2.2.2氯气的实验室制法、氯离子的检验 同步练习/能力提升
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图中a、b、c、d、e、f为含元素的物质。下列说法不正确的是
A.a溶液的酸性比d强 B.b.c均能用于自来水消毒
C.上述6种物质,属于电解质的有3种 D.f露置于空气中会转化成d
2.下列说法不正确的是
A.过氧化钠可以作供氧剂 B.小苏打可用于治疗胃酸过多
C.明矾可用作净水剂 D.氯气可以作食品漂白剂
3.下列说法正确的是
A.在中剧烈燃烧,发出黄色火焰,冒白烟
B.用pH试纸测定某新制氯水的pH为4
C.可用澄清石灰水鉴别与溶液
D.碱性氧化物都是金属氧化物
4.实验室欲制取少量Cl2的水溶液并探究其性质,有关实验装置、试剂和操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制取Cl2 B.装置乙中盛装的试剂是饱和食盐水
C.用干燥pH试纸检验装置丙中氯水的酸性 D.用装置丁吸收尾气中的Cl2
5.能正确表示下列反应的离子方程式是
A.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2:
B.铜丝插入浓硫酸中: 2H+ +Cu=Cu2++H2↑
C.Cl2通入水中: Cl2+H2O 2H+ +Cl- +ClO-
D.向AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液: Al3++3OH-=Al(OH)3↓
6.化学药品都有相应的保质期,使用时一定要注意检查。新制氯水与久置的氯水相比较,下列说法正确的是
A.遇到紫色石蕊溶液后最终都变为红色 B.都能与溶液反应产生
C.都能使品红溶液褪色 D.溶液中所含微粒种类相同
7.下列离子方程式书写正确的是
A.将覆铜板放到溶液中制作图案:
B.氯气与水的反应原理:
C.碳酸氢钠溶液与溶液反应:
D.向溶液中通入少量:
8.实验室以和浓盐酸为原料,制备并获得漂白粉。下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A.制备 B.收集氯气 C.制备漂白粉 D.尾气处理
A.A B.B C.C D.D
9.将分液漏斗中的浓盐酸滴入具支试管中生成Cl2,将Cl2通入后续的玻璃弯管中,进行如下图探究实验。下列说法正确的是
A.固体X为MnO2
B.a处花瓣褪色,说明Cl2具有漂白性
C.加热b处,可见白烟,Na与Cl2反应是吸热反应
D.d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用
10.下列说法正确的是
A.除去Cl2尾气时,如果没有NaOH溶液,也可以用饱和食盐水代替
B.保存金属Na时,如果没有煤油,也可以用CCl4代替
C.测定氯水pH时,如果没有pH计,也可以用pH试纸代替
D.进行焰色试验时,如果没有洁净的铂丝,也可以用洁净的铁丝代替
11.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.新制的氯水能使红色布条褪色,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.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
12.三氯化碘在药物合成中用途广泛,实验室可用如图装置(部分夹持装置已略去)制取。已知:a、反应原理为;b、遇水易反应。
下列说法不正确的是
A.装置戊的作用是防止空气中的水蒸气进入装置丁,可用无水固体代替
B.装置乙中长颈漏斗内液面上升有可能丙装置发生了堵塞
C.在潮湿的空气中可能会产生白雾
D.中碘元素的化合价为价
13.下列物质中,既含有氯分子,又含有氯离子的是
A.氯化钠溶液 B.新制氯水 C.漂白粉 D.液氯
14.下图是一种检验某气体化学性质的实验装置,图中B为开关。如先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C中红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是
A.浓H2SO4 B.饱和Na2SO4 C.浓NaOH溶液 D.KI溶液
15.下列离子方程式书写正确的是
A.铁粉与稀硫酸反应:Fe+2H+= Fe3++H2↑
B.大理石与稀盐酸反应:+2H+=H2O+CO2↑
C.MgCl2溶液与过量氨水反应:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
D.KBr溶液中通入少量Cl2:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
16.常温下,下列各组离子能在使紫色石蕊试液变红的溶液中大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
17.实验室采用如图所示装置制取氯气并验证其性质,下列说法错误的是
A.装置Ⅰ中反应的离子方程式为
B.装置Ⅱ中饱和食盐水的作用是除去挥发出来的氯化氢气体
C.装置Ⅳ中可观察到试纸先变红后褪色
D.每转移0.2mol电子,同时生成2.24L
二、实验题
18.氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)该实验装置制取氯气的化学方程式为______。
(2)a中盛放的试剂为______。
(3)d中可选用试剂______(填标号)。
A.Na2S溶液 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.H2SO4溶液
(4)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变;2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显紫红色。可知该条件下KClO3的氧化能力______(填“大于”或“小于”)NaClO。
(5)一定条件下,在一定量的NaOH溶液中通入一定量的氯气,二者恰好完全反应。生成物中含有三种含氯元素的离子,其中ClO-、ClO两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如图所示。
参加反应的NaOH的物质的量为______mol。
三、填空题
19.化学与生活密切相关。用方程式回答下列问题:
(1)Fe2(SO4)3溶液能导电是因为有自由移动的离子,写出电离方程式_______。
(2)氯气可用于饮用水的消毒,其原因是_______。
(3)Na2O2常用于解决潜艇的供氧问题。Na2O2降低潜艇内CO2浓度的原因是_______。
(4)NaHCO3可用于治疗胃酸(胃酸主要是盐酸)过多,其原因是(用离子方程式)_______。
(5)金属钠可用于除去有机溶剂(如苯、醚等)中的少许水分,有关反应的化学方程式是_______。
(6)钠很活泼,一定条件下,它能置换出TiCl4中Ti,写出该反应的化学方程式_______。
(7)标出下列反应电子转移的方向和数目_______。
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
并指出氧化产物与还原产物的物质的量之比是_______。
20.分类是认识和研究物质及其转化的一种常用的科学方法。依据物质类别和元素价态可以对物质的性质进行解释和预测。
(1)阅读资料,回答下列相关问题
资料:人们常用“84”消毒液进行消毒。“84”消毒液的名称源于北京某医院在1984年研制成功的一种高效含氯消毒液。“84”消毒液呈无色或淡黄色,可由Cl2与NaOH溶液反应制得,其主要成分为NaClO、NaCl。
①资料涉及的物质中,属于碱的是___________(填化学式);属于盐的是___________(填化学式)。
②“84”消毒液的稀溶液在浸泡餐具过程中,因吸收空气中CO2使消毒杀菌能力增强,其中发生的化学反应符合规律:__________+_________=__________+_________(填物质类别)___________
(2)“84”消毒液不能与洁厕灵(含盐酸)混用,混用会发生如下反应:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O
①该反应中起氧化作用的微粒是___________。
②若反应中生成了0.01molCl2,转移电子的物质的量为___________mol。
(3)2016年巴西奥运会期间,由于工作人员将“84”消毒液与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池藻类快速生长,池水变绿。一种可能的原因是NaClO将H2O2氧化产生的O2促进藻类快速生长。该反应说明氧化性:NaClO___________H2O2的(填“>”或“<”)。
21.回答下列问题:
(1)写出纯碱的化学式:_______。
(2)写出氯气和水反应的化学方程式:_______。
(3)写出碳酸氢钠与氢氧化钠反应的离子方程式:_______。
(4)已知高锰酸钾与浓盐酸混合能产生氯气,化学反应方程式为:2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+8H2O+5Cl2↑,
则①氧化剂为:_______。
②反应中氯化氢表现出的性质是_______(填写字母)。
a.还原性 b.酸性 c.氧化性
③若生成标准状况下22.4 Cl2则转移电子总数是_______mol。
参考答案:
1.C
【分析】上述图中a、b、c、d、e、f为含Cl元素的物质,根据含Cl元素的物质所属类型,可知a是HCl,b是Cl2,c是ClO2,d是HClO,e可以是KClO3,f可以是NaClO,然后根据物质性质及氧化还原反应规律分析解答。
【详解】A.a是HCl,其水溶液是一元强酸,d为HClO,溶液是一元弱酸,故酸性:HCl>HClO,A正确;
B.Cl2、ClO2都具有强氧化性,能够将水中的细菌、病毒的蛋白质分子氧化而使分子结构发生改变,即蛋白质发生变性,故均能用于自来水消毒,B正确;
C.上述6种物质,HCl、HClO、KClO3、NaClO属于电解质,共有四种,C错误;
D.d是HClO,f为NaClO,由于酸性:H2CO3>HClO,所以将NaClO在空气中放置,会发生反应:NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,故f露置于空气中会转化成d,D正确;
故选C。
2.D
【详解】A.过氧化钠可以与二氧化碳、水蒸气发生反应产生氧气,所以可作供氧剂,A正确;
B.小苏打可与盐酸发生反应,可用于治疗胃酸过多,B正确;
C.明矾在水溶液中电离生成的铝离子可发生水解生成具有吸附性的氢氧化铝,可用作净水剂,C正确;
D.氯气有毒,不能作食品漂白剂,D错误;
故选D。
3.D
【详解】A.H2在Cl2中安静燃烧,火焰为苍白色,故A错误;
B.氯水中次氯酸有漂白性,不能用pH试纸测定某新制氯水的pH,应用pH计,故B错误;
C.澄清石灰水与碳酸钠、碳酸氢钠均有沉淀生成,不可用澄清石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3溶液,故C错误;
D.能和酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物;碱性氧化物都是金属氧化物,故D正确;
故选D。
4.B
【详解】A.和浓盐酸反应制取时需要加热,A不符合题意;
B.装置乙中盛装的试剂是饱和食盐水,用于除去中混有的HCl,B符合题意;
C.氯水具有漂白性,不能用干燥pH试纸检验氯水的酸性,C不符合题意;
D.饱和食盐水不能吸收,D不符合题意;
故选B。
5.A
【详解】A.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2会产生NaHCO3沉淀,所以离子方程式
正确,故A正确;
B.常温下铜与浓硫酸不发生反应,且在发生反应时浓硫酸主要是分子形式存在,因此不能拆开,故B错误;
C.氯气与水反应会产生次氯酸,是弱酸,不能拆开,正确的是,故C错误;
D.AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液是产生NaAlO2,因此正确是,故D错误,
故答案选A。
6.B
【分析】新制氯水主要成分是氯气,含有Cl-、H+、HClO;久置的氯水主要成分是HCl,以此解答。
【详解】A.新制氯水中含有HClO遇到紫色石蕊溶液先变红后褪色,久置的氯水遇到紫色石蕊溶液后最终都变为红色,不会褪色,故A错误;
B.新制氯水和久置的氯水都含有H+,都能与溶液反应产生,故B正确;
C.新制氯水中含有HClO能使品红溶液褪色,久置的氯水不能使品红溶液褪色,故C错误;
D.由分析可知,新制氯水和久置氯水中所含微粒种类不相同,故D错误;
故选B。
7.C
【详解】A.将覆铜板放到溶液中制作图案,没有配平,应该为,故A错误;
B.氯气与水的反应原理,该反应是可逆反应,次氯酸是弱酸,不能拆:,故B错误;
C.碳酸氢钠溶液与溶液反应:,故C正确;
D.向溶液中通入少量,不发生反应,故D错误。
综上所述,答案为C。
8.B
【分析】本题以及漂白粉的制备为背景考查化学实验基础知识,具体考查氯气的制备和收集、漂白粉的制备、尾气处理等,意在考查考生对化学实验基础知识的掌握及应用能力。
【详解】A.实验室利用浓盐酸和制备时需要加热,A不符合题意;
B.的密度比空气的大,应选用向上排空气法收集,B符合题意;
C.石灰水中的浓度较小,应利用石灰乳与反应制备漂白粉,C不符合题意;
D.在饱和NaCl溶液中的溶解度很小,应用NaOH溶液吸收尾气,D不符合题意。
故选B。
9.D
【详解】A.浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气需要加热,A错误;
B.a处花瓣褪色,鲜花花瓣中有水分,不能说明Cl2具有漂白性,B错误;
C.加热b处,可见白烟,Na与Cl2反应是放热反应,C错误;
D.d处玻璃管膨大处起缓冲,防止液体冲出的作用,D正确;
故选D。
10.D
【详解】A.氯气在饱和食盐水中溶解度较小,不能用饱和食盐水除氯气,A错误;
B.金属钠不与CCl4反应但是其密度小于CCl4,会漂浮在四氯化碳液面上从而与空气接触,B错误;
C.氯水中的次氯酸具有漂白性,能漂白pH试纸,因此不能用pH试纸测氯水pH,C错误;
D.在材料有限的情况下可以用洁净的铁丝代替铂丝,因为铁丝的焰色反应为无色,D正确;
故答案选D。
11.A
【详解】A.新制氯水中含有Cl2、HCl、HClO,氯气不具有漂白性,不能使红色布条褪色,新制氯水能使红色布条褪色,是利用HClO的强氧化性,故A说法错误;
B.向氯水中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀为AgCl,说明氯水中含有Cl-,故B说法正确;
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,该气体为CO2,利用酸性强的制备酸性弱的,说明氯水中含有H+,故C说法正确;
D.新制氯水中含有Cl2、HCl、HClO,HCl、HClO为无色,Cl2为黄绿色,氯水呈浅黄绿色,说明氯水中含Cl2,故D说法正确;
答案为A。
12.A
【分析】装置甲用于制取氯气,浓盐酸易挥发,装置乙中饱和食盐水用于除去氯气中混有的HCl,装置丙中氯化钙用于干燥氯气,氯气通入装置丁中与I2反应生成三氯化碘,遇水易反应,氯气有毒会污染空气,装置戊中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入装置丁同时吸收尾气氯气。
【详解】A.据分析可知,装置戊的作用是防止空气中的水蒸气进入装置丁同时吸收尾气氯气,而无水固体不能吸收氯气,则不可用无水固体代替,A错误;
B.装置乙中长颈漏斗内液面上升,说明装置乙内压强增大,其原因有可能丙装置发生了堵塞导致气流不畅,B正确;
C.遇水易反应,在潮湿的空气中发生反应ICl3+2H2O=HIO2+3HCl,HCl气体极易溶于空气中的水蒸气形成盐酸小液滴,会产生白雾,C正确;
D.Cl元素的非金属性强于I元素,则中碘元素的化合价为价,D正确;
故选A。
13.B
【详解】A.氯化钠溶液中只有Cl-,故A不符合题意;
B.新制氯水中含有Cl2、HClO、ClO-、Cl-,故B符合题意;
C.漂白粉成分是CaCl2、Ca(ClO)2,含有Cl-、ClO-,故C不符合题意;
D.液氯是氯气单质,只有Cl2,故D不符合题意;
答案为B。
14.B
【详解】A.关闭B,干燥Cl2通过浓H2SO4,仍为干燥氯气,C中红色布条颜色无变化,A不符合题意;
B.关闭B,干燥Cl2通过饱和Na2SO4,与溶液不反应,此时逸出的Cl2潮湿,C中红色布条褪色,B符合题意;
C.关闭B,干燥Cl2被浓NaOH溶液吸收,C中红色布条颜色无变化,C不符合题意;
D.关闭B,干燥Cl2通过KI溶液,发生反应2KI+Cl2=2KCl+I2,C中红色布条颜色无变化,D不符合题意;
故选B。
15.D
【详解】A.铁粉与稀硫酸反应,生成FeSO4和H2:Fe+2H+= Fe2++H2↑,A不正确;
B.大理石难溶于水,与稀盐酸反应生成CaCl2、CO2等:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,B不正确;
C.MgCl2溶液与过量氨水反应,生成Mg(OH)2沉淀和NH4Cl:Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2,C不正确;
D.KBr溶液中通入少量Cl2,生成KCl和Br2,离子方程式为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,D正确;
故选D。
16.A
【分析】能在使紫色石蕊试液变红的溶液呈酸性;
【详解】A. 、、、与氢离子互不反应,可以共存,A符合;
B. 与不能大量共存,B不符合;
C. 与、与均不能大量共存,C不符合;
D. 与、与均不能大量共存,D不符合;
答案选A。
17.D
【详解】A.高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水,反应离子方程式为,故A正确;
B.生成的氯气中含有HCl,用饱和食盐水吸收HCl,故B正确;
C.氯气溶水生成HCl能使紫色石蕊变红,同时生成HClO具有漂白性,能使石蕊褪色,故C正确;
D.未指明气体的状况,不能依据体积确定其物质的量,故D错误;
故选:D。
18.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水
(3)AC
(4)小于
(5)10
【分析】浓盐酸和MnO2在加热条件下反应生成氯气,生成的氯气中混有HCl,故先通过a中的饱和食盐水除去氯气中混有的HCl,随后氯气通入一定温度的KOH溶液中,两者反应生成KCl和KClO3,氯气进入c中与NaOH反应生成次氯酸钠,最后d为尾气处理装置,用于吸收多余的氯气。
【详解】(1)实验室用浓盐酸和MnO2加热条件下反应制备氯气,化学方程式为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)根据分析可知,a中为饱和食盐水,用于除去氯气中混有的HCl。
(3)d为尾气处理装置,用于吸收多余的氯气。
A.Na2S可与氯气发生氧化还原反应从而吸收氯气,A正确;
B.NaCl溶液不与氯气反应,B错误;
C.NaOH可与氯气反应从而吸收氯气,C正确;
D.H2SO4溶液不与氯气反应,D错误;
故答案选AC。
(4)根据实验结果可知,NaClO与I-反应生成了I2,而KClO3无法与I-反应生成I2,说明KClO3的氧化能力小于NaClO。
(5)Cl2与NaOH完全反应生成NaClO、NaClO3和NaCl,现已知ClO-和的物质的量分别为2mol和1mol,根据得失电子守恒,Cl-有7mol,则Na+有10mol,因此参加反应的NaOH的物质的量为10mol。
19.(1)Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO
(2)Cl2+H2OHCl+HClO
(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(4)HCO+H+= CO2↑+H2O
(5)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(6)4Na+TiCl4Ti+4NaCl
(7) 5:2
【详解】(1)硫酸铁在溶液中电离出铁离子和硫酸根离子,电离方程式为Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO,故答案为:Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO;
(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,具有强氧化性的次氯酸可起到杀菌消毒的作用,所以氯气常用于饮用水的消毒,反应的化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO,故答案为:Cl2+H2OHCl+HClO;
(3)过氧化钠降低潜艇内二氧化碳浓度的原因是过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(4)碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多的原因是碳酸氢钠与胃液中的盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,反应的离子方程式为HCO+H+= CO2↑+H2O,故答案为:HCO+H+= CO2↑+H2O;
(5)金属钠除去有机溶剂中的少许水分发生的反应为钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,故答案为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
(6)钠很活泼,高温条件下钠与四氯化钛发生置换反应生成钛和氯化钠,反应的化学方程式为4Na+TiCl4Ti+4NaCl,故答案为:4Na+TiCl4Ti+4NaCl;
(7)由方程式可知,反应中锰元素的化合价降低被还原,高锰酸钾是反应的氧化剂、氯化镁是还原产物,氯元素的化合价部分升高被氧化,氯化氢表现酸性和还原性、氯气是反应的氧化产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为5:2,表示反应电子转移方向和数目的双线桥为,故答案为:;5:2。
20.(1) NaOH NaClO、NaCl 酸与盐反应生成(新)酸和(新)盐
(2) ClO- 0.01
(3)>
【详解】(1)①反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O中,属于碱的是NaOH;属于盐的是NaClO、NaCl。
②“84”消毒液的稀溶液吸收空气中CO2使消毒杀菌能力增强,发生的化学反应为NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3,符合规律:酸与盐反应生成(新)酸和(新)盐。答案为:NaOH;NaClO、NaCl;酸与盐反应生成(新)酸和(新)盐;
(2)①在反应ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O中,ClO-中的Cl元素由+1价降低到0价,则在该反应中起氧化作用的微粒是ClO-。
②在反应中可建立关系:Cl2——e-,若反应中生成了0.01molCl2,转移电子的物质的量为0.01mol。答案为:ClO-;0.01;
(3)“84”消毒液与双氧水混用,导致游泳池藻类快速生长,池水变绿,则反应生成O2,化学方程式为:NaClO+H2O2=NaCl+O2↑+H2O,该反应说明氧化性:NaClO>H2O2。答案为:>。
21.(1)Na2CO3
(2)Cl2+H2OHCl+HClO
(3)+OH-=+H2O
(4) KMnO4 ab 2
【详解】(1)纯碱是碳酸钠的俗称,它的化学式:Na2CO3。答案为:Na2CO3;
(2)氯气和水反应,生成盐酸和次氯酸,化学方程式:Cl2+H2OHCl+HClO。答案为:Cl2+H2OHCl+HClO;
(3)碳酸氢钠与氢氧化钠反应,生成碳酸钠和水,离子方程式:+OH-=+H2O。答案为:+OH-=+H2O;
(4)在反应2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+8H2O+5Cl2↑中,Mn元素由+7价降低为+2价,Cl元素由-1价部分升高为0价。
①在反应过程中,Mn元素价态降低,则氧化剂为:KMnO4。
②反应中,生成MnCl2、KCl时,氯化氢表现出酸性,生成Cl2时,HCl表现出还原性,故选ab。
③由反应可建立如下关系式:Cl2——2e-,标准状况下22.4 Cl2的物质的量为1mol,则转移电子总数是2mol。答案为:KMnO4;ab;2。