通过化合反应得到,B正确;C.将蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,由于浓硫酸难挥发,故不能形成白烟,C错误;D.由于ClO-具有强氧化性,SO2具有强还原性,故与溶液反应:,D错误;故答案为:B。
6.(2024·重庆·高考真题)单质M的相关转化如下所示。下列说法错误的是
A.a可使灼热的铜变黑 B.b可与红热的铁产生气体
C.c可使燃烧的镁条熄灭 D.d可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
【答案】C
【解析】碱溶液与单质d反应生成漂白液,故单质d为Cl2,碱溶液是NaOH;碱溶液NaOH与氧化物c(适量)反应得纯碱溶液,故氧化物c为CO2;单质M与氧化物b反应得碱溶液,故单质M为Na,氧化物b为H2O;Na与单质a反应得氧化物,因此单质a为O2,据此回答。A.a为O2,O2可与灼热的铜反应生成黑色的氧化铜,A正确;B.b为H2O,水蒸气可与红热的铁在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,B正确;C.c为CO2,镁条在CO2中燃烧生成氧化镁和碳,燃烧的镁条不熄灭,C错误;D.d为Cl2,Cl2可与碘化钾反应生成碘单质,碘单质能使湿润的淀粉试纸变蓝,D正确;答案选C。
7.(2012·上海·高考真题)如图所示是验证氯气性质的微型实验,A.B.C.D.e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变血红色
还原性:Fe2+>Cl-
【答案】D
【解析】向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸,发生反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,生成的Cl2在培养皿内扩散,并与A.B.C.D.e的滤纸中相关溶液中的溶质发生反应。A.a处发生反应Cl2+2KI=2KCl+I2,生成的I2使淀粉变蓝,b处发生反应Cl2+NaBr=2NaCl+Br2,表明氧化性:Cl2>Br2和Cl2>I2,不能说明氧化性:Br2>I2,A不正确;B.c处发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,HCl具有酸性,HClO具有漂白性,则可以说明氯气与水反应生成酸性和漂白性物质,蓝色石蕊试纸先变红后褪色,B不正确;C.d处,氯气与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,而使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,不是氯气与水生成了漂白性物质,C不正确;D.e处变血红色是氯气氧化Fe2+生成Fe3+的结果,表明发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,则还原性:Fe2+>Cl-,D正确;故选D。
8.(2020·江苏·高考真题)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。 NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠.
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备 NaClO的离子方程式为 ;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是 。
【答案】 NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解 【解析】(1) 由题意可知,氯气通入氢氧化钠中产生次氯酸钠,同时产生氯化钠,反应的离子方程式为:;次氯酸钠溶液长期暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳气体,因次氯酸酸性比碳酸弱,因此次氯酸钠可以与二氧化碳在水中反应产生HClO,HClO具有不稳定性,在受热或见光条件下会发生分解反应,产生HCl和O2,从而是次氯酸钠失效,故答案为:;NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解;
题型02 氯水
1.(2015·上海·高考真题)下列物质见光不会分解的是
A.HClO B.NH4Cl C.HNO3 D.AgNO3
【答案】B
【解析】A.HClO不稳定,光照发生分解反应产生HCl和O2,反应方程式是:2HClO2HCl+O2↑,错误;B.NH4Cl在加热时发生分解反应,而在光照时不会分解,正确;C.HNO3不稳定,在加热或光照时发生分解反应,方程式是:4HNO3(浓)4NO2↑+ O2↑+2H2O,错误;D.AgNO3不稳定,光照发生分解反应,方程式是:2AgNO32Ag+2NO2↑+ O2↑,错误。
2.(2016·上海·高考真题)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是
A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液
【答案】A
【解析】在氯水中存在反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,若反应使溶液中次氯酸浓度增大,则溶液漂白性会增强,据此分析解答。A.由于酸性HCl>H2CO3>HClO,向溶液中加入碳酸钙粉末反应反应2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O,使化学平衡正向进行,导致次氯酸浓度增大,溶液漂白性增强,故A正确;B.加入稀硫酸使溶液中氢离子浓度增大平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,溶液漂白性减弱,故B错误;C.加入氯化钙溶液不发生反应,溶液对氯水起到稀释作用,平衡正向进行但次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故C错误;D.加入二氧化硫的水溶液,二氧化硫有还原性,能被氯气氧化,平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故D错误。答案选A。
3.(2014·江苏·高考真题)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
【答案】D
【解析】A.氯气是黄绿色气体,因此氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2,A正确;B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,白色沉淀是氯化银,这说明氯水中含有Cl-,B正确;C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,气体是CO2,这说明氯水中含有H+,C正确;D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明反应中有氯化铁生成。由于氯气也能把氯化亚铁氧化生成氯化铁,因此不能说明氯水中含有HClO,D不正确。答案选D。
题型03 氯气与碱反应、次氯酸盐
1.(2025·北京·高考真题)时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如下图。
下列说法不正确的是
A.通入后开始发生反应:
B.时,随反应进行先析出
C.将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体
D.在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
【答案】D
【解析】A.氯气与氢氧化钠反应,生成氯化钠,次氯酸钠和水,开始发生反应为,A正确;B.时,氯化钠溶解度最小,随反应进行,逐渐增多,则最先析出,B正确;C.由于次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体,C正确;D.由于氢氧化钠的溶解度随温度的变化趋势较小,次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,在冷却结晶的过程中,会大量析出,氢氧化钠则不会,D错误;故选D。
2.(2024·浙江·高考真题)工业上将Cl2通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是 B. ClO-水解生成使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强 D.溶液比溶液稳定
【答案】B
【解析】A.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,A正确;B.ClO-水解生成HClO,水解方程式为ClO-+H2O HClO+OH-,使漂白液呈碱性,B错误;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.次氯酸不稳定,次氯酸盐稳定,所以热稳定性NaClO>HClO,D正确;答案选B。
3.(2020·天津·高考真题)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是
A.NaOH B.NaCl C.NaClO D.Na2CO3
【答案】C
【解析】工业上用Cl2与NaOH溶液反应制取“84消毒液”,反应原理为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,NaClO具有强氧化性,能用于杀菌消毒,故“84消毒液”的主要有效成分是NaClO,答案选C。
4.(2015·北京·高考真题)某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH,下列用来解释事实的方程式中不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2 +2OH-=Cl-+ ClO-+ H2O
B.该消毒液的pH约为12:ClO-+ H2OHClO+ OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++ Cl-+ ClO-= Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ ClO-= HClO+CH3COO—
【答案】B
【解析】A.用Cl2和NaOH溶液反应制取漂白液,故A正确;B.根据提干信息知:饱和NaClO溶液的pH约为11,而该溶液pH=12>11,故主要是因为该消毒液中含有一定量的NaOH,故B不合理;C.根据HCl和HClO中Cl的化合价分析,该氧化还原方程式的书写正确,故C正确;D.根据漂白粉起漂白作用的原理,应用的是较强酸制取较弱酸,故D正确。答案选B。
5.(2014·大纲版·高考真题)已知:将Cl2通入适量KOH溶液,产物中可能有KC1、KClO、KC1O3,且的值与温度高低有关。当n(KOH)=amol时,下列有关说法错误的是
A.若某温度下,反应后=11,则溶液中=
B.参加反应的氯气的物质的量等于amol
C.改变温度,反应中转移电子的物质的量ne的范围:amol≤ne≤amol
D.改变温度,产物中KC1O3的最大理论产量为amol
【答案】D
【解析】A.若反应后=11,令KCl、KClO分别为11mol、1mol,据得失电子守恒可得KClO3为2mol,则溶液中=,A正确;B.据原子守恒n(KOH)=a mol=n(K)=n(Cl)=2n(Cl2),则n(Cl2)=a mol,B正确;C.采用极限法分析,当全部生成KCl、KClO时发生的反应为Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,则ne=a mol,同理,当全部生成KCl、KClO3时发生的反应为3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O,则ne=a mol,综上可得改变温度,反应中转移电子的物质的量ne的范围:a mol≤ne≤a mol,C正确;D.改变温度,产物中KC1O3的最大理论产量即无KClO生成,发生如下反应:3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O,则KC1O3的物质的量为a mol,D错误;故答案选D。
6.(2016·浙江·高考真题)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-)的比值与反应的温度有关,用24gNaOH配成的250mL溶液,与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化):
(1)NaOH溶液的物质的量浓度 mol·L-1;
(2)某温度下,反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-),则溶液中c(ClO-) = mol·L-1。
【答案】 2.4 0.30
【解析】(1)根据c===2.4mol/L,故答案为2.4;
(2)NaCl、NaClO和NaClO3的组成发现,钠与氯的物质的量之比为1:1,所以n(NaOH)=2n(Cl2),所以n(Cl2)=0.3mol,设n(ClO-)=xmol,则n(Cl-)=6xmol,所以n(ClO3-)=(0.6-7x)mol,得失电子守恒得:6x=x+5(0.6-7x),解之得x=0.075,所以则溶液中c(ClO-)==0.30mol/L,故答案为0.30。
题型04 氯气实验室制法
1.(2024·重庆·高考真题)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A.若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C.若制取,则丙可作气体收集装置
D.若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
【答案】D
【解析】A.氧化钙和水反应放出大量热,促使氨水中一水合氨分解释放出氨气,A正确; B.饱和食盐水能抑制氯气溶解,且能吸收HCl,则制取,乙可盛饱和食盐水以除去,B正确;C.氯气密度大于空气,则丙中气体长进短出,可作氯气气体收集装置,C正确;D.氨气极易溶于水,容易倒吸,没有防倒吸装置,D错误;故选D。
2.(2023·江苏·高考真题)实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去中的HCl
C.收集
D.吸收尾气中的
【答案】C
【解析】A.实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A错误;B.除去中的HCl可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,应该长进短出,B错误;C.氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;D.对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D错误。 故选C。
3.(2024·广东·高考真题)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是
A
B
C
D
制备
净化、干燥
收集
验证的氧化性
【答案】A
【解析】A.利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;B.实验室制得的氯气中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水氯化钙干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;C.氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;D.H2可以在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,氯气将氢气氧化,验证了氯气的氧化性,D不符合题意;故选A。
4.(2022·广东·高考真题)实验室用和浓盐酸反应生成后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
【答案】D
【解析】A.浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A装置能达到实验目的,故A不符合题意;B.氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,故B不符合题意;C.湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C不符合题意;D.氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,D装置不能达到实验目的,故D符合题意;答案选D。
5.(2014·江苏·高考真题)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
【答案】C
【解析】A.二氧化锰与浓盐酸需要在加热的条件下反应制取氯气,A不正确;B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢应该用饱和氯化钠溶液,且气体是长口进短口出,B不正确;C.二氧化锰不溶于水,因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤,装置丙是过滤装置,C正确;D.锰离子水解,水解吸热,因此不能直接加热蒸发氯化锰溶液制备MnCl2·4H2O,应该在氯化氢的气氛中进行,D不正确。答案选C。
6.(2016·全国III卷·高考真题)下列有关实验的操作正确的是
实验
操作
A
配制稀硫酸
先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水
B
排水法收集KMnO4分解产生的O2
先熄灭酒精灯,后移出导管
C
浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2
气体产物先通过浓硫酸,后通过饱和食盐水
D
CCl4萃取碘水中的I2
先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层
【答案】D
【解析】A.因浓硫酸稀释会发出大量的热,且浓硫酸密度大于水,所以配制稀硫酸时要酸入水,故A错误;B.为防止倒吸,排水法收集KMnO4分解产生的O2时,先移出导管,后熄灭酒精灯,故B错误;C.浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2,气体产物先通过饱和食盐水,后通过浓硫酸,故C错误;D.CCl4密度大于水,CCl4萃取碘水中的I2时,先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层,故D正确,答案选D。
题型05 氯及其化合物综合
1.(2021·广东·高考真题)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为 。
(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为 。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中 已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是 。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。
猜想b:在水中的溶解度。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ:25℃的饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的饱和溶液
45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的饱和溶液中, 。
实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想成立,但不足以证明猜想成立。结合②中信息,猜想不足以成立的理由有 。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
5
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是 。
【答案】 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O c-d-b-a-e HClO 取少量溶液于试管中,加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl- 1.3410-5 测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度 45℃ II 45℃ A3>B2>B1
【解析】(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取,化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气,因此接口连接顺序为c-d-b-a-e,故答案为:c-d-b-a-e;
(3)久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验的方法:取少量溶液于试管中,加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-,故答案为:HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-;
(4)⑤25℃时,,根据沉淀溶解平衡可知,饱和的溶液中,所以有==1.3410-5;
实验1~3中,不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同,根据资料显示离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大,所以根据实验1~3无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大,进而不能得出溶解度关系,故答案为:1.3410-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;
⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样II在45℃下测试与实验3比较。故答案为:45℃;II;45℃;
⑦猜想成立的判断依据是A3>B2>B1,故答案为:A3>B2>B1。
2.(2020·全国III卷·高考真题)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是 ,a中的试剂为 。
(2)b中采用的加热方式是 ,c中化学反应的离子方程式是 ,采用冰水浴冷却的目的是 。
(3)d的作用是 ,可选用试剂 (填标号)。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶, , ,干燥,得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显 色。可知该条件下KClO3的氧化能力 NaClO(填“大于”或“小于”)。
【答案】 圆底烧瓶 饱和食盐水 水浴加热 Cl2+2OH−=ClO−+Cl−+H2O 避免生成NaClO3 吸收尾气(Cl2) A 过滤 少量(冷)水洗涤 紫 小于
【解析】本实验目的是制备KClO3和NaClO,并探究其氧化还原性质;首先利用浓盐酸和MnO2粉末共热制取氯气,生成的氯气中混有HCl气体,可在装置a中盛放饱和食盐水中将HCl气体除去;之后氯气与KOH溶液在水浴加热的条件发生反应制备KClO3,再与NaOH溶液在冰水浴中反应制备NaClO;氯气有毒会污染空气,所以需要d装置吸收未反应的氯气。
(1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶;a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体;
(2)根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热,该加热方式为水浴加热;c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠,结合元素守恒可得离子方程式为Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O;根据氯气与KOH溶液的反应可知,加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐,所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3;
(3)氯气有毒,所以d装置的作用是吸收尾气(Cl2);
A.Na2S可以将氯气还原成氯离子,可以吸收氯气,故A可选;
B.氯气在NaCl溶液中溶解度很小,无法吸收氯气,故B不选;
C.Ca(OH)2溶液浓度较小,吸收氯气效果较差,故C不选;
D.氯气与硫酸不反应,且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度,故D不选;
综上所述可选用试剂A;
(4)b中试管为KClO3和KCl的混合溶液,KClO3的溶解度受温度影响更大,所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量(冷)水洗涤、干燥,得到KClO3晶体;
(5)1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化,2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质,即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO;碘单质更易溶于CCl4,所以加入CCl4振荡,静置后CCl4层显紫色。
【点睛】第3小题为本题易错点,要注意氯气除了可以用碱液吸收之外,氯气还具有氧化性,可以用还原性的物质吸收。
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