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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
素养提升练4
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.下列有关氯气的叙述正确的是( )
A.液氯可使湿润的红布条褪色,所以液氯具有漂白性
B.氯气没有漂白性,但通入品红溶液中,品红的红色褪去
C.在通常情况下,氯气可以和任何金属直接化合
D.氯气杀菌消毒时没有发生化学变化
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2.下列转化不能直接实现的是( )
A.HCl→Cl2
B.Cl2→Ca(ClO)2
C.Ca(ClO)2→HClO
D.HClO→CO2
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3.(广东卷)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( )
解析: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,A不能达到预期目的。
A B C D
制备Cl2 净化、干燥Cl2 收集Cl2 验证Cl2的氧化性
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4.化学就在我们身边。如表所示是生活中常见的两种清洁剂,已知:NaClO+2HCl===NaCl+X↑+H2O。下列说法不正确的是( )
A.X是Cl2
B.洁厕灵与“84”消毒液混用,消毒效果更好
C.“84”消毒液中NaClO属于盐,其中氯元素的化合价呈+1价
D.洁厕灵可用于金属表面除锈
清洁剂名称 洁厕灵 “84”消毒液
有效成分 HCl NaClO
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[名师点拨]
(1)次氯酸盐比次氯酸稳定,不易分解且易于贮存和运输,故生产、生活中常用次氯酸盐(如漂白粉)代替次氯酸作漂白剂和消毒剂。
(2)次氯酸盐中的ClO-具有氧化性,且随着溶液酸性的增强,其氧化性增强。
(3)具有漂白和消毒作用的含氯化合物有次氯酸、次氯酸盐(如次氯酸钙、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且使用起来更安全。
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5.向盛有氯气的三个集气瓶中,分别注入约五分之一的下列液体并振荡,观察如图所记录的现象,则各瓶注入的液体依次是( )
A.AgNO3溶液、NaOH溶液、水
B.NaOH溶液、AgNO3溶液、水
C.水、AgNO3溶液、NaOH溶液
D.AgNO3溶液、水、NaOH溶液
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6.为检验某漂白粉是否变质,进行下列探究实验:
实验1:取5 g漂白粉样品于烧杯中,加足量蒸馏水并搅拌,观察到有固体不溶解。
实验2:静置,取少量实验1的上层清液于试管中。放入红色花瓣,观察到花瓣褪色。
实验3:另取5 g漂白粉样品于试管中,滴加浓盐酸,观察到有气体产生。
下列说法错误的是( )
A.工业上将氯气通入冷的石灰乳中制得漂白粉
B.实验1和实验2说明该漂白粉已部分变质
C.实验3中产生的气体只有氯气
D.实验3中下列反应的电子转移可表示为
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7.如图为含氯元素物质的“价—类”二维图,下列说法正确的是( )
A.乙、丁均属于电解质
B.丙的酸性强于碳酸
C.甲、乙均可作自来水消毒剂
D.戊→己必须加还原剂才能实现
解析:根据题图可知,甲为Cl2,乙为ClO2,丙为HClO,丁为HClO4,戊为KClO3,己为KCl。乙为ClO2,属于非电解质,A错误;丙为HClO,酸性比碳酸弱,B错误;戊为KClO3,己为KCl,KClO3可在加热、MnO2作催化剂的条件下分解生成KCl和O2,不需要加入还原剂,D错误。
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8.为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素,选用下面给出的试剂和操作进行验证,操作顺序正确的是( )
①滴加AgNO3溶液 ②加水溶解 ③过滤,取滤液 ④与MnO2混合加热 ⑤滴加稀硝酸
⑥与浓盐酸反应 ⑦与NaOH溶液混合加热
A.⑥⑦①⑤ B.⑥⑦
C.④②③①⑤ D.②①⑤
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解析:Na和Cl2发生反应对应的现象是产生黄色火焰,有白烟(NaCl)生成,C错误。
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10.常温下,二氯化二硫(S2Cl2)为
橙黄色液体,遇水易发生反应,工业上
用于橡胶的硫化。某学习小组用氯气和
硫单质合成S2Cl2的实验装置如图所示,
下列说法不正确的是( )
A.实验时需后点燃E处的酒精灯
B.C、D中所盛试剂分别为饱和氯化钠溶液、浓硫酸
C.F、G之间应加上D装置
D.G装置中溶液也可改为澄清石灰水
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解析:实验时应先点燃最左边酒精灯,通入氯气排出空气,再点燃E处的酒精灯,A正确;因为S2Cl2遇水易发生反应,所以E中应为纯净干燥的氯气与S反应,C瓶中盛饱和氯化钠溶液,吸收挥发出的HCl气体,D瓶中盛浓硫酸吸水干燥,B正确;因为S2Cl2遇水易发生反应,所以F、G之间应加上D装置,以防止右侧水蒸气扩散进入E中,C正确;G装置中溶液不可改为澄清石灰水,澄清石灰水浓度较小,不能充分吸收尾气,D错误。
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[名师点拨] 实验室制备气体的尾气处理装置的选择
(1)选择依据:根据气体的物理性质、化学性质,将气体转化成无毒物质或将气体吸收。
(2)方法选择:①点燃法:如CO、H2、CH4等易燃性气体可用此法,注意点燃前必须先验纯。
②吸收法:如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。
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解析:已知二氧化氯极易溶于水,若用饱和食盐水除去ClO2中的NH3,氨气被吸收的同时,二氧化氯也会溶解在其中,故B不合理;NaClO2在酸性条件下反应生成ClO2和NaCl,作氧化剂的NaClO2中的Cl由+3价降低为-1价,作还原剂的NaClO2中的Cl由+3价升高为+4价,根据得失电子守恒,可知氧化剂的分子数∶还原剂的分子数=1∶4,故C不合理;ClO2中的Cl由+4价降低到-1价,Cl2中的Cl由0价降低为-1价,1分子ClO2作氧化剂时,得电子数比Cl2多,则等分子数的ClO2杀菌效果比Cl2强,故D不合理。
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12.将浓盐酸加到KMnO4中进行如图(a~c均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,反应一段时间后,下列分析正确的是( )
A.a处变黄色,说明Cl2具有氧化性
B.b处变橙色,说明氧化性:Cl2<Br2
C.c处红色逐渐变浅,说明Cl2具有漂白性
D.浓盐酸与KMnO4反应,体现HCl的酸性和氧化性
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解析:高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气,氯气具有强氧化性。a处变黄色,说明Cl2和亚铁离子反应生成铁离子,氯元素化合价降低,体现氧化性,A正确;b处变橙色,说明氯气和溴化钠反应生成溴单质,则氧化性:Cl2>Br2,B错误;Cl2和挥发出的盐酸均能和氢氧化钠反应使溶液碱性减弱,导致c处红色逐渐变浅,且Cl2本身不具有漂白性,C错误;浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2和MnCl2等,HCl体现酸性和还原性,D错误。
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13.数字化实验将传感器、数据采集器和计算机连接起来,采集实验过程中各种物理量变化的数据并记录和呈现。如图是用强光照射广口瓶中新制氯水时所获得的图像,纵坐标代表的物理量不可能是( )
A.溶液的导电能力
B.溶液中氯离子的浓度
C.瓶中氧气的体积分数
D.溶液的pH
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二、非选择题
14.某实验小组设计如图装置(夹持装置未画出)模拟工业生产氯水和漂白粉。
(1)气体发生装置A应选用________(填“甲”“乙”或“丙”),反应的化学方程式为____________________________________。
(2)装置B中试剂为_____________。
(3)制备氯水的装置是________(填字母)。
乙
饱和食盐水
C
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(4)装置D用以制备漂白粉,三颈烧瓶中盛装冷的____________(写试剂名称),反应的化学方程式为__________________________________________;采用多孔球泡而非常规导管导气的原因是___________________________________________ ____________________。
石灰乳
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
增大氯气与石灰乳的接触面积,提高氯气的吸收
速率和利用率
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(5)探究新制氯水的性质:用胶头滴管将氯水滴加到含有酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到一定量时,红色突然褪去。
①[提出猜想]红色褪去的原因可能有两种:
猜想Ⅰ:氯水具有漂白性;
猜想Ⅱ:________________________。
②[验证猜想]向褪色后的溶液中滴加____________,若溶液变红,则证明猜想Ⅱ正确;反之则猜想Ⅰ正确。
氯水显酸性,消耗NaOH
NaOH溶液
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15.地震是一种危害极大的自然灾害,会造成大量的人员伤亡和财产损失。在地震后的灾区常需要大量的消毒剂、漂白剂。请回答下列相关问题。
(1)次氯酸盐是一些漂白剂和消毒剂的有效成分。84消毒液的有效成分是次氯酸钠,制取NaClO的反应的离子方程式是_______________________________。
(2)二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,ClO2极易爆炸,生产和使用时尽量用惰性气体稀释,避免光照、震动或加热。
①ClO2在实验室可由KClO3溶液在一定条件下与SO2反应制得。该反应的离子方程式为________________________________。
②欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸制取ClO2,同时有Cl2生成,该反应的化学方程式为_________________________________________________。
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
2NaClO3+4HCl(浓)===2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl
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③我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气,通入填有固体亚氯酸钠(NaClO2)的柱内的方法制得ClO2,这一反应的化学方程式为________________________________。和欧洲的方法相比,此法的优点如下:
a.空气将生成的ClO2稀释,减少爆炸危险;
b.___________________________________________。
(3)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温下于黑暗处可保存一年,但亚氯酸不稳定可分解,反应的离子方程式为HClO2―→ClO2↑+H++Cl-+H2O(未配平)。该反应中氧化产物与还原产物的粒子个数比为________。
2NaClO2+Cl2===2ClO2+2NaCl
不用分离ClO2和Cl2,副产物少,原料利用率高
4∶1
解析:(3)HClO2中Cl为+3价,ClO2中Cl为+4价,Cl-中Cl为-1价,根据得失电子守恒,故有5HClO2===4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。
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R
解析:氯酸钾晶体中含有K+和ClOeq \o\al(-,3),要证明氯酸钾晶体中含有氯元素,就必须使ClOeq \o\al(-,3)转化为Cl-,可通过与MnO2混合加热使KClO3分解产生KCl,然后再通过检验Cl-的存在,证明含有氯元素。MnO2不溶于水,可通过加水溶解、过滤的方法分离出MnO2,然后向滤液中滴加AgNO3溶液,如果生成白色沉淀,且滴加稀硝酸白色沉淀不消失,则证明氯酸钾晶体中含有氯元素。
9.某化学教师为进行氯气与金属钠反应的实验设计了如图所示装置。将一根玻璃管与氯气发生器相连,玻璃管内放一块绿豆粒大的金属钠(已吸净煤油),玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花。先用酒精灯给钠预热,钠熔成小球时,撤去酒精灯,立即通入氯气,钠着火燃烧,生成大量白烟。以下叙述错误的是( )
A.反应生成的大量白烟是氯化钠固体
B.玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花的目的是吸收过量的氯气,以免其污染空气
C.钠着火燃烧产生苍白色火焰
D.发生的反应为2Na+Cl2eq \o(=====,\s\up14(△))2NaCl
11.常温下二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色极易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。下列有关ClO2的说法合理的是( )
A.ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是2ClO2+2OH-===ClOeq \o\al(-,3)+ClOeq \o\al(-,2)+H2O
B.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
C.NaClO2在酸性条件下反应生成ClO2和NaCl,则氧化剂的分子数∶还原剂的分子数=4∶1
D.等分子数的ClO2杀菌效果比Cl2弱
解析:用强光照射新制氯水,氯水中的HClO发生反应2HClOeq \o(=====,\s\up14(光照))2HCl+O2↑,HCl电离产生H+、Cl-。A项,溶液的导电能力不断增强;B、D项,H+、Cl-的浓度不断增大,溶液的酸性增强,pH降低;C项,瓶中氧气的体积分数不断增大。
MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up14(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O
2ClOeq \o\al(-,3)+SO2eq \o(=====,\s\up14(一定条件))2ClO2+SOeq \o\al(2-,4)
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