新高一化学 第8讲 氯及其氯气的制备—初升高衔接(人教A版)

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新高一化学 第8讲 氯及其氯气的制备—初升高衔接(人教A版)

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第8讲 氯及其氯气的制备
1.氯气
(1)物理性质
颜色状态 气味 密度 沸点 溶解性 特性
气体 刺激性气味 比空气大 -34.6 ℃ 1体积的水可溶解约2体积的氯气 易液化
(2)氯气的化学性质
①与金属单质反应:与变价金属(如Fe)反应生成高价态金属氯化物。
化学方程式 反应现象
金属 生成棕红色的烟
生成棕黄色的烟
产生大量白烟,火焰为黄色
非金属 H2+Cl22HCl 安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾生成
②与还原性无机化合物反应
与SO2反应: 。
与Na2SO3溶液反应:Cl2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2HCl。
与Na2S反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓
与H2S反应:
与NaBr溶液反应:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3
③与碱反应:氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
①Cl2与NaOH溶液反应一般有两种情况:
常温下: ;(制取漂白液,漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠,有效成分是次氯酸钠,是混合物。)
加热时: 。
②制取漂白粉: 。[工业通常是将Cl2通入石灰乳中用来制取漂白粉]
【题型1 氯气的性质】
1.1氯气是一种很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述不正确的是(  )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
B.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.通常状况下氯气能和Fe反应,氯气的储存不能用铁质容器
1.2氯气是有毒气体,遇到少量泄漏时,下列措施或解释不合理的是
A.用浸有浓溶液的毛巾捂住口鼻,因为能吸收
B.人群向逆风方向疏散,利用风吹动气体移动,使人群脱离气流
C.人群向高处疏散,因为密度比空气大,低处浓度高,高处浓度小
D.向泄露地点洒石灰,因为能与反应,可降低危害
1.氯水的成分和性质
(1)氯水中存在三个平衡关系
(2)氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同
2.次氯酸和次氯酸盐的性质
(1)次氯酸
(2)漂白液
(3)漂白粉
【题型2 氯水的性质】
2.1氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是 (  )
A.加入有色布条,片刻后有色布条褪色,说明有Cl2存在
B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水的浅黄绿色消失,说明有HClO存在
2.2下列关于新制氯水及久置氯水的说法,不正确的是(  )
A.新制氯水呈浅黄绿色,而久置氯水呈无色
B.新制氯水漂白作用强,而久置氯水无漂白作用
C.新制氯水所含成分多,而久置氯水所含成分少
D.新制氯水中无氯离子,而久置氯水中含氯离子
【题型3 次氯酸及次氯酸盐】
3.1某同学取等量“84”消毒液分别加入三支试管中,各加3滴紫色石蕊溶液,再立即分别加入如图所示的试剂。下列实验现象的分析错误的是(  )
实 验
现 象 溶液先变蓝色,一段时间后蓝色褪去 溶液变蓝色后迅速褪色,无气体产生 溶液变蓝色后迅速褪色,并产生大量气体
A.实验①说明“84”消毒液呈碱性、有漂白性
B.实验表明,c(HClO)越大越易使有色物质褪色
C.ClO-与Cl-只有在酸性条件下才能反应
D.实验③中ClO-先转化为HClO,再分解产生Cl2
3.2用如图装置探究Cl2的漂白原理,其中红纸①是干燥的,红纸②~④分别用表中的试剂润湿。向中心Ca(ClO)2粉末上滴加几滴盐酸,产生大量黄绿色气体,红纸变化如表:
红纸编号 试剂 红纸变化
① - 不褪色
② 蒸馏水 逐渐褪色
③ 饱和食盐水 几乎不褪色
④ NaHCO3溶液(调至pH=7) 快速褪色
已知酸性:H2CO3>HClO>HCO。
下列对于该实验的分析不正确的是(  )
A.Ca(ClO)2与盐酸反应时,盐酸体现了酸性和还原性
B.②与③现象的差异原因是Cl2不与饱和食盐水反应
C.对比①②的现象,说明红纸褪色涉及的反应是Cl2+H2O??HCl+HClO
D.对比②③④的现象,说明溶液中HClO浓度越大,漂白效果越好
1.实验室制氯气
(1)制备原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
写出用Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4与浓盐酸反应的离子方程式:

(2)实验装置
(3)收集与尾气处理
①向 排空气法(氯气密度大于空气)。
②排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)
③实验装置图中烧杯F中盛放的液体是 溶液,该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境
【归纳总结】
(1)盐酸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)加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。
(3)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。
(4)尾气吸收时,用NaOH溶液,不能用澄清石灰水,因为澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,Cl2吸收不完全。
常见易混的物理变化与化学变化
2.氯离子的检验
向三支试管中分别加入2-3ml稀盐酸、NaCl、Na2CO3溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象,再分别加入少量稀硝酸,观察现象。
试剂 滴入AgNO3溶液的现象及反应原理 滴入稀硝酸的现象及反应原理
稀盐酸 白色沉淀 Ag++Cl-=AgCl↓ 沉淀不溶解 AgCl沉淀不溶于稀硝酸
NaCl溶液 白色沉淀 Ag++Cl-=AgCl↓ 沉淀不溶解 AgCl沉淀不溶于稀硝酸
Na2CO3溶液 白色沉淀 2Ag++CO32-=Ag2CO3↓ 沉淀溶解,有气体生成 Ag2CO3+2H+=2Ag++H2O+CO2↑
根据上述实验现象,检验Cl-要排除CO32-等离子的干扰,应该
【题型4 实验室制氯气】
4.1实验室中利用MnO2制备干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2,下列图示装置和原理不能达到实验目的的是(  )
A.连接图1、图2装置,向分液漏斗中注水,打开K1,关闭K2,检查装置气密性
B.图1装置中,滴加浓盐酸,点燃酒精灯,可制备Cl2
C.可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2
D.连接图1、图3装置,打开K1,点燃酒精灯,可制备少量氯水
4.2某兴趣小组用K2Cr2O7和浓盐酸制取Cl2,并探究氯、溴、碘的相关性质,装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是( )
A.装置A中发生反应的离子方程式:Cr2+6Cl-+14H+2Cr3++3Cl2↑+7H2O
B.若装置C发生堵塞,则装置B中长颈漏斗内液面会上升
C.为了验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处分别放置湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条
D.充分反应后,打开装置E的活塞,将少量溶液滴入装置D中,振荡,若观察到锥形瓶中下层液体呈紫红色,则可证明氧化性Br2>I2
4.3为探究氯气与KI溶液的反应,某课外小组用下图装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验),装置A中发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
实验操作 实验现象
打开A中分液漏斗活塞,放下部分浓盐酸,加热 装置B中溶液变蓝色,随后蓝色褪去,溶液显浅棕色
(1)装置A中生成氯气的离子反应方程式为_________________________。
(2)装置C中NaOH的作用是__________________________________。
(3)能证明氯气的氧化性强于碘的实验现象是____________________________。
(4)为探究B中溶液颜色变化的原因,小组同学查阅资料并进行实验。
查阅资料:I2和I-在溶液中会发生反应:I2+I-=I3-,I3-显棕黄色且遇淀粉变蓝;I2可被氯气氧化为ICl2-(红色)和ICl4-(黄色),两种离子可继续被氧化成IO3-(无色)。
进行实验:
实验操作 实验现象
I.取反应后B中的溶液4 mL分成两等份,第一份滴入1滴碘水;第二份滴入1滴淀粉溶液 第一份溶液变蓝色 第二份溶液颜色没有变化
Ⅱ.将I2溶于KI溶液中配制得碘总浓度为0.1mol/L的溶液,取上述溶液2 mL,滴加1滴淀粉溶液,再通入氯气 加淀粉后溶液变蓝,通氯气后蓝色褪去,溶液显浅棕色
Ⅲ.向II所得溶液继续通入氯气 溶液几乎变为无色
①操作I的实验目的是_______________________________。
②写出ICl2-在水溶液中与氯气反应生成IO3-的离子方程式__________________________。
③由以上实验可推断B中溶液颜色变成浅棕色的原因是____________________________。
【题型5 价类二维图】
(1)在氯及其化合物的“价—类”二维图中填充Cl2、HCl、NaCl、HClO、NaClO、Ca(ClO)2。
(2)完成上述转化关系中①~⑧的化学方程式(合理即可)。
5.1价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。下图为氯元素的价类二维图,有关说法不正确的是
A.b在与水的反应中既是氧化剂又是还原剂
B.abcd转化均为氧化反应
C.c是一种新的自来水消毒剂
D.d不稳定,容易分解
5.2如图为氯及其化合物的“价类二维图”,下列说法错误的是
A.c可用于自来水消毒
B.工业制备b,可以用电解饱和NaCl溶液法
C.e的酸性和氧化性都强于d
D.a与g、f在一定条件下都可生成b
【题型6 氯离子的检验】
6.1根据下列实验操作与现象得出的结论正确的是
选项 实验操作及现象 结论
A 用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯上灼烧,火焰呈黄色 该溶液中一定含Na+
B 向某溶液中滴加澄清石灰水,产生白色沉淀 该溶液中一定含CO32-
C 向某溶液中滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀 该溶液中一定含Cl-
D 向某溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀 该溶液中一定含SO42-
6.2为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素,选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是(  )
①滴加AgNO3溶液 ②加水溶解 ③过滤、取滤液 ④与二氧化锰混合加热 
⑤加稀硝酸 ⑥与浓盐酸反应 ⑦与NaOH溶液混合加热
A.⑥⑦①⑤ B.⑥⑦ C.④②③①⑤ D.②①⑤
【题型1 氯气】
1.工业上将Cl2通入冷的石灰乳中制得漂粉精,下列说法错误的是
A.漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2
B.可以用石灰水替代石灰乳制漂粉精
C.滴加醋酸后的漂粉精溶液消毒能力增强
D.Ca(ClO)2溶液比 HClO溶液稳定
2.如图所示,从A处通入氯气,分别控制B处阀门开关,观察C处红色布条是否褪色。下列说法正确的是
情况Ⅰ 情况Ⅱ
B处阀门关闭 红色布条无变化 红色布条褪色
B处阀门打开 红色布条褪色 红色布条无变化
A.情况Ⅰ中A处通入Cl2的是干燥的
B.情况Ⅱ中A处通入Cl2是潮湿的
C.情况Ⅰ中D中溶液可能是浓H2SO4
D.情况Ⅱ中D中溶液可能是NaOH溶液
3.下列关于氯及其化合物的说法不正确的是
A.氯气可用于自来水杀菌消毒
B.漂白粉的有效成分是
C.“84”消毒液可用于贴身衣物消毒
D.将氯水滴入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
4.下列关于氯气或氯元素的叙述中,正确的是
A.以液态形式存在时可称作氯水 B.氯气有毒,氯离子无毒
C.氯离子和氯气均有刺激性气味 D.液氯中含有大量的氯离子
5.下列关于新制氯水的说法中,正确的是
A.放置数天后酸性增强 B.可喷洒到教室中进行环境消毒
C.加入足量烧碱后漂白性会消失 D.光照新制氯水有气泡逸出,该气体是
6.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaCl和NaOH。下列用来解释事实的离子方程式不合理的是
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收来制备:
B.HClO的酸性弱于:
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用会产生有毒的:
D.该消毒液加白醋会生成HClO,可增强漂白作用:
7.将一定量的Cl2通入含2a个NaOH的溶液中,加热少许时间后恰好完全反应生成NaCl、NaClO、NaClO3的共存体系(不考虑Cl2与水反应),下列说法错误的是
A.参加反应的Cl2为a个
B.NaClO和NaClO3是氧化产物
C.反应中转移的电子数可能为1.5a
D.反应后的溶液中Cl-、ClO-、ClO个数比可能为5∶1∶2
8.某学习小组探究饱和氯水与过量块状碳酸钙反应的产物,实验过程如下:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL饱和氯水,使之充分反应,观察现象;②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;(1)实验①中观察到的现象为 。
(2)用玻璃棒蘸取饱和氯水滴在pH试纸中部,观察到的现象如图所示:
①使pH试纸变红的微粒X是 ,使pH试纸变白的微粒Y是 。(填微粒符号)
②通过pH试纸颜色变化情况说出 X、Y 两种微粒某项性质的差异 。(任写一条)
【题型2 实验室制氯气】
9.已知氯酸钠与盐酸反应产生氯气: 在该反应中被氧化和被还原的氯元素的质量比是
A.6:1 B.5:1 C.3:1 D.2:1
10.在实验室进行的制备、除杂、性质检验及尾气处理实验(“→”表示气流方向)。下列装置不能达到实验目的的是
A.制备 B.除去中混有的
C.验证能否与水发生反应 D.尾气处理
11.自来水厂水质检验员在自来水出厂前需对水中的氯离子等进行检测。实验室检验氯离子的试剂是
A.稀硝酸和溶液 B.溶液
C.稀硝酸和溶液 D.稀硫酸
12.下列检验硫酸钠溶液中含有氯离子的方法正确的是( )
A.先加溶液,过滤,再加溶液
B.先加溶液,再加稀硝酸溶液
C.先加足量的溶液,过滤,再加溶液
D.先加足量的溶液,过滤,再加溶液
13.已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2,如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置,下列叙述正确的是
A.试管①收集到的Cl2可使干燥有色布条褪色,说明Cl2有漂白性
B.用氢氧化钠溶液吸收多余氯气:Cl2+2OH-=2ClO-+H2
C.除去氯气中的HCl气体,可用如图装置:
D.若用热的NaOH溶液吸收Cl2时能制备NaClO3,则该反应中氧化剂和还原剂的质量之比为5∶1
14.实验室利用如图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述不正确的是
A.本实验操作顺序为检验装置气密性→添加固体药品→添加液体药品→加热
B.装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸
C.氯气密度比空气大,故装置Ⅳ中短导管进气,长导管出气
D.装置Ⅴ中反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
15.下列装置可应用于实验室制氯气并回收二氧化锰,其中能达到实验目的的是
A.用装置制取氯气 B.用装置除去氯气中混有的少量氯化氢和水蒸气
C.用装置吸收多余氯气,防止污染空气 D.实验完毕后,用装置分离出二氧化锰固体
16.某实验小组为制取纯净干燥的Cl2并检验Cl2的性质,设计了如图装置。
资料表明装置D中硬质玻璃管内产物有以下性质:①受热易升华,冷却后易凝华;②遇水蒸气剧烈反应。
回答下列问题:
(1)装置A中反应的离子方程式为________________________________________。
(2)实验开始前,先连接装置,检查装置的气密性,写出检查装置气密性的操作方法:__________________________________________________________________________________________。
(3)实验中有两处酒精灯需要点燃,则应先点燃装置______(填“A”或“D”)中的酒精灯,目的是_____________________________________________。
(4)装置C中浓硫酸的作用是__________________________。
(5)装置D中反应现象为______________________,写出该反应的化学方程式_________________________。
(6)装置F中烧杯内盛放的溶液的溶质为_______________(填化学名称),作用是______________________。
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第8讲 氯及其氯气的制备
1.氯气
(1)物理性质
颜色状态 气味 密度 沸点 溶解性 特性
黄绿色气体 刺激性气味 比空气大 -34.6 ℃ 1体积的水可溶解约2体积的氯气 易液化
(2)氯气的化学性质
①与金属单质反应:与变价金属(如Fe)反应生成高价态金属氯化物。
化学方程式 反应现象
金属 2Fe+3Cl22FeCl3 生成棕红色的烟
Cu+Cl2CuCl2 生成棕黄色的烟
2Na+Cl22NaCl 产生大量白烟,火焰为黄色
非金属 H2+Cl22HCl 安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾生成
②与还原性无机化合物反应
与SO2反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
与Na2SO3溶液反应:Cl2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2HCl。
与Na2S反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓
与H2S反应:Cl2+H2S===2HCl+S↓ (氧化性:Cl2>S)
与NaBr溶液反应:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3
③与碱反应:氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
①Cl2与NaOH溶液反应一般有两种情况:
常温下:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O;(制取漂白液,漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠,有效成分是次氯酸钠,是混合物。)
加热时:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O。
②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。[工业通常是将Cl2通入石灰乳中用来制取漂白粉]
【题型1 氯气的性质】
1.1氯气是一种很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述不正确的是(  )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
B.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.通常状况下氯气能和Fe反应,氯气的储存不能用铁质容器
【答案】D
【详解】A项,红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧生成氯化铜,生成棕黄色的烟,正确;B项,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸不稳定,受热分解生成氧气和氯化氢,所以久置氯水最终变为稀盐酸,正确;C项,纯净的H2在Cl2中安静地燃烧生成氯化氢,发出苍白色火焰,氯化氢结合水蒸气产生盐酸小液滴,所以集气瓶口呈现雾状,光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸,正确;D项,通常状况下氯气和Fe不反应,氯气的储存能用铁质容器,错误。
1.2氯气是有毒气体,遇到少量泄漏时,下列措施或解释不合理的是
A.用浸有浓溶液的毛巾捂住口鼻,因为能吸收
B.人群向逆风方向疏散,利用风吹动气体移动,使人群脱离气流
C.人群向高处疏散,因为密度比空气大,低处浓度高,高处浓度小
D.向泄露地点洒石灰,因为能与反应,可降低危害
【答案】A
【详解】A.氯气溶于水,且也能与碱或碱性溶液反应,氯气泄漏时,用浸有水或弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻,但NaOH有较强的腐蚀性,不能用浓溶液的毛巾捂住口鼻,A不合理;
B.氯气朝顺风扩散较快,为避免中毒,人群朝逆风向疏散,B合理;
C.氯气密度大于空气,有少量氯气泄露时,氯气向下沉,人群应向高处疏散,C合理;
D.氯气与石灰(CaO)反应而被吸收,故D合理;
故答案选A。
1.氯水的成分和性质
(1)氯水中存在三个平衡关系
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH++ClO-
③H2OH++OH-
(2)氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同
2.次氯酸和次氯酸盐的性质
(1)次氯酸
(2)漂白液
(3)漂白粉
【题型2 氯水的性质】
2.1氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是 (  )
A.加入有色布条,片刻后有色布条褪色,说明有Cl2存在
B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水的浅黄绿色消失,说明有HClO存在
【答案】B
【解析】A项,氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性;C项,由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl-,所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl-;D项,因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应,所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。
2.2下列关于新制氯水及久置氯水的说法,不正确的是(  )
A.新制氯水呈浅黄绿色,而久置氯水呈无色
B.新制氯水漂白作用强,而久置氯水无漂白作用
C.新制氯水所含成分多,而久置氯水所含成分少
D.新制氯水中无氯离子,而久置氯水中含氯离子
【答案】D
【解析】新制氯水中含有氯气,呈浅黄绿色,而久置氯水中溶质为HCl,溶液为无色,A正确;新制氯水中含有次氯酸,具有漂白性,久置氯水中溶质为HCl,不具有漂白性,B正确;久置氯水中含有H+、Cl-、OH-、H2O,新制氯水中含有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-,C正确、D错误。
【题型3 次氯酸及次氯酸盐】
3.1某同学取等量“84”消毒液分别加入三支试管中,各加3滴紫色石蕊溶液,再立即分别加入如图所示的试剂。下列实验现象的分析错误的是(  )
实 验
现 象 溶液先变蓝色,一段时间后蓝色褪去 溶液变蓝色后迅速褪色,无气体产生 溶液变蓝色后迅速褪色,并产生大量气体
A.实验①说明“84”消毒液呈碱性、有漂白性
B.实验表明,c(HClO)越大越易使有色物质褪色
C.ClO-与Cl-只有在酸性条件下才能反应
D.实验③中ClO-先转化为HClO,再分解产生Cl2
【答案】D
【解析】实验①中加入石蕊的“84”消毒液变为蓝色,说明溶液呈碱性,一段时间后蓝色褪去说明具有漂白性,A正确;实验①中,ClO-水解产生HClO,浓度较小,实验③中加入稀硫酸产生HClO,浓度较大,分析实验现象发现c(HClO)越大蓝色褪去的越快,说明c(HClO)越大越易使有色物质褪色,B正确;实验③加入硫酸后产生大量气体,而实验①中不产生气体,说明ClO-与Cl-只有在酸性条件下才能反应,C正确;实验③产生气体是因为ClO-与Cl-在酸性条件下能反应产生氯气,D错误。
3.2用如图装置探究Cl2的漂白原理,其中红纸①是干燥的,红纸②~④分别用表中的试剂润湿。向中心Ca(ClO)2粉末上滴加几滴盐酸,产生大量黄绿色气体,红纸变化如表:
红纸编号 试剂 红纸变化
① - 不褪色
② 蒸馏水 逐渐褪色
③ 饱和食盐水 几乎不褪色
④ NaHCO3溶液(调至pH=7) 快速褪色
已知酸性:H2CO3>HClO>HCO。
下列对于该实验的分析不正确的是(  )
A.Ca(ClO)2与盐酸反应时,盐酸体现了酸性和还原性
B.②与③现象的差异原因是Cl2不与饱和食盐水反应
C.对比①②的现象,说明红纸褪色涉及的反应是Cl2+H2O??HCl+HClO
D.对比②③④的现象,说明溶液中HClO浓度越大,漂白效果越好
【答案】B
【解析】次氯酸钙与盐酸反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2Cl2↑+2H2O,盐酸既体现了酸性又体现了还原性,A正确;氯气与水的反应为可逆反应,存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,饱和食盐水中氯离子浓度很大,促使反应逆向进行,次氯酸的量很少,所以③中红纸几乎不褪色,B错误;①说明干燥氯气没有漂白性,②红纸褪色,①②说明氯水有漂白性,涉及的反应为Cl2+H2OHCl+HClO,C正确;④中反应为Cl2+HCO===CO2+HClO+Cl-,④中次氯酸的浓度最大,②③④中次氯酸浓度大小为④>②>③,由红纸变化可知,HClO浓度越大,漂白效果越好,D正确。
1.实验室制氯气
(1)制备原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
写出用Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4与浓盐酸反应的离子方程式:
①ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
②ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O。
③2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2)实验装置
(3)收集与尾气处理
①向上排空气法(氯气密度大于空气)。
②排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)
③实验装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液,该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境
【归纳总结】
(1)盐酸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)加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。
(3)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。
(4)尾气吸收时,用NaOH溶液,不能用澄清石灰水,因为澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,Cl2吸收不完全。
常见易混的物理变化与化学变化
2.氯离子的检验
向三支试管中分别加入2-3ml稀盐酸、NaCl、Na2CO3溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象,再分别加入少量稀硝酸,观察现象。
试剂 滴入AgNO3溶液的现象及反应原理 滴入稀硝酸的现象及反应原理
稀盐酸 白色沉淀 Ag++Cl-=AgCl↓ 沉淀不溶解 AgCl沉淀不溶于稀硝酸
NaCl溶液 白色沉淀 Ag++Cl-=AgCl↓ 沉淀不溶解 AgCl沉淀不溶于稀硝酸
Na2CO3溶液 白色沉淀 2Ag++CO32-=Ag2CO3↓ 沉淀溶解,有气体生成 Ag2CO3+2H+=2Ag++H2O+CO2↑
根据上述实验现象,检验Cl-要排除CO32-等离子的干扰,应该 先在被检测的溶液中滴入适量稀硝酸,
使其酸化,再加AgNO3溶液,如产生白色沉淀,可判断溶液中含有Cl-。
【题型4 实验室制氯气】
4.1实验室中利用MnO2制备干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2,下列图示装置和原理不能达到实验目的的是(  )
A.连接图1、图2装置,向分液漏斗中注水,打开K1,关闭K2,检查装置气密性
B.图1装置中,滴加浓盐酸,点燃酒精灯,可制备Cl2
C.可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2
D.连接图1、图3装置,打开K1,点燃酒精灯,可制备少量氯水
【答案】A
【解析】向恒压分液漏斗中注水,无论气密性是否良好,水都能顺利流下,不能检查装置的气密性,故A符合题意;图1装置中,浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下反应可制备Cl2,故B不符合题意;饱和食盐水除去氯气中的HCl气体,浓硫酸干燥氯气,且氯气密度比空气的大,可通过图2装置干燥并收集一定量的Cl2,故C不符合题意;连接图1、图3装置,打开K1,点燃酒精灯,制备氯气,氯气通入蒸馏水中,可制备少量氯水,故D不符合题意。
4.2某兴趣小组用K2Cr2O7和浓盐酸制取Cl2,并探究氯、溴、碘的相关性质,装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是(  )
A.装置A中发生反应的离子方程式:Cr2+6Cl-+14H+2Cr3++3Cl2↑+7H2O
B.若装置C发生堵塞,则装置B中长颈漏斗内液面会上升
C.为了验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处分别放置湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条
D.充分反应后,打开装置E的活塞,将少量溶液滴入装置D中,振荡,若观察到锥形瓶中下层液体呈紫红色,则可证明氧化性Br2>I2
【答案】D
【解析】装置A为制取Cl2的装置,发生反应的离子方程式为Cr2+6Cl-+14H+2Cr3++3Cl2↑+7H2O,A正确。若装置C发生堵塞,则装置B中压强增大,因此长颈漏斗内液面会上升,B正确。要验证氯气没有漂白性,应先用干燥剂干燥氯气,然后用干燥的有色布条检验,则为了验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处分别放置湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,C正确。装置E的溶液中可能含有Cl2,会干扰实验,所以若观察到锥形瓶中下层液体呈紫红色,不能证明氧化性Br2>I2,D错误。
4.3为探究氯气与KI溶液的反应,某课外小组用下图装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验),装置A中发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
实验操作 实验现象
打开A中分液漏斗活塞,放下部分浓盐酸,加热 装置B中溶液变蓝色,随后蓝色褪去,溶液显浅棕色
(1)装置A中生成氯气的离子反应方程式为_________________________。
(2)装置C中NaOH的作用是__________________________________。
(3)能证明氯气的氧化性强于碘的实验现象是____________________________。
(4)为探究B中溶液颜色变化的原因,小组同学查阅资料并进行实验。
查阅资料:I2和I-在溶液中会发生反应:I2+I-=I3-,I3-显棕黄色且遇淀粉变蓝;I2可被氯气氧化为ICl2-(红色)和ICl4-(黄色),两种离子可继续被氧化成IO3-(无色)。
进行实验:
实验操作 实验现象
I.取反应后B中的溶液4 mL分成两等份,第一份滴入1滴碘水;第二份滴入1滴淀粉溶液 第一份溶液变蓝色 第二份溶液颜色没有变化
Ⅱ.将I2溶于KI溶液中配制得碘总浓度为0.1mol/L的溶液,取上述溶液2 mL,滴加1滴淀粉溶液,再通入氯气 加淀粉后溶液变蓝,通氯气后蓝色褪去,溶液显浅棕色
Ⅲ.向II所得溶液继续通入氯气 溶液几乎变为无色
①操作I的实验目的是_______________________________。
②写出ICl2-在水溶液中与氯气反应生成IO3-的离子方程式__________________________。
③由以上实验可推断B中溶液颜色变成浅棕色的原因是____________________________。
【答案】(1)MnO2+4H++Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2)吸收多余氯气,防止污染环境 (3)B装置中通氯气后溶液变蓝 (4)①证明反应后的B溶液中有淀粉,无I3-,说明溶液的浅棕色不是I3-造成的 ②ICl2-+2Cl2+3H2O=IO3-+6Cl-+6H+ ③I-先被氯气氧化成I2,I2又被氯气氧化成ICl2-(红色)和ICl4-(黄色),两者混合呈浅棕色溶液
【解析】A装置为实验室制备Cl2,即用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气,反应原理为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,B装置中盛放淀粉碘化钾溶液,探究氯气与KI溶液的反应,氯气有毒,不能直接排放到空气中,用盛有NaOH溶液的C装置吸收氯气,(2)根据查阅资料提供的信息结合氧化还原反应配平即可,据此分析解题。
(1)根据反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,可得离子方程式为:MnO2+4H++Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;(2)氯气有毒,污染环境,所以不能直接排空;氯气能和氢氧化钠反应被吸收,2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,所以可用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,防止污染环境,故答案为:吸收多余氯气,防止污染环境;(3)因Cl2的氧化性大于I2的氧化性,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可发生:Cl2+2I-=I2+2Cl-,I2能使淀粉变蓝,即B装置中通氯气后溶液变蓝,故答案为:B装置中通氯气后溶液变蓝;(4)①第一份滴入1滴碘水,碘单质与淀粉作用显示蓝色,证明反应后的B溶液中有淀粉,I3-显棕黄色且遇淀粉变蓝,第二份滴入淀粉溶液,溶液颜色没有变化,说明溶液的浅棕色不是I3-造成的,无I3-,故答案为:证明反应后的B溶液中有淀粉,无I3-,说明溶液的浅棕色不是I3-造成的;②ICl2-中的碘为+1价,反应后生成IO3-,碘的价态升高4价价,氯气具有氧化性生成Cl-,氯的价态降低2价,由电子守恒1ICl2-+2Cl2―→1IO3-+6Cl-,由电荷守恒1ICl2-+2Cl2―→1IO3-+6Cl-+6H+,最后由质量守恒得离子反应式为:ICl2-+2Cl2+3H2O=IO3-+6Cl-+6H+,故答案为:ICl2-+2Cl2+3H2O=IO3-+6Cl-+6H+;③向Ⅱ所得溶液继续通入氯气,溶液几乎变为无色,被氧化成IO3-(无色),B中溶液颜色变成浅棕色的原因是I-先被氯气氧化成I2,Cl2+2I-=I2+2Cl-,I2又被氯气氧化成ICl2-(红色)和ICl4-(黄色),两者混合呈浅棕色溶液,故答案为:I-先被氯气氧化成I2,I2又被氯气氧化成ICl2-(红色)和ICl4-(黄色),两者混合呈浅棕色溶液。
【题型5 价类二维图】
(1)在氯及其化合物的“价—类”二维图中填充Cl2、HCl、NaCl、HClO、NaClO、Ca(ClO)2。
(2)完成上述转化关系中①~⑧的化学方程式(合理即可)。
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
②Cl2+H2O??HCl+HClO;
③2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
④NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O;
⑤2HClO2HCl+O2↑;
⑥2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
⑦2Fe+3Cl22FeCl3;
⑧2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
5.1价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。下图为氯元素的价类二维图,有关说法不正确的是
A.b在与水的反应中既是氧化剂又是还原剂
B.abcd转化均为氧化反应
C.c是一种新的自来水消毒剂
D.d不稳定,容易分解
【答案】B
【解析】a为HCl,b为Cl2,c为ClO2,d为HClO。
A.b为Cl2,与水反应的化学方程式为:,Cl2在与水的反应中既是氧化剂又是还原剂,A正确;
B.abc转化中Cl元素化合价均升高,是氧化反应,cd转化中Cl元素化合价降低,为还原反应,B错误;
C.c为ClO2,是一种新的自来水消毒剂,C正确;
D.d为HClO,不稳定,容易分解,D正确;
故选B。
5.2如图为氯及其化合物的“价类二维图”,下列说法错误的是
A.c可用于自来水消毒
B.工业制备b,可以用电解饱和NaCl溶液法
C.e的酸性和氧化性都强于d
D.a与g、f在一定条件下都可生成b
【答案】C
【解析】A.ClO2具有强氧化性,可以用于自来水的杀菌消毒,A正确;
B.b为Cl2,工业上电解饱和食盐水生成NaOH、Cl2、H2,可制备氯气,B正确;
C.e是HClO4、d是HClO,酸性HClO4>HClO,但是氧化性HClO4D.HCl与ClO-可以发生反应2H++Cl-+ ClO-=Cl2↑+H2O,HCl与可以发生反应,所以都能生成Cl2,D正确;
故选C。
【题型6 氯离子的检验】
6.1根据下列实验操作与现象得出的结论正确的是
选项 实验操作及现象 结论
A 用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯上灼烧,火焰呈黄色 该溶液中一定含Na+
B 向某溶液中滴加澄清石灰水,产生白色沉淀 该溶液中一定含CO32-
C 向某溶液中滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀 该溶液中一定含Cl-
D 向某溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀 该溶液中一定含SO42-
【答案】A
【解析】A项,用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,则溶液中一定含有Na+,正确;B项,向某溶液中滴加澄清石灰水,产生白色沉淀,该溶液中可能含CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-,错误;C项,向某溶液中滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,该溶液中可能含CO32-、SO42-、Cl-,错误;D项,向某溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,该溶液中可能含CO32-、SO42-、Ag+,错误。
6.2为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素,选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是(  )
①滴加AgNO3溶液 ②加水溶解 ③过滤、取滤液 ④与二氧化锰混合加热 
⑤加稀硝酸 ⑥与浓盐酸反应 ⑦与NaOH溶液混合加热
A.⑥⑦①⑤ B.⑥⑦ C.④②③①⑤ D.②①⑤
【答案】C
【解析】氯酸钾晶体中无Cl-,要证明氯酸钾晶体中含有氯元素,就必须使之产生Cl-。故可通过与MnO2混合加热使之分解产生KCl,然后再通过检验Cl-的存在,证明其含有氯元素。由于MnO2不溶于水,故可通过加水溶解、过滤的方法分离出MnO2,然后向滤液中加AgNO3溶液和稀硝酸进行验证。
【题型1 氯气】
1.工业上将Cl2通入冷的石灰乳中制得漂粉精,下列说法错误的是
A.漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2
B.可以用石灰水替代石灰乳制漂粉精
C.滴加醋酸后的漂粉精溶液消毒能力增强
D.Ca(ClO)2溶液比 HClO溶液稳定
【答案】B
【解析】A.漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2 ,故A正确;B.石灰水中氢氧化钙的浓度太小,不能用石灰水替代石灰乳制漂粉精,故B错误;C.滴加醋酸后,次氯酸钙和醋酸反应生成次氯酸,次氯酸的浓度增大,所以消毒能力增强,故C正确;D.次氯酸不稳定,次氯酸见光易分解,Ca(ClO)2溶液比 HClO溶液稳定,故D正确;选B。
2.如图所示,从A处通入氯气,分别控制B处阀门开关,观察C处红色布条是否褪色。下列说法正确的是
情况Ⅰ 情况Ⅱ
B处阀门关闭 红色布条无变化 红色布条褪色
B处阀门打开 红色布条褪色 红色布条无变化
A.情况Ⅰ中A处通入Cl2的是干燥的
B.情况Ⅱ中A处通入Cl2是潮湿的
C.情况Ⅰ中D中溶液可能是浓H2SO4
D.情况Ⅱ中D中溶液可能是NaOH溶液
【答案】C
【分析】情况Ⅰ中关闭B阀时,C处红色布条无变化,打开B阀时,C处红色布条褪色,则A为潮湿的氯气,D中的液体可干燥或吸收氯气;
【解析】A.情况Ⅰ中关闭B阀时,C处红色布条无变化,打开B阀时,C处红色布条褪色,则A为潮湿的氯气,故A错误;B.由图可知情况Ⅱ中,打开B阀时,红色布条无变化,说明A处通入Cl2是干燥的,故B错误;C.情况Ⅰ中D中的液体可干燥或吸收氯气,D中的液体可能为NaOH溶液,或者是浓H2SO4,故C正确;D.情况Ⅱ中若D溶液是NaOH溶液,关闭B阀时,氯气被吸收,则C处红色布条无变化,与题意不符,故D错误;故选:C。
3.下列关于氯及其化合物的说法不正确的是
A.氯气可用于自来水杀菌消毒
B.漂白粉的有效成分是
C.“84”消毒液可用于贴身衣物消毒
D.将氯水滴入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
【答案】C
【解析】A.氯气和水反应生成次氯酸,能杀菌消毒,但是氯气有毒因此要控制氯气的用量,使水中余氯符合国家标准,故A正确;B.漂白粉的主要成分为和 ,其中有效成分为,故B正确;C.84消毒液是一种以次氯酸钠为主要成分的高效消毒液,具有刺激性气味,对病毒和细菌有杀灭作用,主要用于场所和物品表面的消毒。84消毒液不能直接用于衣物消毒,对于衣物消毒,直接喷洒衣物会造成脱色等情况,消毒贴身衣物更是会直接伤害皮肤,故C错误;D.氯气与水发生反应,新制氯水中的酸使紫色石蕊试液变红,次氯酸具有漂白性,使变红的液体褪色,故D正确;故答案选C。
4.下列关于氯气或氯元素的叙述中,正确的是
A.以液态形式存在时可称作氯水 B.氯气有毒,氯离子无毒
C.氯离子和氯气均有刺激性气味 D.液氯中含有大量的氯离子
【答案】B
【解析】A.的水溶液可称作氯水,以液态形式存在时可称作液氯,故A错误;B.氯气有毒,氯离子无毒,故B正确;C.氯离子无味、氯气有刺激性气味 ,故C错误;D.液氯中只含有大量的氯气分子,故D错误;选B。
5.下列关于新制氯水的说法中,正确的是
A.放置数天后酸性增强 B.可喷洒到教室中进行环境消毒
C.加入足量烧碱后漂白性会消失 D.光照新制氯水有气泡逸出,该气体是
【答案】A
【解析】A.氯水放置数天后,次氯酸发生分解2HClO2HCl+O2↑,生成盐酸,氯水的酸性增强,故A正确;B.新制氯水中含有氯气,且氯气有毒所以不喷洒到教室中进行环境消毒,故B错误;C.氯水中含有次氯酸,加入足量烧碱后生成次氯酸钠,漂白性不会消失,故C错误;D.氯水中含有次氯酸,次氯酸不稳定,光照下易分解2HClO2HCl+O2↑,逸出的气体是氧气,故D错误;答案选A。
6.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaCl和NaOH。下列用来解释事实的离子方程式不合理的是
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收来制备:
B.HClO的酸性弱于:
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用会产生有毒的:
D.该消毒液加白醋会生成HClO,可增强漂白作用:
【答案】D
【解析】A.消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH,应为氯气和氢氧化钠反应生成,离子方程式为:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,故A正确;B.HClO的酸性弱于H2CO3,碳酸(二氧化碳和水)和次氯酸根反应得次氯酸,ClO +H2O+CO2=HClO+,故B正确;C.消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用会产生有毒的Cl2,是酸性条件下ClO-与氯离子发生氧化还原反应生成氯气,离子方程式为:2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O,故C正确;D.由于HClO酸性较弱,则NaClO可与醋酸反应生成HClO,增加了HClO的浓度,漂白性增强,反应的离子方程式为:,故D错误;故选D。
7.将一定量的Cl2通入含2a个NaOH的溶液中,加热少许时间后恰好完全反应生成NaCl、NaClO、NaClO3的共存体系(不考虑Cl2与水反应),下列说法错误的是
A.参加反应的Cl2为a个
B.NaClO和NaClO3是氧化产物
C.反应中转移的电子数可能为1.5a
D.反应后的溶液中Cl-、ClO-、ClO个数比可能为5∶1∶2
【答案】D
【解析】A.根据方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知,氯气与氢氧化钠的个数比均为1:2,NaOH有2a个,则参加反应的Cl2有a个,故A正确;B.Cl元素化合价由0价升高到+1价和+5价,NaClO和NaClO3均为氧化产物,故B正确;C.假设溶液中只发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,转移电子数最少,为a个;假设溶液中只发生反应3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O,转移电子数最多,为个,则反应中转移的电子数介于,可能是1.5a,故C正确;D.假设溶液中Cl-、ClO-、ClO离子数目之比为成立,令N(NaCl)=5,N(NaClO)=1,N(NaClO3)=2,生成NaCl获得的电子为5×1=5,生成NaClO、NaClO3失去的电子为1×1+2×5=11,得失电子数不相等,假设错误,故D错误;故选:D。
8.某学习小组探究饱和氯水与过量块状碳酸钙反应的产物,实验过程如下:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL饱和氯水,使之充分反应,观察现象;②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;(1)实验①中观察到的现象为 。
(2)用玻璃棒蘸取饱和氯水滴在pH试纸中部,观察到的现象如图所示:
①使pH试纸变红的微粒X是 ,使pH试纸变白的微粒Y是 。(填微粒符号)
②通过pH试纸颜色变化情况说出 X、Y 两种微粒某项性质的差异 。(任写一条)
【答案】(1)产生少量无色气泡,碳酸钙逐渐溶解,溶液淡黄绿色消失
(2)H+ HClO H+使指示剂变色速率大于HClO的漂白速率 或 H+在pH试纸上的扩散速率大于HClO等
【解析】(1)在氯水中存在着Cl2+H2O HCl+HClO的反应,加入石灰石之后,石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙会和氯水中的盐酸发生反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,现象为产生少量气泡,碳酸钙逐渐溶解,溶液淡黄绿色消失;
(2)使pH试纸变红的微粒X是H+,使pH试纸变白的微粒Y是HClO;通过pH试纸颜色变化情况,可以得知HClO有漂白性,H+无;此外,pH试纸颜色最终呈现为红色在外部,内
【题型2 实验室制氯气】
9.已知氯酸钠与盐酸反应产生氯气: 在该反应中被氧化和被还原的氯元素的质量比是
A.6:1 B.5:1 C.3:1 D.2:1
【答案】B
【解析】由方程式可知,反应中氯酸钠分子中氯元素化合价降低被还原,是反应的氧化剂,氯化氢中氯元素部分升高被氧化,氯化氢表现酸性和还原性,则反应中被氧化和被还原的氯元素的质量比是5:1,故选B。
10.在实验室进行的制备、除杂、性质检验及尾气处理实验(“→”表示气流方向)。下列装置不能达到实验目的的是
A.制备 B.除去中混有的
C.验证能否与水发生反应 D.尾气处理
【答案】D
【解析】A.浓盐酸与二氧化锰加热制备氯气,该装置能实现实验目的,A正确;B.用饱和食盐水除去氯气中的HCl,氯气长管进短管出,该装置能实现实验目的,B正确;C.氯气通过该装置后,干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,说明能与水发生反应,C正确;D.氯气的尾气处理应该用氢氧化钠溶液,D错误;故选D。
11.自来水厂水质检验员在自来水出厂前需对水中的氯离子等进行检测。实验室检验氯离子的试剂是
A.稀硝酸和溶液 B.溶液
C.稀硝酸和溶液 D.稀硫酸
【答案】A
【解析】氯离子检测时应先加入稀硝酸排除、、的干扰,再加入硝酸银溶液,产生不溶于水的白色沉淀。答案为A。
12.下列检验硫酸钠溶液中含有氯离子的方法正确的是( )
A.先加溶液,过滤,再加溶液
B.先加溶液,再加稀硝酸溶液
C.先加足量的溶液,过滤,再加溶液
D.先加足量的溶液,过滤,再加溶液
【答案】C
【解析】A. 先加溶液,引入了氯离子,所以最终无法确定原溶液中是否有氯离子,A项错误;B. 硫酸根离子与银离子能生成硫酸银沉淀,对的检验有干扰,B项错误;C. 先加足量的溶液,除去硫酸根离子,过滤,再加溶液,生成白色沉淀,证明有氯离子存在,C项正确;D. 先加溶液,引入了大量,或把碳酸氢根离子(亚硫酸氢根离子)转化为碳酸根离子(亚硫酸根离子),对后续的检验有干扰,D项错误;答案选C。
13.已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2,如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置,下列叙述正确的是
A.试管①收集到的Cl2可使干燥有色布条褪色,说明Cl2有漂白性
B.用氢氧化钠溶液吸收多余氯气:Cl2+2OH-=2ClO-+H2
C.除去氯气中的HCl气体,可用如图装置:
D.若用热的NaOH溶液吸收Cl2时能制备NaClO3,则该反应中氧化剂和还原剂的质量之比为5∶1
【答案】D
【分析】高锰酸钾和浓盐酸生成氯气,通过试管①检验氯气性质,通过氢氧化钠溶液吸收尾气;
【解析】A.生成氯气不干燥,氯气和水生成漂白性的次氯酸使得布条褪色,不能说明氯气有漂白性,A错误;B.氢氧化钠和氯气生成氯化钠、次氯酸钠和水,,B错误;C.除去氯气中的HCl气体应该通过饱和食盐水,而不是饱和碳酸氢钠,碳酸氢钠和HCl生成杂质气体二氧化碳,C错误;D.用热的NaOH溶液吸收Cl2时能制备NaClO3,部分氯化合价由0变为-1作为氧化剂、部分氯化合价由0变+5作为还原剂,结合电子守恒可知反应为,该反应中氧化剂和还原剂的质量之比为5∶1,D正确;故选D。
14.实验室利用如图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述不正确的是
A.本实验操作顺序为检验装置气密性→添加固体药品→添加液体药品→加热
B.装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸
C.氯气密度比空气大,故装置Ⅳ中短导管进气,长导管出气
D.装置Ⅴ中反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【答案】C
【解析】A.有气体参与的反应,应首先检查装置气密性,然后再进行操作;如果有固体和液体药品,按先固后液的顺序投料,所以本实验操作顺序为检验装置气密性→添加固体药品→添加液体药品→加热,故A正确;B.发生装置中产生的氯气中含有水蒸气和氯化氢气体,分别用浓硫酸、饱和NaCl溶液净化,先除氯化氢杂质,因为除氯化氢过程中引入水蒸气,用浓硫酸一起除去,所以装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸,故B正确;C.氯气的密度比空气大,所以用向上排空气法收集,即长管进气、短管出气,所以装置Ⅳ中应长导管进气、短导管出气,故C错误;D.氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以装置Ⅴ中反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故D正确;故选C。
15.下列装置可应用于实验室制氯气并回收二氧化锰,其中能达到实验目的的是
A.用装置制取氯气 B.用装置除去氯气中混有的少量氯化氢和水蒸气
C.用装置吸收多余氯气,防止污染空气 D.实验完毕后,用装置分离出二氧化锰固体
【答案】D
【解析】A.二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,则题给装置无法达到制取氯气的实验目的,故A错误;B.混合气体先后通过盛有浓硫酸、饱和食盐水的洗气瓶得到的氯气中混有水蒸气,则题给装置无法达到除去氯气中混有的少量氯化氢和水蒸气的实验目的,故B错误;C.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸的反应是可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以不能用水吸收氯气,则题给装置无法达到吸收多余氯气,防止污染空气的实验目的,故C错误;D.二氧化锰难溶于水,氯化锰溶于水,则题给装置能达到分离出二氧化锰固体的实验目的,故D正确;故选D。
16.某实验小组为制取纯净干燥的Cl2并检验Cl2的性质,设计了如图装置。
资料表明装置D中硬质玻璃管内产物有以下性质:①受热易升华,冷却后易凝华;②遇水蒸气剧烈反应。
回答下列问题:
(1)装置A中反应的离子方程式为________________________________________。
(2)实验开始前,先连接装置,检查装置的气密性,写出检查装置气密性的操作方法:__________________________________________________________________________________________。
(3)实验中有两处酒精灯需要点燃,则应先点燃装置______(填“A”或“D”)中的酒精灯,目的是_____________________________________________。
(4)装置C中浓硫酸的作用是__________________________。
(5)装置D中反应现象为______________________,写出该反应的化学方程式_________________________。
(6)装置F中烧杯内盛放的溶液的溶质为_______________(填化学名称),作用是______________________。
【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)关闭分液漏斗活塞,往装置F中烧杯内加水,微热装置A中的圆底烧瓶,烧杯中有气泡产生,停止加热,冷却后装置F导管中形成一段水柱
(3)A 排尽空气,防止铁被空气氧化
(4)干燥气体
(5)产生棕黄或棕红或棕褐色的烟 2Fe+3Cl22FeCl3
(6)氢氧化钠 尾气处理,防止污染空气
【解析】装置A制备氯气,生成的氯气中含水蒸气和氯化氢,B装置中饱和食盐水吸收HCl,C装置中浓硫酸干燥氯气,D装置中发生反应生成FeCl3,FeCl3受热易升华、冷却后易凝华,可知E装置收集FeCl3,F装置吸收尾气中氯气,防止污染空气,可以盛放NaOH溶液,据此解答。
【解析】(1)装置A中制备氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)根据装置特点可知检查装置气密性的操作方法为:关闭分液漏斗活塞,往装置F中烧杯内加水,微热装置A中的圆底烧瓶,烧杯中有气泡产生,停止加热,冷却后装置F导管中形成一段水柱;
(3)由于装置中有空气,加热时防止氧气与铁反应,应先点燃A的酒精灯,用生成氯气排尽装置中空气(装置D中充满黄绿色气体),再点燃D处酒精灯;
(4)浓硫酸具有吸水性,装置C中浓硫酸的作用是:干燥氯气;
(5)装置D中发生反应2Fe+3Cl22FeCl3,反应现象为:产生棕黄或棕红或棕褐色的烟;
(6)由于氯气有毒,则装置F中烧杯内盛放的溶液的溶质为氢氧化钠,作用是:吸收氯气,防止污染空气。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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