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第三章 非金属元素及其化合物
第1讲 氯及其化合物
1.生活中难免会遇到一些突发事件，我们要善于利用学过的知识，采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏，以下自救方法得当的是(　　)
A．只要在室内放一盆水
B．向地势低的地方撤离
C．观察风向，顺风撤离
D．用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离
【解析】D 氯气与水可发生化学反应，但反应慢且反应不充分，故A错误；氯气的密度大于空气，所以Cl2聚集在地势低的地方，故应向地势高的地方、逆风撤离，故B、C错误；石碱水可以吸收氯气，故D正确。
2.化学来源于生活，也服务于生活。下列有关生活中的化学知识叙述正确的是(　　)
A．氯气和活性炭均可作漂白剂，若同时使用，漂白效果会明显加强
B．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
C．测定溶液pH的实验中，用干燥pH试纸测定新制氯水的pH，测定结果无影响
D．通常状况下氯气能和Fe反应，氯气的储存不能用铁制容器
【解析】B　A项，活性炭具有吸附性，可以吸附氯气，若同时使用，漂白效果会减弱，错误；B项，氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐，正确；C项，氯水中的次氯酸具有漂白性，不能用pH试纸测定氯水的pH，错误。
3.(2023辽宁铁岭六校联考)将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶,盖上玻璃片,一段时间后发现鲜花褪色。下列说法正确的是(　　)
A.该实验说明干燥的氯气具有漂白性
B.将氯气通入任何有色溶液中,溶液都将变为无色
C.氯气具有强氧化性,与其他物质反应时只能作为氧化剂
D.等物质的量的Cl2和ClO2,ClO2漂白时转移电子数更多
【解析】D　将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶,Cl2与鲜花中水分反应生成HClO,使鲜花漂白而褪色,干燥的Cl2不具有漂白性,A错误;将Cl2通入FeCl2溶液中,可将FeCl2氧化生成FeCl3,溶液变成棕黄色,并不褪色,B错误;Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO、NaCl和H2O,Cl2既是氧化剂又是还原剂,C错误;Cl2和ClO2的还原产物都是Cl-,等物质的量Cl2、ClO2被还原时,二者得电子数目之比为2∶5,ClO2得电子数更多,D正确。
4.实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热条件下反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法不正确的是(　　)
A．KMnO4的氧化性比MnO2的强
B．制备Cl2的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂
C．用排气法收集Cl2时，不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满
D．制备等质量的Cl2，消耗MnO2与KMnO4的物质的量之比为5∶2
【解析】B　比较反应的条件即可证明KMnO4的氧化性强于MnO2，A项正确；当整个集气瓶充满黄绿色气体时表明已收集满，C项正确。
5.部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．工业上通过电解g的水溶液制备b
B．用a、d制备1 mol b时转移的电子数为5NA
C．c具有漂白性，见光分解
D．e可用于自来水消毒
【解析】B　工业上电解NaCl的水溶液可以得到氯气、氢气和NaOH，A正确；HCl与NaClO3反应的离子方程式为5Cl－＋ClO＋6H＋===Cl2↑＋3H3O，生成1 mol氯气时，转移 mol电子，B错误；HClO有强氧化性，具有漂白性，见光易分解为HCl和氧气，C正确；e为ClO2，具有强氧化性，可以消毒杀菌，是一种高效的自来水消毒剂，D正确。
6.(2023·北京和平街第一中学模拟)将Cl2通入过量石灰乳[Ca(OH)2]中即可制得以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉。下列解释事实的方程式中，不正确的是(　　)
A．生成Ca(ClO)2：2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
B．漂白粉溶液与盐酸混合产生Cl2：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
C．漂白粉溶液吸收CO2后产生白色沉淀：Ca2＋＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2H＋
D．漂白粉溶液加入适量醋酸，在短时间内能达到漂白效果：Ca(OH)2＋2CH3COOH===Ca(CH3COO)2＋2H2O、Ca(ClO)2＋2CH3COOH===Ca(CH3COO)2＋2HClO
【解析】C　将Cl2通入过量石灰乳[Ca(OH)2]中，发生氧化还原反应，生成Ca(ClO)2、CaCl2和H2O，故A正确；漂白粉溶液与盐酸混合，氯离子和次氯酸根离子在酸性溶液中发生氧化还原反应生成氯气和H2O，故B正确；漂白粉溶液吸收二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸，HClO是弱酸，在离子方程式中不能拆开，其反应的离子方程式为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，故C错误；漂白粉溶液加入适量醋酸，会发生反应：Ca(OH)2＋2CH3COOH===
Ca(CH3COO)2＋2H2O、Ca(ClO)2＋2CH3COOH===Ca(CH3COO)2＋2HClO，在短时间内HClO的浓度增大，能提高其漂白效率，故D正确。
7.已知锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－。下列用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的实验原理和装置不能达到实验目的的是(　　)
A．用装置甲制取Cl2
B．用装置乙除去 Cl2中的HCl
C．用装置丙使K2MnO4转化成KMnO4
D．用装置丁分离出溶液中的MnO2
【解析】B　氯化氢和饱和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳，引入了新杂质，B符合题意。
8.(2023安徽蚌埠期末)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。如图是数字化实验得到的光照过程中氯水的pH变化情况。对此,下列有关说法正确的是(　　)
A.随着对氯水光照时间的延长,氯水的漂白性将增强
B.光照使氯水中的次氯酸分解生成盐酸,溶液的酸性增强
C.光照过程中,氯水pH减小的同时,溶液中Cl-的浓度也不断减小
D.pH减小的主要原因是光照引起Cl2溶解度减小,氯气逸出,溶液中H+浓度减小
【解析】B　氯水在光照过程中,HClO分解生成HCl和O2,c(HClO)减小,故氯水的漂白性减弱,酸性增强,A错误,B正确;光照过程中,HClO分解生成HCl,溶液中c(Cl-)将增大,C错误;pH减小的原因是HClO分解生成HCl,溶液的酸性增强,D错误。
9.“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。
(1)“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。结合有关的化学方程式解释原因：____________________，
家庭使用“84”消毒液时，可以采取哪些措施缩短消毒时间________。
(2)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：
________NH＋_______ClO－===_______N2↑＋________Cl－＋________H2O＋________H＋。
(3)“84”消毒液的制取和漂粉精的制取原理相同，都是用氯气和碱反应来制取，“84”消毒液所用的碱是氢氧化钠溶液，写出该反应的离子方程式： 。
(4)消毒学专家指出，将“84”消毒液与洁厕灵(主要成分：浓盐酸)一起合并使用，可能会对使用者的呼吸道造成伤害。结合有关的化学方程式分析可能的原因：_____________________________________________________。
(5)有同学看到某品牌“84”消毒液的注意事项有：“不得将本品与酸性产品同时使用”。这里酸并没有特指盐酸，该品牌的产品说明是否具备科学性？说出你的理由，并设计实验进行验证：________________________________________。
【答案】(1)NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO ，NaClO与空气中的二氧化碳反应，生成的HClO的杀菌效果比 NaClO 更好　在“84”消毒液中加入白醋　(2)2　3　1　3　3　2　(3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　(4)NaClO＋2HCl===Cl2↑＋NaCl＋H2O，NaClO和浓盐酸反应生成氯气，氯气有毒，会影响人体的呼吸道　(5)有科学性；因为“84”消毒液中有ClO－和Cl－，在酸性环境中两者会反应生成 Cl2。取1 mL “84”消毒液于试管中，加入1 mL稀硫酸，在试管口放一张湿润的KI-淀粉试纸，如果试纸变蓝，证明注意事项有科学性
【解析】(1)“84”消毒液的主要成分是NaClO，但真正起到杀菌消毒作用的是次氯酸；因此消毒时间一般控制在 10～20分钟左右，让NaClO与空气中的二氧化碳气体反应，生成次氯酸，HClO的杀菌效果比 NaClO更好，反应的化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO；由于醋酸的酸性强于次氯酸，因此家庭使用“84”消毒液时，为尽可能在短时间内达到较好的消毒效果，可以在“84”消毒液中加入白醋。
10.(2023·山西临汾模拟)亚硝酰氯(NOCl)是重要的有机合成试剂，可由NO与Cl2在常温下合成。某学习小组在实验室利用如图装置制备亚硝酰氯。
已知：①亚硝酰氯易水解，能与O2反应；
②沸点：NOCl为－5.5 ℃，Cl2为－34 ℃，NO为－152 ℃；
③常温下，2NO ＋ Cl2===2NOCl、2NO2＋Cl2===2NO2Cl。
请回答下列问题：
(1)NOCl中N元素的化合价为________；NOCl水解生成两种酸，其化学方程式为 。
(2)实验所需的NO在A装置中制得，反应的离子方程式为________________。
(3)装置B中所盛试剂为 ，其作用是_____________________________________________________________________。
(4)实验开始时，先关闭K3，打开K2、K4，从a处通一段时间氩气，其目的是___________________________________________________________________。
然后在a处接废气处理装置，关闭K1、K4，打开K3，再打开分液漏斗的活塞，滴加酸性FeSO4溶液，当观察到D中______________时， 关闭K2，打开K1、K4 ，通干燥纯净的Cl2。
(5)为收集产物和分离未反应的两种原料， E、F装置采用不同温度的低温浴槽，其中装置E的温度(T)区间应控制在__________________________________，
装置F 的U形管中收集到的是________。
【答案】(1)＋3　NOCl＋H2O===HCl＋HNO2　(2)Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O
(3)水　将NO2转化为NO　(4)将E、F装置中的空气排出，防止亚硝酰氯水解和被氧气氧化　红棕色气体消失　(5)－34 ℃≤T＜－5.5 ℃　Cl2
【解析】(1)NOCl中N的非金属性最弱，为正价，O为－2价，Cl为－1价，所以N元素的化合价为＋3价；NOCl水解生成两种酸，分别为盐酸和亚硝酸，其化学方程式为NOCl＋H2O===HCl＋HNO2。(2)在装置A中，NaNO2和硫酸酸化的FeSO4发生氧化还原反应，NaNO2被Fe2＋还原为NO，Fe2＋被氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为Fe2＋＋ NO＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O。(3)装置A中生成了NO，装置A的液面上方有空气，空气中的氧气能将NO氧化为NO2，所以装置B中装有水，可以将NO2转化为NO。(4)亚硝酰氯易水解，能与O2反应，实验开始时，先关闭K3，打开K2、K4，从a处通一段时间氩气，其目的是将装置E、F中的空气排出，以免生成的NOCl和空气中的水蒸气、氧气反应。 然后在a处接废气处理装置，关闭K1、K4，打开K3，再打开分液漏斗的活塞，滴加酸性FeSO4溶液，装置A产生的NO气体进入B中，混有的NO2被B中的水转化为NO，但装置B、C的液面上方有空气，NO会被氧化为NO2，装置D中的空气也能将NO氧化为NO2，所以在D中能观察到红棕色的气体，A装置中不断产生的NO将生成的NO2从K2排出，当观察到D中红棕色消失时，D中充满了纯净的NO, 此时关闭K2，打开K1、K4 ，通干燥纯净的Cl2和NO反应。(5)为收集产物NOCl和分离未反应的两种原料NO和Cl2，根据三种物质的沸点，装置E的温度应控制在－34 ℃≤T＜－5.5 ℃，可收集NOCl，装置F的温度要低于－34 ℃，可将未反应的原料氯气冷凝。

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