专题05 氯及其化合物(期中专项训练)高一化学上学期人教版
2026-10-12
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内容正文:
专题05 氯及其化合物
概念扫盲题
考法聚焦题
考法一 氯气的性质
考法二 氯水的成分与性质
考法三 氯气的制备
考法四 氯离子的检验和推断
考法五 次氯酸盐的制备和性质
考法六 氯元素的价类二维图
考法七 与含氯化合物制备和性质探究
高频易错题
情境迁移题
概念扫盲题
【涉及概念】氯气性质、氯水、实验室制取氯气、氯离子检验、漂白粉、漂白液等。
1.以下关于氯元素的说法中,正确的是( )
A.氯气在自然界中能够以单质形式存在 B.氯离子和氯气均有刺激性气味
C.液氯中含有大量的氯离子 D.氯气有毒,氯离子无毒
2.下列物质不能通过相应的单质直接化合制取的是( )
A.HCl B.FeCl2 C.CuCl2 D.Na2O2
3.(2025·广西学业水平考试)室温下,将Cl2通入水中,可生成HCl和具有漂白作用的HClO;若将Cl2通入KOH溶液,生成具有漂白作用的物质是( )
A.KCl B.HCl C.H2O D.KClO
4.下列说法中不正确的是( )
A.将氯气制成漂白粉的主要目的是使其转变为较稳定、便于贮存的Ca(ClO)2
B.漂白粉中的Ca(ClO)2和CaCl2都具有漂白性
C.漂白粉与84消毒液的杀菌、消毒原理相似
D.工业上,漂白粉是由氯气通入石灰乳[主要成分为Ca(OH)2]制备的
5.(25-26高一上·江苏苏州高一月考)下列与氯气相关反应的说法不正确的是( )
A.题图可表示氯水在光照条件下的pH变化
B.Cl2与Ca(OH)2反应时,Ca(OH)2作氧化剂
C.H2在Cl2中燃烧,发出苍白色火焰,反应放出大量热
D.实验室制备Cl2的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O
6.在常温下,将通入NaOH溶液中可以得到漂白液。下列说法错误的是( )
A.漂白液的有效成分是NaClO
B.NaClO溶液比HClO溶液稳定
C.漂白液具有漂白作用的原因是吸收了空气中的,生成了强酸
D.漂白液可以漂白棉、麻、纸张,也可用作游泳池等场所的消毒剂
7.(25-26高一上·安徽宿州高一期末)“要想做好实验,就要敏于观察”—波义耳。利用下列实验装置能达到实验目的的是( )
A.除去中的
B.实验室制取
C.收集
D.吸收多余的
8.(2024·广东省汕头市一模)18世纪70年代,瑞典化学家舍勒发现一种黄绿色、有刺激性气味的气体,某兴趣小组利用下列装置进行如下实验,操作正确且能达到目的的是( )
A.制备气体 B.闻气体气味
C.除去气体中的杂质HCl D.验证气体的漂白性
考法聚焦题
考法一 氯气的性质
【速解技巧】
(1)氯气的物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性气味
有毒
1体积水约溶解2体积氯气
(1)氯气的化学性质
1.(25-26高一上·湖南益阳高一期末)Cl2是一种重要的化工原料。下列关于Cl2的说法错误的是( )
A.Cl2是一种无色、有刺激性气味的气体 B.Cl2的密度比空气大
C.Cl2是很活泼的非金属单质,具有强氧化性 D.Cl2可用于生产漂白液和漂白粉
2.下列化合物中,不能通过两种单质间化合直接制取的是( )
A.FeCl3 B.CuCl2 C.HCl D.FeCl2
3.(25-26高一上·江苏南京高一期末)取一小块钠,放入如题图所示装置中,加热至钠熔化后,停止加热并通入氯气。下列说法正确的是( )
A.实验室中,钠可以保存在石蜡油中
B.通入氯气后可观察到试管内有苍白色火焰
C.干燥的NaCl固体不导电,所以NaCl不是电解质
D.可用饱和NaCl溶液代替NaOH溶液浸湿棉花球
考法二 氯水的成分与性质
【速解技巧】
(1)氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增强,无漂白性。因此,氯水要现用现配。
(2)制取氯水的反应为Cl2+H2OHCl+HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,由于该反应是可逆反应,1mol Cl2溶于水,转移电子数小于NA。
(3)Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
(4)ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO32-等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
1.将氯水分别滴入下列溶液中,由实验现象得出的结论正确的是( )
选项
氯水滴入下列溶液中
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液
变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液
褪色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液
先变红后褪色
Cl2具有漂白性
D
淀粉—KI溶液
变蓝色
Cl2具有氧化性
2.(25-26高一上·贵州黔东南高一期中)数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。数字化实验得到的光照过程中氯水的、的浓度、O2的体积分数随时间的变化情况如图。对此,下列有关说法不正确的是( )
A.氯水中酸性逐渐增强
B.从以上图片可知次氯酸光照分解的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑
C.次氯酸见光易分解,所以要用棕色瓶存放并放在阴暗避光处
D.氯水的随时间的增大而增大的原因是Cl2的溶解度减小,氯气逸出导致了溶液中H+浓度减小
3.室温下,通过下列实验探究新制饱和氯水的性质。
实验1:用pH计测量新制饱和氯水的pH,测得pH约为2.2;
实验2:向淀粉KI溶液中滴加过量氯水,溶液先变蓝,后褪色;
实验3:向FeCl2溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色;
实验4:向氯水中加入少量碳酸钙粉末,产生无色气体。
下列说法正确的是( )
A.用强光照射实验1中的溶液,溶液的pH增大
B.实验2可以证明HClO有强氧化性
C.实验3反应后溶液中大量存在的离子有:Fe3+、ClO-、Cl-、H+
D.实验4产生的气体是CO2,反应后的溶液漂白能力增强
考法四 氯气的制备
【速解技巧】
主要仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。装置如图所示。
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热:小火加热,温度不宜过高,以减少HCl挥发,减少制得的Cl2中HCl的含量。
(3)验满方法:用湿润的淀粉KI试纸放于集气瓶口,试纸变蓝;用湿润的品红试纸放于集气瓶口,试纸褪色。
(4)尾气处理:吸收尾气时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中含Ca(OH)2量少,吸收不完全。应该用浓NaOH溶液吸收。
(5)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
1.实验室制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是( )
①连接好装置,检查气密性;②缓缓加热;③在烧瓶中加入少量的MnO2,向分液漏斗中加入浓盐酸;④通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸;⑤将多余氯气用浓NaOH溶液吸收;⑥当有连续气泡出现时,开始用向上排空气法收集氯气。
A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
2.某研究小组制备Cl2并收集Cl2,装置如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.装置a中的反应体现浓盐酸的酸性和还原性
B.装置a中的反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4
C.装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体
D.装置c用向上排空气法收集氯气应长管进短管出
3.(25-26高一上·山东菏泽高一月考)某化学活动社团为了探究氯气的实验室制法、性质和用途,设计如下实验。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,A装置中发生反应的化学方程式为___________。
(2)B中的试剂为___________,作用是___________。
(3)C、E中有色布条褪色的是___________(填“C”或“E”)。
(4)写出G中发生反应的离子方程式:___________。
考法四 氯离子的检验和推断
【速解技巧】
未知液生成
1.(25-26高一上·四川广元高一期末)在教材上【实验2-9】氯离子的检验实验中,不需要标注的实验图标是( )
A.护目镜 B.热烫 C.排风 D.洗手
2.(25-26高一上·宁夏银川高一月考)欲确定某溶液中是否含有Cl-,下列试剂或仪器通常不会被使用的是( )
A.AgNO3溶液 B.稀硝酸 C.胶头滴管 D.圆底烧瓶
3.(25-26高一上·安徽毫州高一期末)目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒;干燥的氯气能使有色鲜花变色;氯气能与碱反应。根据以上叙述,下列说法正确的是( )
A.氯气具有强氧化性,因此,氯气能杀死水中的病菌,起到消毒的作用
B.氯气溶于水发生反应的离子方程式为Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C.氯气有漂白性
D.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
4.(25-26高一上·河北沧州高一期末)甲、乙、丙、丁分别是Na2CO3、AgNO3、BaCl2 、盐酸四种无色溶液中的一种,它们两两反应时的现象如下:
反应物
甲+乙
甲+丙
乙+丙
丙+丁
乙+丁
实验现象
沉淀
沉淀
沉淀
沉淀
无色无味气体
则甲、乙、丙、丁四种溶液依次是( )
A.BaCl2 、Na2CO3、AgNO3 、盐酸 B.BaCl2 、Na2CO3、盐酸、AgNO3
C.Na2CO3、盐酸、AgNO3 、BaCl2 D.AgNO3、盐酸、BaCl2 、Na2CO3
考法五 次氯酸盐的制备和性质
【速解技巧】
(1)成分:漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其中有效成分是Ca(ClO)2。
(2)化学性质:水解呈碱性,具有强氧化性。
(3)漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。
(4)久置失效原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓;2HClO2HCl+O2↑,必须密封保存。
1.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
2.(25-26高一上·湖北随州高三期末)某同学设计如图实验装置制备KClO3和NaClO(夹持装置已略去)。下列说法正确的是( )
A.试剂X可以是KMnO4或MnO2 B.浓盐酸在反应中仅体现还原性
C.装置乙中盛放浓硫酸,用来干燥氯气 D.热水浴和冰水浴均能保持温度恒定
3.小组同学为探究NaClO的性质,利用84消毒液进行如下实验。已知:向NaOH中通入少量Cl2可以制得84消毒液。
装置
序号
试剂A
试剂B
实验现象
①
84消毒液
(含0.01 mol∙L-1 NaClO)
KI 溶液
溶液立即变棕黄色
②
NaCl溶液
无明显现象
③
盐酸
立即产生黄绿色气体
下列说法不正确的是( )
A.①中NaClO体现了氧化性
B.由①②可知,还原性Cl– < I–
C.③中产生黄绿色气体的离子方程式为:Cl– + ClO– + H2O =Cl2 + 2OH–
D.由实验可知,氧化性:HClO > ClO–
考法六 氯元素的价类二维图
【速解技巧】
氯元素的价类二维图以化合价为纵轴、物质类别为横轴,完整串联起氯从-1到+7的全系列核心物质与转化规律。
-1价:氢化物/酸为HCl,盐为NaCl等氯化物,性质稳定,仅体现还原性。
0价:单质Cl₂,是所有价态转化的核心枢纽,兼具氧化性和还原性。
+1价:氧化物Cl₂O、酸HClO、盐NaClO,强氧化性是漂白消毒的核心来源。
+4价:仅氧化物ClO₂,是高效安全的饮用水消毒剂。
+5价:酸HClO₃、盐KClO₃,是实验室制氧的常见氧化剂。
+7价:氧化物Cl₂O₇、酸HClO₄(最强无机含氧酸)、盐NaClO₄,性质相对稳定
1.(25-26高一上·安徽高一月考)部分含氯物质的分类与相应氯元素化合价的关系如图所示,其中d和f为钠盐,下列说法正确的是( )
A.可实现a→c→d→a的转化,且均为一步转化
B.e是弱酸
C.c在光照下分解产生氯气
D.通常将a通入烧碱溶液中生成d和f制取漂白液,将a通入澄清石灰水中制取漂白粉
2.在学习了氯及其化合物的知识后,某同学绘制了如图所示的“价—类”二维图,已知:e、f的阳离子均为Na+。下列叙述正确的是( )
A.f为漂白粉的有效成分
B.由于c具有还原性,c可用作自来水消毒剂
C.b可使湿润的红色布条褪色,说明b具有漂白性
D.a的浓溶液和KMnO4在一定条件下反应可生成b
3.“价-类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价-类”二维图如图所示,a~e分别代表5种不同的纯净物。
已知:e是钠盐。下列说法错误的是( )
A.a能使紫色石蕊试液变红 B.c的酸性比硫酸强
C.b和d都具有漂白性 D.e是漂白液的有效成分
4.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
考法七 与含氯化合物制备和性质探究
【速解技巧】
(1)制备类抓全流程细节,避开高频陷阱。MnO₂必须配浓盐酸还要加热,反应后期盐酸变稀就自动停止,别默认反应物能完全消耗。
(2)性质类抓核心微粒,理清现象逻辑。
(3)实验探究类抓变量控制,精准答出得分点。做漂白性对比实验,必须严格控制“干燥/湿润”单一变量,别笼统说氯气有漂白性。
1.ClO2是一种安全稳定、高效低毒的广谱型消毒剂,它易溶于水,难溶于有机溶剂,高浓度的ClO2气体易爆炸。制备ClO2并吸收ClO2的原理及装置如下:
已知装置A中发生的反应:
①2NaClO3+4HCl(浓)=== NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O(主反应)
②NaClO3+6HCl(浓)=== NaCl+3Cl2↑+3H2O(副反应)
下列说法不正确的是( )
A.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
B.装置A中产生Cl2,可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验
C.装置B中发生的主要反应的化学方程式为2NaClO2+Cl2===2NaCl+2ClO2
D.实验过程中不断缓慢通入N2的目的是避免ClO2浓度过高导致爆炸
2.(25-26高一上·上海期中)实验室制备氯气并进行性质检验。
(1)下列装置(“→”表示气流方向)能达到相对应的实验目的的是 。
A.制备
B.净化
C.收集
D.尾气处理
(2)将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色呈如下变化:
关于溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是___________。
A. HCl、HClO、Cl2 B.H+、ClO-、Cl-
C.HCl、ClO-、Cl- D.H+、HClO、Cl2
(3)实验室中将1.74g MnO2与 100 mL 12 mol·L-1的过量浓盐酸完全反应(假设 HCl无挥发),在反应后的溶液中加入足量的AgNO3溶液,可生成 g沉淀。
(4)将氯气通入水中可以得到新制氯水,写出化学反应方程式 。若某实验小组用pH 试纸测定饱和新制氯水的 pH,请分析评价该做法是否正确: (填“正确”或“不正确”)。
(5)氯水在久置过程中,HClO 发生了分解反应,下列物理量会增大是 。
A.氧气的体积分数 B.氯离子的浓度 C.氯水的 pH
(6)工业通过电解饱和食盐水制备氯气。
①写出化学反应方程式 。
②氯气在氢气中剧烈燃烧,火焰呈 色;
(7)某化工厂用氯气与石灰乳生产漂白粉。
①制备漂白粉的化学方程式是 。
②漂白粉需“避光保存于阴凉处”是因为漂白粉的有效成分与空气中的CO2、H2O反应生成不稳定的次氯酸而易失效。生成次氯酸的化学方程式为 。
(8)回答下列问题:
①利用海水得到粗盐的方法是 结晶法(填“降温”或“蒸发”)。后续的提纯实验部分操作如图所示,其中错误的是 。
A.取一定量的粗盐
B.溶解
C.过量
D.蒸发
②未精制的食盐中含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质。可以通过如下操作除去:①加入稍过量的Na2CO3溶液;②加入稍过量的NaOH溶液;③加入稍过量的BaCl2溶液;④加入稀盐酸直至无气泡产生;⑤过滤。其中正确的操作顺序为 。
A.③①②⑤④ B.②①③⑤④ C.③②①④⑤ D.③②①⑤④
3.含氯消毒剂有多种,ClO2可用于自来水消毒,84消毒液用于家庭、宾馆的消毒。
I.实验室可用亚氯酸钠固体与Cl2制备ClO2:2NaClO2Cl22ClO2 2NaCl,装置如图所示:
(已知:ClO2易溶于水,而微溶于CCl4,且密度大于空气;Cl2易溶于CCl4)
(1)A装置中发生反应的离子方程式为 。为获得干燥且纯净的Cl2,B、C中盛装的液体依次是 、 。
(2)F中可用 法收集ClO2。
(3)E装置的作用是 。
II.84消毒液是生活中常见的一种消毒剂,常用于环境的消毒,其主要成分是NaClO。
(4)84消毒液使用时除了要按一定比例稀释,对消毒时间也有要求,一般在10~20分钟左右。结合有关知识解释原因: 。
(5)次氯酸钠可以用于去除废水中的铵态氮,配平下列离子方程式,并标出电子转移情况 。
______NH4++________ClO﹣=______N2+_______Cl﹣+_______H2O+________H+
(6)专家指出,将84消毒液与洁厕灵(主要成分HCl)一起合并使用,可能会导致使用者的呼吸道伤害。写出发生反应的化学方程式为: 。
4.(25-26高一上·宁夏石嘴山高一期末)氯气是一种重要的化工原料,在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。
(1)实验室用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制取氯气,并探究其性质。
①发生反应的化学方程式为 ,装置应选上图 (填标号)。
②将湿润的淀粉-碘化钾试纸放在集气瓶口,若试纸变 ,则表明氯气已经收集满。
(2)氯气和亚氯酸钠(NaClO2)反应能制得一种较为安全的消毒剂——二氧化氯(ClO2)。有实验小组利用下图装置制备ClO2并探究其性质(加热装置已略去):
已知:ⅰ.CCl4为无色液体,密度比水大,与水不互溶;
ⅱ.Cl2易溶于CCl4中,溶液呈黄绿色;
ⅲ.ClO2为黄绿色气体,易溶于水,难溶于CCl4;
ⅳ.NaClO2遇酸易反应生成ClO2和Cl2。
①装置B的作用是 ,装置D的作用是 。
②反应时装置D中会出现颜色变化:先观察到 ,后观察到 。
③装置C中制备ClO2的反应为 ;除此之外,装置C中还会发生的反应有Cl2+H2OH++Cl-+HClO、 (填离子方程式)。
高频易错题
1.【易错点:忽视反应的条件】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,干燥的氯气能和Fe反应
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
【避错指南】一是误以为常温下干燥氯气就能和铁剧烈反应,实际二者常温下几乎不反应,铁表面会形成致密钝化膜,因此工业上可用钢瓶安全储存液氯;二是误以为铁过量时产物会生成FeCl₂,氯气强氧化性远高于Fe³⁺,且反应在无水加热环境下进行,无论铁是否过量,最终都只能生成棕褐色烟状的FeCl3,不会得到氯化亚铁;三是混淆反应条件,该反应必须在点燃或持续加热条件下才能剧烈发生,常温下将铁丝伸入氯气中不会直接燃烧。
2.【易错点:液氯、新制氯水、久置氯水的比较】关于新制的氯水和久置的氯水,下列说法不正确的是( )
A.新制的氯水呈浅黄绿色,久置的氯水无色
B.新制的氯水漂白作用强,久置的氯水漂白作用很弱或消失
C.新制的氯水中没有氯离子,久置的氯水中才含有氯离子
D.新制的氯水中含氯气多,久置的氯水中含有极少量的氯气或不含氯气
【避错指南】
液氯
新制氯水
久
氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl−、ClO−、OH−
H+、Cl−、H2O、OH−
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
保存
特制钢瓶
棕色瓶盛装,放阴凉处,一般现用现配
放于试剂瓶,玻璃塞即可
3.【易错点:不清楚制取氯气的反应原理和反应条件】 实验室用如图所示装置来制取少量氯气,下列说法正确的是( )
A.A中加入的是稀盐酸 B.C的作用是收集氯气
C.F中加入NaOH溶液吸收多余的氯气 D.用该装置制取氯气前不需要检查装置的气密性
【避错指南】 氯气的实验室制取反应原理lMnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
注意:(1)盐酸必须是浓盐酸。(2)反应条件为加热。
4.【易错点:不清楚随着反应的进行,浓盐酸变稀,反应停止】实验室用下列两种方法制氯气:①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应;②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气
A.①比②多 B.②比①多 C.一样多 D.无法比较
【避错指南】 实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气,随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸,稀盐酸不与二氧化锰反应,反应停止。因此,在二氧化锰足量的时候,盐酸是反应不完全的。
情境迁移题
1.(2025·北京卷,8,3分)时,在浓NaOH溶液中通入过量Cl2,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NaCl和NaClO固体。已知:NaOH、NaClO、NaCl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Cl2后开始发生反应:Cl2+2NaOH= NaCl+ NaClO+H2O
B.25℃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NaClO固体
D.在冷却结晶的过程中,大量NaOH会和NaClO一起析出
2.由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐,CaOCl2是一种常见的混盐。下列说法不正确的是( )
A.CaOCl2有较强的氧化性
B.CaOCl2水溶液呈碱性
C.由氯气为原料,每生成1molCaOCl2,转移的电子为2mol
D.CaOCl2的溶液中加入足量浓硫酸,可有黄绿色的气体产生
3.(25-26高三·广东三轮验收质检)将分液漏斗中的浓盐酸滴入具支试管中生成Cl2,将Cl2通入后续的玻璃弯管中,进行如图探究实验。下列说法不正确的是( )
A.固体X可以是KMnO4
B.a处花瓣褪色,b处加热产生苍白色火焰
C.c处与安全气球共同防止氯气逸出
D.d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用
4.(25-26高三·四川德阳二模)某课题组采用亚克力管(成分为聚甲基丙烯酸甲酯)组合装置进行氯气的制取与性质一体化实验。操作步骤如下:
①取下左侧三通管上端管帽,加入2mL浓盐酸后迅速盖紧;②产生的气体依次通过填充棉花的净化区;③纯净Cl2进入右侧试剂区进行性质检验;④实验后将气球中的NaOH溶液挤入吸收尾气。
下列说法错误的是( )
A.装置中蘸有饱和NaCl溶液和包有无水CaCl2的棉花球可以交换位置
B.实验时用到的亚克力材质轻便且耐酸碱,较安全
C.向装置中加入浓盐酸后需立即盖好管帽,目的是防止Cl2逸出污染环境并保证实验效果
D.尾气处理时,将气球中的NaOH溶液挤入装置,可吸收残留的Cl2,反应方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
5.(25-26高三·甘肃白银高三模拟预测)一氧化二氯(Cl2O)是常用的消毒剂和氧化剂,某实验小组在常温常压下利用Cl2和湿润的粉末反应制备Cl2O,实验装置如图。回答下列问题:
已知:Cl2O的沸点为3.8℃,液态呈棕黄色。
(1)A装置中发生反应的化学方程式为___________。
(2)B装置中的试剂是___________(填名称);D装置中冰水浴的作用是___________。
(3)实验结束后,向F装置中滴加酚酞溶液,可能出现的实验现象是___________。
(4)有同学提出,E、F装置可以用___________(填字母)装置代替,达到简化实验的目的。
(5)当C装置的硬质玻璃管中完全反应时停止通入氯气。经检测固体产物仅为两种盐。为了测定其组成进行如下实验:
实验a
取m g固体产物,加入足量硝酸,滴加溶液恰好完全反应,生成白色沉淀
实验b
取8m g固体产物,装入大试管,加热至完全反应,将气体依次通过足量的浓硫酸、碱石灰,测得浓硫酸净增0.18 g,碱石灰净增0.44 g
①根据上述实验数据分析,8m g固体产物中各成分的化学式及物质的量分别为___________、___________。
②C装置中发生反应的化学方程式为___________。
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专题05 氯及其化合物
参考答案
概念扫盲题
1.D
2.B
3.D
4.B
5.B
6.C
7.A
8.A
考法聚焦题
考法一 氯气的性质
1.A
2.D
3.A
考法二 氯水的成分与性质
1.D
2.D
3.D
考法四 氯气的制备
1.D
2.B
3.(1)分液漏斗 MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O
(2) 饱和食盐水 除去氯气中的HCl气体
(3)C
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
考法四 氯离子的检验和推断
1.B
2.D
3.D
4.A
考法五 次氯酸盐的制备和性质
1.B
2.D
3.C
考法六 氯元素的价类二维图
1.A
2.D
3.C
4.B
考法七 与含氯化合物制备和性质探究
1.B
2.(1)B (2)D (3)166.46
(4) Cl2+ H2OHCl+HClO 不正确
(5)AB
(6) 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 苍白色
(7) 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3 +2HClO
(8) 蒸发 C AD
3.(1) 4H++2Cl-(浓)+MnO2Mn2++2H2O+Cl2↑ 饱和的氯化钠溶液 浓硫酸
(2)向上排空气
(3)除去ClO2中的氯气
(4)NaClO尽可能的与空气中二氧化碳反应生成HClO
(5)
(6)NaCl+H2ONaClO+H2↑
4.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O c 蓝色
(2) 除去氯气中的氯化氢气体 除去过量的氯气 液面上方出现黄绿色气体 溶液逐渐变为黄绿色 Cl2+2NaClO2===2NaCl+2ClO 8ClO2+8H+==6ClO2↑+Cl2↑+4H2O
高频易错题
1.B
2.C
3.C
4.B
情境迁移题
1.D
2.C
3.B
4.A
5.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O
(2) 饱和食盐水 降低温度,液化产物,减少产物损失
(3)溶液先变为红色,后变为无色
(4)J
(5) NaCl、0.02 mol 、0.02 mol
2Na2CO3+2Cl2+H2O = 2NaCl + 2NaHCO3+Cl2O
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专题05 氯及其化合物
概念扫盲题
考法聚焦题
考法一 氯气的性质
考法二 氯水的成分与性质
考法三 氯气的制备
考法四 氯离子的检验和推断
考法五 次氯酸盐的制备和性质
考法六 氯元素的价类二维图
考法七 与含氯化合物制备和性质探究
高频易错题
情境迁移题
概念扫盲题
【涉及概念】氯气性质、氯水、实验室制取氯气、氯离子检验、漂白粉、漂白液等。
1.以下关于氯元素的说法中,正确的是( )
A.氯气在自然界中能够以单质形式存在 B.氯离子和氯气均有刺激性气味
C.液氯中含有大量的氯离子 D.氯气有毒,氯离子无毒
【答案】D
【解析】A项,氯是活泼的非金属元素,氯元素在自然界中不能以游离态形式存在,A不正确;B.氯气是黄绿色具有刺激性气味的气体,氯离子呈无色,没有气味,B不正确;C.液氯是液态的氯单质,不含有氯离子,C不正确;D.氯气是黄绿色的有毒气体,食盐中氯元素是以氯离子形式存在,没有毒性,D正确;故选D。
2.下列物质不能通过相应的单质直接化合制取的是( )
A.HCl B.FeCl2 C.CuCl2 D.Na2O2
【答案】B
【解析】A项,氢气与氯气光照或者点燃生成氯化氢 ,故A不选;B项,铁在氯气中燃烧生成氯化铁,不能生成氯化亚铁 ,故B选;项,铜与氯气反应生成氯化铜 ,故C不选;D项,钠单质在氧气中燃烧生成过氧化钠,故D不选;故选B。
3.(2025·广西学业水平考试)室温下,将Cl2通入水中,可生成HCl和具有漂白作用的HClO;若将Cl2通入KOH溶液,生成具有漂白作用的物质是( )
A.KCl B.HCl C.H2O D.KClO
【答案】D
【解析】氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸,也能与氢氧化钾溶液反应生成氯化钾、次氯酸钾和水,反应生成的次氯酸和次氯酸钾具有强氧化性,是具有漂白作用的物质,故选D。
4.下列说法中不正确的是( )
A.将氯气制成漂白粉的主要目的是使其转变为较稳定、便于贮存的Ca(ClO)2
B.漂白粉中的Ca(ClO)2和CaCl2都具有漂白性
C.漂白粉与84消毒液的杀菌、消毒原理相似
D.工业上,漂白粉是由氯气通入石灰乳[主要成分为Ca(OH)2]制备的
【答案】B
【解析】漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,Ca(ClO)2具有强氧化性和漂白性,CaCl2不具有漂白性,B错误。漂白粉和84消毒液的杀菌、消毒都是利用了次氯酸根离子的强氧化性,其原理相似,C正确。
5.(25-26高一上·江苏苏州高一月考)下列与氯气相关反应的说法不正确的是( )
A.题图可表示氯水在光照条件下的pH变化
B.Cl2与Ca(OH)2反应时,Ca(OH)2作氧化剂
C.H2在Cl2中燃烧,发出苍白色火焰,反应放出大量热
D.实验室制备Cl2的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O
【答案】B
【解析】光照下氯水中的次氯酸会分解为氯化氢和氧气,次氯酸为弱酸,盐酸为强酸,所以溶液的酸性增强,pH减小,故A正确;B项,氯气和氢氧化钙反应:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,氯元素化合价从0价升高到+1价,同时还从0价降低到-1价,氯气既是氧化剂,也是还原剂,Ca(OH)2既不是氧化剂,也不是还原剂,故B错误;C项,纯净H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,反应放出大量热,故C正确;D项,实验室制备Cl2的反应为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O,故D正确;故选B。
6.在常温下,将通入NaOH溶液中可以得到漂白液。下列说法错误的是( )
A.漂白液的有效成分是NaClO
B.NaClO溶液比HClO溶液稳定
C.漂白液具有漂白作用的原因是吸收了空气中的,生成了强酸
D.漂白液可以漂白棉、麻、纸张,也可用作游泳池等场所的消毒剂
【答案】C
【解析】在常温下,将氯气通入NaOH溶液中反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。NaClO具有强氧化性,漂白液的有效成分是NaClO,A正确;HClO见光易分解,所以NaClO溶液比HClO溶液稳定,B正确;漂白液吸收了空气中的,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸酸性大于次氯酸,因此碳酸和次氯酸钠反应生成HClO而发挥漂白作用,即漂白液具有漂白作用的原因是吸收了空气中的,生成了弱酸(HClO),C错误;因漂白液中的NaClO具有强氧化性,所以漂白液可以漂白棉、麻、纸张,也可用作游泳池等场所的消毒剂,D正确;故选C。
7.(25-26高一上·安徽宿州高一期末)“要想做好实验,就要敏于观察”—波义耳。利用下列实验装置能达到实验目的的是( )
A.除去中的
B.实验室制取
C.收集
D.吸收多余的
【答案】A
【解析】氯气在饱和食盐水中溶解度很小,其中的水能够溶解杂质氯化氢,因此可用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,A能达到实验目的;B项,二氧化锰和浓盐酸反应需要加热,B不能达到实验目的;C项,氯气密度比空气大,导管应该采用长进短出的方式,才有利于排尽空气,C不能达到实验目的;D项,氯气有毒,用水吸收氯气效果不好,可用氢氧化钠溶液吸收,D不能达到实验目的;故选A。
8.(2024·广东省汕头市一模)18世纪70年代,瑞典化学家舍勒发现一种黄绿色、有刺激性气味的气体,某兴趣小组利用下列装置进行如下实验,操作正确且能达到目的的是( )
A.制备气体 B.闻气体气味
C.除去气体中的杂质HCl D.验证气体的漂白性
【答案】A
【解析】A项,高锰酸钾固体能与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,则题给装置能达到制备氯气的实验目的,A正确;B项,氯气有毒,闻气体气味时,应用手轻轻扇动气体,将气体飘进鼻孔,不能用鼻子直接闻气体的气味,则题给装置不能达到闻氯气气味的实验目的,B错误;C项,氯气能与饱和碳酸氢钠溶液反应,所以题给装置不能达到除去氯气中氯化氢杂质的实验目的,C错误;D项,鲜花中的水分能与氯气反应生成具有强氧化性的次氯酸使鲜花褪色,则题给装置不能达到验证氯气漂白性的实验目的,D错误;故选A。
考法聚焦题
考法一 氯气的性质
【速解技巧】
(1)氯气的物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性气味
有毒
1体积水约溶解2体积氯气
(1)氯气的化学性质
1.(25-26高一上·湖南益阳高一期末)Cl2是一种重要的化工原料。下列关于Cl2的说法错误的是( )
A.Cl2是一种无色、有刺激性气味的气体 B.Cl2的密度比空气大
C.Cl2是很活泼的非金属单质,具有强氧化性 D.Cl2可用于生产漂白液和漂白粉
【答案】A
【解析】Cl2是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,A错误;B项,Cl2的相对分子质量为71,空气的平均相对分子质量为29,所以氯气的密度比空气大,B正确;C项,Cl2具有强氧化性,可与许多还原剂反应,Cl2是很活泼的非金属单质,C正确;D项,可以与碱液反应,常用于生产漂白液和漂白粉,D正确;故选A。
2.下列化合物中,不能通过两种单质间化合直接制取的是( )
A.FeCl3 B.CuCl2 C.HCl D.FeCl2
【答案】D
【解析】A项,Fe和氯气点燃时直接化合生成FeCl3,A正确;B项,Cu与氯气常温下能直接化合生成CuCl2,B正确;C项,氢气与氯气在点燃时能直接化合生成HCl,C正确;项,Fe和氯气点燃时直接化合生成FeCl3,不能直接由单质间化合制取FeCl2,D错误;故选D。
3.(25-26高一上·江苏南京高一期末)取一小块钠,放入如题图所示装置中,加热至钠熔化后,停止加热并通入氯气。下列说法正确的是( )
A.实验室中,钠可以保存在石蜡油中
B.通入氯气后可观察到试管内有苍白色火焰
C.干燥的NaCl固体不导电,所以NaCl不是电解质
D.可用饱和NaCl溶液代替NaOH溶液浸湿棉花球
【答案】A
【解析】钠容易和空气中氧气、水反应,实验室中,钠可以保存在石蜡油中以隔绝空气,故A项正确;钠和氯气燃烧时火焰为黄色,故B项错误;熔融氯化钠或氯化钠溶液均导电,NaCl是电解质,故C项错误;氯气与氢氧化钠反应而被吸收防止污染,而饱和氯化钠溶液不能吸收氯气,不能用饱和NaCl溶液代替NaOH溶液浸湿棉花球,故D项错误;故选A。
考法二 氯水的成分与性质
【速解技巧】
(1)氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增强,无漂白性。因此,氯水要现用现配。
(2)制取氯水的反应为Cl2+H2OHCl+HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,由于该反应是可逆反应,1mol Cl2溶于水,转移电子数小于NA。
(3)Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
(4)ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO32-等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
1.将氯水分别滴入下列溶液中,由实验现象得出的结论正确的是( )
选项
氯水滴入下列溶液中
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液
变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液
褪色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液
先变红后褪色
Cl2具有漂白性
D
淀粉—KI溶液
变蓝色
Cl2具有氧化性
【答案】D
【解析】A.氯水滴入含有KSCN的FeCl2溶液,溶液变红,说明Fe2+氧化为Fe3+,Cl2具有氧化性,故A错误;B.氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液,溶液褪色,可能是因为氯水呈酸性或次氯酸的漂白性,故B错误;C.次氯酸具有漂白性,Cl2没有漂白性,故C错误;D.氯水滴入淀粉——KI溶液中,2KI+ Cl2=KCl+I2,说明Cl2具有氧化性,故D正确;故选D。
2.(25-26高一上·贵州黔东南高一期中)数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。数字化实验得到的光照过程中氯水的、的浓度、O2的体积分数随时间的变化情况如图。对此,下列有关说法不正确的是( )
A.氯水中酸性逐渐增强
B.从以上图片可知次氯酸光照分解的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑
C.次氯酸见光易分解,所以要用棕色瓶存放并放在阴暗避光处
D.氯水的随时间的增大而增大的原因是Cl2的溶解度减小,氯气逸出导致了溶液中H+浓度减小
【答案】D
【解析】由图像可知,氯水的pH下降,酸性增强,A项正确;由图像可知,随时间延长,氯离子浓度增大,氧气体积分数增大,次氯酸分解的方程式正确,B项正确;由图可知次氯酸见光易分解,所以要用棕色瓶存放并放在阴暗避光处,C项正确;由图可知,氯水的pH随时间的增大而减小,D项错误;故选D。
3.室温下,通过下列实验探究新制饱和氯水的性质。
实验1:用pH计测量新制饱和氯水的pH,测得pH约为2.2;
实验2:向淀粉KI溶液中滴加过量氯水,溶液先变蓝,后褪色;
实验3:向FeCl2溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色;
实验4:向氯水中加入少量碳酸钙粉末,产生无色气体。
下列说法正确的是( )
A.用强光照射实验1中的溶液,溶液的pH增大
B.实验2可以证明HClO有强氧化性
C.实验3反应后溶液中大量存在的离子有:Fe3+、ClO-、Cl-、H+
D.实验4产生的气体是CO2,反应后的溶液漂白能力增强
【答案】D
【解析】新制饱和氯水中存在平衡反应:Cl2+ H2OHCl + HClO,氯水中含有氯气和次氯酸,见光HClO分解生成HCl,则酸性增强,所以溶液的pH将减小,故A错误;氯水中含有Cl2和HClO,向淀粉KI溶液中滴加过量氯水,溶液先变蓝,Cl2和HClO均可以将KI氧化为I2,后褪色说明HClO具有漂白性,实验2不能证明HClO有强氧化性,故B错误;向溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色,Cl2和HClO将Fe2+氧化为Fe3+,ClO-和H+会反应生成HClO,不能在溶液中大量共存,故C错误;新制饱和氯水中存在平衡反应:Cl2+ H2OH++Cl-+ HClO,加入少量碳酸钙粉末,碳酸钙和HCl反应生成CO2,c(H+)浓度减小,平衡正向移动,HClO浓度增大,反应后的溶液漂白能力增强,故D正确;故选C。
考法四 氯气的制备
【速解技巧】
主要仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。装置如图所示。
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热:小火加热,温度不宜过高,以减少HCl挥发,减少制得的Cl2中HCl的含量。
(3)验满方法:用湿润的淀粉KI试纸放于集气瓶口,试纸变蓝;用湿润的品红试纸放于集气瓶口,试纸褪色。
(4)尾气处理:吸收尾气时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中含Ca(OH)2量少,吸收不完全。应该用浓NaOH溶液吸收。
(5)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
1.实验室制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是( )
①连接好装置,检查气密性;②缓缓加热;③在烧瓶中加入少量的MnO2,向分液漏斗中加入浓盐酸;④通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸;⑤将多余氯气用浓NaOH溶液吸收;⑥当有连续气泡出现时,开始用向上排空气法收集氯气。
A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
【答案】D
【解析】制取氯气的实验操作顺序为:连接装置,检查装置的气密性,防止装置连接处漏气,向圆底烧瓶中加入固体药品二氧化锰粉末,从分液漏斗中缓缓加入浓盐酸,加热,待气体均匀放出时收集气体,氯气有毒,最后连有尾气吸收装置吸收氯气,防止污染空气,所以正确操作顺序为①③④②⑥⑤,故D正确。故选D。
2.某研究小组制备Cl2并收集Cl2,装置如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.装置a中的反应体现浓盐酸的酸性和还原性
B.装置a中的反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:4
C.装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体
D.装置c用向上排空气法收集氯气应长管进短管出
【答案】B
【解析】a中浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气:MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O,b中饱和食盐水吸收挥发的HCl气体,c中收集氯气,氯气密度比水大,应选用向上排空气法收集,d中选用氢氧化钠溶液吸收氯气,防止污染空气。a中反应为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O,浓盐酸中部分氯元素化合价升高,浓盐酸表现还原性和酸性,A正确;MnO2为氧化剂,HCl为还原剂(4个HCl分子中只有2个作还原剂),氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2,B错误;根据分析,装置b中用饱和食盐水吸收挥发的HCl气体,C正确;根据分析,c中收集氯气,氯气密度比水大,应选用向上排空气法收集,应长管进短管出,D正确;故选B。
3.(25-26高一上·山东菏泽高一月考)某化学活动社团为了探究氯气的实验室制法、性质和用途,设计如下实验。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,A装置中发生反应的化学方程式为___________。
(2)B中的试剂为___________,作用是___________。
(3)C、E中有色布条褪色的是___________(填“C”或“E”)。
(4)写出G中发生反应的离子方程式:___________。
【答案】(1)分液漏斗 MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O
(2) 饱和食盐水 除去氯气中的HCl气体
(3)C
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【解析】该实验是氯气的实验室制备与性质探究流程:装置A中 MnO2与浓盐酸加热制取Cl2,生成的Cl2先通过装置B除去HCl杂质,再依次通过装置C、D、E探究Cl2是否具有漂白性,随后通过装置F探究Cl2与铁粉的反应,最后用装置G吸收尾气Cl2,防止污染空气。
(1)仪器a的名称是分液漏斗;A装置中MnO2与浓盐酸加热制取Cl2,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O
(2)由分析可知,B中试剂为饱和食盐水,作用是除去氯气中的HCl气体,故答案为:饱和食盐水;除去氯气中的HCl气体;
(3)Cl2不具有漂白性,氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,C中是湿润有色布条,通过浓硫酸后得到干燥氯气,E中是干燥有色布条,因此褪色的是C中有色布条,故答案为C;
(4)G中NaOH溶液吸收Cl2,离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
考法四 氯离子的检验和推断
【速解技巧】
未知液生成
1.(25-26高一上·四川广元高一期末)在教材上【实验2-9】氯离子的检验实验中,不需要标注的实验图标是( )
A.护目镜 B.热烫 C.排风 D.洗手
【答案】B
【解析】在进行“氯离子的检验”实验时,必须戴上护目镜,并确保实验室通风良好,实验完毕需要洗手,以防对人体造成伤害;该实验在常温下进行,不涉及加热操作,故答案选B。
2.(25-26高一上·宁夏银川高一月考)欲确定某溶液中是否含有Cl-,下列试剂或仪器通常不会被使用的是( )
A.AgNO3溶液 B.稀硝酸 C.胶头滴管 D.圆底烧瓶
【答案】D
【解析】AgNO3溶液是检验Cl-必需的试剂,用于生成白色沉淀,会被使用,A不符合题意;B项,稀硝酸用于酸化溶液以排除CO32-等离子的干扰,会被使用,B不符合题意;C项,胶头滴管用于取少量溶液或试剂,是离子检验中的常用仪器,会被使用,C不符合题意;D项,圆底烧瓶通常用于蒸馏、加热反应等操作,不适用于简单的离子检验(通常在试管中进行),因此不会被使用,D符合题意;故选D。
3.(25-26高一上·安徽毫州高一期末)目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒;干燥的氯气能使有色鲜花变色;氯气能与碱反应。根据以上叙述,下列说法正确的是( )
A.氯气具有强氧化性,因此,氯气能杀死水中的病菌,起到消毒的作用
B.氯气溶于水发生反应的离子方程式为Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C.氯气有漂白性
D.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
【答案】D
【解析】氯气具有强氧化性,氯气和水生成的次氯酸能破坏细菌结构,起到消毒作用,A错误;B项,氯气溶于水生成HCl和弱酸次氯酸,离子方程式应为 Cl2+H2OHCl+HClO ,B错误;C项,氯气本身没有漂白性,其漂白作用是通过与水反应生成的次氯酸实现的;题干中“干燥的氯气能使有色鲜花变色”是由于鲜花含水分,水和氯气生成漂白性次氯酸所致,C错误; D项,氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙得到漂白粉,漂粉精是漂白粉的精制品,需进一步加工使Ca(ClO)2成为主要成分,则得到漂粉精,D正确;故选D。
4.(25-26高一上·河北沧州高一期末)甲、乙、丙、丁分别是Na2CO3、AgNO3、BaCl2 、盐酸四种无色溶液中的一种,它们两两反应时的现象如下:
反应物
甲+乙
甲+丙
乙+丙
丙+丁
乙+丁
实验现象
沉淀
沉淀
沉淀
沉淀
无色无味气体
则甲、乙、丙、丁四种溶液依次是( )
A.BaCl2 、Na2CO3、AgNO3 、盐酸 B.BaCl2 、Na2CO3、盐酸、AgNO3
C.Na2CO3、盐酸、AgNO3 、BaCl2 D.AgNO3、盐酸、BaCl2 、Na2CO3
【答案】A
【解析】四种无色溶液中,存在阳离子Na+、Ag+、Ba2+、H+,以及阴离子CO32-、NO3-、Cl-,可能发生的离子反应有2Ag++CO32-=Ag2CO3↓,Ag++Cl-=AgCl↓,Ba2++CO32-=BaCO3↓,CO32--+2H+ ═H2O + CO2↑;只有CO32--+2H+ ═H2O + CO2↑能够生成无色无味气体CO2,对应题中的四种溶液,说明乙和丁为Na2CO3和盐酸;丙和乙、丁都能反应生成沉淀,则丙既能和CO32-反应也能和Cl-反应,根据以上离子方程式可知,丙中含有Ag+,为AgNO3 ,可推知甲为BaCl2 ,BaCl2 能和乙反应生成沉淀,对应Ba2++CO32-=BaCO3↓,而BaCl2 和盐酸不反应,所以乙为Na2CO3,丁为盐酸;故选A。
考法五 次氯酸盐的制备和性质
【速解技巧】
(1)成分:漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其中有效成分是Ca(ClO)2。
(2)化学性质:水解呈碱性,具有强氧化性。
(3)漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。
(4)久置失效原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓;2HClO2HCl+O2↑,必须密封保存。
1.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
【答案】B
【解析】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aCO32-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。
2.(25-26高一上·湖北随州高三期末)某同学设计如图实验装置制备KClO3和NaClO(夹持装置已略去)。下列说法正确的是( )
A.试剂X可以是KMnO4或MnO2 B.浓盐酸在反应中仅体现还原性
C.装置乙中盛放浓硫酸,用来干燥氯气 D.热水浴和冰水浴均能保持温度恒定
【答案】D
【解析】在甲装置中用KMnO4和浓盐酸反应制取氯气,由于浓盐酸易挥发,制得的氯气中混有HCl气体和水蒸气,在乙中用饱和食盐水除去HCl气体,将氯气通入KOH溶液中,在加热条件下,氯气与KOH反应制得KClO3,再将氯气通入NaOH溶液中,在冰水浴中反应,制得NaClO,最后用NaOH溶液进行尾气处理,吸收多余的氯气,防止污染空气。试剂X如果是MnO2,它与浓盐酸反应需要加热,但甲装置没有加热装置,无法发生反应,若试剂X是KMnO4,它与浓盐酸在常温下即可反应生成氯气,无需加热,因此试剂X不能是MnO2,A项错误;浓盐酸与强氧化剂(如KMnO4)反应时,部分Cl-被氧化为Cl2(体现还原性),另一部分与金属阳离子结合生成盐(如MnCl2),体现酸性,B项错误;甲装置制备的氯气中混有HCl和水蒸气,应先通过饱和食盐水除去HCl(防止HCl与后续的碱溶液反应),若装置乙中直接盛放浓硫酸,无法除去HCl杂质,会影响后续产物的纯度,C项错误;丙装置中热水浴可维持较高温度(如70℃左右),使Cl2与KOH发生3Cl2+6KOH (浓)5KCl+KClO3+3H2O反应生成KClO3;丁装置中冰水浴可维持较低温度(如0℃左右),使Cl2与NaOH发生Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O反应生成NaClO,两种水浴都能通过恒温环境,保证反应在稳定温度下进行,D项正确;故选D。
3.小组同学为探究NaClO的性质,利用84消毒液进行如下实验。已知:向NaOH中通入少量Cl2可以制得84消毒液。
装置
序号
试剂A
试剂B
实验现象
①
84消毒液
(含0.01 mol∙L-1 NaClO)
KI 溶液
溶液立即变棕黄色
②
NaCl溶液
无明显现象
③
盐酸
立即产生黄绿色气体
下列说法不正确的是( )
A.①中NaClO体现了氧化性
B.由①②可知,还原性Cl– < I–
C.③中产生黄绿色气体的离子方程式为:Cl– + ClO– + H2O =Cl2 + 2OH–
D.由实验可知,氧化性:HClO > ClO–
【答案】C
【解析】根据①中溶液立即变棕黄色说明有I2生成,则碘离子被NaClO氧化为碘单质,NaClO体现了氧化性,故A正确;根据①中NaClO做氧化剂,I-做还原剂,实验②中无现象,说明ClO-不能将Cl-氧化,则还原性:I->Cl-,故B正确;溶液显酸性,③中产生黄绿色气体的离子方程式为:Cl– + ClO– + 2H+ =Cl2 ↑+ H2O,故C错误;由②③可知,中性环境下ClO-不能氧化Cl-,而能在酸性条件下氧化Cl-,说明是HClO的强氧化性氧化了Cl-,则氧化性:HClO > ClO–,故D正确;故选C。
考法六 氯元素的价类二维图
【速解技巧】
氯元素的价类二维图以化合价为纵轴、物质类别为横轴,完整串联起氯从-1到+7的全系列核心物质与转化规律。
-1价:氢化物/酸为HCl,盐为NaCl等氯化物,性质稳定,仅体现还原性。
0价:单质Cl₂,是所有价态转化的核心枢纽,兼具氧化性和还原性。
+1价:氧化物Cl₂O、酸HClO、盐NaClO,强氧化性是漂白消毒的核心来源。
+4价:仅氧化物ClO₂,是高效安全的饮用水消毒剂。
+5价:酸HClO₃、盐KClO₃,是实验室制氧的常见氧化剂。
+7价:氧化物Cl₂O₇、酸HClO₄(最强无机含氧酸)、盐NaClO₄,性质相对稳定
1.(25-26高一上·安徽高一月考)部分含氯物质的分类与相应氯元素化合价的关系如图所示,其中d和f为钠盐,下列说法正确的是( )
A.可实现a→c→d→a的转化,且均为一步转化
B.e是弱酸
C.c在光照下分解产生氯气
D.通常将a通入烧碱溶液中生成d和f制取漂白液,将a通入澄清石灰水中制取漂白粉
【答案】A
【解析】如图所示,a为氯气,b为ClO2,c为HClO,d为NaClO,e为HCl,f为NaCl,据此解答。A项,氯气溶于水得到HClO,HClO与NaOH反应得到NaClO,NaClO与NaCl在酸性条件下反应得到氯气,可实现a→c→d→a的转化,且均为一步转化,A正确;B项,e为HCl,为强酸,B错误;C项,HClO在光照条件下生成HCl和氧气,C错误;D项,氯气与烧碱(NaOH)反应制备漂白液(NaClO+NaCl),澄清石灰水中氢氧化钙浓度低,无法高效生成漂白粉的主要成分(次氯酸钙),因此使用氯气与石灰乳(氢氧化钙的悬浊液)反应制备漂白粉,D错误;故答案为A。
2.在学习了氯及其化合物的知识后,某同学绘制了如图所示的“价—类”二维图,已知:e、f的阳离子均为Na+。下列叙述正确的是( )
A.f为漂白粉的有效成分
B.由于c具有还原性,c可用作自来水消毒剂
C.b可使湿润的红色布条褪色,说明b具有漂白性
D.a的浓溶液和KMnO4在一定条件下反应可生成b
【答案】D
【解析】由“价-类”二维图,可确定a、b、c、d、e、f对应的物质分别为HCl、Cl2、ClO2、HClO、NaCl、NaClO。f为NaClO,漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,A错误;c为ClO2,Cl元素显+4价,具有强氧化性,可用作自来水消毒剂,B错误;b为Cl2,可使湿润的红色布条褪色不能说明Cl2本身具有漂白性,是Cl2与H2O反应生成的HClO有漂白性,C错误;a为HCl,b为Cl2,浓盐酸和KMnO4在一定条件下反应可生成Cl2,可用于实验室制取Cl2,D正确;故选D。
3.“价-类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价-类”二维图如图所示,a~e分别代表5种不同的纯净物。
已知:e是钠盐。下列说法错误的是( )
A.a能使紫色石蕊试液变红 B.c的酸性比硫酸强
C.b和d都具有漂白性 D.e是漂白液的有效成分
【答案】C
【解析】由图可知,a为HCl,b为Cl2,c为HClO4,d为HClO,e是钠盐,e为次氯酸盐,则e为NaClO。a为HCl,其水溶液显酸性,则a能使紫色石蕊试液变红,A正确;氯的非金属性比硫强,c为HClO4,是氯的最高价含氧酸,则其酸性比硫酸强,B正确;b为Cl2,干燥的氯气没有漂白性,次氯酸有漂白性,C错误;氯气与NaOH溶液反应制备漂白液,其有效成分是次氯酸钠,D正确;故选C。
4.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
【答案】B
【解析】由图分析可知,a为HCl,b为Cl2,c为ClO2,d为HClO,e为含Cl的盐。盐酸和次氯酸反应可生成水和氯气,盐酸和氯酸盐反应可生成氯气,A项正确;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项错误;氯水中含有HCl、HClO,HCl与加入的CaCO3反应使得反应Cl2+H2OHClO+H++Cl-平衡正向移动,生成更多的HClO,C项正确;“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项正确。
考法七 与含氯化合物制备和性质探究
【速解技巧】
(1)制备类抓全流程细节,避开高频陷阱。MnO₂必须配浓盐酸还要加热,反应后期盐酸变稀就自动停止,别默认反应物能完全消耗。
(2)性质类抓核心微粒,理清现象逻辑。
(3)实验探究类抓变量控制,精准答出得分点。做漂白性对比实验,必须严格控制“干燥/湿润”单一变量,别笼统说氯气有漂白性。
1.ClO2是一种安全稳定、高效低毒的广谱型消毒剂,它易溶于水,难溶于有机溶剂,高浓度的ClO2气体易爆炸。制备ClO2并吸收ClO2的原理及装置如下:
已知装置A中发生的反应:
①2NaClO3+4HCl(浓)=== NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O(主反应)
②NaClO3+6HCl(浓)=== NaCl+3Cl2↑+3H2O(副反应)
下列说法不正确的是( )
A.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
B.装置A中产生Cl2,可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验
C.装置B中发生的主要反应的化学方程式为2NaClO2+Cl2===2NaCl+2ClO2
D.实验过程中不断缓慢通入N2的目的是避免ClO2浓度过高导致爆炸
【答案】B
【解析】反应物NaClO3中Cl元素化合价从+5价降至+4价,为氧化剂,HCl中部分Cl元素化合价从-1价升高至0价,为还原剂,根据得失电子守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:1,A项正确;装置A中生成Cl2的同时也生成具有氧化性的ClO2,ClO2也可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,B项错误;装置B中NaClO2中Cl元素为+3价,通入氯气可生成ClO2,发生反应:2NaClO2+Cl2===2NaCl+2ClO2,C项正确;题目信息中给出,高浓度的ClO2气体易爆炸,实验过程中不断缓慢通入N2的目的是为了避免ClO2浓度过高导致爆炸,D项正确;故选B。
2.(25-26高一上·上海期中)实验室制备氯气并进行性质检验。
(1)下列装置(“→”表示气流方向)能达到相对应的实验目的的是 。
A.制备
B.净化
C.收集
D.尾气处理
(2)将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色呈如下变化:
关于溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是___________。
A. HCl、HClO、Cl2 B.H+、ClO-、Cl-
C.HCl、ClO-、Cl- D.H+、HClO、Cl2
(3)实验室中将1.74g MnO2与 100 mL 12 mol·L-1的过量浓盐酸完全反应(假设 HCl无挥发),在反应后的溶液中加入足量的AgNO3溶液,可生成 g沉淀。
(4)将氯气通入水中可以得到新制氯水,写出化学反应方程式 。若某实验小组用pH 试纸测定饱和新制氯水的 pH,请分析评价该做法是否正确: (填“正确”或“不正确”)。
(5)氯水在久置过程中,HClO 发生了分解反应,下列物理量会增大是 。
A.氧气的体积分数 B.氯离子的浓度 C.氯水的 pH
(6)工业通过电解饱和食盐水制备氯气。
①写出化学反应方程式 。
②氯气在氢气中剧烈燃烧,火焰呈 色;
(7)某化工厂用氯气与石灰乳生产漂白粉。
①制备漂白粉的化学方程式是 。
②漂白粉需“避光保存于阴凉处”是因为漂白粉的有效成分与空气中的CO2、H2O反应生成不稳定的次氯酸而易失效。生成次氯酸的化学方程式为 。
(8)回答下列问题:
①利用海水得到粗盐的方法是 结晶法(填“降温”或“蒸发”)。后续的提纯实验部分操作如图所示,其中错误的是 。
A.取一定量的粗盐
B.溶解
C.过量
D.蒸发
②未精制的食盐中含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质。可以通过如下操作除去:①加入稍过量的Na2CO3溶液;②加入稍过量的NaOH溶液;③加入稍过量的BaCl2溶液;④加入稀盐酸直至无气泡产生;⑤过滤。其中正确的操作顺序为 。
A.③①②⑤④ B.②①③⑤④ C.③②①④⑤ D.③②①⑤④
【答案】(1)B (2)D (3)166.46
(4) Cl2+ H2OHCl+HClO 不正确
(5)AB
(6) 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 苍白色
(7) 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3 +2HClO
(8) 蒸发 C AD
【解析】(1)A中缺少加热装置;B中饱和食盐水除去HCl、经过浓硫酸干燥氯气,正确;C中氯气应该长进短出;D中应该使用碱液吸收尾气;故选B;
(2)氯气持续通入紫色石蕊试液中,氯气和水生成HCl使得溶液显酸性,石蕊试液变红色,生成HClO具有漂白性,使得溶液褪色,过量氯气分子使得溶液显黄绿色,故选D。
(3)1.74 g MnO2(为0.02 mol)与 100 mL 12 mol·L-1的过量浓盐酸(为1.2 mol HCl)完全反应(假设 HCl无挥发),结合反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O,反应生成0.02 mol氯气,反应后溶液中氯离子为1.2 mol-0.02 mol×2=1.16 mol,在反应后的溶液中加入足量的AgNO3溶液,1.16 mol氯化银,生成166.46 g沉淀。
(4)氯气通入水中可以得到新制氯水,氯气和水部分反应生成HCl和HClO,化学反应方程式Cl2+H2OHCl+HClO。新制氯水会将pH试纸漂白,无法读出准确的pH值,故不正确。
(5)氯水在久置过程中,HClO 发生了分解反应生成强酸HCl和氧气,则氯离子浓度、氢离子浓度、氧气体积分数均增大,pH减小,故选AB。
(6)①电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气、氢气,化学反应方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;②氯气在氢气中剧烈燃烧:H2+Cl22HCl,火焰呈苍白色。
(7)①工业上用石灰乳和氯气反应生产漂白粉,反应生成氯化钙、次氯酸钙和水:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。②漂白粉有效成分次氯酸钙与空气中CO2、H2O反应生成不稳定的次氯酸,同时生成碳酸钙,化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3 +2HClO。
(8)粗盐精制流程为:加入过量氢氧化钠溶液,生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,除去镁离子;加入氯化钡时,能和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,从而除去硫酸根离子,加入碳酸钠溶液时,能和氯化钙、过量的氯化钡反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀和氯化钠,从而除去钙离子和过量的钡离子,故碳酸钠必需在氯化钡溶液之后加入;过滤分离出滤液,向滤液中加入适量的稀盐酸时,可以把过量的氢氧化钠和碳酸钠除去,得到氯化钠溶液;①氯化钠溶解度受温度影响较小,利用海水得到粗盐的方法是蒸发结晶。后续的提纯实验部分操作如图所示,其中错误的是C,过滤过程中需要使用玻璃棒引流、且漏斗下端要紧贴烧杯内壁;②由分析,正确的操作顺序为③①②⑤④或③②①⑤④。
3.含氯消毒剂有多种,ClO2可用于自来水消毒,84消毒液用于家庭、宾馆的消毒。
I.实验室可用亚氯酸钠固体与Cl2制备ClO2:2NaClO2Cl22ClO2 2NaCl,装置如图所示:
(已知:ClO2易溶于水,而微溶于CCl4,且密度大于空气;Cl2易溶于CCl4)
(1)A装置中发生反应的离子方程式为 。为获得干燥且纯净的Cl2,B、C中盛装的液体依次是 、 。
(2)F中可用 法收集ClO2。
(3)E装置的作用是 。
II.84消毒液是生活中常见的一种消毒剂,常用于环境的消毒,其主要成分是NaClO。
(4)84消毒液使用时除了要按一定比例稀释,对消毒时间也有要求,一般在10~20分钟左右。结合有关知识解释原因: 。
(5)次氯酸钠可以用于去除废水中的铵态氮,配平下列离子方程式,并标出电子转移情况 。
______NH4++________ClO﹣=______N2+_______Cl﹣+_______H2O+________H+
(6)专家指出,将84消毒液与洁厕灵(主要成分HCl)一起合并使用,可能会导致使用者的呼吸道伤害。写出发生反应的化学方程式为: 。
【答案】(1) 4H++2Cl-(浓)+MnO2Mn2++2H2O+Cl2↑ 饱和的氯化钠溶液 浓硫酸
(2)向上排空气
(3)除去ClO2中的氯气
(4)NaClO尽可能的与空气中二氧化碳反应生成HClO
(5)
(6)NaCl+H2ONaClO+H2↑
【解析】装置A是制取氯气,装置B是除去氯气中氯化氢气体,装置C是干燥氯气,装置D是氯气与NaClO2反应制取ClO2,装置E的作用是除去ClO2中的氯气,装置F是收集氯气,装置G是安全瓶,据此分析;
(1)用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,反应的方程式为:4H++2Cl-(浓)+MnO2Mn2++2H2O+Cl2↑,为了得到干燥且纯净的Cl2,B装置中为饱和的氯化钠溶液,作用是除去氯化氢,C装置中为浓硫酸,作用是干燥氯气;
(2)ClO2的密度比空气大,ClO2易溶于水,故可以用向上排空气法收集;
(3)E装置的试剂是四氯化碳,目的是除去ClO2中的氯气;
(4)NaClO与CO2反应会生成HClO,HClO的杀菌效果比NaClO更好,NaClO尽可能的与空气中二氧化碳反应生成HClO;
(5)根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒可以配平反应的方程式,同时用单线桥表示电子转移情况为:;
(6)电解时,阴极上产生H2、NaOH,阳极上产生Cl2,阳极上产生Cl2再与阴极上产生的NaOH发生反应产生NaCl、NaClO、H2O,因此自制消毒液的总化学反应方程式是:NaCl+H2ONaClO+H2↑。
4.(25-26高一上·宁夏石嘴山高一期末)氯气是一种重要的化工原料,在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。
(1)实验室用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制取氯气,并探究其性质。
①发生反应的化学方程式为 ,装置应选上图 (填标号)。
②将湿润的淀粉-碘化钾试纸放在集气瓶口,若试纸变 ,则表明氯气已经收集满。
(2)氯气和亚氯酸钠(NaClO2)反应能制得一种较为安全的消毒剂——二氧化氯(ClO2)。有实验小组利用下图装置制备ClO2并探究其性质(加热装置已略去):
已知:ⅰ.CCl4为无色液体,密度比水大,与水不互溶;
ⅱ.Cl2易溶于CCl4中,溶液呈黄绿色;
ⅲ.ClO2为黄绿色气体,易溶于水,难溶于CCl4;
ⅳ.NaClO2遇酸易反应生成ClO2和Cl2。
①装置B的作用是 ,装置D的作用是 。
②反应时装置D中会出现颜色变化:先观察到 ,后观察到 。
③装置C中制备ClO2的反应为 ;除此之外,装置C中还会发生的反应有Cl2+H2OH++Cl-+HClO、 (填离子方程式)。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O c 蓝色
(2) 除去氯气中的氯化氢气体 除去过量的氯气 液面上方出现黄绿色气体 溶液逐渐变为黄绿色 Cl2+2NaClO2===2NaCl+2ClO 8ClO2+8H+==6ClO2↑+Cl2↑+4H2O
【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中盛有的饱和氯化钠溶液用于除去氯化氢气体,装置C中氯气与亚氯酸钠溶液反应制备二氧化氯,装置D中盛有的四氯化碳用于除去过量的氯气,装置D后连接二氧化氯的收集装置和尾气处理装置。
(1)①实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制备氯气的反应为二氧化锰和浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O,所以发生装置应选上图c;
②氯气能与碘化钾溶液发生置换反应生成氯化钾和碘,反应生成的碘能使淀粉溶液变蓝色,所以表明氯气已经收集满的操作为将湿润的淀粉-碘化钾试纸放在集气瓶口,试纸变蓝色;
(2)①由分析可知,装置B中盛有的饱和氯化钠溶液的作用是除去氯化氢气体;装置D中盛有的四氯化碳的作用是除去过量的氯气;②反应时装置D中会出现的颜色变化是随着装置A中氯气的持续产生,开始时装置D液面上方出现黄绿色气体,溶液较长一段时间保持无色,随后逐渐变为黄绿色,说明有氯气进入D中;③装置C中制备二氧化氯发生的反应为Cl2+2NaClO2===2NaCl+2ClO2;氯气除了能与亚氯酸钠溶液反应生成二氧化氯外,还能部分与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的离子方程式为 Cl2+H2OH++Cl-+HClO;反应生成的盐酸能与亚氯酸钠溶液反应生成二氧化氯、氯化钠、氯气和水,反应的离子方程式为8ClO2+8H+==6ClO2↑+Cl2↑+4H2O。
高频易错题
1.【易错点:忽视反应的条件】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,干燥的氯气能和Fe反应
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
【答案】B
【解析】Cl2与Fe反应需要加热,所以在通常状况下,干燥的Cl2与Fe不反应。
【避错指南】一是误以为常温下干燥氯气就能和铁剧烈反应,实际二者常温下几乎不反应,铁表面会形成致密钝化膜,因此工业上可用钢瓶安全储存液氯;二是误以为铁过量时产物会生成FeCl₂,氯气强氧化性远高于Fe³⁺,且反应在无水加热环境下进行,无论铁是否过量,最终都只能生成棕褐色烟状的FeCl3,不会得到氯化亚铁;三是混淆反应条件,该反应必须在点燃或持续加热条件下才能剧烈发生,常温下将铁丝伸入氯气中不会直接燃烧。
2.【易错点:液氯、新制氯水、久置氯水的比较】关于新制的氯水和久置的氯水,下列说法不正确的是( )
A.新制的氯水呈浅黄绿色,久置的氯水无色
B.新制的氯水漂白作用强,久置的氯水漂白作用很弱或消失
C.新制的氯水中没有氯离子,久置的氯水中才含有氯离子
D.新制的氯水中含氯气多,久置的氯水中含有极少量的氯气或不含氯气
【答案】C
【解析】A.新制的氯水中含有Cl2,溶液呈浅黄绿色,而久置的氯水就是稀盐酸,溶液呈无色,A正确;B.新制的氯水中HClO的浓度大,漂白作用强,而久置的氯水中几乎不含有HClO,漂白作用很弱或消失,B正确;C.新制的氯水中,有部分Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸,所以含有氯离子,C不正确;D.新制的氯水中只有一部分氯气与水反应,大部分氯气仍以分子的形式存在,所以新制氯水中含氯气多,久置的氯水中绝大部分氯气都与水发生了反应,所以含有极少量的氯气或不含氯气,D正确;故选C。
【避错指南】
液氯
新制氯水
久
氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl−、ClO−、OH−
H+、Cl−、H2O、OH−
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
保存
特制钢瓶
棕色瓶盛装,放阴凉处,一般现用现配
放于试剂瓶,玻璃塞即可
3.【易错点:不清楚制取氯气的反应原理和反应条件】 实验室用如图所示装置来制取少量氯气,下列说法正确的是( )
A.A中加入的是稀盐酸 B.C的作用是收集氯气
C.F中加入NaOH溶液吸收多余的氯气 D.用该装置制取氯气前不需要检查装置的气密性
【答案】C
【解析】A.实验室利用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2,MnO2与稀盐酸不反应,故A错误;B.C中的饱和食盐水用来吸收氯气中混有的氧化氢气体,故B错误;C.氯气能与碱反应,可用NaOH溶液吸收多余的氯气,故C正确;D.凡是制备气体的装置,实验前都要检查装置的气密性,故D错误;故选C。
【避错指南】 氯气的实验室制取反应原理lMnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
注意:(1)盐酸必须是浓盐酸。(2)反应条件为加热。
4.【易错点:不清楚随着反应的进行,浓盐酸变稀,反应停止】实验室用下列两种方法制氯气:①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应;②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气
A.①比②多 B.②比①多 C.一样多 D.无法比较
【答案】B
【解析】146 g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol,由化学方程式:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O知,1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应,但是由于稀盐酸与MnO2不反应,所以含有4 mol HCl的浓盐酸不能与MnO2完全反应。
【避错指南】 实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气,随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸,稀盐酸不与二氧化锰反应,反应停止。因此,在二氧化锰足量的时候,盐酸是反应不完全的。
情境迁移题
1.(2025·北京卷,8,3分)时,在浓NaOH溶液中通入过量Cl2,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NaCl和NaClO固体。已知:NaOH、NaClO、NaCl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Cl2后开始发生反应:Cl2+2NaOH= NaCl+ NaClO+H2O
B.25℃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NaClO固体
D.在冷却结晶的过程中,大量NaOH会和NaClO一起析出
【答案】D
【解析】A项,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Cl2+2NaOH= NaCl+ NaClO+H2O,A正确;B项,25℃时,氯化钠溶解度最小,随反应进行,NaCl逐渐增多,则最先析出,B正确;C项,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NaClO固体,C正确;D项,由于氢氧化钠的溶解度随温度的变化趋势较小,次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,在冷却结晶的过程中,NaClO会大量析出,氢氧化钠则不会,D错误;故选D。
2.由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐,CaOCl2是一种常见的混盐。下列说法不正确的是( )
A.CaOCl2有较强的氧化性
B.CaOCl2水溶液呈碱性
C.由氯气为原料,每生成1molCaOCl2,转移的电子为2mol
D.CaOCl2的溶液中加入足量浓硫酸,可有黄绿色的气体产生
【答案】C
【解析】根据题干信息,混盐是由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐,则混盐CaOCl2中的酸根为ClO-和Cl-。A项,CaOCl2中的酸根为ClO-和Cl-,次氯酸盐具有强氧化性,A正确;B项,ClO-水解使溶液呈碱性,即CaOCl2水溶液呈碱性,B正确;C项,由氯气为原料,每生成1molCaOCl2,1molCl2中1molCl的化合价由0价升高至+1价,1molCl的化合价由0价降低至-1价,总共转移1mol电子,C错误;D项,CaOCl2的溶液中加入足量浓硫酸,可发生反应CaOCl2+H2SO4(浓)=CaSO4+Cl2↑+H2O,生成黄绿色的氯气,D正确;故选C。
3.(25-26高三·广东三轮验收质检)将分液漏斗中的浓盐酸滴入具支试管中生成Cl2,将Cl2通入后续的玻璃弯管中,进行如图探究实验。下列说法不正确的是( )
A.固体X可以是KMnO4
B.a处花瓣褪色,b处加热产生苍白色火焰
C.c处与安全气球共同防止氯气逸出
D.d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用
【答案】B
【解析】A项,因为该发生装置没有加热,固体X可以KMnO4,A正确;B项,a处生成HClO,花瓣褪色,b处加热可见到有白烟生成,是由于Na与Cl2反应生成了NaCl小颗粒,看不到苍白火焰,B错误;C项,碱液可吸收氯气,而安全气球可收集来不及吸收的氯气,C正确;D项,d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用,D正确;故选B。
4.(25-26高三·四川德阳二模)某课题组采用亚克力管(成分为聚甲基丙烯酸甲酯)组合装置进行氯气的制取与性质一体化实验。操作步骤如下:
①取下左侧三通管上端管帽,加入2mL浓盐酸后迅速盖紧;②产生的气体依次通过填充棉花的净化区;③纯净Cl2进入右侧试剂区进行性质检验;④实验后将气球中的NaOH溶液挤入吸收尾气。
下列说法错误的是( )
A.装置中蘸有饱和NaCl溶液和包有无水CaCl2的棉花球可以交换位置
B.实验时用到的亚克力材质轻便且耐酸碱,较安全
C.向装置中加入浓盐酸后需立即盖好管帽,目的是防止Cl2逸出污染环境并保证实验效果
D.尾气处理时,将气球中的NaOH溶液挤入装置,可吸收残留的Cl2,反应方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
【答案】A
【解析】浓盐酸与固体反应生成氯气,饱和溶液除掉氯气中的,无水除掉氯气中的水分;纯净依次进入右侧试剂区进行性质检验,干燥的蓝色石蕊试纸无明显现象,湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,湿润的淀粉-KI试纸先变蓝后褪色,+KSCN混合溶液变红,剩余的氯气用气球里的溶液吸收处理,据此分析。A项,如果交换位置,先通过无水的棉球,再通过饱和溶液的棉球,会导致从蘸有饱和溶液的棉球中再次带出水蒸气,后续检验干燥性质(干燥蓝色石蕊试纸)时,会因气体不干燥而干扰实验结果。因此,两者不可交换顺序,A错误;B项,亚克力的主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),该材料轻便、透光性好,且耐稀酸、稀碱腐蚀,适合用于这类简易实验装置,安全性较好,B正确;C项,是有毒气体,逸出会污染空气、危害人体健康;同时,若装置漏气,泄漏会导致后续性质检验中气体量不足,实验现象不明显。因此,加入浓盐酸后立即盖好管帽,既防止污染,又保证实验效果,C正确;D项,尾气处理时,将气球中的溶液挤入装置,可吸收残留的,反应方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,D正确;故选A。
5.(25-26高三·甘肃白银高三模拟预测)一氧化二氯(Cl2O)是常用的消毒剂和氧化剂,某实验小组在常温常压下利用Cl2和湿润的粉末反应制备Cl2O,实验装置如图。回答下列问题:
已知:Cl2O的沸点为3.8℃,液态呈棕黄色。
(1)A装置中发生反应的化学方程式为___________。
(2)B装置中的试剂是___________(填名称);D装置中冰水浴的作用是___________。
(3)实验结束后,向F装置中滴加酚酞溶液,可能出现的实验现象是___________。
(4)有同学提出,E、F装置可以用___________(填字母)装置代替,达到简化实验的目的。
(5)当C装置的硬质玻璃管中完全反应时停止通入氯气。经检测固体产物仅为两种盐。为了测定其组成进行如下实验:
实验a
取m g固体产物,加入足量硝酸,滴加溶液恰好完全反应,生成白色沉淀
实验b
取8m g固体产物,装入大试管,加热至完全反应,将气体依次通过足量的浓硫酸、碱石灰,测得浓硫酸净增0.18 g,碱石灰净增0.44 g
①根据上述实验数据分析,8m g固体产物中各成分的化学式及物质的量分别为___________、___________。
②C装置中发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O
(2) 饱和食盐水 降低温度,液化产物,减少产物损失
(3)溶液先变为红色,后变为无色
(4)J
(5) NaCl、0.02 mol 、0.02 mol
2Na2CO3+2Cl2+H2O = 2NaCl + 2NaHCO3+Cl2O
【解析】(1)A装置用于制取Cl2,浓盐酸与MnO2在加热条件下反应,MnO2作氧化剂,Cl-被氧化为Cl2,因此化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O;
(2)B装置的作用是除去Cl2中混有的HCl气体,常用试剂为饱和食盐水;因为HCl易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小。D装置是冰水浴,由于Cl2O沸点只有3.8 ℃,易挥发,所以冰水浴可以降低温度,使产物液化,减少产物损失;
(3)F中NaOH溶液吸收尾气中的,反应生成、,溶液呈碱性使酚酞变红,次氯酸钠具有漂白性,最终会使红色褪去。
(4)E、F装置主要用于尾气处理,既要防止空气中水蒸气进入,又要吸收多余的氯气等尾气。可用装有碱石灰的干燥管代替,因为碱石灰既能吸收酸性气体Cl2、Cl2O,也能吸收水蒸气,所以选J;
(5)①由实验a:固体中,则8m g固体中,全部来自,故。 由实验b:浓硫酸增重为水的质量,;碱石灰增重为的质量,,产物中只有加热分解满足,分解反应为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,故。②C装置中湿润Na₂CO3与Cl2反应生成Cl2O,同时生成NaCl和NaHCO3,根据(5)①可知NaCl和NaHCO3物质的量相等,再结合原子守恒配平,反应方程式为:2Na2CO3+2Cl2+H2O = 2NaCl + 2NaHCO3+Cl2O。
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