1、课时分层提升练 十一富集在海水中的元素氯一、选择题1.制备氯化物时,常用两种方法:用金属与氯气直接化合制得;用金属与盐酸反应制得。用以上两种方法都可制得的氯化物是()A.AlCl3B.FeCl3C.FeCl2D.CuCl2【解析】选A。铝与氯气或盐酸反应均生成AlCl3,但氯气与变价金属反应时生成高价态的氯化物,如与铁反应生成FeCl3,与铜反应生成CuCl2,但铁与盐酸反应生成FeCl2,铜不与盐酸反应。2.取17.4 g MnO2固体粉末与一定体积的浓盐酸(含溶质0.4 mol)共热制取氯气(假设HCl挥发损失不计),下列叙述中正确的是()A.反应过程中MnO2作催化剂 B.盐酸未完全反应
2、C.被还原的HCl少于0.2 mol D.反应产生2.24 L氯气(标准状况)【解析】选B。MnO2为反应物,A错误;17.4 g MnO2的物质的量为0.2 mol,完全反应需要的HCl为0.8 mol,故盐酸不足,但随反应的进行浓盐酸变为稀盐酸,不再与MnO2反应,故盐酸不能完全反应,不能生成2.24 L氯气,B正确,D错误;反应中HCl被氧化,C错误。【方法规律】与浓度大小有关的常见反应(1)溶液浓度减小反应停止。MnO2与浓盐酸反应制备氯气;铜与浓硫酸反应。(2)溶液浓度减小反应产物改变。铜与硝酸反应:浓硝酸生成NO2,稀硝酸生成NO;锌与硫酸反应:浓硫酸生成SO2,稀硫酸生成H2。3
3、.如图所示:若关闭阀门,打开阀门,让一种含氯气的气体经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不褪色;若关闭阀门,打开阀门,再通入这种气体,布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是()浓硫酸;饱和氯化钠溶液;亚硫酸钠溶液;饱和碳酸氢钠溶液A.B.C.D.【解析】选D。Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用。气体通过甲瓶后不能使有色布条褪色,可能有两个原因:一是甲瓶中溶液将Cl2干燥,二是甲瓶中溶液能吸收Cl2。浓硫酸吸水,Na2SO3溶液、饱和NaHCO3溶液都能与Cl2发生反应。4.甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X-(X-为Cl-、Br-、I-中的一种),向甲溶液中加入淀粉溶液和新制氯水,则溶液变为橙色,再加
4、入丙溶液,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有的卤素离子是()A.Br-、Cl-、I-B.Br-、I-、Cl-C.I-、Br-、Cl-D.Cl-、I-、Br-【解析】选B。根据卤素单质氧化性强弱和X-还原性强弱的变化规律可知,X2的氧化性:Cl2Br2I2,X-的还原性:Cl-Br-Fe2+Br-Cl-,I-、Fe2+、Br-均能被氯气氧化,遵循氧化还原反应的先后规律,先是I-被氧化,再是Fe2+被氧化,后是Br-被氧化。4.(2019邵阳模拟)将一定量的氯气通入30 mL浓度为10.00 molL-1的氢氧化钠浓溶液中,氢氧化钠完全反应后溶液中只有三种溶质:NaCl、NaClO、NaClO3
5、。下列判断正确的是()A.与NaOH反应的氯气一定为0.3 molB.n(Na+)n(Cl-)可能为73C.若反应中转移的电子为n mol,则0.15n0.25D.n(NaCl)n(NaClO)n(NaClO3)可能为1151【解析】选C。A、由于反应后体系中没有NaOH,故氢氧化钠反应完,根据钠元素守恒n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=0.03 L10 molL-1=0.3 mol,根据氯原子守恒有2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=0.3 mol,故参加反应的氯气n(Cl2)=0.15 mol,A错误;B、根据方程式Cl
6、2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O可知,氧化产物只有NaClO时,n(Na+)n(Cl-)最大为21,当氧化产物为NaClO3时,n(Na+)n(Cl-)最小为65,故65 n(Na+)n(Cl-)21,B错误;C、根据方程式Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O可知,氧化产物只有NaClO时,转移电子数最少,为0.3 mol1=0.15 mol,氧化产物只有NaClO3时,转移电子数最多,为0.3 mol1=0.25 mol,C正确;D、令n(NaCl)=11 m
7、ol,n(NaClO)=5 mol,n(NaClO3)=1 mol,生成NaCl获得的电子为11 mol1=11 mol,生成NaClO、NaClO3失去的电子为5 mol1+1 mol5=10 mol,得失电子不相等,D错误。二、非选择题5.(新题预测)为了更深刻地认识卤素的性质,某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下探究实验,根据实验回答问题。实验一氯气的制取(1)该小组拟用如图实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并完成与金属铁的反应(夹持仪器略去,下同)。每个虚线框表示一个单元装置,请用文字描述将下列装置的错误之处改正。_。实验二探究氯化亚铁与氧气反应的产物已知氯化亚铁的熔点为674
8、 ,沸点为1 023 ;三氯化铁在100 左右时升华,极易水解。在500 条件下氯化亚铁与氧气可能发生下列反应,12FeCl2+3O2 2Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2,该化学小组选用下图部分装置(装置可以重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。(2)实验装置的合理连接顺序为A_E。(3)假设加热装置中完全反应,则反应后剩余固体的化学式是_。请设计实验方案验证你的假设_。(4)简述将F中的固体配成溶液的操作方法_。实验三卤素化合物之间反应实验条件控制探究(5)在不同实验条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。下面是该小组设计的一组实验数据记录表(
9、实验控制在室温下进行):试管标号12340.20 molL-1KI溶液/ mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0 molL-1H2SO4溶液/mL03.06.09.0蒸馏水/mL9.06.03.00实验现象该组实验的目的是_。2号试管反应完全后,取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色,假设还原产物只有KCl,写出反应的离子方程式_。【解析】(1)浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中含有HCl、水蒸气,除去HCl用饱和食盐水,故中试剂换为饱和氯化钠溶液,除去水蒸气,中导管改为长进短出,氯气和金属铁反应,中试管口加一出气导管。(2)A为O2的发生装置,
10、制得的氧气中含有水蒸气,由于三氯化铁极易水解,因此需要对制得的氧气进行干燥,故先通过盛有碱石灰的D干燥,氯化亚铁与氧气反应的产物为Fe2O3、FeCl3、Cl2,通过F冷却可以收集到FeCl3,生成的氯气用装置E吸收,F、E之间再加D装置防止E中的水蒸气进入F。(3)验证Fe2O3的实验操作为取样少许加入稀盐酸使其完全溶解,再加入几滴KSCN溶液,呈现红色。(4)F中的固体为FeCl3,配制FeCl3溶液,要抑制FeCl3的水解。(5)四组实验中,只有硫酸的浓度不同,因此实验的目的是探究其他条件相同时,酸度对反应产物的影响。滴加淀粉溶液后显蓝色,说明有I2生成,由I-I2,失e-,ClCl-,
11、得6e-,根据得失电子守恒,I-、Cl的化学计量数分别为6、1,可得:6I-+Cl3I2+Cl-,再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式为Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O。答案:(1)中试剂换为饱和氯化钠溶液,中导管改为长进短出,中试管口加一出气导管(答案合理即可)(2)DBFD(3)Fe2O3取样少许加入稀盐酸使其完全溶解,再加入几滴KSCN溶液,呈现红色。(4)先把F中的固体溶解于浓盐酸中,然后加水稀释(5)探究其他条件相同时,酸度对反应产物的影响Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O【加固训练】某化学小组同学发现84消毒液(主要成分为NaClO)与洁厕剂(主要成分为盐酸
12、)室温下混合有Cl2生成,于是尝试在实验室利用该反应原理制取Cl2。(1)用次氯酸钙、浓盐酸为原料,利用如图装置制取Cl2。 装置中仪器a的名称为_。 甲同学为证明Cl2溶于水有酸性物质生成,将发生装置产生的气体直接通入适量水中,并加入NaHCO3粉末,有无色气泡产生。乙同学认为不合理,理由是_。(2)经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。设计如下装置制备无水FeCl3。下列操作步骤的正确顺序为_(填字母)。a.体系冷却后,停止通入Cl2b.通入干燥的Cl2赶尽装置中的空气c.在铁屑下方加热至反应完成d.用干燥的H2赶尽Cl2e.检验装置的气密性该实验装置存在的明显缺陷是_
13、。(3)世界环保联盟要求ClO2逐渐取代Cl2作为自来水消毒剂。已知:NaCl+3H2ONaClO3+3H2,2NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O。有关物质的熔沸点如下表:物质熔点/沸点/ClO2-5911Cl2-107-34.6ClO2的生产流程示意图如下: 该工艺中,需要补充的物质X为_(填化学式,下同),能参与循环的物质是_。从ClO2发生器中分离出ClO2,可采用的方法是_。 【解析】(1)仪器a的名称是分液漏斗;因为通过该装置制取的氯气中含有HCl气体,溶于水后溶液呈酸性,与碳酸氢钠反应也产生气泡,所以不合理。(2)根据题给信息,无水氯化铁制备时应排除装置
14、中的空气,所以先检查装置的气密性,再通入干燥的氯气以排除装置内的空气,然后加热使氯气与铁反应生成氯化铁,因为氯化铁加热易升华,所以加热使反应完全后继续通入氯气至装置冷却,最后通入干燥的氢气以排尽氯气,所以顺序是ebcad。氯气是有毒气体,所以不能直接排放,因此该装置的明显缺陷是缺少尾气处理装置。(3)根据工艺流程可知,电解食盐水得到的是氯酸钠和氢气,而合成氯化氢需要氯气、氢气,所以需要补充的物质X是氯气;氯酸钠与氯化氢反应生成氯化钠、氯气及二氧化氯,且氯化钠、氯气又可参与反应,所以循环的物质是氯化钠、氯气;二氧化氯的熔沸点较低,所以将生成的气体冷凝,使二氧化氯转化为液体分离出来。答案:(1)分液漏斗制取的氯气中含有HCl气体,HCl溶于水后能与NaHCO3反应产生气泡(2)ebcad缺少尾气吸收装置(3)Cl2Cl2、NaCl将生成的气体冷水浴降温,使ClO2液化分离出来
