易错专题16 氯水的成分及性质
突破易错
易错点一 氯水的成分与性质
【易错典例】
(2021·广东高一期中)如图所示,从A处通入新制备的Cl2,关闭B阀时,C处的干燥红色布条看不到明显现象,当打开B阀后,C处红色布条逐渐褪色,D瓶中装的溶液不可能是
A.浓硫酸 B.NaOH溶液 C.KI溶液 D.饱和NaCl溶液
【答案】D
【分析】次氯酸具有漂白作用而氯气不具有漂白性,所以干燥的氯气不能漂白有色布条,含水蒸气的氯气能使有色布条褪色,A处通入氯气,关闭B阀时,C处的红色布条看不到明显现象,打开B阀后,C处红色布条逐渐褪色,因此说明D中溶液可以吸收氯气或可干燥氯气,据此分析来解答。
【解析】A.浓硫酸具有吸水性,氯气通过浓硫酸得到干燥的氯气,故A与题意不符;
B.氯气通过NaOH溶液,与氢氧化钠反应,关闭B阀时,C处的红色布条看不到明显现象,故B与题意不符;
C.氯气通过KI溶液,与KI溶液反应,关闭B阀时,C处的红色布条看不到明显现象,故C与题意不符;
D.氯气与食盐水不反应,进入C的为潮湿的氯气,关闭B阀时,C处红色布条逐渐褪色,故D符合题意;
答案选D。
【解题必备】
1.氯水中的反应
Cl2+H2O===H++Cl +HClO,2HClO2H++2Cl +O2↑,所以,保存氯水要密闭、放在冷暗处、棕色瓶中。但氯水不宜长期存放,最好是现用现配,因为不见光也会缓慢分解。
2.氯水的成分
新制氯水分子有Cl2、HClO、H2O三种,溶质分子中以Cl2为主;离子有H+、Cl 、ClO 、OH (少量)四种。长期放置的氯水,由于HClO分解,Cl2全部反应,氯水最终变为稀盐酸。
3.氯水的性质
所加试剂 参与反应的微粒 实验现象 离子方程式或解释
AgNO3溶液 Cl 白色沉淀 Cl +Ag+===AgCl↓
Na2CO3固体 H+ 有气泡产生 2H++===CO2↑+H2O
有色布条 HClO 布条颜色褪去 漂白性
FeCl2溶液 Cl2 溶液变棕黄色 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl
石蕊溶液 HClO、H+ 先变红后褪去 酸性和漂白性
(1)表现Cl2的性质
氯水中含有Cl2,所以氯水呈黄绿色,由于Cl2具有强氧化性,当向氯水中加入强还原性物质,便可与Cl2发生氧化还原反应。如:氯水能使润湿的淀粉 KI试纸变蓝(用于对Cl2收集的验满),能与Na2SO3、FeBr2等发生氧化还原反应:Na2SO3+Cl2+H2O===Na2SO4+2HCl,2FeBr2+3Cl2(足量)===2FeCl3+2Br2。
(2)表现HClO的强氧化性
氯水中含有HClO,HClO具有强氧化性,能杀死水里的病菌,故常用氯气给自来水杀菌、消毒。另外HClO还可将色素氧化而使其颜色褪去,故氯水常用于漂白。
(3)表现H+的性质
氯水中含有H+,所以氯水具有H+的性质,如氯水能与镁粉反应放出氢气,能与CaCO3反应放出CO2。
(4)具有Cl 的性质
氯水中加入硝酸银溶液反应生成白色沉淀。反应的离子方程式:Ag++Cl ===AgCl↓。
【变式突破】
1.将氯水分别滴入下列溶液中,由实验现象得出的结论正确的是( )
选项 氯水滴入下列溶液中 实验现象 结论
A 滴有KSCN的FeCl2溶液 变红 Cl2具有还原性
B 滴有酚酞的NaOH溶液 褪色 Cl2具有酸性
C 紫色石蕊溶液 先变红后褪色 Cl2具有漂白性
D 淀粉—KI溶液 变蓝色 Cl2具有氧化性
【答案】D
【解析】A.氯水滴入含有KSCN的FeCl2溶液,溶液变红,说明Fe2+氧化为Fe3+,Cl2具有氧化性,故A错误;
B.氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液,溶液褪色,可能是因为氯水呈酸性或次氯酸的漂白性,故B错误;
C.次氯酸具有漂白性,Cl2没有漂白性,故C错误;
D.氯水滴入淀粉——KI溶液中,2KI+ Cl2=KCl+I2,说明Cl2具有氧化性,故D正确;
故选D。
【点睛】氯水含有Cl2、HClO、H2O、Cl-、ClO-、OH-、H+ 7种微粒,各种微粒保持自己的性质。
易错点二 液氯、新制氯水、久置氯水的比较
【易错典例】
下列说法正确的是( )
A.向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液,溶液将先变红后褪色
B.光照新制氯水有气体逸出
C.漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2,应密封保存
D.氯气有漂白性,所以氯气能使湿润的有色布条褪色
【答案】B
【解析】A.久置的氯水成分为盐酸,向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液,溶液将先变红不褪色,故A错误;
B.光照次氯酸分解生成氧气,所以光照新制氯水有气体逸出,该气体是氧气,故B正确;
C.漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,放久会与空气中的二氧化碳发生反应生成次氯酸而失效,应密封保存,故C错误;
D.氯气不有漂白性,具有漂白性的是氯气与水反应生成的次氯酸,所以氯气能使湿润的有色布条褪色,故D错误;
答案选B。
【解题必备】
液氯 新制氯水 久
氯水
成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H+、Cl 、ClO 、OH H+、Cl 、H2O、OH
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性
保存 特制钢瓶 棕色瓶盛装,放阴凉处,一般现用现配 放于试剂瓶,玻璃塞即可
【变式突破】
2.下列有关氯水的叙述不正确的是( )
A.光照氯水有气泡逸出,该气体是O2
B.新制氯水可使pH试纸先变红,后褪色
C.氯水放置数天后,溶液的酸性逐渐减弱
D.新制的氯水只含Cl2、H2O和HClO三种分子
【答案】C
【解析】A. 次氯酸见光易分解生成氯化氢和氧气,因此光照氯水有气泡逸出,该气体是O2,A正确;
B. 新制氯水具有酸性和强氧化性,所以可使pH试纸先变红,后褪色,B正确;
C. 次氯酸见光易分解生成氯化氢和氧气,因此氯水放置数天后,溶液的酸性逐渐增强,C错误;
D. 氯气溶于水,部分氯气和水反应生成次氯酸,所以新制的氯水只含Cl2、H2O和HClO三种分子,D正确;答案选C。
易错点三 Cl的检验
【易错典例】
某些离子的检验及结论一定正确的是( )
A.加入氢氧化钠溶液并加热,产生气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,一定有NH4+
B.加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则一定有CO32-
C.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加入盐酸沉淀不消失,一定有SO42-
D.某溶液加入稀盐酸酸化的AgNO3产生白色沉淀,则原溶液中一定含有Cl-
【答案】A
【解析】A. 加入氢氧化钠溶液并加热,产生气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则说明该气体为氨气,推出原溶液中一定有NH4+,A项正确;
B. 原溶液中若含HCO3-,加入稀盐酸后也会产生无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,故原溶液中不一定有CO32-,B项错误;
C. 产生不溶于盐酸的白色沉淀也可能是AgCl,则原溶液中不一定有SO42-,C项错误;
D. 加入盐酸酸化的AgNO3溶液时,则引入了Cl- ,故不能证明是原溶液中是否含有Cl-,D项错误;
答案选A。
【解题必备】
1.检验Cl 的实验
实验现象 化学方程式
滴入几滴AgNO3溶液 加入少量稀硝酸
①稀盐酸 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
②NaCl溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3
③Na2CO3溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解,有气泡产生 Na2CO3+2AgNO3===Ag2CO3↓+2NaNO3,Ag2CO3+2HNO3=== CO2↑+H2O+2AgNO3
④自来水 有少量白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl2+H2O===HCl+HClO, HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
⑤蒸馏水 无明显变化 无明显变化 ——
2.检验Cl 的方法
(1)方法:先加AgNO3溶液,再加稀硝酸。
(2)现象:产生白色沉淀,加硝酸,沉淀不溶解。
(3)原理:Ag++Cl ===AgCl↓。
(4)加稀硝酸的目的:排除等离子的干扰。
【变式突破】
3.某同学将SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液中,溶液褪色,将此无色溶液分成三等份,分别进行实验,实验操作和实验现象记下列实验分析不正确的是( )
实验序号 ① ② ③
实验操作
实验现象 溶液不变红,试纸不变蓝 溶液不变红,纸条褪色 生成白色沉淀
A.实验①说明Cl2被完全消耗
B.实验②中纸条褪色的原因是I2+SO2+2H2O==H2SO4+2HI
C.实验③不能说明溶液中含有Cl-
D.将SO2和Cl2通入品红溶液中,只有SO2被Cl2氧化
【答案】D
【解析】A.由①中湿润的淀粉-KI试纸不变蓝可知,Cl2被完全消耗,A正确;
B.由②知二氧化硫过量,②中发生反应I2+SO2+2H2O==H2SO4+2HI,则纸条褪色,B正确;
C.硫酸银、氯化银均为白色沉淀,SO2被氧化生成了,会对Cl-的检测产生影响,C正确;
D.由实验①和②中溶液加热不变红可知,品红溶液和SO2均被氧化,D不正确;
故选D。
冲刺满分
1.下列关于氯水的叙述中,正确的是
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B.液氯与氯水都是纯净物
C.新制氯水的颜色为浅黄绿色
D.氯水经光照有气泡逸出,该气体为HCl
【答案】C
【解析】A.新制的氯水因其含Cl2而呈淡绿色,其中还含有HClO和H2O分子,故A错误;
B.液氯是纯净物,氯水是混合物,故B错误;
C.新制的氯水因其含Cl2而呈淡绿色,故C正确;
D.氯水由于其中的HClO见光易分解:2HClO2HCl+O2↑,所以氯水经光照有O2气泡逸出,故D错误。故选C。
2.潮湿的氯气,新制的氯水,漂白粉水溶液均能使有色布条褪色,这是由于它们含有或能生成( )
A.氯气 B.次氯酸 C.次氯酸根离子 D.氯化氢
【答案】B
【解析】潮湿的氯气、新制的氯水中都含有次氯酸;次氯酸钙在水溶液中吸收空气中的二氧化碳后生成次氯酸,能使有色布条褪色的是次氯酸,故选B。
3.下列实验现象的描述错误的是
A.新制氯水使碘化钾试纸呈蓝色
B.向NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气体产生
C.向FeCl2溶液中滴加新制氯水,再滴加KSCN溶液,呈血红色
D.在新制氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成
【答案】A
【解析】A. 新制氯水能与碘化钾反应生成碘单质,但没有淀粉,故试纸不会呈蓝色,A错误;
B. 向NaHCO3固体加入新制氯水,碳酸氢钠与氯水中的盐酸反应生成二氧化碳气体,故有无色气体产生,B正确;
C. FeCl2被新制氯水氧化生成铁离子,再滴加KSCN溶液,呈血红色,C正确;
D. 新制氯水中含氯离子,故滴加AgNO3溶液有白色沉淀氯化银生成,D正确;
答案选A。
4.氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A.加入有色布条,一会儿有色布条退色,说明有Cl2存在
B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有HClO分子存在
C.先加入硝酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在
【答案】C
【解析】氯气通入溶液中,与水反应发生Cl2+H2OHCl+HClO,氯水中存在Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-,利用离子、分子的性质来分析。
A. 次氯酸具有漂白性,则加入有色布条后,有色布条褪色,说明有HClO分子存在,故A错误;
B. 氯气为黄绿色气体,具有刺激性气味,则氯水呈浅黄色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在,故B错误;
C. 因AgCl不溶于硝酸,先加入硝酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl 存在,故C正确;
D. 氯气和氢氧化钠发生氧化还原反应,则不能说明有HClO存在,故D错误;
答案选C。
5.某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水,现象如图所示,下列有关该实验的说法中正确的是( )
A.该实验说明Cl2分子具有漂白性
B.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快
C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色
D.若用久置的氯水进行实验,现象相同
【答案】B
【解析】A、HClO具有漂白性,Cl2无漂白性,选项A错误;
B、由实验可知,滴加氯水的区域变白色,而周围变成红色,可说明H+的扩散速度比HClO分子快,选项B正确;
C、HClO的漂白持久、稳定,实验后的pH试纸加热不会恢复原来的颜色,选项C错误;
D、久置的氯水主要成分为稀盐酸,无漂白性,选项D错误;
答案选B。
6.将AgNO3溶液滴加到下列溶液中,不会有白色沉淀生成的是( )
A.氯化钠溶液 B.次氯酸钠溶液 C.氯水 D.盐酸溶液
【答案】B
【解析】A. AgNO3溶液与氯化钠溶液发生复分解反应产生白色沉淀氯化银,A不符合;
B. AgNO3溶液与次氯酸钠溶液不发生复分解反应,B符合;
C. 氯水含盐酸,盐酸与AgNO3溶液发生复分解反应产生白色沉淀氯化银,C不符合;
D. 盐酸溶液与AgNO3溶液发生复分解反应产生白色沉淀氯化银,D不符合;
答案选B。
7.(2021·山东高一期末)如图所示,将浓盐酸滴在晶体上生成,立即用表面皿盖好。由实验现象得出的结论正确的是
选项 实验现象 结论
A 滴有酚酞的NaOH溶液褪色 具有酸性
B 滴有KSCN的溶液变红 具有还原性
C KI-淀粉溶液变成蓝色 具有氧化性
D 紫色石蕊溶液先变红后褪色 具有漂白性
【答案】C
【解析】A.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,酸再与碱反应,是因为与水反应的生成物表现为酸性,不是氯气表现为酸性,故A错误;
B.滴有KSCN的FeCl2溶液变红,是因为氯气的氧化性把亚铁离子氧化为铁离子,铁离子与KSCN反应使得溶液呈红色,故B错误;
C.因为氯气能把碘化钾中碘离子氧化成碘,故KI淀粉溶液变成蓝色,故C正确;
D.紫色石蕊溶液先变红后褪色,是因为氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,溶液中有氢离子,所以紫色石蕊溶液先变红,褪色是因为次氯酸具有漂白性,而非氯气具有漂白性,故D错误;
故选C。
8.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.氯水的颜色呈浅黄绿色,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.氯水放置数天后pH将变小,说明氯水吸收空气中的CO2
【答案】D
【解析】A.氯气为黄绿色,氯水的颜色呈浅绿色,所以氯水中含有氯气,故A正确;
B.氯化银为白色沉淀,硝酸排除了碳酸根和氢氧根的可能性,所以向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有氯离子,故B正确;
C.碳酸氢根离子与氢离子反应生成二氧化碳有气泡产生,故C正确;
D.氯气与水反应生成的次氯酸不稳定,一段时间后会分解为HCl和氧气,HCl为强酸而次氯酸为弱酸,所以pH将变小,故D错误;
故答案为D。
9.在过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变为棕黄色,为检验上述反应中的还原产物,下列实验步骤中合理的组合是
①过滤,取滤液
②加入硝酸酸化的AgNO3溶液出现白色沉淀
③取一支试管,加入上述反应后的少许溶液
④再加入过量Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀
⑤再加入过量BaCl2溶液,出现白色沉淀
A.③⑤①② B.③② C.②③④⑤ D.③④①②
【答案】D
【解析】本题考查常见离子的检验方法,明确常见离子的化学性质及检验方法为解答关键,注意检验离子存在时,需要排除干扰离子,确保检验方案的严密性,检验反应中的还原产物Cl ,需要用硝酸酸化的硝酸银溶液与待检测的溶液反应生成氯化银白色沉淀,而溶液中的硫酸根离子也可与银离子反应产生白色沉淀,故首先要排除硫酸根离子的干扰,而且除去硫酸根离子时,不能引入氯离子。在过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,二者发生氧化还原反应,还原产物为氯离子,检验氯离子时应该先用过量的Ba(NO3)2溶液除去硫酸根离子,然后过滤,再用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子,所以实验步骤为:③取一支试管,加入上述反应后的少许溶液、④再加入过量Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀、①过滤,取滤液、②加入硝酸酸化的AgNO3溶液出现白色沉淀,故选D。
10.将氯水分别滴加到盛有等浓度的KI溶液、NaBr溶液的试管中,对比观察。通过此实验能够观察到的现象或得出的结论正确的是( )
A.两支试管中溶液均呈紫色
B.可证明还原性强弱:I->Br-
C.可证明氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
D.可证明Cl2的氧化性强于Br2和I2
【答案】D
【解析】氯水滴入KI溶液中发生:Cl2+2KI=I2+2KCl,I2溶于水为紫色,氯水滴入NaBr溶液中发生:Cl2+2NaBr=Br2+2KCl,Br2溶于水为橙色,据此解答。
A.由分析可知,氯水滴入盛装KI溶液的试管后溶液呈紫色,滴入盛装NaBr溶液的试管后溶液呈橙色,A错误;
B.Cl2+2KI=I2+2KCl证明还原性:I->Cl-,Cl2+2NaBr=Br2+2KCl证明还原性:Br->Cl-,无法证明还原性I->Br-,B错误;
C.Cl2+2KI=I2+2KCl证明氧化性:Cl2>I2,Cl2+2NaBr=Br2+2KCl证明氧化性:Cl2>Br2,无法证明氧化性Br2>I2,C错误;
D.由C可知,Cl2的氧化性强于Br2和I2,D正确。
答案选D。
11.(1)红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,集气瓶中充满_____,反应方程式为_____,CuCl2溶于少量水后,溶液呈_____色。
(2)新制的氯水中滴入几滴AgNO3溶液,立即有_____ 生成,反应方程式为_____,蓝色石蕊试纸遇到氯水后,首先变红,但很快又褪色,这是因为_____。
(3)工业上用氯气和石灰乳反应制漂白粉的方程式为_____漂白粉长时期露至在空气中会失效,用化学方程式示其失效的原因:_____;_____。
【答案】(1)棕黄色的烟 Cu+Cl2CuCl2 蓝绿
(2)白色沉淀 HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 酸遇石蕊变红,同时含有HClO具有漂白性使得溶液褪色
(3)2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3 2HClO2HCl+O2↑
【解析】(1)红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,使集气瓶中充满棕黄色的烟,原因是发生Cu+Cl2CuCl2,氯化铜固体颗粒为棕黄色,CuCl2溶于少量水后,溶液呈蓝绿色;
(2)新制氯水中存在Cl2+H2O HCl+HClO,因含有氯气,则溶液呈淡黄绿色,向氯水中滴入几滴AgNO3溶液,发生HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3,生成白色沉淀,氯水中含有盐酸和次氯酸,酸遇石蕊变红,同时含有HClO具有漂白性使得溶液褪色;
(3)工业上利用消石灰和氯气反应生成氯化钙.次氯酸钙和水的反应制备漂白粉,反应的化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,次氯酸钙能和酸反应生成次氯酸,次氯酸酸性小于碳酸,次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸不稳定,光照易分解,导致漂白粉失效,反应方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3、2HClO2HCl+O2↑。
12.有一包白色固体,它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种,进行下列实验:
①溶于水,得无色溶液;
②在所得溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀;
③再滴加稀硝酸,沉淀量减少但不完全消失,同时有气泡生成。
根据上述现象判断:
(1)白色固体一定含有的成分是________,可能含有的成分是________;
(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式:________________________________。
【答案】(1)KCl和K2CO3 KNO3
(2)Ag++Cl ===AgCl↓,2Ag++===Ag2CO3↓,Ag2CO3+2H+===2Ag++H2O+CO2↑
【解析】由②产生白色沉淀知,可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种;由③沉淀量减少且有气泡生成知,一定含有K2CO3;根据沉淀不完全消失可知,一定含有KCl。
13.氯元素是生产生活中常见的非金属元素。某同学探究Cl2及其化合物的性质。
(1)把Cl2通入水中,反应的化学方程式是____________。
(2)用氯水进行如下表实验:
实验 操作 现象
Ⅰ 把氯水点在蓝色石蕊试纸上 试纸先变红后褪色
Ⅱ 向氯水中滴加足量AgNO3溶液,不断振荡 ⅰ.有白色沉淀生成ⅱ.稍后,溶液变为无色
① 实验Ⅰ的现象说明,氯水具有的性质是_________。
② 实验Ⅱ:a.ⅰ现象的白色沉淀是______________。
b.综合ⅰ、ⅱ现象,该同学推测实验Ⅱ发生的反应为:
Cl2 + AgNO3 +_________=HNO3 +AgCl↓+__________(将反应补充完整)
③ 为探究实验Ⅰ中试纸褪色的原因及Ⅱ中另一种反应产物,该同学设计实验如下:
c.将少量稀硝酸点在蓝色石蕊试纸上,试纸变红未褪色;
d.……
上述实验d的方案是_________。
(3)该同学查阅资料得知,最初,人们直接用氯气作漂白剂,但使用起来不方便,效果也不理想。经过多年的实验、改进,才有了今天常用的漂白粉。
① 你认为“使用起来不方便,效果也不理想”的原因是_________。
② 科研人员以氯气、石灰石、水为原料制取漂白粉,有关反应的化学方程式是:___________________。
【答案】(1)Cl2 + H2O = HCl + HClO
(2)酸性、强氧化性 AgCl H2O HClO 取实验Ⅱ中ⅱ的无色溶液,点在蓝色石蕊试纸上,试纸褪色
(3)氯气的溶解度不大,且生成的HClO不稳定,难保存 CaCO3 = CaO + CO2↑ CaO + H2O = Ca(OH)2 2Ca(OH)2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 +2H2O
【解析】(1)把Cl2通入水中,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的化学方程式是Cl2 + H2O = HCl + HClO。
(2)① 实验Ⅰ把氯水点在蓝色石蕊试纸上,试纸先变红,证明氯水呈酸性;后褪色,说明氯水具有强氧化性;② 实验Ⅱ:a.向氯水中滴加足量AgNO3溶液,不断振荡,有白色沉淀生成,发生的反应为Ag+ + Cl-==AgCl↓,白色沉淀是AgCl。b.综合ⅰ、ⅱ现象,该同学推测实验Ⅱ发生的反应为:Cl2 + AgNO3 +H2O=HNO3 +AgCl↓+HClO;③ 为探究实验Ⅰ中试纸褪色的原因及Ⅱ中另一种反应产物,应先验证硝酸没有漂白性,再验证次氯酸具有漂白性,故上述实验d的方案是取实验Ⅱ中ⅱ的无色溶液,点在蓝色石蕊试纸上,试纸褪色。
(3)①直接用氯气作漂白剂,“使用起来不方便,效果也不理想”的原因是氯气的溶解度不大,且生成的HClO不稳定,难保存。② 以氯气、石灰石、水为原料制取漂白粉的反应化学方程式是:CaCO3 = CaO + CO2↑,CaO + H2O = Ca(OH)2,2Ca(OH)2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 +2H2O。
14.氯气(Cl2)是黄绿色气体,其水溶液叫氯水。把品红试纸(染有品红的纸)仲入氯水中,品红褪色。
发现问题:氯水中的哪些成分能使品红褪色呢
查阅资料:氯气溶于水,部分与水反应,化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO。其中,HClO名为次氯酸,是一种弱酸,具有强氧化。
猜想:
猜想1:是氯水中的水使品红褪色的;
猜想2:是氯水中的_______(填化学式)使品红褪色的;
猜想3:是氯水中的盐酸使品红褪色的;
猜想4:是氯水中的次氯酸使品红褪色的。
实验探究:
实验操作 实验现象 过程分析
①把品红试纸伸入水中 没有褪色 猜想1不成立
②把品红试纸伸入干燥的氯气中 没有褪色 猜想2不成立
③_______ 没有褪色 猜想3不成立
结论:
综合分析:氯水中的_______(填化学式)使品红褪色,具有漂白作用(能使品红等有色物质褪色)。
反思:
(1)HCO中氯元素的化合价为_______价。
(2)氯水中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,化学方程式为_______。
(3)向氯水中滴加紫色石蕊溶液,观察到的现象是_______。
【答案】Cl2 把品红试纸伸入到盐酸中 HClO +1 HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 先变红色后褪色
【解析】猜想2:氯水是指氯气溶于水,既发生一个物理变化(氯气和水),又发生一个化学变化(生成盐酸和次氯酸),因此一共有四个猜想;答案为:Cl2。
要证明猜想3不成立,只要把品红试纸伸入到盐酸中,现象是无变化就可以了,因此能使品红变色的是次氯酸;答案为:把品红试纸伸入到盐酸中。
综合分析判断:氯水中的HClO使品红褪色,具有漂白作用(能使品红等有色物质褪色);答案为:HClO。
反思:(1)设HClO中氯元素的化合价为x,可以根据:+1+x+(-2)=0,解得x=+1;答案为:+1。
(2)AgNO3溶液和盐酸发生反应生成氯化银白色沉淀和稀硝酸,即HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3;答案为HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 。
(3)因为氯水中有HCl和HClO,向氯水中滴加紫色石蕊试液,观察到的现象是:先变红色后褪色,因为酸能使紫色石蕊试液变红色,次氯酸具有漂白性,又能使颜色褪去;答案为先变红色后褪色。
15.钠、氯及其化合物有如下转化关系,请按要求填空:
(1)一小块金属钠投入水中(含酚酞)的反应方程式是:______________,现象:__________________。
(2)写出Na2O2生成NaOH的反应方程式:__________________________________。
(3)新制的氯水滴入AgNO3溶液中,观察到____________________现象,说明氯水中含有____________。
(4)工业上用氯气和石灰乳反应制漂白粉,漂白粉的有效成分是__________,漂白粉长时期露至在空气中会失效,写出漂白粉失效的方程式__________________。
【答案】(1)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 浮在水面上,融成光亮小球,Na在水中不停的游动并逐渐消失,发出轻微爆鸣生,滴有酚酞的水变红
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(3)有白色沉淀生成 Cl
(4)Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑
【解析】(1) 一小块金属钠投入水中的反应方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。反应的现象为一小块金属钠投入含酚酞的水中,因为金属钠的密度比水小,所以浮在水面上,融成光亮小球,Na在水中不停的游动并逐渐消失,发出轻微爆鸣生,滴有酚酞的水变红。本题正确答案是: 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 浮在水面上,融成光亮小球,Na在水中不停的游动并逐渐消失,发出轻微爆鸣生,滴有酚酞的水变红。
(2) Na2O2是淡黄色的固体,能与水反应生成生成NaOH和氧气,反应的方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。因此,本题正确答案是2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。
(3)新制的氯水滴入AgNO3溶液中,会和氯水中的氯离子发生反应,生成氯化银不溶于水和酸的白色沉淀,故能观察到白色沉淀,原因是氯水中有Cl ,因此,本题正确答案是:生成白色沉淀;氯水中有Cl 。
(4)工业上用氯气和石灰乳反应制漂白粉,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,漂白粉长时期露至在空气中会和空气中的水蒸气和二氧化碳反应,使漂白粉失效,用化学方程式表示其失效的原因: Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,次氯酸不稳定见光易分解,反应的方程式为:2HClO 2HCl+O2↑易错专题16 氯水的成分及性质
突破易错
易错点一 氯水的成分与性质
【易错典例】
(2021·广东高一期中)如图所示,从A处通入新制备的Cl2,关闭B阀时,C处的干燥红色布条看不到明显现象,当打开B阀后,C处红色布条逐渐褪色,D瓶中装的溶液不可能是
A.浓硫酸 B.NaOH溶液 C.KI溶液 D.饱和NaCl溶液
【解题必备】
1.氯水中的反应
Cl2+H2O===H++Cl +HClO,2HClO2H++2Cl +O2↑,所以,保存氯水要密闭、放在冷暗处、棕色瓶中。但氯水不宜长期存放,最好是现用现配,因为不见光也会缓慢分解。
2.氯水的成分
新制氯水分子有Cl2、HClO、H2O三种,溶质分子中以Cl2为主;离子有H+、Cl 、ClO 、OH (少量)四种。长期放置的氯水,由于HClO分解,Cl2全部反应,氯水最终变为稀盐酸。
3.氯水的性质
所加试剂 参与反应的微粒 实验现象 离子方程式或解释
AgNO3溶液 Cl 白色沉淀 Cl +Ag+===AgCl↓
Na2CO3固体 H+ 有气泡产生 2H++===CO2↑+H2O
有色布条 HClO 布条颜色褪去 漂白性
FeCl2溶液 Cl2 溶液变棕黄色 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl
石蕊溶液 HClO、H+ 先变红后褪去 酸性和漂白性
(1)表现Cl2的性质
氯水中含有Cl2,所以氯水呈黄绿色,由于Cl2具有强氧化性,当向氯水中加入强还原性物质,便可与Cl2发生氧化还原反应。如:氯水能使润湿的淀粉 KI试纸变蓝(用于对Cl2收集的验满),能与Na2SO3、FeBr2等发生氧化还原反应:Na2SO3+Cl2+H2O===Na2SO4+2HCl,2FeBr2+3Cl2(足量)===2FeCl3+2Br2。
(2)表现HClO的强氧化性
氯水中含有HClO,HClO具有强氧化性,能杀死水里的病菌,故常用氯气给自来水杀菌、消毒。另外HClO还可将色素氧化而使其颜色褪去,故氯水常用于漂白。
(3)表现H+的性质
氯水中含有H+,所以氯水具有H+的性质,如氯水能与镁粉反应放出氢气,能与CaCO3反应放出CO2。
(4)具有Cl 的性质
氯水中加入硝酸银溶液反应生成白色沉淀。反应的离子方程式:Ag++Cl ===AgCl↓。
【变式突破】
1.将氯水分别滴入下列溶液中,由实验现象得出的结论正确的是( )
选项 氯水滴入下列溶液中 实验现象 结论
A 滴有KSCN的FeCl2溶液 变红 Cl2具有还原性
B 滴有酚酞的NaOH溶液 褪色 Cl2具有酸性
C 紫色石蕊溶液 先变红后褪色 Cl2具有漂白性
D 淀粉—KI溶液 变蓝色 Cl2具有氧化性
易错点二 液氯、新制氯水、久置氯水的比较
【易错典例】
下列说法正确的是( )
A.向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液,溶液将先变红后褪色
B.光照新制氯水有气体逸出
C.漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2,应密封保存
D.氯气有漂白性,所以氯气能使湿润的有色布条褪色
【解题必备】
液氯 新制氯水 久
氯水
成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H+、Cl 、ClO 、OH H+、Cl 、H2O、OH
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性
保存 特制钢瓶 棕色瓶盛装,放阴凉处,一般现用现配 放于试剂瓶,玻璃塞即可
【变式突破】
2.下列有关氯水的叙述不正确的是( )
A.光照氯水有气泡逸出,该气体是O2
B.新制氯水可使pH试纸先变红,后褪色
C.氯水放置数天后,溶液的酸性逐渐减弱
D.新制的氯水只含Cl2、H2O和HClO三种分子
易错点三 Cl的检验
【易错典例】
某些离子的检验及结论一定正确的是( )
A.加入氢氧化钠溶液并加热,产生气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,一定有NH4+
B.加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则一定有CO32-
C.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加入盐酸沉淀不消失,一定有SO42-
D.某溶液加入稀盐酸酸化的AgNO3产生白色沉淀,则原溶液中一定含有Cl-
【解题必备】
1.检验Cl 的实验
实验现象 化学方程式
滴入几滴AgNO3溶液 加入少量稀硝酸
①稀盐酸 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
②NaCl溶液 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3
③Na2CO3溶液 有白色沉淀生成 沉淀溶解,有气泡产生 Na2CO3+2AgNO3===Ag2CO3↓+2NaNO3,Ag2CO3+2HNO3=== CO2↑+H2O+2AgNO3
④自来水 有少量白色沉淀生成 沉淀不溶解 Cl2+H2O===HCl+HClO, HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
⑤蒸馏水 无明显变化 无明显变化 ——
2.检验Cl 的方法
(1)方法:先加AgNO3溶液,再加稀硝酸。
(2)现象:产生白色沉淀,加硝酸,沉淀不溶解。
(3)原理:Ag++Cl ===AgCl↓。
(4)加稀硝酸的目的:排除等离子的干扰。
【变式突破】
3.某同学将SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液中,溶液褪色,将此无色溶液分成三等份,分别进行实验,实验操作和实验现象记下列实验分析不正确的是( )
实验序号 ① ② ③
实验操作
实验现象 溶液不变红,试纸不变蓝 溶液不变红,纸条褪色 生成白色沉淀
A.实验①说明Cl2被完全消耗
B.实验②中纸条褪色的原因是I2+SO2+2H2O==H2SO4+2HI
C.实验③不能说明溶液中含有Cl-
D.将SO2和Cl2通入品红溶液中,只有SO2被Cl2氧化
冲刺满分
1.下列关于氯水的叙述中,正确的是
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子 B.液氯与氯水都是纯净物
C.新制氯水的颜色为浅黄绿色 D.氯水经光照有气泡逸出,该气体为HCl
2.潮湿的氯气,新制的氯水,漂白粉水溶液均能使有色布条褪色,这是由于它们含有或能生成( )
A.氯气 B.次氯酸 C.次氯酸根离子 D.氯化氢
3.下列实验现象的描述错误的是
A.新制氯水使碘化钾试纸呈蓝色
B.向NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气体产生
C.向FeCl2溶液中滴加新制氯水,再滴加KSCN溶液,呈血红色
D.在新制氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成
4.氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A.加入有色布条,一会儿有色布条退色,说明有Cl2存在
B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有HClO分子存在
C.先加入硝酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在
5.某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水,现象如图所示,下列有关该实验的说法中正确的是( )
A.该实验说明Cl2分子具有漂白性
B.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快
C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色
D.若用久置的氯水进行实验,现象相同
6.将AgNO3溶液滴加到下列溶液中,不会有白色沉淀生成的是( )
A.氯化钠溶液 B.次氯酸钠溶液 C.氯水 D.盐酸溶液
7.(2021·山东高一期末)如图所示,将浓盐酸滴在晶体上生成,立即用表面皿盖好。由实验现象得出的结论正确的是
选项 实验现象 结论
A 滴有酚酞的NaOH溶液褪色 具有酸性
B 滴有KSCN的溶液变红 具有还原性
C KI-淀粉溶液变成蓝色 具有氧化性
D 紫色石蕊溶液先变红后褪色 具有漂白性
8.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.氯水的颜色呈浅黄绿色,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.氯水放置数天后pH将变小,说明氯水吸收空气中的CO2
9.在过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变为棕黄色,为检验上述反应中的还原产物,下列实验步骤中合理的组合是
①过滤,取滤液
②加入硝酸酸化的AgNO3溶液出现白色沉淀
③取一支试管,加入上述反应后的少许溶液
④再加入过量Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀
⑤再加入过量BaCl2溶液,出现白色沉淀
A.③⑤①② B.③② C.②③④⑤ D.③④①②
10.将氯水分别滴加到盛有等浓度的KI溶液、NaBr溶液的试管中,对比观察。通过此实验能够观察到的现象或得出的结论正确的是( )
A.两支试管中溶液均呈紫色
B.可证明还原性强弱:I->Br-
C.可证明氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
D.可证明Cl2的氧化性强于Br2和I2
11.(1)红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,集气瓶中充满_____,反应方程式为_____,CuCl2溶于少量水后,溶液呈_____色。
(2)新制的氯水中滴入几滴AgNO3溶液,立即有_____ 生成,反应方程式为_____,蓝色石蕊试纸遇到氯水后,首先变红,但很快又褪色,这是因为_____。
(3)工业上用氯气和石灰乳反应制漂白粉的方程式为_____漂白粉长时期露至在空气中会失效,用化学方程式示其失效的原因:_____;_____。
12.有一包白色固体,它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种,进行下列实验:
①溶于水,得无色溶液;
②在所得溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀;
③再滴加稀硝酸,沉淀量减少但不完全消失,同时有气泡生成。
根据上述现象判断:
(1)白色固体一定含有的成分是________,可能含有的成分是________;
(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式:________________________________。
13.氯元素是生产生活中常见的非金属元素。某同学探究Cl2及其化合物的性质。
(1)把Cl2通入水中,反应的化学方程式是____________。
(2)用氯水进行如下表实验:
实验 操作 现象
Ⅰ 把氯水点在蓝色石蕊试纸上 试纸先变红后褪色
Ⅱ 向氯水中滴加足量AgNO3溶液,不断振荡 ⅰ.有白色沉淀生成ⅱ.稍后,溶液变为无色
① 实验Ⅰ的现象说明,氯水具有的性质是_________。
② 实验Ⅱ:a.ⅰ现象的白色沉淀是______________。
b.综合ⅰ、ⅱ现象,该同学推测实验Ⅱ发生的反应为:
Cl2 + AgNO3 +_________=HNO3 +AgCl↓+__________(将反应补充完整)
③ 为探究实验Ⅰ中试纸褪色的原因及Ⅱ中另一种反应产物,该同学设计实验如下:
c.将少量稀硝酸点在蓝色石蕊试纸上,试纸变红未褪色;
d.……
上述实验d的方案是_________。
(3)该同学查阅资料得知,最初,人们直接用氯气作漂白剂,但使用起来不方便,效果也不理想。经过多年的实验、改进,才有了今天常用的漂白粉。
① 你认为“使用起来不方便,效果也不理想”的原因是_________。
② 科研人员以氯气、石灰石、水为原料制取漂白粉,有关反应的化学方程式是:___________________。
14.氯气(Cl2)是黄绿色气体,其水溶液叫氯水。把品红试纸(染有品红的纸)仲入氯水中,品红褪色。
发现问题:氯水中的哪些成分能使品红褪色呢
查阅资料:氯气溶于水,部分与水反应,化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO。其中,HClO名为次氯酸,是一种弱酸,具有强氧化。
猜想:
猜想1:是氯水中的水使品红褪色的;
猜想2:是氯水中的_______(填化学式)使品红褪色的;
猜想3:是氯水中的盐酸使品红褪色的;
猜想4:是氯水中的次氯酸使品红褪色的。
实验探究:
实验操作 实验现象 过程分析
①把品红试纸伸入水中 没有褪色 猜想1不成立
②把品红试纸伸入干燥的氯气中 没有褪色 猜想2不成立
③_______ 没有褪色 猜想3不成立
结论:
综合分析:氯水中的_______(填化学式)使品红褪色,具有漂白作用(能使品红等有色物质褪色)。
反思:
(1)HCO中氯元素的化合价为_______价。
(2)氯水中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,化学方程式为_______。
(3)向氯水中滴加紫色石蕊溶液,观察到的现象是_______。
15.钠、氯及其化合物有如下转化关系,请按要求填空:
(1)一小块金属钠投入水中(含酚酞)的反应方程式是:______________,现象:__________________。
(2)写出Na2O2生成NaOH的反应方程式:__________________________________。
(3)新制的氯水滴入AgNO3溶液中,观察到____________________现象,说明氯水中含有____________。
(4)工业上用氯气和石灰乳反应制漂白粉,漂白粉的有效成分是__________,漂白粉长时期露至在空气中会失效,写出漂白粉失效的方程式__________________。