第一单元 氯气及氯的化合物(举一反三专项训练,江苏专用)【上好课】化学苏教版必修第一册
2025-11-24
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学苏教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一单元 氯气及氯的化合物 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 氯气的性质及用途,氯气的制备,氯水,氯的氧化物和含氧酸 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.81 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-11-24 |
| 作者 | 麦子化学 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-11-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55091807.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第一单元 氯气及氯的化合物
题型01 海水中的化学资源
题型02 氯气的实验室制法
题型03 氯气的工业制法
题型04 氯原子结构及氯气的物理性质
题型05 氯气与单质的反应
题型06 氯水的成分及次氯酸的性质
题型07 氯气与碱的反应
题型08 次氯酸盐的性质及应用
题型09 氯及其化合物的转化
题型10 氧化还原反应有关概念的判断
题型11 常见的氧化剂和还原剂
题型12 用双线桥表示氧化还原反应
题型13 用单线桥表示氧化还原反应
题型14 氧化性、还原性的判断及比较
题型01 海水中的化学资源
1.海水中蕴含的元素有80多种,它是一个巨大的宝藏,期待着人们的开发和利用。
2.海水中的氯化物主要为NaCl,其次是MgCl2、CaCl2和KCl。
3.地球上99%以上的溴蕴藏在大海中,海水中溴的总储量高达1×1014t,溴被称为“海洋元素”。此外,海水中还含有丰富的碘元素。据估计,海水中碘的总量可达8×1010t。
【典例1】医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带,这是由于海带中含有较丰富的( )
A.碘元素 B.铁元素
C.钠元素 D.钾元素
【答案】A
【解析】甲状腺肿大是缺碘,海带中富含碘元素。
【变式1-1】海水中含量最多的离子是( )
A.钠离子 B.氯离子
C.钙离子 D.镁离子
【答案】B
【解析】海洋里含量最高的离子是氯离子。
【变式1-2】海水中含有大量的化学元素,自然界中的有些元素主要存在于海水中。下列元素中,被称为“海洋元素”的是( )
A.氮 B.硫
C.溴 D.氯
【答案】C
【解析】“海洋元素”指溴元素,C正确。
题型02 氯气的实验室制法
(1)原理方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)实验装置图
①发生装置所用仪器的名称为A:分液漏斗、B:圆底烧瓶。
②装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。
③装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
(3)收集方法
①向上排空气法(氯气密度大于空气)。
②排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)。
(4)尾气处理
实验装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液,该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
【典例2】(25-26高三上·江苏扬州·阶段检测)实验室制取时,下列装置能达到相应实验目的的是
A.制备 B.净化
C.收集 D.尾气处理
【答案】D
【解析】A.浓盐酸与MnO2常温不反应,需加热,A错误;
B.应先利用饱和食盐水除HCl,再利用浓硫酸干燥,B错误;
C.向上排空气收集氯气应用双孔橡胶塞,用于连接尾气处理装置;C错误;
D.NaOH溶液可以用于吸收Cl2,D正确;
故答案选D。
【变式2-1】(24-25高二下·江苏无锡·期末)实验室制取时,下列装置不能达到相应实验目的的是
A.用装置甲制备 B.用装置乙净化 C.用装置丙收集 D.用装置丁处理尾气
【答案】C
【解析】A.浓盐酸和MnO2在加热条件下生成Cl2,该装置能制取氯气,能实现实验目的,故A不符题意;
B.饱和食盐水能溶解HCl,抑制Cl2溶解,浓硫酸具有吸水性,该装置能除去氯气中的HCl、水蒸气,能实现实验目的,故B不符题意;
C.集气瓶不能塞上瓶塞,否则集气瓶内压强过大而产生安全事故,不能实现实验目的,故C符合题意;
D.Cl2和NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O,所以NaOH溶液能除去尾气,能实现实验目的,故D不符题意;
故选:C。
【变式2-2】(22-23高三上·江苏扬州·期中)实验室制取并探究其氧化性,下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制取
B.用装置乙除去中混有的HCl
C.用装置丙验证的氧化性
D.用装置丁吸收尾气中的
【答案】C
【分析】由题干实验装置图可知,装置甲为制备Cl2的发生装置,装置乙为除去Cl2中的HCl,装置丙为检验Cl2的生成和验证氯气的氧化性,装置丁为吸收Cl2,进行尾气处理,但试剂应该换为溶解度更大的NaOH溶液;
【解析】A.装置甲制取,反应为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:,装置中缺少加热装置,A错误;
B.由分析可知,能用装置乙除去Cl2中混有的HCl,但是反应生成二氧化碳引入新的杂质气体,应使用饱和氯化钠溶液,B错误;
C.由分析可知,能用装置丙验证Cl2的氧化性,反应原理为:2KI+Cl2=2KCl+I2,可观察到溶液变为蓝色,C正确;
D.装置丁为吸收Cl2,进行尾气处理,但试剂应该换为溶解度更大的NaOH溶液,D错误;
故选C。
【变式2-3】如图所示,某小组同学拟用如图仪器,在实验室中制备干燥、纯净的氯气。请完成下列空白。
(1)上述仪器正确连接后应进行的操作是___________________________________。
(2)实验室制备氯气反应的化学方程式是________________________________。
(3)饱和食盐水的作用是__________________,浓硫酸的作用是__________________。
(4)为防止污染空气,实验时如图烧杯所盛溶液化学式为__________________,发生反应的离子方程式是________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
A.钠、铁和铜都能和氯气反应,生成金属氯化物
B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
C.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰
D.氯水中含有次氯酸,氯水具有杀菌、漂白作用
【答案】(1)检查装置气密性 (2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (3)除去氯气中的HCl 干燥氯气 (4)NaOH 2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O (5)ACD
【解析】(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气,反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(5)钠、铁和铜都能和氯气反应,生成氯化钠、氯化铁、氯化铜,故A正确;液氯是氯气单质,它不能使干燥的有色布条褪色,故B错误;氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,生成HCl,故C正确。
题型03 氯气的工业制法
1.实验探究——模拟工业制备氯气
(1)电解装置和现象
(2)电解产物的验证
实验操作
实验现象
实验结论
试管移近酒精灯以后,发出“噗”的响声(或爆鸣声)
与电源负极相连的铁棒上逸出氢气
湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
与电源正极相连的石墨棒上逸出氯气
溶液颜色变红
左管溶液中有_NaOH产生
(3)实验结论
根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。
(4)电解原理
电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
2.氯碱工业
(1)含义:以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业。
(2)氯碱工业产品的用途
①Cl2:用于制取盐酸、漂白粉、饮用水消毒、有机合成(农药、药物)等。
②H2:用于生产盐酸、金属冶炼等。
③NaOH:工业生产中最常用的碱,主要用于有机合成、造纸、印染等。
【典例3】如图为教材中电解饱和食盐水的实验装置。下列叙述不正确的是( )
A.装置中,a管能产生氢气
B.b管导出的是氯气
C.以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”
D.在石墨棒电极区域有NaOH生成
【答案】D
【解析】由教材中的相关实验装置可知,a管中导出的气体遇明火有爆鸣声,则该气体为氢气,A正确;b管导出的气体可用NaOH溶液吸收,则b管中导出的气体应为氯气,B正确;由氯碱工业的定义可知,C正确;根据教材中的演示实验,在两极滴入酚酞,只有铁棒附近溶液变红色,而石墨棒附近不变红,说明NaOH不在石墨棒电极区域生成,D错误。
【变式3-1】电解饱和食盐水时,与电源负极相连的电极上得到的气态物质是( )
A.氯气 B.氢气
C.烧碱 D.氯化氢
【答案】B
【解析】与电源负极相连的电极上得到的气态物质是氢气。
【变式3-2】(25-26高一上·江苏镇江·月考)是一种重要的化工原料,下图是氯碱工业和的制备原理,下列说法不正确的是
A.反应①的化学方程式为
B.反应①②均属于氧化还原反应
C.纯净的能在中安静地燃烧,发出苍白色火焰
D.反应①中的氧化剂和还原剂的质量比为58.5∶18
【答案】D
【分析】NaCl溶于水后制得饱和食盐水,通直流电进行电解,可生成NaOH、Cl2和H2,收集Cl2、H2,然后将H2在Cl2中点燃,可生成HCl。
【解析】A.反应①为电解饱和食盐水,化学方程式为,符合氯碱工业原理,A正确;
B.反应①中Cl元素(-1→0)、H元素(+1→0)化合价变化,反应②中H(0→+1)、Cl(0→-1)化合价变化,均有化合价升降,属于氧化还原反应,B正确;
C.纯净H2在Cl2中安静燃烧,发出苍白色火焰,生成HCl,C正确;
D.反应①中,NaCl中Cl-(-1→0)为还原剂,H2O中H+(+1→0)为氧化剂,生成1mol Cl2需2mol NaCl(还原剂,质量2mol×58.5g/mol=117g),生成1mol H2需2mol H+,来自2mol H2O(氧化剂,质量2mol×18g/mol=36g),氧化剂与还原剂质量比为36:117,D错误;
故选D。
【变式3-3】(20-21高一上·江苏苏州·期中)表示下列指定反应的化学方程式正确的是
A.用赤铁矿炼铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
B.铁与稀盐酸反应:2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
C.电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑
D.实验室制氧气:H2O2H2↑+O2↑
【答案】A
【解析】A.赤铁矿的主要成分为Fe2O3,高温条件可以被CO还原成Fe单质,A正确;
B.铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁,化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,B错误;
C.电解饱和食盐水时阳极氯离子被氧化生成氯气,阴极水电离出的氢离子放电生成氢气,总反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,C错误;
D.实验室催化分解双氧水制取氧气,化学方程式为2H2O2H2O+O2↑,D错误;
综上所述答案为A。
题型04 氯原子结构及氯气的物理性质
1.氯的原子结构及存在
(1)原子结构
原子结构示意图为 ,氯原子容易得到1个电子而形成Cl-。
(2)存在
氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在。
2.物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
有毒
1体积水溶解2体积氯气
【典例4】下列关于氯气物理性质的描述正确的是
A.无色无味 B.密度比空气小
C.难溶于水 D.有强烈刺激性气味
【答案】D
【解析】A.氯气是黄绿色气体,并非无色无味,A错误;
B.氯气的摩尔质量为71 g/mol,密度比空气(平均约29 g/mol)大,B错误;
C.氯气可溶于水(1体积水约溶2体积Cl2),并非难溶,C错误;
D.氯气具有强烈刺激性气味,描述正确,D正确;
故选D。
【变式4-1】下列关于氯气的说法中正确的是
A.氯气在常温下能与铁反应,故不能用铁罐存放液氯
B.点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢
C.氯气氧化性很强,一般都能将金属氧化为它的最高价态
D.氯原子最外层有7个电子,所以氯元素只有-1和+7价
【答案】C
【解析】A.常温或低温条件下,干燥氯气与铁不能反应,故常温下能用铁罐存放液氯,A错误;
B.如果点燃的是氢气和氯气的混合气体,则可能会发生爆炸,B错误;
C.氯气具有强的氧化性,一般都能将变价金属氧化为它的高价态,C正确;
D.氯原子最外层有7个电子,因此最高化合价为+7价,最低为-1价,此外还有0价(Cl2)、+1价(HClO)、+3价(HClO2)、+4价(ClO2)、+5价(HClO3)等多种价态,D错误;
故合理选项是C。
【变式4-2】某工厂发生Cl2泄漏,以下应对措施中主要是基于Cl2的物理性质考虑的是( )
A.向被污染的土壤洒石灰
B.向远离污染源的高处撤离
C.用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻迅速撤离
D.来不及撤离时可用纯碱溶液浸湿的棉被堵好门窗
【答案】B
【解析】石灰溶于水形成氢氧化钙是碱溶液可以吸收氯气,利用的是氯气的化学性质,A项错误;氯气密度比空气重,发生Cl2泄漏向远离污染源的高处撤离,B项正确;纯碱是碳酸钠溶液可以和氯气发生反应吸收氯气,用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻迅速撤离,C项错误;纯碱是碳酸钠溶液可以和氯气发生反应吸收氯气,来不及撤离时可用纯碱溶液浸湿的棉被堵好门窗,D项错误。
【变式4-3】(2024高二上·江苏扬州·学业考试)下列有关氯气及氯水的说法正确的是
A.为共价化合物 B.可用试纸测量氯水的
C.常温常压下氯气密度小于空气 D.氯气为黄绿色有刺激性气味气体
【答案】D
【解析】A.氯气为单质,A错误;
B.氯水中有次氯酸,具有漂白性,能使有色物质褪色,不可用pH试纸测量,B错误;
C.常温常压下氯气密度大于空气,C错误;
D.氯气为黄绿色有刺激性气味的有毒气体,D正确;
故选D。
题型05 氯气与单质的反应
1.与金属的反应
反应现象
化学方程式
Na
剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量白烟
2Na+Cl22NaCl
Fe
Fe丝在氯气中燃烧,产生棕色烟
2Fe+3Cl22FeCl3
Cu
Cu丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色
Cu+Cl2CuCl2
2.与非金属反应
与H2反应:反应方程式:H2+Cl22HCl,反应现象:H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。
【典例5】(22-23高一上·江苏无锡·期中)下列说法中,正确的是
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色的火焰
B.氯气泄露,可用浸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻,逃离现场
C.铜丝在氯气中燃烧,生成蓝色的氯化铜固体
D.氯元素在自然界中既有游离态又有化合态存在
【答案】A
【解析】A.纯净的氢气在氯气中燃烧生成HCl,发出苍白色的火焰,A正确;
B.氯气泄露,可用浸有碳酸氢钠溶液的毛巾捂住口鼻,逃离现场,不能用氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液碱性太强,B错误;
C.铜丝在氯气中燃烧,生成棕黄色的氯化铜,其水溶液为蓝色,C错误;
D.氯气非常活泼,自然界中氯元素没有游离态,只有化合态,D错误;
故选A。
【变式5-1】氢气在氯气中燃烧的现象是
A.发出黄色火焰
B.产生红棕色烟
C.安静地燃烧,产生苍白色火焰,瓶口上方产生白雾
D.剧烈燃烧,产生棕黄色烟
【答案】C
【分析】氢气在氯气中燃烧的化学方程式为:,反应过程中,氢气安静地燃烧,火焰呈苍白色,瓶口上方出现白雾。
【解析】A.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰,钠在氯气中燃烧时产生黄色火焰,A不符合题意;
B.氢气在氯气中燃烧时产生白雾,铁在氯气中燃烧时产生红棕色烟,B不符合题意;
C.氢气在氯气中燃烧时的现象为:氢气安静地燃烧,火焰呈苍白色,瓶口上方出现白雾(反应生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴),C符合题意;
D.氢气在氯气中燃烧时产生白雾,铜在氯气中燃烧时产生棕黄色烟,D不符合题意;
故选C。
【变式5-2】(24-25高二上·江苏淮安·阶段检测)下列氯化物既可以由氯气与金属反应制得,又可以由金属与盐酸反应制得的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.可由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得,故A正确;
B.只能由和盐酸反应生成,与氯气反应生成,故B错误;
C.只能由和氯气反应生成,与盐酸反应生成,故C错误;
D.为不活泼金属,与盐酸不反应,故D错误。
故选A。
【变式5-3】(22-23高一下·江苏无锡·期中)下列物质中,不能由单质直接化合生成的是
① ②FeS ③ ④ ⑤
A.①③⑤ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.全部
【答案】A
【解析】①氮气与氧气反应生成一氧化氮,①符合题意;
②铁与硫生成硫化亚铁,②不符合题意;
③二氧化氯与氧气生成三氧化硫,③符合题意;
④氢气与硫生成硫化氢,④不符合题意;
⑤铁与氯化铁生成氯化亚铁,⑤符合题意;
故①③⑤符合题意;
故答案为:A。
题型06 氯水的成分及次氯酸的性质
1.氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
2.次氯酸的三大性质
3. 漂白性实验:
实验操作
实验现象
结论
有色布条
不褪色
干燥的Cl2不具有漂白作用
有色布条褪色
氯水有漂白作用,起漂白作用的是HClO
【典例6】(24-25高二下·江苏无锡·阶段检测)下列叙述错误的是
A.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等
B.氯水久置后酸性会增强
C.向新制氯水中加入NaHCO3固体,产生气泡,氯水呈酸性
D.SO2和氯水都具有漂白性,SO2通入氯水中漂白能力增强
【答案】D
【解析】A.氯水中的次氯酸(HClO)具有强氧化性,能够漂白纸张、织物等,A正确;
B.氯水久置时,HClO分解为HCl和O2,H⁺浓度增加,酸性增强,B正确;
C.氯水中H+与NaHCO3反应生成CO2气体,证明氯水呈酸性,C正确;
D.SO2与Cl2在水中发生氧化还原反应(SO2 + Cl2+ 2H2O = H2SO4+ 2HCl),两者漂白性均被破坏,混合后漂白能力减弱,D错误。
故答案选D。
【变式6-1】(2025·江苏·一模)实验室制取少量氯水并测量其pH。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙制取氯水
C.用装置丙吸收 D.用装置丁测量氯水的pH
【答案】D
【解析】A.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应放出氯气,用装置甲制取,故A正确;
B.用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,氯气溶于水制取氯水,故B正确;
C.氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠,用装置丙吸收,故C正确;
D.氯水中含有次氯酸,次氯酸具有漂白性,不能用pH试纸测氯水的pH,故D错误;
选D。
【变式6-2】(23-24高一上·江苏徐州·期中)某兴趣小组利用数字化实验测定光照过程中氯水的 、氯离子的浓度、容器内氧气的体积分数三者的变化,实验结果如下图所示。下列说法正确的是
A.氯水 减小的主要原因是光照引起 逸出,溶液中 浓度减小导致的
B.氯离子浓度增大的主要原因是次氯酸光照分解生成氯化氢导致的
C.氧气体积分数增大的主要原因是光照时氧气在水中的溶解度减少导致的
D.随着对氯水光照时间的延长,氯水的酸性和漂白性都会不断减弱
【答案】B
【解析】A. 减小的主要原因是次氯酸分解为氯化氢和氧气,溶液中 浓度增大,故A错误;
B.氯气和水反应生成氯化氢和次氯酸,新制氯水中有 ,光照过程中次氯酸分解生成HCl,则生成 浓度不断增大,故B正确;
C.光照过程中,次氯酸在光照条件下分解为氯化氢和氧气,所以氧气的体积分数不断增大,故C错误;
D.次氯酸在光照条件下分解为氯化氢和氧气,随着对氯水光照时间的延长,次氯酸分解完全,氯水的漂白性将减弱,最终溶液为盐酸,酸性增强,故D错误;
故选:B。
【变式6-3】(24-25高一上·江苏扬州·期中)将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色呈如图变化:
关于溶液中导致变色的微粒I、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】氯气与水反应生成HCl、HClO。HCl具有酸性,在水溶液中电离出H+和Cl-,HClO具有强氧化性,能够将有机色质氧化成无色物质,因而具有漂白性;则将氯气持续通入紫色石蕊试液中先变红后褪色,石蕊溶液与酸作用,会变红,因此使溶液从紫色变红色的微粒是H+;随后HClO将石蕊氧化,溶液从红色变无色;最后形成饱和氯水溶液显浅黄绿色是因为溶液中溶有氯气分子;因此关于溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是H+、HClO、Cl2,D符合题意;
答案选D。
题型07 氯气与碱的反应
1.与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
(1)反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
(2)漂白液的有效成分是次氯酸钠。
2.与石灰乳反应——制取漂白粉
(1)反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
【典例7】(24-25高一上·江苏·阶段检测)氯气、“84”消毒液、漂白粉等都是含氯的消毒剂,某化学兴趣小组利用如图装置制备“84”消毒液、漂白粉,并收集纯净干燥的氯气。回答下列问题:
(1)盛装浓盐酸的仪器的名称为 ,装置甲中发生反应的化学方程式为 ,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(2)装置丁用来收集纯净且干燥的氯气,进气口为 (填标号);装置乙和丙盛装的试剂分别是 、 (填名称)。
(3)将氯气通入石灰乳中制备漂白粉,则该反应的化学方程式为 。
(4)久置的氯水会失去漂白性,溶液由黄绿色变为无色。为探究氯水失效的原因,进行实验:用强光照射盛有氯水的密闭广口瓶,并用传感器测定广口瓶中数据,得到如下曲线。
①解释上两图中曲线变化的原因 。
②若在上述整个实验过程中测定溶液的,的变化是 。
(5)氯气与会发生:①;在温度较高时还会发生反应:②。若向溶液中通入,当完全反应后,测得溶液中含,则溶液中与物质的量比是多少(写出计算过程) 。
【答案】(1) 分液漏斗 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 1:2
(2) b 饱和食盐水 浓硫酸
(3)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(4) 光照条件下HClO分解生成HCl和O2,2HClO2HCl+O2↑,导致O2的体积分数增大,同时有HCl生成,Cl-浓度也增大 减小
(5)设生成的NaClO的物质的量为xmol,NaClO3的物质的量为ymol,根据得失电子守恒得出①x+5y=0.07,根据原子守恒得出②x+y+0.07=4.0×25×10-3,根据①②解得x=0.02,y=0.01,与物质的量比是2:1
【分析】甲是制取氯气装置,乙中是饱和食盐水,除去Cl2中的HCl,丙是浓硫酸,目的是干燥氯气,丁为收集氯气的装置,氯气密度大于空气,应该用向上排空气法收集,戊为NaOH或者石灰乳,己是尾气吸收装置。
【解析】(1)盛装盐酸的仪器为分液漏斗,甲中是浓盐酸与MnO2加热反应生成氯气,反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,氧化剂为MnO2,HCl既做还原剂,又起酸性作用,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
(2)氯气的密度大于空气,进气口应该是b,出气口是a,装置乙试剂是饱和食盐水,目的是除去Cl2中的HCl,丙是浓硫酸,目的是干燥氯气;
(3)将氯气通入石灰乳中制备漂白粉的化学方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(4)氯水中有HCl和HClO,HClO见光分解为HCl和O2,造成溶液中Cl-浓度变大,H+浓度变大,pH变小,生成O2,使O2的体积分数变大;
(5)氯气与会发生:①;在温度较高时还会发生反应:②,设生成的NaClO的物质的量为xmol,NaClO3的物质的量为ymol,根据得失电子守恒得出①x+5y=0.07,根据原子守恒得出②x+y+0.07=4.0×25×10-3,根据①②解得x=0.02,y=0.01,与物质的量比是2:1。
【变式7-1】某实验室的尾气中含有较多的氯气,有毒,要吸收这些尾气,下列试剂最适合的是( )
A.饱和的石灰水 B.饱和的食盐水
C.自来水 D.烧碱溶液
【答案】D
【解析】虽然氯气能与饱和石灰水反应,但相同条件下,氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度,吸收效果烧碱溶液更好,A项错误、D项正确;饱和食盐水中氯离子浓度达到最大,抑制氯气的溶解,则吸收效果最不好,B项错误;自来水中含有氯离子,将抑制氯气的溶解,且氯气的溶解度较小,用水吸收效果不好,C项错误。
【变式7-2】(24-25高一上·江苏淮安·阶段检测)利用NaClO氧化尿素[CO(NH2)2]反应制备N2H4•H2O (水合肼)的实验流程如图所示:
已知:①氯气与烧碱溶液的反应是放热反应;
②氯气与烧碱在低温下生成NaClO,在较高温下生成NaClO3;
③N2H4·H2O有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ中无需控制反应的温度。
B.步骤Ⅱ中可将尿素水溶液逐滴滴入NaClO碱性溶液中。
C.生成水合肼的离子方程式为:C1O-+CO(NH2)2+2H2O=C1-++N2H4·H2O+H+。
D.步骤Ⅱ生成水合肼反应中NaClO作为氧化剂
【答案】D
【分析】由流程可知,步骤Ⅰ中发生Cl2+2OH- =ClO- +Cl- +H2O,温度过高时易发生。步骤Ⅱ中发生,且将NaC1O溶液逐滴滴加到尿素中,防止过量的NaClO溶液将N2H4·H2O氧化,步骤Ⅲ中分离出碳酸钠、水合肼,以此来解答。
【解析】A.步骤Ⅰ中温度过高发生副反应,为避免温度过高,可采用冰水浴控制温度,故A错误;
B.步骤Ⅱ中将尿素水溶液逐滴滴入碱性溶液中,NaClO过量,尿素会被氧化成N2,不利于水合肼生成,故B错误;
C.根据分析,生成水合肼的离子方程式为:,故C错误;
D.根据C中方程式可知,步骤Ⅱ生成水合肼反应中NaClO中氯元素从+1价被还原为-1价,因此NaClO作为氧化剂,故D正确;
故答案为:D。
【变式7-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中用下图装置(部分装置省略)制备氯气,并利用其与碱反应时的温度控制制备和NaClO。
回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是 ,a中的试剂为 ,a的作用是 (请用离子方程式解释)。
(2)该装置制备氯气的化学方程式是 。
(3)b中通过加热会生成,发生反应的离子方程式是 。
(4)取少量和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,加入淀粉溶液后变蓝。可知该条件下NaClO的氧化能力 (填“大于”或“小于”)。
(5)反应结束后多余的氯气也可以制成氯水使用。下图是用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时,用数字化传感器采集的图像,下列纵坐标代表的物理量与图像相符的是 。
a.瓶中氯气的体积分数 b.瓶中氧气的体积分数 c.溶液的导电能力 d.溶液的漂白能力
【答案】(1) 分液漏斗 饱和食盐水
(2)
(3)
(4)大于
(5)bc
【分析】实验室制备氯气,并利用其与碱反应时的温度控制制备和NaClO。发生装置中,与浓盐酸在加热条件下反应制取,将制得的通过装置a中的饱和食盐水除去HCl;在b装置内,与KOH溶液反应制取;在c装置中用冰水冷凝,在低温下,将与NaOH反应制取NaClO,尾气用NaOH溶液吸收。
【解析】(1)盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗,a中的试剂为饱和食盐水,溶于水会与水反应,饱和食盐水中含有大量的,使平衡逆向移动,降低的溶解度,故答案为:分液漏斗;饱和食盐水;;
(2)该装置用与浓盐酸在加热条件下反应制取,化学方程式为,故答案为:;
(3)与KOH溶液加热条件下反应制取,离子方程式为:,故答案为:;
(4)取少量和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。则表明1号试管内未发生反应,2号试管内被氧化为,由此可知该条件下NaClO的氧化能力大于,故答案为:大于;
(5)用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时,发生反应,,在光照条件下,HClO不断分解,与水不断反应,最终溶液为稀盐酸。
a.由分析可知,瓶中氯气不断减少,氯气的体积分数不断减小,a不符合题意;
b.随着HClO的不断分解,的体积不断减小,的体积不断增大,则瓶中氧气的体积分数不断增大,b符合题意;
c.随着反应的进行,溶液中离子浓度不断增大,溶液的导电能力不断增强,c符合题意;
d.随着HClO的不断分解,溶液中HClO的浓度不断减小,溶液的漂白能力不断减弱,d不符合题意;
故答案选:bc。
题型08 次氯酸盐的性质及应用
1.漂白原理
次氯酸盐溶于水后与空气中的CO2反应生成次氯酸,如漂白粉的漂白原理用化学方程式表示为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。
2.常用含氯消毒剂及其合理使用
(1)具有漂白和消毒作用的含氯化合物有次氯酸、次氯酸盐(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,效果更持久,受水体的pH变化影响小,且使用起来更方便、安全。
(2)漂白粉需密封保存,以防止变质失效。
(3)含氯漂白剂与洁厕灵(含有盐酸)不能混合使用,否则将产生Cl2。
【典例8】(24-25高一上·江苏无锡·期末)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的步骤如下:
Ⅰ.将电石渣与水混合,搅拌,形成浆料
Ⅱ.75℃时向浆料中通入Cl2,充分反应,过滤
Ⅲ.向滤液中加入稍过量的KCl固体,蒸发浓缩,冷却至25℃结晶得KClO3
下列说法正确的是
A.通Cl2时CaCO3不发生反应
B.通入Cl2的速率越快,Cl2的利用率越高
C.步骤Ⅱ中Cl2和Ca(OH)2反应的方程式为:
D.25℃时KClO3的溶解度小于Ca(ClO3)2的溶解度
【答案】D
【分析】电石渣含有Ca(OH)2,加入水打浆,通入氯气,可生成Ca(ClO3)2,过滤后在滤液中加入KCl转化生成KClO3,经蒸发浓缩、冷却结晶可得晶体KClO3。
【解析】A.通入氯气,Cl2溶于水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,由于酸性:HCl>H2CO3>HClO,所以生成的HCl会与CaCO3发生反应:2HCl+CaCO3=CaCl2 +CO2↑+H2O,该反应发生,使Cl2与水的可逆反应正向移动,从而使Cl2、CaCO3不断被消耗,故通Cl2时CaCO3也会发生反应,A错误;
B. 通入Cl2的速率如果过快,Cl2与石灰乳接触就不充分,Cl2来不及反应就从装置中逸出,导致Cl2的利用率降低,B错误;
C.在加热时Cl2与Ca(OH)2发生歧化反应产生CaCl2、Ca(ClO3)2、H2O,根据电子守恒和元素守恒可得步骤Ⅱ中反应方程式为:6Ca(OH)2+6Cl25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O,C错误;
D.由题意可知:在加热时Cl2与Ca(OH)2反应生成CaCl2、Ca(ClO3)2和H2O。过滤后弃去滤渣,向滤液中加入KCl固体,蒸发浓缩,冷却至25℃结晶析出的是KClO3晶体,说明Ca(ClO3)2转化为KClO3,则在25℃时KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2更小,D正确;
故合理选项是D。
【变式8-1】(2024高一上·江苏连云港·学业考试)“84消毒液”的有效成分是次氯酸钠。使用注意事项为:①本品为外用消毒剂,不可内服;②本品对金属制品有腐蚀作用,对棉纺织品有漂白脱色作用;③密闭、避光、避热、置于阴凉处保存;④保质期为一年。下列说法错误的是
A.次氯酸钠的化学式为 B.“84消毒液”受热易变质
C.“84消毒液”能使品红溶液褪色 D.“84消毒液”能用铁制容器盛放
【答案】D
【解析】A.“84消毒液”的有效成分是次氯酸钠,次氯酸钠的化学式为NaClO,A正确;
B.次氯酸钠中的水解生成,次氯酸光照或受热易分解,因此推测“84消毒液”受热易变质,需避热保存,B正确;
C.次氯酸钠具有强氧化性,能使品红溶液褪色,C正确;
D.次氯酸钠对金属有腐蚀性(注意事项②),铁制容器会被腐蚀,不可用于盛放,D错误;
故选D。
【变式8-2】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.能溶于水,可用于工业制盐酸 B.具有还原性,可用于实验室制取氯气
C.具有强碱性,可用作漂白液 D.气体呈黄绿色,可用作自来水消毒剂
【答案】B
【解析】A.可用于工业制盐酸,是因为能与氢气反应生成HCl,HCl再溶于水得到盐酸,与“能溶于水” 的性质无关,性质与用途不具有对应关系,A不符合题意;
B.实验室用制取氯气时,被氧化生成,即作还原剂,体现其还原性,性质与用途具有对应关系,B符合题意;
C.可用作漂白液,是因为具有强氧化性,而非强碱性,性质与用途不具有对应关系,C不符合题意;
D.气体可用作自来水消毒剂,是因为具有强氧化性,而不是气体呈黄绿色,性质与用途不具有对应关系,D不符合题意;
故选B。
【变式8-3】(24-25高二下·江苏无锡·阶段检测)下列叙述错误的是
A.溶液与反应生成和
B.将溶液分别滴入品红溶液和滴加醋酸的品红溶液中,观察品红溶液颜色变化,探究对氧化性的影响
C.向溶液中滴加酚酞试剂,溶液先变红后褪色,证明在溶液中发生了水解反应
D.、等氯的含氧酸盐的氧化性随溶液的pH减小而增强
【答案】A
【解析】A.溶液与反应会发生氧化还原反应,将氧化为,自身被还原为,A错误;
B.通过改变溶液,可验证的氧化性随酸性增强而增强,实验设计合理,B正确;
C.水解生成使溶液显碱性(酚酞变红),的强氧化性导致褪色,现象可证明水解发生,C正确;
D.和在酸性条件下氧化性更强(如浓盐酸与反应生成),D正确;
故答案选A。
题型09 氯及其化合物的转化
【典例9】(25-26高一上·江苏镇江·月考)氯元素的化合价与其形成的常见物质种类的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.b和任何物质发生氧化还原反应时,只能被氧化
B.干燥的c没有漂白性,d物质具有漂白性
C.一定条件下e和f均属于较强氧化剂
D.的化学式为
【答案】A
【分析】根据氯元素的化合价与其形成的常见物质种类的关系图可知,b为HCl、c为、e为、d为、g为、a为等、f为(常见)。
【解析】A.b为HCl(Cl化合价为-1价),其发生氧化还原反应时,Cl元素只能被氧化(化合价升高),但H元素为+1价,可被还原(如与活泼金属反应生成,HCl作氧化剂被还原),故b并非只能被氧化,A错误;
B.c为(单质,0价),干燥的无漂白性,与水反应生成的HClO才有漂白性;d为,具有漂白性,B正确;
C.e、f为氯的高价化合物(+4价的氯的氧化物、+5价的氯酸盐如),高价氯元素易得电子,具有氧化性,均为较强氧化剂,C正确;
D.g为+7价的氯的含氧酸,化学式为(高氯酸),D正确;
故选A。
【变式9-1】(24-25高一上·江苏盐城·期中)下列选项所表示的物质间转化关系不能一步转化的是
A.CaO→Ca(OH)2→CaCO3 B.HCl→Cl2→NaCl
C.CO2→Na2CO3→NaCl D.Cu→CuO→Cu(OH)2
【答案】D
【解析】A.氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,均能一步转化,A正确;
B.浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气,氯气与氢氧化钠(或金属钠)反应生成氯化钠,均能一步转化,B正确;
C.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠,均能一步转化,C正确;
D.铜与氧气反应生成氧化铜,但氧化铜不能直接转化成氢氧化铜,D错误;
故选D。
【变式9-2】(23-24高一上·江苏南京·阶段检测)“价—类二维图”是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价—类二维图”如题图所示,下列说法不正确的是
A.a是HCl,从元素价态看,HCl只具有还原性
B.b与水反应可以得到d
C.d与NaOH溶液发生反应
D.可溶性e溶液中的阴离子可用AgNO3溶液和稀硝酸检验
【答案】A
【分析】根据氯元素的“价—类二维图”可知:a是HCl,b是Cl2,c是Cl2O7,d是HClO,e是含Cl-的盐,然后根据问题分析解答。
【解析】A.a是HCl,从氯元素价态看,Cl处于最低化合价,HCl具有还原性;从氢元素看,H为+1价,又同时具有氧化性,A错误;
B.b是Cl2,d是HClO,Cl2能溶于水,并有少量与水反应产生HCl、HClO,故b与水反应可以得到d,B正确;
C.d是HClO,其与NaOH溶液发生酸碱中和反应,生成次氯酸钠和水,C正确;
D.e是含Cl-的盐,可溶性e溶于水电离产生Cl-,Cl-能够与AgNO3溶液反应产生AgCl白色沉淀,该物质既不溶于水,也不溶于稀硝酸,因此可用AgNO3溶液和稀硝酸检验,D正确;
故选A。
【变式9-3】A、B、C、D、E五种物质都含有相同的元素X,这五种物质间相互转化关系如下图所示。
已知X元素的单质是黄绿色气体,由此推断这五种物质的化学式分别为
A________,B________,C________,D________,E________。
【答案】Cl2 NaClO NaCl HClO HCl
【解析】据题意,由X元素的单质是黄绿色气体,可知其为氯元素,再结合框图中给出的转化关系,A可以与H2O、H2、NaOH、Na等反应,初步推断其为氯气,进而根据框图中的转化关系可以推断其他物质。
题型10 氧化还原反应有关概念的判断
1.定义:有电子转移的反应。
2.实质:电子的转移(得失或偏移)。
3.特征:元素化合价有升降,且化合价升高的总价数等于化合价降低的总价数。
4.氧化还原反应概念之间的关系
化合价升高——失去电子——被氧化——发生氧化反应——是还原剂
化合价降低——得到电子——被还原——发生还原反应——是氧化剂
【典例10】(25-26高一上·江苏镇江·月考)下列反应中属于氧化还原反应的是
①
②
③
④
⑤
A.②④ B.①③④ C.①②③ D.①③⑤
【答案】D
【解析】A.反应②和④中元素的化合价均未变化,不属于氧化还原反应,A错误;
B.反应④中无化合价变化,不属于氧化还原反应,B错误;
C.反应②中无化合价变化,不属于氧化还原反应,C错误;
D.反应①(H和Cl化合价变化)、③(Hg和O化合价变化)、⑤(Na和H化合价变化)均为氧化还原反应,D正确;
故选D。
【变式10-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)科学家发现了利用泪液来检测糖尿病的方法,其原理是用NaAuCl4溶液与汇液中的葡萄糖反应生成直径为20~60 nm的 Au 单质颗粒(反应前后Cl元素均为-1价)。下列有关说法不正确的是
A.该反应中Au 元素的化合价降低 B.该反应中葡萄糖是还原剂
C.该反应中NaAuCl4发生氧化反应 D.反应后所得分散系能产生丁达尔效应
【答案】C
【解析】A.NaAuCl4中Au为+3价,反应后生成Au单质(0价),化合价降低,A正确;
B.在该反应中,葡萄糖中的醛基被氧化,作还原剂,B正确;
C.NaAuCl4中Au化合价降低,发生还原反应,C错误;
D.生成20~60 nm的Au单质颗粒,分散系为胶体,能产生丁达尔效应,D正确;
故选C。
【变式10-2】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)下列关于氧化还原反应说法正确的是
A.氧化还原反应的本质是元素化合价的升降
B.阳离子只能得到电子被还原,阴离子只能失去电子被氧化
C.有单质参与的反应一定是氧化还原反应
D.复分解反应一定不是氧化还原反应
【答案】D
【解析】A.氧化还原反应的本质是电子的转移(得失或偏移),而元素化合价的升降是氧化还原反应的特征,A错误;
B.阳离子通常作为氧化剂被还原,但某些情况下也会失去电子被氧化,如Fe2+被氧化为Fe3+;阴离子也可能作为氧化剂被还原,在酸性条件下,作为强氧化剂,可被还原为Mn²⁺,B错误;
C.同素异形体转化(如O2→O3)有单质参与但无化合价变化,属于非氧化还原反应,C错误;
D.复分解反应是两种物质阴阳离子交换,无化合价变化,必然不涉及电子转移,因此一定不是氧化还原反应,D正确;
故选D。
【变式10-3】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)化学实验中若使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,则可不再向环境排放该种有害物质。在如图所示有编号的反应中,属于氧化还原反应的有
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】B
【解析】由图可知,反应①是重铬酸钾转化为氯化铬的反应,反应中铬元素的化合价降低被还原,属于氧化还原反应;反应②是氯化铬转化为氢氧化铬的反应,反应中铬元素的化合价不变,不属于氧化还原反应;反应③是氢氧化铬转化为偏铬酸钠的反应,反应中铬元素的化合价不变,不属于氧化还原反应;反应④是氯化铬转化为铬酸钠的反应,反应中铬元素的化合价升高被氧化,属于氧化还原反应;反应⑤是重铬酸钾转化为铬酸钠的反应,反应中铬元素的化合价不变,不属于氧化还原反应;反应⑥是重铬酸钾转化为偏铬酸钠的反应,反应中铬元素的化合价降低被还原,属于氧化还原反应,则反应①④⑥为氧化还原反应,共有3个,故选B。
题型11 常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2等;
含高价金属阳离子的化合物:FeCl3、CuCl2等;
含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2等。
(2)常见的还原剂
活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等;
含低价金属阳离子的化合物:FeCl2等;
某些非金属单质:C、H2等;
含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、KI等。
(3)在可变化合价元素的化合物中,具有中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂,如:Cl2、S、SO2、H2SO3等。
【典例11】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)在稀有气体氛围中可用于反应制取少量金属钛()。下列说法正确的是
A.Na得到电子 B.作还原剂
C.稀有气体保护金属不被氧化 D.稀有气体可用Cl2代替
【答案】C
【解析】A.Na的化合价从0升到+1,失去电子,A错误;
B.TiCl4中Ti的化合价从+4降到0,得电子,作氧化剂,B错误;
C.稀有气体隔绝氧气,防止金属在高温下被氧化,C正确;
D.Cl2具有强氧化性,会与金属反应,无法替代稀有气体,D错误;
故答案为C。
【变式11-1】(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)实现下列物质间的转化,必须加入还原剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.中硫的化合价均为+6,未发生改变,无需还原剂,A不符合题意;
B.中锰的化合价从+7降至+4,但该转化可通过KMnO4自身分解(如加热)实现,无需外加还原剂,B不符合题意;
C.中铁的化合价从+3降至0,必须加入还原剂(如CO、H2等)才能实现,C符合题意;
D.中碳的化合价从+2升至+4,需加入氧化剂而非还原剂,D不符合题意;
答案选C。
【变式11-2】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)石英与焦炭在高温的氮气流发生反应:,下列说法不正确的是
A.是氧化剂
B.若参加反应的碳质量是1.2g,则生成2.24L一氧化碳
C.是氧化产物
D.氧化剂和还原剂物质的量之比为1:3
【答案】B
【解析】A.氮气中N的化合价从0降低到-3,被还原,作为氧化剂,A正确;
B.题目未说明气体是处于标准状况下,无法计算体积,B错误;
C.碳的化合价从0升至+2,发生氧化反应,则CO是氧化产物,C正确;
D.是氧化剂,C是还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:6=1:3,D正确;
故选B。
【变式11-3】(23-24高一上·江苏扬州·阶段检测)下列物质转化一定需要加入氧化剂的是
A.Al2O3→A1 B.KMnO4→O2
C.S→SO2 D.→SO2
【答案】C
【解析】A.电解氧化铝生成铝单质,无需氧化剂,故A不符合题意;
B.高锰酸钾受热分解为氧气和锰酸钾、二氧化锰,无需氧化剂,故B不符合题意;
C.硫单质中元素化合价升高发生氧化反应,需氧化剂,故C符合题意;
D.硫元素化合价降低发生还原反应,需还原剂,故D不符合题意;
故选C。
题型12 用双线桥表示氧化还原反应
表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化反应或还原反应的原子个数,b表示每个原子得到或失去的电子数,当a=1或b=1时,要省略;
④被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。
如
【典例12】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.反应为,Na从0价→+1价(失去1e⁻/个,共2e⁻),S从0价→-2价(得到2e⁻)。双线桥法需从反应物指向产物对应元素,标“失去”“得到”及电子数,A选项中“得到”和“失去”标注相反,A错误;
B.反应为,S歧化:1个S从0→+4价(失去4e⁻),2个S从0→-2价(得到2e⁻/个,共4e⁻)。但“得到4e⁻”未体现2个S各得2e⁻,应该标注“得到2×2e-”,B错误;
C.反应为,Cu从0价→+2价(失去2e⁻),2个中N从+5价→+4价(得到1e⁻/个,共2e⁻)。单线桥法从失电子Cu指向得电子N,标“2e⁻”,电子数正确,标注规范,C正确;
D.反应为,中N从-3→0(失去3e⁻/个,共12e⁻),6个NO中N从+2→0(得到2e⁻/个,共12e⁻)。电子转移总数应为12e⁻,D未标注正确电子数,D错误;
故答案选C。
【变式12-1】(25-26高一上·江苏·阶段检测)下列各氧化还原反应的化学方程式表示的变化过程正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.反应中H2S中S为-2价,生成S(0价),化合价升高2,失去2e-;H2SO4中S为+6价,生成SO2(+4价),化合价降低2,得到2e-,电子转移应为2e-,则用双线桥表示电子转移情况:,A错误;
B.MnO2中Mn由+4价降为+2价,得到2e-,4mol HCl中只有2mol Cl-(-1价)被氧化为Cl2(0价),共失去2e-,电子转移应为2e-,用双线桥表示电子转移情况:,B错误;
C.Cl2中1个Cl原子由0价降为-1价(NaCl),得到1e-,1个Cl原子由0价升为+1价(NaClO),失去1e-,电子转移应为1e-,用双线桥表示电子转移情况:,C错误;
D.Fe2O3中2个Fe3+均降为Fe2+,共得到2×e-,6mol HI中2mol I-被氧化为,共失去2×e-,用双线桥表示电子转移情况:,D正确;
故选D。
【变式12-2】(23-24高一上·江苏南京·阶段检测)下列有关氧化还原反应的表示方法不正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.该反应中Mn元素得电子化合价由+4价变为+2价,Cl元素失电子化合价由-1价变为0价,转移电子数为2,电子转移方向和数目为,故A正确;
B.该反应中Cl元素得电子化合价由+5价变为0价、Cl元素失电子化合价由-1价变为0价,转移电子数为5,不是6,,故B错误;
C.Cl元素化合价降低得电子,氧元素升高失电子,转移电子数为12,则单线桥表示电子转移的方向和数目,故C正确;
D.过氧化钠中-1价的氧元素部分升高为0价,部分降低为-2价,每摩过氧化钠反应转移1mol电子,电子转移方向和数目为,故D正确;
故选B。
题型13 用单线桥表示氧化还原反应
确定变化化合价,计算价态的变化;桥上标明电子数,箭头还原到氧化。
注意事项。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况;
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
注:(1)两种方法中箭头的指向不同。双线桥中箭头指向产物中变价的相应元素;单线桥中箭头指向得到电子的元素。(2)转移数目指的是与方程式计量数有关的得电子总数或失电子总数。
【典例13】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.钠单质为还原剂,钠元素化合价:0→+1,电子转移数目错误,应转移2e⁻,正确应为,A不符合题意;
B.氯酸钾为氧化剂,被还原为氯气,氯元素化合价:+5→0;部分HCl为还原剂,被氧化为氯气,氯元素化合价:-1→0;电子转移数目错误,电子转移数目应为5e⁻,正确应为,B错误;
C.该反应为歧化反应,氯元素的化合价一半由0→-1,另一半由0→+1,电子转移数目错误,电子转移数目应为2e⁻,正确应为,C不符合题意;
D.反应中,Cu元素化合价由0价→+2价(失2e⁻),中一半的S(+6价)→中S(+4价)得2e⁻,电子转移数目为2e⁻,标注正确,D正确;
故答案选D。
【变式13-1】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)下列单、双线桥的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.Na从0价→+1价(失电子),Cl从0价→-1价(得电子),转移电子数为2e-,单线桥箭头方向从失电子的Na指向得电子的Cl,A错误;
B.H2S中S元素化合价由-2价升高到0价,H2SO4中S元素化合价由+6价降低到+4价,电子转移总数为2e-,B错误;
C.氢氧化铁中的铁元素化合价升高,次氯酸钠中氯元素化合价降低,电子从铁转移到氯且转移电子数为6e-,C正确;
D.氯酸钾分解为氯化钾和氧气,氯元素化合价由+5降低为-1、O元素化合价由-2升高为0,电子转移数目为12e-,选项标“得到6e-”“失去6e-”电子数错误,D错误;
故选C。
【变式13-2】(22-23高一上·江苏南通·阶段检测)下列反应电子转移表示表示正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.锌失去2个电子,作还原剂,铜离子得到电子,硫酸铜作氧化剂,电子转移表示正确,A正确;
B.氯酸钾分解反应中,氯元素化合价降低,得到电子,氧元素化合价升高失去电子,反应中转移12个电子,B错误;
C.钠和水反应中,钠失去电子,被氧化作还原剂,水中氢元素得到电子生成氢气,水是氧化剂,根据电子得失守恒可知反应中转移2个电子,C错误;
D.氯化铁和铜的反应中,铁离子得到电子,被还原,铜失去电子,被氧化,应该是铜把电子转移给铁元素,D错误;
答案选A。
题型14 氧化性、还原性的判断及比较
1.根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
2.根据元素的活动性顺序比较
3.根据反应条件来判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4>MnO2。
(2)Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al加热条件下也难反应,故还原性:Na>Mg>Al。
4.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl22FeCl3
Fe+SFeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理类似。
【典例14】(25-26高一上·江苏·阶段检测)已知:,则下列判断正确的是
A.第一个反应中Cu是氧化产物 B.第二个反应中Cu是氧化剂
C.还原性: D.氧化性:
【答案】C
【解析】A.第一个反应中Cu元素化合价降低,被还原生成Cu,因此Cu是还原产物,而非氧化产物,A错误;
B.第二个反应中Cu元素化合价升高,Cu被氧化为,Cu是还原剂,而非氧化剂,B错误;
C.根据还原剂还原性强于还原产物可知,由第一个反应得出Ni的还原性强于Cu,由第二个反应得出Cu的还原性强于Ag,因此还原性顺序为,C正确;
D.根据氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,由第一个反应得出的氧化性强于,由第二个反应得出的氧化性强于,因此氧化性顺序应为,D错误;
答案选C。
【变式14-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)已知有如下反应:
①2NaBrO3+Cl2=Br2+2NaClO3
②NaClO3+5NaCl+3H2SO4=3Cl2↑+3H2O+3Na2SO4
③2FeCl2+Cl2=2FeCl3
根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
B.Cl2在反应③中作氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为:NaClO3>NaBrO3>Cl2>FeCl3
D.溶液中可发生:NaClO3+6FeCl2+3H2SO4=NaCl+4FeCl3+Fe2(SO4)3+3H2O
【答案】C
【解析】A.反应②中NaClO3中Cl为+5价,NaCl中Cl为-1价,生成Cl2(0价),所以Cl2既是氧化产物又是还原产物,A正确;
B.反应③中Cl2将Fe Cl2中氧化为,Cl2作氧化剂,B正确;
C.由反应①得氧化性NaBrO3> NaClO3;反应②得NaClO3> Cl2;反应③得Cl2> FeCl3,故氧化性NaBrO3>NaClO3> Cl2>FeCl3,C错误;
D.由氧化性NaClO3>FeCl3,故该反应可发生,D正确;
故选C。
【变式14-2】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.Fe3+的氧化性强于Cu2+,反应能发生,A不符合题意;
B.PbO2的氧化性最强,Fe3+无法将Pb2+氧化为PbO2,反应不能发生,B符合题意;
C.Cl2的氧化性强于Cu2+,反应能发生,C不符合题意;
D.KMnO4的氧化性强于Cl2,反应能发生,D不符合题意;
故答案选B。
【变式14-3】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)已知下列实验事实:
①固体既能溶于溶液得到溶液,又能溶于硫酸得到溶液
②向溶液中滴加溶液,再酸化,可得溶液
③将溶液滴加到淀粉和的混合溶液中,溶液变蓝
下列判断正确的是
A.化合物中铬元素为价
B.实验①证明是两性氧化物
C.实验②证明既有氧化性又有还原性
D.实验③证明氧化性:
【答案】B
【解析】A.KCrO2中K为+1价,O为-2价,化合物总电荷为0,则Cr的化合价为+3,A错误;
B.实验①中Cr2O3与强酸(硫酸)和强碱(KOH)反应生成对应的盐(Cr2(SO4)3和KCrO2),符合两性氧化物的定义,因此实验①能证明Cr2O3是两性氧化物,B正确;
C.实验②中Cr的化合价从+3(KCrO2)升至+6(K2Cr2O7),说明H2O2作为氧化剂,仅表现氧化性,未体现还原性,C错误;
D.实验③中将I-氧化为I2,说明的氧化性强于I2,D错误;
故答案选B。
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第一单元 氯气及氯的化合物
题型01 海水中的化学资源
题型02 氯气的实验室制法
题型03 氯气的工业制法
题型04 氯原子结构及氯气的物理性质
题型05 氯气与单质的反应
题型06 氯水的成分及次氯酸的性质
题型07 氯气与碱的反应
题型08 次氯酸盐的性质及应用
题型09 氯及其化合物的转化
题型10 氧化还原反应有关概念的判断
题型11 常见的氧化剂和还原剂
题型12 用双线桥表示氧化还原反应
题型13 用单线桥表示氧化还原反应
题型14 氧化性、还原性的判断及比较
题型01 海水中的化学资源
1.海水中蕴含的元素有80多种,它是一个巨大的宝藏,期待着人们的开发和利用。
2.海水中的氯化物主要为NaCl,其次是MgCl2、CaCl2和KCl。
3.地球上99%以上的溴蕴藏在大海中,海水中溴的总储量高达1×1014t,溴被称为“海洋元素”。此外,海水中还含有丰富的碘元素。据估计,海水中碘的总量可达8×1010t。
【典例1】医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带,这是由于海带中含有较丰富的( )
A.碘元素 B.铁元素
C.钠元素 D.钾元素
【变式1-1】海水中含量最多的离子是( )
A.钠离子 B.氯离子
C.钙离子 D.镁离子
【变式1-2】海水中含有大量的化学元素,自然界中的有些元素主要存在于海水中。下列元素中,被称为“海洋元素”的是( )
A.氮 B.硫
C.溴 D.氯
题型02 氯气的实验室制法
(1)原理方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)实验装置图
①发生装置所用仪器的名称为A:分液漏斗、B:圆底烧瓶。
②装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。
③装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
(3)收集方法
①向上排空气法(氯气密度大于空气)。
②排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)。
(4)尾气处理
实验装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液,该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
【典例2】(25-26高三上·江苏扬州·阶段检测)实验室制取时,下列装置能达到相应实验目的的是
A.制备 B.净化
C.收集 D.尾气处理
【变式2-1】(24-25高二下·江苏无锡·期末)实验室制取时,下列装置不能达到相应实验目的的是
A.用装置甲制备 B.用装置乙净化 C.用装置丙收集 D.用装置丁处理尾气
【变式2-2】(22-23高三上·江苏扬州·期中)实验室制取并探究其氧化性,下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制取
B.用装置乙除去中混有的HCl
C.用装置丙验证的氧化性
D.用装置丁吸收尾气中的
【变式2-3】如图所示,某小组同学拟用如图仪器,在实验室中制备干燥、纯净的氯气。请完成下列空白。
(1)上述仪器正确连接后应进行的操作是___________________________________。
(2)实验室制备氯气反应的化学方程式是________________________________。
(3)饱和食盐水的作用是__________________,浓硫酸的作用是__________________。
(4)为防止污染空气,实验时如图烧杯所盛溶液化学式为__________________,发生反应的离子方程式是________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
A.钠、铁和铜都能和氯气反应,生成金属氯化物
B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
C.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰
D.氯水中含有次氯酸,氯水具有杀菌、漂白作用
题型03 氯气的工业制法
1.实验探究——模拟工业制备氯气
(1)电解装置和现象
(2)电解产物的验证
实验操作
实验现象
实验结论
试管移近酒精灯以后,发出“噗”的响声(或爆鸣声)
与电源负极相连的铁棒上逸出氢气
湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
与电源正极相连的石墨棒上逸出氯气
溶液颜色变红
左管溶液中有_NaOH产生
(3)实验结论
根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。
(4)电解原理
电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
2.氯碱工业
(1)含义:以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业。
(2)氯碱工业产品的用途
①Cl2:用于制取盐酸、漂白粉、饮用水消毒、有机合成(农药、药物)等。
②H2:用于生产盐酸、金属冶炼等。
③NaOH:工业生产中最常用的碱,主要用于有机合成、造纸、印染等。
【典例3】如图为教材中电解饱和食盐水的实验装置。下列叙述不正确的是( )
A.装置中,a管能产生氢气
B.b管导出的是氯气
C.以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”
D.在石墨棒电极区域有NaOH生成
【变式3-1】电解饱和食盐水时,与电源负极相连的电极上得到的气态物质是( )
A.氯气 B.氢气
C.烧碱 D.氯化氢
【变式3-2】(25-26高一上·江苏镇江·月考)是一种重要的化工原料,下图是氯碱工业和的制备原理,下列说法不正确的是
A.反应①的化学方程式为
B.反应①②均属于氧化还原反应
C.纯净的能在中安静地燃烧,发出苍白色火焰
D.反应①中的氧化剂和还原剂的质量比为58.5∶18
【变式3-3】(20-21高一上·江苏苏州·期中)表示下列指定反应的化学方程式正确的是
A.用赤铁矿炼铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
B.铁与稀盐酸反应:2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
C.电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑
D.实验室制氧气:H2O2H2↑+O2↑
题型04 氯原子结构及氯气的物理性质
1.氯的原子结构及存在
(1)原子结构
原子结构示意图为 ,氯原子容易得到1个电子而形成Cl-。
(2)存在
氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在。
2.物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
有毒
1体积水溶解2体积氯气
【典例4】下列关于氯气物理性质的描述正确的是
A.无色无味 B.密度比空气小
C.难溶于水 D.有强烈刺激性气味
【变式4-1】下列关于氯气的说法中正确的是
A.氯气在常温下能与铁反应,故不能用铁罐存放液氯
B.点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢
C.氯气氧化性很强,一般都能将金属氧化为它的最高价态
D.氯原子最外层有7个电子,所以氯元素只有-1和+7价
【变式4-2】某工厂发生Cl2泄漏,以下应对措施中主要是基于Cl2的物理性质考虑的是( )
A.向被污染的土壤洒石灰
B.向远离污染源的高处撤离
C.用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻迅速撤离
D.来不及撤离时可用纯碱溶液浸湿的棉被堵好门窗
【变式4-3】(2024高二上·江苏扬州·学业考试)下列有关氯气及氯水的说法正确的是
A.为共价化合物 B.可用试纸测量氯水的
C.常温常压下氯气密度小于空气 D.氯气为黄绿色有刺激性气味气体
题型05 氯气与单质的反应
1.与金属的反应
反应现象
化学方程式
Na
剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量白烟
2Na+Cl22NaCl
Fe
Fe丝在氯气中燃烧,产生棕色烟
2Fe+3Cl22FeCl3
Cu
Cu丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色
Cu+Cl2CuCl2
2.与非金属反应
与H2反应:反应方程式:H2+Cl22HCl,反应现象:H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。
【典例5】(22-23高一上·江苏无锡·期中)下列说法中,正确的是
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色的火焰
B.氯气泄露,可用浸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻,逃离现场
C.铜丝在氯气中燃烧,生成蓝色的氯化铜固体
D.氯元素在自然界中既有游离态又有化合态存在
【变式5-1】氢气在氯气中燃烧的现象是
A.发出黄色火焰
B.产生红棕色烟
C.安静地燃烧,产生苍白色火焰,瓶口上方产生白雾
D.剧烈燃烧,产生棕黄色烟
【变式5-2】(24-25高二上·江苏淮安·阶段检测)下列氯化物既可以由氯气与金属反应制得,又可以由金属与盐酸反应制得的是
A. B. C. D.
【变式5-3】(22-23高一下·江苏无锡·期中)下列物质中,不能由单质直接化合生成的是
① ②FeS ③ ④ ⑤
A.①③⑤ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.全部
题型06 氯水的成分及次氯酸的性质
1.氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
2.次氯酸的三大性质
3. 漂白性实验:
实验操作
实验现象
结论
有色布条
不褪色
干燥的Cl2不具有漂白作用
有色布条褪色
氯水有漂白作用,起漂白作用的是HClO
【典例6】(24-25高二下·江苏无锡·阶段检测)下列叙述错误的是
A.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等
B.氯水久置后酸性会增强
C.向新制氯水中加入NaHCO3固体,产生气泡,氯水呈酸性
D.SO2和氯水都具有漂白性,SO2通入氯水中漂白能力增强
【变式6-1】(2025·江苏·一模)实验室制取少量氯水并测量其pH。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙制取氯水
C.用装置丙吸收 D.用装置丁测量氯水的pH
【变式6-2】(23-24高一上·江苏徐州·期中)某兴趣小组利用数字化实验测定光照过程中氯水的 、氯离子的浓度、容器内氧气的体积分数三者的变化,实验结果如下图所示。下列说法正确的是
A.氯水 减小的主要原因是光照引起 逸出,溶液中 浓度减小导致的
B.氯离子浓度增大的主要原因是次氯酸光照分解生成氯化氢导致的
C.氧气体积分数增大的主要原因是光照时氧气在水中的溶解度减少导致的
D.随着对氯水光照时间的延长,氯水的酸性和漂白性都会不断减弱
【变式6-3】(24-25高一上·江苏扬州·期中)将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色呈如图变化:
关于溶液中导致变色的微粒I、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是
A. B.
C. D.
题型07 氯气与碱的反应
1.与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
(1)反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
(2)漂白液的有效成分是次氯酸钠。
2.与石灰乳反应——制取漂白粉
(1)反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
【典例7】(24-25高一上·江苏·阶段检测)氯气、“84”消毒液、漂白粉等都是含氯的消毒剂,某化学兴趣小组利用如图装置制备“84”消毒液、漂白粉,并收集纯净干燥的氯气。回答下列问题:
(1)盛装浓盐酸的仪器的名称为 ,装置甲中发生反应的化学方程式为 ,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(2)装置丁用来收集纯净且干燥的氯气,进气口为 (填标号);装置乙和丙盛装的试剂分别是 、 (填名称)。
(3)将氯气通入石灰乳中制备漂白粉,则该反应的化学方程式为 。
(4)久置的氯水会失去漂白性,溶液由黄绿色变为无色。为探究氯水失效的原因,进行实验:用强光照射盛有氯水的密闭广口瓶,并用传感器测定广口瓶中数据,得到如下曲线。
①解释上两图中曲线变化的原因 。
②若在上述整个实验过程中测定溶液的,的变化是 。
(5)氯气与会发生:①;在温度较高时还会发生反应:②。若向溶液中通入,当完全反应后,测得溶液中含,则溶液中与物质的量比是多少(写出计算过程) 。
【变式7-1】某实验室的尾气中含有较多的氯气,有毒,要吸收这些尾气,下列试剂最适合的是( )
A.饱和的石灰水 B.饱和的食盐水
C.自来水 D.烧碱溶液
【变式7-2】(24-25高一上·江苏淮安·阶段检测)利用NaClO氧化尿素[CO(NH2)2]反应制备N2H4•H2O (水合肼)的实验流程如图所示:
已知:①氯气与烧碱溶液的反应是放热反应;
②氯气与烧碱在低温下生成NaClO,在较高温下生成NaClO3;
③N2H4·H2O有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ中无需控制反应的温度。
B.步骤Ⅱ中可将尿素水溶液逐滴滴入NaClO碱性溶液中。
C.生成水合肼的离子方程式为:C1O-+CO(NH2)2+2H2O=C1-++N2H4·H2O+H+。
D.步骤Ⅱ生成水合肼反应中NaClO作为氧化剂
【变式7-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中用下图装置(部分装置省略)制备氯气,并利用其与碱反应时的温度控制制备和NaClO。
回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是 ,a中的试剂为 ,a的作用是 (请用离子方程式解释)。
(2)该装置制备氯气的化学方程式是 。
(3)b中通过加热会生成,发生反应的离子方程式是 。
(4)取少量和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,加入淀粉溶液后变蓝。可知该条件下NaClO的氧化能力 (填“大于”或“小于”)。
(5)反应结束后多余的氯气也可以制成氯水使用。下图是用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时,用数字化传感器采集的图像,下列纵坐标代表的物理量与图像相符的是 。
a.瓶中氯气的体积分数 b.瓶中氧气的体积分数 c.溶液的导电能力 d.溶液的漂白能力
题型08 次氯酸盐的性质及应用
1.漂白原理
次氯酸盐溶于水后与空气中的CO2反应生成次氯酸,如漂白粉的漂白原理用化学方程式表示为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。
2.常用含氯消毒剂及其合理使用
(1)具有漂白和消毒作用的含氯化合物有次氯酸、次氯酸盐(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,效果更持久,受水体的pH变化影响小,且使用起来更方便、安全。
(2)漂白粉需密封保存,以防止变质失效。
(3)含氯漂白剂与洁厕灵(含有盐酸)不能混合使用,否则将产生Cl2。
【典例8】(24-25高一上·江苏无锡·期末)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的步骤如下:
Ⅰ.将电石渣与水混合,搅拌,形成浆料
Ⅱ.75℃时向浆料中通入Cl2,充分反应,过滤
Ⅲ.向滤液中加入稍过量的KCl固体,蒸发浓缩,冷却至25℃结晶得KClO3
下列说法正确的是
A.通Cl2时CaCO3不发生反应
B.通入Cl2的速率越快,Cl2的利用率越高
C.步骤Ⅱ中Cl2和Ca(OH)2反应的方程式为:
D.25℃时KClO3的溶解度小于Ca(ClO3)2的溶解度
【变式8-1】(2024高一上·江苏连云港·学业考试)“84消毒液”的有效成分是次氯酸钠。使用注意事项为:①本品为外用消毒剂,不可内服;②本品对金属制品有腐蚀作用,对棉纺织品有漂白脱色作用;③密闭、避光、避热、置于阴凉处保存;④保质期为一年。下列说法错误的是
A.次氯酸钠的化学式为 B.“84消毒液”受热易变质
C.“84消毒液”能使品红溶液褪色 D.“84消毒液”能用铁制容器盛放
【变式8-2】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.能溶于水,可用于工业制盐酸 B.具有还原性,可用于实验室制取氯气
C.具有强碱性,可用作漂白液 D.气体呈黄绿色,可用作自来水消毒剂
【变式8-3】(24-25高二下·江苏无锡·阶段检测)下列叙述错误的是
A.溶液与反应生成和
B.将溶液分别滴入品红溶液和滴加醋酸的品红溶液中,观察品红溶液颜色变化,探究对氧化性的影响
C.向溶液中滴加酚酞试剂,溶液先变红后褪色,证明在溶液中发生了水解反应
D.、等氯的含氧酸盐的氧化性随溶液的pH减小而增强
题型09 氯及其化合物的转化
【典例9】(25-26高一上·江苏镇江·月考)氯元素的化合价与其形成的常见物质种类的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.b和任何物质发生氧化还原反应时,只能被氧化
B.干燥的c没有漂白性,d物质具有漂白性
C.一定条件下e和f均属于较强氧化剂
D.的化学式为
【变式9-1】(24-25高一上·江苏盐城·期中)下列选项所表示的物质间转化关系不能一步转化的是
A.CaO→Ca(OH)2→CaCO3 B.HCl→Cl2→NaCl
C.CO2→Na2CO3→NaCl D.Cu→CuO→Cu(OH)2
【变式9-2】(23-24高一上·江苏南京·阶段检测)“价—类二维图”是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价—类二维图”如题图所示,下列说法不正确的是
A.a是HCl,从元素价态看,HCl只具有还原性
B.b与水反应可以得到d
C.d与NaOH溶液发生反应
D.可溶性e溶液中的阴离子可用AgNO3溶液和稀硝酸检验
【变式9-3】A、B、C、D、E五种物质都含有相同的元素X,这五种物质间相互转化关系如下图所示。
已知X元素的单质是黄绿色气体,由此推断这五种物质的化学式分别为
A________,B________,C________,D________,E________。
题型10 氧化还原反应有关概念的判断
1.定义:有电子转移的反应。
2.实质:电子的转移(得失或偏移)。
3.特征:元素化合价有升降,且化合价升高的总价数等于化合价降低的总价数。
4.氧化还原反应概念之间的关系
化合价升高——失去电子——被氧化——发生氧化反应——是还原剂
化合价降低——得到电子——被还原——发生还原反应——是氧化剂
【典例10】(25-26高一上·江苏镇江·月考)下列反应中属于氧化还原反应的是
①
②
③
④
⑤
A.②④ B.①③④ C.①②③ D.①③⑤
【变式10-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)科学家发现了利用泪液来检测糖尿病的方法,其原理是用NaAuCl4溶液与汇液中的葡萄糖反应生成直径为20~60 nm的 Au 单质颗粒(反应前后Cl元素均为-1价)。下列有关说法不正确的是
A.该反应中Au 元素的化合价降低 B.该反应中葡萄糖是还原剂
C.该反应中NaAuCl4发生氧化反应 D.反应后所得分散系能产生丁达尔效应
【变式10-2】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)下列关于氧化还原反应说法正确的是
A.氧化还原反应的本质是元素化合价的升降
B.阳离子只能得到电子被还原,阴离子只能失去电子被氧化
C.有单质参与的反应一定是氧化还原反应
D.复分解反应一定不是氧化还原反应
【变式10-3】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)化学实验中若使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,则可不再向环境排放该种有害物质。在如图所示有编号的反应中,属于氧化还原反应的有
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
题型11 常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2等;
含高价金属阳离子的化合物:FeCl3、CuCl2等;
含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2等。
(2)常见的还原剂
活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等;
含低价金属阳离子的化合物:FeCl2等;
某些非金属单质:C、H2等;
含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、KI等。
(3)在可变化合价元素的化合物中,具有中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂,如:Cl2、S、SO2、H2SO3等。
【典例11】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)在稀有气体氛围中可用于反应制取少量金属钛()。下列说法正确的是
A.Na得到电子 B.作还原剂
C.稀有气体保护金属不被氧化 D.稀有气体可用Cl2代替
【变式11-1】(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)实现下列物质间的转化,必须加入还原剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【变式11-2】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)石英与焦炭在高温的氮气流发生反应:,下列说法不正确的是
A.是氧化剂
B.若参加反应的碳质量是1.2g,则生成2.24L一氧化碳
C.是氧化产物
D.氧化剂和还原剂物质的量之比为1:3
【变式11-3】(23-24高一上·江苏扬州·阶段检测)下列物质转化一定需要加入氧化剂的是
A.Al2O3→A1 B.KMnO4→O2
C.S→SO2 D.→SO2
题型12 用双线桥表示氧化还原反应
表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化反应或还原反应的原子个数,b表示每个原子得到或失去的电子数,当a=1或b=1时,要省略;
④被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。
如
【典例12】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【变式12-1】(25-26高一上·江苏·阶段检测)下列各氧化还原反应的化学方程式表示的变化过程正确的是
A. B.
C. D.
【变式12-2】(23-24高一上·江苏南京·阶段检测)下列有关氧化还原反应的表示方法不正确的是
A.
B.
C.
D.
题型13 用单线桥表示氧化还原反应
确定变化化合价,计算价态的变化;桥上标明电子数,箭头还原到氧化。
注意事项。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况;
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
注:(1)两种方法中箭头的指向不同。双线桥中箭头指向产物中变价的相应元素;单线桥中箭头指向得到电子的元素。(2)转移数目指的是与方程式计量数有关的得电子总数或失电子总数。
【典例13】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【变式13-1】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)下列单、双线桥的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【变式13-2】(22-23高一上·江苏南通·阶段检测)下列反应电子转移表示表示正确的是
A. B.
C. D.
题型14 氧化性、还原性的判断及比较
1.根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
2.根据元素的活动性顺序比较
3.根据反应条件来判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4>MnO2。
(2)Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al加热条件下也难反应,故还原性:Na>Mg>Al。
4.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl22FeCl3
Fe+SFeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理类似。
【典例14】(25-26高一上·江苏·阶段检测)已知:,则下列判断正确的是
A.第一个反应中Cu是氧化产物 B.第二个反应中Cu是氧化剂
C.还原性: D.氧化性:
【变式14-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)已知有如下反应:
①2NaBrO3+Cl2=Br2+2NaClO3
②NaClO3+5NaCl+3H2SO4=3Cl2↑+3H2O+3Na2SO4
③2FeCl2+Cl2=2FeCl3
根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
B.Cl2在反应③中作氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为:NaClO3>NaBrO3>Cl2>FeCl3
D.溶液中可发生:NaClO3+6FeCl2+3H2SO4=NaCl+4FeCl3+Fe2(SO4)3+3H2O
【变式14-2】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
【变式14-3】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)已知下列实验事实:
①固体既能溶于溶液得到溶液,又能溶于硫酸得到溶液
②向溶液中滴加溶液,再酸化,可得溶液
③将溶液滴加到淀粉和的混合溶液中,溶液变蓝
下列判断正确的是
A.化合物中铬元素为价
B.实验①证明是两性氧化物
C.实验②证明既有氧化性又有还原性
D.实验③证明氧化性:
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