(共70张PPT)
【例】某化学课外活动小组应用如图所示的方法研究物质的性质,其中气体E的主要成分是氯气,杂质是空气和水蒸气。回答下列问题:
(1)该项研究(实验)的主要目的是探究氯气能否与水反应,与研究目的直接有关的实验现象____________。
有关的化学反应方程式是_______________________。
(2)浓H2SO4的作用是___________________________。
(3)从物质性质的方面来看,这样的实验设计存在事故隐患,事故隐患是_______________。请在图中的D处以图的形式表明消除事故隐患的措施。
【自主解答】本题设计了氯气分别与干燥的有色布条和湿润的有色布条作用两个对比实验,通过浓H2SO4干燥的氯气不能使干燥的有色布条退色,说明氯气无漂白性,而氯气能使湿润的有色布条退色,说明有使布条退色的新物质生成,说明氯气能与水反应,有关反应方程式为:Cl2+H2O ==== HCl+HClO。事故隐患是Cl2有毒,Cl2易与NaOH溶液发生反应:Cl2+2NaOH ==== NaCl+NaClO
+H2O,利用此反应可以除去多余的氯气。
答案:(1)B内的有色布条不退色,C内的有色布条退色
Cl2+H2O ==== HCl+HClO
(2)吸收气体E中的水 (3)多余的Cl2污染空气
【变式训练】1.(2010·太原高一检测)氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应,且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是_________________
(填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象是________________________,
b过程中的离子方程式为_______________________。
(3)a过程中的化学方程式为__________________。
【解析】反应a为氯水中的Cl2氧化FeCl2;反应b为氯水中的H+与CO32-的反应;反应c为氯水中的Cl-与Ag+的反应;反应d体现了氯水的酸性与漂白性。
答案:(1)d (2)有白色沉淀生成
2H++CO32- ==== H2O+CO2↑
(3)2FeCl2+Cl2 ==== 2FeCl3
2.用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中。当滴到最后一滴时红色突然退去。试回答下列问题:
(1)实验室保存饱和氯水的方法是________________
_____________________________________________。
(2)产生上述现象的原因可能有两种:
①是由于_____________________________________
_____________________________________________;
②是由于_____________________________________
_____________________________________________。
简述怎样用实验证明红色退去的原因是①还是②:__
_____________________________________________。
【解析】能使变红的酚酞退色的原因是溶液碱性减弱(中和碱)或过量氯气与水反应产生的HClO将变红的酚酞漂白。若要设计实验证明退色的可能原因,最简便的方法就是在退色后的溶液中再滴加NaOH溶液,若不再出现红色,说明是HClO漂白作用的结果;若再出现红色,则说明是氯水与NaOH反应,碱性减弱的原因。
答案:(1)在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存
(2)次氯酸将酚酞漂白 氯水与氢氧化钠溶液反应,碱性减弱 向退色后的溶液里再加入氢氧化钠溶液,若变红,说明是原因②,否则是原因①
1.(2010·云浮高一检测)氯气可用来消灭田鼠,为此将氯气通过软管灌入洞中,这是利用了氯气下列性质中的( )
①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④较易液化
⑤溶解于水
A.②③ B.③④ C.①②③ D.③④⑤
【解析】选A。Cl2通过软管进入洞口说明Cl2密度比空气大,可消灭田鼠是利用Cl2的毒性。
2.(2010·营口高一检测)清蒸的河蟹由青色变成红色,某同学认为这种红色物质可能像酸碱指示剂一样,遇到酸或碱颜色会发生改变。就这位同学的看法而言,这应该属于科学探究中的( )
A.实验 B.假设 C.观察 D.总结
【解析】选B。该同学的看法只是一种猜测和假设。
3.某化学实验的尾气中含有较多的氯气,它有毒。要吸收这些尾气,下列试剂中最合适的是 ( )
A.烧碱溶液 B.饱和的石灰水
C.自来水 D.食盐水
【解析】选A。Cl2为酸性气体,需要用碱性溶液吸收,但饱和石灰水中Ca(OH)2溶解度较小,吸收Cl2量少,所以通常用NaOH溶液吸收尾气。
4.(2010·重庆会考)张老师做关于氯气性质的实验时,某同学记录的实验现象是:观察到苍白色火焰,集气瓶口有白雾出现。根据该同学的记录判断张老师做的实验是( )
A.铜丝在氯气中燃烧 B.钠在氯气中燃烧
C.氢气在氯气中燃烧 D.氯气与水反应
【解析】选C。铜丝在氯气中燃烧产生棕黄色烟,钠在氯气中燃烧产生白烟;氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰,由于生成的HCl与空气中的水蒸气形成盐酸小液滴,故会有白雾出现;氯气与水反应后,黄绿色会消失。
5.某校的化学科研小组成员为了全面认识氯水的组成和性质,进行了如下实验,请完成有关填空或有关问题的回答:
(1)观察氯气的外观特征,现象是__________,观察氯水的外观特征,现象是______________________。溶于水的氯气_______(填代号),理由是______________。
①全部与水发生了化学反应
②没有与水发生化学反应
③部分与水发生了化学反应
(2)取饱和氯水三份,每份5 mL,分别盛在编号为1、2、3的三支试管中,向1号试管内加一小块石灰石,石灰石逐渐溶解了,同时溶液中逸出无色气泡,这说明氯水显__________(填“碱性”或“酸性”);向2号试管中滴加几滴硝酸银溶液,结果立即产生白色沉淀,这说明氯水中含有_____________(填一种酸的名称);向3号试管内加一块牵牛花的花瓣,结果红色花瓣变成了白色花瓣,这是因为氯水具有使某些有机色质退去的性质,这种性质叫做___________________。
【解析】(1)氯气是黄绿色气体,氯水是浅黄绿色的液体,说明氯水中含有氯气分子,所以氯气部分与水发生了化学反应。(2)石灰石只有与酸性物质反应才能生成(二氧化碳)气体。将与硝酸银溶液反应生成白色沉淀(AgCl)的物质判断为盐酸是顺理成章的。
答案:(1)黄绿色气体 浅黄绿色液体 ③ 氯气呈黄绿色,氯水呈淡黄绿色,二者都有呈黄绿色的物质
(2)酸性 盐酸 漂白性
A 组
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题6分,共24分)
1.下列图示与内容不相吻合的是( )
A.闻氯气的气味
B.用排水法收集氯气
C.盛装液氯的容器
D.证明氯气可以与NaOH溶液反应
【解析】选B。为了防止吸入过多有毒气体对身体造成伤害,实验室通常采用图A方式闻气味,A正确;排水法收集Cl2时导管应“短进长出”,B不正确;图C是腐蚀品的标志,氯水具有腐蚀性;滴入NaOH溶液后,Cl2与NaOH反应,瓶内气压小于外界大气压,气球就会鼓起来,D正确。
2.用自来水(以Cl2为杀菌消毒剂)配制下列物质的水溶液,不会出现明显的药品变质问题的是( )
A.Na2CO3 B.AgNO3 C.CuSO4 D.NaOH
【解析】选C。Cl2与H2O反应产生HCl和HClO,则配制Na2CO3、AgNO3、NaOH时均会与HCl反应而变质,只有CuSO4不会反应变质。
3.(2010·唐山高一检测)家庭中使用漂白粉时,为了增强漂白能力,可加入少量的物质是( )
A.食盐 B.食醋 C.烧碱 D.纯碱
【解析】选B。漂白粉有效成分是Ca(ClO)2,在CH3COOH(食醋中含CH3COOH)作用下可快速生成HClO,增强漂白能力。
4.当足量的Cl2或盐酸分别与下列金属反应时,均有MCl2型化合物生成的是( )
A.Fe B.Mg C.Cu D.Ag
【解析】选B。Fe与Cl2反应生成FeCl3;Mg分别与Cl2或盐酸反应均有MgCl2生成;Cu、Ag均不与盐酸反应。
二、非选择题(本题包括2小题,共26分)
5.(14分)(2010·上海交大附中高一检测)对某星球外层空间取回的气体样品分析如下:
a.将样品溶入水,发现其主要成分气体A极易溶于水,水溶液呈酸性;
b.将A的浓溶液与KMnO4反应产生一种黄绿色气体单质B,将B通入石灰乳可生成两种钙盐的混合物D;
c.A的稀溶液与锌粒反应生成气体C,C和B的气体充分混合经光照发生爆炸又生成气体A,实验测得反应前后气体体积不变。
据此回答下列问题:
(1)化学式:A_______;B________;C__________;
(2)气体B与Ca(OH)2反应的化学方程式___________ ________。混合物D俗名是_______,D与A的水溶液反应的化学方程式为_______________________________。
【解析】由题意推出,A是HCl,B气体是Cl2,C是H2,Cl2通入Ca(OH)2中发生反应2Cl2+2Ca(OH)2====
CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;酸与锌反应生成H2,H2与Cl2反应:H2+Cl2 2HCl,发生爆炸。D中的Ca(ClO)2可与盐酸反应生成CaCl2和HClO。
答案:(1)HCl Cl2 H2
(2)2Cl2+2Ca(OH)2 ==== CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
漂白粉 Ca(ClO)2+2HCl ==== CaCl2+2HClO
光
====
6.(12分)某同学利用如图所示装置
进行金属钠在氯气中燃烧的实验。请
根据他设计的实验步骤填写有关现象
和结论。
操作步骤:
(1)收集一瓶氯气,用玻璃片盖好,放在实验台上。
(2)在烧杯里倒入适量NaOH溶液,关闭止水夹。
(3)取一小块金属钠(钠不足)用滤纸吸干表面煤油后置于铺有薄层细沙的燃烧匙里加热,当金属钠开始熔化
时,立即伸入盛满氯气的集气瓶中,同时用胶塞塞好瓶口。
现象:_______________________________________。
结论及解释:_________________________________。
(4)观察集气瓶中的颜色:______________________。
(5)待集气瓶冷却后,打开止水夹。
现象:_______________________________________。
结论及解释:_________________________________。
试从环保角度考虑,该实验装置的优点是什么?
【解析】钠和氯气反应生成白色固体氯化钠,当燃烧完并冷却后会造成集气瓶中压强减小,打开止水夹会有NaOH溶液倒流入集气瓶中。
答案:(3)钠在氯气中燃烧,产生白烟 钠易与氯气化合生成氯化钠晶体小颗粒;反应为:2Na+Cl2 2NaCl
(4)由黄绿色变为浅黄绿色(集气瓶中有未反应完的氯气)
点燃
====
(5)烧杯中的NaOH溶液倒流入集气瓶中,集气瓶中浅黄绿色及白烟均消失,最后得无色溶液 集气瓶中压强减小,打开止水夹后造成液体倒流,剩余氯气与NaOH溶液完全反应,氯化钠固体小颗粒(白烟)溶解在水中,集气瓶中浅黄绿色及白烟均消失,最后得无色溶液 氯气是一种黄绿色有毒气体,在使用氯气时应尽量防止其向空气中逸散,此实验装置的优点是可防止氯气污染环境。
B 组
1.(2010·长春高一检测)0.1 mol某元素的单质直接
跟氯气反应后,质量增加7.1 g,这种元素是( )
A.Mg B.Na C.Al D.Fe
【解析】选A。氯气的物质的量
由此推知此元素单质与Cl2按物质的量之比1∶1进行反
应,所以答案选A。D中Fe元素与氯气反应显+3价。
2.室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体,在合适的反应条件下,它们可以按如图所示进行反应。又知E溶液是无色的,F溶液是浅绿色的。
请回答:
(1)试写出下列物质的化学式:A________,B_______,C_________。
(2)反应①的化学方程式:_______________________。
(3)反应③的化学方程式:_______________________。
【解析】从反应的框图中看到:反应①,A+B D
(固体),由反应③,固体A与E溶液反应生成气体C和
浅绿色溶液F,知A为Fe,C为H2。又从物理性质中可判
断B是Cl2。由此可推知D为FeCl3,E为HCl,F为FeCl2。
答案:(1)Fe Cl2 H2 (2)2Fe+3Cl2 2FeCl3
(3)2HCl+Fe ==== FeCl2+H2↑
点燃
====
某课外兴趣活动小组试图在实验室中验证纯净干燥的氯气没有漂白性,同时利用尾气自制消毒液,已知实验室中常用MnO2固体和浓盐酸加热制取氯气:
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,现用如图所示的实验装置进行实验。
△
====
回答下列问题:
(1)请用字母填写装置的连接顺序:
a接( )、( )接( )、( )接( )、( )接( )。
(2)第一个洗气瓶中的液体是_________,U形管B也可用C装置代替,内盛装的试剂是_________(填名称)。
(3)在制取氯气前,必须进行的一项操作是________。
(4)D装置中现象是_________,此现象说明干燥的氯气_______________(填“有”或“无”)漂白性。
(5)写出制取消毒液的反应的化学方程式:__________。
【解析】对于连接仪器装置的题目一般顺序为:发生装置→净化装置→性质验证装置→气体测量或尾气处理装置。本题发生装置为A,净化装置为C和B,性质验证装置为D,C亦为尾气吸收(即制消毒液)装置。该反应产生的Cl2中混有气体HCl和H2O,可以利用Cl2和HCl在水中溶解性的不同,用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl,然后通过无水CaCl2干燥Cl2,让气体通过D装置来验证干燥的氯气无漂白性,若B装置换作洗气瓶,内应盛浓H2SO4,最后是尾气吸收,同时制取消毒液。
答案:(1)d e b c g h d
(2)饱和食盐水 浓硫酸
(3)检查装置的气密性
(4)红色布条无变化 无
(5)Cl2+2NaOH ==== NaCl+NaClO+H2O
1.下列有关氯气的叙述中,正确的是( )
A.常温下氯气能与铁反应,故不能用铁罐贮存液氯
B.液氯和氯水不是同一物质
C.光照氯气和氢气的混合气体可用于制取氯化氢
D.常用氯气对生活用水消毒是由于氯气本身能杀灭细菌
【解析】选B。常温下氯气不与铁反应,故可用铁罐贮存液氯;光照氯气和氢气的混合气体会发生爆炸,不适宜于制氯化氢;氯气溶于水会产生具有杀菌作用的HClO,故常用氯气对生活用水进行消毒。
2.以次氯酸盐为主要成分的漂白剂和消毒剂有效期较短的原因是( )
A.次氯酸盐吸收空气中的水分而变质
B.次氯酸盐不稳定易分解
C.次氯酸盐易被空气中的氧气氧化
D.次氯酸盐与空气中的H2O、CO2反应生成不稳定的HClO
【解析】选D。次氯酸盐比较稳定不易分解,故B错;次氯酸盐本身具有较强的氧化性,不易被空气中的氧气氧化,故C错;比较A和D选项,D正确,例如:Ca(ClO)2
+CO2+H2O ==== CaCO3↓+2HClO。
3.将紫色石蕊试液滴入NaOH溶液中,溶液变蓝色,再通入氯气,溶液由蓝色先变成红色,最后颜色慢慢退去,其原因是( )
①氯气有漂白性 ②氯气与NaOH溶液反应 ③氯气的水溶液呈酸性 ④次氯酸有漂白性 ⑤氯化钠有漂白性
A.①④ B.②③④ C.①②③ D.④⑤
【解析】选B。Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO,当Cl2过量时,Cl2与水反应生成HCl和HClO,溶液呈酸性,因此使石蕊试液变红,而HClO有漂白性,又使溶液退色。
4.下列叙述中,不正确的是( )
A.新制氯水中含Cl2和HClO分子
B.氯水和氯气均为黄绿色
C.氢气在氯气中燃烧生成白色的烟
D.氯水放置数天后,溶液的酸性将增强
【解析】选C。新制氯水中含有Cl2、HClO、H2O三种分子,A正确;氯气呈黄绿色,氯水呈浅黄绿色,B正确;氢气在氯气中燃烧发出苍白色火焰,瓶口有白雾产生,不能生成白烟,C错误;氯水放置数天后,最后变为稀盐酸,溶液酸性将增强,D正确。
5.(2010·内江高一检测)如图所示:若关闭Ⅰ阀,打开Ⅱ阀,让潮湿的氯气经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不退色;若关闭Ⅱ阀打开Ⅰ阀,再通入这种气体,布条退色。甲瓶中所盛的试剂不可能是( )
A.浓H2SO4 B.NaCl溶液
C.Ba(OH)2溶液 D.NaOH溶液
【解析】选B。关闭Ⅰ,打开Ⅱ时,潮湿Cl2经浓H2SO4被干燥,布条不退色;经Ba(OH)2溶液,NaOH溶液后Cl2被吸收,布条也不退色。
6.工业生产盐酸的主要流程如下:
(1)其中关键的一步为如图所示的氯气和氢气在燃烧管口的燃烧,生成HCl。氯气有毒,为此通入气体的合理方式是:A处通入______,B处通入_______;同时应采取的措施是_________________________________。
(2)合成盐酸工厂要求合成气中的HCl的体积分数要大于79%,试用最简便的方法进行分析__________________ _________________________________________。
【解析】由于Cl2有毒,为防止Cl2污染大气,在H2与Cl2发生反应时,为使Cl2完全反应,H2应过量;由于内管细、外管粗,所以A处通入H2、B处通入Cl2。由于产生的气体为HCl和H2的混合气体,根据两气体在水中的溶解性不同,可以设计出测定合成气中HCl的体积分数的实验方案。
答案:(1)H2 Cl2 先通H2点燃,再通Cl2
(2)用100 mL的量筒收集该混合气体100 mL,倒置于水中,水升至79 mL以上,即可认为符合要求