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高考作業(yè)(十一)　富集在海水中的元素——氯 A組　全員必做題　 1．下列離子方程式正確的是(　　) ①氯氣與水反應：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－ ②氯氣與氫氧化鈉溶液反應：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O ③濃鹽酸與二氧化錳共熱：MnO2＋4HClMn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O ④漂白粉溶液中通入少量的二氧化碳氣體：Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 解析　①氯氣與水反應生成的HClO為弱酸，在離子方程式中不能拆分書寫；③中濃鹽酸可全部電離，應寫成H＋和Cl－的形式。 答案　B 2．向盛有Cl2的三個集氣瓶甲、乙、丙中各注入下列液體中的一種，經過振蕩，現象如下圖所示，則甲、乙、丙中注入的液體分別是(　　) ①AgNO3溶液?、贜aOH溶液　③水 A．①②③ B．②①③ C．③②① D．①③② 解析　甲中氣體和溶液都無色，說明不存在氯氣，是注入了NaOH溶液；乙中氣體無色且溶液中出現白色渾濁，說明不存在氯氣，是注入了AgNO3溶液；丙中氣體和溶液都呈淺黃綠色，說明存在氯氣分子，是注入了水。 答案　B 3．下列有關物質的性質及應用說法正確的是(　　) A．干燥的Cl2和氯水均能使鮮花褪色 B．久置的氯水仍具有漂白性 C．明礬和漂白粉常用于自來水的處理，兩者的作用原理相同 D．無色溶液C加入AgNO3溶液，產生白色沉淀，再加入稀鹽酸，沉淀不消失，則C必含Cl－ 解析　鮮花中含有水分，氯氣與水發(fā)生反應Cl2＋H2OHCl＋HClO，產生HClO，氯水中也含HClO，HClO具有漂白作用，因此可以使鮮花褪色，A項正確；久置的氯水最終變?yōu)橄←}酸，B項錯誤；明礬溶于水形成膠體，利用膠體的吸附性凈水，漂白粉是利用生成的HClO具有強氧化性殺菌消毒，C項錯誤；加入稀鹽酸時混入了Cl－，無法確定原溶液中是否含有Cl－，D項錯誤。 答案　A 4．(2019合肥調研性檢測)在一定溫度下，向KOH溶液中通入11.2 L(已換算成標準狀況下)氯氣，恰好完全反應生成三種含氯鹽：0.7 mol KCl、0.2 mol KClO和X。則X是(　　) A．0.1 mol KClO3 B．0.2 mol KClO3 C．0.1 mol KClO4 D．0.2 mol KClO4 解析　氯氣的物質的量為＝0.5 mol，KOH溶液和0.5 mol氯氣恰好完全反應，根據氯元素守恒，知X中氯元素的物質的量為(0.52－0.7－0.2)mol＝0.1 mol。設X中Cl的化合價為x，由得失電子守恒得，0.71＝0.21＋0.1x，解得x＝＋5價，所以X中Cl的化合價為＋5，則X為KClO3，A項正確。 答案　A 5．工業(yè)上漂白粉的制備是將氯氣通入石灰乳(含水較少的熟石灰)中，所以工業(yè)漂白粉中含有次氯酸鈣、氯化鈣、氫氧化鈣、氯氣等。下列有關說法正確且全面的是(　　) A．漂白粉具有漂白性主要是因為其中含有Cl2 B．漂白粉溶液顯堿性是因為其中含有Ca(OH)2 C．家庭使用漂白粉必須加入少量醋酸 D．氫氧化鈣的存在可以減緩漂白粉的失效 解析　因為碳酸的酸性強于次氯酸，故在潮濕的環(huán)境中，次氯酸鈣與空氣中的二氧化碳和水蒸氣反應生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，這是漂白粉具有漂白性的原因所在，在家庭中使用不必加醋酸，利用空氣中CO2，A、C兩項錯誤；漂白粉溶液顯堿性除了因為其中含有Ca(OH)2外，還因為次氯酸鈣的水解，B項錯誤；因氫氧化鈣更易與CO2反應，故它的存在可以減緩漂白粉的失效，D項正確。 答案　D 6．實驗室既可用濃鹽酸與MnO2在加熱時反應制備Cl2，也可用KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應制備Cl2，下列有關說法中不正確的是(　　) A．由題目信息知：KMnO4的氧化性比MnO2的強 B．制備氯氣的整個實驗過程中，只需要使用氧化劑與還原劑 C．用排氣法收集不需要利用其他試劑就能確定集氣瓶中已收集滿氣體 D．用足量MnO2與含有4 mol HCl的濃鹽酸在加熱條件下反應，得到Cl2的物質的量小于1 mol 解析　在制備氯氣的整個實驗過程，除了使用氧化劑與還原劑之外，還需要凈化氣體的試劑和吸收尾氣的試劑。 答案　B 7．(2019湖南五市十校聯考)有一種由NaClO2、NaClO3和NaClO4組成的混合物，經測定氯元素的質量分數為35.5%，則此混合物中氧元素的質量分數為(　　) A．25.9% B．23% C．41.5% D．無法計算 解析　三種物質的混合可看作NaCl與O原子的混合，由Cl元素的35.5%，可求Na元素為23%，O元素為1－35.5%－23%＝41.5%，答案選C。 答案　C 8．(2019齊齊哈爾五校期末聯考)二氧化氯(ClO2)是國際上公認的安全、無毒的綠色消毒劑，對酸性污水中的Mn2＋也有明顯的去除效果，其反應原理為ClO2＋Mn2＋―→MnO2↓＋Cl－(部分反應物和產物省略、未配平)，下列有關該反應的說法正確的是(　　) A．工業(yè)上可用更為廉價的Cl2來代替ClO2 B．利用該原理處理含Mn2＋的污水后溶液的pH升高 C．該反應中氧化產物和還原產物的物質的量之比為2∶5 D．理論上處理含1 mol Mn2＋的污水，需要標準狀況下的ClO2 8.96 L 解析　氯氣是有毒的氣體，所以不能代替ClO2，故A項錯誤；用ClO2處理酸性污水中的Mn2＋，反應的離子方程式為2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O===5MnO2↓＋2Cl－＋12H＋，所以處理后溶液的pH是減小的，故B項錯誤；該反應的氧化產物為MnO2，還原產物為Cl－，由反應方程式可知，二者的物質的量之比為5∶2，故C項錯誤；由反應的離子方程式可知，處理1 mol Mn2＋，需要2/5 mol的ClO2，在標準狀況下的體積為8.96 L，故D項正確。 答案　D 9．實驗室制備Cl2通常采用下列反應：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；據此，從如圖所示儀器裝置中選擇制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置是(　　) 解析　依據反應原理，制備氯氣需要加熱，故A、D兩項錯誤；反應產生的氯氣中會混有HCl和水蒸氣，應先用飽和食鹽水除去HCl，再通過濃硫酸干燥氯氣，因此C項正確。 答案　C 10.常溫下，將Cl2緩慢通入100 mL水中至飽和，然后向所得飽和氯水中逐滴加入0.1 molL－1 NaOH溶液，整個過程中pH的變化如圖所示。下列有關敘述正確的是(　　) A．曲線③④段有離子反應：HClO＋OH－===ClO－＋H2O B．可依據②處數據計算所溶解的n(Cl2) C．③處表示氯氣與氫氧化鈉溶液恰好反應完全 D．①處c(H＋)約為②處c(H＋)的兩倍 解析　曲線從②到③，溶液pH增大，說明此段發(fā)生反應HCl＋NaOH===NaCl＋H2O、HClO＋NaOH===NaClO＋H2O，離子反應分別為H＋＋OH－===H2O、HClO＋OH－===H2O＋ClO－，③點時c(H＋)＝c(OH－)，c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)，溶液中存在HClO，從③到④圖象分析可知，溶液pH繼續(xù)增大，且pH大于7，繼續(xù)加氫氧化鈉，氫氧化鈉和次氯酸反應HClO＋NaOH===NaClO＋H2O，曲線③④段有離子反應HClO＋OH－===H2O＋ClO－，故A項正確；②點所示溶液中發(fā)生反應Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，HClO為弱電解質，部分電離，無法根據pH計算溶解的n(Cl2)，故B項錯誤；氯氣與氫氧化鈉溶液恰好反應完全得到氯化鈉、次氯酸鈉混合溶液，溶液呈堿性，故C項錯誤；①處到②處是氯氣的溶解平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向右進行的過程，酸性逐漸增強，氫離子濃度逐漸增大，故D項錯誤。 答案　A 11．(2019海南七校聯考)三氯化碘(ICl3)在藥物合成中用途非常廣泛，其熔點：33 ℃，沸點：73 ℃。實驗室可用如圖裝置制取ICl3。 (1)儀器a的名稱是________。 (2)裝置B可用于除雜，也是安全瓶，能監(jiān)測實驗進行時裝置C中是否發(fā)生堵塞，請寫出發(fā)生堵塞時B中的現象：________________________________________________________________________。 (3)試劑X為________。 (4)氯氣與單質碘需在溫度稍低于70 ℃下反應，則裝置D適宜的加熱方式為________________。 解析　(2)C中發(fā)生堵塞時，B中吸濾瓶內壓強增大，可將飽和食鹽水“壓”入長頸漏斗。(4)低于100 ℃的反應適宜用水浴加熱。 答案　(1)蒸餾燒瓶 (2)吸濾瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升 (3)堿石灰 (4)水浴加熱 　B組　重點提升題　 12.金屬鈦冶煉過程中得到MgCl2，將熔融態(tài)MgCl2電解可得到金屬鎂和Cl2，氯氣可制得漂白液、“84消毒液”等生活用品，試回答下列問題： (1)如圖所示，若鈦廠Cl2泄露，工人應立即向________(填“A”“B”或“C”)疏散。 (2)漂白液暴露在空氣中會逐漸失效，請用相關的化學方程式解釋：______________________________、______________________________。 (3)“84消毒液”(主要成分是NaClO和NaCl)和潔廁靈(主要成分為鹽酸)混用會產生有毒氣體，試寫出反應的離子方程式：____________________________________________。 (4)上述反應說明漂白液與酸性溶液混合會產生Cl2(全部溶于水，不會逸出)，若取10 mL漂白液與足量BaCl2溶液混合后，不斷通入SO2至過量，在實驗過程中可能觀察到的現象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色到橙黃色的氣體，是國際上公認為安全、無毒的綠色消毒劑，代替了Cl2用于自來水消毒。已知ClO2和Cl2的消毒能力都主要體現在氧化性，反應生成Cl－，則等物質的量的ClO2消毒能力約是Cl2的________倍。 解析　(1)氯氣密度大于空氣，因此若鈦廠Cl2泄露，工人應立即向A處疏散。(2)次氯酸鹽容易吸收空氣中的二氧化碳轉化為次氯酸，次氯酸分解生成氯化氫和氧氣而失效，反應的化學方程式為CO2＋H2O＋NaClO===NaHCO3＋HClO、2HClO2HCl＋O2↑。(3)次氯酸鈉具有強氧化性，能把氯離子氧化生成氯氣，反應的離子方程式為ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。(4)漂白液能把氯離子氧化生成氯氣，氯氣把二氧化硫氧化生成硫酸，進而生成硫酸鋇白色沉淀，所以實驗現象是開始溶液變成黃綠色，后來黃綠色褪去，生成白色沉淀。(5)1 mol二氧化氯(ClO2)得到電子轉化為Cl－，轉移5 mol電子；1 mol氯氣得到2 mol電子，所以等物質的量的ClO2消毒能力約是Cl2的＝2.5倍。 答案　(1)A (2)NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO 2HClO2HCl＋O2↑ (3)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O (4)開始溶液變成黃綠色，后來黃綠色褪去，生成白色沉淀 (5)2.5 13．ClO2與Cl2的氧化性相近，在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應用廣泛。某興趣小組通過圖甲裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收、釋放和應用進行了研究。 (1)儀器D的名稱是________。安裝F中導管時，應選用圖乙中的________。 (2)打開B的活塞，A中發(fā)生反應：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，為使ClO2在D中被穩(wěn)定劑充分吸收，滴加稀鹽酸的速度宜________(填“快”或“慢”)。 (3)關閉B的活塞，ClO2在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO2，此時F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是____________。 (4)已知在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應生成NaCl并釋放出ClO2，該反應的離子方程式為______________________________________。在ClO2釋放實驗中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應，則裝置F的作用是______________________________________。 (5)已吸收ClO2氣體的穩(wěn)定劑Ⅰ和穩(wěn)定劑Ⅱ，加酸后釋放ClO2的濃度隨時間的變化如圖丙所示。若將其用于水果保鮮，你認為效果較好的穩(wěn)定劑是________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 丙 解析　(1)儀器D是錐形瓶；安裝F中導管時，應遵循“長進短出”的原則，所以應選擇裝置b。(2)為使ClO2被充分吸收，必須控制ClO2的生成速率，因此滴加鹽酸的速率宜慢不宜快。(3)F溶液中的顏色不變說明沒有氯氣通入，即氯氣被裝置C所吸收。(4)參加反應的離子有ClO和H＋，生成的微粒有Cl－和ClO2，根據化合價升降法配平離子方程式即可。因為ClO2的性質與Cl2相似，所以能使淀粉碘化鉀溶液變藍，利用此性質可以驗證是否有ClO2生成。(5)穩(wěn)定劑Ⅱ相對于穩(wěn)定劑Ⅰ，可以緩慢釋放ClO2，能較長時間維持保鮮所需的濃度。 答案　(1)錐形瓶　b　(2)慢　(3)吸收Cl2 (4)4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O　驗證是否有ClO2生成 (5)穩(wěn)定劑Ⅱ　穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO2，能較長時間維持保鮮所需的濃度 【拓展延伸】 ClO2的幾種制備方法 (1)氯酸鈉與稀鹽酸反應法。原理：2NaClO3＋4HCl===2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O。 (2)亞氯酸鈉與氯氣反應法。原理：2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2。 (3)草酸還原法。原理：H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O。 (4)亞氯酸鈉與鹽酸反應法。原理：5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。 (5)KClO3與SO2反應法。原理：2KClO3＋SO2===2ClO2＋K2SO4。 (6)實驗室常將NaClO3和Na2SO3用硫酸酸化，加熱制備ClO2：2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO42ClO2↑＋2Na2SO4＋H2O。 　C組　自我挑戰(zhàn)題　 14.(2018北京清華附中模擬)用濃鹽酸和MnO2制取Cl2的裝置如下，某小組欲證明產生的氣體中含有HCl。 (1)Cl2的電子式是______________，A中反應的離子方程式為___________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________。 (2)甲同學將A中產生的氣體通入下列溶液： 實驗序號 試劑 現象 a 紫色石蕊溶液 ________________ b AgNO3溶液 出現白色沉淀 ①實驗a中的現象為_________________________ _______________________________________________。 ②不能證明產生的氣體中含有HCl的實驗是______(填字母序號)。 (3)已知將HCl氣體通入飽和食鹽水中有白色固體析出。乙同學將A中產生的氣體通入飽和食鹽水中，有白色固體析出，但實驗不能證明氣體中含有HCl，結合離子方程式解釋其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)已知：2S2O＋I2===S4O＋2I－。丙同學將A中產生的氣體通入蒸餾水中，得到溶液X，進行以下實驗證明氣體中含有HCl。 實驗Ⅰ.測定X中溶解的Cl2。取25.00 mL溶液X，加入過量KI溶液，然后用0.04 molL－1 Na2S2O3溶液滴定生成的I2，達滴定終點時消耗Na2S2O3溶液V mL。 實驗Ⅱ.測定X中的Cl元素總量。另取25.00 mL溶 液X，選用適當的還原劑將溶解的Cl2全部還原為Cl－，再用0.10 molL－1 AgNO3溶液滴定所得溶液中的Cl－。 ①X中的HClO不會影響實驗Ⅰ的測定結果，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②由實驗Ⅰ、Ⅱ中的實驗數據可證明A中產生的氣體中含有HCl，若含有HCl，則實驗Ⅱ中消耗0.10 molL－1 AgNO3溶液的體積應大于________mL(用含V的代數式表示)。 解析　(1)A中發(fā)生二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣的反應，離子方程式為4H＋＋2Cl－＋MnO22H2O＋Cl2↑＋Mn2＋。(2)①氯氣溶于水生成氯化氫和次氯酸，溶液呈酸性，所以紫色石蕊溶液變紅；次氯酸具有漂白性，隨后溶液紅色褪去。②a、b都不能證明產生的氣體中含有HCl。因為氯氣溶于水生成氯化氫，所以即使產生的氣體中不含氯化氫，紫色石蕊試液也會變紅；氯氣溶于水生成的氯化氫與硝酸銀溶液反應也可生成氯化銀沉淀，故也不能說明產生的氣體中有氯化氫。(3)氯氣與水反應生成氯化氫和次氯酸，Cl2＋H2OHCl＋HClO，Cl2溶于水后使得溶液中的c(Cl－)增大，也能析出晶體。(4)①生成1 mol HClO需消耗1 mol Cl2，HClO也有氧化性，1 mol HClO和1 mol Cl2均能將2 mol KI 氧化成I2，所以HClO的存在不影響實驗結果。②實驗Ⅰ中測定Cl2的物質的量是0.04 molL－1V10－3 L＝0.02V10－3 mol，氯氣轉化的Cl－需要0.10 molL－1硝酸銀溶液的體積是0.04V10－3 mol/0.10 molL－1＝0.4V mL，所以若A中產生的氣體中含有HCl，實驗Ⅱ中消耗0.10 molL－1 AgNO3溶液的體積應大于0.4V mL。 答案　(1)CC　MnO2＋4H＋＋2Cl－Cl2↑＋2H2O＋Mn2＋ (2)①溶液先變紅后褪色　②ab (3)Cl2＋H2OHCl＋HClO，Cl2溶于水后使得溶液中的c(Cl－)增大，也能析出晶體 (4)①生成1 mol HClO需消耗1 mol Cl2，HClO也有氧化性，1 mol HClO和1 mol Cl2均能將2 mol KI氧化成I2?、?.4V