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2023年高考真题变式分类汇编:氯气
一、选择题
1.(2022·河北)下列图示装置不能达到实验目的的是( )
A.装置甲用CCl4萃取溴水中的Br2 B.装置乙除去Cl2中的HCl并干燥
C.装置丙验证铁的吸氧腐蚀 D.装置丁实验室制备少量NH3
2.(2022·重庆市)下列实验装置(夹持装置略)及操作正确的是( )
A.装置甲气体干燥 B.装置乙固液分离
C.装置丙Cl2制备 D.装置丁pH测试
3.(2018·海南)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层
D.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等
4.(2023·嘉兴模拟)下列关于元素及其化合物的性质说法错误的是
A.K和苯酚反应可生成
B.工业上用在中燃烧生产HCl
C.生铁降低含碳量生产碳素钢
D.工业上用焦炭还原石英砂制备纯硅
5.(2022·长春模拟)如图是实验室制备氯气并进行相关实验的装置(夹持与加热装置已省略),下列有关说法错误的是
A.若无加热装置,则装置a蒸馏烧瓶中可用高锰酸钾或次氯酸钠
B.检验氯气是否有漂白性,则I、II、III分别为湿润的石蕊试纸、碱石灰、干燥的石蕊试纸
C.装置b的作用既可以洗气又可以作安全瓶监测装置c是否堵塞
D.含有4molHCl的浓盐酸与足量二氧化锰反应,产生标准状况下的Cl2体积小于22.4L
6.(2022·松江模拟)关于几种非金属元素及其化合物的说法正确的是( )
A.C2H4分子中只有极性键 B.可用排空气法收集NO
C.H2S燃烧时产生苍白色火焰 D.纯净干燥的Cl2没有漂白性
7.(2022·宁乡市模拟)下列关于Cl2性质的说法正确的是( )
A.可与NaOH溶液反应 B.是无色无味的气体
C.能使干燥的有色布条褪色 D.密度比空气小
8.(2022·静安模拟)下列说法正确的是( )
A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
B.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有漂白性
C.将分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
D.将等物质的量的Cl2和SO2的混合气体作用于潮湿的红布条,红布条立即快速褪色
9.(2023·闵行模拟)探究氯气的性质装置示意图如下,a~d中均为浸有相应试液的棉花(夹持装置略),下列说法正确的是
A.若a处褪色,说明Cl2具有漂白性
B.若d处褪色,说明Cl2具有漂白性
C.若b处变为橙色,c处变为蓝色,说明Cl2的氧化性强于Br2、I2
D.若b处变为橙色,c处变为蓝色,说明氧化性:Cl2>Br2>I2
10.(2023·河东模拟)下列实验不能达到实验目的的是
A.装置甲实验室制氨气
B.装置乙实验室制氯气
C.装置丙检验浓硫酸与Cu反应产生SO2
D.装置丁实验室制乙酸乙酯
11.(2023·湛江模拟)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列关于次氯酸盐性质实验对应的反应方程式书写正确的是
A.将足量的二氧化碳通入溶液中:
B.验证“84”消毒液与洁则剂不能混合的原因:
C.用溶液吸收废气中的制石膏乳:
D.将硫酸铬溶液滴入含的强碱性溶液中:
12.(2023·榆林模拟)用如图所示实验装置进行相关实验探究,其中装置不合理的是
A.利用图I测定中和反应的反应热
B.利用图II证明Na2O2与水反应放热
C.利用图III制备乙酸乙酯
D.利用图IV证明Cl2能与烧碱溶液反应
13.(2023·天河模拟)部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价的关系如图所示。下列说法错误的是
A.②和④都有漂白性,可使有色物质褪色
B.用化学方程式表示浓氨水检查输送②的管道是否漏气:
C.用电子式表示⑤的形成过程:
D.用离子方程式表示与①的浓溶液制备②:
14.(2023·合肥模拟)下图是实验室制备氯气并进行一系列实验的装置(夹持装置已经省略),有关叙述错误的是
A.装置a中发生的反应为
B.装置b中漏斗的作用是平衡压强
C.I、Ⅱ处依次放湿润和干燥的有色布条可验证干燥的不具有漂白性
D.可利用该实验装置证明氧化性:
15.(2022·惠州模拟)化学在生产生活中有着广泛的应用,下列两项内容说法符合题意且存在因果关系的是( )
物质性质 实际应用
A 硅为半导体材料 SiO2用于光纤通讯
B Cl2具有氧化性 氯水可以漂白有色布条
C Al表面易形成致密的氧化物薄膜 可以用铝槽车运送热的浓硫酸
D 乙醇可以使蛋白质变性 乙醇用于制作医用酒精
A.A B.B C.C D.D
16.(2022·深圳模拟)利用如图所示装置进行的制备及性质探究实验时,下列说法错误的是
A.甲中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
B.乙的作用为除去中的HCl
C.丙中紫色石蕊试液先变红后褪色
D.为吸收多余的,丁中可盛放NaOH溶液
17.(2022·惠州模拟)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.Fe FeCl2 Fe(OH)2
B.N2(g) NO(g)HNO3(aq)
C.NaCl(aq)Cl2漂白粉
D.SiO2H2SiO3(胶体)Na2SiO3溶液
18.(2022高三下·遵义)化学与生产、生活密切相关,下列物质的性质、用途都正确且有相关性的是( )
选项 性质 用途
A CCl4难溶于水,难于燃烧 CCl4常用作有机溶剂和灭火剂
B Al2O3既能与强酸反应,又能与强碱反应 Al2O3常用作耐高温材料
C SiO2透明,折射率合适,能够发生全反射 SiO2用作光导纤维材料
D Cl2具有漂白性 常用Cl2对自来水进行杀菌消毒
A.A B.B C.C D.D
19.(2022·金山模拟)下列有关实验室制取Cl2的装置正确的是( )
A.制备Cl2
B.净化Cl2
C.收集Cl2
D.尾气处理
20.(2022·奉贤模拟)下列关于氯的说法正确的是( )
A.1mol氯气与NaOH反应转移2mol电子
B.35Cl、37Cl为不同的原子,化学性质不同
C.氯水久置后pH值减小,漂白性减弱
D.干燥的氯气不能使鲜花褪色
21.(2022·青浦模拟)下列实验过程中,始终无明显现象的是( )
A.Cl2通入FeCl2溶液中
B.SO2通入BaCl2溶液中
C.NH3通入AlCl3溶液中
D.硫酸铜固体加入饱和硫酸铜溶液中
22.(2022·普陀模拟)下列反应改变某种条件,不会改变生成物的是( )
A.Cl2与NaOH溶液的反应:改变NaOH溶液的温度
B.Al与H2SO4溶液的反应:改变H2SO4溶液的浓度
C.H2S与O2的燃烧反应:改变O2的量
D.S与O2的燃烧反应:改变O2的量
二、非选择题
23.(2023·南昌模拟)氯化磷酸三钠(简称氯钠)是一种固体杀菌消毒剂,其成分通常表示为aNa3PO4 ·bNa2HPO4·NaClO ·NaCl·nH2O。可通过漂白液与Na3PO4-Na2HPO4混合液反应制得。
(1)Ⅰ.制备漂白液
漂白液的有效成分为NaClO, NaClO在40℃以上容易分解,可通过Cl2与冷的NaOH溶液反应制得。
制备装置如图所示。
该实验中不能替代KClO3的药品是 。
a.MnO2 b.K2Cr2O7 c.KMnO4 d.Ca(ClO)2
(2)B装置中的试剂为 , C装置中离子方程式为: 。
(3)Ⅱ.制取Na3PO4-Na2HPO4混合液
已知: Ka1(H2CO3)=4.2 ×10-7, Ka2(H2CO3)=5.6 ×10-11;
Ka1(H3PO4 )=7.6 ×10-3,Ka2(H3PO4)=6.3 ×10-8,Ka3(H3PO4)=4.4 ×10-13。
若最终氯钠的化学式中a=3,b=1则该步骤中所用NaOH与H3PO4的物质的量之比为 ,
(4)根据已知条件,分析不能用Na2CO3替代NaOH与H3PO4反应的原因是 。
(5)Ⅲ.氯钠晶体的制备及产品中NaClO质量分数的测定
将Ⅰ与Ⅱ制得的溶液常温下充分混合搅拌,减压蒸发,低温干燥,得氯钠晶体。
减压蒸发的目的是 。
(6)取mg氯钠晶体样品溶于蒸馏水中,配成500mL溶液,取25.00mL待测液于锥形瓶中, 加入足量稀H2SO4酸化和过量0.100mol/LKI溶液,充分反应后,滴入 作指示剂,用0.0200mol/LNa2S2O3溶液进行滴定,当加入最后半滴Na2S2O3溶液后,溶液蓝色褪去,且30s不恢复原色。平行滴定三次,消耗Na2S2O3溶液的平均体积为VmL,则产品中NaClO质量分数为 。( 已知: I2+2=+2I-)
24.(2022·崇明模拟)Cl2、SO2、NOx都是化工生产中的重要气体,均可用氨水或NaOH溶液处理,防止污染空气。请回答下列问题:
(1)以上气体所含元素原子中,未成对电子最多的原子是 (填元素符号),S原子中能量最高电子的电子云形状为 。
(2)化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄漏(已知3Cl2+8NH3→6NH4Cl+N2),当有少量Cl2泄漏时,可以观察到的现象是 ,若反应中有0.08mol的氨气被氧化,则有 mol电子发生转移。
(3)①若用热烧碱溶液吸收Cl2气反应后的混合溶液中,含NaCl、NaClO和NaClO3物质的量比值为n:1:1,则n= 。
②SO2是形成酸雨的主要原因,取某化工区空气样本用蒸馏水处理,检测所得溶液,所含离子及其浓度如下:
离子 Na+ K+ NH H+ SO NO Cl-
浓度/(mol·L-1) 6×10-6 4×10-6 2×10-5 a 4×10-5 2×10-5 3×10-5
根据表中数据计算,检测的溶液pH= 。
(4)NO2是燃油汽车尾气中的主要污染物之一。
①在催化剂和加热条件下,NO2与NH3可反应生成无害物质,请写出反应的化学方程式: 。
②实验室可用烧碱溶液吸收NO2和NO,(已知2NO2+2NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O,NO2+NO+2NaOH→2NaNO2+H2O),当消耗100mL0.5mol L-1的烧碱溶液时,共吸收混合气体 L(标准状态)。
25.(2023·阿勒泰模拟)2022年11月,神舟十五号载人飞船发射任务取得圆满成功。肼(N2H4)可作火箭发射的燃料,具有强还原性,实验室用NH3与Cl2合成N2H4的装置如图所示,请回答下列问题:
(1)仪器c的名称为 , 装置中仪器a的作用除了导气还有 。
(2)按图连接装置,盛放试剂前,首先要进行 操作。
(3)装置D中制备Cl2的化学方程式为 ,导管 b的作用是 。
(4)装置C中的试剂是 。
(5)装置B中制备N2H4的离子方程式为 。
(6)实验室对产品中肼的质量分数进行测定。已知:N2H4+2I2=N2↑ +4HI。取装置B中的溶液6.00g,调节溶液pH为6.5左右,加水配成500mL溶液,移取25.00mL于锥形瓶中,滴加2~3滴淀粉溶液,用0.2000 mol·L1的I2溶液滴定(杂质不参与反应) ,滴定终点的现象是 ,测得消耗I2溶液的体积为20.00 mL,则该产品中N2H4的质量分数为 %(保留3位有效数字)。
26.(2023·房山模拟)某小组同学用二氧化锰与过量浓盐酸反应制备氯气过程中(装置如图所示)发现,二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止,对此现象开展探究。
(1)二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是 。
(2)[提出猜想]ⅰ.随着反应进行,c(Cl-)降低,不能被二氧化锰氧化
ⅱ.随着反应进行,……
[进行实验]将反应后的固液混合物倒出,平均分在2个试管中,分别进行以下实验,证实了猜想ⅰ不成立。
序号 实验操作 实验现象
Ⅰ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管; ,充分振荡,继续加热 试纸未变蓝
Ⅱ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;滴入2滴浓硫酸,充分振荡,继续加热 滴入浓硫酸前,试纸不变蓝;滴入浓硫酸后,试纸变蓝
将Ⅰ中操作补充完整:
(3)II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了 (填化学式)。
(4)[进一步实验]设计如下实验进一步探究。
序号 实验装置 实验操作 现象
Ⅲ 向左侧烧杯中滴加2滴浓硫酸 滴加浓硫酸前,电流表指针不偏转;滴加浓硫酸后,电流表指针偏转
Ⅳ 向右侧烧杯中滴加2滴浓硫酸 电流表指针始终不偏转
滴加浓硫酸后,左边烧杯中反应的电极反应式是 。
(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ,解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是 。
(6)[新的探究]小组同学又进行了实验Ⅴ、Ⅵ。
序号 实验操作 实验现象
Ⅴ 在0.5g二氧化锰中加入2毫升5%双氧水 产生气泡
Ⅵ 在0.5g二氧化锰中滴加2滴浓硫酸,再加入2毫升5%双氧水 产生气泡,黑色固体消失,生成无色溶液
Ⅵ中反应的离子方程式是 。
(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论,解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因 。
27.(2023·辽宁模拟)钛在医疗领域的应用非常广泛,如:制人造关节、主动心瓣等。是制备金属钛的重要中间体,某小组同学利用如下装置在实验室制备(夹持装置略)。
资料表明:室温下,为无色液体,易挥发,高温时能与反应,与HCl不发生反应。其他相关信息如下表所示:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 水溶性
-25 136.4 易水解成白色沉淀,能溶于有机溶剂
-23 76.8 难溶于水
请回答下列问题:
(1)A中反应的离子方程式为 。
(2)盛放的仪器名称为 ,装置B中盛放的试剂是 (写名称)。
(3)加热装置C之前,先进行装置A中的反应,这样操作的目的是 。
(4)装置C中除生成外,同时还生成一种有毒气体,该反应的化学方程式为 。
(5)该实验设计存在缺陷:一是无CO尾气处理装置;第二个缺陷的改进措施为 。
(6)利用如图装置测定所得的纯度:将产品加入烧瓶,向安全漏斗中加入适量蒸馏水发生反应,待充分反应后,将烧瓶和漏斗中的液体一并转入锥形瓶中,滴加几滴指示剂,用溶液滴定至终点,消耗滴定液25.00mL。
①在滴定管中装入标准溶液的前一步应进行的操作为 。
②已知常温下,,,,(呈砖红色,溴化银呈浅黄色),应选择的指示剂是 。
A.KCl B. C.KBr
③根据上述数据计算该产品的纯度为 %。
28.(2023高三下·抚顺模拟)溴酸钠应用广泛,“氯气氧化法”制备装置如下:
(1)装置Ⅰ中发生反应的还原剂与还原产物物质的量之比为 。
(2)装置Ⅱ的作用是 。
(3)检查装置气密性并加入药品,所有活塞处于关闭状态。开始制备时,先打开电热磁力搅拌器,升温至50-60℃,滴入适量液溴。然后打开活塞 ,当pH传感器显示接近中性时,关闭所有活塞。反应结束后,在拆卸装置前为避免Ⅰ中残留较多的污染空气,应打开活塞 。
(4)装置Ⅲ中发生总反应的离子方程式为 。
(5)实验完毕后,使用图甲(作用为趁热过滤)、图乙装置对装置Ⅲ中混合物进行分离。得到产品。已知:有关物质在不同温度下的溶解度曲线如下图:
下列有关说法正确的是 (填序号)。
a.选择图甲装置的优点是避免过滤过程中析出晶体
b.分离过程为:趁热过滤,蒸发结晶,抽滤,洗涤,干燥
c.选择图乙装置的优点是抽滤速率快,使产品更加干燥
(6)取ag产品,加蒸馏水至250mL溶液,取25.00 mL于碘量瓶中,加入过量KI溶液和适量稀硫酸,暗处密封静置5min。加入淀粉指示剂,用标准溶液滴定,滴定至终点,平行滴定三次,消耗体积分别为20.02mL、19.00mL、19.98mL;另取25.00mL蒸馏水作空白试验,平均消耗标准溶液VmL。(假设杂质不与KI反应,涉及的反应为,)。
判断达到滴定终点的现象为 。产品质量分数为 (用含a,c,V的代数式表示)。
29.(2023·曲靖模拟)某化学兴趣小组拟实验探究锡及其化合物的部分性质。经查阅资料知:Sn 的熔点为231 ℃;SnCl2易被氧化,且易水解; Sn(OH)2常温下易分解; SnCl4常温下为无色液体,熔点为.-33℃,沸点为114℃,易水解。回答下列问题:
(1)该小组用以下流程制备SnSO4晶体:
①Sn为50号元素,请写出Sn在元素周期表的位置 ;
②在上述流程中,加入锡粉的作用为 ;
③反应Ⅰ的离子方程式为 ;
④操作Ⅰ为沉淀的洗涤,请简述如何判断沉淀已洗涤干净 ;操作Ⅱ中,实验操作包括 、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。
(2)用熔融的锡与干燥的氯气制备SnCl4,实验装置如下:
①SnCl4是 分子(填“极性”或“非极性”)。
②装置Ⅲ中盛装药品Sn的仪器名称是 ;装置Ⅵ中碱石灰的作用为 。
(3)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度:取锡粉1.226g溶于稀硫酸中,加入过量的FeCl3溶液,再用0.1000mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定含有Fe2+的溶液,消耗K2Cr2O7溶液32.00mL。已知①Sn+H+→H2↑+Sn2+; ②Sn2++ Fe3+→Sn4+ + Fe2+;③+ Fe2+→Cr3++Fe3+ (方程式均未配平)。则锡粉的质量分数为(杂质不参与反应) (结果保留三位有效数字)。
30.(2022·邯郸模拟)实验室可利用SO2与Cl2在活性炭的催化下制取一种重要的有机合成试剂磺酰氯(SO2Cl2),所用的反应装置如图所示(部分夹持装置省略),使用甲装置既可以制备氯气,也可以制备SO2气体。已知:SO2Cl2的熔点为﹣54.1℃,沸点为69.1℃,密度1.67g/mL;SO2Cl2遇水能发生剧烈的水解反应,遇潮湿空气会产生白雾。
(1)请写出该实验的仪器连接顺序: → → ← ← (用甲、乙、丙表示,可重复使用)。
(2)在实验前应该先对甲装置进行气密性检验,具体操作是 。
(3)丙装置中仪器a的名称是 ,碱石灰的的作用 。
(4)①甲装置中制备SO2时,试剂X、Y的组合最好是 (填字母代号)。
A.98%浓硫酸+Cu B.70%H2SO4+Na2SO3固体
C.浓HNO3+Na2SO3固体 D.70%H2SO4+Na2SO3浓溶液
②甲装置中制备Cl2的化学方程式是 。
(5)SO2Cl2在潮湿的环境中对金属有强烈的腐蚀作用,结合方程式解释原因: 。
(6)为测定所得产品的纯度,实验小组选用的方案是将一定体积的产品加入到足量Ba(NO3)2溶液中,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀,然后计算含硫量,结果计算测得含硫量超过了100%,试分析造成这种结果的原因(每一步操作步骤均准确) 。
31.(2022·和平模拟)某小组同学利用一定浓度的HCl溶液和MnO2制备Cl2,并进行有关实验。
(1)Ⅰ.为了防止制备的Cl2逸散,该小组同学设计装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
试回答:
发生装置选择 (填“图甲”、“图乙”或“图丙”)。
(2)①若用所选的发生装置和装置Ⅰ制取氯气,b瓶加入的液体一般为 。反应开始后,关闭活塞K时,发现c中液面上升不明显,可能的原因是 ,检查的简单方法是 。
②装置Ⅰ能防止多余气体逸散的原因是 。
③欲用装置Ⅱ(或装置Ⅲ)代替装置Ⅰ中的b~c部分(试剂相同),装置Ⅱ (填“是”或“否”)可行,理由是 。装置Ⅲ (填“是”或“否”)可行,理由是 。
(3)Ⅱ.在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。
图中:①的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液,置于水浴中;②的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液,置于冰水浴中;③的试管里加有紫色石蕊试液;④为尾气吸收装置。
比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件,二者的差异是① ;② 。
(4)反应完毕经冷却后,①的试管中有大量晶体析出。图中符合该晶体溶解度曲线的是 (填写编号字母);从①的试管中分离出该晶体的方法是 (填写操作名称)。
(5)根据③的试管里试液的颜色变化可否证明氯气的强氧化性 。为什么? 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;氨的实验室制法;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.四氯化碳和水不互溶,溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,则装置甲能达到用用四氯化碳萃取溴水中溴的实验目的,故A不符合题意;
B.HCl易溶于水,饱和食盐水能抑制氯气溶解,浓硫酸具有吸水性,因此盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶能除去氯化氢气体,盛有的浓硫酸的洗气瓶能干燥氯气,则装置乙能达到除去氯气中的氯化氢气体并干燥的实验目的,故B不符合题意;
C.中性或弱酸性溶液中,铁丝发生吸氧腐蚀,铁丝网在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀会使试管内气体的物质的量减小,气体压强减小,红墨水会进入导气管中形成一段液柱,则装置丙能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的,故C不符合题意;
D.由图可知,装置丁的向下排空气法收集氨气的试管中没有排出气体的出口,则装置丁不能达到实验室制备少量氨气的实验目的,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且水与四氯化碳互不相溶;
B.饱和氯化钠溶液能抑制氯气溶解,HCl易溶于氯化钠溶液,浓硫酸具有吸水性;
C.中性或弱酸性溶液中,铁丝发生吸氧腐蚀。
2.【答案】A
【知识点】氯气的实验室制法;浓硫酸的性质;过滤
【解析】【解答】A.浓硫酸具有吸水性,不与氢气反应,则装置甲可用于干燥反应生成的氢气,故A符合题意;
B.过滤时需要用玻璃棒引流,装置乙固液分离的过滤操作中缺少玻璃棒引流,故B不符合题意;
C.二氧化锰与浓盐酸制备氯气需要加热,装置丙中缺少酒精灯加热,不能用于制备氯气,故C不符合题意;
D. 用pH试纸测定溶液的pH时,在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,不能将pH试纸插入溶液中,装置丁不能用于pH测试,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.浓硫酸具有吸水性,不与氢气反应,可以干燥氢气;
B.过滤时需要用玻璃棒引流;
C.二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热;
D.用pH试纸测定溶液的pH的操作方法为:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH。
3.【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;钠的重要化合物;高分子材料;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具,不符合题意
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维,但光电池的主要成分是硅,符合题意
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层,不符合题意
D.氯水具有较强的氧化性,故能氧化漂白漂白纸张、织物等,不符合题意
故答案为:B
【分析】要分清楚二氧化硅和硅的用途
4.【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;铁的化学性质;苯酚的性质及用途
【解析】【解答】A.K是活泼的碱金属,苯酚是弱酸,K和苯酚反应可生成,故A不符合题意;
B.工业盐酸是用Cl2、H2燃烧法制取HCl气体,然后将HCl气体溶于水制得的,故B不符合题意;
C.由生铁冶炼成碳素钢就是降低生铁中碳的含量,并除去其中的部分杂质,故C不符合题意;
D.工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅,将粗硅通过化学方法进一步提纯,可以得到高纯硅,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.苯酚显弱酸性,能与金属K反应生成氢气;
B.氢气在氯气中燃烧生成HCl;
C.碳素钢是碳含量较低的铁合金;
D.工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅,将粗硅通过化学方法进一步提纯得到纯硅。
5.【答案】B
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法
【解析】【解答】A.二氧化锰与浓盐酸反应,需要加热才能进行,因此无加热装置时,不能采用该方法制备氯气,高锰酸钾溶、次氯酸钠具有强氧化性,在不加热下,能与浓盐酸反应产生氯气,故A说法不符合题意;
B.氯气能与碱石灰发生反应,因此干燥氯气时不能用碱石灰,应用无水氯化钙等,故B说法符合题意;
C.根据上述分析,饱和食盐水能吸收氯气中的HCl,该装置还有长颈漏斗,因此该装置还起到安全瓶的作用,检测后续装置是否发生堵塞,平衡气压的作用,故C说法不符合题意;
D.二氧化锰只与浓盐酸反应,不与稀盐酸反应,含4molHCl的浓盐酸与足量二氧化锰发生反应,随着反应进行盐酸浓度降低,盐酸浓度达到某一浓度时反应停止,因此产生标准状况下的氯气的体积小于22.4L,故D说法不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、浓盐酸可以和高锰酸钾、次氯酸钠常温下反应;
B、氯气的干燥需要用浓硫酸;
C、长颈漏斗可以平衡气压;
D、浓盐酸少量时,无法和二氧化锰完全反应。
6.【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;气体的收集
【解析】【解答】A.C2H4的结构式为,含有极性键和非极性键,故A不符合题意;
B.NO和氧气反应生成NO2,不能用排空气法收集NO,故B不符合题意;
C.H2S燃烧时产生蓝色火焰,H2在氯气中燃烧时产生苍白色火焰,故C不符合题意;
D.纯净干燥的Cl2没有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸检验漂白性,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.乙烯分子中含有C-H极性键和C-C非极性键;
B.NO易被氧气氧化为NO2;
C.H2S燃烧时产生蓝色火焰。
7.【答案】A
【知识点】氯气的化学性质;氯气的物理性质
【解析】【解答】A.氯气可以与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,故A符合题意;
B.氯气是黄绿色且有刺激性气味的有毒气体,故B不符合题意;
C.干燥的氯气不具有漂白性,氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,故C不符合题意;
D.氯气的相对分子质量为71>29,相同状况下密度比空气大,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.氯气为酸性气体;
B.氯气为黄绿色,且具有刺激性味道;
C.氯气不具有漂白性;
D.氯气的密度大于空气。
8.【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;氯气的化学性质;二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,但二者漂白原理不同,前者利用的是其氧化性进行漂白,后者是利用其与有色物质络合生成无色物质进行漂白,前者不可逆后者可逆,A不符合题意;
B.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明二者发生了氧化还原反应,反应中SO2提现了还原性,B不符合题意;
C.将分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明烧瓶内气体压强减小,有大部分气体溶解在水中,说明二者均易溶于水,C符合题意;
D.将等物质的量的Cl2和SO2的混合气体作用于潮湿的红布条,Cl2、SO2和水发生反应生成无漂白性的HCl和H2SO4,因此,红布条不褪色,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、二氧化硫使品红溶液褪色是因为可以和有色物质结合生成无色物质,氯气恶意是品红溶液褪色是因为氯气溶于水生成次氯酸,次氯酸具有漂白性;
B、二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为二氧化硫具有还原性;
C、氯化氢和氨气都是易溶于水;
D、氯气和二氧化硫混合漂白性会减弱,因为两者会发生氧化还原反应。
9.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;氯气的化学性质;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,具有强氧化性的次氯酸能使品红溶液漂白褪色,则a处品红溶液褪色,说明次氯酸具有漂白性,故A不符合题意;
B.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应中氢氧化钠溶液的碱性减弱,红色的氢氧化钠酚酞溶液褪色,则d处氢氧化钠酚酞溶液褪色,不能说明氯气具有漂白性,故B不符合题意;
C.b处变为橙色说明氯气与溴化钾溶液反应生成氯化钾和溴,c处变为蓝色说明氯气与碘化钾溶液反应生成氯化钾和使淀粉溶液变蓝色的碘,由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,氯气的氧化性强于溴、碘,故C符合题意;
D.b处变为橙色说明氯气与溴化钾溶液反应生成氯化钾和溴,c处变为蓝色说明氯气与碘化钾溶液反应生成氯化钾和使淀粉溶液变蓝色的碘,实验中没有涉及溴和碘化钾淀粉溶液的实验,无法比较溴和碘的非金属性强弱,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,溶液红色褪去,氯气通入KBr溶液,发生反应Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,溶液变成橙色,氯气通过KI溶液,发生反应Cl2+2I-=I2+2Cl-,碘单质遇到淀粉变蓝色,氯气通过氢氧化钠的酚酞溶液,氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,剩余的氯气用NaOH溶液吸收进行尾气处理。
10.【答案】A
【知识点】氯气的实验室制法;氨的实验室制法;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.制备氨气选用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体加热制备,而NH4Cl固体无法制备,A项不能达到实验目的;
B.MnO2与浓盐酸加热制备Cl2,Cl2收集选择向上排空,以NaOH溶液进行尾气吸收,B项能达到实验目的;
C.Cu丝和浓硫酸加热条件下制备SO2,SO2可用品红检验褪色,用浸了NaOH溶液的拾棉花进行尾气处理,C项能达到实验目的;
D.乙醇和乙酸在浓硫酸催化下加热制备乙酸乙酯,用饱和Na2CO3接收乙酸乙酯可以降低酯的溶解度同时除杂,导气管不深入液下防止倒吸,D项能达到实验目的;
故答案为:A。
【分析】A.加热氯化铵分解生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口遇冷又化合成氯化铵;
B.浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气,浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl杂质,通过饱和食盐水除去HCl杂质,氯气能与NaOH溶液反应,用NaOH溶液吸收尾气;
C.铜与浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色;
D.乙醇、乙酸在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可吸收乙醇、除去乙酸、降低酯的溶解度。
11.【答案】B
【知识点】氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A.足量二氧化碳通入溶液生成的是,离子方程式为:,A不符合题意;
B.“84”消毒液与洁厕剂混合的离子方程式为,因生成有毒的氯气,因此两者不能混合使用,B符合题意;
C.生成的微溶于水不能拆,离子反应为:,C不符合题意;
D.强碱性溶液不生成,离子反应为:,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.不符合客观事实,应生成碳酸氢盐;
B.离子方程式书写正确;
C.微溶于水,不能拆;
D.强碱性溶液不生成。
12.【答案】C
【知识点】氯气的化学性质;中和热的测定;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A.图中装置可保温、测定反应的最高温度等,则图中装置可测定中和反应的反应热,故A不符合题意;
B.Na2O2与水反应生成氧气、且放热,会使脱脂棉燃烧,故B不符合题意;
C.导气管末端不能插入液面以下,否则会造成倒吸,故C符合题意;
D.Cl2与NaOH溶液反应,使锥形瓶内气体压强减小,则气球变大可证明发生反应,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.该装置具有良好的保温功能,也能测定反应溶液的温度,可测定中和热;
B.过氧化钠和水反应生成碳酸钠和氧气,且放热;
C.导管末端伸入液面以下会造成倒吸;
D.氯气和氢氧化钠反应使锥形瓶内压强减小。
13.【答案】A
【知识点】氯气的化学性质;卤素原子结构及其性质的比较
【解析】【解答】A.②和④分别为氯气、次氯酸,氯气没有漂白性,次氯酸有漂白性可使有色物质褪色,A符合题意;
B.浓氨水和氯气会反应生成氯化铵白色固体,能检查输送②的管道是否漏气,B不符合题意;
C.氯化钠为离子化合物,钠失去1个电子、氯得到1个电子,钠离子和氯离子生成氯化钠,图示符合题意,C不符合题意;
D.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.氯气没有漂白性;
B.浓氨水和氯气会反应生成氯化铵白色固体;
C.氯化钠为离子化合物;
D.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水。
14.【答案】A
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;氯气的实验室制法;性质实验方案的设计;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.装置a中没有加热装置,可用KMnO4和浓盐酸制取氯气,离子反应为2MnO+16H++10Cl-=Mn2++Cl2↑+8H2O,A符合题意;
B .b中饱和食盐水的作用是减少Cl2的溶解度,吸收反应挥发的HCl气体,同时有长颈漏斗,可以检验装置是否堵塞,起到平衡压强的作用,B不符合题意;
C.根据分析,I、Ⅱ处依次放湿润和干燥的有色布条,可验证干燥的不具有漂白性,C不符合题意;
D.Cl2会氧化NaBr溶液中Br-产生Br2,可证明氧化性:,由于Br2可以氧化I-产生I2,可证明,可利用该实验装置证明氧化性:,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据题干信息,a装置用于常温下制取Cl2,所用原料为KMnO4和浓盐酸,其离子方程式为2MnO+16H++10Cl-=Mn2++Cl2↑+8H2O;浓盐酸具有挥发性,b装置用于除去Cl2中的HCl,无水CaCl2可用于干燥Cl2;Cl2具有氧化性,没有漂白性,但Cl2与水反应得到的HClO具有漂白性。
15.【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;含硅矿物及材料的应用;乙醇的化学性质
【解析】【解答】A.SiO2用于光纤通讯,是利用SiO2的折光率好,具有导光性的性质,与Si的性质无关,A不合题意;
B.氯水具有漂白性是由于氯气与水反应生成次氯酸的缘故,与氯气的氧化性无关,B不合题意;
C.常温下,Al表面易形成致密的氧化物薄膜,但加热时,浓硫酸会破坏钝化膜,腐蚀铝槽车,C不合题意;
D.75%的酒精能使蛋白质变性,可杀菌消毒,所以可用于制作医用酒精,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.利用SiO2的折光率好,具有导光性的性质;
B.次氯酸具有漂白性;
C.加热时,浓硫酸会与铝反应;
D.75%的酒精能使蛋白质变性。
16.【答案】A
【知识点】氯气的实验室制法
【解析】【解答】A.装置甲中二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下发生反应: MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑ ,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1,故A符合题意;
B.装置甲中制备的氯气中混有HCl气体,乙中饱和NaCl溶液作用为除去中的HCl,故B不符合题意;
C.Cl2与水反应生成HCl、HClO,且HClO具有漂白性,则使紫色石蕊试液先变红后褪色,故C不符合题意;
D.Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO,为吸收多余的,丁中可盛放NaOH溶液,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.氧化剂元素化合价降低, 还原剂元素化合价升高;
B.利用制备气体和杂质气体的性质选择除杂试剂判断;
C.Cl2与水反应生成HCl、HClO,且HClO具有漂白性;
D.依据尾气和试剂的性质分析。
17.【答案】C
【知识点】氯气的化学性质;含氮物质的综合应用;氯、溴、碘及其化合物的综合应用;硅酸的性质及制法
【解析】【解答】A.氯气和铁反应得到氯化铁,A不符合题意;
B.一氧化氮与水不反应,B不符合题意;
C.电解饱和氯化钠溶液得到氯气,氯气与石灰乳反应得到漂白粉,C符合题意;
D.二氧化硅与水不反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、氯气可以将金属氧化为最高价态;
B、氮气和氧气放电或高温生成一氧化氮,一氧化氮不溶于水;
C、氯化钠溶于电解生成氯气、氢气和氢氧化钠,氯气和石灰乳反应生成次氯酸钙、氯化钙和水;
D、二氧化硅不溶于水。
18.【答案】C
【知识点】氯气的化学性质;硅和二氧化硅;镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A.CCl4常用作有机溶剂是因为:四氯化碳常温下是难溶于水的液态,是一种非极性分子、能溶解很多有机物,如烃、脂肪、油类、树脂、油漆以及无机物碘等,四氯化碳能做灭火剂的原因,除了它不可燃外,四氯化碳密度大,一经化成蒸气能覆盖在可燃物的表面隔绝空气、火焰自然熄灭,A不符合;
B.Al2O3因熔点高常用作耐高温材料,B不符合;
C.SiO2透明,折射率合适,能够发生全反射,且储量丰富,成本价格较为低廉,C符合;
D.Cl2没有有漂白性、常用Cl2对自来水进行杀菌消毒,是因为发生了反应: ,HClO具有漂白性,D不符合;
故答案为:C。
【分析】A.四氯化碳能够与多种有机物相互溶解,常用作有机溶剂;
B.Al2O3的熔点高,可作耐高温材料;
C.二氧化硅具有良好的光学特性;
D.氯气具有强氧化性,能杀菌消毒。
19.【答案】D
【知识点】氯气的实验室制法;实验装置综合
【解析】【解答】A.浓盐酸和二氧化锰制取氯气要加热,该装置没有加热,故A项不符合题意;
B.净化氯气应先用饱和食盐水除去氯化氢,再用浓硫酸除去水,该装置顺序颠倒,故B项不符合题意;
C.该装置只有通气管,没有排气管,会导致瓶内压强过大,发生安全事故,故C项不符合题意;
D.氯气有毒,能与碱酚酞,多余的氯气应用氢氧化钠除去,故D项符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.浓盐酸和二氧化锰制备氯气需要加热;
B.净化氯气应先通过饱和食盐水除杂,再通过浓硫酸干燥;
C.该装置没有排空气的出口。
20.【答案】C
【知识点】氯气的化学性质
【解析】【解答】A.氯气与氢氧化钠发生歧化反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,其离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,所以1mol氯气与NaOH反应转移1mol电子,A不符合题意;
B.35Cl、37Cl为质子数相同,中子数不同的原子,其核外电子数等于质子数,两者的核外电子数相同,所以化学性质相同,B不符合题意;
C.氯水久置其有效成分次氯酸会分解,产生HCl和氧气,所以水溶液中的氢离子浓度会增大,pH值会减小,漂白性会逐渐减弱,C符合题意;
D.鲜花中含水分,所以氯气遇鲜花会生成具有漂白性的次氯酸,从而使鲜花褪色,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氯气与氢氧化钠发生歧化反应生成氯化钠、次氯酸钠和水;
B.同位素是不同的核素,化学性质相同;
C.次氯酸会分解,产生HCl和氧气;
D.氯气遇水生成具有漂白性的次氯酸。
21.【答案】B
【知识点】氨的性质及用途;氯气的化学性质;二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,Fe2+被氧化成Fe3+,溶液颜色由浅绿色变为黄色,故A不符合题意;
B.SO2通入BaCl2溶液中,因为盐酸酸性比亚硫酸强,所以不反应,则没有明显现象,故B符合题意;
C.氨气与氯化铝溶液反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,现象为产生白色沉淀,故C不符合题意;
D.硫酸铜固体加入饱和硫酸铜溶液中,硫酸铜过饱和,析出蓝色晶体,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.氯气能将氯化亚铁氧化为氯化铁;
B.二氧化硫与氯化钡不反应;
C.氨气与氯化铝反应生成氢氧化铝和氯化铵;
D.硫酸铜固体加入饱和硫酸铜溶液中析出蓝色的硫酸铜晶体。
22.【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;氯气的化学性质;铝的化学性质
【解析】【解答】A.Cl2与NaOH溶液在常温下生成氯化钠和次氯酸钠,在加热时生成氯化钠和氯酸钠,故A不符合题意;
B.Al与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,Al与浓硫酸常温钝化生成致密的氧化膜,故B不符合题意;
C.H2S与少量氧气燃烧反应生成水和硫单质,与过量氧气燃烧反应生成水和二氧化硫,故C不符合题意;
D.S与O2反应时无论氧气过量与否都只生成二氧化硫,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 相关反应是:Cl2+NaOH→NaCl+ NaClO,Cl2+NaOHNaCl+ NaClO3。
B. 相关反应是:Al + H2SO4→Al2(SO4)3 + H2↑,Al与浓H2SO4常温下钝化。
C. 相关反应是:H2S+O2(少量)→H2O+S↓,H2S+O2(过量)→H2O+SO2。
D. 无论氧气过量与否,S与O2反应都只生成SO2。
23.【答案】(1)a
(2)饱和食盐水;2OH- +Cl2=Cl-+ClO-+H2O
(3)11:4
(4)Ka2(H2CO3)>Ka3(H3PO4),反应无法制得Na3PO4
(5)降低水的沸点,防止氯钠中次氯酸钠分解
(6)淀粉溶液;
【知识点】氯气的化学性质;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)该装置为常温反应,应用强氧化剂与浓盐酸反应制取,a中二氧化锰的氧化性较弱,需在加热条件下与浓盐酸反应制取氯气,b、c、d均为强氧化剂,均可以在常温下与浓盐酸反应生成氯气,故答案为:a;
(2)由上述分析可知B中应为饱和食盐水,用于除去HCl;C中氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,反应的离子方程式为:2OH- +Cl2=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:饱和食盐水;2OH- +Cl2=Cl-+ClO-+H2O;
(3)a=3,b=1时,氯钠的化学式为:3Na3PO4 ·Na2HPO4·NaClO ·NaCl·nH2O,则根据元素守恒,则该步骤中所用NaOH与H3PO4的物质的量之比为11:4,故答案为:11:4;
(4)由Ka数据可知酸性强弱:H3PO4> H2CO3>>>,则碳酸钠与磷酸反应不能生成磷酸钠,故答案为:Ka2(H2CO3)>Ka3(H3PO4),反应无法制得Na3PO4;
(5)减压蒸发可降低水的沸点,防止氯钠中次氯酸钠分解,故答案为:降低水的沸点,防止氯钠中次氯酸钠分解;
(6)氯钠溶于水后,与KI发生氧化还原反应,将KI氧化为碘单质,生成的碘单质再用Na2S2O3溶液滴定,应用淀粉做指示剂,记录最后蓝色消失时Na2S2O3溶液的用量;
结合反应:,及反应I2+2=+2I-,可得关系式:,NaClO质量分数==,故答案为:淀粉;;
【分析】(1)依据氧化还原反应原理,选择氧化性弱的;
(2)依据物质和杂质的性质选择试剂;氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠;
(3)则根据元素守恒分析;
(4)依据Ka数据分析;
(5)依据压强对沸点的影响;
(6)碘单质遇淀粉变蓝;利用关系式计算。
24.【答案】(1)N;纺锤形
(2)出现白烟;0.24
(3)6;4
(4)6NO2+8NH37N2+12H2O;1.12
【知识点】氨的性质及用途;氯气的化学性质;含氮物质的综合应用
【解析】【解答】(1)Cl、S、O、N四种元素未成对电子分别为1、2、2、3,则未成对电子最多的原子是N,S原子中能量最高电子所在能级是3p,其电子云形状为哑铃形,故答案为:N;哑铃形;
(2)由于Cl2与NH3反应生成NH4Cl,所以当有少量Cl2泄漏时,可以观察到的现象是有白烟生成,每有8个氨气参加反应,有2个被氧化,生成1个N2,转移6个电子;若反应中有0.08mol的氨气被氧化,有3×0.08mol=0.24mol电子发生转移,故答案为:有白烟生成;0.24;
(3)①热烧碱溶液吸收Cl2时,生成NaCl得到电子,生成NaClO和NaClO3失去电子,利用得失电子守恒可知,n=1+5=6,则n=4,故答案为:6;
②溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数,则6×10-6+4×10-6+2×10-5+a=2×4×10-5+2×10-5+3×10-5,a=10-4,pH=4,故答案为:4;
(4)①在催化剂和加热条件下,NO2与NH3可反应生成无害物质N2和H2O,其反应的化学方程式为:6NO2+8NH37N2+12H2O,故答案为:6NO2+8NH37N2+12H2O;
②由于烧碱溶液吸收NO2和NO生成NaNO2和NaNO3,利用氮元素和钠元素相等可知,当消耗100mL0.5mol·L-1的烧碱溶液时,共吸收混合气体0.1L×0.5mol·L-1×22.4L/mol=1.12L,故答案为:1.12。
【分析】(1)依据构造原理和能级与电子云形状的关系确定;
(2)依据生成的产物及得失电子守恒判断;
(3)①利用得失电子守恒;
②依据电荷守恒即溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数;
(4)①在催化剂和加热条件下,NO2与NH3可反应生成无害物质N2和H2O;
②利用氮元素和钠元素相等计算。
25.【答案】(1)三颈烧瓶;防止三颈烧瓶内液体倒吸进A中试管
(2)检查装置气密性
(3)Ca(ClO)2+ 4HCl(浓)= CaCl2+ 2Cl2↑+ 2H2O;平衡气压,便于浓盐酸顺利滴下
(4)饱和NaCl溶液
(5)2NH3+2OH-+Cl2=N2H4+2Cl-+2H2O
(6)当滴入最后一滴I2溶液,锥形瓶内溶液变成蓝色,且半分钟内不褪色;21.3%
【知识点】氯气的化学性质;氨的实验室制法;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由实验装置图可知,装置c为三颈烧瓶、装置a为长颈漏斗,因氨气极易溶于水,所以长颈漏斗能起导气和防止三颈烧瓶内液体倒吸进A中试管中的作用,故答案为:三颈烧瓶;防止三颈烧瓶内液体倒吸进A中试管;
(2)由分析可知,该实验有气体的生成和参与,为防止实验中气体逸出发生意外事故,所以盛放试剂前,首先要进行气密性检查,故答案为:检查气密性;
(3)由分析可知,装置D为浓盐酸与漂白粉中次氯酸钙反应生成氯化钙、氯气和水,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+ 4HCl(浓)= CaCl2+ 2Cl2↑+ 2H2O,装置中导管 b的作用是平衡气压,便于浓盐酸顺利滴下,故答案为:Ca(ClO)2+ 4HCl(浓)= CaCl2+ 2Cl2↑+ 2H2O;平衡气压,便于浓盐酸顺利滴下;
(4)由分析可知,装置C中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,故答案为:饱和食盐水;
(5)由分析可知,装置B中氯气与氨气在氢氧化钠溶液中反应制备肼,反应的离子方程式为2NH3+2OH-+Cl2=N2H4+2Cl-+2H2O,故答案为:2NH3+2OH-+Cl2=N2H4+2Cl-+2H2O;
(6)由题意可知,当溶液中的肼和碘溶液完全反应时,滴入最后一滴碘溶液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色,则终点的实验现象为当滴入最后一滴I2溶液,锥形瓶内溶液变成蓝色,且半分钟内不褪色;滴定消耗20.00 mL0.2000 mol/L碘溶液,由方程式可知,6.00g溶液中肼的质量分数为×100%≈21.3%,故答案为:当滴入最后一滴I2溶液,锥形瓶内溶液变成蓝色,且半分钟内不褪色;21.3%。
【分析】装置A中,加热氯化铵和氢氧化钙混合物制得氨气,装置C中,浓盐酸和漂白粉发生反应Ca(ClO)2+ 4HCl(浓)= CaCl2+ 2Cl2↑+ 2H2O制得氯气,将氨气和氯气通入装置B中发生反应2NH3+2OH-+Cl2=N2H4+2Cl-+2H2O制得肼。
26.【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)加入固体NaCl
(3)Cl2
(4)MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
(5)c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl-
(6)MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O
(7)滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;性质实验方案的设计;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)实验室二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;加入固体NaCl充分振荡,增加氯离子浓度,继续加热,试纸未变蓝,说明没产生氯气,说明不是c(Cl-)影响氯气的生成。
(3)II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了:Cl2,氯气将碘离子氧化为碘单质,湿润的淀粉变为蓝色。
(4)滴加浓硫酸后,由于氢离子浓度改变,增加MnO2的氧化性,右边烧杯中反应的电极反应式是:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O。
(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ,解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是:c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl-。
(6)Ⅵ中二氧化锰与双氧水反应生成氧气,Mn2+,且Mn2+无色,反应的离子方程式是:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。
(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论,解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因:滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
【分析】(1)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水;
(2)猜想ⅰ不成立,说明不是 c(Cl-)对实验产生的影响;
(3)氯气将碘离子氧化为碘单质,碘单质遇淀粉变蓝;
(4)滴加浓硫酸后,左边烧杯中二氧化锰得到电子生成锰离子和水;
(5)二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止,与氢离子浓度减小有关;
(6)Ⅵ中二氧化锰与过氧化氢发生氧化还原反应;
(7)Ⅴ、Ⅵ中c(H+)不同。
27.【答案】(1)2MnO+10Cl-+16H+=Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)蒸馏烧瓶;浓硫酸
(3)排尽装置中的空气
(4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
(5)装置D和装置E之间连接盛有碱石灰的干燥管
(6)用标准溶液润洗滴定管;B;71.25
【知识点】氯气的实验室制法;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)装置A中高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气,离子方程式为:2MnO+10Cl-+16H+=Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2)盛放的仪器名称为蒸馏烧瓶,B装置的作用为干燥氯气,则其中的试剂是浓硫酸。
(3)高温时能与反应,加热装置C之前,先进行装置A中的反应,这样操作的目的是排尽装置中的空气。
(4)装置C中除生成外,同时还生成一种有毒气体,结合元素守恒可推知该气体为CO,故装置C中发生的反应为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。
(5)由已知信息可知,TiCl4易水解,装置E盛放的NaOH溶液中的水蒸气易进入装置D中,故装置D和装置E之间连接一个盛有碱石灰的干燥管。
(6)①在滴定管中装入标准溶液的前一步应进行的操作为:用标准溶液润洗滴定管;
②已知常温下,,,饱和AgCl溶液中c(Cl-)= ,饱和溶液中c()=,即饱和溶液中c()>c(Cl-),故AgCl先沉淀,该滴定过程中,先生成AgCl白色沉淀,待Cl-沉淀完全达到滴定终点时,出现Ag2CrO4砖红色沉淀,则应选择的指示剂是,故答案为:B;
③该滴定过程中发生反应:TiCl4+(2+n)H2O= TiO2 nH2O↓+4HCl,HCl+AgNO3=AgCl↓+4HNO3,可得关系式:TiCl4~4AgNO3,则n(TiCl4)=n(AgNO3)=,则该产品的纯度为。
【分析】 装置A中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl杂质,由于TiCl4与HCl不反应,故不需要除去杂质HCl,装置B中应盛放浓硫酸,干燥氯气,装置C为制备TiCl4的反应装置,装置C中发生反应TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,装置D收集TiCl4,其中的冷凝管是冷凝回流TiCl4,E装置为吸收过量的Cl2,进行尾气处理。
28.【答案】(1)
(2)除去HCl气体
(3) 、 ;
(4)
(5)ac
(6)当滴入最后半滴标准液,溶液由蓝色褪为无色,且半分钟内不恢复蓝色;
【知识点】氧化还原反应;氯气的实验室制法;中和滴定;制备实验方案的设计;有关混合物反应的计算
【解析】【解答】(1)装置Ⅰ中反应的化学方程式为:Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O,该反应中还原剂为HCl,氧化剂为Ca(ClO)2,被氧化的HCl为2,因此该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1。
(2)由分析可知,装置Ⅱ的作用是除去Cl2中混有的HCl。
(3)开始制备NaBrO3溶液时,先滴入适量液溴,然后打开活塞K1、K3,反应生成Cl2,通入装置Ⅲ发生反应生成NaBrO3。反应结束后,为吸收装置Ⅰ中残留的Cl2,可打开活塞K2,滴入NaOH溶液。
(4)装置Ⅲ中Cl2与液溴、Na2CO3溶液反应生成可溶性NaBrO3、NaCl和CO2,该反应的离子方程式为:5Cl2+Br2+6CO32-=2BrO3-+10Cl-+6CO2↑。
(5)a、由于NaBrO3的溶解度随温度的降低而减小,因此采用保温漏斗,可防止温度降低,NaBrO3结晶析出,a符合题意;
b、由于NaBrO3的溶解度随温度的降低而降低,因此趁热过滤后,对滤液应进行降温结晶,b不符合题意;
c、使用布氏漏斗进行抽滤,可加快过滤速度,同时使得得到的NaBrO3晶体更干燥,c符合题意;
故答案为:ac
(6)当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,I2恰好完全反应,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原来的颜色。当达到滴定终点时,消耗Na2S2O3溶液的体积为。此时消耗n(S2O32-)=(20.00-V)×10-3L×cmol·L-1=(20.00-V)c×10-3mol。由反应的离子方程式可得关系式“6S2O32-~3I2~BrO3-”,因此可得参与反应的。因此ag样品中所含NaBrO3的质量为,所以产品的质量分数为。
【分析】装置Ⅰ中浓盐酸与漂白精发生反应生成Cl2,由于浓盐酸具有挥发性,会使得生成的Cl2中混有HCl;装置Ⅱ用于除去Cl2中的HCl,因此装置Ⅱ中的试剂为饱和食盐水。Cl2进入装置Ⅲ中与Na2CO3溶液、Br2反应,生成NaBrO3;反应过程中逸出中Br2、Cl2用装置Ⅳ中的NaOH溶液吸收。
29.【答案】(1)第五周期第ⅣA族;防止SnCl2被氧化;Sn2++= SnO↓+CO2↑;取最后一次洗涤液少许于试管中,滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则证明沉淀已洗涤干净;蒸发浓缩,冷却结晶
(2)非极性;蒸馏烧瓶;吸收多余的Cl2,防止环境污染;防止空气中的水蒸气进入到SnCl4收集装置中,使SnCl4水解
(3)93.2%
【知识点】氯气的实验室制法;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)Sn与C同主族,位于元素周期表第五周期ⅣA族,可采用0族定位法确定位置,原子序数50与Xe(54)接近,与Xe同周期往前进四,为ⅣA族;由题给信息可知SnCl2易氧化,加入锡粉可防止其氧化;由流程信息可知,SnCl2与碳酸钠反应,生成SnO与一种气体,可知气体为CO2,反应的离子方程式为Sn2++= SnO↓+CO2↑。沉淀洗涤主要洗去表面的NaCl,可通过检验洗涤液中是否含有Cl-来确定是否洗净,具体操作为取最后一次洗涤液少许于试管中,滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则证明沉淀已洗涤干净;因为Sn2+易水解,为防止其水解,需在低温下结晶,因此结晶操作为:蒸发浓缩,冷却结晶。
(2)Sn位于ⅣA族,价电子数为4,SnCl4为sp3杂化,无孤电子对,空间构型为正四面体型,正负电中心重合,为非极性分子;装置Ⅲ中盛放Sn的仪器有支管,是蒸馏烧瓶;装置Ⅵ位于实验装置末尾,可以吸收未反应的氯气,防止环境污染,同时也可以防止空气中的水蒸气进入装置Ⅴ,引起SnCl4的水解。
(3)根据题给反应,结合化合价变化可知,滴定过程中消耗离子的比例为1:6Fe2+:3Sn2+,消耗重铬酸钾的物质的量为0.1mol/L×0.032L=0.0032mol,则Sn的物质的量为0.0096mol,质量为1.1424g,由此可知锡粉的质量分数为≈93.2%。
【分析】(1)①Sn的原子序数为50,位于第五周期第ⅣA族;
②加入锡粉可防止防止SnCl2被氧化;
③SnCl2与碳酸钠反应生成SnO和二氧化碳;
④沉淀洗涤主要洗去表面的NaCl,可通过检验洗涤液中是否含有Cl-来确定是否洗净;
(2)装置Ⅰ中浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气,浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl杂质,通过饱和食盐水除去HCl杂质,再用浓硫酸干燥氯气,干燥的氯气与Sn在装置Ⅲ中反应生成 SnCl4,未反应的氯气,用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气,干燥管中氯化钙吸收水蒸气,防止进入Ⅴ中使产物水解;
(3)根据~6Fe2+~3Sn2+计算。
30.【答案】(1)甲;乙;丙;乙;甲
(2)用止水夹夹住甲装置的导气管,关闭分液漏斗旋塞,向分液漏斗加水,再打开漏斗旋塞,一段时间后,液体不再滴下,说明装置气密性良好
(3)球形冷凝管;吸收 Cl2和SO2,防止污染环境;防止空气中的水蒸气进入丙装置
(4)B;2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+ 2MnCl2 +5Cl2 ↑+8H2O
(5)在潮湿的环境中,SO2Cl2与水反应SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,反应生成的酸腐蚀金属
(6)由于产品不纯,溶解了SO2,SO2被硝酸钡氧化为硫酸,得到的沉淀量增大,导致测得含硫量增大
【知识点】氯气的实验室制法;常用仪器及其使用;气体发生装置的气密性检查;制备实验方案的设计
【解析】【解答】
(1)由分析可知,实验的仪器连接顺序为甲→乙→丙←乙←甲,故答案为:甲→乙→丙←乙←甲;
(2)该实验是有气体制备和参与的实验,实验实验前应该先对甲装置进行气密性检验,具体操作为用止水夹夹住甲装置的导气管,关闭分液漏斗旋塞,向分液漏斗加水,再打开漏斗旋塞,一段时间后,液体不再滴下,说明装置气密性良好,故答案为:用止水夹夹住甲装置的导气管,关闭分液漏斗旋塞,向分液漏斗加水,再打开漏斗旋塞,一段时间后,液体不再滴下,说明装置气密性良好;
(3)由分析可知,丙装置中仪器a为球形冷凝管,干燥管中盛有的碱石灰的作用是用于吸收氯气和二氧化硫,防止污染环境,同时防止空气中的水蒸气进入丙装置导致磺酰氯发生水解,故答案为:球形冷凝管;吸收 Cl2和SO2,防止污染环境;防止空气中的水蒸气进入丙装置;
(4)①甲装置是固液不加热制备气体的装置,所以不能选用共热才能反应生成二氧化硫的铜和浓硫酸制备二氧化硫;二氧化硫是具有还原性的气体,所以不能选用具有强氧化性的浓硝酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫;二氧化硫易溶于水,所以不能选用不利于气体逸出的亚硫酸钠浓溶液制备二氧化硫,应选用亚硫酸钠固体;98%浓硫酸中硫酸主要以硫酸分子形式存在,溶液中氢离子浓度小,与亚硫酸钠固体的反应速率慢,不利于二氧化硫的生成,所以应选用70%较浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫,
故答案为:B;
②由分析可知,甲装置中制备氯气的反应为高锰酸钾固体与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+ 2MnCl2 +5Cl2 ↑+8H2O,故答案为:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+ 2MnCl2 +5Cl2 ↑+8H2O;
(5)由题意可知,在潮湿的环境中,磺酰氯发生水解反应生成硫酸和氯化氢,反应的化学方程式为SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,反应生成的酸会对金属有强烈的腐蚀作用,故答案为:在潮湿的环境中,SO2Cl2与水反应SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,反应生成的酸腐蚀金属;
(6)将一定体积的产品加入到足量硝酸钡溶液中,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀,然后计算含硫量,结果计算测得含硫量超过了100%说明磺酰氯溶解了二氧化硫,二氧化硫溶于硝酸钡溶液时生成亚硫酸使溶液呈酸性,酸性条件下二氧化硫被硝酸钡氧化为硫酸,导致反应生成的硫酸钡沉淀量增大,使得测得含硫量增大,故答案为:由于产品不纯,溶解了SO2,SO2被硝酸钡氧化为硫酸,得到的沉淀量增大,导致测得含硫量增大。
【分析】由实验装置图可知,装置甲为70%浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫的装置,也可以是高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气的装置,装置乙中盛有的浓硫酸可以用于干燥二氧化硫气体,也可以用于干燥氯气,装置丙中二氧化硫与氯气在活性炭作用下反应制备磺酰氯,装置中球形冷凝管用于冷凝回流磺酰氯,干燥管中盛有的碱石灰用于吸收氯气和二氧化硫,防止污染环境,同时防止空气中的水蒸气进入丙装置导致磺酰氯发生水解,则仪器的连接顺序为甲→乙→丙←乙←甲。
31.【答案】(1)图丙
(2)饱和食盐水;装需漏气;用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各接口处检验,漏气处试纸变蓝 (涂肥皂水等合理方法均可);关闭活塞后,若a中仍有气体生成,气体压强增大,将b中液体压入c中,整个装置成为储气装置,不会有气体逸出;是;装置Ⅱ的原理与装置Ⅰ相同;否;c瓶因密闭,体积不能改变,压强增大时易发生危险
(3)制取温度不同;制取时碱的浓度也不同
(4)M;过滤
(5)不可;石蕊溶液褪色的是因为HClO的强氧化性而不是Cl2
【知识点】氯气的实验室制法;制备实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】利用一定浓度的HCl溶液和MnO2制备Cl2,需要加热,生成的氯气中含有挥发出的氯化氢气体,需要利用饱和食盐水除去氯化氢,依据Cl2的性质和装置特点分析解答。
(1)反应需要加热,图丙装置中恒压分液漏斗能使液体顺利滴下,因此发生装置选择图丙。
(2)①若用所选的发生装置和装置Ⅰ制取氯气,为了除去氯气中的氯化氢气体,b瓶加入的液体一般为饱和食盐水。反应开始后,关闭活塞K时,发现c中液面上升不明显,可能的原因是装需漏气,氯气具有强氧化性,则检查氯气是否泄漏的简单方法是用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各接口处检验,漏气处试纸变蓝。
②由于关闭活塞后,若a中仍有气体生成,气体压强增大,将b中液体压入c中,整个装置成为储气装置,不会有气体逸出,所以装置Ⅰ能防止多余气体逸散。
③由于装置Ⅱ的原理与装置Ⅰ相同,所以装置Ⅱ可行。由于c瓶因密闭,体积不能改变,压强增大时易发生危险,所以装置Ⅲ不可行。
(3)根据反应装置可判断反应的温度和碱液的浓度不同,所以二者的差异是制取温度不同以及制取时碱的浓度也不同;
(4)反应完毕经冷却后,①的试管中有大量晶体析出,这说明溶解度随温度降低而减小,则图中符合该晶体溶解度曲线的是M;从①的试管中分离出该晶体的方法是过滤。
(5)由于石蕊溶液褪色的是因为HClO的强氧化性而不是Cl2的,所以根据③的试管里试液的颜色变化不能证明氯气的强氧化性。
【分析】(1)反应需要加热,图丙装置中恒压分液漏斗能使液体顺利滴下;
(2)根据制取氯气的原理,基本操作,除杂进行解答;
(3) 制取氯酸钾和次氯酸钠的温度和碱的浓度均不同;
(4)①试管中有大量晶体析出,这说明溶解度随温度降低而减小;分离固体和液体采用过滤;
(5)氯气溶于水生成的次氯酸具有强氧化性。
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2023年高考真题变式分类汇编:氯气
一、选择题
1.(2022·河北)下列图示装置不能达到实验目的的是( )
A.装置甲用CCl4萃取溴水中的Br2 B.装置乙除去Cl2中的HCl并干燥
C.装置丙验证铁的吸氧腐蚀 D.装置丁实验室制备少量NH3
【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;氨的实验室制法;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.四氯化碳和水不互溶,溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,则装置甲能达到用用四氯化碳萃取溴水中溴的实验目的,故A不符合题意;
B.HCl易溶于水,饱和食盐水能抑制氯气溶解,浓硫酸具有吸水性,因此盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶能除去氯化氢气体,盛有的浓硫酸的洗气瓶能干燥氯气,则装置乙能达到除去氯气中的氯化氢气体并干燥的实验目的,故B不符合题意;
C.中性或弱酸性溶液中,铁丝发生吸氧腐蚀,铁丝网在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀会使试管内气体的物质的量减小,气体压强减小,红墨水会进入导气管中形成一段液柱,则装置丙能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的,故C不符合题意;
D.由图可知,装置丁的向下排空气法收集氨气的试管中没有排出气体的出口,则装置丁不能达到实验室制备少量氨气的实验目的,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且水与四氯化碳互不相溶;
B.饱和氯化钠溶液能抑制氯气溶解,HCl易溶于氯化钠溶液,浓硫酸具有吸水性;
C.中性或弱酸性溶液中,铁丝发生吸氧腐蚀。
2.(2022·重庆市)下列实验装置(夹持装置略)及操作正确的是( )
A.装置甲气体干燥 B.装置乙固液分离
C.装置丙Cl2制备 D.装置丁pH测试
【答案】A
【知识点】氯气的实验室制法;浓硫酸的性质;过滤
【解析】【解答】A.浓硫酸具有吸水性,不与氢气反应,则装置甲可用于干燥反应生成的氢气,故A符合题意;
B.过滤时需要用玻璃棒引流,装置乙固液分离的过滤操作中缺少玻璃棒引流,故B不符合题意;
C.二氧化锰与浓盐酸制备氯气需要加热,装置丙中缺少酒精灯加热,不能用于制备氯气,故C不符合题意;
D. 用pH试纸测定溶液的pH时,在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,不能将pH试纸插入溶液中,装置丁不能用于pH测试,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.浓硫酸具有吸水性,不与氢气反应,可以干燥氢气;
B.过滤时需要用玻璃棒引流;
C.二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热;
D.用pH试纸测定溶液的pH的操作方法为:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH。
3.(2018·海南)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层
D.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等
【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;钠的重要化合物;高分子材料;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具,不符合题意
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维,但光电池的主要成分是硅,符合题意
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层,不符合题意
D.氯水具有较强的氧化性,故能氧化漂白漂白纸张、织物等,不符合题意
故答案为:B
【分析】要分清楚二氧化硅和硅的用途
4.(2023·嘉兴模拟)下列关于元素及其化合物的性质说法错误的是
A.K和苯酚反应可生成
B.工业上用在中燃烧生产HCl
C.生铁降低含碳量生产碳素钢
D.工业上用焦炭还原石英砂制备纯硅
【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;铁的化学性质;苯酚的性质及用途
【解析】【解答】A.K是活泼的碱金属,苯酚是弱酸,K和苯酚反应可生成,故A不符合题意;
B.工业盐酸是用Cl2、H2燃烧法制取HCl气体,然后将HCl气体溶于水制得的,故B不符合题意;
C.由生铁冶炼成碳素钢就是降低生铁中碳的含量,并除去其中的部分杂质,故C不符合题意;
D.工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅,将粗硅通过化学方法进一步提纯,可以得到高纯硅,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.苯酚显弱酸性,能与金属K反应生成氢气;
B.氢气在氯气中燃烧生成HCl;
C.碳素钢是碳含量较低的铁合金;
D.工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅,将粗硅通过化学方法进一步提纯得到纯硅。
5.(2022·长春模拟)如图是实验室制备氯气并进行相关实验的装置(夹持与加热装置已省略),下列有关说法错误的是
A.若无加热装置,则装置a蒸馏烧瓶中可用高锰酸钾或次氯酸钠
B.检验氯气是否有漂白性,则I、II、III分别为湿润的石蕊试纸、碱石灰、干燥的石蕊试纸
C.装置b的作用既可以洗气又可以作安全瓶监测装置c是否堵塞
D.含有4molHCl的浓盐酸与足量二氧化锰反应,产生标准状况下的Cl2体积小于22.4L
【答案】B
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法
【解析】【解答】A.二氧化锰与浓盐酸反应,需要加热才能进行,因此无加热装置时,不能采用该方法制备氯气,高锰酸钾溶、次氯酸钠具有强氧化性,在不加热下,能与浓盐酸反应产生氯气,故A说法不符合题意;
B.氯气能与碱石灰发生反应,因此干燥氯气时不能用碱石灰,应用无水氯化钙等,故B说法符合题意;
C.根据上述分析,饱和食盐水能吸收氯气中的HCl,该装置还有长颈漏斗,因此该装置还起到安全瓶的作用,检测后续装置是否发生堵塞,平衡气压的作用,故C说法不符合题意;
D.二氧化锰只与浓盐酸反应,不与稀盐酸反应,含4molHCl的浓盐酸与足量二氧化锰发生反应,随着反应进行盐酸浓度降低,盐酸浓度达到某一浓度时反应停止,因此产生标准状况下的氯气的体积小于22.4L,故D说法不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、浓盐酸可以和高锰酸钾、次氯酸钠常温下反应;
B、氯气的干燥需要用浓硫酸;
C、长颈漏斗可以平衡气压;
D、浓盐酸少量时,无法和二氧化锰完全反应。
6.(2022·松江模拟)关于几种非金属元素及其化合物的说法正确的是( )
A.C2H4分子中只有极性键 B.可用排空气法收集NO
C.H2S燃烧时产生苍白色火焰 D.纯净干燥的Cl2没有漂白性
【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;气体的收集
【解析】【解答】A.C2H4的结构式为,含有极性键和非极性键,故A不符合题意;
B.NO和氧气反应生成NO2,不能用排空气法收集NO,故B不符合题意;
C.H2S燃烧时产生蓝色火焰,H2在氯气中燃烧时产生苍白色火焰,故C不符合题意;
D.纯净干燥的Cl2没有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸检验漂白性,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.乙烯分子中含有C-H极性键和C-C非极性键;
B.NO易被氧气氧化为NO2;
C.H2S燃烧时产生蓝色火焰。
7.(2022·宁乡市模拟)下列关于Cl2性质的说法正确的是( )
A.可与NaOH溶液反应 B.是无色无味的气体
C.能使干燥的有色布条褪色 D.密度比空气小
【答案】A
【知识点】氯气的化学性质;氯气的物理性质
【解析】【解答】A.氯气可以与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,故A符合题意;
B.氯气是黄绿色且有刺激性气味的有毒气体,故B不符合题意;
C.干燥的氯气不具有漂白性,氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,故C不符合题意;
D.氯气的相对分子质量为71>29,相同状况下密度比空气大,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.氯气为酸性气体;
B.氯气为黄绿色,且具有刺激性味道;
C.氯气不具有漂白性;
D.氯气的密度大于空气。
8.(2022·静安模拟)下列说法正确的是( )
A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
B.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有漂白性
C.将分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
D.将等物质的量的Cl2和SO2的混合气体作用于潮湿的红布条,红布条立即快速褪色
【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;氯气的化学性质;二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,但二者漂白原理不同,前者利用的是其氧化性进行漂白,后者是利用其与有色物质络合生成无色物质进行漂白,前者不可逆后者可逆,A不符合题意;
B.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明二者发生了氧化还原反应,反应中SO2提现了还原性,B不符合题意;
C.将分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明烧瓶内气体压强减小,有大部分气体溶解在水中,说明二者均易溶于水,C符合题意;
D.将等物质的量的Cl2和SO2的混合气体作用于潮湿的红布条,Cl2、SO2和水发生反应生成无漂白性的HCl和H2SO4,因此,红布条不褪色,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、二氧化硫使品红溶液褪色是因为可以和有色物质结合生成无色物质,氯气恶意是品红溶液褪色是因为氯气溶于水生成次氯酸,次氯酸具有漂白性;
B、二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为二氧化硫具有还原性;
C、氯化氢和氨气都是易溶于水;
D、氯气和二氧化硫混合漂白性会减弱,因为两者会发生氧化还原反应。
9.(2023·闵行模拟)探究氯气的性质装置示意图如下,a~d中均为浸有相应试液的棉花(夹持装置略),下列说法正确的是
A.若a处褪色,说明Cl2具有漂白性
B.若d处褪色,说明Cl2具有漂白性
C.若b处变为橙色,c处变为蓝色,说明Cl2的氧化性强于Br2、I2
D.若b处变为橙色,c处变为蓝色,说明氧化性:Cl2>Br2>I2
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;氯气的化学性质;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,具有强氧化性的次氯酸能使品红溶液漂白褪色,则a处品红溶液褪色,说明次氯酸具有漂白性,故A不符合题意;
B.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应中氢氧化钠溶液的碱性减弱,红色的氢氧化钠酚酞溶液褪色,则d处氢氧化钠酚酞溶液褪色,不能说明氯气具有漂白性,故B不符合题意;
C.b处变为橙色说明氯气与溴化钾溶液反应生成氯化钾和溴,c处变为蓝色说明氯气与碘化钾溶液反应生成氯化钾和使淀粉溶液变蓝色的碘,由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,氯气的氧化性强于溴、碘,故C符合题意;
D.b处变为橙色说明氯气与溴化钾溶液反应生成氯化钾和溴,c处变为蓝色说明氯气与碘化钾溶液反应生成氯化钾和使淀粉溶液变蓝色的碘,实验中没有涉及溴和碘化钾淀粉溶液的实验,无法比较溴和碘的非金属性强弱,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,溶液红色褪去,氯气通入KBr溶液,发生反应Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,溶液变成橙色,氯气通过KI溶液,发生反应Cl2+2I-=I2+2Cl-,碘单质遇到淀粉变蓝色,氯气通过氢氧化钠的酚酞溶液,氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,剩余的氯气用NaOH溶液吸收进行尾气处理。
10.(2023·河东模拟)下列实验不能达到实验目的的是
A.装置甲实验室制氨气
B.装置乙实验室制氯气
C.装置丙检验浓硫酸与Cu反应产生SO2
D.装置丁实验室制乙酸乙酯
【答案】A
【知识点】氯气的实验室制法;氨的实验室制法;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.制备氨气选用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体加热制备,而NH4Cl固体无法制备,A项不能达到实验目的;
B.MnO2与浓盐酸加热制备Cl2,Cl2收集选择向上排空,以NaOH溶液进行尾气吸收,B项能达到实验目的;
C.Cu丝和浓硫酸加热条件下制备SO2,SO2可用品红检验褪色,用浸了NaOH溶液的拾棉花进行尾气处理,C项能达到实验目的;
D.乙醇和乙酸在浓硫酸催化下加热制备乙酸乙酯,用饱和Na2CO3接收乙酸乙酯可以降低酯的溶解度同时除杂,导气管不深入液下防止倒吸,D项能达到实验目的;
故答案为:A。
【分析】A.加热氯化铵分解生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口遇冷又化合成氯化铵;
B.浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气,浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl杂质,通过饱和食盐水除去HCl杂质,氯气能与NaOH溶液反应,用NaOH溶液吸收尾气;
C.铜与浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色;
D.乙醇、乙酸在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可吸收乙醇、除去乙酸、降低酯的溶解度。
11.(2023·湛江模拟)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列关于次氯酸盐性质实验对应的反应方程式书写正确的是
A.将足量的二氧化碳通入溶液中:
B.验证“84”消毒液与洁则剂不能混合的原因:
C.用溶液吸收废气中的制石膏乳:
D.将硫酸铬溶液滴入含的强碱性溶液中:
【答案】B
【知识点】氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A.足量二氧化碳通入溶液生成的是,离子方程式为:,A不符合题意;
B.“84”消毒液与洁厕剂混合的离子方程式为,因生成有毒的氯气,因此两者不能混合使用,B符合题意;
C.生成的微溶于水不能拆,离子反应为:,C不符合题意;
D.强碱性溶液不生成,离子反应为:,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.不符合客观事实,应生成碳酸氢盐;
B.离子方程式书写正确;
C.微溶于水,不能拆;
D.强碱性溶液不生成。
12.(2023·榆林模拟)用如图所示实验装置进行相关实验探究,其中装置不合理的是
A.利用图I测定中和反应的反应热
B.利用图II证明Na2O2与水反应放热
C.利用图III制备乙酸乙酯
D.利用图IV证明Cl2能与烧碱溶液反应
【答案】C
【知识点】氯气的化学性质;中和热的测定;乙酸乙酯的制取
【解析】【解答】A.图中装置可保温、测定反应的最高温度等,则图中装置可测定中和反应的反应热,故A不符合题意;
B.Na2O2与水反应生成氧气、且放热,会使脱脂棉燃烧,故B不符合题意;
C.导气管末端不能插入液面以下,否则会造成倒吸,故C符合题意;
D.Cl2与NaOH溶液反应,使锥形瓶内气体压强减小,则气球变大可证明发生反应,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.该装置具有良好的保温功能,也能测定反应溶液的温度,可测定中和热;
B.过氧化钠和水反应生成碳酸钠和氧气,且放热;
C.导管末端伸入液面以下会造成倒吸;
D.氯气和氢氧化钠反应使锥形瓶内压强减小。
13.(2023·天河模拟)部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价的关系如图所示。下列说法错误的是
A.②和④都有漂白性,可使有色物质褪色
B.用化学方程式表示浓氨水检查输送②的管道是否漏气:
C.用电子式表示⑤的形成过程:
D.用离子方程式表示与①的浓溶液制备②:
【答案】A
【知识点】氯气的化学性质;卤素原子结构及其性质的比较
【解析】【解答】A.②和④分别为氯气、次氯酸,氯气没有漂白性,次氯酸有漂白性可使有色物质褪色,A符合题意;
B.浓氨水和氯气会反应生成氯化铵白色固体,能检查输送②的管道是否漏气,B不符合题意;
C.氯化钠为离子化合物,钠失去1个电子、氯得到1个电子,钠离子和氯离子生成氯化钠,图示符合题意,C不符合题意;
D.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.氯气没有漂白性;
B.浓氨水和氯气会反应生成氯化铵白色固体;
C.氯化钠为离子化合物;
D.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水。
14.(2023·合肥模拟)下图是实验室制备氯气并进行一系列实验的装置(夹持装置已经省略),有关叙述错误的是
A.装置a中发生的反应为
B.装置b中漏斗的作用是平衡压强
C.I、Ⅱ处依次放湿润和干燥的有色布条可验证干燥的不具有漂白性
D.可利用该实验装置证明氧化性:
【答案】A
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;氯气的实验室制法;性质实验方案的设计;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.装置a中没有加热装置,可用KMnO4和浓盐酸制取氯气,离子反应为2MnO+16H++10Cl-=Mn2++Cl2↑+8H2O,A符合题意;
B .b中饱和食盐水的作用是减少Cl2的溶解度,吸收反应挥发的HCl气体,同时有长颈漏斗,可以检验装置是否堵塞,起到平衡压强的作用,B不符合题意;
C.根据分析,I、Ⅱ处依次放湿润和干燥的有色布条,可验证干燥的不具有漂白性,C不符合题意;
D.Cl2会氧化NaBr溶液中Br-产生Br2,可证明氧化性:,由于Br2可以氧化I-产生I2,可证明,可利用该实验装置证明氧化性:,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据题干信息,a装置用于常温下制取Cl2,所用原料为KMnO4和浓盐酸,其离子方程式为2MnO+16H++10Cl-=Mn2++Cl2↑+8H2O;浓盐酸具有挥发性,b装置用于除去Cl2中的HCl,无水CaCl2可用于干燥Cl2;Cl2具有氧化性,没有漂白性,但Cl2与水反应得到的HClO具有漂白性。
15.(2022·惠州模拟)化学在生产生活中有着广泛的应用,下列两项内容说法符合题意且存在因果关系的是( )
物质性质 实际应用
A 硅为半导体材料 SiO2用于光纤通讯
B Cl2具有氧化性 氯水可以漂白有色布条
C Al表面易形成致密的氧化物薄膜 可以用铝槽车运送热的浓硫酸
D 乙醇可以使蛋白质变性 乙醇用于制作医用酒精
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;含硅矿物及材料的应用;乙醇的化学性质
【解析】【解答】A.SiO2用于光纤通讯,是利用SiO2的折光率好,具有导光性的性质,与Si的性质无关,A不合题意;
B.氯水具有漂白性是由于氯气与水反应生成次氯酸的缘故,与氯气的氧化性无关,B不合题意;
C.常温下,Al表面易形成致密的氧化物薄膜,但加热时,浓硫酸会破坏钝化膜,腐蚀铝槽车,C不合题意;
D.75%的酒精能使蛋白质变性,可杀菌消毒,所以可用于制作医用酒精,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.利用SiO2的折光率好,具有导光性的性质;
B.次氯酸具有漂白性;
C.加热时,浓硫酸会与铝反应;
D.75%的酒精能使蛋白质变性。
16.(2022·深圳模拟)利用如图所示装置进行的制备及性质探究实验时,下列说法错误的是
A.甲中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
B.乙的作用为除去中的HCl
C.丙中紫色石蕊试液先变红后褪色
D.为吸收多余的,丁中可盛放NaOH溶液
【答案】A
【知识点】氯气的实验室制法
【解析】【解答】A.装置甲中二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下发生反应: MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑ ,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1,故A符合题意;
B.装置甲中制备的氯气中混有HCl气体,乙中饱和NaCl溶液作用为除去中的HCl,故B不符合题意;
C.Cl2与水反应生成HCl、HClO,且HClO具有漂白性,则使紫色石蕊试液先变红后褪色,故C不符合题意;
D.Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO,为吸收多余的,丁中可盛放NaOH溶液,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.氧化剂元素化合价降低, 还原剂元素化合价升高;
B.利用制备气体和杂质气体的性质选择除杂试剂判断;
C.Cl2与水反应生成HCl、HClO,且HClO具有漂白性;
D.依据尾气和试剂的性质分析。
17.(2022·惠州模拟)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.Fe FeCl2 Fe(OH)2
B.N2(g) NO(g)HNO3(aq)
C.NaCl(aq)Cl2漂白粉
D.SiO2H2SiO3(胶体)Na2SiO3溶液
【答案】C
【知识点】氯气的化学性质;含氮物质的综合应用;氯、溴、碘及其化合物的综合应用;硅酸的性质及制法
【解析】【解答】A.氯气和铁反应得到氯化铁,A不符合题意;
B.一氧化氮与水不反应,B不符合题意;
C.电解饱和氯化钠溶液得到氯气,氯气与石灰乳反应得到漂白粉,C符合题意;
D.二氧化硅与水不反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、氯气可以将金属氧化为最高价态;
B、氮气和氧气放电或高温生成一氧化氮,一氧化氮不溶于水;
C、氯化钠溶于电解生成氯气、氢气和氢氧化钠,氯气和石灰乳反应生成次氯酸钙、氯化钙和水;
D、二氧化硅不溶于水。
18.(2022高三下·遵义)化学与生产、生活密切相关,下列物质的性质、用途都正确且有相关性的是( )
选项 性质 用途
A CCl4难溶于水,难于燃烧 CCl4常用作有机溶剂和灭火剂
B Al2O3既能与强酸反应,又能与强碱反应 Al2O3常用作耐高温材料
C SiO2透明,折射率合适,能够发生全反射 SiO2用作光导纤维材料
D Cl2具有漂白性 常用Cl2对自来水进行杀菌消毒
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】氯气的化学性质;硅和二氧化硅;镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A.CCl4常用作有机溶剂是因为:四氯化碳常温下是难溶于水的液态,是一种非极性分子、能溶解很多有机物,如烃、脂肪、油类、树脂、油漆以及无机物碘等,四氯化碳能做灭火剂的原因,除了它不可燃外,四氯化碳密度大,一经化成蒸气能覆盖在可燃物的表面隔绝空气、火焰自然熄灭,A不符合;
B.Al2O3因熔点高常用作耐高温材料,B不符合;
C.SiO2透明,折射率合适,能够发生全反射,且储量丰富,成本价格较为低廉,C符合;
D.Cl2没有有漂白性、常用Cl2对自来水进行杀菌消毒,是因为发生了反应: ,HClO具有漂白性,D不符合;
故答案为:C。
【分析】A.四氯化碳能够与多种有机物相互溶解,常用作有机溶剂;
B.Al2O3的熔点高,可作耐高温材料;
C.二氧化硅具有良好的光学特性;
D.氯气具有强氧化性,能杀菌消毒。
19.(2022·金山模拟)下列有关实验室制取Cl2的装置正确的是( )
A.制备Cl2
B.净化Cl2
C.收集Cl2
D.尾气处理
【答案】D
【知识点】氯气的实验室制法;实验装置综合
【解析】【解答】A.浓盐酸和二氧化锰制取氯气要加热,该装置没有加热,故A项不符合题意;
B.净化氯气应先用饱和食盐水除去氯化氢,再用浓硫酸除去水,该装置顺序颠倒,故B项不符合题意;
C.该装置只有通气管,没有排气管,会导致瓶内压强过大,发生安全事故,故C项不符合题意;
D.氯气有毒,能与碱酚酞,多余的氯气应用氢氧化钠除去,故D项符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.浓盐酸和二氧化锰制备氯气需要加热;
B.净化氯气应先通过饱和食盐水除杂,再通过浓硫酸干燥;
C.该装置没有排空气的出口。
20.(2022·奉贤模拟)下列关于氯的说法正确的是( )
A.1mol氯气与NaOH反应转移2mol电子
B.35Cl、37Cl为不同的原子,化学性质不同
C.氯水久置后pH值减小,漂白性减弱
D.干燥的氯气不能使鲜花褪色
【答案】C
【知识点】氯气的化学性质
【解析】【解答】A.氯气与氢氧化钠发生歧化反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,其离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,所以1mol氯气与NaOH反应转移1mol电子,A不符合题意;
B.35Cl、37Cl为质子数相同,中子数不同的原子,其核外电子数等于质子数,两者的核外电子数相同,所以化学性质相同,B不符合题意;
C.氯水久置其有效成分次氯酸会分解,产生HCl和氧气,所以水溶液中的氢离子浓度会增大,pH值会减小,漂白性会逐渐减弱,C符合题意;
D.鲜花中含水分,所以氯气遇鲜花会生成具有漂白性的次氯酸,从而使鲜花褪色,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氯气与氢氧化钠发生歧化反应生成氯化钠、次氯酸钠和水;
B.同位素是不同的核素,化学性质相同;
C.次氯酸会分解,产生HCl和氧气;
D.氯气遇水生成具有漂白性的次氯酸。
21.(2022·青浦模拟)下列实验过程中,始终无明显现象的是( )
A.Cl2通入FeCl2溶液中
B.SO2通入BaCl2溶液中
C.NH3通入AlCl3溶液中
D.硫酸铜固体加入饱和硫酸铜溶液中
【答案】B
【知识点】氨的性质及用途;氯气的化学性质;二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,Fe2+被氧化成Fe3+,溶液颜色由浅绿色变为黄色,故A不符合题意;
B.SO2通入BaCl2溶液中,因为盐酸酸性比亚硫酸强,所以不反应,则没有明显现象,故B符合题意;
C.氨气与氯化铝溶液反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,现象为产生白色沉淀,故C不符合题意;
D.硫酸铜固体加入饱和硫酸铜溶液中,硫酸铜过饱和,析出蓝色晶体,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.氯气能将氯化亚铁氧化为氯化铁;
B.二氧化硫与氯化钡不反应;
C.氨气与氯化铝反应生成氢氧化铝和氯化铵;
D.硫酸铜固体加入饱和硫酸铜溶液中析出蓝色的硫酸铜晶体。
22.(2022·普陀模拟)下列反应改变某种条件,不会改变生成物的是( )
A.Cl2与NaOH溶液的反应:改变NaOH溶液的温度
B.Al与H2SO4溶液的反应:改变H2SO4溶液的浓度
C.H2S与O2的燃烧反应:改变O2的量
D.S与O2的燃烧反应:改变O2的量
【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;氯气的化学性质;铝的化学性质
【解析】【解答】A.Cl2与NaOH溶液在常温下生成氯化钠和次氯酸钠,在加热时生成氯化钠和氯酸钠,故A不符合题意;
B.Al与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,Al与浓硫酸常温钝化生成致密的氧化膜,故B不符合题意;
C.H2S与少量氧气燃烧反应生成水和硫单质,与过量氧气燃烧反应生成水和二氧化硫,故C不符合题意;
D.S与O2反应时无论氧气过量与否都只生成二氧化硫,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 相关反应是:Cl2+NaOH→NaCl+ NaClO,Cl2+NaOHNaCl+ NaClO3。
B. 相关反应是:Al + H2SO4→Al2(SO4)3 + H2↑,Al与浓H2SO4常温下钝化。
C. 相关反应是:H2S+O2(少量)→H2O+S↓,H2S+O2(过量)→H2O+SO2。
D. 无论氧气过量与否,S与O2反应都只生成SO2。
二、非选择题
23.(2023·南昌模拟)氯化磷酸三钠(简称氯钠)是一种固体杀菌消毒剂,其成分通常表示为aNa3PO4 ·bNa2HPO4·NaClO ·NaCl·nH2O。可通过漂白液与Na3PO4-Na2HPO4混合液反应制得。
(1)Ⅰ.制备漂白液
漂白液的有效成分为NaClO, NaClO在40℃以上容易分解,可通过Cl2与冷的NaOH溶液反应制得。
制备装置如图所示。
该实验中不能替代KClO3的药品是 。
a.MnO2 b.K2Cr2O7 c.KMnO4 d.Ca(ClO)2
(2)B装置中的试剂为 , C装置中离子方程式为: 。
(3)Ⅱ.制取Na3PO4-Na2HPO4混合液
已知: Ka1(H2CO3)=4.2 ×10-7, Ka2(H2CO3)=5.6 ×10-11;
Ka1(H3PO4 )=7.6 ×10-3,Ka2(H3PO4)=6.3 ×10-8,Ka3(H3PO4)=4.4 ×10-13。
若最终氯钠的化学式中a=3,b=1则该步骤中所用NaOH与H3PO4的物质的量之比为 ,
(4)根据已知条件,分析不能用Na2CO3替代NaOH与H3PO4反应的原因是 。
(5)Ⅲ.氯钠晶体的制备及产品中NaClO质量分数的测定
将Ⅰ与Ⅱ制得的溶液常温下充分混合搅拌,减压蒸发,低温干燥,得氯钠晶体。
减压蒸发的目的是 。
(6)取mg氯钠晶体样品溶于蒸馏水中,配成500mL溶液,取25.00mL待测液于锥形瓶中, 加入足量稀H2SO4酸化和过量0.100mol/LKI溶液,充分反应后,滴入 作指示剂,用0.0200mol/LNa2S2O3溶液进行滴定,当加入最后半滴Na2S2O3溶液后,溶液蓝色褪去,且30s不恢复原色。平行滴定三次,消耗Na2S2O3溶液的平均体积为VmL,则产品中NaClO质量分数为 。( 已知: I2+2=+2I-)
【答案】(1)a
(2)饱和食盐水;2OH- +Cl2=Cl-+ClO-+H2O
(3)11:4
(4)Ka2(H2CO3)>Ka3(H3PO4),反应无法制得Na3PO4
(5)降低水的沸点,防止氯钠中次氯酸钠分解
(6)淀粉溶液;
【知识点】氯气的化学性质;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)该装置为常温反应,应用强氧化剂与浓盐酸反应制取,a中二氧化锰的氧化性较弱,需在加热条件下与浓盐酸反应制取氯气,b、c、d均为强氧化剂,均可以在常温下与浓盐酸反应生成氯气,故答案为:a;
(2)由上述分析可知B中应为饱和食盐水,用于除去HCl;C中氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,反应的离子方程式为:2OH- +Cl2=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:饱和食盐水;2OH- +Cl2=Cl-+ClO-+H2O;
(3)a=3,b=1时,氯钠的化学式为:3Na3PO4 ·Na2HPO4·NaClO ·NaCl·nH2O,则根据元素守恒,则该步骤中所用NaOH与H3PO4的物质的量之比为11:4,故答案为:11:4;
(4)由Ka数据可知酸性强弱:H3PO4> H2CO3>>>,则碳酸钠与磷酸反应不能生成磷酸钠,故答案为:Ka2(H2CO3)>Ka3(H3PO4),反应无法制得Na3PO4;
(5)减压蒸发可降低水的沸点,防止氯钠中次氯酸钠分解,故答案为:降低水的沸点,防止氯钠中次氯酸钠分解;
(6)氯钠溶于水后,与KI发生氧化还原反应,将KI氧化为碘单质,生成的碘单质再用Na2S2O3溶液滴定,应用淀粉做指示剂,记录最后蓝色消失时Na2S2O3溶液的用量;
结合反应:,及反应I2+2=+2I-,可得关系式:,NaClO质量分数==,故答案为:淀粉;;
【分析】(1)依据氧化还原反应原理,选择氧化性弱的;
(2)依据物质和杂质的性质选择试剂;氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠;
(3)则根据元素守恒分析;
(4)依据Ka数据分析;
(5)依据压强对沸点的影响;
(6)碘单质遇淀粉变蓝;利用关系式计算。
24.(2022·崇明模拟)Cl2、SO2、NOx都是化工生产中的重要气体,均可用氨水或NaOH溶液处理,防止污染空气。请回答下列问题:
(1)以上气体所含元素原子中,未成对电子最多的原子是 (填元素符号),S原子中能量最高电子的电子云形状为 。
(2)化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄漏(已知3Cl2+8NH3→6NH4Cl+N2),当有少量Cl2泄漏时,可以观察到的现象是 ,若反应中有0.08mol的氨气被氧化,则有 mol电子发生转移。
(3)①若用热烧碱溶液吸收Cl2气反应后的混合溶液中,含NaCl、NaClO和NaClO3物质的量比值为n:1:1,则n= 。
②SO2是形成酸雨的主要原因,取某化工区空气样本用蒸馏水处理,检测所得溶液,所含离子及其浓度如下:
离子 Na+ K+ NH H+ SO NO Cl-
浓度/(mol·L-1) 6×10-6 4×10-6 2×10-5 a 4×10-5 2×10-5 3×10-5
根据表中数据计算,检测的溶液pH= 。
(4)NO2是燃油汽车尾气中的主要污染物之一。
①在催化剂和加热条件下,NO2与NH3可反应生成无害物质,请写出反应的化学方程式: 。
②实验室可用烧碱溶液吸收NO2和NO,(已知2NO2+2NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O,NO2+NO+2NaOH→2NaNO2+H2O),当消耗100mL0.5mol L-1的烧碱溶液时,共吸收混合气体 L(标准状态)。
【答案】(1)N;纺锤形
(2)出现白烟;0.24
(3)6;4
(4)6NO2+8NH37N2+12H2O;1.12
【知识点】氨的性质及用途;氯气的化学性质;含氮物质的综合应用
【解析】【解答】(1)Cl、S、O、N四种元素未成对电子分别为1、2、2、3,则未成对电子最多的原子是N,S原子中能量最高电子所在能级是3p,其电子云形状为哑铃形,故答案为:N;哑铃形;
(2)由于Cl2与NH3反应生成NH4Cl,所以当有少量Cl2泄漏时,可以观察到的现象是有白烟生成,每有8个氨气参加反应,有2个被氧化,生成1个N2,转移6个电子;若反应中有0.08mol的氨气被氧化,有3×0.08mol=0.24mol电子发生转移,故答案为:有白烟生成;0.24;
(3)①热烧碱溶液吸收Cl2时,生成NaCl得到电子,生成NaClO和NaClO3失去电子,利用得失电子守恒可知,n=1+5=6,则n=4,故答案为:6;
②溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数,则6×10-6+4×10-6+2×10-5+a=2×4×10-5+2×10-5+3×10-5,a=10-4,pH=4,故答案为:4;
(4)①在催化剂和加热条件下,NO2与NH3可反应生成无害物质N2和H2O,其反应的化学方程式为:6NO2+8NH37N2+12H2O,故答案为:6NO2+8NH37N2+12H2O;
②由于烧碱溶液吸收NO2和NO生成NaNO2和NaNO3,利用氮元素和钠元素相等可知,当消耗100mL0.5mol·L-1的烧碱溶液时,共吸收混合气体0.1L×0.5mol·L-1×22.4L/mol=1.12L,故答案为:1.12。
【分析】(1)依据构造原理和能级与电子云形状的关系确定;
(2)依据生成的产物及得失电子守恒判断;
(3)①利用得失电子守恒;
②依据电荷守恒即溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数;
(4)①在催化剂和加热条件下,NO2与NH3可反应生成无害物质N2和H2O;
②利用氮元素和钠元素相等计算。
25.(2023·阿勒泰模拟)2022年11月,神舟十五号载人飞船发射任务取得圆满成功。肼(N2H4)可作火箭发射的燃料,具有强还原性,实验室用NH3与Cl2合成N2H4的装置如图所示,请回答下列问题:
(1)仪器c的名称为 , 装置中仪器a的作用除了导气还有 。
(2)按图连接装置,盛放试剂前,首先要进行 操作。
(3)装置D中制备Cl2的化学方程式为 ,导管 b的作用是 。
(4)装置C中的试剂是 。
(5)装置B中制备N2H4的离子方程式为 。
(6)实验室对产品中肼的质量分数进行测定。已知:N2H4+2I2=N2↑ +4HI。取装置B中的溶液6.00g,调节溶液pH为6.5左右,加水配成500mL溶液,移取25.00mL于锥形瓶中,滴加2~3滴淀粉溶液,用0.2000 mol·L1的I2溶液滴定(杂质不参与反应) ,滴定终点的现象是 ,测得消耗I2溶液的体积为20.00 mL,则该产品中N2H4的质量分数为 %(保留3位有效数字)。
【答案】(1)三颈烧瓶;防止三颈烧瓶内液体倒吸进A中试管
(2)检查装置气密性
(3)Ca(ClO)2+ 4HCl(浓)= CaCl2+ 2Cl2↑+ 2H2O;平衡气压,便于浓盐酸顺利滴下
(4)饱和NaCl溶液
(5)2NH3+2OH-+Cl2=N2H4+2Cl-+2H2O
(6)当滴入最后一滴I2溶液,锥形瓶内溶液变成蓝色,且半分钟内不褪色;21.3%
【知识点】氯气的化学性质;氨的实验室制法;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由实验装置图可知,装置c为三颈烧瓶、装置a为长颈漏斗,因氨气极易溶于水,所以长颈漏斗能起导气和防止三颈烧瓶内液体倒吸进A中试管中的作用,故答案为:三颈烧瓶;防止三颈烧瓶内液体倒吸进A中试管;
(2)由分析可知,该实验有气体的生成和参与,为防止实验中气体逸出发生意外事故,所以盛放试剂前,首先要进行气密性检查,故答案为:检查气密性;
(3)由分析可知,装置D为浓盐酸与漂白粉中次氯酸钙反应生成氯化钙、氯气和水,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+ 4HCl(浓)= CaCl2+ 2Cl2↑+ 2H2O,装置中导管 b的作用是平衡气压,便于浓盐酸顺利滴下,故答案为:Ca(ClO)2+ 4HCl(浓)= CaCl2+ 2Cl2↑+ 2H2O;平衡气压,便于浓盐酸顺利滴下;
(4)由分析可知,装置C中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,故答案为:饱和食盐水;
(5)由分析可知,装置B中氯气与氨气在氢氧化钠溶液中反应制备肼,反应的离子方程式为2NH3+2OH-+Cl2=N2H4+2Cl-+2H2O,故答案为:2NH3+2OH-+Cl2=N2H4+2Cl-+2H2O;
(6)由题意可知,当溶液中的肼和碘溶液完全反应时,滴入最后一滴碘溶液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色,则终点的实验现象为当滴入最后一滴I2溶液,锥形瓶内溶液变成蓝色,且半分钟内不褪色;滴定消耗20.00 mL0.2000 mol/L碘溶液,由方程式可知,6.00g溶液中肼的质量分数为×100%≈21.3%,故答案为:当滴入最后一滴I2溶液,锥形瓶内溶液变成蓝色,且半分钟内不褪色;21.3%。
【分析】装置A中,加热氯化铵和氢氧化钙混合物制得氨气,装置C中,浓盐酸和漂白粉发生反应Ca(ClO)2+ 4HCl(浓)= CaCl2+ 2Cl2↑+ 2H2O制得氯气,将氨气和氯气通入装置B中发生反应2NH3+2OH-+Cl2=N2H4+2Cl-+2H2O制得肼。
26.(2023·房山模拟)某小组同学用二氧化锰与过量浓盐酸反应制备氯气过程中(装置如图所示)发现,二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止,对此现象开展探究。
(1)二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是 。
(2)[提出猜想]ⅰ.随着反应进行,c(Cl-)降低,不能被二氧化锰氧化
ⅱ.随着反应进行,……
[进行实验]将反应后的固液混合物倒出,平均分在2个试管中,分别进行以下实验,证实了猜想ⅰ不成立。
序号 实验操作 实验现象
Ⅰ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管; ,充分振荡,继续加热 试纸未变蓝
Ⅱ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;滴入2滴浓硫酸,充分振荡,继续加热 滴入浓硫酸前,试纸不变蓝;滴入浓硫酸后,试纸变蓝
将Ⅰ中操作补充完整:
(3)II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了 (填化学式)。
(4)[进一步实验]设计如下实验进一步探究。
序号 实验装置 实验操作 现象
Ⅲ 向左侧烧杯中滴加2滴浓硫酸 滴加浓硫酸前,电流表指针不偏转;滴加浓硫酸后,电流表指针偏转
Ⅳ 向右侧烧杯中滴加2滴浓硫酸 电流表指针始终不偏转
滴加浓硫酸后,左边烧杯中反应的电极反应式是 。
(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ,解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是 。
(6)[新的探究]小组同学又进行了实验Ⅴ、Ⅵ。
序号 实验操作 实验现象
Ⅴ 在0.5g二氧化锰中加入2毫升5%双氧水 产生气泡
Ⅵ 在0.5g二氧化锰中滴加2滴浓硫酸,再加入2毫升5%双氧水 产生气泡,黑色固体消失,生成无色溶液
Ⅵ中反应的离子方程式是 。
(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论,解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因 。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)加入固体NaCl
(3)Cl2
(4)MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
(5)c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl-
(6)MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O
(7)滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;性质实验方案的设计;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)实验室二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;加入固体NaCl充分振荡,增加氯离子浓度,继续加热,试纸未变蓝,说明没产生氯气,说明不是c(Cl-)影响氯气的生成。
(3)II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了:Cl2,氯气将碘离子氧化为碘单质,湿润的淀粉变为蓝色。
(4)滴加浓硫酸后,由于氢离子浓度改变,增加MnO2的氧化性,右边烧杯中反应的电极反应式是:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O。
(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ,解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是:c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl-。
(6)Ⅵ中二氧化锰与双氧水反应生成氧气,Mn2+,且Mn2+无色,反应的离子方程式是:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。
(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论,解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因:滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
【分析】(1)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水;
(2)猜想ⅰ不成立,说明不是 c(Cl-)对实验产生的影响;
(3)氯气将碘离子氧化为碘单质,碘单质遇淀粉变蓝;
(4)滴加浓硫酸后,左边烧杯中二氧化锰得到电子生成锰离子和水;
(5)二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止,与氢离子浓度减小有关;
(6)Ⅵ中二氧化锰与过氧化氢发生氧化还原反应;
(7)Ⅴ、Ⅵ中c(H+)不同。
27.(2023·辽宁模拟)钛在医疗领域的应用非常广泛,如:制人造关节、主动心瓣等。是制备金属钛的重要中间体,某小组同学利用如下装置在实验室制备(夹持装置略)。
资料表明:室温下,为无色液体,易挥发,高温时能与反应,与HCl不发生反应。其他相关信息如下表所示:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 水溶性
-25 136.4 易水解成白色沉淀,能溶于有机溶剂
-23 76.8 难溶于水
请回答下列问题:
(1)A中反应的离子方程式为 。
(2)盛放的仪器名称为 ,装置B中盛放的试剂是 (写名称)。
(3)加热装置C之前,先进行装置A中的反应,这样操作的目的是 。
(4)装置C中除生成外,同时还生成一种有毒气体,该反应的化学方程式为 。
(5)该实验设计存在缺陷:一是无CO尾气处理装置;第二个缺陷的改进措施为 。
(6)利用如图装置测定所得的纯度:将产品加入烧瓶,向安全漏斗中加入适量蒸馏水发生反应,待充分反应后,将烧瓶和漏斗中的液体一并转入锥形瓶中,滴加几滴指示剂,用溶液滴定至终点,消耗滴定液25.00mL。
①在滴定管中装入标准溶液的前一步应进行的操作为 。
②已知常温下,,,,(呈砖红色,溴化银呈浅黄色),应选择的指示剂是 。
A.KCl B. C.KBr
③根据上述数据计算该产品的纯度为 %。
【答案】(1)2MnO+10Cl-+16H+=Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)蒸馏烧瓶;浓硫酸
(3)排尽装置中的空气
(4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
(5)装置D和装置E之间连接盛有碱石灰的干燥管
(6)用标准溶液润洗滴定管;B;71.25
【知识点】氯气的实验室制法;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)装置A中高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气,离子方程式为:2MnO+10Cl-+16H+=Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2)盛放的仪器名称为蒸馏烧瓶,B装置的作用为干燥氯气,则其中的试剂是浓硫酸。
(3)高温时能与反应,加热装置C之前,先进行装置A中的反应,这样操作的目的是排尽装置中的空气。
(4)装置C中除生成外,同时还生成一种有毒气体,结合元素守恒可推知该气体为CO,故装置C中发生的反应为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。
(5)由已知信息可知,TiCl4易水解,装置E盛放的NaOH溶液中的水蒸气易进入装置D中,故装置D和装置E之间连接一个盛有碱石灰的干燥管。
(6)①在滴定管中装入标准溶液的前一步应进行的操作为:用标准溶液润洗滴定管;
②已知常温下,,,饱和AgCl溶液中c(Cl-)= ,饱和溶液中c()=,即饱和溶液中c()>c(Cl-),故AgCl先沉淀,该滴定过程中,先生成AgCl白色沉淀,待Cl-沉淀完全达到滴定终点时,出现Ag2CrO4砖红色沉淀,则应选择的指示剂是,故答案为:B;
③该滴定过程中发生反应:TiCl4+(2+n)H2O= TiO2 nH2O↓+4HCl,HCl+AgNO3=AgCl↓+4HNO3,可得关系式:TiCl4~4AgNO3,则n(TiCl4)=n(AgNO3)=,则该产品的纯度为。
【分析】 装置A中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl杂质,由于TiCl4与HCl不反应,故不需要除去杂质HCl,装置B中应盛放浓硫酸,干燥氯气,装置C为制备TiCl4的反应装置,装置C中发生反应TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,装置D收集TiCl4,其中的冷凝管是冷凝回流TiCl4,E装置为吸收过量的Cl2,进行尾气处理。
28.(2023高三下·抚顺模拟)溴酸钠应用广泛,“氯气氧化法”制备装置如下:
(1)装置Ⅰ中发生反应的还原剂与还原产物物质的量之比为 。
(2)装置Ⅱ的作用是 。
(3)检查装置气密性并加入药品,所有活塞处于关闭状态。开始制备时,先打开电热磁力搅拌器,升温至50-60℃,滴入适量液溴。然后打开活塞 ,当pH传感器显示接近中性时,关闭所有活塞。反应结束后,在拆卸装置前为避免Ⅰ中残留较多的污染空气,应打开活塞 。
(4)装置Ⅲ中发生总反应的离子方程式为 。
(5)实验完毕后,使用图甲(作用为趁热过滤)、图乙装置对装置Ⅲ中混合物进行分离。得到产品。已知:有关物质在不同温度下的溶解度曲线如下图:
下列有关说法正确的是 (填序号)。
a.选择图甲装置的优点是避免过滤过程中析出晶体
b.分离过程为:趁热过滤,蒸发结晶,抽滤,洗涤,干燥
c.选择图乙装置的优点是抽滤速率快,使产品更加干燥
(6)取ag产品,加蒸馏水至250mL溶液,取25.00 mL于碘量瓶中,加入过量KI溶液和适量稀硫酸,暗处密封静置5min。加入淀粉指示剂,用标准溶液滴定,滴定至终点,平行滴定三次,消耗体积分别为20.02mL、19.00mL、19.98mL;另取25.00mL蒸馏水作空白试验,平均消耗标准溶液VmL。(假设杂质不与KI反应,涉及的反应为,)。
判断达到滴定终点的现象为 。产品质量分数为 (用含a,c,V的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)除去HCl气体
(3) 、 ;
(4)
(5)ac
(6)当滴入最后半滴标准液,溶液由蓝色褪为无色,且半分钟内不恢复蓝色;
【知识点】氧化还原反应;氯气的实验室制法;中和滴定;制备实验方案的设计;有关混合物反应的计算
【解析】【解答】(1)装置Ⅰ中反应的化学方程式为:Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O,该反应中还原剂为HCl,氧化剂为Ca(ClO)2,被氧化的HCl为2,因此该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1。
(2)由分析可知,装置Ⅱ的作用是除去Cl2中混有的HCl。
(3)开始制备NaBrO3溶液时,先滴入适量液溴,然后打开活塞K1、K3,反应生成Cl2,通入装置Ⅲ发生反应生成NaBrO3。反应结束后,为吸收装置Ⅰ中残留的Cl2,可打开活塞K2,滴入NaOH溶液。
(4)装置Ⅲ中Cl2与液溴、Na2CO3溶液反应生成可溶性NaBrO3、NaCl和CO2,该反应的离子方程式为:5Cl2+Br2+6CO32-=2BrO3-+10Cl-+6CO2↑。
(5)a、由于NaBrO3的溶解度随温度的降低而减小,因此采用保温漏斗,可防止温度降低,NaBrO3结晶析出,a符合题意;
b、由于NaBrO3的溶解度随温度的降低而降低,因此趁热过滤后,对滤液应进行降温结晶,b不符合题意;
c、使用布氏漏斗进行抽滤,可加快过滤速度,同时使得得到的NaBrO3晶体更干燥,c符合题意;
故答案为:ac
(6)当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,I2恰好完全反应,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原来的颜色。当达到滴定终点时,消耗Na2S2O3溶液的体积为。此时消耗n(S2O32-)=(20.00-V)×10-3L×cmol·L-1=(20.00-V)c×10-3mol。由反应的离子方程式可得关系式“6S2O32-~3I2~BrO3-”,因此可得参与反应的。因此ag样品中所含NaBrO3的质量为,所以产品的质量分数为。
【分析】装置Ⅰ中浓盐酸与漂白精发生反应生成Cl2,由于浓盐酸具有挥发性,会使得生成的Cl2中混有HCl;装置Ⅱ用于除去Cl2中的HCl,因此装置Ⅱ中的试剂为饱和食盐水。Cl2进入装置Ⅲ中与Na2CO3溶液、Br2反应,生成NaBrO3;反应过程中逸出中Br2、Cl2用装置Ⅳ中的NaOH溶液吸收。
29.(2023·曲靖模拟)某化学兴趣小组拟实验探究锡及其化合物的部分性质。经查阅资料知:Sn 的熔点为231 ℃;SnCl2易被氧化,且易水解; Sn(OH)2常温下易分解; SnCl4常温下为无色液体,熔点为.-33℃,沸点为114℃,易水解。回答下列问题:
(1)该小组用以下流程制备SnSO4晶体:
①Sn为50号元素,请写出Sn在元素周期表的位置 ;
②在上述流程中,加入锡粉的作用为 ;
③反应Ⅰ的离子方程式为 ;
④操作Ⅰ为沉淀的洗涤,请简述如何判断沉淀已洗涤干净 ;操作Ⅱ中,实验操作包括 、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。
(2)用熔融的锡与干燥的氯气制备SnCl4,实验装置如下:
①SnCl4是 分子(填“极性”或“非极性”)。
②装置Ⅲ中盛装药品Sn的仪器名称是 ;装置Ⅵ中碱石灰的作用为 。
(3)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度:取锡粉1.226g溶于稀硫酸中,加入过量的FeCl3溶液,再用0.1000mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定含有Fe2+的溶液,消耗K2Cr2O7溶液32.00mL。已知①Sn+H+→H2↑+Sn2+; ②Sn2++ Fe3+→Sn4+ + Fe2+;③+ Fe2+→Cr3++Fe3+ (方程式均未配平)。则锡粉的质量分数为(杂质不参与反应) (结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)第五周期第ⅣA族;防止SnCl2被氧化;Sn2++= SnO↓+CO2↑;取最后一次洗涤液少许于试管中,滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则证明沉淀已洗涤干净;蒸发浓缩,冷却结晶
(2)非极性;蒸馏烧瓶;吸收多余的Cl2,防止环境污染;防止空气中的水蒸气进入到SnCl4收集装置中,使SnCl4水解
(3)93.2%
【知识点】氯气的实验室制法;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)Sn与C同主族,位于元素周期表第五周期ⅣA族,可采用0族定位法确定位置,原子序数50与Xe(54)接近,与Xe同周期往前进四,为ⅣA族;由题给信息可知SnCl2易氧化,加入锡粉可防止其氧化;由流程信息可知,SnCl2与碳酸钠反应,生成SnO与一种气体,可知气体为CO2,反应的离子方程式为Sn2++= SnO↓+CO2↑。沉淀洗涤主要洗去表面的NaCl,可通过检验洗涤液中是否含有Cl-来确定是否洗净,具体操作为取最后一次洗涤液少许于试管中,滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,则证明沉淀已洗涤干净;因为Sn2+易水解,为防止其水解,需在低温下结晶,因此结晶操作为:蒸发浓缩,冷却结晶。
(2)Sn位于ⅣA族,价电子数为4,SnCl4为sp3杂化,无孤电子对,空间构型为正四面体型,正负电中心重合,为非极性分子;装置Ⅲ中盛放Sn的仪器有支管,是蒸馏烧瓶;装置Ⅵ位于实验装置末尾,可以吸收未反应的氯气,防止环境污染,同时也可以防止空气中的水蒸气进入装置Ⅴ,引起SnCl4的水解。
(3)根据题给反应,结合化合价变化可知,滴定过程中消耗离子的比例为1:6Fe2+:3Sn2+,消耗重铬酸钾的物质的量为0.1mol/L×0.032L=0.0032mol,则Sn的物质的量为0.0096mol,质量为1.1424g,由此可知锡粉的质量分数为≈93.2%。
【分析】(1)①Sn的原子序数为50,位于第五周期第ⅣA族;
②加入锡粉可防止防止SnCl2被氧化;
③SnCl2与碳酸钠反应生成SnO和二氧化碳;
④沉淀洗涤主要洗去表面的NaCl,可通过检验洗涤液中是否含有Cl-来确定是否洗净;
(2)装置Ⅰ中浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气,浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl杂质,通过饱和食盐水除去HCl杂质,再用浓硫酸干燥氯气,干燥的氯气与Sn在装置Ⅲ中反应生成 SnCl4,未反应的氯气,用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气,干燥管中氯化钙吸收水蒸气,防止进入Ⅴ中使产物水解;
(3)根据~6Fe2+~3Sn2+计算。
30.(2022·邯郸模拟)实验室可利用SO2与Cl2在活性炭的催化下制取一种重要的有机合成试剂磺酰氯(SO2Cl2),所用的反应装置如图所示(部分夹持装置省略),使用甲装置既可以制备氯气,也可以制备SO2气体。已知:SO2Cl2的熔点为﹣54.1℃,沸点为69.1℃,密度1.67g/mL;SO2Cl2遇水能发生剧烈的水解反应,遇潮湿空气会产生白雾。
(1)请写出该实验的仪器连接顺序: → → ← ← (用甲、乙、丙表示,可重复使用)。
(2)在实验前应该先对甲装置进行气密性检验,具体操作是 。
(3)丙装置中仪器a的名称是 ,碱石灰的的作用 。
(4)①甲装置中制备SO2时,试剂X、Y的组合最好是 (填字母代号)。
A.98%浓硫酸+Cu B.70%H2SO4+Na2SO3固体
C.浓HNO3+Na2SO3固体 D.70%H2SO4+Na2SO3浓溶液
②甲装置中制备Cl2的化学方程式是 。
(5)SO2Cl2在潮湿的环境中对金属有强烈的腐蚀作用,结合方程式解释原因: 。
(6)为测定所得产品的纯度,实验小组选用的方案是将一定体积的产品加入到足量Ba(NO3)2溶液中,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀,然后计算含硫量,结果计算测得含硫量超过了100%,试分析造成这种结果的原因(每一步操作步骤均准确) 。
【答案】(1)甲;乙;丙;乙;甲
(2)用止水夹夹住甲装置的导气管,关闭分液漏斗旋塞,向分液漏斗加水,再打开漏斗旋塞,一段时间后,液体不再滴下,说明装置气密性良好
(3)球形冷凝管;吸收 Cl2和SO2,防止污染环境;防止空气中的水蒸气进入丙装置
(4)B;2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+ 2MnCl2 +5Cl2 ↑+8H2O
(5)在潮湿的环境中,SO2Cl2与水反应SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,反应生成的酸腐蚀金属
(6)由于产品不纯,溶解了SO2,SO2被硝酸钡氧化为硫酸,得到的沉淀量增大,导致测得含硫量增大
【知识点】氯气的实验室制法;常用仪器及其使用;气体发生装置的气密性检查;制备实验方案的设计
【解析】【解答】
(1)由分析可知,实验的仪器连接顺序为甲→乙→丙←乙←甲,故答案为:甲→乙→丙←乙←甲;
(2)该实验是有气体制备和参与的实验,实验实验前应该先对甲装置进行气密性检验,具体操作为用止水夹夹住甲装置的导气管,关闭分液漏斗旋塞,向分液漏斗加水,再打开漏斗旋塞,一段时间后,液体不再滴下,说明装置气密性良好,故答案为:用止水夹夹住甲装置的导气管,关闭分液漏斗旋塞,向分液漏斗加水,再打开漏斗旋塞,一段时间后,液体不再滴下,说明装置气密性良好;
(3)由分析可知,丙装置中仪器a为球形冷凝管,干燥管中盛有的碱石灰的作用是用于吸收氯气和二氧化硫,防止污染环境,同时防止空气中的水蒸气进入丙装置导致磺酰氯发生水解,故答案为:球形冷凝管;吸收 Cl2和SO2,防止污染环境;防止空气中的水蒸气进入丙装置;
(4)①甲装置是固液不加热制备气体的装置,所以不能选用共热才能反应生成二氧化硫的铜和浓硫酸制备二氧化硫;二氧化硫是具有还原性的气体,所以不能选用具有强氧化性的浓硝酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫;二氧化硫易溶于水,所以不能选用不利于气体逸出的亚硫酸钠浓溶液制备二氧化硫,应选用亚硫酸钠固体;98%浓硫酸中硫酸主要以硫酸分子形式存在,溶液中氢离子浓度小,与亚硫酸钠固体的反应速率慢,不利于二氧化硫的生成,所以应选用70%较浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫,
故答案为:B;
②由分析可知,甲装置中制备氯气的反应为高锰酸钾固体与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+ 2MnCl2 +5Cl2 ↑+8H2O,故答案为:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+ 2MnCl2 +5Cl2 ↑+8H2O;
(5)由题意可知,在潮湿的环境中,磺酰氯发生水解反应生成硫酸和氯化氢,反应的化学方程式为SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,反应生成的酸会对金属有强烈的腐蚀作用,故答案为:在潮湿的环境中,SO2Cl2与水反应SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,反应生成的酸腐蚀金属;
(6)将一定体积的产品加入到足量硝酸钡溶液中,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀,然后计算含硫量,结果计算测得含硫量超过了100%说明磺酰氯溶解了二氧化硫,二氧化硫溶于硝酸钡溶液时生成亚硫酸使溶液呈酸性,酸性条件下二氧化硫被硝酸钡氧化为硫酸,导致反应生成的硫酸钡沉淀量增大,使得测得含硫量增大,故答案为:由于产品不纯,溶解了SO2,SO2被硝酸钡氧化为硫酸,得到的沉淀量增大,导致测得含硫量增大。
【分析】由实验装置图可知,装置甲为70%浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫的装置,也可以是高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气的装置,装置乙中盛有的浓硫酸可以用于干燥二氧化硫气体,也可以用于干燥氯气,装置丙中二氧化硫与氯气在活性炭作用下反应制备磺酰氯,装置中球形冷凝管用于冷凝回流磺酰氯,干燥管中盛有的碱石灰用于吸收氯气和二氧化硫,防止污染环境,同时防止空气中的水蒸气进入丙装置导致磺酰氯发生水解,则仪器的连接顺序为甲→乙→丙←乙←甲。
31.(2022·和平模拟)某小组同学利用一定浓度的HCl溶液和MnO2制备Cl2,并进行有关实验。
(1)Ⅰ.为了防止制备的Cl2逸散,该小组同学设计装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
试回答:
发生装置选择 (填“图甲”、“图乙”或“图丙”)。
(2)①若用所选的发生装置和装置Ⅰ制取氯气,b瓶加入的液体一般为 。反应开始后,关闭活塞K时,发现c中液面上升不明显,可能的原因是 ,检查的简单方法是 。
②装置Ⅰ能防止多余气体逸散的原因是 。
③欲用装置Ⅱ(或装置Ⅲ)代替装置Ⅰ中的b~c部分(试剂相同),装置Ⅱ (填“是”或“否”)可行,理由是 。装置Ⅲ (填“是”或“否”)可行,理由是 。
(3)Ⅱ.在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。
图中:①的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液,置于水浴中;②的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液,置于冰水浴中;③的试管里加有紫色石蕊试液;④为尾气吸收装置。
比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件,二者的差异是① ;② 。
(4)反应完毕经冷却后,①的试管中有大量晶体析出。图中符合该晶体溶解度曲线的是 (填写编号字母);从①的试管中分离出该晶体的方法是 (填写操作名称)。
(5)根据③的试管里试液的颜色变化可否证明氯气的强氧化性 。为什么? 。
【答案】(1)图丙
(2)饱和食盐水;装需漏气;用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各接口处检验,漏气处试纸变蓝 (涂肥皂水等合理方法均可);关闭活塞后,若a中仍有气体生成,气体压强增大,将b中液体压入c中,整个装置成为储气装置,不会有气体逸出;是;装置Ⅱ的原理与装置Ⅰ相同;否;c瓶因密闭,体积不能改变,压强增大时易发生危险
(3)制取温度不同;制取时碱的浓度也不同
(4)M;过滤
(5)不可;石蕊溶液褪色的是因为HClO的强氧化性而不是Cl2
【知识点】氯气的实验室制法;制备实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】利用一定浓度的HCl溶液和MnO2制备Cl2,需要加热,生成的氯气中含有挥发出的氯化氢气体,需要利用饱和食盐水除去氯化氢,依据Cl2的性质和装置特点分析解答。
(1)反应需要加热,图丙装置中恒压分液漏斗能使液体顺利滴下,因此发生装置选择图丙。
(2)①若用所选的发生装置和装置Ⅰ制取氯气,为了除去氯气中的氯化氢气体,b瓶加入的液体一般为饱和食盐水。反应开始后,关闭活塞K时,发现c中液面上升不明显,可能的原因是装需漏气,氯气具有强氧化性,则检查氯气是否泄漏的简单方法是用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各接口处检验,漏气处试纸变蓝。
②由于关闭活塞后,若a中仍有气体生成,气体压强增大,将b中液体压入c中,整个装置成为储气装置,不会有气体逸出,所以装置Ⅰ能防止多余气体逸散。
③由于装置Ⅱ的原理与装置Ⅰ相同,所以装置Ⅱ可行。由于c瓶因密闭,体积不能改变,压强增大时易发生危险,所以装置Ⅲ不可行。
(3)根据反应装置可判断反应的温度和碱液的浓度不同,所以二者的差异是制取温度不同以及制取时碱的浓度也不同;
(4)反应完毕经冷却后,①的试管中有大量晶体析出,这说明溶解度随温度降低而减小,则图中符合该晶体溶解度曲线的是M;从①的试管中分离出该晶体的方法是过滤。
(5)由于石蕊溶液褪色的是因为HClO的强氧化性而不是Cl2的,所以根据③的试管里试液的颜色变化不能证明氯气的强氧化性。
【分析】(1)反应需要加热,图丙装置中恒压分液漏斗能使液体顺利滴下;
(2)根据制取氯气的原理,基本操作,除杂进行解答;
(3) 制取氯酸钾和次氯酸钠的温度和碱的浓度均不同;
(4)①试管中有大量晶体析出,这说明溶解度随温度降低而减小;分离固体和液体采用过滤;
(5)氯气溶于水生成的次氯酸具有强氧化性。
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