1、第二节富集在海水中的元素氯一、选择题(每小题6分,共54分)1.污水处理常用以下四种物质,与其他不同的是(D)A.聚合氯化铝B.明矾C.硫酸铁D.二氧化氯【解析】A、B、C项中物质均为水的絮凝剂,对水具有净化作用,而D项中二氧化氯具有杀菌消毒作用。2.下列能够检验出KI溶液中含有Br-的实验是(D)A.加入足量的新制氯水,溶液颜色变深,则含有Br-B.加入酸性KMnO4溶液,溶液颜色褪去,则含有Br-C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,CCl4层有色,则含有Br-D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,在水层中加入足量氯水,再用CCl4萃取后有机层呈红棕色,则含有Br-【解析】A、B
2、项无法排除I-的干扰,错误;C项,I2不能氧化Br-,CCl4层有色是因为萃取了碘水中的碘,错误;D项中加入足量FeCl3溶液然后萃取可以排除I-的干扰,氯水可以将Br-氧化为Br2,Br2溶于CCl4呈红棕色,正确。3.下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸变红又褪色的是(C)氯气液氯新制氯水氯气的酒精溶液盐酸盐酸酸化的漂白粉溶液A.B.C.D.【解析】能使干燥的蓝色石蕊试纸变红又褪色的物质应具有酸性和漂白性。既无酸性,又无漂白性;只具有酸性;和既有酸性又有漂白性(HClO),因此应选C。4.检验氯化氢中是否含有氯气,可采用的方法是(D)A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥的有色布条C.将气体通入硝酸
3、银溶液中D.用湿润的淀粉碘化钾试纸【解析】A、B项,不管是否含有Cl2,均无明显现象;C项,不管是否含有Cl2,均产生白色沉淀;湿润的碘化钾遇到氯气发生氧化还原反应,生成的碘单质遇到淀粉变蓝色,而氯化氢不具有以上性质,D项正确。5.已知NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量NaClO2,其中一份给以适当条件使之变质,另一份严格保存,均配成溶液,并分别与足量FeSO4溶液反应时,消耗Fe2+的物质的量(C)A.前者大B.后者大C.相等D.无法确定【解析】变质过程为NaClO2自身的氧化还原反应,无论变质与否,与Fe2+反应时氯元素最终都转化为Cl-,故转移电子数相等。6.(20
4、15广州模拟)自来水常用Cl2消毒,某学生用这种自来水去配制下列物质的溶液,不会产生明显的药品变质问题的是(D)A.AgNO3B.FeCl2C.Na2SO3D.AlCl3【解析】用Cl2消毒的自来水中含有H+、Cl2、HClO、ClO-、Cl-等微粒,Cl-可与Ag+反应生成AgCl沉淀,Cl2、HClO可将Fe2+氧化为Fe3+,将S氧化为S。7.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是(D)A.图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗B.图中:量筒中发生了加成反应C.图中:生成蓝色的烟D.图中:湿润的有色布条能褪色,干燥的有色布条不褪色【解析】随反应进行,浓盐酸浓度减小,
5、稀盐酸与MnO2不反应,A项错误;量筒中CH4与Cl2发生取代反应,B项错误;Cu在Cl2中燃烧时生成棕黄色的烟,C项错误。8.在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,振荡后溶液变蓝,再加入足量的亚硫酸钠溶液,蓝色逐渐消失。下列判断错误的是(A)A.氧化性:ClO-SI2B.漂粉精溶液可使淀粉碘化钾试纸变蓝C.ClO-与I-在碱性条件可以发生氧化还原反应D.向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液,氯水褪色【解析】由题意知氧化性:ClO-I2S,A项错误,C项正确;漂粉精溶液中的ClO-具有强氧化性,可将I-氧化为I2,B项正确;新制氯水可被亚硫酸钠还原,D项正确。9.(2015宁德质检)利用如图所示
6、装置进行实验,通入Cl2前装置中溶液呈红色。下列说法不合理的是(C)A.通入Cl2后,装置中发生了氧化还原反应B.Cl2与Na2SO3溶液反应的离子方程式是S+Cl2+H2OS+2Cl-+2H+C.通入Cl2后,装置中溶液不褪色D.装置的作用是吸收尾气,防止污染空气【解析】Cl2具有强氧化性,可将Na2SO3氧化为Na2SO4,A、B项正确;Na2SO3溶液呈碱性,通入Cl2后溶液红色褪去,C项错误;凡涉及有毒气体的实验,均需要进行尾气处理,D项正确。二、非选择题(共46分)10.(11分)如图是某研究性学习小组利用实验室制氯气的装置设计制取氯水并进行相关实验。(1)A装置中发生化学反应的离子
7、方程式为MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。(2)氯气能使湿润的红色布条褪色。对于使红色布条褪色的物质,同学们的看法不一致,认为氯水中存在的几种成分都有可能。请你设计实验,得出正确结论。提出假设。假设一:H2O使布条褪色;假设二: Cl2能使有色布条褪色;假设三:HClO能使有色布条褪色;假设四:盐酸使布条褪色。设计实验方案。基于提出的假设,设计出实验方案(不需要回答)。实验过程。实验:用玻璃棒蘸取稀盐酸滴到红色布条上,布条不褪色;实验:把干燥红色布条放在干燥的氯气中,布条不褪色;实验:把红色布条放在水里,布条不褪色。得出结论:HClO能使有色布条褪色。(3)用量筒量取20 mL
8、氯水,倒入已检查完好的分液漏斗中,然后再注入10 mL CCl4,盖好玻璃塞,充分振荡,静置于铁架台上(如图),等分层后取上层液和下层液,呈黄绿色的是下层液(填“上层液”或“下层液”),再装入如图所示的烧杯中,能使有色布条褪色的是上层液(填“上层液”或“下层液”)。(4)这套制取氯水装置的缺点是没有尾气处理装置,会造成污染,请写出改进方法:增加尾气吸收装置。【解析】(1)A装置适合固体与液体共热制备气体,实验室用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气。(2)氯气与水的反应是可逆反应,新制氯水中含有H2O、Cl2、HClO、HCl四种成分,每种成分都可能使有色布条褪色,应据此提出假设。要证明是HClO使有
9、色布条褪色,只需设计实验证明H2O、Cl2、HCl不能使有色布条褪色即可。将有色布条分别放在干燥的氯气中、盐酸中、水中,发现有色布条均不褪色即可。(3)氯气在水中的溶解度不大,易溶于四氯化碳。四氯化碳密度比水大,所以下层液呈黄绿色;上层液中还含有少量的HClO,能使有色布条褪色。(4)在本题制取氯水的实验中,将氯气直接通入盛有水的敞口烧杯中,会导致氯气逸散到空气中,污染环境,故应增加尾气吸收装置。11.(12分)某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究。(1)装置的连接顺序为ahidebcg。(2)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3;可观察到的现象是有红
10、棕色的烟生成。(3)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接,原因是防止堵塞(合理即可)。(4)反应一段时间、熄灭酒精灯,冷却后,将收集器及玻璃管中物质快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如下实验:试剂X的化学式:KSCN(或NH4SCN)。有同学分析淡黄色溶液中含有Fe2+,你认为合理(填“合理”或“不合理”);固体产物的成分可能为a(填相应的字母)。a.Fe和FeCl3b.FeCl2和FeCl3c.Fe、FeCl2和FeCl3用离子方程式表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,Fe3+3SCN-Fe(SCN)3
11、。(5)某小组同学实验时在加入新制氯水后,并未得到深红色溶液,请帮他们分析原因:新制氯水将SCN-氧化(合理即可)。【解析】(1)制得的氯气应除杂、干燥后与炽热的铁粉发生反应。(2)Fe与Cl2反应生成FeCl3。(3)为了防止冷凝的FeCl3造成导管堵塞,故硬质玻璃管中没有用玻璃导管,而是硬质玻璃管直接与收集器相连。(4)固体产物溶于足量盐酸后得到的淡黄色溶液,加入KSCN溶液后变浅红,再加入氯水变深红,说明淡黄色溶液中含有Fe3+和Fe2+,产生Fe2+的原因是有剩余的Fe。(5)Fe3+和KSCN反应生成络合物Fe(SCN)3而使溶液呈血红色,加入氯水后未得到深红色溶液,可能是氯水将SC
12、N-氧化。12.(11分)如图所示是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置,多余的氯气可以贮存在b瓶中,其中各试剂瓶中所装试剂为B(氢硫酸)、C(碘化钾淀粉溶液)、D(水)、F(紫色石蕊试液)。(1)若A中烧瓶中的固体为MnO2,液体为浓盐酸,则其发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O。(2)G中b瓶内宜加入的液体是饱和食盐水,怎样检验装置G的气密性:关闭A中分液漏斗旋塞和G中活塞K,从c中向容器内加液体,当c的下端浸入液面且c中液面高于b瓶内液面,并保持长时间不下降,则说明气密性好。(3)实验开始后B中的现象是上部空间由无色变黄绿色,有浅黄色沉淀生成
13、,C中的现象是上部空间由无色变为黄绿色,溶液变蓝色。(4)E装置中硬质玻璃管内盛有炭粉,若E中发生氧化还原反应,其产物为二氧化碳和氯化氢,写出E中反应的化学方程式:C+2H2O+2Cl2CO2+4HCl。【解析】本题综合考查氯气的制法、性质、化学实验操作及实验装置等。G中b瓶是用来贮存Cl2的,则应选用一种Cl2在其中溶解度非常小的液体,一般选用饱和食盐水。检验G的气密性需采取液压差法检验。实验开始后,Cl2可与B中的氢硫酸反应得到浅黄色单质S沉淀,Cl2从C中置换出单质碘从而使C中溶液变蓝色。根据(4)中的信息提示,不难写出E中的反应方程式。13.(12分)(2016北京朝阳区期中检测)Cl
14、2、漂白液(有效成分为NaClO)在生产、生活中广泛用于杀菌、消毒。(1)电解NaCl溶液生成Cl2的化学方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。(2)Cl2溶于H2O、NaOH溶液即获得氯水、漂白液。干燥的氯气不能漂白物质,但氯水却有漂白作用,说明起漂白作用的物质是HClO。25 ,Cl2与H2O、NaOH的反应如下:反应Cl2+H2OCl-+H+HClOK1=4.510-4反应Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2OK2=7.51015不直接使用氯水而使用漂白液作消毒剂的原因是K2K1,反应的有效成分比反应的有效成分浓度大,Cl2最终转化为HClO更充分;次氯酸钠比次氯酸更稳
15、定。(3)家庭使用漂白液时,不宜直接接触铁制品,漂白液腐蚀铁的电极反应为Fe-2e-Fe2+,ClO-发生的电极反应式是ClO-+2e-+H2OCl-+2OH-。(4)研究漂白液的稳定性对其生产和保存有实际意义。30 时,pH=11的漂白液中NaClO的质量百分含量随时间变化如下:分解速率v()、v()的大小关系是v()v(),原因是在相同条件下,次氯酸钠的浓度越高,其分解速率越大。NaClO分解的化学方程式是2NaClO2NaCl+O2。【解析】(3)ClO-在正极发生得电子的还原反应,生成Cl-。(4)据题图可知次氯酸钠的起始浓度大于,次氯酸钠的浓度越大,反应速率越大。NaClO溶液中NaClO的分解可理解为NaClO水解生成NaOH和HClO,HClO分解生成HCl和O2,生成的HCl又和水解生成的NaOH反应生成NaCl和H2O,从而促进水解彻底,故反应的化学方程式可表示为2NaClO2NaCl+O2。