
?第10講 氯氣 鹵素
氯氣及氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備
1. (2021·無錫一模改編) 少量氯氣通入自來水中殺菌消毒的原理:Cl2+H2OHCl+HClO。下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 中子數(shù)為10的氧原子8O
B. HCl為分子晶體
C. NaClO的電子式為Na
D. Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖為
2. (2021·江蘇卷)反應(yīng)Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O可用于制備含氯消毒劑。下列說法正確的是( )
A. Cl2是極性分子
B. NaOH的電子式為NaH
C. NaClO既含離子鍵又含共價(jià)鍵
D. Cl-與Na+具有相同的電子層結(jié)構(gòu)
3. (2022·徐州打靶卷)漂白粉加水浸泡時(shí)發(fā)生反應(yīng):Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。下列說法正確的是( )
A. 該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)
B. 漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2
C. CO2屬于電解質(zhì)
D. 酸性比較:H2CO3>HClO
4. 下列氯化物中,既能由金屬和氯氣直接反應(yīng)制得,又能由金屬和鹽酸反應(yīng)制得的是( )
A. CuCl2 B. FeCl2
C. FeCl3 D. AlCl3
5. (2022·蘇州期末改編)在給定條件下,下列物質(zhì)間所示的轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)的是( )
A. Cl2(g)NaClO3(aq)
B. ClO-ClO
C. KBr(aq)Br2(aq)
D. Cl2NaClO(aq)
6. (2022·南通四模) NaClO是家用消毒液的有效成分,可通過Cl2與NaOH反應(yīng)制得。NaClO溶液能與CO2反應(yīng)生成HClO。下列說法正確的是( )
A. 新制氯水需存放在帶玻璃塞的棕色試劑瓶中
B. 可用廣泛pH試紙測定新制氯水的pH
C. NaClO與CO2反應(yīng)的離子方程式為
NaClO+CO2+H2O===HClO+Na++HCO
D. 使用NaClO消毒時(shí),可用鹽酸酸化
7. (2021·蘇錫常鎮(zhèn)一模改編)下列有關(guān)氯氣的說法不正確的是( )
A. Cl2是由共價(jià)鍵構(gòu)成的非極性分子
B. 50 mL 12 mol/L濃鹽酸與足量MnO2共熱反應(yīng),可生成Cl2 0.15 mol
C. 利用濕潤的淀粉-KI試紙可檢驗(yàn)Cl2
D. 工業(yè)上可用電解飽和食鹽水制得Cl2
8. (2022·江蘇模擬)下列離子方程式書寫正確的是( )
A. 漂白粉露置在空氣中失效:
2ClO-+CO2+H2O===2HClO+CO
B. NaClO溶液是堿性的原因:
ClO-+H2OHClO+OH-
C. 酸化NaClO3和NaCl的混合溶液:
5Cl-+ClO+3H2O===3Cl2↑+6OH-
D. Cl2與熱的NaOH溶液反應(yīng)制取NaClO3:
2Cl2+6OH-3Cl-+ClO+3H2O
9. (2021·南京、鹽城二模) 氯及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用。下列物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是( )
A. Cl2能溶于水,可用于工業(yè)制鹽酸
B. HCl水溶液顯酸性,可用于除鐵銹
C. HClO不穩(wěn)定,可用作棉、麻的漂白劑
D. FeCl3酸性溶液,可用于蝕刻印刷電路板
10. (2022·江蘇百校大聯(lián)考改編)下列有關(guān)物質(zhì)和反應(yīng)的敘述正確的是( )
A. 用Na2SO3溶液吸收少量Cl2的離子方程式:3SO+Cl2+H2O===2HSO+2Cl-+SO
B. 為了增強(qiáng)KMnO4溶液的氧化性,可選用濃鹽酸進(jìn)行酸化
C. HCl的電子式:H+[]-
D. 50 mL 12 mol/L濃鹽酸與足量MnO2共熱反應(yīng),可生成Cl2 0.15 mol
11. 下列裝置應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室制氯氣并回收氯化錳的實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
甲 乙 丙 丁
A. 用甲裝置制取氯氣
B. 用乙裝置除去氯氣中的少量氯化氫
C. 用丙裝置分離二氧化錳和氯化錳溶液
D. 用丁裝置蒸干氯化錳溶液制MnCl2·4H2O
12. (2021·蘇錫常鎮(zhèn)一模) 自來水廠一種預(yù)防和處理Cl2泄漏的方法如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是 ( )
A. Cl2和水反應(yīng)的離子方程式:
H2O+Cl2Cl-+HClO+H+
B. 鐵屑的作用是將FeCl3還原為FeCl2
C. 吸收漏氯的離子方程式:
2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+
D. 鐵屑耗盡時(shí)溶液中可能大量存在:
Fe2+、Fe3+、ClO-、Cl-
13. (2022·海門二診)氯化法制取FeCl3流程:以廢鐵屑和氯氣為原料,在立式反應(yīng)爐里反應(yīng),生成的氯化鐵蒸氣和尾氣由爐的頂部排出,進(jìn)入捕集器冷凝為固體結(jié)晶,實(shí)驗(yàn)室模擬該方法的裝置如圖所示,下列說法不正確的是( )
A. 裝置Ⅰ反應(yīng)的離子方程式為:
MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B. 裝置Ⅱ洗氣瓶中加入飽和氯化鈉溶液除去Cl2中的少量HCl
C. 裝置Ⅳ洗氣瓶中盛放的液體為濃鹽酸
D. 裝置Ⅴ的作用是收集FeCl3
14. (2021·南京、鹽城一模) 用久置于空氣中的生石灰[主要成分為CaO,還含有Ca(OH)2和CaCO3]制取KClO3的流程如下。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A. “打漿”的目的是提高“氯化”時(shí)的反應(yīng)速率
B. “氯化”中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng):
6Cl2+6Ca(OH)2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
C. “過濾”后濾液中存在的陽離子有Ca2+、H+
D. “轉(zhuǎn)化”時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)
15. (2020·全國甲卷)氯可形成多種含氧酸鹽,廣泛應(yīng)用于殺菌、消毒及化工領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室中利用如圖裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO,探究其氧化還原性質(zhì)?;卮鹣铝袉栴}:
(1) 盛放MnO2粉末的儀器名稱是________,a中的試劑為________。
(2) b中采用的加熱方式是____________,c中化學(xué)反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________________,采用冰水浴冷卻的目的是____________________________________________。
(3) d的作用是_____________________________。
(4) 反應(yīng)結(jié)束后,取出b中試管,經(jīng)冷卻結(jié)晶,________,____________________,干燥,得到KClO3晶體。
(5) 取少量KClO3和NaClO溶液分別置于1號(hào)和2號(hào)試管中,滴加中性KI溶液。1號(hào)試管溶液顏色不變。2號(hào)試管溶液變?yōu)樽厣?,加入CCl4振蕩,靜置后CCl4層顯________色??芍摋l件下KClO3的氧化能力________NaClO(填“大于”或“小于”)。
含氯化合物之間的轉(zhuǎn)化
1. (2022·江蘇模擬)下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是( )
A. NaClO溶液顯堿性,可用于殺菌、消毒
B. 漂白粉具有強(qiáng)氧化性,可用于生活用水的消毒
C. 次氯酸具有弱酸性,可用作有色物質(zhì)的漂白劑
D. Cl2易液化,可用于制取漂白液
2. (2022·無錫期中)對(duì)于反應(yīng):ClO2+Mn2+―→MnO2↓+Cl-(部分反應(yīng)物和產(chǎn)物省略、未配平),下列說法正確的是( )
A. 理論上處理含1 mol Mn2+的污水,需要8.96 L ClO2
B. 該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶5
C. 工業(yè)上可用更為廉價(jià)的Cl2來代替ClO2去除Mn2+的效率更高
D. 利用該原理處理含Mn2+的污水后溶液的pH升高
3. (2022·南師附中、天一中學(xué)、海安中學(xué)、海門中學(xué)四校聯(lián)考改編)高效“綠色”消毒劑二氧化氯常溫下為氣體,實(shí)驗(yàn)室制備ClO2氣體的反應(yīng)為6NaClO2+NCl3+3H2O===6ClO2↑+NH3 ↑+3NaCl+3NaOH。下列有關(guān)說法正確的是( )
A. NH3的鍵角小于H2O的鍵角
B. NCl3中所有原子不能都滿足8 電子結(jié)構(gòu)
C. NCl3中心原子雜化方式為sp3
D. NaClO2和NaOH含有化學(xué)鍵類型不同
4. (2021·蘇錫常鎮(zhèn)二模)亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效的漂白劑和氧化劑,一種制備亞氯酸鈉的流程如下。下列說法正確的是( )
A. 反應(yīng)①階段,參加反應(yīng)的NaClO3和SO2的物質(zhì)的量之比為1∶2
B. 若通過原電池反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)①,負(fù)極的電極反應(yīng)式:ClO+e-+2H+===ClO2+H2O
C. 反應(yīng)②中的H2O2,可用NaClO4代替
D. 為防止反應(yīng)②中有NaClO3生成,投料時(shí)加入的H2O2應(yīng)過量
5. (2022·江蘇學(xué)科基地二聯(lián))某化學(xué)興趣小組同學(xué)展開對(duì)漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)的研究。實(shí)驗(yàn)室制取亞氯酸鈉的裝置如圖所示:
已知:ClO2濃度過高時(shí)易發(fā)生分解。
(1) 裝置A中工業(yè)上常用H2C2O4代替Na2SO3來制備ClO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3+H2C2O4===Na2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O,相比較而言,用H2C2O4制備ClO2,其優(yōu)點(diǎn)為__________________________________。
(2) 裝置C用于制備亞氯酸鈉(NaClO2),裝置C中發(fā)生的離子方程式為________________________。裝置C中反應(yīng)為放熱反應(yīng),在不改變反應(yīng)物濃度和體積及攪拌速率的條件下,為了防止溫度過高,實(shí)驗(yàn)中可采取的措施:緩慢滴加濃硫酸、____________________________________________。
(3) 設(shè)計(jì)驗(yàn)證裝置C中生成的NaClO2(混有少量H2O2)具有氧化性的實(shí)驗(yàn)方案:取反應(yīng)后裝置C中的溶液,調(diào)節(jié)溶液呈中性,__________________________________________
(已知:酸性條件下,NaClO2將I-氧化為I2。實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑:MnO2、稀硫酸溶液、淀粉碘化鉀溶液)。
(4) 測定實(shí)驗(yàn)所得亞氯酸鈉樣品中的NaClO2含量(雜質(zhì)不參與反應(yīng))的方法如下:準(zhǔn)確稱取4.500 g亞氯酸鈉樣品,加入1.00 mol/L稀硫酸至完全溶解,配制成100.00 mL溶液,取出10.00 mL溶液于錐形瓶中,先加入1.000 mol/L硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)液30.00 mL,充分反應(yīng)后,再用0.100 0 mol/L酸性K2Cr2O7溶液滴定至終點(diǎn),消耗酸性K2Cr2O7溶液20.00 mL。過程中發(fā)生的反應(yīng)如下:
NaClO2+4FeSO4+2H2SO4===NaCl+2H2O+2Fe2(SO4)3
6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4===Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+K2SO4+7H2O
樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(O—16,Na—23,Cl—35.5,結(jié)果保留2位小數(shù))。
鹵素 鹵素離子的檢驗(yàn)
1. (2022·揚(yáng)州模擬)鹵族元素包括F、Cl、Br、I等元素。下列說法正確的是( )
A. 電負(fù)性:F<Cl<Br<I
B. 鍵能:HF<HBr
C. 失電子能力:Cl-<Br-<I-
D. 鍵的極性:Cl—I<Br—I
2. (2022·江蘇模擬)下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論不正確的是( )
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象
結(jié)論
A
向KBr溶液中加入少量苯,通入適量Cl2后充分振蕩,有機(jī)層變?yōu)槌壬?br />
氧化性:Cl2>Br2
B
將氯水滴入淀粉碘化鉀溶液中,溶液顯藍(lán)色
氧化性:Cl2>I2
C
向碘水中加入等體積苯,振蕩后靜置,下層接近無色,上層顯紫紅色
I2在苯中的溶解度大于其在水中的溶解度
D
某溶液中加入硝酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉淀生成
該溶液中一定含SO或Ag+
3. I-具有還原性,含碘食鹽中的碘元素主要以KIO3的形式存在,I-、I2、IO在一定條件下可發(fā)生如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法不正確的是( )
A. 用淀粉碘化鉀試紙和食醋可檢驗(yàn)食鹽是否加碘
B. 由圖可知氧化性的強(qiáng)弱順序?yàn)镃l2>IO>I2
C. 生產(chǎn)等量的碘,途徑Ⅰ和途徑Ⅱ轉(zhuǎn)移電子數(shù)目之比為5∶2
D. 途徑Ⅲ反應(yīng)的離子方程式:
3Cl2+I(xiàn)-+3H2O===6Cl-+I(xiàn)O+6H+
4. (2022·海安期末)利用高分子吸附樹脂吸附I2來提取鹵水中的碘(以I-形式存在)的工藝流程如下。下列說法不正確的是( )
A. 經(jīng)過步驟①~④所得溶液中I-物質(zhì)的量濃度增大
B. 步驟②中Cl2不宜過量太多,以防止Cl2進(jìn)一步氧化I2
C. 步驟④的作用是將吸附的碘還原而脫離高分子樹脂
D. 步驟⑤的離子方程式:
ClO+6I-+3H2O===Cl-+3I2+6OH-
5. (2022·鹽城期中) 工業(yè)上一種從海水中制備碘的方法:取凈化除氯后的含碘海水,加入AgNO3溶液,富集得到AgI懸濁液,進(jìn)而制得粗碘。從AgI懸濁液中回收I2的流程如圖1所示。
圖1 圖2
下列有關(guān)說法正確的是( )
A. Fe粉與AgI懸濁液反應(yīng)的離子方程式為
Fe+2Ag+===Ag+Fe2+
B. 可在含碘海水中直接通入Cl2制備粗碘
C. 如圖2所示I2的晶胞中有14個(gè)I2分子
D. 流程中沉淀可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)AgNO3的循環(huán)使用
6. 寫出下列反應(yīng)的離子方程式。
(1) Br2與NaOH稀溶液反應(yīng):____________________________________。
(2) Br2與KOH濃溶液在加熱條件下反應(yīng):__________________________________。
(3) Br2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成溴化鈉、溴酸鈉和一種無色無味氣體的離子方程式:__________________________________。
(4) 溴化鈉、溴酸鈉在稀硫酸條件下生成Br2的離子方程式:____________________________________________________。
7. (2021·全國甲卷節(jié)選)(1) Cl2通入FeI2溶液中通入Cl2的過程中,若氧化產(chǎn)物只有一種,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________;若反應(yīng)物用量比=1.5時(shí),則氧化產(chǎn)物為________。當(dāng)>1.5,單質(zhì)碘的收率會(huì)降低,原因是____________________________________________。
(2) 以NaIO3為原料制備I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入計(jì)量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反應(yīng)得到I2。上述制備I2的總反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。
第10講 氯氣 鹵素
氯氣及氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備
1. B 【解析】 中子數(shù)為10的氧原子為8O,A錯(cuò)誤;NaClO電子式應(yīng)為Na+[]-,C錯(cuò)誤;Cl-的最外層有8個(gè)電子,D錯(cuò)誤。
2. C 【解析】 氯氣分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱,正負(fù)電荷中心重合,為非極性分子,A錯(cuò)誤;NaOH為離子化合物,其電子式為Na+[H]-,B錯(cuò)誤;NaClO含有鈉離子和次氯酸根離子形成的離子鍵,含有O原子和Cl原子形成的共價(jià)鍵,C正確;Cl-核外有3層電子,Na+核外有2層電子,D錯(cuò)誤。
3. D 【解析】 該反應(yīng)沒有元素化合價(jià)的變化,屬于非氧化還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;漂白粉的主要成分為CaCl2、Ca(ClO)2,B錯(cuò)誤;CO2本身不能電離,屬于非電解質(zhì),C錯(cuò)誤;反應(yīng)Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO能發(fā)生,是因?yàn)樘妓岬乃嵝源笥诖温人幔珼正確。
4. D
5. B 【解析】 氯氣與氫氧化鈉溶液在加熱條件下反應(yīng)生成NaClO3,A能實(shí)現(xiàn);ClO-能被SO2還原為Cl-,B不能實(shí)現(xiàn);常溫下,高錳酸鉀和鹽酸反應(yīng)生成氯氣,溴離子的還原性大于氯離子,故酸性高錳酸鉀能將KBr氧化為Br2,C能實(shí)現(xiàn);Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O,D能實(shí)現(xiàn)。
6. A 【解析】 氯水中的次氯酸見光易分解,應(yīng)保存在棕色試劑瓶中,并置于陰涼處,A正確;新制氯水具有漂白性,能漂白pH試紙,所以不能用廣泛pH試紙測新制氯水的pH,B錯(cuò)誤;酸性:H2CO3>HClO>HCO,NaClO與CO2反應(yīng)生成次氯酸和碳酸氫鈉,正確的離子方程式:ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO,C錯(cuò)誤;NaClO與鹽酸反應(yīng)生成有毒的氯氣,故不能用鹽酸酸化,D錯(cuò)誤。
7. B 【解析】 50 mL 12 mol/L濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量為0.6 mol,隨著反應(yīng)進(jìn)行,鹽酸濃度減小,反應(yīng)停止,得到Cl2的物質(zhì)的量小于0.15 mol,B錯(cuò)誤。
8. B 【解析】 漂白粉在空氣中會(huì)生成HClO和CaCO3沉淀,HClO見光分解而失效,A錯(cuò)誤;酸化的溶液中不會(huì)有OH-生成,C錯(cuò)誤;電荷不守恒,得失電子不守恒,Cl2與熱的NaOH溶液反應(yīng)的正確離子方程式:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO+3H2O,D錯(cuò)誤。
9. B 【解析】 Cl2與H2反應(yīng)得到易溶于水的HCl,可用于制取鹽酸,與Cl2能溶于水無關(guān),A錯(cuò)誤;HClO有強(qiáng)氧化性,可用作漂白劑,C錯(cuò)誤;利用FeCl3的氧化性來蝕刻印刷電路板,D錯(cuò)誤。
10. A 【解析】 酸性條件下,高錳酸鉀會(huì)和氯離子反應(yīng)生成氯氣,B錯(cuò)誤;HCl電子式為H,C錯(cuò)誤;50 mL 12 mol/L濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量為0.6 mol,隨著反應(yīng)進(jìn)行,鹽酸濃度減小,反應(yīng)停止,得到Cl2的物質(zhì)的量小于0.15 mol,D錯(cuò)誤。
11. C 【解析】 二氧化錳和濃鹽酸需要在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生氯氣,A錯(cuò)誤;除去氯氣中的少量氯化氫應(yīng)該是長管進(jìn)氣短管出氣,B錯(cuò)誤;二氧化錳不溶于水,分離二氧化錳和氯化錳溶液用過濾法,C正確;氯化錳是強(qiáng)酸弱堿鹽,會(huì)發(fā)生水解,加熱會(huì)促進(jìn)水解,并且會(huì)失去結(jié)晶水,D錯(cuò)誤。
12. D 【解析】 ClO-具有強(qiáng)氧化性,能將Fe2+氧化,兩者不能大量共存,D錯(cuò)誤。
13. C 【解析】 裝置Ⅰ中是濃鹽酸和二氧化錳共同受熱制取氯氣,反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,A正確;濃鹽酸易揮發(fā),制得的氯氣含有雜質(zhì)氯化氫,裝置Ⅱ洗氣瓶中加入飽和氯化鈉溶液除去Cl2中的少量HCl,B正確;裝置Ⅳ洗氣瓶的作用是防止水蒸氣進(jìn)入裝置Ⅴ導(dǎo)致氯化鐵發(fā)生潮解和水解,故其中應(yīng)盛放濃硫酸,C錯(cuò)誤;裝置Ⅴ相當(dāng)于捕集器,氯化鐵蒸氣在此冷凝為固體,故其作用是收集FeCl3,D正確。
14. D 【解析】 打漿是將固體反應(yīng)物粉碎,增大氯化時(shí)反應(yīng)物的接觸面積,提高反應(yīng)速率,A正確;由流程中“轉(zhuǎn)化”得到KClO3可知,“氯化”反應(yīng)生成了Ca(ClO3)2,B正確;“過濾”后濾液中主要溶質(zhì)為Ca(ClO3)2和CaCl2,存在的陽離子為Ca2+以及水中的H+,C正確;“轉(zhuǎn)化”時(shí)發(fā)生反應(yīng):Ca(ClO3)2+2KCl===CaCl2+2KClO3↓,相同溫度下,KClO3的溶解度比其他物質(zhì)小,先結(jié)晶析出,屬于復(fù)分解反應(yīng),D錯(cuò)誤。
15. (1) 圓底燒瓶 飽和食鹽水 (2) 水浴加熱 Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O 避免生成NaClO3 (3) 吸收多余的氯氣,防止污染大氣 (4) 過濾 少量的冷水洗滌 (5) 紫 小于
【解析】 (1) a為除雜裝置,用飽和食鹽水除雜質(zhì)氯化氫。(2) 圖中b中采用的是水浴加熱,氫氧化鈉與氯氣反應(yīng),溫度低時(shí)生成NaClO,溫度高時(shí)生成NaClO3,采用冰水浴冷卻的目的是提高產(chǎn)品的純度。(3) d為尾氣處理裝置,吸收多余的氯氣,防止污染大氣。(4) b試管中的溶質(zhì)主要是KClO3,KCl,KClO3的溶解度受溫度影響大,冷卻結(jié)晶,析出KClO3晶體,經(jīng)過過濾得到KClO3晶體,表面還有KCl雜質(zhì),通過冷水洗滌減少KClO3的損失。(5) 1號(hào)試管溶液顏色不變,說明KClO3沒有和KI溶液反應(yīng),2號(hào)試管溶液變?yōu)樽厣f明NaClO和KI溶液反應(yīng)生成了碘單質(zhì),加入CCl4振蕩,碘單質(zhì)易溶解于CCl4中,靜置后CCl4層顯紫色,可知該條件下KClO3的氧化能力比NaClO的弱。
含氯化合物之間的轉(zhuǎn)化
1. B 【解析】 NaClO具有強(qiáng)氧化性,可用于殺菌消毒,A錯(cuò)誤;次氯酸具有強(qiáng)氧化性,可用作有色物質(zhì)的漂白劑,與酸性無關(guān),C錯(cuò)誤;Cl2與NaOH反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的NaClO,NaClO常用作漂白液,D錯(cuò)誤。
2. B 【解析】 該反應(yīng)經(jīng)過配平得:2ClO2+5Mn2++6H2O===5MnO2↓+2Cl-+12H+,則理論上處理含1 mol Mn2+的污水,需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下8.96 L ClO2,A錯(cuò)誤;該反應(yīng)中,ClO2為氧化劑,Mn2+為還原劑,兩者物質(zhì)的量之比為2∶5,B正確;1 mol Cl2生成2 mol Cl-,得到2 mol電子,1 mol ClO2生成1 mol Cl-,得到5 mol電子,ClO2比Cl2除Mn2+的效率更高,C錯(cuò)誤;該反應(yīng)生成H+,pH減小,D錯(cuò)誤。
3. C 【解析】 NH3和H2O的中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)均為4,NH3有一個(gè)孤電子對(duì),H2O有兩個(gè)孤電子對(duì),孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥力大于成鍵電子對(duì)間的排斥力,孤電子對(duì)數(shù)越多,排斥力越大,則NH3的鍵角小于H2O的鍵角,A錯(cuò)誤;NCl3的電子式為,N和Cl均滿足8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu),B錯(cuò)誤;NCl3中,中心原子N的價(jià)電子對(duì)數(shù)為=4,則為sp3雜化,C正確;Na+與ClO之間為離子鍵,Na+與OH-之間為離子鍵,ClO和OH-內(nèi)均含極性共價(jià)鍵,化學(xué)鍵類型相同,D錯(cuò)誤。
4. D 【解析】 根據(jù)電子轉(zhuǎn)移情況:NaClO3~ClO2~e-、SO2~NaHSO4~2e-可知,NaClO3與SO2的物質(zhì)的量之比為2∶1,A錯(cuò)誤;負(fù)極上SO2失電子生成HSO,B錯(cuò)誤;在反應(yīng)②中,H2O2作還原劑,因?yàn)镹aClO4中氯元素為+7價(jià),只有氧化性,故不可替代,C錯(cuò)誤;由于H2O2作還原劑,當(dāng)加入過量的H2O2時(shí),不可能生成NaClO3,D正確。
5. (1) 產(chǎn)生的CO2可稀釋ClO2,防止ClO2濃度過高時(shí)分解 (2) 2ClO2+H2O2+2OH-===2ClO+O2↑+2H2O 將三頸燒瓶置于冰水浴中 (3) 加入少量二氧化錳,充分反應(yīng)至不再產(chǎn)生氣泡,過濾,向所得濾液中加入稀硫酸酸,再加入淀粉碘化鉀溶液,若觀察到溶液變藍(lán),則說明NaClO2具有氧化性 (4) 90.50%
【解析】 (1) 用H2C2O4制備ClO2,反應(yīng)產(chǎn)生的CO2可稀釋ClO2,防止ClO2濃度過高時(shí)分解。(2) 裝置C中,在堿性條件下H2O2把ClO2還原為NaClO2,離子方程式為2ClO2+H2O2+2OH-===2ClO+O2↑+2H2O。裝置C中反應(yīng)為放熱反應(yīng),在不改變反應(yīng)物濃度和體積及攪拌速率的條件下,為了防止溫度過高,實(shí)驗(yàn)中可采取的措施有:緩慢滴加濃硫酸、將三頸燒瓶置于冰水浴中。(3) 取反應(yīng)后裝置C中的溶液,調(diào)節(jié)溶液呈中性,加入少量二氧化錳,H2O2在二氧化錳的催化作用下分解為水和氧氣,充分反應(yīng)至不再產(chǎn)生氣泡,除去H2O2,過濾除去二氧化錳;酸性條件下NaClO2將I-氧化為I2,向所得濾液中加入稀硫酸,再加入淀粉碘化鉀溶液,若觀察到溶液變藍(lán),則說明NaClO2具有氧化性。(4) 參加反應(yīng)的K2Cr2O7的物質(zhì)的量是0.100 0 mol/L×0.02 L=0.002 mol,根據(jù)6FeSO4~K2Cr2O7,則消耗FeSO4的物質(zhì)的量是0.002 mol×6=0.012 mol;NaClO2消耗FeSO4的物質(zhì)的量是1.000 mol/L×0.03 L-0.012 mol=0.018 mol;根據(jù)NaClO2~4FeSO4,則4.500 g NaClO2樣品中NaClO2的物質(zhì)的量是×=0.045 mol;樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=90.50%。
鹵素 鹵素離子的檢驗(yàn)
1. C 【解析】 同主族元素,從上到下元素的非金屬性依次減弱,電負(fù)性依次減小,則鹵族元素的電負(fù)性的大小順序?yàn)镮<Br<Cl<F,A錯(cuò)誤;鹵族元素的電負(fù)性越大,與氫原子形成的共價(jià)鍵的鍵能越大,氟元素的電負(fù)性大于氯元素,則鍵能:HF>HBr,B錯(cuò)誤;單質(zhì)的氧化性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)陰離子的還原性越弱,同主族元素,從上到下元素的非金屬性依次減弱,單質(zhì)的氧化性依次減弱,對(duì)應(yīng)陰離子的還原性依次增強(qiáng),所以鹵族元素的陰離子失電子能力大小順序?yàn)镃l-<Br-<I-,C正確;鹵族元素的電負(fù)性越大,與碘原子形成的共價(jià)鍵的極性越大,氯元素的電負(fù)性大于溴元素,則氯碘鍵的極性大于溴碘鍵,D錯(cuò)誤。
2. D 【解析】 有機(jī)層變橙色,說明反應(yīng)生成了Br2,發(fā)生反應(yīng):Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,則氧化性:Cl2>Br2,A正確;淀粉溶液顯藍(lán)色,說明生成了I2,發(fā)生反應(yīng):Cl2+2I-===2Cl-+I(xiàn)2,則氧化性:Cl2>I2,B正確;碘在有機(jī)溶劑苯中溶解度大于其在水中溶解度,C正確;溶液中可能含有亞硫酸根離子,它會(huì)被硝酸氧化成硫酸根離子,D錯(cuò)誤。
3. C 【解析】 KIO3、KI在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成I2,I2遇淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色,因此用淀粉碘化鉀試紙和食醋可檢驗(yàn)食鹽是否加碘,A正確;由途徑Ⅰ可知氧化性:Cl2>I2,由途徑Ⅱ可知氧化性:IO>I2,由途徑Ⅲ可知氧化性:Cl2>IO,故物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镃l2>IO>I2,B正確;假設(shè)反應(yīng)產(chǎn)生1 mol I2,途徑Ⅰ轉(zhuǎn)移2 mol電子,途徑Ⅱ轉(zhuǎn)移10 mol電子,因此生產(chǎn)等量的碘,途徑Ⅰ和途徑Ⅱ轉(zhuǎn)移電子數(shù)目之比為2∶10=1∶5,C錯(cuò)誤;途徑Ⅲ中,Cl2把I-氧化為IO,Cl2被還原為Cl-,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒,可得到反應(yīng)的離子方程式,D正確。
4. D 【解析】 鹵水中含碘離子,酸化后,通入氯氣可氧化碘離子生成碘單質(zhì),高分子吸附樹脂吸附碘單質(zhì),然后碘與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaI和硫酸鈉,氧化時(shí)氯酸鉀可氧化NaI生成碘,升華可得到粗產(chǎn)品。由分析可知,經(jīng)過步驟①~④,所得溶液中I-物質(zhì)的量濃度增大,A正確;由于Cl2的氧化性強(qiáng)于I2,故步驟②中Cl2不宜過量太多,以防止Cl2進(jìn)一步氧化I2,B正確;步驟④的作用是將吸附的碘還原而脫離高分子樹脂,C正確;由于溶液呈酸性,故產(chǎn)物不能有OH-,步驟⑤的離子方程式為ClO+6I-+6H+===Cl-+3I2+3H2O,D錯(cuò)誤。
5. D 【解析】 Fe粉與AgI懸濁液反應(yīng)的離子方程式為Fe+2AgI===2Ag+Fe2++2I-,A錯(cuò)誤;由圖可知,先將含碘海水中的碘轉(zhuǎn)化為AgI,再轉(zhuǎn)化為FeI2,進(jìn)行I-的富集后,再通入Cl2制備粗碘,B錯(cuò)誤;如圖2所示I2的晶胞中有8×+6×=4個(gè)I2分子,C錯(cuò)誤;流程中沉淀為Ag和Fe,加入一定量的稀硝酸可將Ag轉(zhuǎn)化為AgNO3,實(shí)現(xiàn)AgNO3的循環(huán)使用,D正確。
6. (1) Br2+2OH-===Br-+BrO-+H2O (2) 3Br2+6OH-5Br-+BrO+3H2O (3) 3Br2+3CO===5Br-+BrO+3CO2↑ (4) BrO+5Br-+6H+===3Br2+3H2O
7. (1) FeI2+Cl2===I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被過量的Cl2進(jìn)一步氧化 (2) 2IO+5HSO===I2+5SO+H2O+3H+
【解析】 (1) I-的還原性強(qiáng)于Fe2+,通入Cl2的過程中,Cl2先氧化還原性強(qiáng)的I-,若氧化產(chǎn)物只有一種,則該氧化產(chǎn)物只能是I2,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeI2+Cl2===I2+FeCl2。反應(yīng)物用量比=1.5時(shí),恰好將全部的I-和Fe2+氧化,故氧化產(chǎn)物為I2、FeCl3;當(dāng)>1.5時(shí)(即Cl2過量),多余的氯氣會(huì)與生成的單質(zhì)碘以及水繼續(xù)發(fā)生氧化還原反應(yīng),單質(zhì)碘的回收率會(huì)降低。
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