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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
教学目标 1.知道氯的存在形态以及其主要以氯化钠的形式存在于海洋中。 2.能正确说出氯气的物理性质。 3.从氯的原子结构特点和氯气跟金属、非金属的反应,认识氯气是一种化学性质非常活泼的非金属单质。 4.知道氯气与水反应的产物,能正确列出氯水(新制氯水和久置氯水)的主要成分。
重点和难点 重点:氯气的性质 氯水的成分及性质 难点:氯水的成分及性质
◆知识点一 氯气与单质的反应
1.氯的存在及氯气的性质
(1)氯是一种重要的“ 元素”,在自然界中除了以 、 、 等形式大量存在于 中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中,即以 存在。
(2)氯气的物理性质
颜色 状态 气味 毒性 溶解性 密度
气味 25 ℃时,1体积的水可溶解约 体积的氯气 比空气
2.氯气与单质的反应
(1)原子结构:氯的原子结构示意图为 ,在化学反应中很容易得到 个电子,因此,氯气的化学性质非常活泼,表现出 。
(2)与金属单质的反应
化学方程式 反应现象
与钠反应 产生大量白色烟
与铁反应 产生大量棕褐色烟
与铜反应 产生大量棕黄色烟
(3)与非金属单质H2的反应
①实验现象:纯净的氢气在氯气中安静地 ,发出 火焰,集气瓶口上方出现 。
②化学方程式: 。
即学即练
1.以下关于氯元素的说法中,正确的是
A.氯气在自然界中能够以单质形式存在 B.氯离子和氯气均有刺激性气味
C.液氯中含有大量的氯离子 D.氯气有毒,氯离子无毒
2.下列关于Cl2的说法中,正确的是
A.Cl2是一种无色、无味、无毒的气体
B.Cl2可以储存在钢瓶中,说明氯气和铁在任何条件下都不反应
C.Cl2泄露,可将浸有氢氧化钠的毛巾捂在口鼻处,以减少氯气的吸入
D.Cl2性质活泼,自然界中没有单质存在
3.下列关于氯气的叙述不正确的是
A.钠在氯气中燃烧产生白烟
B.红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2
C.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,发出黄色火焰
D.向田鼠洞里通入氯气杀灭田鼠,利用了氯气有毒和密度比空气大的性质
◆知识点二 氯气与水、碱的反应
1.氯气与水的反应
(1)新制的氯水能杀菌、消毒和漂白,是因为溶于水的部分氯气与水发生反应,生成了具有强氧化性的次氯酸,化学方程式为 。
新型自来水消毒剂:二氧化氯(ClO2)、臭氧等。
(2)实验探究氯水的漂白性
实验操作 实验现象 解释
有色布条 干燥Cl2
有色布条 湿润的氯气具有
有色鲜花
结论 氯气不具有漂白性, 具有漂白性
2.氯气与碱的反应
(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①制取反应的化学方程式: 。
②离子方程式: 。
③漂白液的有效成分是 。
(2)与冷的石灰乳反应——制取漂白粉
①制取反应的化学方程式: 。
②漂白粉的主要成分是 ,有效成分是 ,漂粉精的主要成分是 。
(3)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作 又可作 。
3.氯气的用途
(1)用于工业制 ;
(2)制 液、 粉和漂粉精;
(3)用于自来水的杀菌、 ;
(4)用作制取其他含氯工业产品的原料。
即学即练
4.室温下,通过下列实验探究新制饱和氯水的性质。
实验1:用pH计测量新制饱和氯水的pH,测得pH约为2.2;
实验2:向淀粉KI溶液中滴加过量氯水,溶液先变蓝,后褪色;
实验3:向溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色;
实验4:向氯水中加入少量碳酸钙粉末,产生无色气体。
下列说法正确的是
A.用强光照射实验1中的溶液,溶液的pH增大
B.实验2可以证明HClO有强氧化性
C.实验3反应后溶液中大量存在的离子有:
D.实验4产生的气体是,反应后的溶液漂白能力增强
5.在常温下,将通入NaOH溶液中可以得到漂白液。下列说法错误的是
A.漂白液的有效成分是NaClO
B.NaClO溶液比HClO溶液稳定
C.漂白液具有漂白作用的原因是吸收了空气中的,生成了强酸
D.漂白液可以漂白棉、麻、纸张,也可用作游泳池等场所的消毒剂
6.如图是制备漂白粉的实验装置,下列说法正确的是
A.将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2
B.三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
C.冰水浴的作用是降低反应温度,防止发生副反应
D.锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
1.新制氯水的性质
在不同的反应中,新制氯水中起作用的成分不同
2.次氯酸的漂白作用
3.液氯、新制氯水和久置氯水的比较
物质 液氯 新制氯水 久置氯水
成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH- H+、Cl-、OH-、H2O
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性
保存方法 特制钢瓶 棕色试剂瓶盛装,置于阴凉处,一般现配现用 置于普通试剂瓶,玻璃塞即可(会腐蚀橡胶)
实践应用
7.下列对新制饱和氯水的叙述不正确的是
A.具有刺激性气味, B.需要避光保存
C.具有杀菌、消毒作用 D.能使pH试纸变红
8.验证次氯酸光照分解的产物可以设计成数字化实验,步骤如下:
①将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器、电导率仪传感器分别与数字采集器、计算机连接;
②将四种传感器分别插入盛有氯水的密闭试剂瓶中;
③用强光照射氯水,同时开始采集数据。
下列图示正确的是
A. B. C. D.
9.关于液氯与新制氯水叙述正确的是
A.都含有氯离子 B.都含氯分子
C.都是电解质 D.都能导电
考点一 氯气与单质的反应
【例1】工业制备盐酸以和为原料。实验室将在空气中点燃的气体缓慢伸入集气瓶中模拟制备少量(如图所示),下列说法不合理的是
A.气体是 B.工业上不能采用混合光照的方法制备
C.反应过程中集气瓶口白雾生成 D.实验方案会用到、等图标进行提示
【变式1-1】有关氯及其化合物,下列叙述正确的是
A.若发生泄漏,应立即向山谷等低处转移
B.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,产生蓝绿色的烟
C.金属铁和铜在氯气中燃烧均得到高价态的金属氯化物
D.纯净的在中安静地燃烧,火焰呈苍白色,集气瓶口出现白烟
【变式1-2】在溴化钾和碘化钾的混合溶液中通入过量氯气,把溶液蒸干后并将剩余物灼烧,最后残余的物质是
A.氯化钾 B.氯化钾和碘 C.氯化钾和溴 D.氯化钾和溴化钾
考点二 氯气和水反应及氯水性质的多重性
【例2】某学习小组用数字化实验在光照条件下对新制饱和氯水进行检测,得到有关氯水的pH或电导率随时间变化的图像如下图所示。下列说法正确的是
A.图1表示氯水的电导率随时间的变化趋势
B.图2曲线呈上升的趋势是因为溶液中离子浓度增大
C.装置内氧气的体积分数随时间变化的趋势与图1曲线的趋势类似
D.若向氯水中加入足量CaCO3固体,溶液pH减小
【变式2-1】装置乙中放有湿润的红色布条,将一定量的通过装置甲后,装置乙中红色布条不褪色。装置甲中所盛试剂可能是
①浓硫酸 ②溶液 ③饱和食盐水 ④氢氧化钙溶液
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【变式2-2】下列关于氯气和氯水的说法中正确的是
A.氯气是一种无色、密度比空气大的有毒气体
B.氯水放置数天后酸性减弱
C.新制氯水能使有色布条褪色是因为有漂白性
D.适量的氯气可以用于自来水消毒
考点三 氯气和碱反应及次氯酸盐的性质
【例3】下列不能作为游泳池等场所消毒剂的是
A.漂白粉 B.漂白液 C.活性炭 D.漂粉精
【变式3-1】漂白粉久置在空气中容易变质的原因是
A.易吸收空气中的水分
B.易与盐酸反应
C.见光易分解
D.易与空气中的和水作用,产物在光照下分解
【变式3-2】“84”消毒液的有效成分为NaClO。下列有关“84”消毒液的说法正确的是
A.“84”消毒液属于纯净物
B.“84”消毒液除能杀菌消毒外,还可作漂白剂
C.“84”消毒液中的NaClO比较稳定,不需密封保存
D.“84”消毒液杀菌消毒过程中,并未发生氧化还原反应
基础达标
1.(24-25高一下·天津河东·期末)下列关于氯气的说法错误的是
A.氯气易液化,可储存在钢瓶中 B.贮氯罐意外泄露,应沿逆风方向疏散群众
C.氯气有强氧化性,可用于自来水消毒 D.用向下排空气法收集纯净的氯气
2.(24-25高一上·陕西汉中·期中)某同学在pH试纸上滴了几滴新制氯水后出现了如图所示的实验现象,有关该实验说法正确的是
A.该实验说明具有强氧化性,能漂白试纸
B.该实验说明扩散速度比HClO快
C.实验结束后,将pH试纸用水冲洗再干燥可以恢复原色
D.若用久置的氯水进行实验,现象相同
3.(24-25高一上·河南南阳·阶段练习)“氯气对水一心一意,水偏弄成三分四离”其中“三分四离”指的是新制氯水中的七种微粒。下列实验现象和结论一致的是
A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有
B.光照新制氯水有气泡逸出,该气体是
C.将固体加入新制的氯水中,有气泡产生,说明有HClO
D.加入后,再加稀盐酸酸化,有白色沉淀产生,说明有
4.(24-25高一上·天津河西·期末)下列对实验现象的描述正确的是
选项 实验 现象
A 氢气在氯气中燃烧 淡蓝色火焰
B 灼热的铜丝在氯气中燃烧 集气瓶内产生大量白烟
C 金属钠在氧气中加热 剧烈燃烧,生成白色固体
D 湿润的蓝色石蕊试纸伸入氯气集气瓶中 试纸为先变红后褪色变白
A.A B.B C.C D.D
5.(24-25高一上·黑龙江·期中)下列关于液氯、新制氯水和久置氯水的说法正确的是
A.久置氯水中无HClO,其他成分与新制氯水相同
B.久置氯水和新制氯水均具有酸性,且后者酸性强
C.氯气和久置氯水无漂白性,而液氯和新制氯水有漂白性
D.在新制氯水中加入酚酞试液,试液未变红,无法说明该溶液不含OH-
6.用图1所示装置向装有一瓶氯气的集气瓶中添加适量的蒸馏水,振荡,先利用注射器滴加NaOH溶液,再利用注射器滴加稀盐酸,用压强传感器测得集气瓶内的压强随时间变化的曲线如图2所示。下列说法错误的是( )
A.阶段①说明氯气溶于水,溶于水的氯气全部与水反应
B.阶段②的压强变小,该过程发生了氧化还原反应
C.阶段③发生反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
D.若将Cl2换成CO2,所得的压强变化趋势与图2相似
7.(24-25高一上·全国·课前预习)向试管中滴加试剂W,根据实验操作、现象得出的结论正确的是
选项 操作 试剂W 现象 结论
A 紫色石蕊溶液 溶液先变红后褪色 具有漂白性
B 溶液 产生白色沉淀 氯水中阴离子只有Cl-
C 溶液 有沉淀产生 氯水具有强氧化性
D NaOH溶液 溶液颜色变浅 NaOH具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
8.(23-24高一上·上海·期中)下列说法不正确的是
A.工业上把氯气通入澄清石灰水中制漂白粉
B.使用漂白粉时,加入碳酸饮料可加快漂白速率
C.用淀粉试纸无法检验真假碘盐
D.含次氯酸钠的溶液是生活中常用的消毒剂
9.(23-24高一上·湖南衡阳·期中)下列说法正确的是
A.新制的氯水在阳光下有气泡逸出,该气体是
B.84消毒液(主要含)与盐酸混合后消毒效果更好
C.漂白粉的主要成分是和,长期露置在空气中会变质
D.向久置的氯水中滴加紫色石蕊试液,溶液将先变红后褪色
10.(24-25高一上·山东淄博·期末)工业上将通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法错误的是
A.溶液比溶液稳定 B.漂白液需在阴凉处避光保存
C.通入后的漂白液消毒能力增强 D.漂白液的有效成分是和
综合应用
11.(24-25高一上·北京顺义·期末)25℃时,1体积的水能溶解约2体积的Cl2.用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测不正确的是
A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应
B.试管中溶液为浅黄绿色,说明溶液中存在Cl2
C.取少量试管中溶液,滴加紫色石蕊溶液后,先变红后褪色,因为试管溶液中含有HCl和HClO
12.(2024高一·全国·专题练习)类比推理是化学学科常用的研究方法。已知I2与Cl2性质相似,还原性: 以下类比推理不正确的是
选项 已学知识 类比推理
A (常温下) (常温下)
B 2FeCl3 2FeI3
C
D
A.A B.B C.C D.D
13.(24-25高一上·浙江温州·期末)在“价-类”二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质间的转化及其定量关系。图中的字母分别代表常见的含氯元素的物质,下列相关推断合理的是
A.d能使鲜花褪色,说明d具有漂白性
B.等浓度的b、c溶液,b溶液酸性更强
C.若d在加热条件下与强碱溶液反应生成的含氯化合物只有e和f,则
D.加热条件下,足量二氧化锰和含4 mol a的浓溶液充分反应可制得1 mol d气体
14.(24-25高一上·河北邯郸·期末)数字化实验将传感器,数据采集器和计算机相连,可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。图一到图三是对氯水的光照实验进行数据采集与分析得到的,依次为氯水的pH、氯水中氯离子的浓度、广口瓶中氧气的体积分数这三者与时间的变化关系,图四是在密闭反应体系内加热碳酸氢钠溶液,测量碳酸氢钠分解产生的二氧化碳体积分数随温度变化的曲线。相关说法正确的是
A.使碳酸氢钠从其溶液中析出最好用加热蒸发的方法
B.由图中曲线变化可知氯水在光照过程中溶液的导电能力减弱
C.为了解氯水的酸性,可以用pH试纸准确测定其pH
D.碳酸氢钠最好保存在阴凉的地方,氯水保存在棕色细口瓶中
15.漂白液和漂白粉在生活中有着广泛的应用,下列有关其说法正确的是( )
A.用氯气制漂白粉的主要目的是使其转变为较稳定、便于贮存的 Ca(ClO)2
B.工业上漂白粉是由氯气通入石灰水中制得的
C.“84”消毒液与洁厕灵(主要成分为盐酸)可以混用进行杀菌消毒
D.漂白粉中的 Ca(ClO)2和 CaCl2都具有漂白性
16.有关氯气的微型探究实验装置如图4。实验时滴入几滴浓盐酸,下列说法正确的是
A.①处先变红后褪色,说明Cl 具有酸性和漂白性
B.②处变蓝,说明元素非金属性:I>Cl
C.③处颜色变浅,说明氧化性:Cl2>KMnO4
D.④处可吸收尾气Cl2,可用饱和Na2CO3溶液替代
拓展培优
17.(24-25高一上·上海·阶段练习)如图所示:若关闭I阀,打开II阀,让一种含有氯气的气体经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不褪色;若关闭II阀,打开I阀,再通入这种气体,布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是 (填写序号)
①浓H2SO4 ②NaOH溶液 ③饱和NaCl溶液
18.(24-25高一上·云南昆明·期中)氯和氯的化合物在生产、生活中都有广泛的应用。回答下列问题:
(1)如图所示是某小组进行的“铁丝在氯气中燃烧”的实验。
该反应生成的棕褐色烟的主要成分是 (填化学式);如果反应后用注射器向广口瓶中注入溶液,则可能参与两个反应,相应的化学方程式分别为 、 。
(2)把氯气溶于水得到新制氯水,把该氯水滴入含酚酞的溶液中,溶液红色褪去。为探究褪色的原因,有同学提出三种猜想:
猜想1:氯水消耗了;
猜想2:氯水消耗了酚酞;
猜想3:氯水同时消耗了和酚酞。
为验证上述猜想,该同学取上述褪色后的溶液于甲、乙两支试管中,向甲试管中滴加足量溶液,向乙试管中滴加足量酚酞溶液。如果只有甲试管中溶液变红,则 (填“猜想1”、“猜想2”或“猜想3”)成立;如果观察到 ,则猜想3成立。
(3)氯气与消石灰反应可制得漂白粉,漂白粉在空气中久置会变质,用化学方程式表示变质过程: 、 。
19.(24-25高一上·山东枣庄·期中)含氯化合物在生活生产中具有广泛作用。如图是一些含氯产品。
请回答下列问题:
(1)氯气实验室制备的离子方程式 。
(2)氯水久置易变质,检验一瓶氯水是否已经完全变质,可选用的试剂是_______。
A.硝酸银溶液 B.酚酞溶液 C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊溶液
(3)将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色如图变化:,溶液中导致变色的微粒Ⅱ是 (填微粒符号,下同),Ⅲ是 。
(4)用坩埚钳夹住一束铁丝,灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶中,反应的现象为 。
(5)实验证实,某批次的漂白粉碱性明显大于正常的漂白粉。原因可能是该批次的产品中混有较多的 (填写化学式)。请你用化学方程式表示家庭使用漂白粉漂白的原理为 。
(6)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与H2O2反应产生O2促进藻类快速生长。该反应的离子方程式为 。
(7)现有一种漂粉精:的“有效氯”为40.4%,则式中n值应是 。(漂粉精用盐酸酸化可产生、和,以释放出来的氯气量作标准,用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,以(有效氯含量表示)
20.(24-25高一上·广东深圳·期中)氯水中因含有多种成分,而具有多种性质。某实验小组对氯水的性质进行了验证。
(1)用离子方程式表示氯水含多种成分的原因: 。
(2)验证氯水的酸性和漂白性。向试纸上滴加几滴新制氯水,现象如图所示。
由此可以得出结论:
①氯水有酸性和 性。
②该实验说明 扩散速率比 快(填微粒“符号”)。
③ 用试纸测定氯水的(填“可以”或“不可以”)。
(3)验证氯水中光照分解的产物。将新制的氯水加入三颈烧瓶内,将传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈瓶中如下图所示,用强光照射氯水,进行实验并采集数据,获得相关变化曲线。
若能够证明氯水中在光照下发生了分解反应,则下图中纵坐标可以表示的物理量是 (填字母)。
a.氢离子的浓度 b.氯离子的浓度 c.氯水的 d.氧气的体积分数
(4)验证氯水与溶液的反应。将氯水逐滴加入盛有稀溶液的试管中,实验时发现并无明显现象。
①为了证明氯水能与溶液反应,在实验前应该在溶液中加入 。
②经过上述改进后,当滴到最后一滴氯水时,溶液的颜色突然褪去。该小组同学经过分析对褪色原因提出了两种假设:假设1:氯水中的酸中和了,溶液碱性减弱;假设2: 。
③请设计一个简单的实验以验证褪色的原因是假设1还是假设2。
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
教学目标 1.知道氯的存在形态以及其主要以氯化钠的形式存在于海洋中。 2.能正确说出氯气的物理性质。 3.从氯的原子结构特点和氯气跟金属、非金属的反应,认识氯气是一种化学性质非常活泼的非金属单质。 4.知道氯气与水反应的产物,能正确列出氯水(新制氯水和久置氯水)的主要成分。
重点和难点 重点:氯气的性质 氯水的成分及性质 难点:氯水的成分及性质
◆知识点一 氯气与单质的反应
1.氯的存在及氯气的性质
(1)氯是一种重要的“成盐元素”,在自然界中除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中,即以化合态存在。
(2)氯气的物理性质
颜色 状态 气味 毒性 溶解性 密度
黄绿色 气体 有刺激性气味 有毒 25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气 比空气大
2.氯气与单质的反应
(1)原子结构:氯的原子结构示意图为,在化学反应中很容易得到1个电子,因此,氯气的化学性质非常活泼,表现出强氧化性。
(2)与金属单质的反应
化学方程式 反应现象
与钠反应 2Na+Cl22NaCl 产生大量白色烟
与铁反应 2Fe+3Cl22FeCl3 产生大量棕褐色烟
与铜反应 Cu+Cl2CuCl2 产生大量棕黄色烟
(3)与非金属单质H2的反应
①实验现象:纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾。
②化学方程式:H2+Cl22HCl。
即学即练
1.以下关于氯元素的说法中,正确的是
A.氯气在自然界中能够以单质形式存在 B.氯离子和氯气均有刺激性气味
C.液氯中含有大量的氯离子 D.氯气有毒,氯离子无毒
【答案】D
【解析】A.氯是活泼的非金属元素,氯元素在自然界中不能以游离态形式存在,A不正确;
B.氯气是黄绿色具有刺激性气味的气体,氯离子呈无色,没有气味,B不正确;
C.液氯是液态的氯单质,不含有氯离子,C不正确;
D.氯气是黄绿色的有毒气体,食盐中氯元素是以氯离子形式存在,没有毒性,D正确;
故选D。
2.下列关于Cl2的说法中,正确的是
A.Cl2是一种无色、无味、无毒的气体
B.Cl2可以储存在钢瓶中,说明氯气和铁在任何条件下都不反应
C.Cl2泄露,可将浸有氢氧化钠的毛巾捂在口鼻处,以减少氯气的吸入
D.Cl2性质活泼,自然界中没有单质存在
【答案】D
【解析】A.Cl2是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒的气体,A错误;
B.Cl2可以储存在钢瓶中,是由于在室温下干燥的氯气和铁不反应,但在加热或有水存在条件下能够发生化学反应,B错误;
C.氢氧化钠溶液具有强的腐蚀性,不能用浸有氢氧化钠的毛巾捂在口鼻处,C错误;
D.Cl2性质活泼,能够与许多金属、非金属等物质发生反应,因此在自然界中没有单质存在,D正确;
故合理选项是D。
3.下列关于氯气的叙述不正确的是
A.钠在氯气中燃烧产生白烟
B.红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2
C.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,发出黄色火焰
D.向田鼠洞里通入氯气杀灭田鼠,利用了氯气有毒和密度比空气大的性质
【答案】C
【解析】A.钠在氯气中燃烧,生成NaCl固体小颗粒,形成白烟,A项正确;
B.氯气氧化性较强,能将Cu氧化为CuCl2,B项正确;
C.纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,不是黄色火焰,C项错误;
D.氯气有毒,密度比空气大,故可以用来杀灭田鼠,D项正确;
答案选C。
◆知识点二 氯气与水、碱的反应
1.氯气与水的反应
(1)新制的氯水能杀菌、消毒和漂白,是因为溶于水的部分氯气与水发生反应,生成了具有强氧化性的次氯酸,化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。
新型自来水消毒剂:二氧化氯(ClO2)、臭氧等。
(2)实验探究氯水的漂白性
实验操作 实验现象 解释
有色布条不褪色 干燥Cl2无漂白性
有色布条褪色 湿润的氯气具有漂白性
有色鲜花褪色 湿润的氯气具有漂白性
结论 氯气不具有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性
2.氯气与碱的反应
(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
①制取反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②离子方程式:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
③漂白液的有效成分是次氯酸钠。
(2)与冷的石灰乳反应——制取漂白粉
①制取反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
(3)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白剂又可作消毒剂。
3.氯气的用途
(1)用于工业制盐酸;
(2)制漂白液、漂白粉和漂粉精;
(3)用于自来水的杀菌、消毒;
(4)用作制取其他含氯工业产品的原料。
即学即练
4.室温下,通过下列实验探究新制饱和氯水的性质。
实验1:用pH计测量新制饱和氯水的pH,测得pH约为2.2;
实验2:向淀粉KI溶液中滴加过量氯水,溶液先变蓝,后褪色;
实验3:向溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色;
实验4:向氯水中加入少量碳酸钙粉末,产生无色气体。
下列说法正确的是
A.用强光照射实验1中的溶液,溶液的pH增大
B.实验2可以证明HClO有强氧化性
C.实验3反应后溶液中大量存在的离子有:
D.实验4产生的气体是,反应后的溶液漂白能力增强
【答案】D
【解析】A.新制饱和氯水中存在平衡反应:Cl2+ H2OHCl + HClO,氯水中含有氯气和次氯酸,见光HClO分解生成HCl,则酸性增强,所以溶液的pH将减小,故A错误;
B.氯水中含有Cl2和HClO,向淀粉KI溶液中滴加过量氯水,溶液先变蓝,Cl2和HClO均可以将KI氧化为I2,后褪色说明HClO具有漂白性,实验2不能证明HClO有强氧化性,故B错误;
C.向溶液中滴加适量氯水,溶液颜色变成棕黄色,Cl2和HClO将Fe2+氧化为Fe3+,ClO-和H+会反应生成HClO,不能在溶液中大量共存,故C错误;
D.新制饱和氯水中存在平衡反应:Cl2+ H2OH++Cl-+ HClO,加入少量碳酸钙粉末,碳酸钙和HCl反应生成CO2,c(H+)浓度减小,平衡正向移动,HClO浓度增大,反应后的溶液漂白能力增强,故D正确;
故选C。
5.在常温下,将通入NaOH溶液中可以得到漂白液。下列说法错误的是
A.漂白液的有效成分是NaClO
B.NaClO溶液比HClO溶液稳定
C.漂白液具有漂白作用的原因是吸收了空气中的,生成了强酸
D.漂白液可以漂白棉、麻、纸张,也可用作游泳池等场所的消毒剂
【答案】C
【分析】在常温下,将氯气通入NaOH溶液中反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为:,据此解答。
【解析】A.NaClO具有强氧化性,漂白液的有效成分是NaClO,A正确;
B.HClO见光易分解,所以NaClO溶液比HClO溶液稳定,B正确;
C.漂白液吸收了空气中的,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸酸性大于次氯酸,因此碳酸和次氯酸钠反应生成HClO而发挥漂白作用,即漂白液具有漂白作用的原因是吸收了空气中的,生成了弱酸(HClO),C错误;
D.因漂白液中的NaClO具有强氧化性,所以漂白液可以漂白棉、麻、纸张,也可用作游泳池等场所的消毒剂,D正确;
故选C。
6.如图是制备漂白粉的实验装置,下列说法正确的是
A.将MnO2和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl2
B.三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
C.冰水浴的作用是降低反应温度,防止发生副反应
D.锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
【答案】C
【分析】先制备氯气,然后氯气和石灰乳反应制备漂白粉,最后尾气吸收。
【解析】A.MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需加热,故A错误;
B.漂白粉的成分是Ca(ClO)2和CaCl2,应由Cl2和Ca(OH)2制备,故B错误;
C.该反应放热,为避免次氯酸钙受热分解,需用冰水浴降低温度,故C正确;
D.饱和碳酸氢钠溶液会吸收Cl2,且有二氧化碳产生,应用饱和氯化钠溶液吸收Cl2中的HCl,故D错误。
故选C。
1.新制氯水的性质
在不同的反应中,新制氯水中起作用的成分不同
2.次氯酸的漂白作用
3.液氯、新制氯水和久置氯水的比较
物质 液氯 新制氯水 久置氯水
成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH- H+、Cl-、OH-、H2O
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性
保存方法 特制钢瓶 棕色试剂瓶盛装,置于阴凉处,一般现配现用 置于普通试剂瓶,玻璃塞即可(会腐蚀橡胶)
实践应用
7.下列对新制饱和氯水的叙述不正确的是
A.具有刺激性气味, B.需要避光保存
C.具有杀菌、消毒作用 D.能使pH试纸变红
【答案】D
【解析】A.新制饱和氯水含有氯气,具有刺激性气味,A正确;
B.氯水中的次氯酸见光易分解,需避光保存,B正确;
C.次氯酸具有强氧化性,能杀菌消毒,C正确;
D.氯水中的H+虽呈酸性,但次氯酸会漂白试纸,导致试纸先变红后褪色,无法稳定显红色,D错误;
故选D。
8.验证次氯酸光照分解的产物可以设计成数字化实验,步骤如下:
①将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器、电导率仪传感器分别与数字采集器、计算机连接;
②将四种传感器分别插入盛有氯水的密闭试剂瓶中;
③用强光照射氯水,同时开始采集数据。
下列图示正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.氯水中含有次氯酸,光照条件下发生如下反应:,生成强酸盐酸,氢离子浓度增大,溶液酸性增强,pH减小,A错误;
B.光照条件下发生如下反应:,生成强电解质HCl,所以溶液中氯离子浓度增大,B错误;
C.光照条件下发生如下反应:,生成强电解质HCl,所以溶液中离子浓度增大,导电性增大,C正确;
D.次氯酸光照分解生成氧气,所以溶液中氧气的浓度增大,装置内气体混合物中氧气的体积分数增大,D错误;
故选C。
9.关于液氯与新制氯水叙述正确的是
A.都含有氯离子 B.都含氯分子
C.都是电解质 D.都能导电
【答案】B
【解析】A.液氯是液态的氯气,是纯净物,不含有氯离子,新制氯水中氯气和水反应生成HCl和HClO,HCl电离出氯离子,A错误;
B.液氯是液态的氯气,新制氯水中部分氯气溶于水,两者都含氯分子,B正确;
C.在水溶液或熔融状态下能导电的化合物是电解质,液氯是氯气单质,新制氯水是混合物,都不是电解质,C错误;
D.液氯是纯净物,只含氯气单质,没有自由移动的离子,不能导电,D错误;
故选B。
考点一 氯气与单质的反应
【例1】工业制备盐酸以和为原料。实验室将在空气中点燃的气体缓慢伸入集气瓶中模拟制备少量(如图所示),下列说法不合理的是
A.气体是 B.工业上不能采用混合光照的方法制备
C.反应过程中集气瓶口白雾生成 D.实验方案会用到、等图标进行提示
【答案】A
【解析】A.气体a是,氢气在氯气中安静的燃烧生成氯化氢,故A错误;
B.氢气与的混合气体在光照条件下发生爆炸,工业上不能采用混合光照的方法制备,故B正确;
C.反应生成,氯化氢在瓶口吸收水蒸气形成酸雾,故在集气瓶口有白雾生成,故C正确;
D.该反应发生燃烧反应且氯气有毒,故需要、等图标进行提示,故D正确;
选A。
【变式1-1】有关氯及其化合物,下列叙述正确的是
A.若发生泄漏,应立即向山谷等低处转移
B.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,产生蓝绿色的烟
C.金属铁和铜在氯气中燃烧均得到高价态的金属氯化物
D.纯净的在中安静地燃烧,火焰呈苍白色,集气瓶口出现白烟
【答案】C
【解析】A.密度大于空气,泄漏时会积聚在低处,应向高处转移,A错误;
B.铜在氯气中燃烧生成棕黄色烟(CuCl2),而非蓝绿色烟,蓝绿色是CuCl2溶液的颜色,B错误;
C.的氧化性较强,铁在Cl2中燃烧生成FeCl3(+3价),铜在Cl2中燃烧生成CuCl2(+2价),均为高价态氯化物,C正确;
D.在中燃烧火焰苍白色,但生成HCl气体遇水蒸气形成白雾(液滴),而非白烟(固体颗粒),D错误;
故选C。
【变式1-2】在溴化钾和碘化钾的混合溶液中通入过量氯气,把溶液蒸干后并将剩余物灼烧,最后残余的物质是
A.氯化钾 B.氯化钾和碘 C.氯化钾和溴 D.氯化钾和溴化钾
【答案】A
【解析】溴化钾和碘化钾的混合溶液中通入过量氯气发生反应、,碘单质易升华,液溴易挥发,溶液蒸干后并将剩余物灼烧,最后残余的物质是氯化钾,故答案为:A。
考点二 氯气和水反应及氯水性质的多重性
【例2】某学习小组用数字化实验在光照条件下对新制饱和氯水进行检测,得到有关氯水的pH或电导率随时间变化的图像如下图所示。下列说法正确的是
A.图1表示氯水的电导率随时间的变化趋势
B.图2曲线呈上升的趋势是因为溶液中离子浓度增大
C.装置内氧气的体积分数随时间变化的趋势与图1曲线的趋势类似
D.若向氯水中加入足量CaCO3固体,溶液pH减小
【答案】B
【解析】A.氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO,光照时发生反应2HClO2HCl+O2↑,所以光照过程中氯水逐渐变为HCl溶液,溶液的pH减小,电导率增大,所以图1为氯水pH随时间的变化趋势,图2为电导率随时间的变化趋势。根据分析可知图1为氯水pH随时间的变化趋势,A错误;
B.图2为电导率随时间的变化趋势,光照过程中氯水逐渐变为HCl溶液,离子浓度增大,电导率增大,B正确;
C.光照时发生反应2HClO2HCl+O2↑,随时间推移,溶液中氧气含量逐渐增大,直到饱和,装置内氧气的体积分数随时间变化的趋势与图1曲线的趋势不类似,C错误;
D.向氯水中加入CaCO3固体,会与HCl反应,导致溶液pH增大,D错误;
故选B。
【变式2-1】装置乙中放有湿润的红色布条,将一定量的通过装置甲后,装置乙中红色布条不褪色。装置甲中所盛试剂可能是
①浓硫酸 ②溶液 ③饱和食盐水 ④氢氧化钙溶液
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】D
【分析】Cl2和水反应生成的HClO具有强氧化性,能使红色布条褪色,将一定量的Cl2通过装置甲后,湿润的红色布条不褪色,说明没有Cl2进入装置乙,即装置甲内的试剂能与Cl2发生反应而将其吸收。
【解析】①浓硫酸不与Cl2反应,能干燥Cl2,不能吸收Cl2,①不符合题意;
②Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,Cl2被吸收,②符合题意;
③Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小,不能被吸收,③不符合题意;
④Cl2与氢氧化钙溶液反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和H2O,Cl2被吸收,④符合题意;
综上所述,符合题意的为②④,故答案选D。
【变式2-2】下列关于氯气和氯水的说法中正确的是
A.氯气是一种无色、密度比空气大的有毒气体
B.氯水放置数天后酸性减弱
C.新制氯水能使有色布条褪色是因为有漂白性
D.适量的氯气可以用于自来水消毒
【答案】D
【解析】A.氯气的密度比空气大、且有毒,它是黄绿色气体,A不正确;
B.氯水中含有HCl、HClO等,放置数天后HClO分解生成HCl、O2,同时促进Cl2与水的不断反应,溶液中c(H+)增大,酸性增强,B不正确;
C.新制氯水中含有HClO,能使有色布条褪色,Cl2本身不具有漂白性,C不正确;
D.氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性,具有杀菌能力,但氯气有毒,所以用氯气消毒时,需使用适量的氯气,D正确;
故选D。
考点三 氯气和碱反应及次氯酸盐的性质
【例3】下列不能作为游泳池等场所消毒剂的是
A.漂白粉 B.漂白液 C.活性炭 D.漂粉精
【答案】C
【解析】A.漂白粉含次氯酸盐,能生成次氯酸(HClO),利用其强氧化性杀菌消毒,符合游泳池消毒需求,A不符合题意;
B.漂白液含次氯酸盐,能生成次氯酸(HClO),利用其强氧化性杀菌消毒,符合游泳池消毒需求,B不符合题意;
C.活性炭仅通过物理吸附净化水质,无法杀灭微生物,因此不能作为消毒剂,C符合题意;
D.漂粉精含次氯酸盐,能生成次氯酸(HClO),利用其强氧化性杀菌消毒,符合游泳池消毒需求,D不符合题意;
故选C。
【变式3-1】漂白粉久置在空气中容易变质的原因是
A.易吸收空气中的水分
B.易与盐酸反应
C.见光易分解
D.易与空气中的和水作用,产物在光照下分解
【答案】D
【解析】漂白粉属于混合物,主要成分是次氯酸钙和氯化钙,而有效成分是次氯酸钙;由于易与空气中的和水作用生成次氯酸和碳酸钙,而次氯酸不稳定,分解生成氯化氢和氧气,因此漂白粉在空气中容易变质;
故答案选D。
【变式3-2】“84”消毒液的有效成分为NaClO。下列有关“84”消毒液的说法正确的是
A.“84”消毒液属于纯净物
B.“84”消毒液除能杀菌消毒外,还可作漂白剂
C.“84”消毒液中的NaClO比较稳定,不需密封保存
D.“84”消毒液杀菌消毒过程中,并未发生氧化还原反应
【答案】B
【解析】A.“84”消毒液是含次氯酸钠的水溶液,属于混合物,A错误;
B.次氯酸钠具有强氧化性,因此“84”消毒液除能杀菌消毒外,还可作漂白剂,B正确;
C.“84”消毒液在空气中久置,先发生反应:,后发生反应:,从而变质,需密封保存,C错误;
D.利用次氯酸钠的强氧化性来杀菌消毒,该过程中发生氧化还原反应,D错误;
故选B。
基础达标
1.(24-25高一下·天津河东·期末)下列关于氯气的说法错误的是
A.氯气易液化,可储存在钢瓶中 B.贮氯罐意外泄露,应沿逆风方向疏散群众
C.氯气有强氧化性,可用于自来水消毒 D.用向下排空气法收集纯净的氯气
【答案】D
【解析】A.氯气在加压或冷却时易液化,钢瓶适合储存液氯,A正确;
B.氯气泄漏时应逆风疏散,避免吸入毒气,B正确;
C.氯气的强氧化性使其能有效杀灭水中微生物,C正确;
D.氯气密度大于空气,应采用向上排空气法收集,而非向下,D错误;
故选D。
2.(24-25高一上·陕西汉中·期中)某同学在pH试纸上滴了几滴新制氯水后出现了如图所示的实验现象,有关该实验说法正确的是
A.该实验说明具有强氧化性,能漂白试纸
B.该实验说明扩散速度比HClO快
C.实验结束后,将pH试纸用水冲洗再干燥可以恢复原色
D.若用久置的氯水进行实验,现象相同
【答案】B
【分析】氯气与水反应:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,氯水中含有HClO、Cl2,具有氧化性,其中HClO具有漂白性,含有H+具有酸性,据此分析解答。
【解析】A.氯气分子不具有漂白性,氯气与水反应生成次氯酸具有漂白性,故A错误;
B.由实验可知,滴加氯水的区域变白色,而周围变成浅红色,可说明H+的扩散速度比HClO分子快,故B正确;
C.次氯酸的漂白性不具有可逆性,用水冲洗再干燥不能恢复到原来的颜色,故C错误;
D.久置的氯水主要成分为稀盐酸,无漂白性,故D错误;
故答案选B。
3.(24-25高一上·河南南阳·阶段练习)“氯气对水一心一意,水偏弄成三分四离”其中“三分四离”指的是新制氯水中的七种微粒。下列实验现象和结论一致的是
A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有
B.光照新制氯水有气泡逸出,该气体是
C.将固体加入新制的氯水中,有气泡产生,说明有HClO
D.加入后,再加稀盐酸酸化,有白色沉淀产生,说明有
【答案】B
【解析】A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有次氯酸生成,次氯酸具有漂白性,A错误;
B.光照新制氯水有气泡逸出,次氯酸分解有氧气产生,该气体是氧气,B正确;
C.由于酸性:,所以向新制氯水中加入饱和溶液,有无色气体产生,说明氯气和水反应生成了HCl,反应产生的气体是,C错误;
D.加入后,再加稀盐酸酸化,引入,不能说明氯水中有与反应生成氯化银沉淀,D错误;
故答案选B。
4.(24-25高一上·天津河西·期末)下列对实验现象的描述正确的是
选项 实验 现象
A 氢气在氯气中燃烧 淡蓝色火焰
B 灼热的铜丝在氯气中燃烧 集气瓶内产生大量白烟
C 金属钠在氧气中加热 剧烈燃烧,生成白色固体
D 湿润的蓝色石蕊试纸伸入氯气集气瓶中 试纸为先变红后褪色变白
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.氢气在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,A项实验现象错误;
B.铜和氯气反应燃烧剧烈,产生棕黄色的烟,B项实验现象错误;
C.金属钠与氧气在加热条件下反应会生成淡黄色的固体,C项实验现象错误;
D.湿润的蓝色石蕊试纸中有水,氯气会与水反应生成具有酸性的和具有漂白性的,会使试纸先变红后褪色变白,D项正确;
故选D。
5.(22-23高一上·黑龙江双鸭山·期中)下列关于液氯、新制氯水和久置氯水的说法正确的是
A.久置氯水中无HClO,其他成分与新制氯水相同
B.久置氯水和新制氯水均具有酸性,且后者酸性强
C.氯气和久置氯水无漂白性,而液氯和新制氯水有漂白性
D.在新制氯水中加入酚酞试液,试液未变红,无法说明该溶液不含OH-
【答案】D
【解析】A.久置氯水中的只有盐酸,与新制氯水的成分不同,新制氯水中有氯气和盐酸和次氯酸,A错误;
B.新制的氯水中有盐酸和次氯酸,久置的氯水中只有盐酸,久置的氯水酸性更强,B错误;
C.氯气和液氯、久置的氯水都没有漂白性,新制氯水中含有次氯酸,有漂白性,C错误;
D.新制氯水中加入酚酞不变红,溶液显酸性,但不能说明溶液中不含氢氧根离子,D正确;
故选D。
6.用图1所示装置向装有一瓶氯气的集气瓶中添加适量的蒸馏水,振荡,先利用注射器滴加NaOH溶液,再利用注射器滴加稀盐酸,用压强传感器测得集气瓶内的压强随时间变化的曲线如图2所示。下列说法错误的是( )
A.阶段①说明氯气溶于水,溶于水的氯气全部与水反应
B.阶段②的压强变小,该过程发生了氧化还原反应
C.阶段③发生反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
D.若将Cl2换成CO2,所得的压强变化趋势与图2相似
【答案】 A
【解析】 A项,阶段①说明氯气溶于水,但溶于水的氯气只是部分与水反应生成盐酸和次氯酸,错误;B项,阶段②的压强变小,是因为氯气和氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,该过程发生了氧化还原反应,正确;C项,阶段③压强又逐渐增大,说明有气体生成,该气体是氯气,发生反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,正确;D项,若将Cl2换成CO2,二氧化碳能溶于水,但溶解度不大,加入氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,最后加入盐酸又产生二氧化碳,因此所得的压强变化趋势与图2相似,正确。
7.(24-25高一上·全国·课前预习)向试管中滴加试剂W,根据实验操作、现象得出的结论正确的是
选项 操作 试剂W 现象 结论
A 紫色石蕊溶液 溶液先变红后褪色 具有漂白性
B 溶液 产生白色沉淀 氯水中阴离子只有Cl-
C 溶液 有沉淀产生 氯水具有强氧化性
D NaOH溶液 溶液颜色变浅 NaOH具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】氯气能与水反应,新制氯水的成分有:、、HClO、、、、。
【解析】A.氯水能使紫色石蕊溶液先变红色后褪色,是因为氯水中的HClO具有漂白性,本身不具有漂白性,故A错误;
B.氯水与溶液反应产生白色沉淀AgCl,是因为氯水中含有,但氯水中阴离子还有、,故B错误;
C.新制氯水中的能将硫化钠氧化为硫单质,反应方程式为Na2S+Cl2=2NaCl+S↓,说明氯水具有强氧化性,故C正确;
D.NaOH没有漂白性,氢氧化钠与氯气反应,导致新制氯水颜色变浅,故D错误;
选C。
8.(23-24高一上·上海·期中)下列说法不正确的是
A.工业上把氯气通入澄清石灰水中制漂白粉
B.使用漂白粉时,加入碳酸饮料可加快漂白速率
C.用淀粉试纸无法检验真假碘盐
D.含次氯酸钠的溶液是生活中常用的消毒剂
【答案】A
【解析】A.工业上把氯气通入石灰乳中制漂白粉,若通入澄清石灰水中,很难制得漂白粉,A错误;
B.使用漂白粉时,加入碳酸饮料,有利于将ClO-转化为HClO,氧化能力增强,从而加快漂白速率,B正确;
C.碘盐中碘不是碘单质,故淀粉试纸无法检验真假碘盐,C正确;
D.次氯酸钠具有强氧化性,能杀菌,是生活中常用的消毒剂,D正确;
故选A。
9.(23-24高一上·湖南衡阳·期中)下列说法正确的是
A.新制的氯水在阳光下有气泡逸出,该气体是
B.84消毒液(主要含)与盐酸混合后消毒效果更好
C.漂白粉的主要成分是和,长期露置在空气中会变质
D.向久置的氯水中滴加紫色石蕊试液,溶液将先变红后褪色
【答案】C
【解析】A.新制氯水在阳光下分解生成氧气和盐酸,逸出的气体为氧气,A错误;
B.次氯酸钠与盐酸反应产生有毒的氯气会降低消毒效果,B错误;
C.漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙,有效成分是次氯酸钙,次氯酸钙会和空气中二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸,次氯酸不稳定会分解,导致其变质,C正确;
D.久置的氯水的主要成分为稀盐酸,滴加紫色石蕊溶液不会褪色,D错误;
故选C。
10.(24-25高一上·山东淄博·期末)工业上将通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法错误的是
A.溶液比溶液稳定 B.漂白液需在阴凉处避光保存
C.通入后的漂白液消毒能力增强 D.漂白液的有效成分是和
【答案】D
【解析】A.次氯酸不稳定容易分解为HCl和氧气,次氯酸盐稳定,所以NaClO溶液比HClO溶液稳定,A正确;
B.NaClO虽稳定,但仍需避光保存以防止分解,B正确;
C.通入CO2后,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,漂白液消毒能力增强,C正确;
D.漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl),有效成分是次氯酸钠,D错误;
故选D。
综合应用
11.(24-25高一上·北京顺义·期末)25℃时,1体积的水能溶解约2体积的Cl2.用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测不正确的是
A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应
B.试管中溶液为浅黄绿色,说明溶液中存在Cl2
C.取少量试管中溶液,滴加紫色石蕊溶液后,先变红后褪色,因为试管溶液中含有HCl和HClO
D.取少量试管中的溶液,密封光照一段时间后黄绿色褪去,与反应2HClO2HCl+O2↑有关
【答案】A
【解析】A.1体积的水能溶解约2体积的Cl2,试管内液面上升,可能是因为氯气溶于水,所以不能证明Cl2与水发生了反应,故A错误;
B.氯气是黄绿色气体,试管中溶液为浅黄绿色,说明溶液中存在Cl2,故B正确;
C.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,取少量试管中溶液,滴加紫色石蕊溶液后,先变红后褪色,故C正确;
D.次氯酸在工作条件下发生反应2HClO2HCl+O2↑,取少量试管中的溶液,密封光照一段时间后黄绿色褪去,故D正确;
选A。
12.(2024高三·全国·专题练习)类比推理是化学学科常用的研究方法。已知I2与Cl2性质相似,还原性: 以下类比推理不正确的是
选项 已学知识 类比推理
A (常温下) (常温下)
B 2FeCl3 2FeI3
C
D
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.Cl2与水常温下歧化生成HCl和HClO,I2性质相似,与水反应生成HI和HIO,A项正确;
B.Cl2氧化性强,能将Fe氧化为Fe3+,但I2氧化性较弱,只能将Fe氧化为Fe2+,生成FeI2而非FeI3,B项错误;
C.Ag+与Cl-生成AgCl沉淀,同理Ag+与I-生成AgI沉淀,C项正确;
D.H2与Cl2点燃生成HCl,H2与I2加热生成HI,产物类比合理,D项正确;
答案选B。
13.(24-25高一上·浙江温州·期末)在“价-类”二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质间的转化及其定量关系。图中的字母分别代表常见的含氯元素的物质,下列相关推断合理的是
A.d能使鲜花褪色,说明d具有漂白性
B.等浓度的b、c溶液,b溶液酸性更强
C.若d在加热条件下与强碱溶液反应生成的含氯化合物只有e和f,则
D.加热条件下,足量二氧化锰和含4 mol a的浓溶液充分反应可制得1 mol d气体
【答案】C
【分析】a为,b为,c为,d为,e为氯化物,f为氯酸盐,g为高氯酸盐。
【解析】A.不具有漂白性,其与水反应生成的具有漂白性,能使有色物质褪色,故能使鲜花褪色,不能说明具有漂白性,A不符合题意;
B.是一元弱酸,是一元强酸,故等浓度的、溶液,溶液酸性更强,B不符合题意;
C.若在加热条件下与强碱溶液反应生成的含氯化合物只有氯化物e和氯酸盐f,反应的离子方程式为,则,C符合题意;
D.二氧化锰和浓盐酸混合加热,随着反应的进行,盐酸浓度变稀,反应不再发生,故加热条件下,足量二氧化锰和含4 mol 的浓溶液充分反应可制得的物质的量小于1 mol,D不符合题意;
故答案为C。
14.(24-25高一上·河北邯郸·期末)数字化实验将传感器,数据采集器和计算机相连,可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。图一到图三是对氯水的光照实验进行数据采集与分析得到的,依次为氯水的pH、氯水中氯离子的浓度、广口瓶中氧气的体积分数这三者与时间的变化关系,图四是在密闭反应体系内加热碳酸氢钠溶液,测量碳酸氢钠分解产生的二氧化碳体积分数随温度变化的曲线。相关说法正确的是
A.使碳酸氢钠从其溶液中析出最好用加热蒸发的方法
B.由图中曲线变化可知氯水在光照过程中溶液的导电能力减弱
C.为了解氯水的酸性,可以用pH试纸准确测定其pH
D.碳酸氢钠最好保存在阴凉的地方,氯水保存在棕色细口瓶中
【答案】D
【解析】A.碳酸氢钠溶液易受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,所以使碳酸氢钠从溶液中析出最好的方法是以降温结晶,故A错误;
B.由图可知,氯水在光照过程时,溶液中氯离子浓度明显增大、pH减小,所以溶液的导电能力增强,故B错误;
C.氯水中具有强氧化性的次氯酸会使有机色质漂白褪色,所以不能使用pH试纸测定氯水pH,故C错误
D.碳酸氢钠易受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,所以最好保存在阴凉的地方;氯水中次氯酸遇光易分解生成盐酸和氧气,所以氯水保存在棕色细口瓶中,故D正确;
故选D。
15.漂白液和漂白粉在生活中有着广泛的应用,下列有关其说法正确的是( )
A.用氯气制漂白粉的主要目的是使其转变为较稳定、便于贮存的 Ca(ClO)2
B.工业上漂白粉是由氯气通入石灰水中制得的
C.“84”消毒液与洁厕灵(主要成分为盐酸)可以混用进行杀菌消毒
D.漂白粉中的 Ca(ClO)2和 CaCl2都具有漂白性
【答案】 A
【解析】 氯气是气体,不便于保存和运输,将气体转化为较稳定的固体物质便于保存和运输,所以工业上将氯气制成漂白粉,A正确;工业上用氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,石灰水中氢氧化钙浓度太低,生产的漂白粉太少,不经济,B错误;“84”消毒液的有效成分是NaClO,NaClO与洁厕灵所含成分盐酸反应可生成氯气,因此“84”消毒液与洁厕灵不能混用,C错误;Ca(ClO)2可生成具有漂白性的次氯酸,氯化钙不具有漂白性,D错误。
16.(2025·广东·二模)有关氯气的微型探究实验装置如图4。实验时滴入几滴浓盐酸,下列说法正确的是
A.①处先变红后褪色,说明Cl 具有酸性和漂白性
B.②处变蓝,说明元素非金属性:I>Cl
C.③处颜色变浅,说明氧化性:Cl2>KMnO4
D.④处可吸收尾气Cl2,可用饱和Na2CO3溶液替代
【答案】D
【解析】A.①处:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O,Cl2溶于水后生成HClO,使紫色石蕊试液先变红后褪色,有水参与反应,不能说明Cl 具有酸性和漂白性,A不正确;
B.②处变蓝,说明发生反应Cl2+2KI=2KCl+I2,从而得出元素非金属性:Cl>I,B不正确;
C.③处颜色变浅,说明发生反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,则氧化性:KMnO4>Cl2,C不正确;
D.饱和Na2CO3溶液显碱性,能吸收Cl2,发生反应Na2CO3+Cl2+H2O=NaCl+HClO+NaHCO3,则④处吸收尾气Cl2,可用饱和Na2CO3溶液替代,D正确;
故选D。
拓展培优
17.(24-25高一上·上海·阶段练习)如图所示:若关闭I阀,打开II阀,让一种含有氯气的气体经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不褪色;若关闭II阀,打开I阀,再通入这种气体,布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是 (填写序号)
①浓H2SO4 ②NaOH溶液 ③饱和NaCl溶液
【答案】①②
【分析】关闭II阀,打开I阀,再通入这种气体,布条褪色,说明通入的氯气中含有水蒸气,能生成次氯酸,使布条褪色;若关闭I阀,打开II阀,让一种含有氯气的气体经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不褪色,说明氯气被干燥或被吸收,所以不能使布条褪色,据此答题。
【解析】①浓H2SO4具有吸水性,能将Cl2干燥,符合题意;
②Cl2能与NaOH溶液反应而被吸收,符合题意;
③饱和NaCl溶液,不能和氯气反应,也不能将氯气干燥,故Cl2通过饱和NaCl溶液后会使干燥布条褪色,不符合题意;
综合看,本空填①②。
18.(24-25高一上·云南昆明·期中)氯和氯的化合物在生产、生活中都有广泛的应用。回答下列问题:
(1)如图所示是某小组进行的“铁丝在氯气中燃烧”的实验。
该反应生成的棕褐色烟的主要成分是 (填化学式);如果反应后用注射器向广口瓶中注入溶液,则可能参与两个反应,相应的化学方程式分别为 、 。
(2)把氯气溶于水得到新制氯水,把该氯水滴入含酚酞的溶液中,溶液红色褪去。为探究褪色的原因,有同学提出三种猜想:
猜想1:氯水消耗了;
猜想2:氯水消耗了酚酞;
猜想3:氯水同时消耗了和酚酞。
为验证上述猜想,该同学取上述褪色后的溶液于甲、乙两支试管中,向甲试管中滴加足量溶液,向乙试管中滴加足量酚酞溶液。如果只有甲试管中溶液变红,则 (填“猜想1”、“猜想2”或“猜想3”)成立;如果观察到 ,则猜想3成立。
(3)氯气与消石灰反应可制得漂白粉,漂白粉在空气中久置会变质,用化学方程式表示变质过程: 、 。
【答案】(1)
(2) 猜想1 甲、乙两试管中红色都不恢复
(3)
【解析】(1)铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁,则产生的棕褐色烟的主要成分为;广口瓶中有未反应完全的,如果反应后注入溶液,则可能参与的两个反应为与的反应、与的反应,相应的化学方程式分别为、;
(2)取褪色后的溶液于甲、乙两支试管中,向甲试管中滴加足量溶液,向乙试管中滴加足量酚酞溶液,如果只有甲试管中溶液变红,则说明被消耗,而酚酞未被消耗,则猜想1成立;如果猜想3成立,表明氯水同时消耗了和酚酞,则应观察到甲、乙两试管中红色都不恢复;
(3)漂白粉在空气中久置会和空气中的水、二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸,次氯酸不稳定,见光分解为氧气和,涉及反应的化学方程式为、。
19.(24-25高一上·山东枣庄·期中)含氯化合物在生活生产中具有广泛作用。如图是一些含氯产品。
请回答下列问题:
(1)氯气实验室制备的离子方程式 。
(2)氯水久置易变质,检验一瓶氯水是否已经完全变质,可选用的试剂是_______。
A.硝酸银溶液 B.酚酞溶液 C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊溶液
(3)将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色如图变化:,溶液中导致变色的微粒Ⅱ是 (填微粒符号,下同),Ⅲ是 。
(4)用坩埚钳夹住一束铁丝,灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶中,反应的现象为 。
(5)实验证实,某批次的漂白粉碱性明显大于正常的漂白粉。原因可能是该批次的产品中混有较多的 (填写化学式)。请你用化学方程式表示家庭使用漂白粉漂白的原理为 。
(6)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与H2O2反应产生O2促进藻类快速生长。该反应的离子方程式为 。
(7)现有一种漂粉精:的“有效氯”为40.4%,则式中n值应是 。(漂粉精用盐酸酸化可产生、和,以释放出来的氯气量作标准,用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,以(有效氯含量表示)
【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+H2O
(2)D
(3) HClO Cl2
(4)剧烈燃烧,产生红棕色的烟,加水后溶液呈棕黄色
(5) Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CO2+H2O= CaCO3↓+2HClO
(6)ClO-+H2O2=Cl-+O2↑+H2O
(7)4
【解析】(1)实验室通过二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+H2O;
(2)新制的氯水存在三分子四离子:Cl2、H2O、HClO、H+、OH-、Cl-、ClO-,久置的氯水是HCl溶液,检验一瓶氯水是否已经完全变质实质是检验氯水是否还含有HCl之外的成分:
A.氯水和久置氯水均含Cl-,加AgNO3溶液都能生成白色沉淀,A不行;
B.氯水、久置氯水遇酚酞溶液均不变色,B不行;
C.氯水、久置氯水遇碳酸钠溶液均产生气泡,C不行;
D.氯水遇紫色石蕊溶液先变红后褪色,若完全变质则变红,D行;
选D;
(3)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,氢离子使紫色石蕊试液变红色,次氯酸具有漂白性使溶液褪色,形成饱和氯水,过量的氯气使溶液显浅黄绿色,故溶液中导致变色的微粒Ⅱ是HClO,Ⅲ是Cl2;
(4)铁可以在氯气中燃烧,生成氯化铁,现象为:剧烈燃烧,产生红棕色的烟,加水后溶液呈棕黄色;
(5)将氯气通入冷的石灰乳中制备漂白粉,漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,漂白粉的碱性明显大于正常情况下的漂白粉,则原因是可能该批次的产品中混有较多的Ca(OH)2;漂粉精漂白的原理为Ca(ClO)2+CO2+H2O= CaCO3↓+2HClO;
(6)NaClO与H2O2反应产生O2,同时生成NaCl等,反应的化学方程式为NaClO+H2O2=O2↑+NaCl+H2O,离子方程式为:ClO-+H2O2=Cl-+O2↑+H2O;
(7)漂粉精酸化产生氯气的反应方程式为Ca(OH)2 3CaCl(ClO) nH2O+8H+=3Cl2↑+4Ca2++(n+5)H2O,由题意,解得n=4。
20.(24-25高一上·广东深圳·期中)氯水中因含有多种成分,而具有多种性质。某实验小组对氯水的性质进行了验证。
(1)用离子方程式表示氯水含多种成分的原因: 。
(2)验证氯水的酸性和漂白性。向试纸上滴加几滴新制氯水,现象如图所示。
由此可以得出结论:
①氯水有酸性和 性。
②该实验说明 扩散速率比 快(填微粒“符号”)。
③ 用试纸测定氯水的(填“可以”或“不可以”)。
(3)验证氯水中光照分解的产物。将新制的氯水加入三颈烧瓶内,将传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈瓶中如下图所示,用强光照射氯水,进行实验并采集数据,获得相关变化曲线。
若能够证明氯水中在光照下发生了分解反应,则下图中纵坐标可以表示的物理量是 (填字母)。
a.氢离子的浓度 b.氯离子的浓度 c.氯水的 d.氧气的体积分数
(4)验证氯水与溶液的反应。将氯水逐滴加入盛有稀溶液的试管中,实验时发现并无明显现象。
①为了证明氯水能与溶液反应,在实验前应该在溶液中加入 。
②经过上述改进后,当滴到最后一滴氯水时,溶液的颜色突然褪去。该小组同学经过分析对褪色原因提出了两种假设:假设1:氯水中的酸中和了,溶液碱性减弱;假设2: 。
③请设计一个简单的实验以验证褪色的原因是假设1还是假设2。
【答案】(1)
(2) 漂白 不可以
(3)abd
(4) 1~2滴酚酞 有漂白性,使溶液的红色褪去或氧化了酚酞 向褪色后的试管内滴加几滴溶液,若恢复红色则证明是假设1,若仍为无色则证明是假设2
【分析】本题通过多个实验验证了氯气和水的反应,氯气和水的反应为:,本题通过pH试纸和指示剂验证了其酸性和漂白性,注意结合其和水反应的离子方程式以及氯水的成分,以此解题。
【解析】(1)氯气可以和水反应生成盐酸和次氯酸,导致其中含有多种成分,离子方程式为:;
(2)①氯气和水反应的化学方程式为Cl2+H2O HCl+HClO,该实验中外层试纸为红色、内层为白色,则内层被漂白,说明氯水有酸性和漂白性;
②同时中外层试纸为红色、内层为白色,说明H+扩散速率比HClO快;
③氯水中次氯酸具有漂白性,能使pH试纸褪色,故不可使用pH试纸测定氯水的pH;
(3)氯水中存在如下平衡:Cl2+H2OH++Cl—+HClO,次氯酸遇光发生反应:2HClO2HCl+O2↑,次氯酸分解促进氯气和水的反应,导致氧气的体积分数增大,溶液中氯气的浓度减小,氢离子和氯离子浓度增大,溶液pH减小,所以图中纵坐标可以表示的物理量是abd;
(4)①氢氧化钠中加入酚酞,溶液显红色,氯气和氢氧化钠反应则红色消失,故在实验前应该在溶液中加入1~2滴酚酞;
②氯水具有漂白性和酸性,则褪色原因可能是假设1:氯水中的酸中和了,溶液碱性减弱;假设2:有漂白性,使溶液的红色褪去或氧化了酚酞;
③可以继续加入几滴氢氧化钠观看现象,即向褪色后的试管内滴加几滴溶液,若恢复红色则证明是假设1,若仍为无色则证明是假设2;
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