内容正文:
课下巩固精练卷(十六) 氯及其化合物
一、选择题
1.化学来源于生活,也服务于生活。下列有关生活中的化学知识叙述正确的是( )
A.氯气和活性炭均可作漂白剂,若同时使用,漂白效果会明显加强
B.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
C.测定溶液pH的实验中,用干燥pH试纸测定新制氯水的pH,测定结果无影响
D.通常状况下氯气能和Fe反应,氯气的储存不能用铁制容器
答案:B
2.(2025·安徽淮北模拟)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.Ca(ClO)2(aq)HClO(aq)O2(g)
B.NaCl(aq)Na(s)Na2O2(s)
C.HCl(aq)Cl2(g)Ca(ClO)2
D.Fe(s)FeCl2(s)FeCl3(aq)
答案:A
3.(人教必修第一册P51T3)如图所示,在A处通入未经干燥的氯气。当关闭B处的弹簧夹时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B处的弹簧夹后,C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是( )
①饱和NaCl溶液 ②NaOH溶液 ③H2O ④浓硫酸
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
答案:C
4.(双选)(2025·湖南邵阳模拟)三颈烧瓶内盛放氯水,将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈烧瓶中(图1),用强光照射氯水,进行实验并采集数据,获得相关变化曲线(如图2、3所示)。下列说法正确的是( )
A.由图3可推知光照可催化水分解,产生氧气
B.由图1、2、3可验证HClO见光分解的产物
C.由图2可推知c(Cl-)增大的主要原因是HClO能电离出Cl-
D.随着强光照射氯水,氯水的pH值减小
解析:选BD。图3中氧气的体积分数增大的主要原因是次氯酸见光分解产生氧气,光照不易使水分解,A错误;由图1、2、3可知光照氯水时,氯离子浓度增大,氧气的体积分数增大,据此可以验证HClO见光分解的产物是HCl和O2,B正确;由图2可推知c(Cl-)增大的主要原因是次氯酸光照下分解产生的HCl能电离出Cl-,而不是HClO能电离出Cl-,C错误;随着强光照射氯水,次氯酸光照下分解产生HCl,则氯水的pH值减小,D正确。
5.自来水厂中一种预防和处理Cl2泄漏的方法如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.Cl2和水反应的离子方程式为:H2O+Cl2⇌Cl-+HClO+H+
B.铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2
C.吸收漏氯的离子方程式为:2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+
D.铁屑耗尽时溶液中可能大量存在:Fe2+、Fe3+、ClO-、Cl-
答案:D
6.(2025·江苏无锡期末)实验室拟制取少量液氯。干冰、液氯和氯化氢的沸点分别为-78.5 ℃、-34 ℃和-85.1 ℃,下列实验装置或操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙干燥氯气
C.用装置丙液化氯气 D.用装置丁吸收尾气
答案:A
7.(2025·河北模拟预测)漂白粉是常见的杀菌消毒剂,某实验小组用如图所示的装置模拟生产漂白粉。
已知:氯气与石灰乳反应时放出热量;温度较高时氯气与石灰乳反应生成Ca(ClO3)2。下列说法错误的是( )
A.圆底烧瓶中的二氧化锰不能用高锰酸钾粉末代替
B.试剂X为浓硫酸,用于除去Cl2中的水蒸气
C.制取漂白粉的反应为2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
D.将盛有石灰乳的广口瓶用冰水冷却有利于提高漂白粉的产率
解析:选B。高锰酸钾与浓盐酸在常温下即可反应生成氯气,加热时反应速率过快,因此圆底烧瓶中的二氧化锰不能用高锰酸钾粉末代替,A正确;浓盐酸具有挥发性,因此使用MnO2与浓盐酸混合加热制取的Cl2混有HCl,试剂X为饱和食盐水,用于除去Cl2中的杂质HCl,避免与石灰乳发生副反应,B错误。
8.(2025·河北邢台期末)利用Cl2氧化锰酸钾(K2MnO4)制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置已略):
已知:K2MnO4只能在浓强碱溶液中稳定存在,在碱性较弱的溶液中K2MnO4会发生自身氧化还原反应。
下列说法错误的是( )
A.a能保证恒压漏斗中的浓盐酸顺利滴下
B.将装置B中饱和食盐水换为浓硫酸也可以达到相同的目的
C.装置D的目的是吸收反应过程中过量的氯气,防止污染环境
D.由上述实验可推知,在强碱性条件下,氧化性:Cl2>KMnO4
解析:选B。漂白粉具有强氧化性,和浓盐酸在圆底烧瓶中发生氧化还原反应产生Cl2,由K2MnO4只能在浓强碱溶液中稳定存在,在碱性较弱的溶液中K2MnO4会发生自身氧化还原反应,故Cl2在通入K2MnO4溶液之前需除去HCl,Cl2和K2MnO4在C中反应产生KMnO4,反应不完的Cl2用D中溶液吸收。
9.(2025·陕西西安模拟)下图为氯及其化合物的“价—类”二维图。
下列推断错误的是( )
A.可利用c的强氧化性进行自来水杀菌消毒
B.d的结构式为H—Cl—O
C.实验室可使用g和a的浓溶液制备b
D.酸性强弱顺序为e>H2CO3>d
解析:选B。根据“价—类”二维图可知,a为HCl,b为Cl2,c为ClO2,d为HClO,e为HClO4,g为氯酸盐,f为次氯酸盐。ClO2具有强氧化性,常用于自来水的杀菌消毒,A正确;HClO的结构式为H—O—Cl,B错误;实验室可使用KClO3和浓盐酸制备氯气,C正确;酸性强弱顺序为HClO4>H2CO3>HClO,D正确。
10.消毒是饮用水处理中的重要环节之一。目前,常用的消毒剂有氯气、二氧化氯等。研究人员发现:1.0 mg·L-1氯气与0.5 mg·L-1二氧化氯的消毒能力相当,氯气和二氧化氯消毒过程中都会产生三氯甲烷(有毒副产物)。在40 ℃时,对两种消毒剂的浓度与产生三氯甲烷的浓度关系进行了对比实验。得出的数据如图1和图2所示。下列说法不正确的是( )
A.对比图1和图2可得出,浓度均为0.3 mg·L-1时,二者的消毒能力相当
B.40 ℃时,4.0 mg·L-1的氯气在0~20 h内产生的三氯甲烷明显增多
C.实验数据表明,氯气和二氧化氯在消毒能力相当的情况下,使用二氧化氯作消毒剂比用氯气更安全
D.自来水厂以亚氯酸钠(NaClO2)和盐酸为原料,用二氧化氯发生器现场制二氧化氯的方程式为5NaClO2+4HCl===4ClO2+5NaCl+2H2O
解析:选A。因为1.0 mg·L-1氯气与0.5 mg·L-1二氧化氯的消毒能力相当,所以浓度均为0.3 mg·L-1时,二氧化氯的消毒能力强,故A错误。
11.(双选)工业上把Cl2通入冷NaOH溶液中制得漂白液(有效成分为NaClO)。某化学小组在一定温度下将氯气缓缓通入NaOH溶液中,模拟实验得到ClO-、ClO等离子的物质的量n(mol)与反应时间t(min)的关系曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.参加反应所需NaOH与氯气的物质的量之比一定为1∶1
B.a点时溶液中n(NaCl)∶n(NaClO3)∶n(NaClO)=6∶1∶1
C.t2~t4 min,ClO-的物质的量下降的原因可能是3ClO-===2Cl-+ClO
D.使用漂白液时,为了增强漂白效果,可以向漂白液中通入二氧化硫
解析:选AD。溶液中溶质为NaCl、NaClO、NaClO3,n(Na)=n(Cl),则参加反应所需要的NaOH与氯气的物质的量之比一定为2∶1,A错误;a点时,Cl2通入NaOH溶液中,反应得到含有ClO-与ClO物质的量之比为1∶1的溶液,根据得失电子守恒配平方程式为4Cl2+8NaOH===6NaCl+NaClO3+NaClO+4H2O,溶液中n(NaCl)∶n(NaClO3)∶n(NaClO)=6∶1∶1,B正确;由图可知,t2~t4 min,n(ClO)增大,n(ClO-)减小,结合电子转移守恒,可能是ClO-发生歧化反应:3ClO-===2Cl-+ClO,C正确;二氧化硫具有强还原性,与漂白液发生氧化还原反应,则向漂白液中通入二氧化硫,会减弱漂白能力,D错误。
二、非选择题
12.(2025·贵州贵阳二模)Cl2O是一种高效消毒剂,易溶于水且会与水反应,与有机物接触时会爆炸。制备原理: HgO+2Cl2HgCl2+Cl2O, 装置如图(部分夹持仪器已省略)。
已知:
Cl2O
N2
NH3
Cl2
熔点/℃
-120.6
-209.86
-77.3
-101
沸点/℃
2.0
-195.8
-33.35
-34.6
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是________,装置A中所发生反应的离子反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置B中的试剂是饱和食盐水,其作用是____________;装置C中盛放的是__________。
(3)制取Cl2O是“气-固”反应,反应柱D中不利于该反应的措施是__________。
a.将HgO粉末化并加热去除水分,加玻璃珠与之混合填入反应柱D
b.为使Cl2与HgO充分接触,让混合气从下口进入反应柱D并调控流速
c.为提高Cl2O的生成速率,将加热带缠绕于反应柱D并加热到45 ℃
(4)装置E中的液态冷却剂可选用____________(填“液氨”“冰盐水”或“液氮”) ;装置A、B、C间连接器的材质与反应柱D、装置E、F间连接器的材质有明显差别,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若将装置组装完整,虚框F中可选用________(填字母)。
(6)ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl-,ClO2的消毒能力是等质量Cl2O的______倍(结果保留两位小数)。
解析:A中高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯气,装置B的作用是除去Cl2中少量的HCl,C装置的作用是干燥N2和Cl2的混合气体,Cl2和HgO在D中反应,装置E是冷却装置,作用是使Cl2O液化而不液化Cl2,虚框F中装置的作用是防止空气中的水进入装置,同时过量的Cl2有毒,也需要除去。
(3)由题意可知,HgO和Cl2在18 ℃~25 ℃发生反应生成Cl2O,则不能将加热带缠绕于反应柱D并加热到45 ℃,c操作错误;Cl2O易溶于水且会与水反应,可将HgO粉末化并加热去除水分后再装入仪器中,a和b操作都有利于该反应进行,故选c。
(4)由表格数据可知, Cl2O的沸点为2 ℃,Cl2的沸点为-34.6 ℃,液氨和液氮温度太低会使Cl2O和Cl2都液化,装置E中的液态冷却剂可选用冰盐水,使Cl2O液化而不液化Cl2,装置A、B、C间连接器的材质与反应柱D、装置E、F间连接器的材质有明显差别,原因是橡胶管的主要成分中含有有机物,Cl2O遇有机物会爆炸。
(5)Cl2O易溶于水且会与水反应,因此要防止空气中的水进入装置,同时过量的Cl2有毒,也需要除去,虚框F中可选用ad,b装置不能吸收氯气,c和e装置不能防止水蒸气进入装置,故选ad。
(6)ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl-,则相同质量ClO2和Cl2O得到电子数之比为:∶≈1.61。
答案:(1)分液漏斗 2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)除去Cl2中少量的HCl 浓H2SO4 (3)c
(4)冰盐水 橡胶管的主要成分中含有有机物,Cl2O遇有机物会爆炸
(5)ad (6)1.61
13.(2025·山西大同模拟)四氯化碳(CCl4)主要用作优良的溶剂、灭火剂、制冷剂、萃取剂等。某化学小组模拟工业原理,用二硫化碳与氯气反应制取四氯化碳,所用实验各部分装置如下图所示(部分夹持仪器、加热装置已省略)。
已知:
①CS2与溴水反应生成硫酸和氢溴酸等,可用溴水吸收CS2;
②CS2与Cl2在铁作催化剂的条件下,在装置C中(85~95 ℃)反应可生成四氯化碳;
③硫单质的沸点445 ℃,CS2的沸点46.5 ℃,CCl4沸点76.8 ℃、密度1.6 g·cm-3。
回答下列问题:
(1)装置A中仪器a的名称是____________,用浓盐酸与K2Cr2O7反应制取Cl2,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
(Cr2O→Cr3+)。
(2)装置的连接顺序为A→____→____→____→____→E。
(3)为使冷凝效果较好,应选用的冷凝管为____(填序号);装置C中冷凝管的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,冷水从__________口通入。
(4)反应结束后关闭K1、K2,此时装置F的作用为
________________________________________________________________________。
(5)反应一段时间后,装置C中出现淡黄色固体,写出装置C中发生反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)装置C中反应结束后,先过滤除去固体______(填名称),再经过__________(填操作名称)可得到CCl4。
解析:由实验装置图可知,装置A中重铬酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,其中长颈漏斗能起到平衡气压的作用,装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置C中氯气在催化剂作用下与二硫
化碳在85 ℃~95 ℃条件下反应制备四氯化碳,装置B中盛有的溴水用于吸收挥发出的二硫化碳,装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气和挥发出的溴,防止污染空气,则装置的连接顺序为A→F→D→C→B→E。
答案:(1)圆底烧瓶 Cr2O+14H++6Cl-2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(2)F D C B
(3)①或③ 使挥发出的CS2和CCl4冷凝回流 m
(4)储存未反应完的Cl2 (5)CS2+2Cl2CCl4+2S↓
(6)铁 蒸馏
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