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课时测评15 氯及其重要化合物
(时间:45分钟 满分:60分)
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选择题1-13题,每小题3分,共39分。
1.(2024·盐城大丰区新丰中学期中)下列叙述正确的是( )
①Cl-和Cl2的性质相同;
②ClO-具有氧化性;
③Cl-比Cl多一个电子层;
④盐酸兼有酸性、氧化性、还原性;
⑤Cl-具有酸性;
⑥Cl2的氧化性比MnO2强;
⑦Cl2只有氧化性而没有还原性
A.①②⑤⑥ B.②④⑥⑦
C.②④ D.②③④⑥
答案:C
2.向下列溶液中通入氯气,现象和结论描述正确的是( )
A.品红溶液:溶液红色褪去,加热该褪色溶液,仍为无色;氯气具有漂白性
B.紫色石蕊溶液:溶液先变红后褪色;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸
C.含酚酞的氢氧化钠溶液:溶液红色褪去;氯气只作氧化剂
D.硫化钠溶液:溶液变浑浊,氯气只作还原剂
答案:B
解析:氯气没有漂白性,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,A项错误,B项正确;氯气与氢氧化钠溶液反应,氯气既是氧化剂,又是还原剂,C项错误;硫化钠与氯气反应,氯气作氧化剂,D项错误。
3.(2024·北京朝阳一模)室温下,1体积的水能溶解约2体积的Cl2。用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测正确的是( )
A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应
B.取出试管中的溶液,加入少量CaCO3粉末,溶液漂白能力减弱
C.取出试管中的溶液,光照一段时间后pH下降,与反应2HClO2HCl+O2↑有关
D.取出试管中的溶液,滴加紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色,加热后颜色又变为红色
答案:C
解析:由题目信息可知,氯气溶于水,也可以使试管内液面上升,不能证明氯气和水发生了反应,A错误;氯气与水反应的方程式为Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO,加入少量CaCO3粉末会与HCl反应,使平衡右移,HClO浓度增大,溶液漂白能力增强,B错误;取出试管中的溶液,光照下发生反应:2HClO2HCl+O2↑,生成HCl,同时次氯酸浓度下降,使Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO平衡右移,HCl浓度增大,溶液酸性增强,pH下降,C正确;取出试管中的溶液,滴加紫色石蕊溶液,由于溶液中有HCl和HClO,所以溶液先变红,次氯酸具有漂白性会使溶液褪色,次氯酸的强氧化性漂白不可逆,加热后颜色不会恢复,D错误。
4.(2024·江苏南通二模)实验小组用下图所示装置制取Cl2,并探究Cl2、氯水的性质,能达到实验目的的是( )
A
B
C
D
制备Cl2
检验Cl2中的HCl
干燥Cl2
测氯水的pH
答案:A
解析:常温下浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,A正确;氯气和挥发出的氯化氢都可以和硝酸银溶液反应生成白色沉淀,B错误;应该长进短出,C错误;氯水有漂白性,不能用pH试纸测氯水的pH,D错误。
5.(2024·广东深圳二模)利用如图所示装置进行Cl2的制备及性质检验实验。下列说法不正确的是( )
A.固体a可为KMnO4
B.①处纸条无明显现象且②处纸条褪色,说明Cl2具有漂白性
C.③处试纸变蓝,说明氧化性:Cl2>I2
D.实验结束后,打开止水夹K向装置中鼓入空气以促进尾气吸收
答案:B
解析:已知反应2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,故固体a可为KMnO4,A正确;①处纸条无明显现象,说明Cl2本身不具有漂白性,②处纸条褪色,说明Cl2与水反应的产物具有漂白性,B错误;③处试纸变蓝,说明有碘单质生成,即发生了反应:2KI+Cl22KCl+I2,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物可知氧化性:Cl2>I2,C正确;实验结束后,装置内还有大量的未参与反应的有毒气体Cl2,故需打开止水夹K向装置中鼓入空气以促进尾气吸收,防止污染环境,D正确。
6.(2024·广东揭阳二模)某同学利用如图所示的硬质玻璃管进行氯气的性质实验,已知f处为一团蘸有KOH溶液的棉花团,下列说法错误的是( )
A.b处出现白色物质,说明氯气溶于水并生成Cl-
B.c处现象为先变红后褪色
C.d处试纸变蓝,发生的反应为Cl2+2I-2Cl-+I2
D.f是蘸有KOH溶液的棉花团,作用是处理尾气
答案:A
解析:b处出现白色物质,也可能是挥发出的HCl和AgNO3反应生成了AgCl白色沉淀,不能说明氯气溶于水并生成Cl-,与银离子反应生成氯化银白色沉淀,A错误;制得的Cl2中混有HCl和水,则c处干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,B正确;d处发生的反应为Cl2+2I-2Cl-+I2,生成的碘遇淀粉变蓝,试纸变蓝,C正确;蘸有KOH溶液的棉花团的作用是处理尾气,防止氯气排放到空气中引起污染,D正确。
7.(2024·广东一模)某化学兴趣小组采用次氯酸钙与稀盐酸反应制取氯气,并探究氯气的性质。实验装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.b试管中反应的离子方程式为2ClO-+4H++4Cl-3Cl2↑+2H2O
B.湿润的pH试纸先变红后褪色,说明Cl2有酸性,同时又有漂白性
C.f处变红,是因为Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+遇KSCN溶液变红
D.g处变为橙色,h处变为黄色,说明氧化性:Cl2>Br2>I2
答案:C
解析:次氯酸根和氯离子酸性条件下发生归中反应,生成氯气,故b中反应的离子方程式为ClO-+2H++Cl-Cl2↑+H2O,A错误;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,有酸性,使pH试纸变红,次氯酸有漂白性,所以后来pH试纸又褪色,但都不是氯气的性质,是氯气和水反应产物的性质,故B错误;f处变红,是因为Fe2+被氯气氧化为Fe3+,Fe3+遇KSCN溶液变红,C正确;g处变为橙色,说明氧化性:Cl2>Br2,h处变为黄色,说明氧化性:Cl2>I2,但是无法说明Br2和I2的氧化性强弱关系,故D错误。
8.(2024·广东广州二模)将浓盐酸加到KMnO4中进行如图所示的探究实验,一段时间后,下列分析正确的是( )
A.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性
B.b处出现蓝色,说明还原性:I->Cl-
C.c处红色逐渐变浅,说明Cl2具有还原性
D.KMnO4换成MnO2重做实验,a处布条褪色更快
答案:B
解析:氯气能使湿润的红布条褪色,是因为氯气与水反应生成HClO,HClO将红布条漂白,干燥的氯气不具有漂白性,故A错误;b处溶液显蓝色,说明生成碘单质,发生反应Cl2+2I-I2+2Cl-,根据氧化还原反应的规律,推出I-的还原性强于Cl-,故B正确;c处红色逐渐变浅,发生反应Cl2+2NaOHNaClO+NaCl+H2O,氯气既作氧化剂又作还原剂,故C错误;二氧化锰与浓盐酸反应需要加热,题中所给装置没有加热装置,a处布条不褪色,故D错误。
9.(2024·北京模拟预测)某同学在培养皿上做如下实验(如图所示),a、b、c、d是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4 +16HCl(浓)2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
下列对“实验现象”的“解释或结论”描述,不正确的是( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处试纸变蓝
氧化性:Cl2 > I2
B
b处试纸变红
Cl2 +2Fe2+2Cl-+2Fe3+
C
c处试纸褪色
Cl2与H2O反应生成了具有漂白性的物质
D
d处红色褪去
Cl2 和NaOH反应使溶液呈中性
答案:D
解析:Cl2与KI作用生成I2,a处变蓝,可证明氧化性:Cl2>I2,故A正确;b处试纸变红,说明有Fe3+生成,即氯气将亚铁离子氧化为三价铁离子,离子方程式为Cl2 +2Fe2+2Cl-+2Fe3+,故B正确;c处试纸褪色,Cl2与H2O反应生成了HClO,HClO具有漂白性,从而使试纸褪色,故C正确;Cl2和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,可能是消耗了氢氧化钠使溶液接近中性,所以红色褪去,也可能是生成物质具有漂白性,故D错误。
10.(2024·广东三模)下列关于氯气的实验装置能达到预期目的的是( )
A.制氯气
B.除氯气中的HCl
C.干燥氯气
D.尾气处理
答案:C
解析:浓盐酸与二氧化锰加热条件下反应生成氯气,题图中缺少加热装置,A错误;氯气也能溶于饱和碳酸氢钠溶液,应该用饱和食盐水除去氯气中的HCl,B错误;氯气不与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯气,C正确;氯气在水中的溶解度并不大,不能用水吸收多余的氯气,应该用NaOH溶液,D错误。
11.(2024·湖南三模)某同学利用W形管和V形管安装了下面微型实验装置,进行Cl2的制备及探究Cl2的漂白性实验。下列说法正确的是( )
A.固体粉末甲为二氧化锰
B.鲜花花瓣褪色说明Cl2具有漂白性
C.W形管和V形管的玻璃泡能防止倒吸
D.溶液乙为碱液,与安全气球共同防止Cl2逸出
答案:D
解析:MnO2与浓盐酸生成Cl2的反应需要加热,题图中没有加热装置,则固体粉末甲一定不是MnO2,A错误;鲜花褪色是Cl2溶解于鲜花的汁液中生成的HClO使鲜花褪色,B错误;受气体冲击,溶液右移至玻璃泡,容积突然变大,液柱分散回落,可起到防止液体冲出的作用,但不能防止倒吸,C错误;碱液吸收Cl2,没有来得及吸收的Cl2,会被气球收集,D正确。
12.(双选)一种制备高效漂白剂NaClO2的实验流程如图所示,反应Ⅰ中发生的反应为3NaClO3+4SO2+3H2O===2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,下列说法中正确的是( )
A.反应Ⅱ中H2O2作还原剂
B.产品中含有、Cl-
C.NaClO2的漂白原理与SO2相同
D.实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行
答案:AD
解析:反应Ⅰ中发生的反应为3NaClO3+4SO2+3H2O===2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,反应产生的ClO2气体进入反应Ⅱ装置,发生反应:2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+O2+2H2O,H2O2中氧元素的化合价由反应前的-1价变为反应后O2中的0价,化合价升高,失去电子,H2O2作还原剂,A项正确;反应Ⅱ是在NaOH溶液中进行的,操作过程没有经过洗涤步骤,因此得到的NaClO2中可能混有NaOH,引入杂质离子OH-,不可能含、Cl-,B项错误;NaClO2中Cl元素的化合价为+3价,该物质具有强氧化性,也具有漂白性,NaClO2的漂白是氧化漂白,而SO2能与某些有色物质结合,产生不稳定的无色物质,因此二者的漂白原理不相同,C项错误;实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行,D项正确。
13.将氯气分别通入下列物质的溶液中,对于反应现象、原因和有关化学方程式的表述中错误的是( )
选项
溶液
反应现象
原因
化学方程式
A
NaBr
溶液变成橙色
Br-被Cl2氧化为Br2
2NaBr+Cl22NaCl+Br2
B
FeCl2
溶液由浅绿色变棕黄色
Fe2+被Cl2氧化为Fe3+
2FeCl2+Cl22FeCl3
C
AgNO3
有白色沉淀生成
Ag+与Cl-反应生成沉淀
AgNO3+HClAgCl↓+
HNO3
D
NaHCO3
有气体产生
HC与HClO反应产生气体
NaHCO3+HClONaClO+CO2↑+H2O
答案:D
14.(8分)某实验小组对氯水的成分和性质进行探究,实验如下:
(1)氯水呈黄绿色,说明其中含有 (填化学式)。
(2)实验一的现象表明,氯水具有酸性和 性。
(3)氯气与水反应的化学方程式为 。
(4)用化学用语(化学方程式)说明实验二中“红色不褪去”的原因: 。
(5)如下图所示实验四证明了实验三中“红色不褪去”不是因为氯水被稀释,补充所加试剂和现象。
答案:(1)Cl2 (2)漂白 (3)Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO (4)2HClO2HCl+O2↑
(5)1 mL蒸馏水 红色褪去
解析:(1)氯气呈黄绿色,氯水中其他成分都呈无色,所以氯水呈黄绿色,说明其中含有Cl2。(2)氯水中加入紫色石蕊溶液后变为红色说明溶液呈酸性,后来溶液褪色,说明氯水具有漂白性。(3)Cl2与H2O反应的化学方程式为Cl2 +H2O⥫⥬HCl+HClO。(4)红色不褪去,说明溶液光照后不存在HClO,则HClO不稳定,光照易分解生成HCl和氧气,反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。(5)实验四证明了实验三中“红色不褪去”不是因为氯水被稀释,应该加入溶剂使溶液变稀检验红色是否褪去,所以需要补充的实验是加入1 mL蒸馏水稀释溶液,一段时间后的现象为溶液红色褪去。
15.(13分)(2024·上海市金山区高三质量监控)次氯酸和次氯酸盐都是重要的含氯化合物,应用于杀菌消毒、漂白等领域。
Ⅰ.探究不同条件下84消毒液的漂白效果
(1)84消毒液的有效成分是次氯酸钠,次氯酸钠溶液呈 (填字母),理由是
(用离子方程式解释)。
A.酸性 B.中性 C.碱性
(2)在3只编号分别为甲、乙、丙的烧杯中进行如下操作:
编号
84消毒液
蒸馏水
白醋
品红溶液
相同时间的现象
甲
2 mL
20 mL
/
5滴
无明显现象
乙
2 mL
19 mL
1 mL
5滴
红色变浅
丙
a mL
b mL
2 mL
5滴
红色迅速褪去
①关于表格中a、b的数值合理的是 (填字母)。
A.a=2,b=18 B.a=2,b=19
C.a=2,b=20
②由实验现象可得出的结论是 。
(3)将84消毒液按一定比例稀释,并将稀释液放置在空气中一段时间。在此过程中测定溶液的氧化还原电势变化如图所示。(已知:氧化还原电势越大,氧化性越强。)
解释曲线变化的原因: 。
Ⅱ.某学习小组以Cl2O为原料制备HClO。
ⅰ.常温常压下Cl2O是一种黄绿色气体。
ⅱ.将氯气和空气(不参与反应)通入足量的Na2CO3溶液,发生反应生成Cl2O。
ⅲ.Cl2O易溶于水并与水立即反应生成HClO。
ⅳ.已知:HClO+2I-+H+I2+Cl-+H2O,
I2+2S22I-+S4。
(4)各装置的连接顺序为①→ (填字母)。
A.②④③⑤ B.④②③⑤
C.④③②⑤
(5)装置②中发生的化学反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 (填字母)。
A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2
(6)Cl2O不会被装置③吸收的原因是 。
(7)装置④的作用有:吸收Cl2中的HCl、 (填字母)。
A.防倒吸
B.吸收Cl2O
C.将空气、氯气混合均匀
D.通过观察气泡调节气体流速
(8)测定HClO的物质的量浓度:量取10.00 mL样品稀释至100.00 mL,取出10.00 mL于锥形瓶中,加入足量KI溶液,滴加几滴淀粉溶液,用0.08 mol·L-1标准Na2S2O3溶液滴定,当
即达到滴定终点,消耗25.00 mL标准液。原溶液中c(HClO)= mol·L-1。
答案:(1)C ClO-+H2O⥫⥬HClO+OH-
(2)①A ②酸性越强,NaClO溶液漂白性越强,品红溶液褪色越快 (3)NaClO结合空气中的水和二氧化碳生成HClO,HClO氧化性强于ClO-,溶液氧化性增强,氧化还原电势增大 (4)B (5)C (6)Cl2O是极性分子,CCl4是非极性分子 (7)CD
(8)加入最后半滴标准液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色 1.00
解析:(1)次氯酸钠溶液中次氯酸根发生水解:ClO-+H2O⥫⥬HClO+OH-,水解后溶液中c(OH-)>c(H+),呈碱性;(2)①为探究不同条件下84消毒液的漂白效果,应保持84消毒液体积相同,则a=2,且溶液总体积保持一致,则2+b+2=22,b=18;②由实验现象可知,随着白醋用量增加,溶液褪色越迅速,由此可知溶液酸性越强,NaClO溶液漂白性越强,品红溶液褪色越快;(3)NaClO结合空气中的水和二氧化碳生成HClO,HClO氧化性强于ClO-,溶液氧化性增强,氧化还原电势增大;(4)装置①用于制取氯气,生成的氯气与空气在装置④中混合后通入②中反应生成Cl2O;生成的Cl2O通入装置③中除去氯气后进入装置⑤中与水反应生成HClO,故B正确;(5)装置②中氯气和Na2CO3发生反应生成Cl2O,同时生成NaCl,反应方程式为2Cl2+Na2CO3Cl2O+2NaCl+CO2;Cl2O为氧化产物,NaCl为还原产物,两者物质的量之比为1∶2;(6)Cl2O是极性分子,CCl4是非极性分子,根据相似相溶原理可知Cl2O不易溶于CCl4;(7)氯气和空气通入装置④中,两者均不易溶于饱和食盐水,因此不会有倒吸可能,故A错误;混合物中不存在Cl2O,故B错误;氯气和空气可在装置④中充分混合,同时通过观察气泡可以调节气体流速,故C、D正确;(8)HClO溶液加足量KI,两者反应生成碘单质:HClO+2I-+H+I2+Cl-+H2O,滴加淀粉后溶液变蓝色,再用标准Na2S2O3溶液滴定时,Na2S2O3与碘单质发生反应:I2+2S22I-+S4;当加入最后半滴标准液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟不变色,则达到滴定终点;消耗25.00 mL 0.08 mol·L-1标准Na2S2O3溶液时,n(Na2S2O3)=25.00×10-3 L× 0.08 mol·L-1=0.002 mol;结合反应可知待测溶液中n(HClO)=n(I2)=n(Na2S2O3)=0.001 mol;待测液的浓度c(HClO)待测==010 mol·L-1;原溶液中c(HClO)=10c(HClO)待测=1.00 mol·L-1。
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