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氯及其重要化合物
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共9小题,每小题5分,共45分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2015南昌模拟)下面有关氯气的叙述正确的是( )
A.氯气可使湿润的红布条退色,所以氯气具有漂白性
B.在通常情况下,氯气可以和任何金属直接化合
C.氯气没有漂白性,但通入品红溶液中,品红会退色
D.氯气是黄绿色气体,闻其气味时要小心将集气瓶放在鼻孔下直接闻
答案:C
解析:使布条退色的是HClO而不是氯气,A项错误;在点燃条件下,氯气能和大多数金属反应,B项错误;闻气体时,要用手轻轻在瓶口扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔,D项错误。
2.(2015山东日照模拟)下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.FeCl3 D.AlCl3
答案:D
解析:铜与盐酸不反应;铁与氯气反应生成FeCl3,而与盐酸反应生成FeCl2。
3.(2016山东淄博模拟)25 ℃时,下列关于饱和氯水的叙述中正确的是( )
A.在饱和氯水中加入CaCO3,溶液的pH变小
B.在饱和氯水中通入SO2气体,溶液的pH变大
C.在饱和氯水中通入H2S气体,H2S与HClO反应Cl2+H2OHCl+HClO正向进行
D.在饱和氯水中c(H+)>c(Cl-)>c(ClO-)
答案:D
解析:加入CaCO3与H+反应,所以酸性减弱,pH变大,A项错误;依据SO2+Cl2+2H2OS+2Cl-+4H+可知B项错误;H2S与Cl2、HClO均反应,但氯水中Cl2的质量分数更高,是主要成分,所以应以Cl2的浓度减小进行分析,C项错误;由Cl2+H2OHCl+HClO、HClH++Cl-、HClOH++ClO-可知c(H+)最大、c(ClO-)最小,D项正确。
4.(2015山东德州模拟)一定条件下,等物质的量的下列物质分别与足量的浓盐酸反应,产生Cl2的物质的量最多的是( )
A.MnO2 B.KClO3
C.KMnO4 D.Ca(ClO)2
答案:B
解析:物质的量相等时,氧化剂得电子越多,产生Cl2的物质的量越多。MnO2Mn2+得2 mol e-;ClCl得5 mol e-;MnMn2+得5 mol e-;2ClO-2Cl得2 mol e-;KClO3本身提供氯,产生Cl2最多。
5.(2015河南南阳模拟)某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。
下列说法正确的是( )
A.Ⅰ图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗完
B.Ⅱ图中:生成蓝色的烟
C.Ⅲ图中:量筒中发生了加成反应
D.Ⅳ图中:湿润的有色布条能退色,将硫酸滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有Cl2生成〚导学号95380189〛
答案:D
解析:MnO2只能与浓盐酸反应,当盐酸变稀后就不能反应,A项错误;铜丝在Cl2中燃烧生成大量棕黄色的烟,B项错误;CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应,C项错误。
6.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
答案:D
解析:氯水中存在三种分子:Cl2、HClO、H2O,四种离子:H+、Cl-、ClO-、OH-。氯水的颜色是氯气分子表现出来的,A项正确;滴加硝酸银溶液,银离子与氯离子反应生成氯化银白色沉淀,B项正确;加入碳酸氢钠粉末,氢离子与碳酸氢根离子反应放出二氧化碳气体,C项正确;向氯化亚铁中加入氯水,发生反应2FeCl2+Cl22FeCl3,D项错误。
7.(2015江西上饶模拟)饱和氯水与石灰石反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。某兴趣小组进行了如下实验探究:①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20 mL饱和氯水(如图所示),充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色退去;②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现滤液比氯水的漂白性更强;③为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;第三份滤液加热,看到滤液变浑浊且有大量无色气体产生。经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2。依据上述实验可推知:滤液中的溶质除CaCl2、HClO外,还有( )
A.Ca(ClO)2 B.CaCO3
C.Ca(HCO3)2 D.CaO
答案:C
解析:饱和氯水与石灰石反应的原理为Cl2+H2OHCl+HClO,2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑。但是石灰石过量,会产生Ca(HCO3)2,③中溶液与石灰水混合会产生大量白色沉淀,该沉淀为CaCO3,与稀盐酸混合产生大量无色气体,该气体只能为CO2;加热滤液,滤液变浑浊且有大量无色气体,再次验证滤液中含有Ca(HCO3)2。
8.(2015河南南阳模拟)有关氯气和氯水性质的叙述正确的是( )
A.使湿润KI淀粉试纸变蓝色的气体一定为氯气
B.饱和氯水久置时Cl-增多、水分子减少
C.过量的铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁
D.可用pH试纸测定氯水的pH〚导学号95380190〛
答案:B
解析:能使KI淀粉试纸变蓝色的气体可以是Cl2,也可以是其他氧化性气体,A项错误;无论Cl2是否过量,与铁反应时均生成FeCl3,C项错误;氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,2HClO2HCl+O2↑,久置时H2O减少,Cl-增多,HClO有强氧化性,使有色物质退色,故B项正确,D项错误。
9.实验室制取氯气时,下列溶液不能用于吸收残余氯气的是( )
A.NaOH溶液 B.浓硫酸
C.FeCl2溶液 D.Na2CO3溶液
答案:B
解析:NaOH与Na2CO3两溶液均显碱性,都与Cl2反应,故能吸收残余Cl2;FeCl2溶液与Cl2发生的反应为2FeCl2+Cl22FeCl3,也能吸收Cl2。
二、非选择题(本题共4个小题,共55分)
10.(10分)工业上用Cl2和碱制漂白粉、漂粉精及漂白液。请回答下面的问题:
(1)工业上将氯气制成漂白粉的主要目的是 ,制漂白粉的主要反应的化学方程式是 。
(2)下列物质露置在空气中会变质,在变质过程中既有非氧化还原反应发生,又有氧化还原反应发生的是 。
A.生石灰
B.漂白粉
C.NaOH
D.Na2SO3
(3)用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是 。
①HCl ②O2
③CO2 ④H2O(g)
答案:(1)漂白粉比HClO稳定,且便于贮存和运输
2Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(2)B (3)①③④
解析:(1)Cl2与碱反应生成氯化物和次氯酸盐,漂白粉比HClO稳定,便于贮存和运输。(2)漂白粉露置于空气中会吸收CO2,会发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,所以久置会变质。(3)贮存很久的漂白粉会生成CaCO3,与浓盐酸反应时生成CO2和H2O,且盐酸具有挥发性,故杂质气体有HCl、CO2和水蒸气。
11.(20分)分析下列实验,完成下列问题。
实验序号
实验方法
实验现象
结论
①
将氯水滴加到AgNO3溶液中
生成白色沉淀
②
将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
③
淀粉碘化钾试纸变蓝
氯水中
含有Cl2
④
将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中
氯水中
含有H+
(1)实验①得出的结论: 。
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”:② ;④ 。
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是
。
(4)根据实验②的“实验现象”,同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是:a. ;
b. 。请设计简单的实验证明哪一个是正确的:
。
(5)若将实验③中的淀粉碘化钾试纸换为pH试纸, (填“能”或“不能”)测出氯水的pH,为什么?
。
(6)若实验中使用的是久置的氯水,实验方法不变,对上述 实验现象无影响。
答案:(1)氯水中含有Cl-
(2)溶液退色 有气泡生成
(3)取一片淀粉KI试纸,置于表面皿(或玻璃片)上,用洁净的玻璃棒蘸取氯水,滴在试纸上
(4)氯水中含有H+,中和OH-使溶液退色 氯水中含有的HClO有漂白性,使溶液退色 向退色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性,若溶液不再显红色,证明b结论正确;若溶液显红色,则证明a结论正确
(5)不能 氯水含有HClO,能将pH试纸漂白为无色
(6)①②④
解析:(4)要从氯水的成分及性质分析:氯水中含有H+,显酸性,氯水中含有HClO,HClO具有漂白性。(6)久置的氯水就是盐酸,不含有HClO、Cl2。
12.(2015广东韶关模拟)(13分)某校兴趣小组用如图Ⅰ装置制取漂白液(气密性已检验,试剂已添加),并研究其相关性质。
实验操作和现象:打开分液漏斗的活塞,缓缓滴加一定量浓盐酸,点燃酒精灯;一段时间后,关闭分液漏斗的活塞,熄灭酒精灯。
(1)烧瓶中反应的化学方程式是
。
(2)饱和食盐水的作用是 。
(3)若用图Ⅱ装置收集多余的氯气,请在虚线框内画出该装置简图。
(4)修改方案后,该小组同学制得了较高浓度的NaClO溶液。他们把漂白液和滴有酚酞的红色Na2SO3溶液混合后,得到无色溶液。
提出猜想:
ⅰ.NaClO把Na2SO3氧化了
ⅱ.NaClO把酚酞氧化了
ⅲ.NaClO把Na2SO3和酚酞均氧化了
①下列实验方案中可以证明NaClO氧化了Na2SO3的是 (填序号)。
A.向混合后的溶液中加入过量盐酸
B.向混合后的溶液中加入过量盐酸,再加入氯化钡溶液
C.向混合后的溶液中加入过量硝酸,再加入硝酸银溶液
D.向混合后的溶液中加入氢氧化钡溶液,再加入过量盐酸
②为证明NaClO氧化了酚酞,可进行的实验是
。
〚导学号95380191〛
答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)除去Cl2中的HCl
(3)
(4)①BD
②向混合后的溶液中加入NaOH溶液,若溶液不变红说明酚酞已经被氧化,若溶液变红说明酚酞没有被氧化
解析:本题考查了Cl2的实验室制备、Cl2的性质及尾气吸收。由于产生的Cl2混有HCl,故通过饱和食盐水除去。制取漂白液的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。当漂白液和滴有酚酞的Na2SO3溶液混合后,漂白液既能氧化Na2SO3,又能氧化酚酞。若氧化了Na2SO3会生成Na2SO4,则可用Ba2+检验S,则B、D两项均正确。
13.(12分)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、S等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的 (填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的S,其原因是 [已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 mol2·L-2、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9 mol2·L-2]。
②该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有 (填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为
。
(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式:
(D)+24NaClO3+12H2SO4 ClO2↑+ CO2↑+18H2O+
(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的 倍。
答案:(1)①BaCl2
BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量C时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其他合理答案)
②H2、Cl2
2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
(2)1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO424ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4
(3)2.5
解析:(1)①食盐水的净化过程中试剂添加顺序为BaCl2—NaOH—Na2CO3—HCl(调pH=7)或NaOH—BaCl2—Na2CO3—HCl(调pH=7)。因BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq)而且Ksp(BaCO3)与Ksp(BaSO4)相差不大,故当C大量存在时会有部分BaSO4(s)转化为BaCO3(s)。②从工艺图知NaCl、H2、Cl2均可循环利用,其中属于单质的有H2、Cl2;发生器中的反应为2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。(2)原理为(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6(葡萄糖),C6H12O6作为还原剂还原NaClO3为ClO2,利用化合价升降法配平。
1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO424ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4
(3)该反应电子转移情况:Cl22Cl-、ClO2Cl-,由电子守恒知5Cl2~2ClO2,显然所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍。
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