3.1氯气及氯的化合物同步练习
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一、单选题
1.中国古代火法炼锌工艺的主要反应为。下列说法错误的是
A.该反应为置换反应
B.既是氧化产物又是还原产物
C.的摩尔质量为125g
D.碳单质表现还原性
2.化学是自然科学中最有生机的一门实用学科,化学发展的同时也促进了其他学科的发展。下列说法错误的是
A.长征火箭使用的液氢燃料是常用的氧化剂
B.北京冬奥会部分场馆用作制冷剂的干冰属于酸性氧化物
C.将碳纳米材料分散到分散剂中可以制得胶体
D.深地探测设备的钻头材料是金刚石,它既不是电解质也不是非电解质
3.实验室中利用固体进行如下实验,下列说法不正确的是
A.反应①固体B中含钾元素的化合物可能不止一种
B.反应②浓盐酸表现出酸性和还原性
C.反应①②共转移0.5mol电子
D.气体A与C的物质的量之和可能为0.25mol
4.我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为。下列有关该反应的说法错误的是
A.属于氧化还原反应 B.只有木炭是还原剂
C.中的氮元素被还原 D.生成3,转移6电子
5.如图为氯及其化合物的“价-类”二维图。下列说法错误的是
A.常温下,液态b可保存在钢瓶中
B.a、c、d、e均属于电解质
C.通常情况下的稳定性
D.可用pH试纸测定c溶液的pH
6.科学家发现了利用泪液来检测糖尿病的方法,其原理是氯金酸钠溶液与葡萄糖发生反应生成纳米金单质颗粒(直径为),下列有关说法错误的是
A.氯金酸钠中金元素的化合价为+3
B.检测时发生了氧化还原反应
C.氯金酸钠溶液可导电,溶液属于电解质
D.纳米金单质颗粒分散在水中所得的分散系能产生丁达尔效应
7.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,下列说法错误的是
A.光照下,新制氯水会产生气泡,该气体是O2
B.漂白粉比HClO稳定,可露置在空气中长期保存
C.由于次氯酸见光受热易分解,久置氯水最终变为稀盐酸
D.向氯水中滴加AgNO3溶液出现白色沉淀,说明氯水中含有Cl—
8.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
9.某小组同学用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气后,按照净化、收集、性质检验和尾气处理的顺序进行实验,下列装置不能达到实验目的的是
A B
C D
A.A B.B C.C D.D
10.下列有关实验的说法正确的是
A.测定溶液时,用玻璃棒蘸取溶液,点在干燥试纸上
B.向容量瓶转移液体时,引流用的玻璃棒下端靠在容量瓶瓶颈刻度线以上
C.做焰色试验前,铂丝用稀硫酸清洗并灼烧至与原来的火焰颜色相同
D.加热或固体时试管口要略向下倾斜
11.在生产生活和化学实验中,具有安全意识是重要的科学素养。下列叙述合理的是
A.铁在氯气中点燃时剧烈反应,所以液氯不能用钢瓶储存
B.“84”消毒液与洁厕灵一起使用,能增强消毒效果
C.在容量瓶中直接溶解药品
D.闻氯气时,用手轻轻扇动,使少量气体飘进鼻孔
12.对事物进行分类时,要明确化学概念之间的逻辑关系,现存在如下关系:
包含关系 并列关系 交叉关系 重叠关系
对下列概念的说法错误的是
A.化合物和电解质是包含关系 B.化合反应和复分解反应是并列关系
C.离子反应和氧化还原反应是交叉关系 D.氧化还原反应和置换反应是重叠关系
13.化学与生产、生活密切相关,下列变化中未涉及氧化还原反应的是
A.图甲木柴的燃烧 B.图乙铁生锈 C.图丙冰的融化 D.图丁苹果的腐烂
14.溶液是一种铜电路板的蚀刻剂,蚀刻后的废液经过检测其中含有。由该酸性废液X回收的流程如图所示。下列说法中不正确的是
A.废液X中一定存在
B.“反应I”中有1种或2种氧化剂与铁粉反应
C.“操作a”为过滤
D.收集溶液A、B,再通入足量氯气,可实现蚀刻剂的再生
15.如图是数字化实验得到的光照过程中氯水的pH变化情况。对此,下列有关说法正确的是
A.pH减小的主要原因是光照引起了溶解度的减小,氯气逸出,导致了溶液中浓度减小
B.光照过程中,氯水pH减小的同时,溶液中的浓度也不断减小
C.光照使氯水中的次氯酸分解为盐酸,溶液的酸性增强
D.随着对氯水光照时间的延长,氯水的漂白性将增强
二、填空题
16.为抗击新冠肺炎经常对环境进行消毒,常用药物如:高锰酸钾、漂白粉、氯气等。
(1)新制氯水中含有多种微粒,将紫色石蕊试液滴入氯水中,溶液显红色起作用的微粒是 (填化学符号,下同);过一会儿,溶液颜色逐渐褪去,起作用的微粒是 。
(2)工业上利用氯气和石灰乳反应制取漂白粉,漂白粉的有效成分为 (填化学式)。向漂白粉清液中滴加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,写出发生反应的离子方程式 。
(3)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:(浓),回答下列问题:
①用双线桥标出电子转移的方向和数目
(浓)
(在线桥上标出化合价升或降、得或失电子数以及被氧化或被还原)
②结合所学知识及本题信息比较氧化性强弱: (填“>”,“<”或“=”)。
③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
④若生成标准状况下,则转移电子总数是 。
17.NaClO广泛用作水处理剂及漂白剂。
已知:25℃时NaClO溶液中HClO、ClO-的物质的量分数随pH的分布如下图所示。
(1)工业上将Cl2通入7 mol·L-1的NaOH溶液中制备NaClO。
①NaClO属于 (填“酸”、“盐”、“氧化物”),制备NaClO的化学方程式为 ;
②当溶液pH=9时,该溶液中主要存在的阴离子有 (填化学式);
③为防止温度过高生成副产物NaClO3,需要缓缓通入Cl2的原因是 ;
(2)①含NaClO消毒液与洁厕剂(含有盐酸)不能混用的原因是会发生氧化还原反应生成 ;
②将NaClO溶液逐滴滴入0.1 mol·L-1硫酸中,光照,试管壁上有无色气泡,该无色气体为 。
三、实验探究题
18.某校化学兴趣小组为研究的性质,设计如图所示装置进行实验,装置III中央持装置已略去,其中a为干燥的有色布条,b为湿润的有色布条。
(1)实验室以二氧化锰和浓盐酸制备的化学方程式为 。
(2)仪器的名称为 ,装置Ⅱ的作用是 。
(3)若产生的足量,实验过程中装置IV的实验现象为 。
(4)实验结束后,该组同学在装置而中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象,为达到这一目的,你认为还需在装置II与III之间添加图中的 装置(填序号)。
(5)装置中发生反应的离子方程式为 。
19.某化学兴趣小组用下图装置制取并探究氯气的性质。A装置中发生反应的化学方程式为:
(1)按图组装好实验装置后,首先进行的操作是 。
(2)A装置中盛放浓盐酸的仪器的名称是 ,B装置中浓硫酸的作用 。
(3)实验进行一段时间后,可观察到 (填“B”或“C”)装置中有色布条褪色,请用化学方程式表示其褪色的原理 。
(4)当氯气进入D装置后,可观察到溶液颜色变为 (填“红色”或“蓝色”)。
(5)E装置中NaOH溶液的作用是 ,发生反应的离子方程式为 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.C
【详解】A.反应为一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应属于置换反应,A正确;
B.由反应方程式可知,碳酸锌中C的化合价由+4变成+2、碳单质中碳化合价由0变成+2得到CO,故既是氧化产物又是还原产物,B正确;
C.的摩尔质量为125g/mol,C错误;
D.碳单质化合价升高,发生氧化反应,表现还原性,D正确。
故选C。
2.A
【详解】A.液氢燃料燃烧过程中化合价升高,是常用的还原剂,A错误;
B.能和碱反应生成盐和水的氧化物属于酸性氧化物;干冰二氧化碳属于酸性氧化物,B正确;
C.胶体是分散质粒子大小在 1nm~100nm 的分散系;则碳纳米材料分散到分散剂中可以制得胶体,C正确;
D.电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是溶于水或在熔融状态下不能够导电的化合物;金刚石为碳单质,D正确。
故选A。
3.D
【详解】A.若未完全分解,A正确;
B.反应②浓盐酸中部分氯化合价升高,部分化合价不变生成氯化锰,反应②浓盐酸表现出酸性和还原性,B正确;
C.无论是否完全分解,最终生成,①②一共转移电子0.5mol,故C正确;
D.若全部与浓盐酸反应时得到的气体最多,为,但加热发生分解,0.1mol加热分解仅能够产生0.05mol,故气体A与C的物质的量之和,即与的物质的量之和,一定小于0.25mol,D错误;
故选D。
4.D
【分析】反应中,S元素的化合价由0价变为-2价,C元素的化合价由0价变为+4价,N元素的化合价由+5价变为0价,其中S和N元素的化合价均降低,得电子,被还原,则S和KNO3为氧化剂,C元素的化合价升高,失电子,被氧化,C作还原剂,3molC参与反应转移12mol电子;
【详解】A.根据分析,属于氧化还原反应,A正确;
B.根据分析,反应中只有木炭粉是还原剂,B正确;
C.S和N元素的化合价均降低,得电子,被还原,C正确;
D.根据分析,生成3,转移12mol电子,D错误。
故选D。
5.D
【分析】根据图可知,a、b、c分别为HCl、Cl2、HClO,d和e次氯酸盐和高氯酸盐。次氯酸盐分别是。
【详解】A.氯气易液化,常温下干燥的氯气不与铁反应,则常温下,液氯可以保存在钢瓶中,故A正确;
B.a、c分别为HCl、HClO,d、e是含氯元素的盐,所以都属于电解质,故B正确;
C.c是HClO,见光易分解,所以稳定性,故C正确;
D.HClO具有漂白性,不能用pH试纸测定其溶液的pH,故D错误;
故选D。
6.C
【详解】A.化合物中正负化合价的代数和为0,Na为+1价,Cl为-1价,则氯金酸钠中金元素的化合价为+3,A正确;
B.氯金酸钠变为金化合价降低,发生还原反应,B正确;
C.电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;溶液属于混合物,不是电解质,C错误;
D.纳米金单质颗粒直径为20nm~60nm,分散在水中所得的分散系为胶体,能产生丁达尔效应,D正确;
故选C。
7.B
【详解】A.光照下,新制氯水中的次氯酸遇光分解生成盐酸和氧气,则反应生成的气体是氧气,故A正确;
B.次氯酸的酸性弱于碳酸,漂白粉露置在空气中,漂白粉中的次氯酸钙会与空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成碳酸钙和次氯酸,次氯酸遇光分解生成盐酸和氧气会导致漂白粉失效,所以漂白粉不能露置空气中保存,故B错误;
C.光照下,新制氯水中的次氯酸遇光分解生成盐酸和氧气,则久置氯水最终变为稀盐酸,故C正确;
D.向氯水中滴加硝酸银溶液出现白色沉淀,说明氯水中含有能与银离子反应生成氯化银白色沉淀的氯离子,故D正确;
故选B。
8.D
【分析】反应符合一变多特点,属于分解反应;反应符合多变一特点,属于化合反应;反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应;一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应属于置换反应;阴影部分的区域属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型。
【详解】A.属于置换反应、氧化还原反应,A不符合题意;
B.分解反应、非氧化还原反应,B不符合题意;
C.属于化合反应、氧化还原反应,C不符合题意;
D.属于氧化还原反应,但是不属于四种基本反应类型,属于阴影部分,D符合题意;
故选D。
9.D
【分析】氯气的制备装置中二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气。
【详解】A.盛有饱和食盐水的洗气瓶用于除去氯化氢气体,盛有的浓硫酸的洗气瓶用于干燥氯气,则题给装置能达到净化氯气的实验目的,故A正确;
B.氯气的密度比空气大,应用向上排空气法收集氯气,则题给装置能达到收集氯气的实验目的,故B正确;
C.氯气不能使干燥红布条褪色,能使湿润的红布条褪色说明氯气不具有漂白性,氯气与水反应生成的次氯酸因强氧化性而表现漂白性,则题给装置能达到验证氯气是否有漂白性的实验目的,故C正确;
D.氯气与水反应为可逆反应,氯气不可能完全溶于水,会逸出污染空气,则题给装置能达到吸收氯气,防止污染空气的实验目的,故D错误;
故选D。
10.D
【详解】A.溶液具有漂白性,会将pH试纸漂白,不能用pH试纸测溶液的pH,A错误;
B.向容量瓶转移液体时,引流用的玻璃棒下端靠在容量瓶瓶颈刻度线以下,B错误;
C.做焰色试验前,铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至与原来的火焰颜色相同,C错误;
D.加热或固体时试管口要略向下倾斜,避免产生的水蒸气冷凝回流到试管底部,导致试管炸裂,D正确;
故选D。
11.D
【详解】A.液氯和铁不反应,可储存在钢瓶中,A错误;
B.两物质混合时会发生反应,生成有毒气体,B错误;
C.容量瓶不能用于溶解和稀释溶液,C错误;
D.氯气有毒,闻气体时需要用手轻煽,D正确;
故答案为:D。
12.D
【详解】A.化合物不一定是电解质(也可能是非电解质),电解质一定是化合物,所以化合物包含电解质,二者是包含关系,A正确;
B.化合反应是两种或两种以上的物质生成一种物质,复分解反应是两种化合物相互交换成分,生成两种新的化合物,二者属于并列关系,B正确;
C.离子反应可能是氧化还原反应,也可能是非氧化还原反应,氧化还原反应也不一定是离子反应,二者是交叉关系,C正确;
D.置换反应是单质与化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物,一定属于氧化还原反应,但氧化还原反应不一定是置换反应,则氧化还原反应包含置换反应,二者是包含关系,D错误;
故选D。
13.C
【详解】A.燃烧有氧气参与,故属于氧化还原反应,A正确;
B.铁生锈是由铁原子变到氧化铁的过程,属于氧化还原反应,B正确;
C.冰的融化是水由固态变到液态不属于氧化还原反应,C错误;
D.苹果的腐烂属于氧化变质,有氧气的参与属于氧化还原反应,D正确;
故选C。
14.B
【分析】废液X主要含有氯化铜、氯化亚铁和HCl,可能还含有少量氯化铁,加入过量铁粉,Fe与HCl反应消耗多余的HCl,Fe与CuCl2反应生成Cu,同时还有铁单质剩余,操作a为过滤,得到溶液A为氯化亚铁,同时得到铁、铜混合固体,在铁铜混合固体中加入过量HCl将Fe转化为FeCl2,再过滤得到Cu和氯化亚铁溶液。
【详解】A.2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2,根据该化学方程式可知,溶液中氯化亚铁的浓度一定是氯化铜浓度的2倍,同时还有部分HCl,因此有,A正确;
B.反应1中Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,Fe+CuCl2=FeCl2+Cu,可能还有氯化铁与铁粉反应,则至少有两种氧化剂与铁粉反应,B错误;
C.根据分析可知,操作a为过滤,C正确;
D.溶液A和溶液B为氯化亚铁溶液,氯化亚铁溶液中通入足量氯气,反应生成氯化铁,可实现蚀刻剂的再生,D正确;
故答案选B。
15.C
【详解】A. 氯水pH减小主要原因是光照条件下HClO分解生成HCl,导致反应Cl2+H2O HCl+HClO生成HCl的量越来越多,氢离子浓度增大,A错误;
B.光照条件下HClO分解生成HCl,HCl是强酸,能完全电离,则溶液中c(Cl-)增大,B错误;
C.光照使氯水中的次氯酸分解为盐酸:2HClO2HCl+O2↑,HClO是弱酸、盐酸是强酸,则溶液的酸性增强,C正确;
D.HClO具有漂白性,盐酸没有漂白性,光照条件下HClO分解生成HCl,导致溶液中c(HClO)减小,溶液的漂白性减弱,D错误;
故选C。
16.(1)
(2)
(3) > > ab
【详解】(1)氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和次氯酸电离出氢离子而使溶液呈酸性,氢离子能使紫色石蕊变红色;次氯酸具有漂白性,所以能使溶液褪色的是HClO;
故答案为:H+;HClO;
(2)氯气与氢氧化钙反应制备漂白粉,则漂白粉的主要成分为CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分为Ca(ClO)2;向漂白粉清液中滴加碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,是碳酸钠和溶液中钙离子反应生成碳酸钙沉淀,反应的离子方程式为;
故答案为:Ca(ClO)2;;
(3)①高锰酸钾中锰元素由+7价变成+2价,盐酸中氯元素由-1价变成0价,所以双线桥为;
故答案为:;
②实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的情况下生成氯气,而题干中反应制备氯气不需要加热,故高锰酸钾的氧化性大于二氧化锰,二氧化锰为氧化剂,氯气为氧化产物,则二氧化锰的氧化性大于氯气;
故答案为:>;>;
③反应前后盐酸的化合价-1价升高为0价,化合价升高表现为还原性,反应前后化合价不变表现为酸性,故选ab;
故答案为:ab;
④由双线桥可知,生成5mol Cl2时,转移10 mol电子,所以生成标准状况下22.4 L Cl2,对应1mol Cl2时,转移2mol电子,故转移电子总数是2NA;
故答案为:2NA。
17.(1) 盐 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ClO-、Cl- 增加氯气与碱反应时间,控制反应温度,减少副反应的发生
(2) Cl2 O2
【详解】(1)①NaClO是由金属阳离子和酸根阴离子构成,因此属于盐;
在工业上是用NaOH与Cl2发生反应制取NaClO,该反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
②根据图示可知:在溶液pH=9时,该溶液中主要存在的阴离子有ClO-、Cl-;
③为防止温度过高生成副产物NaClO3,需要缓缓通入Cl2的原因是因为这样可增加氯气与碱反应时间,控制反应温度,减少副反应的发生;
(2)①含NaClO消毒液具有强氧化性,洁厕灵中含有盐酸,二者混合会发生反应:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O,反应产生有毒气体Cl2,导致环境污染;
②将NaClO溶液逐滴滴入0.1 mol·L-1硫酸中,NaClO会与硫酸反应弱酸HClO,HClO不稳定,光照发生分解反应,产生O2,2HClO2HCl+O2↑,因此看到试管壁上有无色气泡,该无色气体为O2。
18.(1)
(2) 分液漏斗 吸收挥发出来的HCl
(3)溶液先变红,后褪色
(4)④
(5)
【分析】浓盐酸与二氧化锰生成氯气,饱和食盐水吸收挥发出的氯化氢,IV中氯气溶于水后生成次氯酸和盐酸,由于显酸性,溶液先变红,次氯酸具有漂白性,溶液后褪色,V中氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,据此分析解题。
【详解】(1)实验室以二氧化锰和浓盐酸制备的化学方程式为;
(2)仪器的名称为分液漏斗,装置Ⅱ的作用是吸收挥发出来的HCl;
(3)氯气溶于水后生成次氯酸和盐酸,由于显酸性,溶液先变红,次氯酸具有漂白性,溶液后褪色;
(4)干燥的氯气不具有漂白性,Ⅱ和III之间可加干燥装置,除去氯气中的水蒸气,根据氯气的化学性质可知,应选浓硫酸作干燥剂;
(5)V中为氢氧化钠溶液可以吸收多余的氯气,发生反应的离子方程式为:。
19.(1)检查装置气密性
(2) 分液漏斗 干燥氯气
(3) C
(4)蓝色
(5) 吸收多余的氯气,防止空气污染
【分析】由实验装置知和题意知,本题主要是制取并探究氯气的性质,A中用浓盐酸和高锰酸钾制取氯气,但由于浓盐酸易挥发,且该反应是放热反应,故得到的氯气中混有氯化氢和水蒸气,需要将其除掉,所以B装置是除杂装置,C、D装置是性质验证装置,E中的氢氧化钠是对多余的氯气做处理的尾气处理装置。
【详解】(1)做与气体有关的实验时,组装好仪器后,应先检查装置的气密性,再装入药品进行实验;
(2)由图知,盛放浓盐酸的仪器的名称是分液漏斗;浓硫酸的作用是干燥氯气;
(3)B中是干燥的有色布条,C 中是湿润的有色布条,由于氯气与水发生反应:,生成的的次氯酸具有漂白性,故C中的有色布条会褪色;
(4)当氯气进入D装置后,由于氯气具有强氧化性,能够将碘化钾中碘离子氧化成碘单质,碘单质遇淀粉变蓝,故可观察到D中溶液颜色变为蓝色;
(5)由分析知,E装置中NaOH溶液是对尾气进行吸收的,发生反应的离子方程式为:。
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