2.2 氯及其化合物(真题通关练)化学人教版必修第一册
2026-09-02
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摘要:
**基本信息**
以高考真题为载体,系统覆盖氯气性质、氯水成分、次氯酸及漂白剂、实验室制法四大模块,构建从性质到应用的递进式知识逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|氯气的性质及其应用|4题|性质验证、氧化还原分析、溶解度曲线应用|从氯气氧化性切入,关联卤素递变规律与反应条件影响|
|氯水的成分及其性质|4题|成分探究、漂白性分析、离子检验|基于氯水微粒组成,构建性质与成分的对应关系|
|次氯酸及常见的漂白剂|4题|制备操作、转化推断、消毒原理|以次氯酸不稳定性为核心,延伸次氯酸盐性质与应用|
|氯气的实验室制法及其应用|4题|装置选择、净化收集、尾气处理|遵循制备-净化-收集-检验-处理完整实验逻辑链|
内容正文:
第二章 海水中的重要元素-钠和氯
第二节 氯及其化合物
考点01 氯气的性质及其应用
1.D
2.D
3.D
4.(1)2.4 (2)0.30
考点02 氯水的成分及其性质
5.A
6.D
7.A
8.B
考点03 次氯酸及常见的漂白剂
9.C
10.C
11.B
12.(1) NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解 (2)①
根据物质转换和电子得失守恒关系:
得
氯元素的质量:
该样品的有效氯为:,该样品的有效氯大于60%,故该样品为优质品
②偏低
考点04 氯气的实验室制法及其应用
13.C
14.A
15.D
16.C
1.C
2.D
3.C
4.B
5.B
6.B
7.(1)饱和溶液
(2)
(3)的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ② ③ ④过量与反应产生,使溶液的碱性减弱,降低,溶液中的被还原为的速率减小,ClO-氧化 的速率大于 被OH-还原的速率。因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
8.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)c-d-b-a-e (3)HClO 取少量溶液于试管中,加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-
9.(1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2+2OH−=ClO−+Cl−+H2O
(3)避免生成NaClO3 吸收尾气(Cl2) A
(4)过滤 少量(冷)水洗涤
(5)紫 小于
10.(1)① ②
③
(2)① 排除的干扰 ②> 溶液的酸碱性不同 ③能,理由:在过量酸的作用下完全转化为和,溶液浅紫色一定是的颜色(不能,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)
1.C
2.(1)2:1 (2)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3 ②Cl—、OH— ③c
(3)①2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O ②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出) ③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.02700
(4)d
3.(1)防倒吸 防止H2O2分解,使ClO2液化,促进ClO2的吸收 (2)过慢会导致反应的三颈烧瓶内ClO2浓度过高,发生分解,产率降低;过快则反应物反应不充分 (3)2ClO+2Cl-+4H+=Cl2+2ClO2+2H2O (4)减少体系内压强,降低H2O的沸点(促进H2O蒸出,同时减少H2O2的受热分解等合理答案亦可) H2O (5)C
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第二章 海水中的重要元素-钠和氯
第二节 氯及其化合物
考点01 氯气的性质及其应用
1.(2012·上海·高考真题)如图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变血红色
还原性:Fe2+>Cl-
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·北京·高考真题)时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如下图。
下列说法不正确的是
A.通入后开始发生反应:
B.时,随反应进行先析出
C.将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体
D.在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
3.(2026·广东·高考真题)用如图装置进行实验,反应一段时间,关闭活塞和止水夹,熄灭酒精灯,冷却后提起铁丝,注入稀硫酸。下列说法错误的是
A.溶液变棕黄色,体现的还原性
B.浓硫酸的作用是吸收水分,干燥
C.U形管中溶液遇KSCN溶液变红,说明有存在
D.烧杯溶液中最终存在:
4.(2016·浙江·高考真题)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-)的比值与反应的温度有关,用24gNaOH配成的250mL溶液,与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化):
(1)NaOH溶液的物质的量浓度_____mol·L-1;
(2)某温度下,反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-),则溶液中c(ClO-) =_____mol·L-1。
考点02 氯水的成分及其性质
5.(2016·上海·高考真题)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是
A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液
6.(2014·江苏·高考真题)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
7.(2016·浙江·高考真题)下列说法不正确的是
A.定容时,因不慎使液面高于容量瓶的刻度线,可用滴管将多余液体吸出
B.焰色反应时,先用稀盐酸洗涤铂丝并在酒精灯火焰上灼烧,然后再进行实验
C.将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,可以看到石蕊溶液先变红后褪色
D.取少量晶体放入试管中,再加入适量NaOH溶液,加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变蓝,则可证明该晶体中含有NH4+
8.(2018·海南·高考真题)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是
A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层
D.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张.织物等
考点03 次氯酸及常见的漂白剂
9.(2026·广西·高考真题)在制备溶液的实验过程中,下列操作规范的是
A.量取稀盐酸
B.制备
C.制备溶液
D.贮存溶液
A.A B.B C.C D.D
10.(2026·河南·高考真题)X是漂白粉的有效成分,可以发生如图所示的转化(略去部分产物),其中U和V含有一种相同元素,V为黄绿色气体,Y为难溶于水的固体。
下列说法错误的是
A.无水可作干燥剂 B.溶于水可生成
C.与盐酸反应可生成 D.在光照下易分解
11.(2015·北京·高考真题)某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH,下列用来解释事实的方程式中不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2 +2OH-=Cl-+ ClO-+ H2O
B.该消毒液的pH约为12:ClO-+ H2OHClO+ OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++ Cl-+ ClO-= Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ ClO-= HClO+CH3COO—
12.(2020·江苏·高考真题)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。 NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠.
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备 NaClO的离子方程式为__________;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是__________________。
(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为
准确称取1.1200g样品,用容量瓶配成250.0mL溶液;取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min;用Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
①通过计算判断该样品是否为优质品_______。(写出计算过程, )
②若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值____________(填“偏高”或“偏低”)。
考点04 氯气的实验室制法及其应用
13.(2025·贵州·高考真题)实验室制备并验证其性质的装置及试剂正确的是
A.制备
B.除去HCl杂质
C.验证的氧化性
D.收集及尾气处理
A.A B.B C.C D.D
14.(2024·广东·高考真题)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
B
制备
净化、干燥
C
D
收集
验证的氧化性
A.A B.B C.C D.D
15.(2022·广东·高考真题)实验室用和浓盐酸反应生成后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A.A B.B C.C D.D
16.(2014·江苏·高考真题)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
1.(2026·四川·高考真题)化学与生产生活密切相关,下列应用中不涉及氧化还原反应的是
A.铁粉用于防止食品变质 B.漂白粉用于游泳池水消毒
C.表面活性剂用于油污去除 D.锂离子电池用于手机供电
2.(2024·重庆·高考真题)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A.若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C.若制取,则丙可作气体收集装置
D.若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
3.(2020·天津·高考真题)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是
A.NaOH B.NaCl C.NaClO D.Na2CO3
4.(2016·四川·高考真题)化学与生产和生活密切相关。下列过程中没有发生化学变化的是( )
A.氯气作水杀菌消毒剂
B.硅胶作袋装食品的干燥剂
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂
D.肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
5.(2015·浙江·高考真题)下列说法正确的是
A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可
B.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
C.在未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知溶液中存在SO42-或SO32-
D.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法
6.(2010·上海·高考真题)右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置,下列有关说法错误的是
A.烧瓶中立即出现白烟
B.烧瓶中立即出现红棕色
C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
7.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ.在一定条件下被或氧化成(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下,可被还原为。
ⅲ.的氧化性与溶液的酸碱性无关,的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略):
实验
物质a
C中实验现象
通入前
通入后
Ⅰ
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ
5%溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ
40%溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是________________________________。
(2)通入前,实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为_________________。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是_____________。
(4)根据资料ⅱ,实验Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因:________________________________,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取实验Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液由紫色变为绿色的离子方程式为____________________________________,溶液绿色缓慢加深,原因是被___________氧化,可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取实验Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生反应的离子方程式是___________________________。
④从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因:____________________________。
8.(2021·广东·高考真题)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是_______。
9.(2020·全国III卷·高考真题)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________,a中的试剂为________。
(2)b中采用的加热方式是_________,c中化学反应的离子方程式是________________,采用冰水浴冷却的目的是____________。
(3)d的作用是________,可选用试剂________(填标号)。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,________,__________,干燥,得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3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CCl4振荡,静置后CCl4层显____色。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO(填“大于”或“小于”)。
10.(2018·北京·高考真题)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。_______
③C中得到紫色固体和溶液,C中Cl2发生的反应有
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有________________。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2________(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性>,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性>。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案:________________。
1.(2022·福建·高考真题)氨是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:
①
②
在一定条件下模拟处理氨氮废水:将的氨水分别和不同量的混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与投入量(用x表示)的关系如下图所示。下列说法正确的是
A.的数值为0.009
B.时,
C.时,x越大,生成的量越少
D.时,
2.(2015·新课标Ⅱ·高考真题)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问题:
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_____。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为________________________。
②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是______(填标号)。
a.水b.碱石灰C.浓硫酸d.饱和食盐水
(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸:
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:
Ⅴ.用0.1000 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫
代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为______________________。
②玻璃液封装置的作用是______________。
③V中加入的指示剂通常为_________,滴定至终点的现象是_____________。
④测得混合气中ClO2的质量为_________g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是_______(填标号)。
a.明矾b.碘化钾c.盐酸d.硫酸亚铁
3.(2017·浙江·高考真题)ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示。
已知:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O
2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O
ClO2熔点-59℃、沸点11℃;H2O2沸点150℃
请回答:
⑴仪器A的作用是_____;冰水浴冷却的目的是_____(写出两种)。
⑵空气流速过快或过慢,均降低NaClO2产率,试解释其原因______。
(3)Cl-存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成,将其补充完整:①_____(用离子方程式表示),②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+。
(4) H2O2浓度对反应速率有影响。通过图2所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%,B处应增加一个设备。该设备的作用是______,馏出物是_______。
(5)抽滤法分离NaClO2过程中,下列操作不正确的是_______
A.为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤
B.先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀
C.洗涤沉淀时,应使洗涤剂快速通过沉淀
D.抽滤完毕,断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后,关闭水龙头
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第二章 海水中的重要元素-钠和氯
第二节 氯及其化合物
考点01 氯气的性质及其应用
1.(2012·上海·高考真题)如图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变血红色
还原性:Fe2+>Cl-
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸,发生反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,生成的Cl2在培养皿内扩散,并与a、b、c、d、e的滤纸中相关溶液中的溶质发生反应。
【解析】A.a处发生反应Cl2+2KI=2KCl+I2,生成的I2使淀粉变蓝,b处发生反应Cl2+NaBr=2NaCl+Br2,表明氧化性:Cl2>Br2和Cl2>I2,不能说明氧化性:Br2>I2,A不正确;B.c处发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,HCl具有酸性,HClO具有漂白性,则可以说明氯气与水反应生成酸性和漂白性物质,蓝色石蕊试纸先变红后褪色,B不正确;C.d处,氯气与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,而使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,不是氯气与水生成了漂白性物质,C不正确;D.e处变血红色是氯气氧化Fe2+生成Fe3+的结果,表明发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,则还原性:Fe2+>Cl-,D正确;故选D。
2.(2025·北京·高考真题)时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如下图。
下列说法不正确的是
A.通入后开始发生反应:
B.时,随反应进行先析出
C.将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体
D.在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
【答案】D
【解析】A.氯气与氢氧化钠反应,生成氯化钠,次氯酸钠和水,开始发生反应为,A正确;B.时,氯化钠溶解度最小,随反应进行,逐渐增多,则最先析出,B正确;C.由于次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体,C正确;D.由于通入的氯气是过量的,所以溶液中几乎不含有NaOH,在冷却结晶的过程中,会大量析出,氢氧化钠不会大量析出,D错误;故选D。
3.(2026·广东·高考真题)用如图装置进行实验,反应一段时间,关闭活塞和止水夹,熄灭酒精灯,冷却后提起铁丝,注入稀硫酸。下列说法错误的是
A.溶液变棕黄色,体现的还原性
B.浓硫酸的作用是吸收水分,干燥
C.U形管中溶液遇KSCN溶液变红,说明有存在
D.烧杯溶液中最终存在:
【答案】D
【分析】Y形管中和盐酸反应生成氯气,与发生反应,生成使溶液变棕黄,饱和食盐水洗气瓶的作用是除去氯气中混有的氯化氢 , 长颈漏斗在这里起到了平衡气压的作用,防止装置堵塞导致压强过大,浓硫酸洗气瓶作用是干燥氯气,除去水蒸气。U型管中铁丝在氯气中剧烈燃烧,产生棕褐色的烟( )。 溶液用于吸收未反应完的有毒氯气,防止污染空气。
【解析】A.生成的与发生反应,生成使溶液变棕黄,化合价升高,作还原剂,体现还原性,A正确;B.制得的中混有和水蒸气,饱和食盐水除去,浓硫酸吸收水分,干燥,防止后续加热时水蒸气影响反应,B正确;C.加热条件下与反应生成,注入稀硫酸溶解后,溶液中含,遇溶液变红,可说明存在,C正确;D.烧杯中为吸收后的溶液,根据电荷守恒,溶液中阴离子还有,正确的关系式为:,D错误;故选D。
4.(2016·浙江·高考真题)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-)的比值与反应的温度有关,用24gNaOH配成的250mL溶液,与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化):
(1)NaOH溶液的物质的量浓度_____mol·L-1;
(2)某温度下,反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-),则溶液中c(ClO-) =_____mol·L-1。
【答案】(1)2.4 (2)0.30
【解析】(1)根据c===2.4mol/L,故答案为2.4;(2)NaCl、NaClO和NaClO3的组成发现,钠与氯的物质的量之比为1:1,所以n(NaOH)=2n(Cl2),所以n(Cl2)=0.3mol,设n(ClO-)=xmol,则n(Cl-)=6xmol,所以n(ClO3-)=(0.6-7x)mol,得失电子守恒得:6x=x+5(0.6-7x),解之得x=0.075,所以则溶液中c(ClO-)==0.30mol/L,故答案为0.30。
考点02 氯水的成分及其性质
5.(2016·上海·高考真题)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是
A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液
【答案】A
【分析】在氯水中存在反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,若反应使溶液中次氯酸浓度增大,则溶液漂白性会增强,据此分析解答。
【解析】A.由于酸性HCl>H2CO3>HClO,向溶液中加入碳酸钙粉末反应反应2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O,使化学平衡正向进行,导致次氯酸浓度增大,溶液漂白性增强,故A正确;B.加入稀硫酸使溶液中氢离子浓度增大平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,溶液漂白性减弱,故B错误;C.加入氯化钙溶液不发生反应,溶液对氯水起到稀释作用,平衡正向进行但次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故C错误;D.加入二氧化硫的水溶液,二氧化硫有还原性,能被氯气氧化,平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故D错误。答案选A。
6.(2014·江苏·高考真题)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
【答案】D
【解析】A、氯气是黄绿色气体,因此氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2,A正确;B、向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,白色沉淀是氯化银,这说明氯水中含有Cl-,B正确;C、向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,气体是CO2,这说明氯水中含有H+,C正确;D、向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明反应中有氯化铁生成。由于氯气也能把氯化亚铁氧化生成氯化铁,因此不能说明氯水中含有HClO,D不正确。答案选D。
7.(2016·浙江·高考真题)下列说法不正确的是
A.定容时,因不慎使液面高于容量瓶的刻度线,可用滴管将多余液体吸出
B.焰色反应时,先用稀盐酸洗涤铂丝并在酒精灯火焰上灼烧,然后再进行实验
C.将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,可以看到石蕊溶液先变红后褪色
D.取少量晶体放入试管中,再加入适量NaOH溶液,加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变蓝,则可证明该晶体中含有NH4+
【答案】A
【解析】A.定容时,因不慎使液面高于容量瓶的刻度线,如果滴管将多余液体吸出会导致溶质物质的量减少,所以配制溶液浓度偏低,则要重新配制,故A错误;B.用盐酸洗涤,再灼烧至跟酒精灯火焰颜色相同后再使用,去除了其它离子的干扰,且HCl受热以后会挥发,无残留,故B正确;C.氯水中含有盐酸和次氯酸,导致溶液呈酸性,次氯酸具有漂白性,所以将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,可以看到石蕊溶液先变红后褪色,故C正确;D.加入的浓NaOH溶液能和NH4+反应生成NH3,故向样品中加入少量浓NaOH溶液并加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变蓝,则可证明有氨气生成,则晶体中含有NH4+,故D正确;故选A。
8.(2018·海南·高考真题)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是
A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层
D.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张.织物等
【答案】B
【解析】A. Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具,A不符合题意;B. SiO2不导电,可用于制作光导纤维,但光电池的主要成分是硅B,符合题意;C. 聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层,C不符合题意;D. 氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张.织物等,D不符合题意;故答案为B。
考点03 次氯酸及常见的漂白剂
9.(2026·广西·高考真题)在制备溶液的实验过程中,下列操作规范的是
A.量取稀盐酸
B.制备
C.制备溶液
D.贮存溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.制备Cl2应使用浓盐酸,且量取液体时视线应与量筒内凹液面最低处相平,A错误;B.与浓盐酸反应制备需要加热,装置无加热仪器,无法发生反应,B错误;C.与溶液在冰水浴低温条件下反应生成,可避免温度过高生成副产物,进气导管伸入溶液可使充分反应,操作规范,C正确;D.溶液呈碱性且具有强氧化性,不能使用玻璃塞和橡胶塞,应该使用带塑料塞的棕色细口瓶(或塑料瓶)贮存,操作不规范,D错误;故选C。
10.(2026·河南·高考真题)X是漂白粉的有效成分,可以发生如图所示的转化(略去部分产物),其中U和V含有一种相同元素,V为黄绿色气体,Y为难溶于水的固体。
下列说法错误的是
A.无水可作干燥剂 B.溶于水可生成
C.与盐酸反应可生成 D.在光照下易分解
【答案】C
【分析】漂白粉有效成分X为,黄绿色气体V为;X和浓盐酸反应生成、和,U和V含相同元素,故U为;X和、反应生成难溶固体Y为,Z为。
【解析】A.由分析可知,U为,是常用中性干燥剂,可作干燥剂,A正确;B.由分析可知,V为,溶于水发生反应,可生成Z(),B正确;C.由分析可知,Y为,与盐酸反应生成、和,不能生成X[],C错误;D.由分析可知,Z为,光照下易分解,反应为,D正确;故选C。
11.(2015·北京·高考真题)某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH,下列用来解释事实的方程式中不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2 +2OH-=Cl-+ ClO-+ H2O
B.该消毒液的pH约为12:ClO-+ H2OHClO+ OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++ Cl-+ ClO-= Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ ClO-= HClO+CH3COO—
【答案】B
【解析】A、用Cl2和NaOH溶液反应制取漂白液,故A正确;B、根据提干信息知:饱和NaClO溶液的pH约为11,而该溶液pH=12>11,故主要是因为该消毒液中含有一定量的NaOH,故B不合理;C、根据HCl和HClO中Cl的化合价分析,该氧化还原方程式的书写正确,故C正确;D、根据漂白粉起漂白作用的原理,应用的是较强酸制取较弱酸,故D正确。答案选B。
12.(2020·江苏·高考真题)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。 NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠.
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备 NaClO的离子方程式为__________;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是__________________。
(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为
准确称取1.1200g样品,用容量瓶配成250.0mL溶液;取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min;用Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
①通过计算判断该样品是否为优质品_______。(写出计算过程, )
②若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值____________(填“偏高”或“偏低”)。
【答案】(1) NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解 (2)①
根据物质转换和电子得失守恒关系:
得
氯元素的质量:
该样品的有效氯为:,该样品的有效氯大于60%,故该样品为优质品
②偏低
【解析】(1)由题意可知,氯气通入氢氧化钠中产生次氯酸钠,同时产生氯化钠,反应的离子方程式为:;次氯酸钠溶液长期暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳气体,因次氯酸酸性比碳酸弱,因此次氯酸钠可以与二氧化碳在水中反应产生HClO,HClO具有不稳定性,在受热或见光条件下会发生分解反应,产生HCl和O2,从而是次氯酸钠失效,故答案为:;NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解;
(2) ①由题中反应可知,在酸性条件产生HClO,HClO氧化碘离子产生碘单质,碘单质再用硫代硫酸钠滴定,结合反应转化确定物质之间的关系为:, ,根据物质转换和电子得失守恒关系:得n(Cl)=0.5=,氯元素的质量:m(Cl)= =0.03550g,该样品中的有效氯为: =63.39%,该样品中的有效氯大于60%,故该样品为优质品,故答案为:n(S2O)=,根据物质转换和电子得失守恒关系:,得n(Cl)=0.5=,
氯元素的质量:m(Cl)= =0.03550g,该样品中的有效氯为: =63.39%,该样品中的有效氯大于60%,故该样品为优质品
②如果硫酸的用量过少,则导致反应不能充分进行,产生的HClO的量偏低,最终导致实验测得的有效氯含量会偏低,故答案为:偏低;
考点04 氯气的实验室制法及其应用
13.(2025·贵州·高考真题)实验室制备并验证其性质的装置及试剂正确的是
A.制备
B.除去HCl杂质
C.验证的氧化性
D.收集及尾气处理
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.制备时,与浓盐酸的反应需要加热,A不符合题意;B.除去中的HCl杂质,应使用饱和食盐水,若用水会大量溶解,无法达到除杂目的,B不符合题意;C.验证的氧化性,使与淀粉KI溶液反应:,可以验证氧化性,C符合题意;D.密度比空气大,收集采用向上排空气法收集(气体从长管进短管出),多余的用溶液吸收:,D不符合题意;故选C。
14.(2024·广东·高考真题)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
B
制备
净化、干燥
C
D
收集
验证的氧化性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【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;B.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;C.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;D.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;故选A。
15.(2022·广东·高考真题)实验室用和浓盐酸反应生成后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A装置能达到实验目的,故A不符合题意;B.氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,故B不符合题意;C.湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C不符合题意;D.氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,D装置不能达到实验目的,故D符合题意;答案选D。
16.(2014·江苏·高考真题)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
【答案】C
【解析】A、二氧化锰与浓盐酸需要在加热的条件下反应制取氯气,A不正确;B、用装置乙除去氯气中的少量氯化氢应该用饱和氯化钠溶液,且气体是长口进短口出,B不正确;C、二氧化锰不溶于水,因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤,装置丙是过滤装置,C正确;D、锰离子水解,水解吸热,因此不能直接加热蒸发氯化锰溶液制备MnCl2·4H2O,应该在氯化氢的气氛中进行,D不正确。答案选C。
1.(2026·四川·高考真题)化学与生产生活密切相关,下列应用中不涉及氧化还原反应的是
A.铁粉用于防止食品变质 B.漂白粉用于游泳池水消毒
C.表面活性剂用于油污去除 D.锂离子电池用于手机供电
【答案】C
【解析】A.铁粉具有还原性,可与食品包装内的氧气发生氧化还原反应消耗氧气,防止食品氧化变质,涉及氧化还原反应,A不符合题意;B.漂白粉消毒时利用次氯酸根的强氧化性使细菌蛋白质变性,氯元素化合价发生变化,涉及氧化还原反应,B不符合题意;C.表面活性剂去除油污是利用乳化作用,通过亲水基、亲油基将油污分散为小油滴除去,整个过程没有化合价变化,不涉及氧化还原反应,C符合题意;D.锂离子电池供电是原电池反应,通过负极氧化、正极还原的氧化还原反应实现化学能转化为电能,涉及氧化还原反应,D不符合题意;故选C。
2.(2024·重庆·高考真题)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A.若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C.若制取,则丙可作气体收集装置
D.若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
【答案】D
【解析】A.氧化钙和水反应放出大量热,促使氨水中一水合氨分解释放出氨气,A正确;B.饱和食盐水能抑制氯气溶解,且能吸收HCl,则制取,乙可盛饱和食盐水以除去,B正确;C.氯气密度大于空气,则丙中气体长进短出,可作氯气气体收集装置,C正确;D.氨气极易溶于水,容易倒吸,没有防倒吸装置,D错误;故选D。
3.(2020·天津·高考真题)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是
A.NaOH B.NaCl C.NaClO D.Na2CO3
【答案】C
【解析】工业上用Cl2与NaOH溶液反应制取“84消毒液”,反应原理为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,NaClO具有强氧化性,能用于杀菌消毒,故“84消毒液”的主要有效成分是NaClO,答案选C。
4.(2016·四川·高考真题)化学与生产和生活密切相关。下列过程中没有发生化学变化的是( )
A.氯气作水杀菌消毒剂
B.硅胶作袋装食品的干燥剂
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂
D.肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
【答案】B
【解析】A、Cl2与水反应生成具有强氧化性的HClO,杀菌消毒,有化学变化;B、硅胶的内部为纳米级微孔结构,其表面存在大量羟基,通过分子间的相互引力,羟基与空气中的水分子亲和,从而实现吸水,无化学变化;C、SO2与有色物质化合生成无色物质,达到漂白作用,有化学变化;D、蚊虫叮咬时在人的皮肤内分泌出蚁酸,肥皂水呈碱性,可以和蚁酸反应,能够中和蚁酸,有化学变化。答案选B。
5.(2015·浙江·高考真题)下列说法正确的是
A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可
B.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
C.在未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知溶液中存在SO42-或SO32-
D.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法
【答案】B
【解析】A、氯水中的次氯酸能漂白pH试纸,不能用pH试纸测定新制氯水的pH值,故A错误;B、液体加热要加沸石或碎瓷片,引入汽化中心,可防止溶液暴沸,如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取停止加热,待溶液冷却后重新添加碎瓷片,故B正确;C、硫酸钡和AgCl均为不溶于酸的白色沉淀,则向某溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀,继续加稀硝酸沉淀不消失,溶液中可能含Ag+,故C错误;D、氯化钠的溶解度受温度影响小,氯化钠中混有少量的硝酸钾,氯化钠是大量的,制得的饱和溶液中硝酸钾量较少,不能采取降温结晶的方法,故D错误;故答案选B。
6.(2010·上海·高考真题)右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置,下列有关说法错误的是
A.烧瓶中立即出现白烟
B.烧瓶中立即出现红棕色
C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
【答案】B
【解析】氨气和氯气接触时发生反应生成氯化铵、氯化氢和氮气,反应的方程式为:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,氯化铵为白色固体,烧瓶中出现白烟,故A正确;氨气和氯气反应生成氮气,不能生成二氧化氮红棕色气体,所以烧瓶中不能出现红棕色,故B错误;该反应中,氨气中的氮元素化合价由-3价升高到0价,化合价升高,表现还原性,故C正确;氯气有毒,排放到空气中污染环境,烧杯中盛放的为氢氧化钠溶液可以和有害气体氯气反应,达到吸收有害气体的目的,故D正确;故选B。
7.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ.在一定条件下被或氧化成(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
ⅱ.浓碱条件下,可被还原为。
ⅲ.的氧化性与溶液的酸碱性无关,的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略):
实验
物质a
C中实验现象
通入前
通入后
Ⅰ
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ
5%溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ
40%溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是________________________________。
(2)通入前,实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为_________________。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是_____________。
(4)根据资料ⅱ,实验Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因:________________________________,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取实验Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液由紫色变为绿色的离子方程式为____________________________________,溶液绿色缓慢加深,原因是被___________氧化,可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取实验Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生反应的离子方程式是___________________________。
④从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因:____________________________。
【答案】(1)饱和溶液
(2)
(3)的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)①Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ② ③ ④过量与反应产生,使溶液的碱性减弱,降低,溶液中的被还原为的速率减小,ClO-氧化 的速率大于 被OH-还原的速率。因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
【分析】在装置A中HCl与发生反应制取,由于盐酸具有挥发性,在装置B中盛有饱和溶液,除去中的杂质HCl,在装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下与反应,装置D是尾气处理装置。
【解析】(1)B是除去氯气中的氯化氢,试剂是饱和溶液。
(2)通入前,Ⅱ、Ⅲ中与碱性溶液中电离产生的反应产生白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色的,则沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强。
(4)①与反应产生、、,使溶液碱性减弱,反应的方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
②溶液由紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下,可被还原为,离子方程式为:;溶液绿色缓慢加深,原因是被氧化生成,可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③溶液紫色缓慢加深,说明将氧化为,离子方程式为:。
④过量与反应产生,使溶液的碱性减弱,降低,溶液中的被还原为的速率减小,ClO-氧化的速率大于被OH-还原的速率。因而实验Ⅲ未得到绿色溶液。
8.(2021·广东·高考真题)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是_______。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)c-d-b-a-e (3)HClO 取少量溶液于试管中,加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-
【解析】(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取,化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气,因此接口连接顺序为c-d-b-a-e,故答案为:c-d-b-a-e;
(3)久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验的方法:取少量溶液于试管中,加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-,故答案为:HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-;
9.(2020·全国III卷·高考真题)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________,a中的试剂为________。
(2)b中采用的加热方式是_________,c中化学反应的离子方程式是________________,采用冰水浴冷却的目的是____________。
(3)d的作用是________,可选用试剂________(填标号)。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,________,__________,干燥,得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3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CCl4振荡,静置后CCl4层显____色。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO(填“大于”或“小于”)。
【答案】(1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2+2OH−=ClO−+Cl−+H2O
(3)避免生成NaClO3 吸收尾气(Cl2) A
(4)过滤 少量(冷)水洗涤
(5)紫 小于
【分析】本实验目的是制备KClO3和NaClO,并探究其氧化还原性质;首先利用浓盐酸和MnO2粉末共热制取氯气,生成的氯气中混有HCl气体,可在装置a中盛放饱和食盐水中将HCl气体除去;之后氯气与KOH溶液在水浴加热的条件发生反应制备KClO3,再与NaOH溶液在冰水浴中反应制备NaClO;氯气有毒会污染空气,所以需要d装置吸收未反应的氯气。
【解析】(1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶;a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体;
(2)根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热,该加热方式为水浴加热;c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠,结合元素守恒可得离子方程式为Cl2+2OHˉ=ClO-+Cl-+H2O;根据氯气与KOH溶液的反应可知,加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐,所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3;
(3)氯气有毒,所以d装置的作用是吸收尾气(Cl2);A.Na2S可以将氯气还原成氯离子,可以吸收氯气,故A可选;B.氯气在NaCl溶液中溶解度很小,无法吸收氯气,故B不选;C.Ca(OH)2溶液浓度较小,吸收氯气效果较差,故C不选;D.氯气与硫酸不反应,且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度,故D不选;综上所述可选用试剂A;
(4)b中试管为KClO3和KCl的混合溶液,KClO3的溶解度受温度影响更大,所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量(冷)水洗涤、干燥,得到KClO3晶体;(5)1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化,2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质,即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO;碘单质更易溶于CCl4,所以加入CCl4振荡,静置后CCl4层显紫色。
10.(2018·北京·高考真题)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。_______
③C中得到紫色固体和溶液,C中Cl2发生的反应有
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有________________。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2________(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性>,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性>。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案:________________。
【答案】(1)① ②
③
(2)① 排除的干扰 ②> 溶液的酸碱性不同 ③能,理由:在过量酸的作用下完全转化为和,溶液浅紫色一定是的颜色(不能,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)
【分析】(1)与浓盐酸反应制;由于盐酸具有挥发性,所得中混有和,会消耗、,用饱和食盐水除去;与、反应制备;最后用溶液吸收多余,防止污染大气。
(2)①根据制备反应,C的紫色溶液中含有、,还会与反应生成、和。
I.加入溶液,溶液变红说明a中含。根据题意在酸性或中性溶液中快速产生,自身被还原成。
II.产生还可能是,即的存在干扰判断;微溶于溶液,用洗涤除去、排除的干扰,同时保持4稳定存在。
②根据同一反应中,氧化性:氧化剂氧化产物。对比两个反应的异同,制备反应在碱性条件下,方案II在酸性条件下,说明酸碱性的不同影响氧化性的强弱。
③判断的依据是否排除的颜色对实验结论的干扰。
【解析】(1)①A为氯气发生装置,与浓盐酸反应时,锰被还原为,浓盐酸被氧化成,与浓盐酸反应生成、、和,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为;②由于盐酸具有挥发性,所得中混有和,会消耗、,用饱和食盐水除去,除杂装置B为;③ C中发生的反应有,还有与的反应,与反应的化学方程式为,反应的离子方程式为;(2)①根据上述制备反应,C的紫色溶液中含有、,还可能含有等。
i.方案I加入溶液,溶液变红说明a中含。但的产生不能判断与 发生了反应,根据题意在酸性或中性溶液中快速产生,自身被还原成,根据得失电子守恒和原子守恒,可能的反应为;ii.产生还可能是,即的存在干扰判断;微溶于溶液,用溶液洗涤的目的是除去、排除的干扰,同时保持稳定存在,答案: ,,排除的干扰;②制备K2FeO4的原理为,在该反应中元素的化合价由0价降至-1价,是氧化剂,元素的化合价由+3价升至+6价,是还原剂,为氧化产物,根据同一反应中,氧化性:氧化剂氧化产物,得出氧化性;方案II的反应,实验表明,和氧化性强弱关系相反;对比两个反应的条件,制备在碱性条件下,方案II在酸性条件下;说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱,答案:>,溶液的酸碱性不同
③该小题为开放性试题。若能,根据题意在足量溶液中会转化为和,最后溶液中不存在,溶液振荡后呈浅紫色一定是的颜色,说明将氧化成,所以该实验方案能证明氧化性。(或不能,因为溶液b呈紫色,溶液b滴入和的混合溶液中,c()变小,溶液的紫色也会变浅;则设计一个空白对比的实验方案,方案为:向紫色溶液b中滴加过量稀,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)。
1.(2022·福建·高考真题)氨是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:
①
②
在一定条件下模拟处理氨氮废水:将的氨水分别和不同量的混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与投入量(用x表示)的关系如下图所示。下列说法正确的是
A.的数值为0.009
B.时,
C.时,x越大,生成的量越少
D.时,
【答案】C
【解析】A.x1时,氨的去除率为100%、总氮残留率为5,,95%的氨气参与反应①、有5%的氨气参与反应②,反应①消耗,参与反应②消耗,,A错误;B.x>x1时,反应①也生成氯离子,所以,B错误;C.x>x1时,x越大,氨总去除率不变,氮残余率增大,说明生成的硝酸根离子越多,生成N2的量越少,C正确;D.x=x1时,氨的去除率为100%,溶液中没有和ClO-,含有Na+、H+、、Cl-和OH-,根据电荷守恒得,D错误;故本题选C。
2.(2015·新课标Ⅱ·高考真题)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问题:
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_____。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为________________________。
②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是______(填标号)。
a.水b.碱石灰C.浓硫酸d.饱和食盐水
(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸:
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:
Ⅴ.用0.1000 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫
代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为______________________。
②玻璃液封装置的作用是______________。
③V中加入的指示剂通常为_________,滴定至终点的现象是_____________。
④测得混合气中ClO2的质量为_________g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是_______(填标号)。
a.明矾b.碘化钾c.盐酸d.硫酸亚铁
【答案】(1)2:1 (2)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3 ②Cl—、OH— ③c
(3)①2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O ②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出) ③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.02700
(4)d
【解析】(1)工业上可用KC1O3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,在反应中氯元素的化合价从+5价降低到+4价,得到1个电子,氯酸钾是氧化剂。S元素的化合价从+4价升高到+6价,失去2个电子,亚硫酸钠是还原剂,则根据电子得失守恒可知该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1。
(2)①根据流程图可知电解时生成氢气和NCl3,则电解时发生反应的化学方程式为NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3。
②NCl3与NaClO2反应生成ClO2、NH3和氯化钠、NaOH,反应的离子反应为NCl3+3H2O+6ClO2—=6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑,溶液中应该存在大量的氯离子和氢氧根离子。
③a、ClO2易溶于水,不能利用水吸收氨气,a错误;b、碱石灰不能吸收氨气,b错误;c、浓硫酸可以吸收氨气,且不影响ClO2,c正确;d、ClO2易溶于水,不能利用饱和食盐水吸收氨气,d错误,答案选c。
(3)①ClO2具有强氧化性,通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应,氧化I—为I2,自身被还原为Cl—,同时生成水,反应离子方程式为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O。
②由于二氧化氯是气体,容易挥发到空气中,所以玻璃液封装置的作用是吸收残余的二氧化氯气体。
③由于碘遇淀粉显蓝色,则V中加入的指示剂通常为淀粉,滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色。
④根据方程式可知2ClO2~5I2~10S2O32-,则测得混合气中ClO2的质量为0.1mol/L×0.02L×67.5g/mol/5=0.02700g。
(4)亚氯酸盐具有氧化性,明矾不能被氧化,碘化钾被氧化为碘,盐酸可能被氧化氯气,因此若要除去超标的亚氯酸盐,最适宜的是硫酸亚铁,且产生的氧化产物铁离子能净水。
3.(2017·浙江·高考真题)ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示。
已知:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O
2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O
ClO2熔点-59℃、沸点11℃;H2O2沸点150℃
请回答:
⑴仪器A的作用是_____;冰水浴冷却的目的是_____(写出两种)。
⑵空气流速过快或过慢,均降低NaClO2产率,试解释其原因______。
(3)Cl-存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成,将其补充完整:①_____(用离子方程式表示),②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+。
(4) H2O2浓度对反应速率有影响。通过图2所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%,B处应增加一个设备。该设备的作用是______,馏出物是_______。
(5)抽滤法分离NaClO2过程中,下列操作不正确的是_______
A.为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤
B.先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀
C.洗涤沉淀时,应使洗涤剂快速通过沉淀
D.抽滤完毕,断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后,关闭水龙头
【答案】(1)防倒吸 防止H2O2分解,使ClO2液化,促进ClO2的吸收 (2)过慢会导致反应的三颈烧瓶内ClO2浓度过高,发生分解,产率降低;过快则反应物反应不充分 (3)2ClO+2Cl-+4H+=Cl2+2ClO2+2H2O (4)减少体系内压强,降低H2O的沸点(促进H2O蒸出,同时减少H2O2的受热分解等合理答案亦可) H2O (5)C
【解析】(1)仪器A是安全瓶,作用是防倒吸;双氧水易分解,ClO2的熔点降低,因此冰水浴冷却的目的是防止H2O2分解,使ClO2液化,促进ClO2的吸收;
(2)如果空气流速过慢会导致反应的三颈烧瓶内ClO2浓度过高,发生分解,产率降低;空气流速过快则反应物反应不充分,原料利用率不高;
(3)Cl-存在时会催化ClO2的生成,根据第二步反应可知产生氯离子,因此第一步是消耗氯离子,离子方程式为2ClO+2Cl-+4H+=Cl2+2ClO2+2H2O;
(4)由于是浓缩双氧水,则馏出物是水,而双氧水易分解,因此该设备的作用是减少体系内压强,降低H2O的沸点(促进H2O蒸出,同时减少H2O2的受热分解等);
(5)A.为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤,A正确;B.先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀,B正确;C.洗涤沉淀时,应将少量溶剂洒到固体上,静置片刻,再将其抽干,C错误;D.抽滤完毕,为防止水倒吸到抽滤瓶内,应断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后,关闭水龙头,D正确;答案选C。
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