内容正文:
氯及其化合物综合训练
一、单选题
1.氯气是一种重要的化工原料,可用于制备盐酸、漂白剂和杀菌消毒剂等。下列有关氯气的叙述错误的是
A.氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体
B.能使鲜花褪色,具有漂白性
C.氯气能溶于水
D.液氯和氯水不是同一种物质
2.下列关于氯的说法正确的是
A.氯气泄漏,可用浸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻,逃离现场
B.向新制氯水中滴入几滴石蕊溶液,溶液先变红后褪色
C.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成白色的烟
D.氯元素在自然界中既有游离态又有化合态存在
3.实验室用如图所示装置制备纯净干燥的,下列说法错误的是
A.发生装置中烧瓶内发生的反应为
B.除杂装置中①盛放饱和食盐水,②盛放浓硫酸
C.收集装置中应为a导管长,b导管短
D.尾气处理装置中,若使用澄清石灰水,吸收效果优于溶液
4.下列有关实验现象或操作的描述错误的是
A.新制氯水呈浅黄绿色,说明氯水中存在
B.氢气在氯气中燃烧,产生淡蓝色火焰
C.灼热的铜丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟
D.闻氯气的气味:用手在瓶口轻轻地扇动,使极少量气体飘进鼻孔
5.下列说法中不正确的是
A.漂白粉和84消毒液都是混合物,两者都不可以长期保存
B.漂白粉中含有次氯酸,所以漂白粉能使有机色质褪色
C.工业上将氯气通入石灰乳中制取漂白粉
D.漂白粉在空气中容易失效的原因是易与空气中的和反应生成不稳定的
6.下列说法中,正确的是
A.用10 ml量筒量取8.00 ml浓硫酸。
B.在坩埚中进行钠在空气中的燃烧实验。
C.铜丝在氯气中燃烧,生成蓝色的氯化铜。
D.氯元素在自然界中既有游离态又有化合态存在。
7.下列说法正确的是
A.新制氯水光照一段时间后,溶液pH会减小
B.工业上可用饱和氯水与石灰水反应制取漂白粉
C.新制氯水可保存在无色试剂瓶中
D.干燥的氯气能使有色鲜花褪色,说明氯气具有漂白性
8.以NaClO、NaCl为主要成分的消毒液具有杀菌消毒作用,用该消毒液浸泡过的有色布条晾置在空气中一段时间,漂白效果更好。下列说法错误的是
A.该消毒液可与溶液反应
B.晾置在空气中,有色布条会被空气中的氧气氧化,漂白效果更好
C.该消毒液与空气中的反应生成HClO,漂白效果更好
D.将该消毒液长期露置在空气中,会失去杀菌消毒能力
9.下列说法正确的是
A.新制氯水中含有3种分子,3种离子
B.氯水显酸性,可以用pH试纸测定氯水的pH
C.漂白粉应该敞口保存、因为这样可以产生更多次氯酸,增强漂白效果
D.在光照条件下,新制氯水中会有气泡冒出
10.价类二维图是学习元素化合物的工具之一,a~g分别代表不同价态氯元素所对应的物质,其关系如图所示。下列说法错误的是
A.气体a在实验室可用钠盐g和浓硫酸反应制得
B.相同质量的b的消毒效率比c的高
C.存在a→b→d→a的循环转化关系
D.f和g的钠盐溶液在酸性条件下发生反应
11.、常用于漂白、消毒,有着重要的应用价值。下列说法正确的是
A.和均具有漂白性
B.实验室可采用如图所示装置来收集
C.加热条件下,可用稀盐酸与反应来制取
D.加热条件下,少量与足量铁粉反应,所得生成物仅为
12.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:
13.设计如下实验制备、收集纯净干燥的氯气,并探究其性质,其中b为湿润的蓝色石蕊试纸。下列说法错误的是
A.戊中NaOH溶液可以用澄清石灰水代替
B.该装置中存在两处错误
C.甲中为饱和食盐水、乙中为浓硫酸
D.装置错误改正后进行实验,b先变红,一段时间后褪色
14.兴趣小组欲用下图装置检验反应的产物(部分加热和夹持装置略),下列说法错误的是
A.a中反应体现了浓的高沸点难挥发性
B.d中试剂用来检验
C.e中试剂可以为浓
D.f中溶液变浑浊,则证明有生成
15.在新制氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是
A.新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中有HCl分子存在
B.用强光照射新制氯水一段时间后,溶液pH增大,说明溶液中有HCl存在
C.将铁片加入新制氯水中,有无色气泡产生,说明溶液中有HCl存在
D.氯水久置后,漂白性和酸性均减弱
二、解答题
16.磺酰氯是一种重要的化工原料,实验室用和催化制备并检验性质的装置如图所示,“”表示气体流向。
已知:①的熔点为,沸点为,遇水剧烈反应。
②和反应过程中放出热量。
回答下列问题:
(1)装置甲中发生反应的化学方程式为________________________,装置乙中盛放试剂为_________。
(2)实验过程中观察到装置丙中溶液颜色呈现如下图所示变化。对导致变色的物质I、Ⅱ、Ⅲ的正确判断是______________(填标号)。
A. B.
C. D.
(3)冰水浴的作用是_________________,戊装置中发生反应的化学方程式为_________________,图示装置存在的一处缺陷是_________________________。
17.氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备和NaClO,探究其氧化还原性质。查资料:氯气与碱反应,温度不同产物不同。回答下列问题:
(1)盛放二氧化锰粉末的仪器名称是______;烧瓶内发生反应的离子方程式是______。
(2)a中的试剂为______;b中采用的加热方式是______;c中采用冰水浴冷却的目的是______。
(3)d中可选用的试剂是______(填标号)。
A.饱和食盐水 B.NaOH C.溶液 D.浓硫酸
(4)实验中有同学发现二氧化锰粉末和浓盐酸的反应随着盐酸浓度的降低,反应会停止。针对上述现象小组同学对“影响氯气生成的原因”进行了讨论,提出假设:
假设1:浓度降低影响氯气的生成。 假设2:____________。
并设计实验方案进行验证:(本题限选试剂:浓、NaCl固体、粉末、稀盐酸)
步骤
实验操作
预测现象和结论
①
向不再产生氯气的装置中,加入______继续加热
若有黄绿色气体生成,则假设1成立
②
____________
若有黄绿色气体生成,则假设2成立
(5)实验室检验的步骤是:______。
试卷第1页(共3页)
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
D
B
B
B
A
B
D
B
题号
11
12
13
14
15
答案
D
C
A
D
C
1.B
【详解】A.氯气的物理性质为黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,叙述符合事实,A不符合题意;
B.本身不具有漂白性,鲜花中含有水分,与水反应生成的次氯酸具有漂白性,才会使鲜花褪色,故“具有漂白性”的叙述错误,B符合题意;
C.常温常压下1体积水约能溶解2体积氯气,氯气能溶于水,叙述符合事实,C不符合题意;
D.液氯是液态的,属于纯净物,氯水是的水溶液,属于混合物,二者不是同一种物质,叙述符合事实,D不符合题意;
故答案选B。
2.B
【详解】A.为强腐蚀性强碱,会损伤皮肤,氯气泄漏应使用浸有肥皂水等弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻,A错误;
B.新制氯水中含有使溶液呈酸性,可使石蕊溶液变红,同时含有的具有漂白性,可将变红的石蕊溶液漂白褪色,因此现象为先变红后褪色,B正确;
C.红热铜丝在氯气中燃烧生成,产生棕黄色的烟,而非白色烟,C错误;
D.氯元素化学性质活泼,在自然界中仅以化合态存在,无游离态,D错误;
故选B。
3.D
【分析】发生装置中,二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制得氯气,由于浓盐酸易挥发,逸出的氯气混有氯化氢和水蒸气。要获得纯净干燥的氯气,应先在①中除去氯化氢,再在②中除去水蒸气,避免干燥后的气体再次带入水蒸气。净化后的氯气进入收集瓶,多余的氯气通入尾气处理装置中的碱液,防止污染空气。
【详解】A.发生装置中盛有二氧化锰,加入浓盐酸并用酒精灯加热,二者反应生成氯化锰、氯气和水,反应方程式为,A正确;
B.制得的氯气混有氯化氢和水蒸气。氯化氢极易溶于水,①中盛放饱和食盐水既能除去氯化氢,又能减少氯气的溶解损失;浓硫酸具有吸水性且不与氯气反应,②中盛放浓硫酸可除去水蒸气,从而得到纯净干燥的氯气,B正确;
C.a导管连接前面的干燥装置,是进气管;b导管连接尾气处理装置,是出气管。氯气的密度比空气大,应采用向上排空气法收集,使氯气从集气瓶下部进入,将空气从瓶口附近排出,因此a导管应伸至接近瓶底,b导管应略伸入瓶内,即a导管长、b导管短,C正确;
D.氢氧化钙微溶于水,澄清石灰水中的浓度较小,吸收氯气的能力有限;易溶于水,实验室通常用其溶液吸收多余的氯气,反应方程式为。因此,改用澄清石灰水不能获得更好的吸收效果,D错误;
故选D。
4.B
【详解】A.新制氯水的浅黄绿色,来自氯气分子的特征颜色,说明氯水中存在未完全和水反应的,A正确;
B.氢气在氯气中燃烧产生的是苍白色火焰,B错误;
C.灼热铜丝在氯气中燃烧生成棕黄色的无水氯化铜固体小颗粒,对应现象为棕黄色烟,C正确;
D.氯气有毒,闻其气味时需采用“扇闻法”,用手在瓶口轻轻扇动,仅让极少量气体飘入鼻孔,D正确;
故选B。
5.B
【详解】A.漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,84消毒液为含NaClO等物质的水溶液,二者均为混合物,且有效成分久置会逐渐减少,均不宜长期保存,A正确;
B.漂白粉的有效成分是,其中不含次氯酸。在水和二氧化碳作用下可生成次氯酸:。次氯酸具有强氧化性,能使有机色质褪色,B错误;
C.石灰乳中的与氯气反应可生成漂白粉的主要成分:,C正确;
D.漂白粉中的与空气中的二氧化碳和水反应生成不稳定的次氯酸:。次氯酸见光易分解:。有效成分逐渐被消耗,漂白粉容易失效,D正确;
故选B。
6.B
【详解】A.10 量筒的精确度为0.1 ,无法量取精度为0.01 的8.00 浓硫酸,A错误;
B.坩埚耐高温,可承受钠燃烧的高温,能用于钠在空气中的燃烧实验,B正确;
C.铜丝在氯气中燃烧生成棕黄色的固体,蓝色是水溶液的颜色,C错误;
D.性质活泼,易与其他物质发生反应,氯元素在自然界中仅以化合态存在,无游离态,D错误;
故选B。
7.A
【详解】A.新制氯水中存在反应,光照时发生分解:,生成强酸,溶液中增大,pH减小,A正确;
B.工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应,石灰水溶质浓度低,无法满足工业生产的产量需求,B错误;
C.新制氯水中的见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中避光存放,C错误;
D.干燥的氯气会与鲜花中的水反应生成具有漂白性的,从而使有色鲜花褪色,氯气本身不具有漂白性,D错误。
8.B
【分析】空气中的二氧化碳与水作用,可使次氯酸根转化为HClO。HClO具有强氧化性,能氧化有色物质而漂白,同时具有杀菌消毒作用;但HClO不稳定,长期放置会分解。
【详解】A.消毒液中含有NaCl,NaCl溶于水产生氯离子,氯离子能与银离子生成AgCl沉淀,离子方程式为,A正确;
B.空气中的二氧化碳促使次氯酸生成,增强了漂白作用,并非空气中的氧气直接氧化有色布条,B错误;
C.空气中的二氧化碳与水共同作用,使次氯酸根转化为HClO,反应的离子方程式为;生成的HClO具有强氧化性,所以漂白效果增强,C正确;
D.HClO不稳定,长期露置、受光会分解,反应的化学方程式为;消毒液中的有效成分不断减少,最终会失去杀菌消毒能力,D正确;
故选B。
9.D
【详解】A.新制氯水中含、、3种分子,含、、、共4种离子,A错误;
B.氯水中的具有漂白性,会使pH试纸褪色,无法用pH试纸测定氯水的pH,B错误;
C.漂白粉敞口保存时,会与空气中的、反应生成,见光易分解,会导致漂白粉变质失效,因此漂白粉需密封保存,C错误;
D.新制氯水中的在光照条件下发生分解反应,释放出,因此有气泡冒出,D正确;
故答案选D。
10.B
【分析】结合价类二维图的物质类别与氯元素化合价推导各物质:a为氢化物,氯为-1价,为;b为单质,氯为0价,为;c为氧化物,氯为+4价,为;d为酸,氯为+1价,为;e为氧化物,氯为+7价,为;f为+1价氯的盐,如;g为-1价氯的盐,如。
【详解】A.实验室用氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体,反应为,A正确;
B.消毒效率以单位质量氧化剂得到的电子数衡量,还原产物均为,1g得到电子的物质的量为mol,1g得到电子的物质的量为mol,相同质量下的消毒效率更高,B错误;
C.浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气,氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸分解生成氯化氢,可实现的循环转化,C正确;
D.次氯酸钠与氯化钠在酸性条件下发生归中反应,离子方程式为,D正确;
故选B
11.D
【详解】A.干燥的本身不具有漂白性,其漂白作用来自与水反应生成的,因此本身无漂白性,故A错误;
B.密度大于空气,应采用向上排空气法收集,即长导管进气、短导管出气,题图装置为短管进气,无法收集,故B错误;
C.在加热条件下只能与浓盐酸反应制取,稀盐酸还原性不足,无法与反应生成,故C错误;
D.氧化性较强,加热条件下与反应时,无论是否过量,该气相反应的产物均为,故D正确;
选D。
12.C
【详解】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。
13.A
【详解】A.澄清石灰水中溶解度较小,其溶液浓度很低,无法完全吸收尾气中的,不能代替溶液,A错误;
B.装置存在两处错误:一是丙装置收集氯气时,因氯气密度大于空气,应长管进短管出,而装置中为短进长出;二是装置戊是尾气吸收装置,不能是密封装置,B正确;
C.制得的氯气中混有和水蒸气,先通过饱和食盐水除去,再通过浓硫酸干燥得到纯净干燥的氯气,故甲中为饱和食盐水、乙中为浓硫酸,C正确;
D.氯气与湿润试纸中的水反应生成和,显酸性使试纸变红,具有漂白性使试纸褪色,故b先变红,一段时间后褪色,D正确;
故答案选A。
14.D
【详解】A.a中浓硫酸和NaCl固体加热制备HCl,利用难挥发性酸制易挥发性酸的原理,体现浓的高沸点难挥发性,A正确;
B.b为干燥装置,进入c的气体已经过干燥,d中无水遇水变蓝,可检验装置c中反应生成的,B正确;
C.e为干燥装置,浓与、、均不反应,可放在e中,C正确;
D.未反应的也能将氧化为单质使溶液变浑浊,因此f中溶液变浑浊不能证明一定有生成,D错误;
故选D。
15.C
【详解】A.HCl呈无色,新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中存在Cl2,A错误;
B.用强光照射新制氯水一段时间后,因为溶液中的HClO见光分解生成HCl和氧气,使溶液酸性增强,而氯气溶于水后本身存在HCl,B错误;
C.铁片溶于新制氯水后有气泡产生,说明其中含有HCl,该气体为氢气,C正确;
D.氯水中存在反应:,新制氯水久置后,其中具有漂白性的次氯酸发生分解:,所以氯水久置后漂白性减弱、酸性增强,D错误;
故选C。
16.(1) 饱和食盐水
(2)B
(3) 冷凝收集 戊与己之间缺少干燥装置
【分析】本实验的目的是制备并检验的性质。装置甲为氯气的发生装置,利用浓盐酸与二氧化锰加热反应制取;由于浓盐酸易挥发,制得的中混有气体,装置乙中盛放饱和食盐水用于除去;装置丙中盛放紫色石蕊试液,用于检验与水反应生成的的酸性和的漂白性;装置丁中盛放浓硫酸,用于干燥;装置戊为的合成装置,干燥的和在活性炭催化下发生化合反应生成,由于该反应放热且产物沸点较低,采用冰水浴进行冷却以利于产物收集;装置己盛放溶液,用于吸收尾气中的有毒气体。由于遇水剧烈反应,需防止己装置中的水蒸气进入戊装置引起产物水解。
【详解】(1)装置甲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,化学方程式为;
由于浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢气体,氯化氢极易溶于水而氯气在饱和食盐水中的溶解度较小,故装置乙中盛放的试剂为饱和食盐水,用于除杂;
(2)氯气通入紫色石蕊试液中,与水反应生成和。在水中电离出使溶液显酸性,导致石蕊试液变红,故物质I为;具有强氧化性和漂白性,能将红色物质氧化褪色变为无色,故物质Ⅱ为;继续通入氯气,溶液中溶解了较多的氯气分子,从而呈现出氯气的水溶液(氯水)的浅黄绿色,故物质Ⅲ为。因此正确判断为B;
(3)已知的沸点较低(),且和的反应为放热反应,冰水浴的作用是降温,一方面有利于的冷凝收集,防止其挥发;另一方面降低温度有利于放热反应的化学平衡向正反应方向移动,提高产率。戊装置中和在活性炭催化下化合生成,化学方程式为。由于题干已知“遇水剧烈反应”,而己装置中的水蒸气容易逆流进入戊装置导致产物水解变质,因此图示装置存在的一处缺陷是:戊与己之间缺少干燥装置(或未防止己装置中的水蒸气进入戊装置)。
17.(1) 圆底烧瓶
(2) 饱和食盐水 水浴加热 控制温度,避免生成,保证生成NaClO
(3)B
(4) 浓度降低影响氯气的生成 NaCl固体 向不再产生氯气的装置中,加入浓,继续加热
(5)取少量待测液于试管中,滴加稀硝酸酸化,再滴加溶液,若产生白色沉淀,则证明含有
【分析】二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应产生氯气,气流中还夹带挥发出的HCl。HCl会消耗后续装置中的碱,故气体应先经过a除去HCl。净化后的氯气进入b,与受热的KOH溶液反应生成和KCl;未反应的氯气再进入c,与低温下的NaOH溶液反应生成NaClO和NaCl。剩余氯气有毒,需要在d中吸收,防止污染空气。
【详解】(1)图中盛放二氧化锰粉末的仪器具有球形底部和较窄的瓶颈,其名称为圆底烧瓶。二氧化锰与浓盐酸共热,二氧化锰将氧化为,自身被还原为。锰元素由+4价降至+2价,每消耗1个需有2个被氧化;再配平氢、氧原子及电荷,得到离子方程式为;
(2)制得的氯气中混有挥发出的HCl,a中的气体从长导管进入液体,再从短导管导出。饱和食盐水能吸收HCl,同时减少氯气的溶解损失,故a中的试剂为饱和食盐水。b中的试管浸在盛水的烧杯中,酒精灯通过加热烧杯中的水使试管内液体受热,因此采用水浴加热。题目说明氯气与碱反应的产物随温度改变,b在加热条件下用于制备氯酸盐,而c用于制备NaClO。低温下发生反应,故c采用冰水浴冷却,是为了控制温度,避免生成,保证生成NaClO;
(3)A.d用于吸收剩余氯气,饱和食盐水能减少氯气的溶解,不能有效吸收氯气尾气,A错误;
B.NaOH能与氯气反应,将氯气转化为盐,反应为,可以用于吸收氯气尾气,B正确;
C.溶液不能通过与氯气反应来有效吸收氯气尾气,C错误;
D.浓硫酸可用于干燥氯气,不能用于有效吸收氯气尾气,D错误;
故选B;
(4)盐酸浓度降低时,溶液中和的浓度均降低,而二者都是制取氯气时需要消耗的反应物。题目已提出浓度降低影响氯气生成的假设,因此另一假设为浓度降低影响氯气的生成。验证时,应分别改变这两种离子的浓度。
①向停止产生氯气的装置中加入NaCl固体,可增大浓度而不引入;继续加热,若重新产生黄绿色气体,则支持假设1,故应加入NaCl固体。
②浓可以增大溶液中的浓度,同时不引入。因此,验证假设2的操作为:向不再产生氯气的装置中,加入浓,继续加热;若重新产生黄绿色气体,则支持假设2;
(5)与反应生成不溶于稀硝酸的白色AgCl沉淀,反应为。检验前用稀硝酸酸化,可以排除等离子的干扰,且不会引入。因此,检验步骤为:取少量待测液于试管中,滴加稀硝酸酸化,再滴加溶液,若产生白色沉淀,则证明含有。
答案第1页(共2页)
答案第1页(共2页)
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