专题3第一单元氯气及氯的化合物同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列关于氯水的叙述正确的是
A.新制氯水中的微粒只含Cl2和H2O
B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C.光照新制氯水有气泡逸出,该气体是Cl2
D.新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性减弱
2.下列关于硫的说法正确的是
A.硫元素在自然界中只有游离态 B.硫是一种淡黄色易溶于水的固体
C.硫与铁铜反应生成 FeS、CuS D.单质硫既有氧化性又有还原性
3.下列化学反应基本类型中一定是氧化还原反应的是
A.化合反应 B.分解反应 C.复分解反应 D.置换反应
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如下图所示。下列化学反应属于阴影部分的是
A.
B.
C.
D.
5.我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用。黑火药爆炸的反应为S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑。在该反应中,被还原的元素是
A.N B.C C.N和S D.N和C
6.如图所示,在A处通入未经干燥的氯气。当关闭B处的弹簧夹时,C处的红布条看不到明显的现象;当打开B处的弹簧夹后,C处的红布条逐渐褪色,则D瓶中盛放的溶液可能是
①饱和NaCl溶液 ②NaOH溶液 ③H2O ④浓硫酸
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
7.下列叙述不正确的是
A.液氯是纯净物,氯水是混合物
B.漂白粉的有效成分是和
C.比HClO稳定
D.氢气与氯气反应是工业制盐酸的方法
8.氯气是一种有毒气体,一旦遇到少量氯气泄漏,下列措施不合理的是
A.人群向高处疏散
B.人群朝顺风向疏散
C.用浸有水或弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻
D.向泄漏地点撒石灰
9.在氯水中存在许多分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质,下列的实验和结论一致且正确的是
A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有的存在
B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中有的存在
C.先加入盐酸酸化,再加入溶液产生白色沉淀,说明氯水中有的存在
D.加入溶液,氯水浅黄绿色消失,说明溶液中有分子的存在
10.根据反应:①,②,判断以下各物质的氧化性由强到弱的顺序正确的是
A. B.
C. D.
11.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.FeCl3 C.FeCl2 D.AlCl3
12.漂白液、漂白粉、过氧乙酸等均可用于杀菌消毒,以下有关漂白粉的说法正确的是
A.漂白粉是氯气与氢氧化钠反应的产物
B.漂白粉能杀菌消毒的原因是漂白粉有毒,能毒死病菌
C.漂白粉放入稀酸中可以提高漂白速率
D.氯气与碱反应的产物没有杀菌消毒作用
13.下列反应中,电子转移方向和数目正确的是
A.
B.
C.
D.
14.下列化学反应中,属于氧化还原反应的是
A.Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
B.Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
C.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
D.CaO+H2O=Ca(OH)2
15.下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 D.2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
二、实验题
16.已知无水FeCl3在空气中遇水易潮解,加热易升华。实验室利用如图所示实验装置制取无水FeCl3。
已知:装置A是制备Cl2,发生反应的化学方程式为;溶液X是饱和食盐水(饱和NaCl溶液),目的是除去Cl2中混有的HCl气体。
(1)装置C中的Y是浓硫酸,其作用是_______。
(2)装置D发生反应的化学方程式为_______。
(3)实验结束时,应先熄灭_______(慎“A”或“D”)处酒精灯;E中冷水的作用是_______。
(4)装置F的作用是_______。
(5)图中的实验设计还存在不足,在图中方框内绘制应该补充的装置_______,并写出对应的化学方程式_______。
17.为探究氯气与KI溶液的反应,某课外小组用如图装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验),装置A中发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
实验操作 实验现象
打开A中分液漏斗活塞,放下部分浓盐酸,加热 装置B中溶液变蓝色,随后蓝色褪去,溶液显浅棕色
(1)装置A中生成氯气的离子反应方程式为_____。
(2)装置C中NaOH的作用是____。
(3)能证明氯气的氧化性强于碘的实验现象是____。
(4)为探究B中溶液颜色变化的原因,小组同学查阅资料并进行实验。
查阅资料:I2和I-在溶液中会发生反应:I2+I-=,显棕黄色且遇淀粉变蓝;I2可被氯气氧化为 (红色)和 (黄色),两种离子可继续被氧化成 (无色)。
进行实验:
实验操作 实验现象
I.取反应后B中的溶液4mL分成两等份,第一份滴入1滴碘水;第二份滴入1滴淀粉溶液 第一份溶液变蓝色第二份溶液颜色没有变化
II.将I2溶于KI溶液中配制得碘总浓度为0.1mol/L的溶液,取上述溶液2mL,滴加1滴淀粉溶液,再通入氯气 加淀粉后溶液变蓝,通氯气后蓝色褪去,溶液显浅棕色
III.向II所得溶液继续通入氯气 溶液几乎变为无色
①操作I的实验目的是___。
②写出在水溶液中与氯气反应生成的离子方程式____。
③由以上实验可推断B中溶液颜色变成浅棕色的原因是____。
三、原理综合题
18.氯气与水的反应
(1)新制氯水能杀菌、消毒,是因为氯气与H2O反应,反应的化学方程式是_______:,次氯酸具有强氧化性,能杀菌、消毒。
(2)氯水的成分:
(3)氯水性质分析
(4)次氯酸
①稳定性:
次氯酸分解反应的化学方程式为_______。
②强氧化性:
a.能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
b.杀菌、消毒。
③弱酸性:
HClO的酸性比H2CO3弱,向NaClO溶液中通入足量CO2,离子方程式为:_______。
四、工业流程题
19.某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还含有一定量的SiO2)可用于制备FeCO3,其流程如下:
已知:还原时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过反应Ⅰ、II被还原,其中反应Ⅰ为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO+16H+。
(1)反应Ⅰ中还原剂是_______。
(2)滤渣的成分是_______(填名称)。
(3)所得FeCO3需充分洗涤,检验FeCO3是否洗净的方法是_______。
(4)①写出反应II的离子方程式:_______。
②还原前后溶液中部分离子的浓度见下表(溶液体积变化忽略不计):
离子 离子浓度(mol/L)
还原前 还原后
Fe2+ 0.10 2.50
SO 3.50 3.70
则反应Ⅰ、II中生成Fe2+的物质的量之比为_______。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.B
【详解】A.Cl2溶于水,并有少量Cl2与水反应产生HCl、HClO。HCl是强酸,完全电离,HClO是弱酸,部分电离,存在电离平衡,故新制氯水中的微粒含有Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-及少量OH-,A错误;
B.新制氯水中含有酸HCl、HClO,酸可使蓝色石蕊试纸变为红色,而HClO同时具有强氧化性,又将红色物质氧化变为无色,因此看到蓝色石蕊试纸先变红后褪色,B正确;
C.新制氯水中含有的HClO不稳定,光照分解产生HCl、O2,新制氯水有气泡逸出,该气体是O2,C错误;
D.新制氯水中含有的HClO不稳定,光照易分解,导致氯水颜色变浅,若新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后,HClO分解产生HCl,使HCl的浓度增大,溶液的酸性会增强,D错误;
故合理选项是B。
2.D
【详解】A.硫元素化学性质活泼,在自然界中主要以化合态形式存在,故A错误;
B.硫单质为淡黄色固体,不溶于水,易溶于某些有机溶剂,故B错误;
C.硫与Fe、Cu在加热下发生反应,、,故C错误;
D.硫元素化合价在-2价到+6价之间,硫单质化合价既可以升高也可以降低,所以具有氧化性和还原性,故D正确;
故选D。
3.D
【详解】A.化合反应不一定为氧化还原反应,如二氧化碳与水反应生成碳酸,故A不选;
B.分解反应不一定为氧化还原反应,如碳酸钙分解生成CaO和二氧化碳,故B不选;
C.复分解反应中一定不含元素的化合价变化,则一定不是氧化还原反应,故C不选;
D.置换反应中一定存在元素的化合价变化,如Zn与盐酸反应生成氯化锌和氢气,则一定为氧化还原反应,故D选;
故选:D。
4.A
【详解】A.反应中N、O元素化合价有变化,属于氧化还原反应,不属于四种基本反应类型,属于属于阴影部分的反应,故选A;
B.是化合反应,不属于属于阴影部分的反应,故不选B;
C.是分解反应,不属于属于阴影部分的反应,故不选C;
D.是置换反应,不属于属于阴影部分的反应,故不选D;
选A。
5.C
【详解】S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑反应,S元素化合价由0降低为-2、N元素化合价由+5降低为0;该反应中,被还原的元素是N和S,故选C。
6.C
【详解】由题中信息知,D中液体把氯气干燥了或者吸收了。①饱和NaCl溶液 既不能干燥氯气也不能吸收; ②NaOH溶液 能吸收氯气,符合题意; ③H2O 既不能吸收也不能干燥氯气;④浓硫酸能干燥氯气;综上分析②④符合题意,故选C。
7.B
【详解】A.液氯是氯气的液态形式,是纯净物,氯水是混合物,选项A正确;
B.漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物,有效成分为次氯酸钙,选项B错误;
C.次氯酸见光容易分解生成氧气和HCl,次氯酸钙比次氯酸稳定,选项C正确;
D.氢气与氯气反应生成HCl,是工业上制盐酸的方法,选项D正确;
答案选B。
8.B
【详解】A.氯气密度大于空气,有少量氯气泄露时,氯气向下沉,人群应向高处疏散,故A合理;
B.氯气朝顺风扩散较快,为避免中毒,人群朝逆风向疏散,故B不合理;
C.氯气溶于水且也能与碱或碱性溶液反应,氯气泄漏时,用浸有水或弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻,故C合理;
D.氯气与石灰(CaO)反应而被吸收,故D合理;
故选B。
9.B
【详解】A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有的存在,A错误;
B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中有的存在,B正确;
C.应先加入硝酸酸化,再加入溶液产生白色沉淀,说明氯水中有的存在,加入盐酸会引入氯离子,C错误;
D.氯气为黄绿色,加入溶液,氯水浅黄绿色消失,只能说明溶液中有分子的存在,D错误;
故选B。
10.C
【详解】反应①中Fe元素的化合价由+3降低为+2价,则Fe3+为氧化剂,I元素的化合价从-1价升高为0价,所以I2是氧化产物,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性Fe3+>I2;同理,反应②中Br元素的化合价由0降低为-1价,则Br2为氧化剂,Fe元素的化合价由+2升高为+3价,则Fe3+为氧化产物,则氧化性Br2>Fe3+,因此氧化性为Br2>Fe3+>I2;
故选C。
11.D
【详解】A.氯气化学性质非常活泼,与变价金属反应时生成高价氯化物,,但是铜单质不能与稀盐酸反应,故A错误;
B.,但是铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2,故B错误;
C.氯气化学性质非常活泼,与变价金属反应时生成高价氯化物,铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2,故C错误;
D.,铝单质与稀盐酸反应生成AlCl3,故D正确;
故答案为D。
12.C
【详解】A.漂白粉是氯气与氢氧化钙反应的产物,故A错误;
B.漂白粉能杀菌消毒的原因是次氯酸钙能生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,故B错误;
C.漂白粉放入稀酸中生成次氯酸的浓度增大,可以提高漂白速率,故C正确;
D.氯气与碱反应生成次氯酸盐,次氯酸盐能生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,所以氯气与碱反应的产物有杀菌消毒作用,故D错误;
选C。
13.D
【详解】A.氯气与氢氧化钙溶液反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应中氯元素即升高被氧化又降低被还原,氯气即是反应的氧化剂又是反应的还原剂,氯化钙为还原产物,次氯酸钙为氧化产物,反应转移电子数目为2,表示电子转移方向和数目的双线桥为,故A错误;
B.氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁,反应中铁元素化合价升高被氧化,氯元化合价降低被还原,氯化亚铁为反应的还原剂,氯气是反应的氧化剂,反应转移电子数目为2,表示电子转移方向和数目的双线桥为,故B错误;
C.浓硫酸与硫化氢反应生成硫、二氧化硫和水,反应中浓硫酸中硫元素的化合价降低被还原,是反应的氧化剂,二氧化硫是还原产物,硫化氢中硫元素的化合价升高被氧化,是反应的还原剂,硫是氧化产物,反应转移电子数目为2,表示电子转移方向和数目的双线桥为,故C错误;
D.碘化钾溶液与酸性高锰酸钾溶液反应生成碘、硫酸钾、硫酸锰和水,反应中碘元素的化合价升高被氧化,碘化钾是反应的还原剂,碘是氧化产物,锰元素的化合价降低被还原,高锰酸钾是氧化剂,硫酸锰是还原产物,反应转移电子数目为10,表示电子转移方向和数目的双线桥为,故D正确;
故选D。
14.B
【详解】A.该反应属于复分解反应,没有元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故A不选;
B.反应前Fe、Cu元素的化合价分别为:0、+2,反应后Fe、Cu元素的化合价分别为:+2、0,有元素的化合价变化,属于氧化还原反应,故B选;
C.该反应属于分解反应,没有元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故C不选;
D.没有元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故D不选;
故选:B。
15.B
【详解】A.反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于四种基本反应类型的置换反应,A不符合题意;
B.反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2不属于四种基本反应类型,C、Fe元素的化合价发生变化,是氧化还原反应,B符合题意;
C.反应AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3是两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于四种基本反应类型复分解反应,C不符合题意;
D.反应2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑是由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应,属于四种基本反应类型的分解反应,D不符合题意;
故选B。
16.(1)干燥氯气
(2)2Fe+3Cl22FeCl3
(3) D 冷却,使FeCl3蒸气转变为固体,便于收集FeCl3
(4)防止空气中的水蒸气进入E中,避免FeCl3潮解
(5) 或 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
【分析】装置A中利用MnO2和浓盐酸制得Cl2,因盐酸有挥发性,Cl2中混有的HCl可通过B中饱和食盐水除去;水蒸气可通过装置C中浓硫酸除去,干燥Cl2在D和铁粉共热生成的FeCl3;在装置E中凝华,尾气中氯气用NaOH溶液吸收处理,然后根据问题分析解答。
【详解】(1)装置C中Y是浓硫酸,作用是干燥Cl2或除去Cl2中的水蒸气;
(2)在装置D中Fe与Cl2在加热条件下反应产生FeCl3,该反应的化学方程式为:2Fe+3Cl22FeCl3;
(3)实验结束时先停止D处酒精灯,并继续加热装置A中酒精灯,利用生成的氯气防止有空气进入D中,直到试管冷却;
装置E中冰水有降温的作用,使无水FeCl3气体遇冷会凝华为固体,便于收集FeCl3;
(4)FeCl3遇水易潮解,装置F中盛有无水CaCl2,作用是吸收空气中的水蒸气,防止空气中的水蒸气进入E中,避免FeCl3潮解;
(5)因为Cl2有毒,所以氯气需要用碱液吸收,又因为在水中的溶解度不大,故不需防倒吸,装置如图所示: 或使用装置 ;
发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
17.(1)MnO2+4H++Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)吸收多余氯气,防止污染环境
(3)B装置中通氯气后溶液变蓝
(4) 证明反应后的B溶液中有淀粉,无,说明溶液的浅棕色不是造成的 +2Cl2+3H2O= +6Cl-+6H+ I-先被氯气氧化成I2,I2又被氯气氧化成 (红色)和 (黄色),两者混合呈浅棕色溶液
【分析】A装置为实验室制备Cl2,即用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气,反应原理为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,B装置中盛放淀粉碘化钾溶液,探究氯气与KI溶液的反应,氯气有毒,不能直接排放到空气中,用盛有NaOH溶液的C装置吸收氯气,(2)根据查阅资料提供的信息结合氧化还原反应配平即可,据此分析解题。
【详解】(1)根据反应方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,可得离子方程式为:MnO2+4H++Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)氯气有毒,污染环境,所以不能直接排空;氯气能和氢氧化钠反应被吸收,2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,所以可用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,防止污染环境,故答案为:吸收多余氯气,防止污染环境;
(3)因Cl2的氧化性大于I2的氧化性,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可发生:Cl2+2I-=I2+2Cl-,I2能使淀粉变蓝,即B装置中通氯气后溶液变蓝,故答案为:B装置中通氯气后溶液变蓝;
(4)①第一份滴入1滴碘水,碘单质与淀粉作用显示蓝色,证明反应后的B溶液中有淀粉,显棕黄色且遇淀粉变蓝,第二份滴入淀粉溶液,溶液颜色没有变化,说明溶液的浅棕色不是造成的,无,故答案为:证明反应后的B溶液中有淀粉,无,说明溶液的浅棕色不是造成的;②ICl2-中的碘为+1价,反应后生成,碘的价态升高4价价,氯气具有氧化性生成Cl-,氯的价态降低2价,由电子守恒1ICl2-+2Cl2→1+6Cl-,由电荷守恒1ICl2-+2Cl2―→1+6Cl-+6H+,最后由质量守恒得离子反应式为:ICl2-+2Cl2+3H2O=+6Cl-+6H+,故答案为:ICl2-+2Cl2+3H2O=+6Cl-+6H+;③向Ⅱ所得溶液继续通入氯气,溶液几乎变为无色,被氧化成 (无色),B中溶液颜色变成浅棕色的原因是I-先被氯气氧化成I2,Cl2+2I-=I2+2Cl-,I2又被氯气氧化成 (红色)和 (黄色),两者混合呈浅棕色溶液,故答案为:I-先被氯气氧化成I2,I2又被氯气氧化成 (红色)和 (黄色),两者混合呈浅棕色溶液。
18. Cl2+H2O=HCl+HClO 2HClO2HCl+O2↑ ClO-+CO2+H2O=HClO+
【详解】①新制氯水能杀菌、消毒,是因为氯气与H2O反应生成了次氯酸,反应方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO;
故答案为Cl2+H2O=HCl+HClO;
②次氯酸不稳定,在关照条件下容易分解为HCl和Cl2,反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑;
故答案为2HClO2HCl+O2↑;
③HClO的酸性比H2CO3弱,根据强酸制弱酸可知,向NaClO溶液中通入足量CO2生成HClO,离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+;
故答案为ClO-+CO2+H2O=HClO+。
19.(1)FeS2
(2)二氧化硅
(3)取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸,待无明显现象后,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净。反之,则说明没洗涤干净
(4) 2Fe3++FeS2=2S+3Fe2+ 5∶3
【分析】烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还含有一定量的SiO2)用硫酸浸取,过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸亚铁、未反应的硫酸,滤渣为二氧化硅,用二硫化亚铁矿还原Fe3+后过滤,得滤液中含有硫酸亚铁,向滤液中加入碳酸铵,过滤得碳酸亚铁,据此分析答题。
(1)
反应Ⅰ为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,FeS2中硫元素为-1价,反应后升高为+6价,故FeS2为还原剂,答案为:FeS2;
(2)
根据上述分析可知滤渣的成分是二氧化硅,答案为:二氧化硅;
(3)
过滤得FeCO3,滤液中有硫酸铵,所以检验FeCO3是否洗净只要检验最后的洗涤滤液中是否有硫酸根离子,所以操作为取最后一次洗涤滤液,滴加稀盐酸,待无明显现象后,滴加氯化钡溶液,看溶液是否有沉淀,若无沉淀,则已经洗涤干净;
(4)
①根据流程可知,“还原”时反应Ⅱ有硫产生,应为FeS2与铁离子之间的氧化还原反应,反应的离子方程式为2Fe3++FeS2=2S+3Fe2+,答案为:2Fe3++FeS2=2S+3Fe2+;
②根据表可知,反应Ⅰ中生成的硫酸根的浓度为(3.70-3.50)mol/L=0.2mol/L,据反应FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+可知,反应Ⅰ中被还原的Fe3+的物质的量浓度为1.4mol/L,生成的Fe2+为1.5mol/L;两个反应中共生成的Fe2+离子的浓度为2.50mol/L-0.10mol/L=2.4mol/L,所以反应Ⅱ中生成的亚铁离子浓度为2.4mol/L-1.5mol/L=0.9mol/L,则反应Ⅰ、Ⅱ中生成的Fe2+的物质的量之比为1.5mol/L∶0.9mol/L=5∶3,答案为:5∶3。
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