氯及其化合物（解析版）

學(xué)而優(yōu)·教有方第06練氯及其化合物1．氯氣的實驗室制取流程及相應(yīng)原理氯氣的尾氣處理，用較濃的氫氧化鈉或石灰乳吸收尾氣。不能用澄清石灰水吸收處理氯氣，因為氫氧化鈣溶解度小，澄清石灰水只能吸收少量氯氣（即使飽和的澄清石灰水也不能用來吸收氯氣）。2．氯氣的工業(yè)生產(chǎn)原理：以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣、燒堿等產(chǎn)品的工業(yè)，是目前化學(xué)工業(yè)的重要支柱之一。3.氯氣的化學(xué)性質(zhì)(1)與金屬的反應(yīng)：氯氣在加熱條件下能與大多數(shù)金屬化合，生成高價態(tài)的金屬氯化物。(2)與非金屬反應(yīng)：與H2反應(yīng)方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl，反應(yīng)現(xiàn)象：H2在Cl2中能安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口有白霧。(3)氯氣與水的反應(yīng)：Cl2＋H2OHCl＋HClO。②次氯酸(HClO)是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱；次氯酸不穩(wěn)定，見光易分解，化學(xué)方程式：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。次氯酸具有強氧化性，可用于自來水的殺菌消毒，還可以用作漂白劑。(4)氯氣與堿的反應(yīng)①Cl2與NaOH溶液的反應(yīng)：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。該反應(yīng)可應(yīng)用于氯氣的尾氣處理和工業(yè)上制取漂白劑，漂白劑的有效成分為NaClO。②工業(yè)上制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分為：CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分為：Ca(ClO)2。漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO。漂白粉的保存：漂白粉應(yīng)密封、避光保存，并置于陰涼干燥處。4．新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)，在不同的化學(xué)反應(yīng)中，氯水中參與反應(yīng)的微粒不同。選擇題1．（2021·河北張家口市期末）下列有關(guān)Cl2的性質(zhì)及應(yīng)用的說法錯誤的是A．Cl2可用于對自來水的殺菌消毒B．加熱條件下，Cl2與過量Fe反應(yīng)生成FeCl3C．可用向下排空氣法收集Cl2D．工業(yè)上可用氯氣與石灰乳反應(yīng)制備漂白粉【答案】C【解析】A．Cl2有強氧化性，可殺菌消毒，A項正確；B．Cl2與鐵反應(yīng)生成FeCl3，和鐵的量無關(guān)，B項正確；C．Cl2密度大于空氣，應(yīng)用向上排空氣法收集，C項錯誤；D．工業(yè)上用氯氣和石灰乳或消石灰反應(yīng)制備漂白粉，D項正確；故選C。【點睛】氯氣和鐵反應(yīng)生成氯化鐵，即使鐵過量，在無水條件下，鐵也不能和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵。2．（2021·內(nèi)蒙古集寧新世紀(jì)中學(xué)）如圖所示裝置可以用來發(fā)生、洗滌、干燥、收集(不考慮尾氣處理)氣體。該裝置可用于A．二氧化錳和濃鹽酸生成氯氣 B．鋅和鹽酸生成氫氣C．碳酸鈣和鹽酸生成二氧化碳 D．KClO3和MnO2生成氧氣【答案】B【解析】A．二氧化錳和濃鹽酸生成氯氣，反應(yīng)需加熱，氯氣和水反應(yīng)，氯氣比空氣重應(yīng)用向上排氣法，故A錯誤；B．鋅和鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，制備、干燥及收集裝置均符合上述要求，故B正確；C．碳酸鈣和鹽酸生成二氧化碳，制備裝置符合，二氧化碳也可少量溶解于水，二氧化碳比空氣重，收集方法應(yīng)用向上排氣法，故C錯誤；D．KClO3和MnO2生成氧氣，反應(yīng)需加熱，生成的氧氣微溶于水，氧氣比空氣重，收集方法也不對，故D錯誤；故選：B。3．瑞典化學(xué)家舍勒在研究軟錳礦礦石時，把濃鹽酸和軟錳礦礦石混合加熱，意外得到了氯氣：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。關(guān)于該反應(yīng)的敘述不正確的是（）A．MnO2是氧化劑 B．氧化劑與還原劑的個數(shù)之比為1∶4C．MnO2被HCl還原 D．HCl具有還原性【答案】B【解析】A．反應(yīng)中Mn元素的化合價由+4價降至+2價，MnO2是氧化劑，A正確；B．該反應(yīng)中MnO2為氧化劑，HCl為還原劑，根據(jù)得失電子守恒，氧化劑與還原劑的個數(shù)比為1：2，B錯誤；C．MnO2得電子，HCl失電子，即MnO2被HCl還原，C正確；D．HCl中Cl元素的化合價由-1價升至0價，HCl具有還原性，D正確；故選B。4．（2021·濟南市·山東師范大學(xué)附中）現(xiàn)有鹽酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水，可用來區(qū)別它們的試劑是（）A．紫色石蕊試液 B．酚酞溶液 C．有色布條 D．AgNO3溶液【答案】A【解析】A．鹽酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水分別與紫色石蕊試液混合的現(xiàn)象為：溶液變紅、溶液為紫色、溶液變藍、先變紅后褪色，現(xiàn)象不同可鑒別，故A符合題意；B．酚酞溶液不能鑒別鹽酸、NaCl溶液、新制氯水，故B不符合題意；C．有色布條不能鑒別鹽酸、NaCl溶液、NaOH溶液，故C不符合題意；D．鹽酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水均與AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，不能鑒別，故D不符合題意；答案選A。5．（2021·濟南市·山東師范大學(xué)附中）用排飽和食鹽水法收集到一集氣瓶Cl2，用該瓶Cl2不能完成的實驗是（）A．探究Cl2是否有漂白性的實驗 B．探究Cl2溶解于NaOH的實驗C．探究H2在Cl2中燃燒的實驗 D．探究銅絲在Cl2中燃燒的實驗【答案】A【解析】用排飽和食鹽水法收集到一瓶Cl2，收集的氯氣中含有水蒸氣，氯氣與水反應(yīng)生成氯化氫和次氯酸。A．該氯氣中含有水蒸氣，要探究Cl2是否有漂白性的實驗應(yīng)先干燥氯氣，所以用該瓶Cl2不能完成的實驗，故A選；B．水蒸氣的存在對氯氣與氫氧化鈉的反應(yīng)不產(chǎn)生影響，所以可以完成實驗，B不選；C．少量水蒸氣的存在對氫氣在氯氣中的燃燒實驗不會產(chǎn)生影響，可以完成實驗，C不選；D．少量水蒸氣存在，不影響銅在氯氣中的燃燒實驗，可以完成實驗，D不選；故答案選A。6．（2021·金華市第八中學(xué)）下列關(guān)于氯水的敘述正確的是A．新制氯水中的微粒只含Cl2和H2OB．新制氯水可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色C．光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2D．新制氯水在密閉無色玻璃瓶中放置數(shù)天后酸性減弱【答案】B【解析】A．新制氯水中存在平衡：、，則氯水中含有的微粒有：氯氣分子、水分子、次氯酸分子、氫離子、氯離子、次氯酸根離子、水電離產(chǎn)生的氫氧根離子，A項錯誤；B．新制氯水中含有氫離子，可使藍色石蕊試紙變紅，新制氯水中的次氯酸具有漂白性，能使變紅的藍色石蕊試紙褪色，B項正確；C．次氯酸光照條件下分解生成和氧氣，化學(xué)方程式為：↑，無氯氣逸出，C項錯誤；D．新制氯水中存在平衡：，次氯酸光照條件下分解生成和氧氣，化學(xué)方程式為：↑，次氯酸是弱酸而是強酸，所以新制氯水在密閉無色玻璃瓶中放置數(shù)天后酸性將增強，D項錯誤；答案選B。7．（2021·河北正定中學(xué)高一月考）下列關(guān)于含氯消毒劑的解釋不正確的是A．“84”消毒液不能與潔廁靈混合使用：2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2OB．工業(yè)上將氯氣通入石灰乳制取漂白粉：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OC．氯水應(yīng)避光保存的原因是：2HClOH2O+Cl2↑D．氯氣意外發(fā)生泄漏，可用浸有一定濃度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，向高處轉(zhuǎn)移【答案】C【解析】A．84消毒液含NaClO，潔廁靈含HCl，兩者混用發(fā)生反應(yīng)NaClO+2HCl=Cl2↑+NaCl+H2O，A正確；B．工業(yè)上用Cl2與石灰乳反應(yīng)制漂白粉，B正確；C．次氯酸見光易分解，2HClO2HCl+O2↑，C錯誤；D．NaHCO3溶液具有弱堿性，能與氯氣反應(yīng)，處在該環(huán)境中，可用浸有一定濃度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，向高處轉(zhuǎn)移，D正確；故選C。8．（2021·黑龍江大慶實驗中學(xué)）某同學(xué)用以下裝置制備并檢驗Cl2的性質(zhì)。下列說法不正確的是（）A．Ⅰ圖：若MnO2過量，則濃鹽酸可全部消耗完B．Ⅱ圖：證明新制氯水具有酸性和漂白性C．Ⅲ圖：產(chǎn)生了棕黃色的煙D．Ⅳ圖：驗證Cl2無漂白性【答案】A【解析】A．二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，濃鹽酸變稀，二氧化錳不與稀鹽酸反應(yīng)，即使二氧化錳過量，鹽酸也不能全部消耗完，A錯誤；B．圖Ⅱ中溶液先變紅后褪色，不僅能證明新制氯水具有酸性，還可以證明新制氯水具有漂白性，B正確；C．銅絲在氯氣中燃燒，生成棕黃色的煙，C正確；D．氯氣沒有漂白性，不能使干燥有色布條褪色，圖Ⅳ中氯氣遇到濕潤有色布條與水反應(yīng)生成HClO，HClO具有漂白性，可使有色布條褪色，D正確；答案選A。9．（2021·吉林長春市·長春外國語學(xué)校高一期末）對于反應(yīng)KMnO4+HCl(濃)→KC1+MnCl2+Cl2↑+H2O（未配平），若有0.2molKMnO4參加反應(yīng)，下列說法不正確的是()A．還原劑與氧化劑之比為8：1 B．轉(zhuǎn)移1mol電子C．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物之比為5：2 D．濃鹽酸在反應(yīng)中表現(xiàn)了酸性和還原性【答案】A【分析】根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑得失電子數(shù)目相等可知反應(yīng)的方程式為2KMnO4+16HCl=2KC1+2MnCl2+5Cl2+8H2O，根據(jù)元素化合價的變化判斷氧化劑和還原劑以及電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目?！窘馕觥扛鶕?jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑得失電子數(shù)目相等可知反應(yīng)的方程式為2KMnO4+16HCl=2KC1+2MnCl2+5Cl2+8H2O。A.若有1molKMnO4參加反應(yīng)，有8molHCl參加反應(yīng)，其中有5molHCl被氧化，氧化劑與還原劑之比為1:5，故A錯誤。B.轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為，故B正確；C.氧化產(chǎn)物為Cl2,還原產(chǎn)物為MnCl2，物質(zhì)的量之比為5:2，故C正確；D.濃鹽酸被氧化成氯氣表現(xiàn)為還原性，氫離子參與反應(yīng)生成水表現(xiàn)為酸性，故D正確；故答案選：A。10．（2021·吉林長春市·長春外國語學(xué)校高一期末）某學(xué)習(xí)小組擬用手持技術(shù)對新制飽和氯水進行檢測，下列圖像變化最有可能是其檢測結(jié)果的是()A．圖1表示氯水氫離子濃度隨時間的變化B．圖2表示溶液中氯離子濃度隨時間的變化C．圖3表示氯水的電導(dǎo)率隨時間的變化D．圖4表示液面上方氧氣體積分?jǐn)?shù)隨時間的變化【答案】C【分析】飽和氯水中存在如下平衡：①Cl2+H2O?H++Cl-+HClO；②HClO?H++ClO-，HClO不穩(wěn)定分解：2HClO2HCl+O2↑，氧氣體積分?jǐn)?shù)不斷增大，而隨著HClO的分解，水中的Cl2+H2O?HClO+HCl平衡會向左移動，最終會變?yōu)辂}酸，溶液pH不斷減小，所以當(dāng)溶液的體積不變，溶液中的離子隨著飽和氯水變?yōu)辂}酸，離子濃度逐漸增大，溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度成正比，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．氯水中存在：Cl2+H2O?H++Cl-+HClO、HClO?H++ClO-，HClO不穩(wěn)定分解：2HClO2HCl+O2↑，隨著HClO的分解，水中的Cl2+H2O?HClO+HCl平衡會向左移動，最終會變?yōu)辂}酸，氫離子濃度不斷增大，故A錯誤；B．隨著HClO的分解，水中的Cl2+H2O?HClO+HCl平衡會向左移動，氯離子濃度不斷增大，故B錯誤；C．溶液中離子濃度增大，溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度成正比，電導(dǎo)率不斷增大，最終會變?yōu)辂}酸，電導(dǎo)率不變，故C正確；D．次氯酸分解生成氧氣，氧氣體積分?jǐn)?shù)不斷增大，故D錯誤；故答案為C。11．如圖中a、b、c、d、e、f為含Cl元素的物質(zhì)。下列說法不正確的是（）A．a(chǎn)溶液的酸性比d強B．b、c均能用于自來水消毒C．f露置于空氣中會轉(zhuǎn)化成dD．a(chǎn)的濃溶液與e反應(yīng)生成3個b分子，轉(zhuǎn)移的電子為6個【答案】D【解析】上述圖中a、b、c、d、e、f為含Cl元素的物質(zhì)，根據(jù)含Cl元素的物質(zhì)所屬類型，可知a是HCl，b是Cl2，c是ClO2，d是HClO，e可以是KClO3，f可以是NaClO，然后根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及氧化還原反應(yīng)規(guī)律分析解答。A．a(chǎn)是HCl，其水溶液是一元強酸，d為HClO，溶液是一元弱酸，故酸性：HCl＞HClO，A正確；B．Cl2、ClO2都具有強氧化性，能夠?qū)⑺械募毦⒉《镜牡鞍踪|(zhì)分子氧化而使分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即蛋白質(zhì)發(fā)生變性，故均能用于自來水消毒，B正確；C．d是HClO，f為NaClO，由于酸性：H2CO3＞HClO，所以將NaClO在空氣中放置，會發(fā)生反應(yīng)：2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO，故f露置于空氣中會轉(zhuǎn)化成d，C正確；D．a(chǎn)是HCl，e是KClO3，二者混合發(fā)生反應(yīng)：6HCl(濃)+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O，在反應(yīng)中每反應(yīng)產(chǎn)生3個Cl2，轉(zhuǎn)移5個電子，D錯誤；故合理選項是D。12．（2021·湖南永州市·高一期末）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將22.4LCl2通入10mol/L的熱氫氧化鈉溶液中，恰好完全反應(yīng)，形成了NaCl、NaClO、NaClO3共存體系。下列說法不正確的是()A．Cl2與NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物會隨反應(yīng)條件的改變而改變B．n(NaCl)：n(NaClO)：n(NaClO3)可能為10∶5∶1C．NaOH溶液體積為200mLD．溶液中氯離子的物質(zhì)的量取值范圍是1mol＜n(Cl-)＜1.5mol【答案】D【解析】A．Cl2與NaOH溶液反應(yīng)時，因溫度不同反應(yīng)不同，常溫下，Cl2與NaOH反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉及水，加熱時，生成氯化鈉、氯酸鈉及水，A項正確；B．根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知，若Cl-為10mo1時，反應(yīng)中共得到10mole-，5molClO-對應(yīng)失去5mole-，1molClO3-對應(yīng)失去5mole-，符合得失電子守恒，B項正確；C．因Cl2與NaOH恰好反應(yīng)，由產(chǎn)物的化學(xué)式知，Cl與Na的個數(shù)比為1∶1，又標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氯氣物質(zhì)的量為1mol，即2molCl，所以n(Na)為2mol，又氫氧化鈉溶液濃度為10mol/L，根據(jù)得，V=200mL，C項正確；D．根據(jù)反應(yīng)：常溫下，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，加熱：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O，如果氧化產(chǎn)物全為ClO-時，知n(Cl-)∶n(ClO-)=1∶1，所以n(Cl-)=1mol，如果氧化產(chǎn)物都為ClO3-時，n(Cl-)=mol，得n(Cl-)約為1.67mol，因兩種氧化產(chǎn)物都有，所以有：1mol＜n(Cl-)＜1.67mol，D項錯誤；故選D。二、非選擇題13．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F、G、H、M九種物質(zhì)，其中A為淡黃色粉末，B為日常生活中最常見的無色無味液體，E為無色氣體單質(zhì)，F(xiàn)的水溶液與石灰水混合可得D的溶液，G為黃綠色氣體單質(zhì)，H是“84”消毒液的有效成分，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其他與題無關(guān)的生成物均已略去。請回答下列問題：（1）寫出H的化學(xué)式：_______，C的化學(xué)式：_______。（2）化合物A中非金屬元素的化合價是_______，物質(zhì)M的名稱是_______。（3）F溶液與澄清石灰水混合得D溶液的化學(xué)方程式：_______。（4）寫出相關(guān)化學(xué)方程式：①A+C：_______；②M→E：_______。【答案】（1）NaClOCO2（2）-1次氯酸（3）Ca2++=CaCO3↓（4）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22HClO2HCl+O2↑【分析】A為淡黃色粉末，A是過氧化鈉。B為日常生活中最常見無色無味液體，B是水，過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，E為無色氣體單質(zhì)，E是氧氣，D是氫氧化鈉。G為黃綠色氣體單質(zhì)，H是漂白液的有效成分，G是氯氣，H是次氯酸鈉。次氯酸鈉溶液吸收二氧化碳生成M是次氯酸，次氯酸見光分解生成氧氣和氯化氫。F的水溶液與石灰水混合可得D的溶液，F(xiàn)是碳酸鈉，因此C是二氧化碳。（1）根據(jù)分析可知，H是次氯酸鈉，化學(xué)式為NaClO；C是二氧化碳，化學(xué)式為CO2；（2）化合物A是Na2O2其中Na是+1價，O為-1價；M的名稱為次氯酸；（3）F是碳酸鈉，其溶液與澄清石灰水混合得D溶液的離子方程式為Ca2++=CaCO3↓；（4）兩個化學(xué)方程式分別為:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2HClO2HCl+O2↑；14．（2021·黑龍江大慶實驗中學(xué)）已知氯氣與堿反應(yīng)時，產(chǎn)物受溫度影響。實驗室中利用如圖裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO，并探究其氧化還原性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：（1）A裝置中a的作用是____。（2）裝置A產(chǎn)生氯氣的化學(xué)方程式為___。（3）裝置B中的試劑為___；作用是___。（4）裝置E選用試劑___(填標(biāo)號)。A．NaCl溶液B．NaOH溶液C．稀硫酸（5）裝置D反應(yīng)的離子方程式為___。（6）該興趣小組在40℃條件下，將一定量的Cl2通入一定量的NaOH溶液中，NaOH恰好反應(yīng)完全，得到的產(chǎn)物中含有NaCl、NaC