第5章 第16讲 氯及其化合物(课件PPT)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案(创新版)
2026-08-10
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦“氯及其化合物”专题,覆盖氯的性质、实验室制法、卤素性质及离子检验等高考核心考点,对接高考评价体系,分析“氯水成分与性质”“氯气制备”等高频考点权重,归纳实验探究、性质判断等常考题型,体现备考针对性。
课件亮点在于高考真题训练与核心素养融合,精选2024-2025年浙江选考、黑吉辽卷等真题,通过氯水平衡分析培养科学思维,结合实验室制法装置优化训练科学探究能力,特设易错点如“氯水漂白原理”辨析,帮助学生掌握答题技巧,教师可据此高效组织复习。
内容正文:
第16讲 氯及其化合物
第五章 非金属及其化合物
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1.了解氯及其重要化合物的主要性质、应用以及对生态环境的影响。 2.掌握实验室制取氯气的原理、装置和操作注意事项,增强绿色环保意识。 3.了解卤素单质的性质,掌握卤素离子的检验方法。
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1
考点一
2
考点二
3
考点三
栏
目
导
引
4
真题体验 研考题·提技能
5
限时规范训练
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3
考点一
氯及其重要化合物
1.氯气的物理性质
氯气是一种_______色,有强烈__________气味的气体,密度比空气的_____,沸点-34.6 ℃,_____液化。氯气有毒。
[提醒] 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔(如图所示)。
黄绿
刺激性
大
易
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4
2.氯气的化学性质
(1)从氯的原子结构认识氯气的氧化性
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[提醒] 氯气与变价金属反应,生成高价态金属氯化物。
2Na+
2Fe+3Cl22FeCl3
棕黄
苍白
Cl2+2KI===2KCl+I2
Cl2+SO2+2H2O===
Cl2+2FeCl2===2FeCl3
3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl
Cl22NaCl
H2SO4+2HCl
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(2)从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
氯气与水或碱反应时,氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现还原性又表现氧化性。
[提醒] 氯气能与碱性物质反应,若氯气产生污染,则可用碱性物质吸收,但在实验室吸收氯气尾气时,用浓度较大的NaOH溶液,一般不用澄清石灰水吸收,因其浓度较小,可能导致尾气吸收不完全。
Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2
+2H2O
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3.从平衡的角度理解氯水的成分和性质
(1)氯水的成分
在25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气,溶于水中的氯气只有少量与水反应。新制氯水中的三种平衡和七种微粒:
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(2)氯水性质的多样性
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4.次氯酸和次氯酸盐
(1)次氯酸
弱
2HClO2HCl+O2↑
棕色
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(2)漂白液
NaClO
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(3)漂白粉
CaCl2和Ca(ClO)2
Ca(ClO)2
碱
氧化
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+
+2HClO
2HClO、2HClO2HCl+O2↑
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正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)标准状况下,11.2 L Cl2与水充分反应转移的电子数为0.5NA( )
(2)氯水显酸性,可用pH试纸测定氯水的pH( )
(3)氯气可以使湿润的有色布条褪色,所以氯气具有漂白性( )
(4)向新制氯水中加入碳酸钙粉末或亚硫酸钙粉末,能增强氯水的漂白效果( )
(5)在使用“84”消毒液时,将其在空气中放置一段时间后漂白效果更好
( )
×
×
×
×
√
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一、氯气和氯水
1.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是 ( )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
B.通常状况下,干燥的氯气能与Fe反应
C.金属钠在氯气中燃烧,生成白烟
D.镁可以在氯气中燃烧,生成氯化镁
B
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解析:B 因红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧生成固体氯化铜,则会观察到棕黄色的烟,故A正确;铁与氯气在加热的条件下才能反应,则干燥的氯气与Fe在通常状况下不反应,故B错误;钠在氯气中燃烧,生成白色的烟,故C正确;镁可以在氯气中燃烧,生成氯化镁,故D正确。
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2.(2025·辽宁铁岭期末)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
C
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解析:C 由题目信息可知,氯气能溶于水,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;氯气与水反应的离子方程式为Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO,加入少量CaCO3粉末会与H+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,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,所以溶液先变红后褪色,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。
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3.为探究新制氯水的性质,某学生做了如下实验:
实验 装置 试剂a 现象
① 紫色石蕊溶液 溶液先变红后褪色
② NaHCO3溶液 产生气泡
③ HNO3酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀
④ FeCl2溶液、KSCN溶液 溶液变红
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由上述实验可得新制氯水的性质与对应的解释或离子方程式不相符的是
( )
A.实验①说明新制氯水中含有H+、HClO
B.实验②发生的反应为+HClO===ClO-+CO2↑+H2O
C.实验③说明新制氯水中有Cl-,发生的反应为Cl-+Ag+===AgCl↓
D.实验④说明氯气具有强氧化性,发生的反应为Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+
B
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解析:B 紫色石蕊溶液先变红,说明有H+存在,后褪色,说明有HClO存在,A正确;酸性:HCl>H2CO3>HClO>,根据强酸制弱酸原理,正确的离子方程式为+H+===CO2↑+H2O,B错误;新制氯水中有Cl-,和Ag+反应生成白色沉淀,C正确;Cl2具有强氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+遇KSCN使溶液显红色,D正确。
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二、含氯消毒剂
4.(2025·吉林长春期中)“84”消毒液是一种常见的含氯消毒剂。下图为某品牌84消毒液说明书中的部分内容。
产品说明:本品是以次氯酸钠为有效成分的消毒液。
注意事项:
①本品易使有色织物脱色。
②不得将本品与酸性产品(如洁厕类清洁产品)混合使用。
③置于避光、阴凉处保存。
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下列分析不正确的是( )
A.该消毒液的有效成分可由Cl2和NaOH溶液反应得到
B.①的原因主要是+1价氯的化合物具有氧化性
C.②的原因主要是该消毒液遇强酸发生反应ClO-+H+===HClO
D.③的原因主要是光照或温度升高会促进NaClO和HClO的分解
C
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解析:C 氯气和氢氧化钠反应可生成次氯酸钠,A正确;次氯酸钠中氯为+1价,表现强氧化性,可以漂白有色织物,B正确;②的原因主要是该消毒液遇强酸盐酸,会发生归中反应生成有毒的氯气:ClO-+Cl-+2H+===H2O+Cl2↑,C错误;次氯酸钠、次氯酸不稳定,光照或温度升高会促进NaClO和HClO的分解,D正确。
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5.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒;NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等。
(1)NaClO2在酸性条件下反应生成ClO2和NaCl,写出反应的离子方程式:________________________。
(2)ClO2在强碱性环境中失效,可能的原因是会发生歧化反应生成和,写出反应的离子方程式: ________________________。
(3)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为________(计算结果保留两位小数)。
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解析:(3)NaClO2在杀菌消毒的过程中被还原为Cl-,则1 mol(即90.5 g)NaClO2得到电子的物质的量为4 mol,1 mol(即71 g)Cl2被还原为Cl-时得到电子的物质的量为2 mol,故1 g NaClO2得到电子的物质的量为mol,1 g Cl2得到电子的物质的量为 mol,根据“有效氯含量”的定义可知,NaClO2的有效氯含量=≈1.57。
答案:+4H+===Cl-+4ClO2↑+2H2O (2) 2ClO2+2OH-===+H2O (3)1.57
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考点二
氯气的实验室制法
1.一般制法
(1)反应原理
MnO2与浓盐酸反应的化学方程式:_____________________________ ________________。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+
Cl2↑+2H2O
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(2)实验装置图
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(3)制取过程
①发生装置
仪器A、B的名称分别为:____________、___________。
②净化装置
a.装置C的作用是___________________________。
b.装置D的作用是___________________________________。
③收集方法
a.向上排空气法(氯气密度大于空气)。
b.排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去氯化氢气体)。
分液漏斗
圆底烧瓶
除去Cl2中少量的HCl气体
干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)
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④验满方法
a.将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。
b.将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸__________________,则证明已集满。
c.根据集气瓶中气体的颜色判断是否集满。
⑤尾气处理
实验装置图中烧杯F中盛放的液体是______________,该液体的作用是__________________________________。
先变红后褪色
NaOH溶液
吸收过量的氯气,防止污染环境
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2.其他制法
完成下列有关反应的离子方程式:
(1)Ca(ClO)2与浓盐酸:_________________________________。
(2)KClO3与浓盐酸:___________________________________。
(3)KMnO4与浓盐酸:___________________________________ __________________。
ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O
+10Cl-+16H+===2Mn2+
+5Cl2↑+8H2O
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正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)用MnO2制备氯气时,若无浓盐酸,可用稀盐酸代替( )
(2)用饱和Na2CO3溶液可以除去Cl2中混有的HCl( )
(3)浓硫酸和碱石灰都可干燥Cl2( )
(4)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满( )
(5)含0.4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2共热,能得到0.1 mol Cl2( )
×
×
×
×
×
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1.(2024·广东卷,8)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
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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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;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;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;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。
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2.欲用如图所示装置制备干燥的氯气,下列相关说法中正确的是 ( )
A.烧瓶内装入的固体是MnO2
B.按气流方向,装置的连接顺序是aedcbgfcbh
C.装置乙可干燥氯气,还可防止装置戊中水蒸气进入集气瓶
D.可用干燥的淀粉碘化钾试纸检验氯气
C
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解析:C MnO2与浓盐酸反应需要加热,装置甲没有加热条件,故A错误;收集Cl2的方法应为向上排空气法,装置的连接顺序是aedcbfgcbh,故B错误;装置乙是干燥装置,实验目的是制得干燥的氯气,装置乙要用到两次,既要除去生成Cl2中的水蒸气,又要防止戊中的水蒸气进入,故C正确;检验氯气需要湿润的淀粉碘化钾试纸,故D错误
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3.某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略):
已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:+2H2O===+MnO2↓+4OH-
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回答下列问题:
(1)装置A中a的作用是______________________________;装置C中的试剂为__________;装置A中制备Cl2的化学方程式为________________。
(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是_______________________。
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解析:(1)装置A中a的作用是平衡气压,使浓盐酸顺利滴下,装置C的作用是吸收反应不完的Cl2,可用NaOH溶液吸收,Ca(ClO)2和浓盐酸在A中发生归中反应产生Cl2,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)=== CaCl2+2Cl2↑+2H2O。(2)锰酸钾在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生+2H2O===+MnO2↓+4OH-,一部分转化为MnO2,导致最终KMnO4的产率低,而浓盐酸易挥发,直接导致B中浓强碱溶液的浓度减小,故改进措施是在装
置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶吸
收挥发出来的HCl。
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答案:(1)平衡气压,使浓盐酸顺利滴下 NaOH溶液 Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O (2)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
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考点三
卤族元素
1.卤族元素
卤族元素又称卤素,位于元素周期表的第ⅦA族,价层电子排布式为ns2np5。
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2.溴、碘单质的物理性质
物质 Br2 I2
颜色 ___________色 ________色
状态 _________ _______
溶解性 ①在水中溶解度不大
②易溶于有机溶剂
特性 易_______、有毒 ①易_______
②使淀粉______
深红棕
紫黑
液体
固体
挥发
升华
变蓝
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3.氯、溴、碘单质的化学性质
(1)相似性(X=Cl、Br、I)
①都能与大多数金属反应:
2Fe+3Br22FeBr3、Fe+I2________。
[注意] I2与Fe反应只生成FeI2,其他卤素单质可将Fe氧化为+3价。
FeI2
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②都能与H2反应:H2+X2===2HX。
③都能与水反应:X2+H2O⥫⥬____________。
④都能与碱液(如NaOH)反应:
X2+2NaOH===_______________。
(2)递变性
①氧化性:Cl2>Br2>I2,还原性:Cl-<Br-<I-
②氯、溴、碘与氢气化合由_____到_____,与水反应由易到难。
③氢化物稳定性:HCl>HBr>HI,氢化物水溶液的酸性:HI>HBr>HCl。
HX+HXO
NaX+NaXO
易
难
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4.氟的特殊性
(1)氟无正化合价。
(2)F2能与水反应放出O2,故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。
(3)在HX中,HF的熔、沸点最高,氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃。
5.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
白
淡黄
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(2)置换——萃取法检验Br-、I-
Br-
I-
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(3)氧化——淀粉法检验I-
蓝
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正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封( )
(2)碘易溶于酒精,所以可用酒精从碘水中将碘萃取出来( )
(3)用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去( )
(4)清洗碘升华实验所用试管的操作是先用酒精清洗,再用水清洗( )
(5)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液( )
(6)能使湿润的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2 ( )
(7)某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I- ( )
√
×
×
√
×
×
×
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一、卤素单质的性质及检验
1.某实验小组利用点滴板实验来探究卤素单质的氧化性顺序,关于该实验说法正确的是 ( )
A.孔穴4中的溶液呈浅黄绿色
B.孔穴2中的溶液反应后与孔穴3颜色相同
C.孔穴3、4中的溶液仅用作对比
D.仅由上述实验现象无法得出Cl2、Br2、I2的氧化性顺序
C
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解析:C 溴水为橙色,所以孔穴4中的溶液为橙色,故A错误;孔穴2中Br2和KI反应生成I2,碘水为黄褐色,新制氯水呈浅黄绿色,所以孔穴2中反应后颜色与孔穴3中颜色不同,故B错误;孔穴3、4分别为氯水、溴水,可用于与孔穴1、2进行对比,所以孔穴3、4的溶液仅用作对比,故C正确;Cl2能置换出Br2,氧化性:Cl2>Br2,Br2能置换出I2,氧化性Br2>I2,所以氧化性Cl2、Br2、I2依次减弱,故D错误。
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2.下列能够检验出KI溶液中是否含有Br-的实验是( )
A.加入足量新制氯水,溶液变色,则含有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则含有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取水层并加入足量AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
D
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解析:D A项,在KI溶液中加入足量新制氯水,会置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定KI溶液中是否含有Br-;B项,Br-和I-均能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应而使其褪色,故不能确定KI溶液中是否含有Br-;C项,加入少量碘水,再加入CCl4振荡,有机层会因萃取单质碘而显色,故不能确定KI溶液中是否含有Br-。
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3.碘元素可预防甲状腺肿大,因此市场上的食盐常加碘(KIO3)。甲同学鉴别食盐是否加碘的流程如下:
样品溶液现象
(1)若样品为加碘食盐,则现象应为__________,此方法中KI的作用是________________________________________。
(2)乙同学取纯NaCl做对照实验,也出现了明显的现象,原因是________________________。
(3)丙同学提出新的鉴别加碘食盐的方案,流程如下:
样品溶液现象
此方案第一步涉及反应的离子方程式为________________________。
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解析:(1)若样品为加碘食盐,则样品中含有KIO3,KIO3与KI在酸性条件下发生归中反应生成单质碘,化学方程式为KIO3+5KI+3H2SO4===3K2SO4+3I2+3H2O,淀粉遇碘单质变蓝色,该反应中KI中碘元素的化合价由-1价升高为0价,作还原剂,将还原为I2。(2)取纯NaCl做对照实验,溶液也为蓝色,原因是空气中的O2将I-氧化为I2,淀粉遇I2变蓝色。(3)第一步中Na2SO3与KIO3在酸性条件下发生反应,KIO3具有氧化性,Na2SO3具有还原性,Na2SO3中S元素由+4价升高到+6价,KIO3中I元素由+5价降低到-1价,由化合价升降总数相等(得失电子守恒)配平反应的离子方程式为===+I-。
答案:(1)溶液变蓝 作还原剂,将还原为I2 (2)空气中的O2将I-氧化为I2 ===+I-
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二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质
4.(2025·东北师大附属实验学校期末)溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物,跟水反应的化学方程式为IBr+H2O⥫⥬HBr+HIO,下列有关IBr的叙述中,不正确的是( )
A.IBr是双原子分子
B.在很多反应中,IBr是强氧化剂
C.和NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
D.和水反应时,既是氧化剂又是还原剂
D
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解析:D IBr分子中含有I、Br 2个原子,是双原子分子,故A正确;IBr中I元素化合价为+1价,具有氧化性,在很多化学反应中IBr作氧化剂,故B正确;由与水的反应可知,跟NaOH溶液反应可生成NaBr和NaIO,故C正确;IBr与水发生反应各元素的化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故D错误。
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5.(2025·吉林长春德惠实验中学一模)原子团SCN化合价为-1价,在很多方面跟卤素原子相似,因此称为“拟卤素”。拟卤素离子与卤离子还原性强弱顺序为Cl-<Br-<SCN-<I-,又知氧化性I2>S,下列反应不正确的是( )
A.(SCN)2+2Br-===Br2+2SCN-
B.(SCN)2+H2S===2H++2SCN-+S↓
C.4H++2SCN-+MnO2Mn2++(SCN)2↑+2H2O
D.(SCN)2+2I-===2SCN-+I2
A
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解析:A 若(SCN)2+2Br-===Br2+2SCN-能够发生,则氧化性:Br2<(SCN)2,还原性:Br- >SCN-,故A错误;还原性:SCN-<I-,则氧化性:(SCN)2>I2,则氧化性:(SCN)2>I2>S,依据氧化还原反应强弱规律可知,(SCN)2+H2S===2H++2SCN-+S↓能够发生,故B正确;还原性:SCN->Cl-,二氧化锰能氧化氯离子生成氯气,则4H++2SCN-+MnO2Mn2++(SCN)2↑+2H2O 能够发生,故C正确;氧化性:(SCN)2>I2,依据氧化还原反应强弱规律可知,(SCN)2+2I-===2SCN-+I2能够发生,故D正确。
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真题体验
研考题·提技能
1.(2024·浙江1月选考,2)工业上将Cl2通入冷的NaOH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NaClO
B.ClO-水解生成HClO使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强
D.NaClO溶液比HClO溶液稳定
B
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58
解析:B NaClO水解生成的HClO具有漂白性,是漂白液的有效成分,A项正确;ClO-水解的离子方程式为ClO-+H2O⥫⥬HClO+OH-,漂白液呈碱性,B项错误;通入CO2后发生反应:NaClO+CO2+H2O=== NaHCO3+HClO,HClO浓度增大,且HClO的氧化性更强,故漂白液的消毒能力增强,C项正确;次氯酸不稳定,在光照条件下易分解,所以稳定性:NaClO>HClO,D项正确。
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2.(2025·浙江1月选考,6)关于溴的性质,下列说法不正确的是( )
A.Br-可被Cl2氧化为Br2
B.Br2与SO2水溶液反应的还原产物为Br-
C.Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-,说明氧化性:Br2>Fe3+
D.1 mol Br2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3,转移5 mol电子
D
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解析:D 因氧化性:Cl2>Br2,故Cl2可将Br-氧化为Br2,A正确;Br2具有氧化性,SO2具有还原性,二者反应时Br2被还原为Br-,B正确;根据同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可得氧化性:Br2>Fe3+,C正确;根据题意,Br2发生歧化反应生成NaBr和NaBrO3,反应的化学方程式为3Br2+6NaOH===5NaBr+NaBrO3+3H2O,即3 mol Br2参与反应转移5 mol电子,D错误。
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3.(2024·黑吉辽卷,6)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是( )
A.无色→蓝色:生成I2
B.蓝色→无色:I2转化为化合态
C.H2O2起漂白作用
D.淀粉作指示剂
C
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解析:C 由无色变为蓝色,是因为反应生成碘单质,淀粉遇碘单质变蓝,A正确;由蓝色变为无色,说明碘单质被消耗,即碘单质转化为化合态,B正确;由上述分析可知,过氧化氢与碘单质反应使蓝色褪去,没有与碘和淀粉结合形成的有色物质直接反应,不起漂白作用,C错误;淀粉作指示剂,与碘单质作用而显示颜色,D正确。
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4.(2023·浙江6月选考,16)探究卤族元素单质及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项 实验方案 现象 结论
A 往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡 分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色 碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力
B 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性
A
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选项 实验方案 现象 结论
C 向2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中先滴加4滴0.1 mol·L-1 KCl溶液,再滴加4滴0.1 mol·L-1 KI溶液 先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀 AgCl转化为AgI,AgI溶解度小于AgCl溶解度
D 取两份新制氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液 前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度
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解析:A 向碘的四氯化碳溶液中加入等体积浓碘化钾溶液,振荡,静置,溶液分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色,说明碘的四氯化碳溶液中的碘与碘化钾溶液中碘离子发生反应I2+I-⥫⥬,使上层溶液呈棕黄色,证明碘在浓碘化钾溶液中的溶解能力大于在四氯化碳中的溶解能力,故A正确;次氯酸钠溶液具有强氧化性,能使有机色质漂白褪色,无法用pH试纸测定次氯酸钠溶液的pH,故B错误;向硝酸银溶液中加入氯化钾溶液时,硝酸银溶液过量,再加入碘化钾溶液时,只存在沉淀的生成,不存在沉淀的转化,无法比较氯化银和碘化银的溶解度大小,故C错误;新制氯水中的氯气和次氯酸都能与碘化钾溶液反应生成使淀粉变蓝色的碘,则溶液变蓝色不能说明溶液中存在氯气分子,无法证明氯气与水的反应存在限度,故D错误。
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限时规范
训练16 氯及其化合物
(建议用时:45分钟 满分:50分)
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·山东青岛二中检测)下列关于氯及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.Cl2易液化,可用于生产盐酸
B.ClO2有强氧化性,可用于自来水消毒
C.CCl4难溶于水,可用作灭火剂
D.HCl极易溶于水,可用于检验NH3
B
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解析:B 氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,所以可用于生产盐酸,与其易液化的性质无关,A错误;ClO2有强氧化性,故可用于自来水消毒,B正确;CCl4不能燃烧,而且密度比空气大,故可用作灭火剂,与其难溶于水无关,C错误;HCl可用于检验NH3是因为HCl和NH3反应生成NH4Cl固体,可以看到白烟,与HCl的水溶性无关,D错误。
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2.下列关于可溶性盐Ca(ClO)Cl的说法不正确的是( )
A.具有强氧化性,可作漂白剂
B.水溶液呈中性,滴加碳酸钠溶液出现白色浑浊
C.能与空气中的CO2和水蒸气反应而变质
D.与盐酸反应的离子方程式:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
B
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解析:B 该物质中含有ClO-,具有强氧化性,可以将有色物质氧化变为无色,因此可作漂白剂,A正确;该物质可表示为CaCl2·Ca(ClO)2,其中Ca(ClO)2是强碱弱酸盐,水溶液显碱性,向其中加入碳酸钠溶液,Ca2+与反应产生CaCO3,因此会出现白色浑浊,B错误;由于酸性:HClO<H2CO3,所以该盐长期放置,会与空气中的成分发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,HClO光照分解,最后变质为CaCO3,C正确;根据氧化还原反应规律,在酸性条件下,ClO-、Cl-会发生归中反应:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+ H2O,产生Cl2,D正确。
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B
3.(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,此处Cl2只表现还原性
D.KMnO4换成MnO2重做实验,a处红布条褪色更快
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解析:B 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将红色布条漂白,干燥的氯气不具有漂白性,A错误;b处溶液显蓝色,说明生成碘单质,发生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-,B正确;c处红色褪去,发生Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O,氯气既作氧化剂又作还原剂,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处红布条不褪色,D错误。
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B
4.(2025·黑龙江牡丹江一模)实验室可用SiC与Cl2反应(SiC+2Cl2SiCl4+C)制取少量SiCl4(沸点为57.6 ℃,易水解)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙得到纯净干燥的Cl2
C.用装置丙制取四氯化硅
D.用装置丁收集四氯化硅并吸收尾气
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解析:B 二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯化锰、氯气、水,可用装置甲制取氯气,故不选A;制取纯净干燥的Cl2,应该先除杂后干燥,故选B;SiC+2Cl2SiCl4+C,可用装置丙制取四氯化硅,故不选C;SiCl4沸点为57.6 ℃,用冰水冷凝收集SiCl4,用碱石灰吸收尾气并防止空气中的水蒸气进入装置中使SiCl4水解,故不选D。
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5.某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测,下图所示图像变化最有可能是其检测结果的是( )
A.图甲表示氯水的pH随时间的变化
B.图乙表示溶液中氯离子浓度随时间的变化
C.图丙表示氯水的电导率随时间的变化
D.图丁表示液面上方氧气体积分数随时间的变化
C
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解析:C 氯水中存在:Cl2+H2O⥫⥬HCl+HClO,2HClO2HCl+O2↑,弱电解质HClO分解得到强电解质HCl,使溶液中氢离子浓度增大,溶液pH不断减小,A错误;Cl2与H2O反应产生HCl和HClO,HClO光照分解产生HCl,HCl是强酸,完全电离产生H+和Cl-,因此溶液中氯离子浓度不断增大,B错误;Cl2与H2O反应产生HCl和HClO,HClO光照分
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解产生HCl,HCl是强酸,完全电离产生H+和Cl-,因此氯水久置后溶液中自由移动的离子的浓度不断增大,使溶液的电导率不断增大,当HClO分解完全后,溶液的电导率达到最大值后不再改变,C正确;Cl2与水反应产生的HClO光照分解生成氧气,使氧气体积分数不断增大,当其完全分解后O2的体积分数达到最大值,后又会逐渐减少直至不变,D错误。
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6.部分含氯物质的分类与相应氯元素的
化合价关系如图所示。下列说法错误的
是( )
A.a与d、a与e在酸性条件下反应,均可以
得到b
B.c为一种新型自来水消毒剂,代替b的原因是c的毒性更小
C.向b的水溶液中加入CaCO3,可以增加d的产量
D.“84”消毒液可用于环境消毒,主要是因为其在空气中能生成d
B
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解析:B 由图分析可知,a为HCl,b为Cl2,c为ClO2,d为HClO,e为含的盐。盐酸和次氯酸反应可生成水和氯气,盐酸和氯酸盐反应也可生成氯气,A正确;ClO2为一种新型自来水消毒剂,代替Cl2的原因是ClO2消毒效率更高,且不产生新的有毒有害物质,B错误;氯水中含有HCl、HClO,HCl与加入的CaCO3反应使得反应Cl2+H2O⥫⥬HClO+H++Cl-平衡正向移动,生成更多的HClO,C正确;
“84”消毒液可用于环境消毒,主要是因为其在
空气中能与CO2反应生成HClO,D正确。
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7.二氯化二硫(S2Cl2)是一种黄红色液体,沸点为137 ℃,在空气中剧烈水解而发烟,实验室可用S与Cl2在120 ℃下反应制得,实验时使用的部分装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.图1中进行的是MnO2和0.1 mol·L-1盐酸反应制取Cl2
B.图2中S与Cl2反应生成S2Cl2,S作氧化剂
C.图3的锥形瓶中能收集到少量黄红色液体
D.图4的玻璃导管与图3的b接口直接相连,用于吸收多余的Cl2
图1 图2 图3 图4
C
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解析:C 0.1 mol·L-1盐酸的浓度较小,制取氯气应用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应,A错误;S的电负性小于Cl,则S2Cl2中S为正价,Cl为负价,S单质生成S2Cl2时S元素的化合价升高,S作还原剂,B错误;该反应在120 ℃下进行,S2Cl2沸点为137 ℃,会有S2Cl2在锥形瓶中冷凝,锥形瓶中能收集到少量黄红色液体,C正确;S2Cl2在空气中剧烈水解,为防止S2Cl2与水接触,应在题图4的玻璃导管与题图3的b接口之间再连接一个干燥装置,D错误。
图1 图2 图3 图4
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D
8.(2025·辽宁辽阳一模)如图是实验室制备氯气,并进行氯、溴、碘三种元素非金属性强弱比较的实验装置(夹持设备已略)。下列说法错误的是
( )
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A.装置B具有除杂和贮存气体的作用
B.装置A烧瓶内的试剂可以是KMnO4
C.实验过程中,需要控制通入装置C中氯气的量
D.实验结束后,振荡D会观察到液体分层且下层呈紫红色
解析:D 根据萃取原理,苯的密度比水小,故振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色,D错误。
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9.(2025·山东泰安月考)某小组设计如图所示实验探究卤素的性质,实验过程中观察到乙中现象:无色→蓝色→棕黄色→无色。已知:(红色)、(棕色)、(无色);+5I-+6H+===3I2+3H2O。
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下列说法错误的是( )
A.丙的作用是吸收尾气,避免氯气排入空气中污染环境
B.甲中现象是先变红色后褪色,微热后又变红色
C.乙中变棕黄色是因为I2 被氧化成和的混合物
D.反应结束后,可用淀粉-KI试纸和醋酸检验乙中无色溶液是否含
B
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解析:B Cl2能与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO,则丙的作用是吸收尾气,避免氯气排入空气中污染环境,A正确;Cl2通入紫色石蕊溶液中,先与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸可以漂白石蕊溶液,则甲中现象是先变红色后褪色,但次氯酸的漂白作用不可逆,微热后不会变红色,B错误;呈红色、呈棕色,则乙中变棕黄色是因为I2 被氧化成和的混合物,C正确;由题给信息+5I-+6H+===3I2+3H2O可知,反应结束后,检验乙中无色
溶液是否含,可用淀粉-KI试纸和醋
酸,D正确
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10.(2025·内蒙古师大附中三模)一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如图。已知:纯ClO2易分解爆炸,一般用空气稀释到体积分数为10%以下。
下列说法正确的是( )
A.溶解过程中可以用盐酸代替稀硫酸
B.流程中H2O2作还原剂
C.发生器中鼓入空气的主要目的是提供氧化剂
D.吸收塔中温度不宜过低,否则会导致NaClO2产率下降
B
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解析:B NaClO3在稀硫酸中溶解,通入SO2在发生器中发生氧化还原反应,生成ClO2和Na2SO4,通过鼓入空气,防止ClO2浓度过高,还可以将其吹进吸收塔,根据氧化还原反应规律可知,在吸收塔中ClO2与双氧水、氢氧化钠反应生成NaClO2和氧气,再经过一系列操作得到NaClO2粗产品。NaClO3具有强氧化性,可以氧化HCl,则溶解过程中不可以用盐酸代替稀硫酸,A错误;ClO2与双氧水、氢氧化钠反应生成NaClO2和氧气,流程中H2O2做还原剂,B正确;发生器中鼓入空气的主要目的是防止ClO2浓度过高,因为纯ClO2易分解爆炸,C
错误:在吸收塔中ClO2与双氧水、氢氧化钠
反应生成NaClO2和氧气,温度过低反应速率
慢,但是不一定会导致NaClO2产率下降,错误;故选B。
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二、非选择题:本题共2小题。
11.(10分)化学小组同学为探究新制氯水的成分及性质进行了如下实验:
实验
编号 实验操作(试管中溶液均为1 mL,均滴入5滴氯水) 实验现象
实验① 蒸馏水由无色逐渐变为浅黄绿色
实验② 溶液变蓝
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实验
编号 实验操作(试管中溶液均为1 mL,均滴入5滴氯水) 实验现象
实验③ 石蕊溶液先变红,后褪色
实验④ 产生白色沉淀
实验⑤ 产生大量无色气泡
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(1)实验②的现象可推断氧化性:Cl2________I2(填“>”或“<”)。
(2)证明氯水中含有Cl-的是实验________(填序号),用离子方程式表示该实验中涉及的反应_____________________、____________________。
(3)实验③中溶液变红是由于溶液中含有________(填微粒符号,下同);使溶液褪色的微粒是________。
(4)同学们根据“H2O2在催化剂作用下可发生分解”的性质,认为实验⑤中现象不能说明氧化性:Cl2>H2O2。为证实Cl2将H2O2氧化,可继续补充实验:_________________________________________(填操作、现象)。
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(5)同学们发现久置的氯水会失去漂白性,溶液由浅黄绿色变为无色。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,得到如图曲线。
解释两图中曲线变化的原因:___________________________________
____________________________________________________________。
若在上述整个实验过程中测定溶液的pH,pH的变化是_____________。
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解析:(1)实验②氯水加入淀粉-KI溶液,变蓝,根据I2遇到淀粉变蓝,说明氧化性:Cl2>I2。(2)实验④中,氯水中滴入硝酸银溶液产生白色沉淀,证明氯水中含有Cl-,涉及的反应离子方程式为Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO、Cl-+Ag+===AgCl↓。(3)氯水中的H+使紫色石蕊溶液显红色,其中的HClO具有漂白性,使红色褪去。(4)为证实Cl2将H2O2氧化,可继续补充实验:向反应后溶液中加入1 mL 2% AgNO3溶液,产生的沉淀量明显大于实验④。(5)HClO不稳定,见光受热易分解,2HClO2HCl+O2↑,使O2体积分数增加,Cl2与水不断反
应和HClO分解生成的HCl使溶液中c(Cl-)
增大,HCl为强酸,酸性越强,pH越小,最
终不变。
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答案:(1)> (2)④ Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO Cl-+Ag+=== AgCl↓
(3)H+ HClO (4)向反应后溶液中加入1 mL 2% AgNO3溶液,产生的沉淀量明显大于实验④ (5)由于HClO不稳定,见光受热易分解,2HClO2HCl+O2↑,使O2体积分数增加,Cl2与水不断反应和HClO分解生成的HCl使溶液中c(Cl-)增大 逐渐减小,最终不变
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12.(10分)(2025·河南濮阳模拟)某小组设计实验探究MnO2和浓盐酸反应的最低浓度以及氯气的性质,实验装置如图所示。
实验中,装置C中溶液先变浑浊,后变澄清;装置D中溶液先变红色,后褪色。
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回答下列问题:
(1)装置B中试剂是________(填名称),装置E的作用是_______________。
(2)装置A中反应的离子方程式为________________________________。
(3)能证明氯的非金属性比硫强的实验现象是__________________。经检验装置C中最终生成了,写出C中浑浊变澄清时反应的化学方程式:_____________________________________________________________。
(4)根据装置D中现象,有人认为SCN-被氧化
了。请你设计实验证明他的观点是否正确:
______________________________________
______________________________________。
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(5)实验完毕后,利用下列装置测定装置A中剩余盐酸的浓度:
将装置A中剩余溶液过滤,取V1 mL滤液进行实验,最终收集H2的体积为V2 mL(已折合成标准状况)。
①实验中部分操作步骤:
a.读数 b.冷却至室温
c.调平量气管和烧杯的液面
正确操作步骤的顺序为________(填字母)。
②能与MnO2反应的最低盐酸物质的量浓度为________mol·L-1(用含V1、V2的代数式表示)。
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解析:由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,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B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置C中盛有的硫化钠用于验证氯元素的非金属性比硫元素强,装置D中盛有的氯化亚铁和硫氰化钾溶液用于验证氯气的氧化性,装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气。(1)装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,防止氯化氢与硫化钠溶液反应干扰实验;
装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未
反应的氯气,防止污染空气。
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(2)装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(3)由分析可知,装置C中盛有的硫化钠用于验证氯元素的非金属性比硫元素强,实验现象为C中溶液变浑浊;由题意可知,C中浑浊变澄清时发生的反应为硫与氯气和水反应生成硫酸和盐酸,反应的化学方程式为S+3Cl2+4H2O===H2SO4+6HCl。
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(5)①由阿伏加德罗定律可知,测定反应前后气体体积时必须在同温同压条件下进行,则实验中操作步骤为bca;②由题意可知,剩余溶液中氯化氢的物质的量为n(HCl)=2n(H2)=×10-3 mol,则能与MnO2反应的最低盐酸物质的量浓度为c(HCl)=mol·L-1。
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答案:(1)饱和食盐水 吸收尾气中的Cl2,防止污染空气(合理即可) (2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (3) C中溶液变浑浊 S+3Cl2+4H2O===H2SO4+6HCl (4)取少量D中无色溶液,滴加KSCN溶液,若变红色(或滴加FeCl3 溶液,若不变红色),则他的观点正确,否则不正确(合理即可) (5) bca
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第16讲 氯及其化合物
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