摘要:
**基本信息**
以“性质-制备-应用-转化”为主线,通过10类题型系统构建氯及其化合物知识网络,融合实验探究与价类分析,培养化学观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|氯气性质|4题/典例1-3|金属/非金属反应现象与产物判断法|从存在、物理性质到化学性质,建立物质性质认知框架|
|氯水与漂白|4题/典例4-6|氯水“三分四离”成分分析法、漂白原理对比法|由氯气与水/碱反应推导氯水成分及漂白剂制备与失效原理|
|制备与检验|4题/典例7-8|实验室制法装置组合法、氯离子检验排除干扰法|从反应原理到装置选择,形成实验设计与离子检验规范流程|
|拓展与转化|4题/典例9-10|价类二维图转化法、新型消毒剂性质迁移法|通过ClO₂性质及价类二维图,实现从具体物质到元素转化的系统认知|
内容正文:
第二节 氯及其化合物(题型突破·举一反三)
题型01 认识氯气
题型02 氯气与金属的反应
题型03 氯气与非金属的反应
题型04 氯气与水反应 氯水的成分与性质
题型05 氯气与碱的反应
题型06 漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
题型07 氯气的实验室制法
题型08 氯离子的检验
题型09 ClO2的性质和制备
题型10 氯及其化合物“价类”二维图
▌题型01 认识氯气
1.氯元素的存在
在自然界中只以化合态形式存在。如NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水、陆地的盐湖和盐矿中。
2.物理性质
氯气为黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。
3.用途
氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。
【典例1】(25-26高一下·广东茂名·阶段检测)下列关于氯及其化合物的说法正确的是
A.氯气是无色无味的气体
B.漂白粉的有效成分是
C.实验室制取氯气可用向下排空气法收集
D.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸不稳定,易分解
【答案】D
【解析】A.氯气是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,并非无色无味,A错误;
B.漂白粉是和的混合物,有效成分为,B错误;
C.氯气的摩尔质量为,大于空气平均摩尔质量,密度比空气大,应使用向上排空气法收集,C错误;
D.氯气与水发生反应,生成盐酸和次氯酸,次氯酸不稳定,见光易分解:,D正确;
故答案为D。
【变式1-1】(25-26高一上·广东·期中)下列关于氯及其化合物的叙述正确的是
A.实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气可以用澄清石灰水吸收
B.氯气易液化,液氯可以保存在钢瓶中
C.氯气的性质很活泼,它与氢气混合后立即发生爆炸
D.检验气体中是否混有的方法是将气体通入硝酸银溶液
【答案】B
【解析】A.实验室制取氯气时,多余的氯气通常用氢氧化钠溶液吸收,澄清石灰水中氢氧化钙的浓度低、吸收效率不高,不适合用于吸收多余氯气,A错误;
B.氯气在常温下加压可液化,常温下干燥的液氯不与铁发生反应,可储存在干燥的钢瓶中,B正确;
C.氯气与氢气混合需光照或点燃才会爆炸,C错误;
D.将气体通入硝酸银溶液,Cl2与水反应生成HCl和HClO,生成的HCl与AgNO3反应产生AgCl沉淀,因此无论是否混有HCl都会产生沉淀,无法检验,D错误;
故答案选B。
【变式1-2】(25-26高一上·江西赣州·期中)实验安全重于泰山。下列实验操作或处理方法错误的是
A.点燃CO前,先检验其纯度
B.进行钠在空气中燃烧的实验时,与该实验有关的安全提示图标中含有、
C.Na着火时,可用湿抹布盖在着火处灭火
D.若遇氯气泄漏,可用湿毛巾捂住口鼻向高处快速转移
【答案】C
【解析】A.点燃CO前必须先检验其纯度,以避免因气体不纯引发爆炸,A正确;
B.钠在空气中燃烧会产生高温、强光及过氧化钠等腐蚀性产物,需使用护目镜防止实验过程中强光或飞溅物伤害眼睛,使用排风装置保持实验室内空气流通,B正确;
C.湿抹布上含有水,钠能与水反应,所以钠着火时不能用湿抹布盖灭,C错误;
D.氯气有毒,能和水反应,氯气泄漏时应该用湿毛巾捂住口鼻进行自救,氯气密度比空气大,应该向高处快速转移,D正确;
故选C。
【变式1-3】(25-26高一上·山东枣庄·阶段检测)下列对氯气的叙述中,不正确的是
A.有毒的黄绿色气体
B.干燥的氯气有漂白性
C.液氯可储存在钢瓶中
D.活泼的非金属单质
【答案】B
【解析】A.氯气是黄绿色的有毒气体,A正确;
B.干燥的氯气不具有漂白性, B错误;
C.常温下,铁与氯气不反应,则液氯可贮存在钢瓶中,C正确;
D.氯气是活泼的非金属单质,能和铁铜等大多数金属、某些非金属单质反应生成氯化物,D正确;
故答案选B。
▌题型02 氯气与金属的反应
氯气与金属单质的反应
反应现象
化学方程式
与钠反应
产生大量白色烟
2Na+Cl22NaCl
与铁反应
产生大量棕褐色烟
2Fe+3Cl22FeCl3
与铜反应
产生大量棕黄色烟
Cu+Cl2CuCl2
[提醒] 氯气能与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到高价态。
【典例2】(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)下列物质的性质与用途均正确且存在因果关系的是
选项
性质
用途
A
纯碱能与酸反应
纯碱可治疗胃酸过多
B
易溶于水
常用于杀菌消毒
C
常温下Fe不与反应
液氯可贮存在钢瓶中
D
浓盐酸具有挥发性
浓盐酸用于实验室制
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.纯碱的碱性较强对人体刺激大,不能治疗胃酸过多,A错误;
B.具有强氧化性,可用于杀菌消毒,与易溶于水无关,B错误;
C.加热铁和氯气反应,而常温下Fe不与反应,故液氯可贮存在钢瓶中,C正确;
D.浓盐酸具有还原性,能被等氧化,可用于实验室制,与浓盐酸具有挥发性无关,D错误;
故选C。
【变式2-1】(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)下列有关氯气和氯水的叙述中正确的是
A.过量的铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3
B.工业上制备漂白液,该反应只体现氯气的强氧化性
C.干燥的有色布条在新制氯水中泡一会儿,发现有色布条褪色,说明Cl2 有漂白性
D.新制氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中有HClO
【答案】A
【解析】A.由于氯气的氧化性强,所以铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3 ,与铁的量无关,A正确;
B.工业上制备漂白液,,该反应是歧化反应,氯气中一半原子化合价升高,一半化合价降低氯气既表现氧化性,也表现还原性,B错误;
C.干燥的有色布条在新制氯水中泡一会儿,发现有色布条褪色,是因为HClO的漂白性,Cl2 无漂白性,C错误;
D.新制氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,是因为氯水中的HCl;HClO的酸性弱于碳酸,NaHCO3与HClO不反应,D错误;
故选A。
【变式2-2】(25-26高一上·广东汕头·阶段检测)关于钠、氯及其化合物,下列说法正确的是
A.钠和氯元素在自然界中均存在游离态
B.金属Na应保存于煤油或石蜡油中,新制氯水应盛放在棕色试剂瓶中避光保存
C.钠在氯气中燃烧产生白色的烟雾
D.工业上电解熔融NaCl制备金属钠时,Na元素发生了氧化反应
【答案】B
【解析】A. 钠、氯元素在自然界中均以化合态存在,A错误;
B. 金属钠易与空气中的氧气和水反应,应保存于煤油或石蜡油中;新制氯水中的次氯酸见光易分解,应用棕色试剂瓶避光保存,B正确;
C. 钠在氯气中燃烧生成固体氯化钠,产生白烟而不是烟雾,C错误;
D. 电解熔融氯化钠时,钠元素的化合价由+1价降低到0价,发生还原反应,D错误;
故选B。
【变式2-3】(25-26高一上·广东中山·期中)某小组设计下图装置进行钠与氯气反应的实验。下列说法错误的是
A.可以用代替固体 B.实验前要检查装置的气密性
C.实验时要先滴加浓盐酸再点燃酒精灯 D.实验结束后可以向试管中加入碱液处理余氯
【答案】A
【分析】左侧具支试管内盛放固体,通过胶头滴管滴加浓盐酸,可在常温下反应生成氯气,作为本实验的氯气发生装置;中间硬质玻璃管内放置金属钠,下方配有酒精灯,用于加热引发钠与氯气的化合反应;右侧导管将尾气通入盛有浓溶液的烧杯中,用于吸收未反应的氯气,避免有毒氯气逸散污染环境。
【解析】A.与浓盐酸反应需要加热条件才能生成,该装置的氯气发生部分无加热装置,常温下二者不反应,不能代替固体,A错误;
B.该实验涉及气体参与和尾气处理,为防止气体泄漏影响实验结果、污染空气,实验前需要检查装置的气密性,B正确;
C.实验时先滴加浓盐酸,利用生成的排尽装置内的空气,避免钠与空气中的氧气、水蒸气发生副反应,之后再点燃酒精灯使钠与氯气反应,C正确;
D.可与碱液发生反应,实验结束后向试管中加入碱液可以吸收残留的氯气,防止其污染环境,D正确;
故选A。
▌题型03 氯气与非金属的反应
氯气与非金属单质H2的反应
(1)操作:在空气中点燃H2,然后把导管缓慢伸入盛满Cl2的集气瓶中。
(2)现象:H2在Cl2中安静地燃烧(若点燃或强光照射时,H2与Cl2的混合气体会发生爆炸),发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾。(氯化氢的水溶液俗称盐酸,生成的HCl在集气瓶口遇空气中的水蒸气形成盐酸小液滴)
化学方程式H2+Cl22HCl。
【典例3】(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)如图是氢气在氯气中燃烧的示意图。下列有关该实验的说法错误的是
A.集气瓶中氯气有刺激性气味 B.氢气在氯气中燃烧火焰呈无色
C.燃烧过程中集气瓶口会产生大量白雾 D.该实验能充分说明燃烧不一定有氧气参加
【答案】B
【解析】A.氯气有刺激性气味,A正确;
B.在中燃烧火焰呈苍白色,B错误;
C.氯气和氢气燃烧生成HCl气体,HCl在集气瓶口与空气中的水蒸气凝结成小液滴,产生大量白雾,C正确;
D.该实验中氢气在氯气中燃烧,没有氧气参加,充分说明燃烧不一定有氧气参加,D正确;
故选B。
【变式3-1】下列关于常见物质的说法中,正确的是
A.钠放置在空气中,会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠
B.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,发出黄色火焰
C.固体中阴阳离子数量之比为1∶1
D.碳酸钠与碳酸氢钠均可用作食用碱
【答案】D
【解析】A.氧化钠为白色固体,A错误;
B.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,B错误;
C.中阴离子为,因此固体中阴阳离子数量之比为1∶2,C错误;
D.碳酸钠和碳酸氢钠都能中和面团中产生的酸并生成二氧化碳,所以可用作食用碱,D正确;
故选D。
【变式3-2】通过化学实验现象得出相应的结论是探究物质性质的一种重要方法,下列化学实验现象与结论对应不正确的是
化学实验现象
解释与结论
A
钠与水反应时浮在水面上
钠的密度比水小
B
钠在空气中燃烧发出黄色火焰
钠与氧气反应生成了淡黄色物质
C
氢气在氯气中燃烧时瓶口有白雾
生成的氯化氢逸出结合空气中的水蒸气而呈白雾状
D
铁与氯气反应剧烈燃烧产生红棕色的烟
产物为红棕色小颗粒,燃烧不一定需要氧气
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.钠的密度小于水,因此钠与水反应时浮在水面上,现象与结论对应正确,A正确;
B.钠在空气中燃烧发出黄色火焰,是钠元素的焰色反应所导致,与反应生成淡黄色的无因果关系,B错误;
C.氢气在氯气中燃烧生成,逸出后结合空气中的水蒸气形成盐酸小液滴,即为白雾,现象与结论对应正确,C正确;
D.铁与氯气反应生成红棕色的固体小颗粒,现象为红棕色烟,该反应中作为氧化剂,说明燃烧不一定需要氧气参与,现象与结论对应正确,D正确;
故选B。
【变式3-3】下列实验中,不能实现实验目的的是
选项
A
B
实验
硝酸酸化的硝酸银溶液久置氯水
目的
验证Na2O2与水反应放热
检验久置氯水中是否含有Cl⁻
选项
C
D
实验
目的
比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
H2在Cl2中燃烧
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.与水反应放热,会使试管内温度升高、气体膨胀,导致U型管中红墨水液面左低右高,可以验证反应放热,能实现实验目的,A不符合题意;
B.久置氯水的成分主要为稀盐酸,含,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若生成不溶于硝酸的白色沉淀,可检验,能实现实验目的,B不符合题意;
C.比较碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性时,应将碳酸氢钠置于小试管(间接受热)、碳酸钠置于大试管(直接受热),若小试管对应澄清石灰水变浑浊、大试管对应澄清石灰水无明显变化,即可证明碳酸氢钠热稳定性弱于碳酸钠。能实现实验目的,C不符合题意;
D.氯气密度比空气大,图中集气瓶倒放(瓶口朝下),会导致有毒氯气大量逸出,无法持续燃烧且不安全。标准实验装置应为:集气瓶正放(瓶口朝上),利用氯气密度大的特点,减少氯气逸出;将先在空气中点燃的纯净氢气导管从瓶口缓缓伸入氯气中,观察苍白色火焰和瓶口白雾。不能实现实验目的,D符合题意;
故选D。
▌题型04 氯气与水反应 氯水的成分与性质
1.氯气与水的反应
(1)氯气的水溶液称为氯水。氯气与水反应的化学方程式为:Cl2+H2O⇌HCl+HClO。该反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂。
(2)次氯酸(HClO)的性质:具有强氧化性,能杀菌、消毒和漂白。酸性比碳酸弱,只存在于水溶液中。次氯酸不稳定,易分解,化学方程式为2HClO=HCl+O2↑。
2.氯水的成分——“三分四离”
3.氯水中的微粒与性质
【典例4】(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)下列反应的离子方程式书写正确的是
A.碳酸钙与稀盐酸反应:CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+
B.足量的NaHCO3与澄清石灰水反应:+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
C.饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2:+CO2+H2O=2
D.氯气溶于水的反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
【答案】A
【解析】A.碳酸钙为难溶物不能拆分,HCl为强酸可拆分,给出的离子方程式符合反应事实和书写规则,A正确;
B.足量与澄清石灰水反应时,完全反应,提供,正确离子方程式为,选项中为少量时的反应,B错误;
C.溶解度小于,饱和溶液中通入过量会析出晶体,正确离子方程式为,C错误;
D.与水的反应为可逆反应,且为弱酸不能拆分,正确离子方程式为,D错误;
故选A。
【变式4-1】(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且两者间具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
金刚石和石墨的物理性质和化学性质均相同
金刚石和石墨是碳元素的同素异形体
B
用玻璃棒蘸取某溶液进行焰色试验,火焰为黄色
该溶液中含有钠元素
C
用pH试纸测量氯水的pH < 7
氯气与水反应生成酸
D
实验室将金属钠保存在煤油中
钠不与煤油反应,且钠密度大于煤油
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.金刚石和石墨是碳元素的同素异形体,二者化学性质相似但物理性质差异极大(如硬度、导电性等),陈述Ⅰ错误,A不符合题意;
B.玻璃棒的成分中含有钠元素,会干扰焰色试验的结果,焰色试验应使用铂丝或光洁无锈的铁丝,不能用玻璃棒,陈述Ⅰ错误,B不符合题意;
C.氯水中含有,具有强漂白性,会将pH试纸漂白,不能用pH试纸测得氯水的,陈述Ⅰ错误,C不符合题意;
D.实验室通常将金属钠保存在煤油中,陈述Ⅰ正确;钠不与煤油反应,且钠的密度大于煤油,可沉在煤油下方隔绝空气中的氧气和水蒸气,陈述Ⅱ正确,且二者存在因果关系,D符合题意;
故选D。
【变式4-2】(25-26高一上·广东东莞·阶段检测)利用数字化实验,测得光照条件下,氯水的、装置内氧气体积分数、氯离子浓度的变化如图所示,下列说法中正确的是
A.由图1~3分析,预测光照时可能存在反应:
B.与水反应的离子方程式为:
C.图1表示氯水的氢离子浓度的变化,图3表示溶液中氯离子浓度的变化
D.充分光照后,氯水的颜色消失,氯水的漂白性将会增强
【答案】A
【解析】A.根据纵坐标数值分析,图1表示氯水pH值的变化,光照时溶液减小(增大)、氯离子浓度增大、氧气体积分数升高,符合反应的变化规律,A正确;
B.是弱酸,离子方程式中不能拆写,与水反应的正确离子方程式为,B错误;
C.,随光照进行增大,则减小,故图1为变化曲线;初始空气中氧气体积分数约为20%,根据纵坐标数值推测,图3为氧气体积分数变化,故图2为氯离子浓度变化,C错误;
D.具有漂白性,充分光照后完全分解,氯水漂白性减弱甚至消失,D错误;
故选A。
【变式4-3】(25-26高一上·广东韶关·期中)以下哪个粒子是新制氯水中没有的
A.HCl分子 B.OH- C.H2O分子 D.HClO分子
【答案】A
【解析】A.是强电解质,在氯水中完全电离为和,不存在分子,A符合题意;
B.氯水中存在水的电离平衡,含有少量,B不符合题意;
C.新制氯水以水为溶剂,存在大量分子,C不符合题意;
D.与水反应生成的是弱电解质,仅部分电离,存在分子,D不符合题意;
故答案选A。
▌题型05 氯气与碱的反应
氯气和碱的反应
(1)与NaOH溶液反应——制取漂白液
①制取原理的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O;离子方程式:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
②漂白液的主要成分是NaCl、NaClO,有效成分是NaClO。
(2)与冷的石灰乳反应——制取漂白粉(不选择石灰水,因为石灰水Ca(OH)2含量低,而石灰乳中Ca(OH)2含量高)
①制取原理的化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则得到漂粉精。
【典例5】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)有关氯气的微型探究实验装置如图。实验时滴入几滴浓盐酸,下列说法正确的是
A.①处红色布条褪色,说明Cl2具有漂白性
B.②处FeBr2溶液与少量Cl2,反应的离子方程式为
C.③处颜色变浅,说明氧化性:Cl2>KMnO4
D.④处可吸收尾气Cl2,可用饱和Na2CO3溶液替代
【答案】D
【分析】向试管内滴入浓盐酸,浓盐酸与反应生成氯气;氯气向上扩散,依次接触①湿润红色布条、②溶液、③浸有酸性高锰酸钾溶液的滤纸,最后氯气被④浸浓溶液的棉花吸收,以此探究氯气相关化学性质。
【解析】A.①处湿润红色布条褪色,氯气本身不具备漂白性,氯气和水发生反应生成次氯酸,是次氯酸具有漂白作用,不能说明氯气具有漂白性,A错误;
B.还原性,通入少量氯气时,氯气优先氧化亚铁离子,不会氧化溴离子,正确离子方程式为,B错误;
C.③处酸性高锰酸钾褪色,发生反应,是氧化剂,是氧化产物,氧化剂氧化性强于氧化产物,因此氧化性:,C错误;
D.④利用浓溶液吸收尾气氯气,氯气能够与饱和碳酸钠溶液发生反应,因此饱和溶液可以替代浓溶液吸收氯气尾气,D正确;
故选D。
【变式5-1】(25-26高一上·北京·期中)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 ③浓硫酸 ④
A.②③ B.③④ C.①③ D.①②
【答案】A
【解析】①饱和溶液不能吸收或干燥,潮湿通过后仍带有水蒸气,可生成使C处红布条褪色,①不符合题意;
②溶液可吸收,能使关闭B时无具有漂白性的物质到达C处,红布条无明显现象,②符合题意;
③浓硫酸可干燥,能使关闭B时无具有漂白性的物质到达C处,红布条无明显现象,③符合题意;
④既不能吸收也不能干燥,潮湿的经过水后仍能生成使C处红布条褪色,④不符合题意;
②③符合题意,故选A。
【变式5-2】(25-26高一上·广东广州·期中)实验室制取Cl2时,下列装置能达到相应实验目的的是
A.制备Cl2
B.净化Cl2
C.收集Cl2
D.尾气处理
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.与浓盐酸反应制取需要加热,装置中缺少酒精灯,无法制得,A错误;
B.净化时应先通过饱和食盐水除去,再通过浓硫酸干燥,图示试剂顺序颠倒,最终得到的中混有水蒸气,B错误;
C.密度大于空气,应用向上排空气法收集,且装置需要有出气导管排出瓶内空气,图示装置只有进气导管,无法收集,C错误;
D.可与溶液发生反应,将尾气通入溶液中可吸收多余,防止污染环境,D正确;
故答案为D。
【变式5-3】(25-26高一上·广东汕头·期中)已知:将通入适量溶液,产物中可能有,且的值与温度高低有关。当参加反应的的物质的量为时,下列有关说法错误的是
A.若某温度下,反应后,则溶液中
B.参加反应的氯气的物质的量等于
C.改变温度,反应中转移电子的物质的量的最小值是
D.改变温度,产物中的最大理论产量为
【答案】D
【解析】A.设,由得,根据电子守恒:,解得,可得,A正确;
B.由K原子守恒:,由Cl原子守恒:,故,B正确;
C.当氧化产物只有时转移电子最少,此时反应为,参与反应转移电子,C正确;
D.当氧化产物只有时产量最大,根据电子守恒,结合K守恒得,解得,D错误;
故选D。
▌题型06 漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
1.制取原理与漂白原理
(1)制取原理
①漂白液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(2)漂白原理
①漂白液:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO。
②漂白粉:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
③漂白粉敞口存放在潮湿的空气中容易失效,其原因是Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO;2HClO2HCl+O2↑。
2.漂白液和漂白粉的保存及应用
(1)漂白液和漂白粉中的有效成分能够与空气中的CO2和H2O反应生成HClO。HClO不稳定,见光易分解,漂白液和漂白粉应密封、避光并置于阴凉干燥处保存。
(2)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
[特别提示] ①Cl2、NaClO、漂白粉本身并无漂白性,只有在一定条件下生成HClO时,才有漂白性,如干燥的Cl2不能使干燥的有色布条褪色。
②HClO的漂白性是永久的破坏性漂白。
(3)洁厕剂中含有HCl,不能与以次氯酸盐为有效成分的“84”消毒液等同时使用,可能发生反应:Cl-+ClO-+2H+===H2O+Cl2↑,使人中毒。
【典例6】(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式书写正确的是
A.绿矾()处理酸性工业废水中的:Cr2O+3Fe2++14H+=3Fe3++2Cr3++7H2O
B.碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液混合:
C.氯气通入石灰乳中制漂白粉:
D.向氯化钙溶液中通入:
【答案】B
【解析】A.中为+6价,反应后变为+3价,1 mol 得到6 mol电子,1 mol 失去1 mol电子,根据电子守恒,的系数应为6,该选项电子、电荷均不守恒,正确离子方程式为,A错误;
B.碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,离子方程式符合书写规则,B正确;
C.石灰乳中的为悬浊物,不能拆分为离子形式,应写化学式,正确的方程式为,C错误;
D.碳酸酸性弱于盐酸,与氯化钙溶液不发生反应,D错误;
故选B。
【变式6-1】(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)生活中处处蕴含化学原理。下列相关场景中发生反应的离子方程式书写正确的是
A.向石灰乳中通入氯气制备漂白粉:
B.用小苏打治疗胃酸过多:
C.用食醋检验牙膏中的碳酸钙:
D.用漂白粉漂洗衣服:
【答案】D
【解析】A.石灰乳是的悬浊液,大部分以固体形式存在,书写离子方程式时不能拆为OH-,正确离子方程式为:,A错误;
B.小苏打是碳酸氢钠,其阴离子为,不能拆分为,正确离子方程式为,B错误;
C.食醋的主要成分是弱电解质,不能拆为,正确离子方程式为:,C错误;
D.漂白粉有效成分为,与空气中、发生强酸制弱酸的反应,生成具有漂白性的,该离子方程式书写符合规则,D正确;
故选D。
【变式6-2】(25-26高一上·广东东莞·期中)下列反应的离子方程式正确的是
A.醋酸除水垢:
B.工业上制漂白粉:
C.向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钠溶液:
D.将硫酸溶液与氢氧化钡溶液混合:
【答案】C
【解析】A.醋酸是弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为,需保留化学式,正确的离子方程式为,A错误;
B.工业制漂白粉是将氯气通入石灰乳,石灰乳中为悬浊液,不能拆分为,需保留化学式;并且该式描述的是氯气和强碱稀溶液的反应,不符合工业制漂白粉的实际场景,正确的离子方程式为,B错误;
C.硫酸氢钠在水溶液中完全电离出、和,与氢氧化钠反应的实质是与结合生成水,离子方程式书写正确,C正确;
D.硫酸与氢氧化钡反应时,与的配比应为2:2,正确离子方程式为,D错误;
故选C。
【变式6-3】(25-26高一下·广东汕头·期末)实验小组通过二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气,并通入氢氧化钠溶液制备少量漂白液,最后验证漂白液的强氧化性,下列说法错误的是
A.制的化学方程式:(浓)
B.生成漂白液的离子方程式:
C.氯水也可做漂白剂,但其有效成分不稳定,光照易分解放出氧气
D.可将氯气通入澄清石灰水制备漂白粉
【答案】D
【解析】A.二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,所给化学方程式配平、反应条件均正确,A正确;
B.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,是制备漂白液的反应,所给离子方程式书写正确,B正确;
C.氯水的有效漂白成分为,不稳定,光照下会发生分解反应,分解放出氧气,C正确;
D.澄清石灰水中溶解度很小、浓度极低,无法用于制备漂白粉,工业上是将氯气通入石灰乳中制备漂白粉,D错误;
故选D。
▌题型07 氯气的实验室制法
氯气的实验室制法
1.药品:二氧化锰和浓盐酸。
2.原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(用化学方程式表示)。
3.装置
(1)发生装置(Ⅰ)
①特点:固体+液体气体。
②仪器:铁架台、酒精灯、陶土网、圆底烧瓶、分液漏斗等。
③试剂:A中盛放浓盐酸,B中盛放二氧化锰。
(2)净化装置(Ⅱ)
盛放试剂
试剂的作用
C
饱和食盐水
除去氯气中的氯化氢
D
浓硫酸
干燥氯气
(3)收集装置(Ⅲ)
①收集方法:向上排空气法。
②验满方法:湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口。
(4)尾气处理装置(Ⅳ)
①导气管要伸入液面以下。
②F中盛放的试剂:氢氧化钠溶液(或其他碱液),作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
【知识拓展】Cl2制取的原理
除MnO2外,还可以用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等强氧化性物质与浓盐酸反应制取氯气,不需要加热。
①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
③Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O(利用漂白粉制取氯气)
【典例7】(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)下图装置实现了氯气制备及性质探究的一体化设计。下列叙述错误的是
A.b处鲜花褪色,不能说明具有漂白性
B.c处溶液中出现白色沉淀,说明与水反应生成
C.d处试纸变蓝,发生的反应为
D.相较于舍勒制备氯气所用的,说明的氧化性比强
【答案】B
【解析】A.鲜花含有水分,与水反应生成的具有漂白性使鲜花褪色,不能说明本身具有漂白性,A正确;
B.浓盐酸具有挥发性,制得的中混有挥发的,也能电离出与反应生成白色沉淀,无法说明来自与水的反应,B错误;
C.的氧化性强于,可发生反应,淀粉遇变蓝,C正确;
D.与浓盐酸反应制需要加热,与浓盐酸常温下即可反应制,说明的氧化性强于,D正确;
故选B。
【变式7-1】(25-26高一上·广东汕头·阶段检测)某小组模拟舍勒制备的实验并探究性质,选用如图所示仪器及药品:
(1)上图I中,仪器b的名称是__________。
(2)图I中制取氯气的离子方程式为______________________。
(3)将c中出来的气体通入装置Ⅱ中探究氯气的性质,请在表格中填空。
实验组别
溶液B
Ⅲ中现象
结论
i
________
干燥红花______
干燥的不能漂白干燥红花
ii
________
干燥红花褪色
________
(4)有同学发现(3)中实验存在不足,请写出你的改进意见________________。
(5)新型绿色消毒剂二氧化氯()可有效防止氯气消毒产生危害人体健康的有机氯化物。用氯气和亚氯酸钠()溶液可制备,写出该反应的化学方程式________________。每制得135g转移电子数为__________。
【答案】(1)分液漏斗
(2)
(3) 浓硫酸 不褪色 饱和食盐水 氯气与水反应的产物具有漂白性
(4)在装置末端增加盛有NaOH溶液的尾气处理装置,防止氯气污染空气
(5)
【分析】I装置反应生成氯气,Ⅱ、Ⅲ装置用于检验氯气的性质,氯气和水生成的次氯酸具有漂白性,能使有色物质褪色;
【解析】(1)由图,仪器b的名称是分液漏斗;
(2)I中制取氯气反应为浓盐酸和二氧化锰加热生成氯化锰和水、氯气,离子方程式为:;
(3)实验i用于证明干燥的氯气没有漂白性,则制备的氯气需要干燥,即溶液B为浓硫酸,实验现象为干燥红花不褪色;
实验ii用于证明氯气和水生成的物质具有漂白性,可将氯气通入饱和食盐水中,并除去HCl气体,即溶液B为饱和食盐水,实验结论为氯气与水反应的产物具有漂白性;
故答案为:浓硫酸;不褪色;饱和食盐水;氯气与水反应的产物具有漂白性;
(4)氯气有毒会污染空气,应该在装置末端增加盛有NaOH溶液的尾气处理装置,防止氯气污染空气;
(5)氯气和亚氯酸钠()溶液可制备,结合质量守恒,还生成氯化钠,反应为:;反应中氯气中氯元素化合价由0变为-1,得到2个电子,亚氯酸钠中元素氯化合价由+3变为+4,失去2个电子,每生成2mol转移2mol电子,135g为2mol,则转移电子数为。
【变式7-2】(25-26高一上·广东江门·阶段检测)科学家舍勒和戴维对氯气的制取和研究做出了重大贡献。某兴趣小组利用所给仪器在实验室制备纯净干燥的氯气,并模拟工业制漂白粉。请回答下列问题:
Ⅰ.实验室制备和收集氯气的常用装置如下图。
(1)B中试剂作用是___________。
(2)C中盛装浓盐酸的装置名称为___________。装置C中发生反应的离子方程式为_______。
(3)实验装置接口的连接顺序为e→___________(按气流方向填写)。
(4)实验室除了可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气外,还可以用其他很多方法制取氯气,其中用高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式可表示为:,若该反应产生0.5molCl2,则反应转移的电子数是___________。(设阿伏加德罗常数的值为NA)
Ⅱ.漂白粉的制备(装置如图所示)
查阅资料可知:
①Cl2和石灰乳反应放热明显。
②温度较高时Cl2和石灰乳发生反应:。
(5)装置C中,Cl2和石灰乳常温下反应可得漂白粉,其反应的化学方程式为___________。
(6)使用冰水浴的目的是___________。
【答案】(1)除去Cl2中的HCl
(2) 分液漏斗
(3)dcabihg
(4)NA
(5)
(6)避免由于温度升高而引发副反应
【分析】装置C为氯气发生装置,利用二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气;由于浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,需先通过盛有饱和食盐水的装置B除去氯化氢,再通过盛有浓硫酸的装置A除去水蒸气;氯气密度比空气大,用装置E(向上排空气法)收集;最后用盛有氢氧化钠溶液的装置D进行尾气处理,防止污染环境。制备漂白粉时,氯气与石灰乳反应会放出大量热,为防止温度过高发生副反应生成氯酸钙,需采用冰水浴降温。
【解析】(1)浓盐酸具有挥发性,导致生成的氯气中混有气体。装置B中通常盛装饱和食盐水,其作用是除去中混有的气体,同时减少氯气的溶解损耗;
(2)观察装置C可知,盛装浓盐酸的仪器带有玻璃活塞,其名称为分液漏斗;装置C中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应,生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为;
(3)气体的制备与收集顺序为:发生装置除杂装置干燥装置收集装置尾气处理装置。洗气瓶除杂和干燥时均应“长进短出”,即先从d进c出,再从a进b出;收集氯气采用向上排空气法,也应“长进短出”,即从i进h出;最后通入尾气处理装置,从g进。故接口连接顺序为edcabihg;
(4)在反应中,Cl元素的化合价由-1价升高到0价,生成时,转移电子。因此,若反应产生,则转移的电子的物质的量为,即电子数为;
(5)常温下,氯气与石灰乳中的氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,这是工业制备漂白粉的原理,反应的化学方程式为;
(6)根据题干资料可知,氯气与石灰乳反应会放出大量热,且温度较高时会发生副反应生成。因此,使用冰水浴的目的是降低体系温度,防止反应放热导致温度过高而引发副反应,从而提高漂白粉的产率。
【变式7-3】(25-26高一上·广东惠州·期中)氯元素是非常重要的非金属元素,某化学活动社团为了探究氯气的制法、性质和用途,设计了如下实验装置。
(1)仪器A的名称______________。
(2)该实验中制备氯气的化学方程式为_______________________________。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(3)装置B中饱和食盐水的作用是________________________________。
(4)广口瓶C、E中,有色布条褪色的是________(填“C”或“E”)。
(5)装置F可用于制漂白粉,漂白粉的有效成分是____________(填字母)。
A.Ca(OH)2 B.Ca(ClO)2 C.CaCl2 D.Ca(ClO)2和CaCl2
(6)装置G的作用是______________,请写出G中反应的离子方程式:_________________。
(7)写出装置Ⅰ中反应的化学方程式:__________________________________。
(8)实验室也常用KMnO4代替MnO2与浓盐酸在常温下反应制备Cl2,反应的化学方程式如下:
①用双线桥标出该反应电子的得失:______________________________________________。
②由反应可知,氧化性:_______(填“>”或“<”)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) 1:2
(3)除去中的HCl,同时降低在水中的溶解度
(4)C
(5)B
(6) 吸收多余的Cl2,防止环境污染
(7)
(8) >
【分析】A装置制取,B装置除去中混有的HCl;H、D装置干燥,I装置探究与Fe的反应,G装置吸收尾气;C、E装置用于检验的漂白性,F装置用于制取漂白粉;
【解析】(1)该仪器带有活塞,用于向反应容器中定量添加液体试剂,为分液漏斗;
(2)该装置为二氧化锰与浓盐酸加热制氯气的经典装置,化学方程式为;反应中中Mn从+4价降为+2价,作氧化剂;4 mol参与反应的HCl中,只有2 mol HCl的Cl从-1价升为0价被氧化,作还原剂,剩余2 mol HCl仅体现酸性,因此氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2;
(3)浓盐酸易挥发,制得的氯气中混有HCl气体,HCl极易溶于水,而氯气在饱和食盐水中的溶解度远小于在纯水中的溶解度,因此用饱和食盐水除杂并减少氯气溶解损失;
(4)漂白性来自氯气与水反应生成的HClO。从B出来的氯气带有水蒸气,进入C后,氯气和水反应生成HClO,可使C中湿润的有色布条褪色;氯气经过D中浓硫酸干燥后,进入E的是干燥氯气,无HClO生成,不能使E中干燥的有色布条褪色;
(5)漂白粉是氯气和石灰乳反应的产物,主要成分为和,其中只有具有强氧化性,是能够发挥漂白、消毒作用的有效成分;
(6)氯气是有毒气体,不能直接排放到空气中,NaOH可以和氯气反应,因此用NaOH溶液进行尾气处理,离子方程式:;
(7)加热条件下,铁粉与氯气发生化合反应,生成三氯化铁;化学方程式:;
(8)①Mn元素从中的+7价降低为中的+2价,2个Mn原子共得到10e⁻;Cl元素从HCl中的-1价升高为中的0价,生成5mol 共10个Cl原子失去10e⁻ ;
②自发进行的氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,该反应中是氧化剂,是氧化产物,因此氧化性。
▌题型08 氯离子的检验
氯离子的检验方法
(1)用稀硝酸酸化,主要是排除等离子的干扰。
(2)不能用稀盐酸酸化,因为盐酸会引入Cl-。
(3)Cl-的检验步骤也可表述为:在待测液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中含有Cl-。
【典例8】(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)某同学画了一个五环图案并在图案上依次写上了5种物质,图中相交的两种物质均可发生化学反应,①、②、③、④、⑤表示其相应的化学反应。下列说法不正确的是
A.反应③的原理可以用来检验
B.上述5个反应中存在2个置换反应
C.反应①是氧化还原反应,电子转移过程可表述为
D.反应③④⑤的反应类型均为复分解反应
【答案】C
【分析】图中①~⑤对应的物质组合依次为铁与盐酸、铁与硝酸银溶液、硝酸银溶液与氯化钡溶液、氯化钡溶液与碳酸钠溶液、碳酸钠溶液与盐酸。其中①、②是置换反应,③、④、⑤是复分解反应。
【解析】A.反应③中,银离子与氯离子结合生成氯化银白色沉淀,利用该特征反应可以检验氯离子,A正确;
B.反应①、②均由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,是置换反应;其余三个均不是置换反应,因此五个反应中共有两个置换反应,B正确;
C.反应①中,铁元素的化合价由零价升高到正二价,铁原子失去两个电子;氢元素的化合价由正一价降低到零价,两个氢离子共得到两个电子。正确的电子转移过程为:
原选项将电子得失对象标反,C错误;
D.反应③、④、⑤均是由两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,均属于复分解反应,D正确;
故选C。
【变式8-1】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)下列操作、现象和结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向碳酸钠粉末滴几滴水,再插入温度计
碳酸钠结块变成晶体,温度升高
碳酸钠与水反应生成,同时放热
B
将依次通入淀粉-KI溶液、KBr溶液
淀粉-KI溶液变蓝色,KBr溶液变橙色
氧化性:
C
向待测液中加入盐酸酸化的溶液
有白色沉淀生成
待测液中含有
D
在空气中点燃氢气,将导管伸入盛有氯气的集气瓶
集气瓶中产生白烟
生成HCl
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.向碳酸钠粉末滴加少量水,碳酸钠结块生成,温度计示数升高说明反应放热,操作、现象和结论均正确,A正确;
B.通入淀粉-KI溶液变蓝证明氧化性,通入KBr溶液变橙证明氧化性,但该实验无法验证和的氧化性强弱,B错误;
C.盐酸酸化的溶液中,盐酸本身引入了,无法证明待测液中含有,C错误;
D.氢气在氯气中燃烧生成,遇空气中的水蒸气形成盐酸小液滴,现象为白雾而非白烟,现象描述错误,D错误;
故选A。
【变式8-2】(25-26高一上·广东惠州·期中)实验室模拟侯氏制碱法的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.加热分解得到 B.向饱和食盐水中先通入后通入氨气
C.该反应利用了溶解度小的特点 D.检验可以用硝酸酸化的溶液
【答案】B
【分析】先向饱和食盐水中通入氨气,使溶液呈碱性,然后再通入足量的,由于碳酸氢钠的溶解度较小,碳酸氢钠会析出,经加热分解得到纯碱。母液中含有等,经系列操作可以得到。
【解析】A.热稳定性差,受热易分解生成、和,可通过加热分解得到纯碱,A正确;
B.氨气在水中的溶解度远大于,饱和食盐水应先通入氨气使溶液呈碱性,才能吸收更多,得到足够高浓度的以析出,先通无法达到实验目的,B错误;
C.该流程能实现的核心原理是相同条件下的溶解度小于体系中其他盐类,会优先从溶液中析出,C正确;
D.检验时,加入硝酸酸化可以排除等干扰离子,再滴加溶液,若产生白色沉淀即可证明存在,D正确;
故答案选B。
【变式8-3】自来水出厂前,水质检验员需对水中的进行检测。实验室检验的试剂是
A.溶液 B.稀盐酸和溶液
C.稀硝酸和溶液 D.稀硝酸和溶液
【答案】C
【解析】A.仅加入溶液,等离子也可与反应生成白色沉淀,无法确定是否含,A错误;
B.稀盐酸中本身含有,会引入待测离子干扰检验,无论原溶液是否含都会生成沉淀,B错误;
C.先加稀硝酸可排除、等干扰离子,再加溶液,若产生白色沉淀则证明存在,C正确;
D.稀硝酸和溶液中不含,无法与反应生成特征沉淀,不能检验,D错误;
故选C。
▌题型09 二氧化氯的性质和制备
ClO2的性质和制备(了解)
(1)物理性质:是一种黄绿色到橙黄色的气体,极易溶于水。
(2)制取:Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl
或:5NaClO2+4HCl===4ClO2↑+5NaCl+2H2O
或:
(3)性质决定用途:ClO2具有强氧化性,是一种广谱、高效的消毒剂。
【典例9】(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是
A.当火灾现场存放有大量活泼金属时,可以用沙土来灭火
B.二氧化氯、臭氧具有强氧化性,可以用于自来水消毒
C.工厂中设计的静电除尘技术与胶体的性质有关
D.大量氯气泄漏时,用肥皂水浸湿软布蒙面,顺风向地势低处逃离
【答案】D
【解析】A.Na、K等活泼金属能与水反应生成氢气,氢气具有可燃性,氢气燃烧会加剧火势,且可能发生爆炸事故,所以当火灾现场存放有大量活泼金属时,不可用水灭火,沙土可隔绝空气从而灭火,A正确;
B.、具有强氧化性,可使细菌、病毒的蛋白质变性,能够用于自来水消毒,B正确;
C.静电除尘利用了胶体的电泳性质,与胶体的性质有关,C正确;
D.氯气的密度比空气大,易向地势低处积聚,顺风方向氯气扩散速度更快,故泄漏时应逆风向地势高处逃离,D错误;
故选D。
【变式9-1】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)工业上常用、和稀硫酸制备,反应开始加入少量的,的生成速率会大大提高,过程如图所示,下列说法不正确的是
A.流程中可以循环利用的物质有和
B.过程1中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C.过程2中每生成转移4电子
D.制备总反应的离子方程式为:
【答案】C
【解析】A.在过程1中参与反应,过程2中又生成,可循环利用;是过程1的生成物,又是过程2的反应物,也在流程中循环参与反应,A正确;
B.过程1中中Cl元素从+5价降低到+4价,为氧化剂,每摩尔得到电子;中Cl元素从-1价升高到0价,为还原剂,每摩尔失去电子,根据电子守恒,氧化剂与还原剂物质的量之比为,B正确;
C.过程2中中O元素为-1价,生成中O元素为0价,每生成,有 O原子化合价升高,共转移电子,C错误;
D.将过程1和过程2的反应加和消去中间产物,得到总反应离子方程式为,电荷、原子、电子均守恒,D正确;
故选C。
【变式9-2】(25-26高一上·广东广州·期中)物质的用途由性质决定,下列两者对应关系不正确的是
选项
用途
性质
A
可以用于治疗胃酸过多
可以与盐酸反应
B
过氧化钠用作潜水艇中的供氧剂
能与、反应生成
C
常用作自来水消毒剂
具有强氧化性
D
金属钠用作高压钠灯
金属钠有强还原性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.胃酸的主要成分为,可与盐酸反应,因此可用于治疗胃酸过多,性质与用途对应合理,A正确;
B.能与、反应生成,因此可用作潜水艇中的供氧剂,性质与用途对应合理,B正确;
C.具有强氧化性,可使微生物的蛋白质变性失活,因此常用作自来水消毒剂,性质与用途对应合理,C正确;
D.金属钠用作高压钠灯是因为钠的焰色反应为黄色,黄光透雾能力强,与钠的强还原性无关,性质与用途对应不合理,D错误;
故选D。
【变式9-3】(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)化学与人类生产生活密切相关,下列说法不正确的是
A.当火灾现场存放有大量活泼金属时,可以用水灭火
B.节日燃放的五彩缤纷的烟花,是利用金属元素的焰色
C.二氧化氯是一种新型消毒剂,可用于饮用水处理
D.大量氯气泄漏时,用肥皂水浸湿软布蒙面,逆风向地势高处逃离
【答案】A
【解析】A.活泼金属(如、等)可与水反应生成可燃性的,同时放出大量热,会加剧火势甚至引发爆炸,不能用水灭火,A错误;
B.不同金属元素的焰色反应呈现不同特征颜色,节日燃放的烟花就是利用该原理制作,B正确;
C.具有强氧化性,杀菌消毒效率高、安全性好,是常用的新型饮用水消毒剂,C正确;
D.氯气密度大于空气,易在低洼处聚集,且可与弱碱性溶液反应,因此大量泄漏时用肥皂水(弱碱性)浸湿软布蒙面,逆风向地势高处逃离的操作正确,D正确;
故选A。
▌题型10 氯及其化合物“价类”二维图
熟悉氯元素“价—类”二维图,从化合价及物质的类别认识含氯元素的物质的性质及其转化关系。
①为HCl,氯元素为-1价,属于氢化物;②为Cl2,属于单质,氯元素的化合价为0;③为ClO2,氯元素的化合价为+4价,属于氧化物;④为HClO,氯元素为+1价,属于弱酸;⑤为NaCl,氯元素为-1价,属于钠盐;⑥为NaClO,氯元素为+1价,属于钠盐。
【典例10】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)下图为氯元素的价类二维图。下列叙述正确的是
A.在充满干燥的物质②的集气瓶中放入有色鲜花,鲜花褪色,则说明物质②具有漂白性
B.③具有强还原性,可用于自来水的消毒
C.④为弱酸,可用pH试纸测定其溶液的pH
D.⑥与①的浓溶液混合可制备②
【答案】D
【分析】首先对应价类二维图中各物质:①为(氢化物,为价),②为(单质,为价),③为(氧化物,为价),④为(酸,为价),⑥为(钠盐,为价)。
【解析】A.鲜花中含有水分,干燥与水反应生成的具有漂白性使鲜花褪色,不能说明本身具有漂白性,A错误;
B.③为,为价,具有强氧化性可用于自来水消毒,不具有强还原性,B错误;
C.④为,虽为弱酸,但具有漂白性,会漂白试纸,无法用试纸测定其溶液,C错误;
D.⑥为,与浓盐酸(①的浓溶液)发生归中反应:,可制备(②),D正确;
故选D。
【变式10-1】(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图。下列说法不正确的是
A.既有氧化性也有还原性 B.能用作自来水消毒剂
C.的转化需要加入氧化剂 D.见光分解会生成
【答案】D
【解析】A.为,氯元素化合价为0价,处于氯元素的中间价态,化合价既可以升高也可以降低,因此既有氧化性也有还原性,A正确;
B.为,具有强氧化性,能用作自来水消毒剂,B正确;
C.的转化中,元素化合价从-1价升高到0价,发生氧化反应,需要加入氧化剂才能实现,C正确;
D.为,见光分解的反应为,生成和,不会生成,D错误;
故选D。
【变式10-2】(25-26高一上·广东佛山·期中)图中a、b、c、d、e、f为含氯元素的物质,下列说法错误的是
A.a溶液的酸性比d溶液的酸性弱 B.c能用于自来水消毒
C.e可做氧化剂 D.b性质活泼,因此b不可以保存在钢瓶中
【答案】AD
【分析】首先根据价类二维图推断各物质:a为(氯化氢,氢化物,为价),b为(氯气,单质,为价),c为(二氧化氯,氧化物,为价),d为(次氯酸,酸,为价),e为氯酸盐(如,为价),f为次氯酸盐(如,为价)。
【解析】A.等浓度时,是强酸完全电离,是弱酸部分电离,故a溶液酸性强于d溶液,A说法错误;
B.具有强氧化性,是常见的自来水消毒剂,B正确;
C.e中为价,化合价可降低,具有氧化性,可作氧化剂,C正确;
D.常温下干燥的与不反应,工业上常用钢瓶储存液氯,D错误;
故选AD。
【变式10-3】(25-26高一上·广东广州·期中)元素的“价—类二维图”是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型工具,也是发展“证据推理与模型认知”这一科学核心素养的重要途径。如图为氯元素的“价—类二维图”,回答下列问题:
(1)Y的化学式为______。
(2)某同学利用以下试剂研究HClO4性质,进行了如下预测:从物质类别上看,HClO4像盐酸一样属于强酸,可能与HClO4反应的有(填序号)______。
A.H2SO4 B.Fe C.BaSO4 D.K2CO3
(3)NaClO是“84”消毒液的有效成分,在用“84”消毒液的稀溶液浸泡餐具过程中,因吸收空气中CO2,使消毒杀菌能力增强,产物中有小苏打,请用化学方程式说明原因:______________。
(4)氯水和漂白粉都有漂白作用,也可用于水体的杀菌消毒,工业上制备漂白粉的化学方程式为______________,漂白粉有效成分的化学式是______,漂白粉生效原理______________。
(5)已知As2O3与Zn可发生反应,其中氢元素的化合价未发生变化。用双线桥法标明上述反应方程式中电子转移的方向和数目__________________________。
【答案】(1)
(2)BD
(3)
(4)
(5)
【解析】(1)Y属于氯的氧化物,其中Cl元素化合价为+7价,O元素为-2价,根据化合物中正负化合价代数和为0,可得化学式为;
(2)A.也为强酸,二者不反应,A不符合题意;
B.Fe是活泼金属,可与强酸发生置换反应生成氢气,B符合题意;
C.是难溶性强酸盐,与不反应,C不符合题意;
D.是弱酸盐,可与强酸反应生成和水,D符合题意;
故选BD;
(3)根据强酸制弱酸规律,碳酸酸性强于次氯酸,且题目说明产物为小苏打(),因此与、反应生成和具有强氧化性的,消毒能力增强,配平得到化学方程式;
(4)工业上用氯气与石灰乳()反应制备漂白粉,反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,化学方程式为;漂白粉的主要成分为和,有效成分为;漂白粉生效时,与空气中的、反应生成具有漂白、杀菌作用的,得到反应方程式;
(5)
首先标注变价元素化合价:Zn元素反应前为0价,反应后中Zn为+2价,每个Zn原子失去2个电子,共6个Zn参与反应,总失电子数为,化合价升高被氧化;中As为+3价,反应后中As为-3价,每个As原子得到6个电子,共2个As参与反应,总得电子数为,化合价降低被还原;按照双线桥法规则,箭头从反应物中变价元素指向生成物中对应变价元素,标注电子得失、化合价变化和反应类型,。
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第二节 氯及其化合物(题型突破·举一反三)
题型01 认识氯气
题型02 氯气与金属的反应
题型03 氯气与非金属的反应
题型04 氯气与水反应 氯水的成分与性质
题型05 氯气与碱的反应
题型06 漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
题型07 氯气的实验室制法
题型08 氯离子的检验
题型09 ClO2的性质和制备
题型10 氯及其化合物“价类”二维图
▌题型01 认识氯气
1.氯元素的存在
在自然界中只以 形式存在。如NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水、陆地的盐湖和盐矿中。
2.物理性质
氯气为 色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。
3.用途
氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。
【典例1】(25-26高一下·广东茂名·阶段检测)下列关于氯及其化合物的说法正确的是
A.氯气是无色无味的气体
B.漂白粉的有效成分是
C.实验室制取氯气可用向下排空气法收集
D.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸不稳定,易分解
【变式1-1】(25-26高一上·广东·期中)下列关于氯及其化合物的叙述正确的是
A.实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气可以用澄清石灰水吸收
B.氯气易液化,液氯可以保存在钢瓶中
C.氯气的性质很活泼,它与氢气混合后立即发生爆炸
D.检验气体中是否混有的方法是将气体通入硝酸银溶液
【变式1-2】(25-26高一上·江西赣州·期中)实验安全重于泰山。下列实验操作或处理方法错误的是
A.点燃CO前,先检验其纯度
B.进行钠在空气中燃烧的实验时,与该实验有关的安全提示图标中含有、
C.Na着火时,可用湿抹布盖在着火处灭火
D.若遇氯气泄漏,可用湿毛巾捂住口鼻向高处快速转移
【变式1-3】(25-26高一上·山东枣庄·阶段检测)下列对氯气的叙述中,不正确的是
A.有毒的黄绿色气体
B.干燥的氯气有漂白性
C.液氯可储存在钢瓶中
D.活泼的非金属单质
▌题型02 氯气与金属的反应
氯气与金属单质的反应
反应现象
化学方程式
与钠反应
产生大量白色烟
与铁反应
产生大量棕褐色烟
与铜反应
产生大量棕黄色烟
[提醒] 氯气能与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到高价态。
【典例2】(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)下列物质的性质与用途均正确且存在因果关系的是
选项
性质
用途
A
纯碱能与酸反应
纯碱可治疗胃酸过多
B
易溶于水
常用于杀菌消毒
C
常温下Fe不与反应
液氯可贮存在钢瓶中
D
浓盐酸具有挥发性
浓盐酸用于实验室制
A.A B.B C.C D.D
【变式2-1】(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)下列有关氯气和氯水的叙述中正确的是
A.过量的铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3
B.工业上制备漂白液,该反应只体现氯气的强氧化性
C.干燥的有色布条在新制氯水中泡一会儿,发现有色布条褪色,说明Cl2 有漂白性
D.新制氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中有HClO
【变式2-2】(25-26高一上·广东汕头·阶段检测)关于钠、氯及其化合物,下列说法正确的是
A.钠和氯元素在自然界中均存在游离态
B.金属Na应保存于煤油或石蜡油中,新制氯水应盛放在棕色试剂瓶中避光保存
C.钠在氯气中燃烧产生白色的烟雾
D.工业上电解熔融NaCl制备金属钠时,Na元素发生了氧化反应
【变式2-3】(25-26高一上·广东中山·期中)某小组设计下图装置进行钠与氯气反应的实验。下列说法错误的是
A.可以用代替固体 B.实验前要检查装置的气密性
C.实验时要先滴加浓盐酸再点燃酒精灯 D.实验结束后可以向试管中加入碱液处理余氯
▌题型03 氯气与非金属的反应
氯气与非金属单质H2的反应
(1)操作:在空气中点燃H2,然后把导管缓慢伸入盛满Cl2的集气瓶中。
(2)现象:H2在Cl2中安静地燃烧(若点燃或强光照射时,H2与Cl2的混合气体会发生爆炸),发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾。(氯化氢的水溶液俗称盐酸,生成的HCl在集气瓶口遇空气中的水蒸气形成盐酸小液滴)
化学方程式 。
【典例3】(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)如图是氢气在氯气中燃烧的示意图。下列有关该实验的说法错误的是
A.集气瓶中氯气有刺激性气味 B.氢气在氯气中燃烧火焰呈无色
C.燃烧过程中集气瓶口会产生大量白雾 D.该实验能充分说明燃烧不一定有氧气参加
【变式3-1】下列关于常见物质的说法中,正确的是
A.钠放置在空气中,会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠
B.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,发出黄色火焰
C.固体中阴阳离子数量之比为1∶1
D.碳酸钠与碳酸氢钠均可用作食用碱
【变式3-2】通过化学实验现象得出相应的结论是探究物质性质的一种重要方法,下列化学实验现象与结论对应不正确的是
化学实验现象
解释与结论
A
钠与水反应时浮在水面上
钠的密度比水小
B
钠在空气中燃烧发出黄色火焰
钠与氧气反应生成了淡黄色物质
C
氢气在氯气中燃烧时瓶口有白雾
生成的氯化氢逸出结合空气中的水蒸气而呈白雾状
D
铁与氯气反应剧烈燃烧产生红棕色的烟
产物为红棕色小颗粒,燃烧不一定需要氧气
A.A B.B C.C D.D
【变式3-3】下列实验中,不能实现实验目的的是
选项
A
B
实验
硝酸酸化的硝酸银溶液久置氯水
目的
验证Na2O2与水反应放热
检验久置氯水中是否含有Cl⁻
选项
C
D
实验
目的
比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
H2在Cl2中燃烧
A.A B.B C.C D.D
▌题型04 氯气与水反应 氯水的成分与性质
1.氯气与水的反应
(1)氯气的水溶液称为 。氯气与水反应的化学方程式为: 。该反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂。
(2)次氯酸(HClO)的性质:具有强氧化性,能杀菌、消毒和漂白。酸性比碳酸 ,只存在于水溶液中。次氯酸不稳定,易分解,化学方程式为 。
2.氯水的成分——“三分四离”
3.氯水中的微粒与性质
【典例4】(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)下列反应的离子方程式书写正确的是
A.碳酸钙与稀盐酸反应:CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+
B.足量的NaHCO3与澄清石灰水反应:+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
C.饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2:+CO2+H2O=2
D.氯气溶于水的反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
【变式4-1】(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且两者间具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
金刚石和石墨的物理性质和化学性质均相同
金刚石和石墨是碳元素的同素异形体
B
用玻璃棒蘸取某溶液进行焰色试验,火焰为黄色
该溶液中含有钠元素
C
用pH试纸测量氯水的pH < 7
氯气与水反应生成酸
D
实验室将金属钠保存在煤油中
钠不与煤油反应,且钠密度大于煤油
A.A B.B C.C D.D
【变式4-2】(25-26高一上·广东东莞·阶段检测)利用数字化实验,测得光照条件下,氯水的、装置内氧气体积分数、氯离子浓度的变化如图所示,下列说法中正确的是
A.由图1~3分析,预测光照时可能存在反应:
B.与水反应的离子方程式为:
C.图1表示氯水的氢离子浓度的变化,图3表示溶液中氯离子浓度的变化
D.充分光照后,氯水的颜色消失,氯水的漂白性将会增强
【变式4-3】(25-26高一上·广东韶关·期中)以下哪个粒子是新制氯水中没有的
A.HCl分子 B.OH- C.H2O分子 D.HClO分子
▌题型05 氯气与碱的反应
氯气和碱的反应
(1)与NaOH溶液反应——制取漂白液
①制取原理的化学方程式: ;离子方程式: 。
②漂白液的主要成分是NaCl、NaClO,有效成分是 。
(2)与冷的石灰乳反应——制取漂白粉(不选择石灰水,因为石灰水Ca(OH)2含量低,而石灰乳中Ca(OH)2含量高)
①制取原理的化学方程式: 。
②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是 。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则得到漂粉精。
【典例5】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)有关氯气的微型探究实验装置如图。实验时滴入几滴浓盐酸,下列说法正确的是
A.①处红色布条褪色,说明Cl2具有漂白性
B.②处FeBr2溶液与少量Cl2,反应的离子方程式为
C.③处颜色变浅,说明氧化性:Cl2>KMnO4
D.④处可吸收尾气Cl2,可用饱和Na2CO3溶液替代
【变式5-1】(25-26高一上·北京·期中)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 ③浓硫酸 ④
A.②③ B.③④ C.①③ D.①②
【变式5-2】(25-26高一上·广东广州·期中)实验室制取Cl2时,下列装置能达到相应实验目的的是
A.制备Cl2
B.净化Cl2
C.收集Cl2
D.尾气处理
A.A B.B C.C D.D
【变式5-3】(25-26高一上·广东汕头·期中)已知:将通入适量溶液,产物中可能有,且的值与温度高低有关。当参加反应的的物质的量为时,下列有关说法错误的是
A.若某温度下,反应后,则溶液中
B.参加反应的氯气的物质的量等于
C.改变温度,反应中转移电子的物质的量的最小值是
D.改变温度,产物中的最大理论产量为
▌题型06 漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
1.制取原理与漂白原理
(1)制取原理
①漂白液:Cl2+2NaOH=== 。
②漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2=== 。
(2)漂白原理
①漂白液:NaClO+CO2+H2O=== 。
②漂白粉:Ca(ClO)2+CO2+H2O=== 。
③漂白粉敞口存放在潮湿的空气中容易失效,其原因是Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO;2HClO2HCl+O2↑。
2.漂白液和漂白粉的保存及应用
(1)漂白液和漂白粉中的有效成分能够与空气中的CO2和H2O反应生成HClO。HClO不稳定,见光易分解,漂白液和漂白粉应密封、避光并置于阴凉干燥处保存。
(2)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
[特别提示] ①Cl2、NaClO、漂白粉本身并无漂白性,只有在一定条件下生成HClO时,才有漂白性,如干燥的Cl2不能使干燥的有色布条褪色。
②HClO的漂白性是永久的破坏性漂白。
(3)洁厕剂中含有HCl,不能与以次氯酸盐为有效成分的“84”消毒液等同时使用,可能发生反应:Cl-+ClO-+2H+===H2O+Cl2↑,使人中毒。
【典例6】(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式书写正确的是
A.绿矾()处理酸性工业废水中的:Cr2O+3Fe2++14H+=3Fe3++2Cr3++7H2O
B.碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液混合:
C.氯气通入石灰乳中制漂白粉:
D.向氯化钙溶液中通入:
【变式6-1】(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)生活中处处蕴含化学原理。下列相关场景中发生反应的离子方程式书写正确的是
A.向石灰乳中通入氯气制备漂白粉:
B.用小苏打治疗胃酸过多:
C.用食醋检验牙膏中的碳酸钙:
D.用漂白粉漂洗衣服:
【变式6-2】(25-26高一上·广东东莞·期中)下列反应的离子方程式正确的是
A.醋酸除水垢:
B.工业上制漂白粉:
C.向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钠溶液:
D.将硫酸溶液与氢氧化钡溶液混合:
【变式6-3】(25-26高一下·广东汕头·期末)实验小组通过二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气,并通入氢氧化钠溶液制备少量漂白液,最后验证漂白液的强氧化性,下列说法错误的是
A.制的化学方程式:(浓)
B.生成漂白液的离子方程式:
C.氯水也可做漂白剂,但其有效成分不稳定,光照易分解放出氧气
D.可将氯气通入澄清石灰水制备漂白粉
▌题型07 氯气的实验室制法
氯气的实验室制法
1.药品:二氧化锰和浓盐酸。
2.原理: (用化学方程式表示)。
3.装置
(1)发生装置(Ⅰ)
①特点:固体+液体气体。
②仪器:铁架台、酒精灯、陶土网、圆底烧瓶、分液漏斗等。
③试剂:A中盛放 ,B中盛放 。
(2)净化装置(Ⅱ)
盛放试剂
试剂的作用
C
饱和食盐水
除去氯气中的氯化氢
D
浓硫酸
(3)收集装置(Ⅲ)
①收集方法: 排空气法。
②验满方法:湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口。
(4)尾气处理装置(Ⅳ)
①导气管要伸入液面以下。
②F中盛放的试剂: (或其他碱液),作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
【知识拓展】Cl2制取的原理
除MnO2外,还可以用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等强氧化性物质与浓盐酸反应制取氯气,不需要加热。
①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
③Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O(利用漂白粉制取氯气)
【典例7】(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)下图装置实现了氯气制备及性质探究的一体化设计。下列叙述错误的是
A.b处鲜花褪色,不能说明具有漂白性
B.c处溶液中出现白色沉淀,说明与水反应生成
C.d处试纸变蓝,发生的反应为
D.相较于舍勒制备氯气所用的,说明的氧化性比强
【变式7-1】(25-26高一上·广东汕头·阶段检测)某小组模拟舍勒制备的实验并探究性质,选用如图所示仪器及药品:
(1)上图I中,仪器b的名称是__________。
(2)图I中制取氯气的离子方程式为______________________。
(3)将c中出来的气体通入装置Ⅱ中探究氯气的性质,请在表格中填空。
实验组别
溶液B
Ⅲ中现象
结论
i
________
干燥红花______
干燥的不能漂白干燥红花
ii
________
干燥红花褪色
________
(4)有同学发现(3)中实验存在不足,请写出你的改进意见________________。
(5)新型绿色消毒剂二氧化氯()可有效防止氯气消毒产生危害人体健康的有机氯化物。用氯气和亚氯酸钠()溶液可制备,写出该反应的化学方程式________________。每制得135g转移电子数为__________。
【变式7-2】(25-26高一上·广东江门·阶段检测)科学家舍勒和戴维对氯气的制取和研究做出了重大贡献。某兴趣小组利用所给仪器在实验室制备纯净干燥的氯气,并模拟工业制漂白粉。请回答下列问题:
Ⅰ.实验室制备和收集氯气的常用装置如下图。
(1)B中试剂作用是___________。
(2)C中盛装浓盐酸的装置名称为___________。装置C中发生反应的离子方程式为_______。
(3)实验装置接口的连接顺序为e→___________(按气流方向填写)。
(4)实验室除了可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气外,还可以用其他很多方法制取氯气,其中用高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式可表示为:,若该反应产生0.5molCl2,则反应转移的电子数是___________。(设阿伏加德罗常数的值为NA)
Ⅱ.漂白粉的制备(装置如图所示)
查阅资料可知:
①Cl2和石灰乳反应放热明显。
②温度较高时Cl2和石灰乳发生反应:。
(5)装置C中,Cl2和石灰乳常温下反应可得漂白粉,其反应的化学方程式为___________。
(6)使用冰水浴的目的是___________。
【变式7-3】(25-26高一上·广东惠州·期中)氯元素是非常重要的非金属元素,某化学活动社团为了探究氯气的制法、性质和用途,设计了如下实验装置。
(1)仪器A的名称______________。
(2)该实验中制备氯气的化学方程式为_______________________________。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(3)装置B中饱和食盐水的作用是________________________________。
(4)广口瓶C、E中,有色布条褪色的是________(填“C”或“E”)。
(5)装置F可用于制漂白粉,漂白粉的有效成分是____________(填字母)。
A.Ca(OH)2 B.Ca(ClO)2 C.CaCl2 D.Ca(ClO)2和CaCl2
(6)装置G的作用是______________,请写出G中反应的离子方程式:_________________。
(7)写出装置Ⅰ中反应的化学方程式:__________________________________。
(8)实验室也常用KMnO4代替MnO2与浓盐酸在常温下反应制备Cl2,反应的化学方程式如下:
①用双线桥标出该反应电子的得失:______________________________________________。
②由反应可知,氧化性:_______(填“>”或“<”)。
▌题型08 氯离子的检验
氯离子的检验方法
(1)用稀硝酸酸化,主要是排除等离子的干扰。
(2)不能用稀盐酸酸化,因为盐酸会引入Cl-。
(3)Cl-的检验步骤也可表述为:在待测液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中含有Cl-。
【典例8】(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)某同学画了一个五环图案并在图案上依次写上了5种物质,图中相交的两种物质均可发生化学反应,①、②、③、④、⑤表示其相应的化学反应。下列说法不正确的是
A.反应③的原理可以用来检验
B.上述5个反应中存在2个置换反应
C.反应①是氧化还原反应,电子转移过程可表述为
D.反应③④⑤的反应类型均为复分解反应
【变式8-1】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)下列操作、现象和结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向碳酸钠粉末滴几滴水,再插入温度计
碳酸钠结块变成晶体,温度升高
碳酸钠与水反应生成,同时放热
B
将依次通入淀粉-KI溶液、KBr溶液
淀粉-KI溶液变蓝色,KBr溶液变橙色
氧化性:
C
向待测液中加入盐酸酸化的溶液
有白色沉淀生成
待测液中含有
D
在空气中点燃氢气,将导管伸入盛有氯气的集气瓶
集气瓶中产生白烟
生成HCl
A.A B.B C.C D.D
【变式8-2】(25-26高一上·广东惠州·期中)实验室模拟侯氏制碱法的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.加热分解得到 B.向饱和食盐水中先通入后通入氨气
C.该反应利用了溶解度小的特点 D.检验可以用硝酸酸化的溶液
【变式8-3】自来水出厂前,水质检验员需对水中的进行检测。实验室检验的试剂是
A.溶液 B.稀盐酸和溶液
C.稀硝酸和溶液 D.稀硝酸和溶液
▌题型09 二氧化氯的性质和制备
ClO2的性质和制备(了解)
(1)物理性质:是一种黄绿色到橙黄色的气体,极易溶于水。
(2)制取:Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl
或:5NaClO2+4HCl===4ClO2↑+5NaCl+2H2O
或:
(3)性质决定用途:ClO2具有强氧化性,是一种广谱、高效的消毒剂。
【典例9】(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是
A.当火灾现场存放有大量活泼金属时,可以用沙土来灭火
B.二氧化氯、臭氧具有强氧化性,可以用于自来水消毒
C.工厂中设计的静电除尘技术与胶体的性质有关
D.大量氯气泄漏时,用肥皂水浸湿软布蒙面,顺风向地势低处逃离
【变式9-1】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)工业上常用、和稀硫酸制备,反应开始加入少量的,的生成速率会大大提高,过程如图所示,下列说法不正确的是
A.流程中可以循环利用的物质有和
B.过程1中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C.过程2中每生成转移4电子
D.制备总反应的离子方程式为:
【变式9-2】(25-26高一上·广东广州·期中)物质的用途由性质决定,下列两者对应关系不正确的是
选项
用途
性质
A
可以用于治疗胃酸过多
可以与盐酸反应
B
过氧化钠用作潜水艇中的供氧剂
能与、反应生成
C
常用作自来水消毒剂
具有强氧化性
D
金属钠用作高压钠灯
金属钠有强还原性
A.A B.B C.C D.D
【变式9-3】(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)化学与人类生产生活密切相关,下列说法不正确的是
A.当火灾现场存放有大量活泼金属时,可以用水灭火
B.节日燃放的五彩缤纷的烟花,是利用金属元素的焰色
C.二氧化氯是一种新型消毒剂,可用于饮用水处理
D.大量氯气泄漏时,用肥皂水浸湿软布蒙面,逆风向地势高处逃离
▌题型10 氯及其化合物“价类”二维图
熟悉氯元素“价—类”二维图,从化合价及物质的类别认识含氯元素的物质的性质及其转化关系。
①为 ,氯元素为-1价,属于氢化物;②为 ,属于单质,氯元素的化合价为0;③为 ,氯元素的化合价为+4价,属于氧化物;④为 ,氯元素为+1价,属于弱酸;⑤为 ,氯元素为-1价,属于钠盐;⑥为 ,氯元素为+1价,属于钠盐。
【典例10】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)下图为氯元素的价类二维图。下列叙述正确的是
A.在充满干燥的物质②的集气瓶中放入有色鲜花,鲜花褪色,则说明物质②具有漂白性
B.③具有强还原性,可用于自来水的消毒
C.④为弱酸,可用pH试纸测定其溶液的pH
D.⑥与①的浓溶液混合可制备②
【变式10-1】(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图。下列说法不正确的是
A.既有氧化性也有还原性 B.能用作自来水消毒剂
C.的转化需要加入氧化剂 D.见光分解会生成
【变式10-2】(25-26高一上·广东佛山·期中)图中a、b、c、d、e、f为含氯元素的物质,下列说法错误的是
A.a溶液的酸性比d溶液的酸性弱 B.c能用于自来水消毒
C.e可做氧化剂 D.b性质活泼,因此b不可以保存在钢瓶中
【变式10-3】(25-26高一上·广东广州·期中)元素的“价—类二维图”是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型工具,也是发展“证据推理与模型认知”这一科学核心素养的重要途径。如图为氯元素的“价—类二维图”,回答下列问题:
(1)Y的化学式为______。
(2)某同学利用以下试剂研究HClO4性质,进行了如下预测:从物质类别上看,HClO4像盐酸一样属于强酸,可能与HClO4反应的有(填序号)______。
A.H2SO4 B.Fe C.BaSO4 D.K2CO3
(3)NaClO是“84”消毒液的有效成分,在用“84”消毒液的稀溶液浸泡餐具过程中,因吸收空气中CO2,使消毒杀菌能力增强,产物中有小苏打,请用化学方程式说明原因:______________。
(4)氯水和漂白粉都有漂白作用,也可用于水体的杀菌消毒,工业上制备漂白粉的化学方程式为______________,漂白粉有效成分的化学式是______,漂白粉生效原理______________。
(5)已知As2O3与Zn可发生反应,其中氢元素的化合价未发生变化。用双线桥法标明上述反应方程式中电子转移的方向和数目__________________________。
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第二节
典例精析
【典例1】D
举一反三
【变式1-1】B
【变式1-2】C
【变式1-3】B
典例精析
【典例2】C
E举一反目
【变式2-1】A
【变式2-2】B
【变式2-3】A
典例精析
【典例3】B
举一反三
【变式3-1】D
【变式3-2】B
【变式3-3】D
典例精析
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氯及其化合物(题型突破举
题型01认迟氯汽
题型02氯气与金属的反应
题型3氯气与非金属的反应
题型04氯气与水反应氯水的成分与性质
1/4
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-反三)
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让教与学更高效
【典例4】A
举一反三
【变式41】D
【变式42】A
【变式4-3】A
题型05氯气与碱的反应
【典例5】D
E
举一反三
【变式5-1】A
【变式5-2】D
【变式5-3】D
题型06漂白液、漂白粉的制取原理与漂白原理
典例精析
【典例6】B
举一反三
【变式6-1】D
【变式6-2】C
【变式6-3】D
题型07氯气的实验室制法
E
典例精析
【典例7】B
E
举一反三
【变式7-1】(1)分液漏斗
②Mn0,+4H+2 C-Mn2+CL,↑+2H,0
(3)
浓硫酸
不褪色
饱和食盐水
氯气与水反应的产物具有漂白性
(4)在装置末端增加盛有NOH溶液的尾气处理装置,防止氯气污染空气
(5)
Cl,+2NaCIO,=2C1O,+2NaCl
2NA
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【变式7-2】(1)除去C中的HC1
(2)
分液漏斗
MnO,+4H*+2CI Mn2+Cl,+2H,O
(3)dcabihg
(4)Na
(5)2Cl2 +2Ca(OH),=Ca(CIO),+CaCl,+2H,O
(⑥避免由于温度升高而引发副反应
【变式7-3】(1)分液漏斗
(2)
Mn0,+4HCI(浓)AMnC1,+CL,↑+2H,0
1:2
(3)除去CL中的HC1,同时降低CL2在水中的溶解度
④)C
(5)B
(⑥
吸收多余的C,防止环境污染
CI,+20H=CI-+CIO +H,O
()2Fe+3Cl,2FeCl,
得到2x5e
0
(8)
2KMn0,+16HCI(浓)—2KCI+2MnCL,+5C+8H,0
失去10×e
题型08氯离子的检验
E
典例精析
【典例8】C
举一反三
【变式8-1】A
【变式8-2】B
【变式8-3】C
题型09C1O2的性质和制备
E
典例精析
【典例9】D
3/4
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E
举一反三
【变式9-1】C
【变式9-2】D
【变式9-3】A
题型10氯及其化合物“价类”
典例精析
【典例10】D
举一反三
【变式10-1】D
【变式10-2】AD
【变式10-3】(1)C1,0,
(2)BD
(3)NaCIo+H2O+CO2=NaHCO,+HCIO
(4)
2Cl,+2Ca(OH)2=CaCl,+Ca(CIO),+2H,O
Ca(CIO)2
Ca(CIO)2+H,O+CO,CaCO,+2HCIO
失去6×2e
(5)6Zn+As2O3+6H2SO,=2AsH31+6ZnSO+3H2O
个
得到2×6e
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二维图