一、氯氣
1.物理性質(zhì)
當(dāng)發(fā)生氯氣泄漏時(shí),人應(yīng)向高處、逆風(fēng)方向躲避。氯氣的物理性質(zhì)如下表:
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)與金屬反應(yīng)
(2)與非金屬反應(yīng)(氫氣)
①點(diǎn)燃:H2+Cl22HCl。
現(xiàn)象:H2在Cl2中能安靜地燃燒,產(chǎn)生蒼白色火焰,瓶口有白霧。
②光照:H2+Cl2 2HCl。
現(xiàn)象:發(fā)生爆炸,瓶口有白霧。
(3)與H2O反應(yīng)
化學(xué)方程式:Cl2+H2OHCl+HClO。
(4)與堿液反應(yīng)
①與NaOH溶液反應(yīng):Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O(實(shí)驗(yàn)室制Cl2時(shí)尾氣處理原理)
②與Ca(OH)2反應(yīng)生成漂白粉
制取反應(yīng)原理:2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
漂白粉的主要成分:CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分Ca(ClO)2。
漂白反應(yīng)原理:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO。
(5)與還原性物質(zhì)反應(yīng)
①與KI反應(yīng):Cl2+2KI2KCl+I2。
②與FeCl2反應(yīng):Cl2+2FeCl22FeCl3。
③與SO2+H2O反應(yīng):Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl。
Cl2與堿、水的歧化反應(yīng):Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,1 ml Cl2與足量NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA;由于Cl2+H2OHCl+HClO,是可逆反應(yīng),1 ml Cl2溶于水轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于NA。ClO-類似于,酸性環(huán)境氧化性增強(qiáng),但ClO-又不同于NOeq \\al(-,3),其在任何環(huán)境都體現(xiàn)氧化性,如ClO-與I-、Fe2+無(wú)論酸性環(huán)境還是堿性環(huán)境均不能大量共存。
二、氯氣的制法
1.氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
(1)反應(yīng)原理
MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2也可用KMnO4、K2Cr2O7等氧化劑代替,如:2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
(2)實(shí)驗(yàn)裝置
①發(fā)生裝置:用分液漏斗、圓底燒瓶等組裝的固液加熱型制氣裝置。
②凈化裝置:飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體,濃硫酸除去Cl2中的水蒸氣。
③收集裝置:向上排空氣法或排飽和食鹽水法。
④尾氣處理:用 NaOH溶液吸收多余的Cl2,以防Cl2污染空氣。
(3)驗(yàn)滿方法
①將濕潤(rùn)的淀粉?碘化鉀試紙靠近收集Cl2的集氣瓶瓶口,若觀察到試紙立即變藍(lán),則證明已收集滿。
②將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛氯氣的瓶口,若觀察到試紙先變紅后褪色,則證明已收集滿。
③根據(jù)氯氣的顏色判斷是否收集滿:若觀察到整個(gè)集氣瓶中充滿黃綠色的氣體,則證明已收集滿。
實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的注意事項(xiàng)
(1)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,加熱時(shí)溫度不宜過(guò)高,以減少HCl的揮發(fā)。
(2)制取時(shí)一定要注意反應(yīng)條件是“濃鹽酸”和“加熱”,一旦濃鹽酸變?yōu)橄←}酸,反應(yīng)將不再發(fā)生。
(3)尾氣吸收時(shí),不能用澄清石灰水吸收Cl2,因?yàn)槌吻迨宜蠧a(OH)2濃度小,吸收不完全。工業(yè)上常采用石灰乳來(lái)吸收Cl2。
2.氯氣的工業(yè)制法
工業(yè)上制氯氣通常采用電解飽和食鹽水的方法。
制備原理:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
三、次氯酸、次氯酸鹽
1.次氯酸:HClO的結(jié)構(gòu)式為H—O—Cl(氧處于中心),電子式為。
(1)弱酸性:一元弱酸,酸性比碳酸還弱。
(2)不穩(wěn)定性:次氯酸見光易分解:2HClO2HCl+O2↑,因此次氯酸要現(xiàn)用現(xiàn)配,保存在棕色試劑瓶中。
(3)強(qiáng)氧化性:能使有色布條褪色,用作消毒劑、漂白劑。HClO和ClO?都具有強(qiáng)氧化性:無(wú)論酸性、堿性條件下都可以跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物等發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
如硫酸亞鐵溶液遇漂白粉發(fā)生反應(yīng):2Fe2++5ClO?+5H2O2Fe(OH)3↓+Cl?+4HClO;
漂白粉遇亞硫酸鹽發(fā)生反應(yīng):Ca2++ClO?+Cl?+CaSO4↓??捎糜跉⒕⑾?;漂白有色物質(zhì)。
2.漂白粉:
(1)成分:主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,屬于混合物,有效成分是Ca(ClO)2。
(2)制取原理:2Cl2 +2Ca(OH)2CaCl2 +Ca(ClO)2 +2H2O。
(3)化學(xué)性質(zhì):水溶液呈堿性,具有強(qiáng)氧化性。
(4)漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO。
(5)久置失效原理:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑,必須密封保存。
說(shuō)明:
氯氣用于殺菌消毒時(shí),起作用的是HClO,而HClO不穩(wěn)定,難以保存。所以在工業(yè)上用Cl2與石灰乳反應(yīng)制成漂白粉,便于貯存和運(yùn)輸。
3.Cl-的檢驗(yàn):
,含Cl-。
注意:檢驗(yàn)鹵素離子時(shí)加入稀硝酸是為了防止等離子的干擾。
四、鹵素單質(zhì)性質(zhì)的遞變性、相似性和特殊性
1.物理性質(zhì):
Br2是一種深紅棕色液體,易揮發(fā);I2是一種紫黑色固體,易升華。
Br2溶解在水中的顏色是黃色→橙色,I2溶解在水中的顏色是深黃色→褐色,
Br2溶解在CCl4中的顏色是橙色→橙紅色,I2溶解在CCl4中的顏?zhàn)仙钭仙?br>物理性質(zhì)的遞變性:
2.化學(xué)性質(zhì)相似性:
(1)都能與大多數(shù)金屬反應(yīng):2Fe+3Br22FeBr3;I2+FeFeI2;
(2)都能與H2反應(yīng):H2+X22HX;
(3)都能與H2O反應(yīng):X2+H2OHX+HXO(F2例外);
(4)都能與堿液反應(yīng):X2+2NaOHNaX+NaXO+H2O(F2例外)。
3.鹵素互化物:
由兩種鹵素互相結(jié)合而成的物質(zhì)叫鹵素互化物。如IBr、ICl、BrF3、ClF3。
鹵素互化物與鹵素單質(zhì)的性質(zhì)相似,有較強(qiáng)的氧化性,如能與金屬、H2O、NaOH等反應(yīng):2IBr+2MgMgBr2+MgI2。
注意:
鹵素互化物中,非金屬性弱的元素顯正價(jià),如:ICl中,I顯+1價(jià),Cl顯-1價(jià),所以鹵素互化物與水或堿的反應(yīng)一般屬于非氧化還原反應(yīng):
IBr+H2OHBr+HIO,
IBr+2NaOHNaBr+NaIO+H2O。
4.?dāng)M鹵素:
有些多原子分子與鹵素單質(zhì)性質(zhì)相似,其陰離子與鹵素陰離子性質(zhì)相似。如:氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答這類題目時(shí)可用換元法,如把(SCN)2當(dāng)作X2,把SCN-當(dāng)作X-。
5.鹵素單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)探究方法
(1)鹵素單質(zhì)間的置換。
①將Cl2通入NaBr溶液中發(fā)生反應(yīng):Cl2+2NaBrBr2+2NaCl。說(shuō)明氧化性:Cl2 >Br2。
②將溴水滴入KI-淀粉溶液中,溶液變成藍(lán)色,發(fā)生反應(yīng):Br2+2KII2+2KBr。說(shuō)明氧化性:Br2>I2。
(2)與氫氣化合的難易程度,越易化合,則氧化性越強(qiáng)。
H2與Cl2的混合氣體光照爆炸;H2與Br2的混合氣體加熱才能反應(yīng);H2與I2反應(yīng)很困難。
說(shuō)明氧化性:Cl2>Br2>I2。
(3)氫化物的穩(wěn)定性。
利用HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性來(lái)判斷元素非金屬性的強(qiáng)弱;HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性越來(lái)越差,說(shuō)明元素的非金屬性:Cl>Br>I。
6.鹵素離子的檢驗(yàn)方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成 QUOTE
(2)置換——萃取法
未知液
有機(jī)層呈 QUOTE
(3)氧化——淀粉法檢驗(yàn)I?
未知液藍(lán)色溶液,表明含有I?
考向一 氯氣的性質(zhì)
典例1 Cl2是一種重要的工業(yè)原料,液氯儲(chǔ)存區(qū)貼有的說(shuō)明卡如表所示:
下列解釋事實(shí)的方程式不正確的是
A.電解飽和食鹽水制取Cl2:2Cl-+2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))2OH-+H2↑+Cl2↑
B.氯氣用于自來(lái)水消毒:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C.濃氨水檢驗(yàn)泄露的氯氣,產(chǎn)生白煙:8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
D.氯氣“泄漏處理”中NaHSO3溶液的作用:HSOeq \\al(-,3)+Cl2+H2O===SOeq \\al(2-,4)+3H++2Cl-
【解析】電解飽和食鹽水生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉,離子方程式為2Cl-+2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))2OH-+H2↑+Cl2↑,故A正確;HClO為弱酸,不能完全電離,離子方程式為Cl2+H2OH++Cl-+HClO,故B錯(cuò)誤;氯氣具有強(qiáng)氧化性,可氧化氨氣為氮?dú)?,同時(shí)生成氯化銨,方程式為8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2,故C正確;Cl2與NaHSO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SOeq \\al(2-,4),反應(yīng)的離子方程式為HSOeq \\al(-,3)+Cl2+H2O===SOeq \\al(2-,4)+3H++2Cl-,故D正確。
【答案】B
1.分別向盛有Cl2的三個(gè)集氣瓶甲、乙、丙中各注入下列液體中的一種,經(jīng)過(guò)振蕩,現(xiàn)象如圖所示,則甲、乙、丙中注入的液體分別是
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
①②③B.②①③C.③②①D.①③②
【答案】B
【解析】甲中氣體和溶液都無(wú)色,說(shuō)明不存在氯氣,是加入NaOH溶液;乙中氣體無(wú)色且溶液中出現(xiàn)白色渾濁,說(shuō)明不存在氯氣且溶液中生成了白色沉淀,是加入AgNO3溶液;丙中氣體和溶液都呈淺黃綠色,說(shuō)明存在氯氣分子,是加入水。
歸納拓展
1.高考常考的含氯化合物
近幾年高考對(duì)含氯化合物的考查,不僅僅局限于HClO和NaClO、Ca(ClO)2等,還涉及ClO2、NaClO3、NaClO2、KClO3等物質(zhì)。
(1)+1價(jià)的HClO 、NaClO和Ca(ClO)2
+1價(jià)的含氯化合物一般具有很強(qiáng)的氧化性和漂白性,是常用的強(qiáng)氧化劑或漂白劑。
如Ca(ClO)2+4HCl(aq)=== CaCl2+2Cl2↑+2H2O;
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeOeq \\al(2-,4)+3Cl-+5H2O (FeOeq \\al(2-,4)——強(qiáng)氧化劑)。
(2)+4價(jià)的ClO2
ClO2是一種新型凈水劑,具有很強(qiáng)的氧化性,如2ClO2+Na2O2=== 2NaClO2+O2↑
(3)+5價(jià)的NaClO3、KClO3
+5價(jià)的氯元素具有較強(qiáng)的氧化性,是常用的氧化劑。
如KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O;
2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl+3O2↑。
2.有效氯含量
有效氯含量的實(shí)質(zhì)是指每克的含氯化合物中所含氧化態(tài)氯的氧化能力相當(dāng)于多少克氯氣的氧化能力。其本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)的電子得失守恒。
如ClO2有效氯含量的計(jì)算方法如下,設(shè)ClO2的有效氯含量為x,則eq \f(1 g,67.5 g·ml-1)×5=eq \f(x,71 g·ml-1)×2,x≈2.63 g。
考向二 氯水的性質(zhì)和變化
典例2 下列關(guān)于氯水的敘述正確的是
①新制氯水中只含Cl2和H2O ②新制氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色 ③氯水光照時(shí)有氣泡冒出,該氣體為Cl2 ④氯水放置數(shù)天后,溶液的酸性將減弱 ⑤新制氯水呈黃綠色,久置氯水呈無(wú)色 ⑥新制氯水漂白作用強(qiáng),久置氯水無(wú)漂白作用
A.①③④B.②③④C.③⑤⑥D(zhuǎn).②⑤⑥
【解析】新制氯水中還含有HClO、H+、Cl-等,①錯(cuò)誤;新制氯水中含有鹽酸和次氯酸,其中鹽酸能使藍(lán)色石蕊試紙變紅,次氯酸具有漂白性能使試紙的紅色褪去,②正確;氯水光照時(shí)有氣泡冒出,是因?yàn)樯傻腍ClO見光分解,產(chǎn)生氯化氫和氧氣,③錯(cuò)誤;氯水放置數(shù)天后,由于次氯酸見光易分解生成HCl,故久置的氯水為HCl的溶液,酸性增強(qiáng),④錯(cuò)誤;因新制氯水中含有氯氣,所以新制氯水呈黃綠色,久置氯水中無(wú)氯氣,所以呈無(wú)色,故⑤正確;新制氯水中有HClO,而久置氯水中無(wú)HClO,⑥正確。故答案選D項(xiàng)。
【答案】D
2.在新制飽和氯水中,若只改變某一條件,下列敘述正確的是
A.再通入少量氯氣,減小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增強(qiáng)
C.加入少量的碳酸氫鈉粉末,pH增大,溶液漂白性增強(qiáng)
D.光照過(guò)程中,有氣泡冒出,溶液的導(dǎo)電性減弱
【答案】C
【解析】飽和氯水不能再溶解Cl2,各成分的濃度不變,A錯(cuò)誤;SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH++Cl?+HClO的平衡左移,HClO濃度降低,漂白性減弱,B錯(cuò)誤;加入少量NaHCO3粉末,消耗H+,使上述平衡正向移動(dòng),HClO的濃度增大,C正確;光照過(guò)程中HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的離子濃度增大,導(dǎo)電性增強(qiáng),D錯(cuò)誤。
氯水的多種成分與多種性質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
1.氯水的成分——三分四離
氯水中存在三個(gè)平衡:
(1)Cl2+H2OHCl+HClO,(2)HClOH++ClO?,(3)H2OH++OH?。
根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn),即可得出新制氯水中存在的各種微粒。
2.氯水的多重性質(zhì)
新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì):
①Cl2的強(qiáng)氧化性;②HCl的強(qiáng)酸性;③HClO的強(qiáng)氧化性、弱酸性;④Cl?的性質(zhì)。
在不同的反應(yīng)中,新制氯水中起作用的成分不同。
考向三 氯氣制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)考查
典例3 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?br>
A.用裝置甲制取氯氣
B.用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫
C.用裝置丙分離二氧化錳和氯化錳溶液
D.用裝置丁蒸干氯化錳溶液制MnCl2·4H2O
【解析】A項(xiàng),利用MnO2和濃鹽酸制氯氣,需要加熱,故無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;B項(xiàng),洗氣裝置氣體應(yīng)該是“長(zhǎng)進(jìn)短出”,且Cl2和HCl都能與NaHCO3溶液反應(yīng),應(yīng)用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl,故無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模籆項(xiàng),MnO2不溶于水,MnCl2能溶于水,因此可以用過(guò)濾法分離,故能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;D項(xiàng),加熱蒸干時(shí)MnCl2會(huì)發(fā)生水解:MnCl2+2H2OMn(OH)2↓+2HCl↑,無(wú)法制得MnCl2·4H2O,故無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br>【答案】C
3.如圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置(加熱及夾持裝置已略)。
(1)制備氯氣選用的藥品為固體二氧化錳和濃鹽酸,相應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)裝置B中飽和食鹽水的作用是 。同時(shí)裝置B亦是安全瓶,當(dāng)C中發(fā)生堵塞時(shí),B中的現(xiàn)象為 。
(3)裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性,因此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入的物質(zhì)為 (填字母)。
(4)設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。當(dāng)向D中緩慢通入一定量的氯氣時(shí),可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)? 色,說(shuō)明氯的非金屬性大于溴的。
(5)打開活塞,將裝置D中少量溶液滴入裝置E中,振蕩。觀察到的現(xiàn)象是 。
(6)裝置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余的氯氣,試寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式: 。
【答案】(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)除去Cl2中的HCl B中長(zhǎng)頸漏斗中液面上升,形成水柱
(3)d
(4)黃
(5)E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫紅色
(6)+Cl2+H2O+2Cl?+2H+
【解析】(1)二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水。
(2)飽和食鹽水可吸收HCl,裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl;若裝置C堵塞,B中壓強(qiáng)增大,長(zhǎng)頸漏斗中液面會(huì)上升,形成水柱。
(3)裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性,氯氣和水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性,則可通過(guò)將Cl2依次通入濕潤(rùn)的有色布條、干燥劑、干燥的有色布條來(lái)驗(yàn)證氯氣的漂白性。Ⅱ中應(yīng)放固體干燥劑,所以選d。
(4)當(dāng)向D中緩慢通入少量氯氣時(shí),Cl2+2NaBrBr2+2NaCl,所以可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)辄S色。
(5)打開活塞,將裝置D中含溴單質(zhì)的少量溶液加入含碘化鉀和苯的裝置E中,溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì),碘單質(zhì)溶于苯呈紫紅色,振蕩后觀察到的現(xiàn)象:E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫紅色。
(6)Cl2具有氧化性,可將氧化為。
考向四 鹵離子的檢驗(yàn)
典例4 下列能夠檢驗(yàn)出KI中是否含有Br-的實(shí)驗(yàn)是
A.加入足量的新制氯水,溶液變色則有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,觀察溶液顏色是否褪去
C.加入少量的碘水,再加入CCl4振蕩,有機(jī)層有色,則有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取無(wú)色的水層并加入AgNO3溶液,有淡黃色沉淀生成,則含有Br-
【解析】A項(xiàng),在KI中加入足量新制氯水,也會(huì)置換出單質(zhì)碘而使溶液變色,故不能確定是否含有Br-;B項(xiàng),Br-和I-均能使酸性KMnO4溶液褪色;C項(xiàng),加入少量的碘水,再加入CCl4振蕩,有機(jī)層是萃取I2而顯色,并沒有Br2產(chǎn)生。
【答案】D
4.甲、乙、丙三種溶液各含有一種X-(X-為Cl-、Br-或I-)離子,向甲中加淀粉溶液和氯水,則溶液變?yōu)槌壬?,再加乙溶液,顏色無(wú)明顯變化。則甲、乙、丙依次含有
A.Br-、Cl-、I-B.Br-、I-、Cl-
C.I-、Br-、Cl-D.Cl-、I-、Br-
【答案】A
【解析】甲、乙、丙三種溶液中各有一種X-(X-為Cl-、Br-、I- )離子,向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液變?yōu)槌壬?,二者發(fā)生置換反應(yīng),說(shuō)明甲中含有Br-,再加乙溶液,顏色無(wú)明顯變化,說(shuō)明加入的物質(zhì)和溴不反應(yīng),則為Cl-,則說(shuō)明甲中含有Br-,乙中含有Cl-,丙中含有I-,A符合題意。
答案選A。
1.下列有關(guān)工業(yè)制備的說(shuō)法正確的是
A.從海水中可以得到NaCl,電解NaCl溶液可得到金屬鈉
B.工業(yè)上利用Cl2 與澄清石灰水為原料制備漂白粉
C.由于海水中碘離子濃度很低,工業(yè)上是從海產(chǎn)品(如海帶等)中提取碘
D.工業(yè)上制備鹽酸是利用Cl2 與H2 光照化合后再溶于水而制得
【答案】C
【解析】A.海水曬鹽得到NaCl,通過(guò)電解熔融NaCl可制備Na,電解NaCl溶液不能得到金屬鈉,故A錯(cuò)誤;B.因氫氧化鈣在水中的溶解度較小,為提高漂白粉的產(chǎn)量,工業(yè)上利用Cl2與石灰乳反應(yīng)來(lái)制備漂白粉,故B錯(cuò)誤;C.由于海水中碘離子濃度很低,工業(yè)上一般從海產(chǎn)品(如海帶等)中提取碘,故C正確;
D.由于Cl2 與H2 光照化合會(huì)發(fā)生爆炸性反應(yīng),所以工業(yè)上制鹽酸通常將氫氣在氯氣中燃燒化合后,再溶于水制得鹽酸,故D錯(cuò)誤;答案選C。
2.NaCl是一種化工原料,可以制備一系列物質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是
A.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳與Cl2的反應(yīng)中,Cl2既是氧化劑,又是還原劑
C.常溫下干燥的Cl2能用鋼瓶貯存,所以Cl2不與鐵反應(yīng)
D.圖4所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)
【答案】B
【解析】A、25 ℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B、石灰乳與Cl2的反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水,只有氯元素化合價(jià)發(fā)生變化,Cl2既是氧化劑,又是還原劑,B項(xiàng)正確;C、常溫下Cl2不與鐵反應(yīng),加熱條件下則可以反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;D、圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)中生成NaHCO3、Na2CO3的反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案選B。
3.下列有關(guān)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)原理和裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br>A.用裝置甲灼燒碎海帶
B.用裝置乙過(guò)濾海帶灰的浸泡液
C.用裝置丙制備用于氧化浸泡液中I?的Cl2
D.用裝置丁吸收氧化浸泡液中I?后的Cl2尾氣
【答案】B
【解析】A、灼燒碎海帶應(yīng)用坩堝,A錯(cuò)誤;B、海帶灰的浸泡液用過(guò)濾法分離,以獲得含I-的溶液,B正確;C、MnO2與濃鹽酸常溫不反應(yīng),MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2需要加熱,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,C錯(cuò)誤;D、Cl2在飽和NaCl溶液中溶解度很小,不能用飽和NaCl溶液吸收尾氣Cl2,尾氣Cl2通常用NaOH溶液吸收,D錯(cuò)誤;答案選B。
4.Mg與Br2反應(yīng)可生成具有強(qiáng)吸水性的MgBr2,該反應(yīng)劇烈且放出大量的熱。實(shí)驗(yàn)室采用如圖裝置制備無(wú)水MgBr2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.a(chǎn)為冷卻水進(jìn)水口
B.裝置A的作用是吸收水蒸氣和揮發(fā)出的溴蒸氣
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)需緩慢通入N2,防止反應(yīng)過(guò)于劇烈
D.不能用干燥空氣代替N2,因?yàn)楦碑a(chǎn)物MgO會(huì)阻礙反應(yīng)的進(jìn)行
【答案】B
【解析】A.冷凝管起到冷凝回流的作用,冷凝管內(nèi)冷凝水的方向?yàn)橄逻M(jìn)上出,則a為冷卻水進(jìn)水口,故A正確;B.MgBr2具有較強(qiáng)的吸水性,制備無(wú)水MgBr2,需要防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶,則裝置A的作用是吸收水蒸氣,但無(wú)水CaCl2不能吸收溴蒸氣,故B錯(cuò)誤; C.制取MgBr2的反應(yīng)劇烈且放出大量的熱,實(shí)驗(yàn)時(shí)利用干燥的氮?dú)鈱逭魵鈳肴i燒瓶中,為防止反應(yīng)過(guò)于劇烈,實(shí)驗(yàn)時(shí)需緩慢通入N2,故C正確;D.不能用干燥空氣代替N2,空氣中含有的氧氣可將鎂氧化為副產(chǎn)物MgO會(huì)阻礙反應(yīng)的進(jìn)行,故D正確;答案選B。
5.已知與濃鹽酸在常溫下能反應(yīng)產(chǎn)生。若用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備純凈、干燥的氯氣,并與金屬反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置,其中有錯(cuò)誤的是( )
A.①處和②處B.只有②處C.只有②處和③處D.②處、③處和④處
【答案】D
【解析】①與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)產(chǎn)生,①正確;②濃鹽酸易揮發(fā),生成的氯氣中混有和水蒸氣,應(yīng)通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去,會(huì)與溶液反應(yīng),故不能選擇氫氧化鈉溶液,②錯(cuò)誤;③用濃硫酸干燥氯氣,導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出,③錯(cuò)誤;④氯氣與金屬在試管中反應(yīng),若用單孔塞,容易造成試管內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大,且導(dǎo)管應(yīng)伸到試管底部,④錯(cuò)誤。綜上,答案選D。
6.關(guān)于下列消毒劑的有效成分的分析錯(cuò)誤的是
【答案】D
【解析】A.H2O2可與NaClO發(fā)生反應(yīng):H2O2+ClO-=Cl-+O2↑+H2O,故A正確;B.可用Cl2與Ca(OH)2制備Ca(ClO)2:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,故B正確;C.由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可得:分子式為C8H9OCl,故C正確;
D.分子有三個(gè)對(duì)稱軸,分子中只有一種環(huán)境的碳,故D錯(cuò)誤;故選D。
7.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)室氯氣的制備、收集、性質(zhì)檢驗(yàn)及尾氣處理的裝置中,錯(cuò)誤的是( )

A.制備Cl2 B.收集Cl2 C.驗(yàn)證Cl2具有氧化性 D.吸收Cl2尾氣
【答案】A
【解析】A.用MnO2和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)可制備出氯氣,反應(yīng)時(shí),濃鹽酸盛放在分液漏斗中,分液漏斗是帶旋塞的,圖中的漏斗沒有旋塞,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.收集氯氣可采用向上排空氣法或排飽和食鹽水法,飽和食鹽水可以降低氯氣在水中的溶解,并且一定要注意由短管進(jìn)氣,B項(xiàng)正確;C.氯氣可將KI溶液中的I-氧化為碘單質(zhì),從而使淀粉變藍(lán),因此該裝置可用于驗(yàn)證氯氣的氧化性,C項(xiàng)正確;D.氯氣有毒,可以利用NaOH溶液對(duì)其進(jìn)行吸收,D項(xiàng)正確;答案選A。
8.某小組比較Cl-、Br-、I- 的還原性,實(shí)驗(yàn)如下:
下列對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析不合理的是
A.實(shí)驗(yàn)1中,白煙是NH4ClB.根據(jù)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2判斷還原性:Br->Cl-
C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)3判斷還原性:I->Br-D.上述實(shí)驗(yàn)利用了濃H2SO4的強(qiáng)氧化性、難揮發(fā)性等性質(zhì)
【答案】C
【解析】實(shí)驗(yàn)1,試管口揮發(fā)出的氯化氫氣體與濃氨水揮發(fā)出的氨氣反應(yīng)生成白煙氯化銨,故A合理;實(shí)驗(yàn)1溶液顏色無(wú)明顯變化說(shuō)明濃硫酸不能氧化氯離子,實(shí)驗(yàn)2溶液變黃說(shuō)明濃硫酸能氧化溴離子,所以判斷還原性:Br->Cl-,故B合理;②中溶液含有濃硫酸和溴單質(zhì),加入碘化鈉生成碘單質(zhì),可能是濃硫酸把碘離子氧化為碘單質(zhì),不能得出還原性I->Br-的結(jié)論,故C不合理;實(shí)驗(yàn)1體現(xiàn)濃硫酸的難揮發(fā)性、實(shí)驗(yàn)2體現(xiàn)濃硫酸的氧化性,故D合理;選C。
9.Cl2O是黃棕色具有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體,是一種強(qiáng)氧化劑,易溶于水且會(huì)與水反應(yīng)生成次氯酸,與有機(jī)物、還原劑接觸或加熱時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒并爆炸。制取Cl2O的裝置如圖所示。
已知:Cl2O的熔點(diǎn)為-116℃,沸點(diǎn)為3.8℃,Cl2的沸點(diǎn)為-34.6℃;HgO+2Cl2=HgCl2+Cl2O
下列說(shuō)法不正確的是( )
A.裝置②、③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水和濃硫酸
B.通入干燥空氣的目的是將生成的Cl2O稀釋減少爆炸危險(xiǎn)
C.從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2O
D.裝置④與⑤之間不用橡皮管連接,是為了防止橡皮管燃燒和爆炸
【答案】C
【解析】A. 制取Cl2O需要干燥純凈的氯氣,所以②③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水和濃硫酸,以保證進(jìn)入④的Cl2中無(wú)水,A正確;B. 高濃度的Cl2O易爆炸,所以通入干燥空氣可以將生成的Cl2O進(jìn)行稀釋,以減少爆炸危險(xiǎn),B正確;C. 由物質(zhì)的沸點(diǎn)可知,裝置⑤用液氨降溫冷卻分離出Cl2O,逸出的氣體是空氣及過(guò)量Cl2,C錯(cuò)誤;D. Cl2O與有機(jī)物接觸會(huì)發(fā)生燃燒并爆炸,則裝置④與⑤之間不能用橡皮管連接,是為了防止橡皮管燃燒和爆炸,D正確;故合理選項(xiàng)是C。
10.某研究小組為了探究NaClO溶液的性質(zhì),設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn),并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
則以下判斷不正確的是
A.實(shí)驗(yàn)①:發(fā)生的反應(yīng)為Ag++ClO-+H2O=AgCl↓+2OH-B.實(shí)驗(yàn)②:無(wú)色氣體為O2
C.實(shí)驗(yàn)③:還原性強(qiáng)弱順序Fe2+>Cl-D.實(shí)驗(yàn)④:ClO-與Al3+的水解相互促進(jìn)
【答案】A
【解析】A、根據(jù)水解原理可知NaClO溶液與飽和Ag2SO4溶液反應(yīng):2Ag++2ClO-+H2O=Ag2O↓+2HClO,A錯(cuò)誤;B、醋酸酸性大于次氯酸,所以NaClO溶液與CH3COOH溶液反應(yīng)生成次氯酸,次氯酸光照分解成氧氣,B正確;C、ClO-具有氧化性,F(xiàn)e2+具有還原性,被氧化為Fe3+,遇KSCN溶液,溶液變紅,所以還原性Fe2+>Cl-,C正確;D、NaClO溶液水解顯堿性,AlCl3溶液水解顯酸性,二者混合相互促進(jìn)水解,D正確;答案選A。
11.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、IO3-在一定條件下可發(fā)生如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說(shuō)法不正確的是
A.用淀粉-KI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12>IO3->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2:5
D.途徑Ⅲ反應(yīng)的離子方程式:3C12+I-+3H2O=6C1-+IO3-+6H+
【答案】C
【解析】
A. 碘食鹽中的碘元素主要以KIO3的形式存在,IO3-和I-在酸性條件下可生成I2,I2遇淀粉變藍(lán),A正確;
B. 由圖途徑Ⅲ可知,Cl2可將I-氧化為IO3-,氧化性Cl2>IO3-,途徑Ⅱ可知IO3-可被還原為I2,氧化性為IO3->I2,則氧化性的強(qiáng)弱順序?yàn)镃l2>IO3->I2,B正確;
C. 生產(chǎn)1ml碘,途徑I中-1價(jià)碘轉(zhuǎn)變?yōu)?價(jià)碘,需要轉(zhuǎn)移2ml電子,途徑Ⅱ中+5價(jià)碘轉(zhuǎn)變?yōu)?價(jià)碘,需要轉(zhuǎn)移10ml電子,故轉(zhuǎn)移電子數(shù)目之比為1:5,C錯(cuò)誤;
D. 途徑Ⅲ中Cl2可將I-氧化為IO3-,而氯氣被還原為Cl-,根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒,反應(yīng)的離子方程式為:3Cl2+I-+3H2O=6Cl-+IO3-+6H+,D正確;答案選C。
12.ClO2與Cl2的氧化性相近,在自來(lái)水消毒和果蔬保鮮等方面應(yīng)用廣泛。某興趣小組通過(guò)圖1裝置(夾持裝置略)對(duì)其制備、吸收、釋放和應(yīng)用進(jìn)行了研究。
(1)儀器D的名稱是____。安裝F中導(dǎo)管時(shí),應(yīng)選用圖2中的_____。
(2)打開B的活塞,A中發(fā)生反應(yīng):2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。為使ClO2在D中被穩(wěn)定劑充分吸收,滴加稀鹽酸的速度宜____(填“快”或“慢”)。
(3)關(guān)閉B的活塞,ClO2在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO2,此時(shí)F中溶液的顏色不變,則裝置C的作用是_____。
(4)已知在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO2,該反應(yīng)的離子方程式為____,在ClO2釋放實(shí)驗(yàn)中,打開E的活塞,D中發(fā)生反應(yīng),則裝置F的作用是______。
(5)已吸收ClO2氣體的穩(wěn)定劑Ⅰ和穩(wěn)定劑Ⅱ,加酸后釋放ClO2的濃度隨時(shí)間的變化如圖3所示。若將其用于水果保鮮,你認(rèn)為效果較好的穩(wěn)定劑是_______,原因是_________。
【答案】(1)錐形瓶 b (2) 慢
吸收Cl2
4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O 驗(yàn)證是否有ClO2生成
穩(wěn)定劑Ⅱ 穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO2,能較長(zhǎng)時(shí)間維持保鮮所需的濃度
【解析】
(1)根據(jù)儀器特征,儀器D的名稱是錐形瓶;根據(jù)操作分析,F(xiàn)裝置應(yīng)是Cl2和KI反應(yīng),所以應(yīng)該長(zhǎng)管進(jìn)氣,短管出氣,答案選b。
(2)為使ClO2在D中被穩(wěn)定劑充分吸收,滴加稀鹽酸的速度要慢。
(3)F裝置中能發(fā)生Cl2+2KI=2KCl+I2,碘遇淀粉變藍(lán),所以若F中溶液的顏色若不變,說(shuō)明沒有氯氣,則裝置C的作用是吸收Cl2。
(4)在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO2,根據(jù)化合價(jià)升降相等和電荷守恒以及原子守恒配平,該反應(yīng)的離子方程式為4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O;在ClO2釋放實(shí)驗(yàn)中,打開E的活塞,D中發(fā)生反應(yīng),則裝置F的作用是驗(yàn)證是否有ClO2生成。
(5)根據(jù)圖3可知,穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO2,能較長(zhǎng)時(shí)間維持保鮮所需的濃度,所以穩(wěn)定劑Ⅱ好。
13.某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)裝置,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究KMnO4與濃鹽酸的反應(yīng)。
[實(shí)驗(yàn)1]設(shè)計(jì)如圖1所示裝置,并驗(yàn)證氯氣的漂白性。
(1)高錳酸鉀與濃鹽酸的反應(yīng)中,濃鹽酸表現(xiàn)出的性質(zhì)是_________;若實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為___________。
(2)利用裝置C驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性,則裝置中I、II、III處依次放入的物質(zhì)可能是__________________。
[實(shí)驗(yàn)2]設(shè)計(jì)如圖2所示裝置,左側(cè)燒杯中加入100 mL由2.00 ml·L-1 KMnO4和6 ml·L-1 H2SO4組成的混合溶液,右側(cè)燒杯中加入100 mL 5.00 ml·L-1 BaCl2溶液,鹽橋選擇KNO3瓊脂。
(3)若用98%的濃硫酸(密度為1.84 g·cm-3)配制500 mL 6 ml·L-1的稀硫酸時(shí),除了需用到玻璃棒、燒杯、量筒之外,還必須用到的玻璃儀器為____________;下列操作會(huì)導(dǎo)致所配溶液濃度偏小的是________(填字母)。
A.容量瓶?jī)?nèi)壁附有水珠卻未干燥處理 B.加水定容時(shí)俯視刻度線
C.顛倒搖勻后發(fā)現(xiàn)凹液面低于刻度線又加水補(bǔ)足 D.稀釋過(guò)程中有少量液體濺出燒杯外
(4)左側(cè)燒杯中石墨電極上的電極反應(yīng)式為________;鹽橋中的K+移向____ (填“左”或“右”)側(cè)燒杯的溶液中。
(5)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),其他條件不變,改用10.0 ml·L-1 H2SO4時(shí),生成氯氣的速率比使用6 ml·L-1 H2SO4時(shí)快且產(chǎn)生的氣體體積更大,其可能的原因是______________________________。
【答案】(1)酸性、還原性 0.2NA
濕潤(rùn)的有色布條、無(wú)水氯化鈣、干燥的有色布條
500mL容量瓶、膠頭滴管 CD
MnO+5e-+8H+=Mn2++4H2O 左
氫離子濃度大,KMnO4的氧化性增強(qiáng),反應(yīng)速率快能氧化更多的氯離子
【解析】[實(shí)驗(yàn)1](1)高錳酸鉀和濃鹽酸制備Cl2的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,HCl中有一部分Cl的化合價(jià)升高,生成了Cl2,體現(xiàn)出了還原性;有一部分化合價(jià)沒有變化,形成了KCl和MnCl2,體現(xiàn)出了酸性;根據(jù)化學(xué)方程式生成5mlCl2轉(zhuǎn)移10ml電子,若產(chǎn)生的了2.24L即0.1mlCl2,則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2ml,其數(shù)目為0.2NA;
(2)裝置A生成Cl2,利用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl,經(jīng)過(guò)B裝置的氯氣中含有水蒸氣,因此先經(jīng)過(guò)濕潤(rùn)的有色布條,再干燥,在經(jīng)過(guò)干燥的有色布條;因此I為濕潤(rùn)的有色布條,Ⅲ為干燥的有色布條,Ⅱ?yàn)闊o(wú)水氯化鈣,用于干燥Cl2;
[實(shí)驗(yàn)2](3)用濃硫酸配制一定物質(zhì)的量濃度的硫酸時(shí),量取濃硫酸時(shí)需要量筒,濃硫酸稀釋時(shí),需要燒杯和玻璃棒;轉(zhuǎn)移時(shí),需要500mL容量瓶,定容時(shí)需要膠頭滴管;因此還需要的玻璃儀器有500mL容量瓶、膠頭滴管;A.容量瓶?jī)?nèi)壁有水珠未干燥,對(duì)溶液中的硫酸的物質(zhì)的量和溶液的體積均無(wú)影響,濃度不變,A不符合題意;B.加水定容時(shí),俯視刻度線,體積偏小,硫酸的濃度偏大,B不符合題意;C.顛倒搖勻后,凹液面低于刻度線又補(bǔ)加水,相當(dāng)于稀釋,所配溶液濃度偏小,C符合題意;D.稀釋過(guò)程中,有少量液體濺出,則容量瓶溶液中的溶質(zhì)減小,所配溶液濃度偏小,D符合題意;答案選CD;
(4)利用原電池制備Cl2,左側(cè)加入的KMnO4和H2SO4,KMnO4得到電子轉(zhuǎn)化為Mn2+,其電極反應(yīng)式為MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O;在原電池中,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),左側(cè)KMnO4得到電子發(fā)生還原反應(yīng),則左側(cè)的石墨電極為正極,則K+向左移動(dòng);
(5)在一般情況下,酸性越強(qiáng),氧化性越強(qiáng);硫酸的濃度越大,氫離子濃度越大,高錳酸鉀的氧化性越強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率越快,能氧化更多的氯離子。
1.(2020·新課標(biāo)Ⅱ)化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料,又是高效、廣譜的滅菌消毒劑?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)氯氣是制備系列含氯化合物的主要原料,可采用如圖(a)所示的裝置來(lái)制取。裝置中的離子膜只允許______離子通過(guò),氯氣的逸出口是_______(填標(biāo)號(hào))。
(2)次氯酸為一元弱酸,具有漂白和殺菌作用,其電離平衡體系中各成分的組成分?jǐn)?shù)δ[δ(X)=,X為HClO或ClO?]與pH的關(guān)系如圖(b)所示。HClO的電離常數(shù)Ka值為______。
(3)Cl2O為淡棕黃色氣體,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來(lái)制備,該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學(xué)方程式為______。
(4)ClO2常溫下為黃色氣體,易溶于水,其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡騰片”,能快速溶于水,溢出大量氣泡,得到ClO2溶液。上述過(guò)程中,生成ClO2的反應(yīng)屬于歧化反應(yīng),每生成1 ml ClO2消耗NaClO2的量為_____ml;產(chǎn)生“氣泡”的化學(xué)方程式為____________。
(5)“84消毒液”的有效成分為NaClO,不可與酸性清潔劑混用的原因是______(用離子方程式表示)。工業(yè)上是將氯氣通入到30%的NaOH溶液中來(lái)制備NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%,則生產(chǎn)1000 kg該溶液需消耗氯氣的質(zhì)量為____kg(保留整數(shù))。
【答案】 (1). Na+
(2). a
(3). 10?7.5 2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O
(4). 1.25 NaHCO3+NaHSO4=CO2↑+Na2SO4+H2O
(5). ClO?+Cl?+2H+=Cl2↑+ H2O 203
【解析】
(1)電解飽和食鹽水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑,陽(yáng)極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,氯氣從a口逸出,陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,產(chǎn)生OH?與通過(guò)離子膜的Na+在陰極室形成NaOH;
由圖pH=7.5時(shí),c(HClO)=c(ClO?),HClO的Ka==c(H+)=10?7.5;
(3)Cl2歧化為Cl2O和Cl?,HgO和氯氣反應(yīng)的方程式為:2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O;
(4)5ClO2-+4H+=4ClO2+Cl-+2H2O,每生成1mlClO2,消耗NaClO2為 =1.25ml;碳酸氫鈉和硫酸氫鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳,方程式為:NaHCO3+NaHSO4=Na2SO4+H2O+CO2↑;
(5)“84”中的NaClO、NaCl和酸性清潔劑混合后發(fā)生歸中反應(yīng),離子方程式為:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;設(shè)氯氣為xkg,則消耗的NaOH為kg,原氫氧化鈉質(zhì)量為+1000Kg×0.01,由NaOH質(zhì)量守恒:原溶液為1000Kg?x,則Kg+1000Kg×0. 01=(1000Kg?x)×0.3,解得x=203Kg。
2.(2020全國(guó)3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)室中利用下圖裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO,探究其氧化還原性質(zhì)。
回答下列問(wèn)題:
(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________,可選用試劑________(填標(biāo)號(hào))。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(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尤隒Cl4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”)。
【答案】(1)圓底燒瓶 飽和食鹽水
水浴加熱 Cl2+2OH?=ClO?+Cl?+H2O 避免生成NaClO3
吸收尾氣(Cl2) AC
過(guò)濾 少量(冷)水洗滌
紫 小于
【解析】
(1)根據(jù)盛放MnO2粉末的儀器結(jié)構(gòu)可知該儀器為圓底燒瓶;a中盛放飽和食鹽水除去氯氣中混有的HCl氣體;
(2)根據(jù)裝置圖可知盛有KOH溶液的試管放在盛有水的大燒杯中加熱,該加熱方式為水浴加熱;c中氯氣在NaOH溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉,結(jié)合元素守恒可得離子方程式為Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O;根據(jù)氯氣與KOH溶液的反應(yīng)可知,加熱條件下氯氣可以和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成氯酸鹽,所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3;
(3)氯氣有毒,所以d裝置的作用是吸收尾氣(Cl2);
A.Na2S可以將氯氣還原成氯離子,可以吸收氯氣,故A可選;
B.氯氣在NaCl溶液中溶解度很小,無(wú)法吸收氯氣,故B不可選;
C.氯氣可以Ca(OH)2或濁液反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣,故C可選;
D.氯氣與硫酸不反應(yīng),且硫酸溶液中存在大量氫離子會(huì)降低氯氣的溶解度,故D不可選;
綜上所述可選用試劑AC;
(4)b中試管為KClO3和KCl的混合溶液,KClO3的溶解度受溫度影響更大,所以將試管b中混合溶液冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、少量(冷)水洗滌、干燥,得到KClO3晶體;
(5)1號(hào)試管溶液顏色不變,2號(hào)試管溶液變?yōu)樽厣f(shuō)明1號(hào)試管中氯酸鉀沒有將碘離子氧化,2號(hào)試管中次氯酸鈉將碘離子氧化成碘單質(zhì),即該條件下KClO3的氧化能力小于NaClO;碘單質(zhì)更易溶于CCl4,所以加入CCl4振蕩,靜置后CCl4層顯紫色。
3.[2019新課標(biāo)Ⅰ] 固體界面上強(qiáng)酸的吸附和離解是多相化學(xué)在環(huán)境、催化、材料科學(xué)等領(lǐng)域研究的重要課題。下圖為少量HCl氣體分子在253 K冰表面吸附和溶解過(guò)程的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.冰表面第一層中,HCl以分子形式存在
B.冰表面第二層中,H+濃度為5×10?3 ml·L?1(設(shè)冰的密度為0.9 g·cm?3)
C.冰表面第三層中,冰的氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保持不變
D.冰表面各層之間,均存在可逆反應(yīng)HClH++Cl?
【答案】D
【解析】由示意圖可知,在冰的表面第一層主要為氯化氫的吸附,第二層中氯化氫溶于水中并發(fā)生部分電離,第三層主要是冰,與氯化氫的吸附和溶解無(wú)關(guān)。
A項(xiàng)、由圖可知,冰的表面第一層主要為氯化氫的吸附,氯化氫以分子形式存在,故A正確;
B項(xiàng)、由題給數(shù)據(jù)可知,冰的表面第二層中氯離子和水的個(gè)數(shù)比為10—4:1,第二層中溶解的氯化氫分子應(yīng)少于第一層吸附的氯化氫分子數(shù),與水的質(zhì)量相比,可忽略其中溶解的氯化氫的質(zhì)量。設(shè)水的物質(zhì)的量為1ml,則所得溶液質(zhì)量為18g/ml×1ml=18g,則溶液的體積為×10—3L/ml=2.0×10—2L,由第二層氯離子和水個(gè)數(shù)比可知,溶液中氫離子物質(zhì)的量等于氯離子物質(zhì)的量,為10—4ml,則氫離子濃度為=5×10—3ml/L,故B正確;
C項(xiàng)、由圖可知,第三層主要是冰,與氯化氫的吸附和溶解無(wú)關(guān),冰的氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保持不變,故C正確;D項(xiàng)、由圖可知,只有第二層存在氯化氫的電離平衡HClH++Cl—,而第一層和第三層均不存在,故D錯(cuò)誤。故選D。
4.[2016·上海]向新制氯水中加入少量下列物質(zhì),能增強(qiáng)溶液漂白能力的是
A.碳酸鈣粉末 B.稀硫酸 C.氯化鈣溶液 D.二氧化硫水溶液
【答案】A
【解析】在氯水中存在反應(yīng):Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若反應(yīng)使溶液中c(HClO)增大,則溶液的漂白性會(huì)增強(qiáng)。A.由于酸性HCl>H2CO3>HClO,所以向溶液中加入碳酸鈣粉末,會(huì)發(fā)生反應(yīng):2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑,使化學(xué)平衡正向移動(dòng),導(dǎo)致c(HClO)增大,則溶液的漂白性會(huì)增強(qiáng),正確;B.若加入稀硫酸,使溶液中c(H+)增大,平衡逆向移動(dòng),溶液的漂白性減弱,錯(cuò)誤;C.加入氯化鈣溶液,不能發(fā)生反應(yīng),溶液的水對(duì)氯水起稀釋作用,使溶液的漂白性減弱,錯(cuò)誤;D.加入二氧化硫的水溶液,電離產(chǎn)生氫離子,使化學(xué)平衡逆向移動(dòng),溶液的漂白性減弱,錯(cuò)誤。
5.[2016·新課標(biāo)III]化學(xué)在生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是
【答案】B
【解析】A、硫酸鋁和碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀、硫酸鈉和二氧化碳,能滅火,故說(shuō)法正確;B、氯化鐵和銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅,說(shuō)明銅的還原性強(qiáng)于亞鐵離子,不能說(shuō)明鐵的金屬性比銅強(qiáng),故說(shuō)法錯(cuò)誤;C、次氯酸具有強(qiáng)氧化性,能漂白,故說(shuō)法正確;D、氟化氫和二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水,可以刻蝕玻璃,故說(shuō)法正確。
6.[2015·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ]海水開發(fā)利用的部分過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴
B.粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過(guò)程提純
C.工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑
D.富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴,再用SO2將其還原吸收
【答案】C
【解析】Cl2能夠置換Br2:Cl2+2Br-2Cl-+Br2,A項(xiàng)正確;粗鹽通過(guò)重結(jié)晶可以除去其中的易溶且溶解度受溫度影響大的雜質(zhì),通過(guò)加入除雜試劑,可以除去其他易溶的雜質(zhì),B項(xiàng)正確;工業(yè)上用氨水或氨氣作為沉淀劑,NaOH作為沉淀劑,成本較高,C項(xiàng)錯(cuò)誤;用水蒸氣和空氣將Br2吹出,然后用SO2吸收濃縮提純,D項(xiàng)正確。
7.[2015·北京]某消毒液的主要成分為NaClO,還含有一定量的NaOH。下列用來(lái)解釋事實(shí)的方程式中,不合理的是(已知:飽和NaClO溶液的pH約為11)
A.該消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制備:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O
B.該消毒液的pH約為12:ClO-+H2OHClO+OH-
C.該消毒液與潔廁靈(主要成分為HCl)混用,產(chǎn)生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO-Cl2↑+H2O
D.該消毒液加白醋生成HClO,可增強(qiáng)漂白作用:CH3COOH+ClO-HClO+CH3COO-
【答案】B
【解析】已知飽和NaClO溶液的pH約為11,這是由于ClO-的水解,而該消毒液的pH約為12,主要是因?yàn)槠渲泻幸欢康腘aOH,B項(xiàng)錯(cuò)誤。
顏色
狀態(tài)
氣味
密度
毒性
溶解性
黃綠色
氣態(tài)
刺激性
比空氣大
有毒
可溶于水
反應(yīng)現(xiàn)象
化學(xué)方程式
Na+Cl2
劇烈燃燒,黃色火焰,大量白煙
2Na+Cl22NaCl
Fe+Cl2
劇烈燃燒,棕褐色煙
2Fe+3Cl22FeCl3
Cu+Cl2
劇烈燃燒,棕色煙,加水,溶液呈藍(lán)綠色
Cu+Cl2CuCl2
包裝
鋼瓶
儲(chǔ)運(yùn)要求
遠(yuǎn)離金屬粉末、氨、烴類、醇類物質(zhì);設(shè)置氯氣檢測(cè)儀
泄漏處理
NaOH、NaHSO3溶液吸收
選項(xiàng)
a
b
c
d

干燥的有色布條
干燥的有色布條
濕潤(rùn)的有色布條
濕潤(rùn)的有色布條

堿石灰
硅膠
濃硫酸
無(wú)水氯化鈣

濕潤(rùn)的有色布條
濕潤(rùn)的有色布條
干燥的有色布條
干燥的有色布條
A.雙氧水
B.漂白粉
C.滴露
D.強(qiáng)氯精
有效成分
H2O2
Ca(ClO)2
分析
可與NaClO發(fā)生反應(yīng)
可用Cl2與Ca(OH)2制備
分子式為
C8H9OCl
分子中有2種環(huán)境的碳原子
實(shí)驗(yàn)1
實(shí)驗(yàn)2
實(shí)驗(yàn)3
裝置
現(xiàn)象
溶液顏色無(wú)明顯變化;把蘸濃氨水的玻璃棒靠近試管口,產(chǎn)生白煙
溶液變黃;把濕KI淀粉試紙靠近試管口,變藍(lán)
溶液變深紫色;經(jīng)檢驗(yàn)溶液含單質(zhì)碘
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
滴管試劑
試管試劑
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

0.2 ml/L
NaClO溶液
飽和Ag2SO4溶液
產(chǎn)生白色沉淀

CH3COOH溶液
光照管壁有無(wú)色氣泡

0.2ml/LFeSO4酸性溶液和KSCN溶液
溶液變紅

0.2ml/L的AlCl3溶液
產(chǎn)生白色沉淀
化學(xué)性質(zhì)
實(shí)際應(yīng)用
A
Al2(SO4)3和小蘇打反應(yīng)
泡沫滅火器滅火
B
鐵比銅金屬性強(qiáng)
FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板
C
次氯酸鹽具有氧化性
漂白粉漂白織物
D
HF與SiO2反應(yīng)
氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記

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