1、氯及其化合物的综合实验探究(建议用时：25分钟)1海啸、地震、洪水等自然灾害过后，地下水等饮用水都会受到一定程度的污染，为了保证人民身心健康，下列物质不能用于水源消毒的是( )A氯气 B漂白粉C烧碱D次氯酸钠答案 C2用自来水养金鱼时，我们通常先将自来水日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是( )A利用日光中紫外线杀死水中的细菌 B提高水温，有利于金鱼生长C增加水中氧气的含量D促使水中的次氯酸分解D 自来水用氯气消毒时发生反应Cl2H2O=HClHClO，强氧化性的次氯酸不利于金鱼生存，日晒可促进水中的次氯酸的分解，有利于金鱼生存。3已知NaClO溶液与CO2气体能发生如下反应：NaClOH2O
2、CO2=NaHCO3HClO，下列叙述错误的是( )AHClO比H2CO3酸性强B向漂白粉溶液中加少量盐酸可增强漂白性C向漂白粉溶液中通少量Cl2可增强漂白性D向漂白粉溶液中通CO2气体，可能生成白色沉淀A 根据反应强酸制取弱酸，可知HClO比H2CO3酸性弱，A项错误。4浓盐酸和Ca(ClO)2能发生如下反应：Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O，用储存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是( )CO2 HCl H2O O2ABCDA 漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2，在储存过程中Ca(ClO)2会与空气中的CO2、H2O发生反应：Ca
3、(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO、2HClO2HClO2，从而发生变质，故久置漂白粉中会含有因变质生成的CaCO3，当与浓盐酸反应时，CaCO3则会与HCl反应生成CO2，制得的Cl2中还含有挥发出的HCl和少量H2O，A项正确。5已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并做它与金属反应的实验。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是( )A处B和处 C和处 D处D 根据实验目的，装置是利用KMnO4与浓盐酸反应制备Cl2，Cl2中含有HCl、H2O杂质，但不能用NaOH溶液除去HCl，应用饱和食盐水，故错。装置是利用浓硫酸
4、除去H2O，但左边导管应插入浓硫酸中，右边导管不能插入浓硫酸中，故错。装置是密封的，会发生事故，故错。6(双选)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛，其熔点为33 ，沸点为73 ，遇水易反应。实验室可用如图装置(部分夹持装置已略去)制取ICl3，制备的反应原理：I23Cl2=2ICl3。下列说法正确的是( )甲 乙 丙 丁 戊A利用装置甲制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸B装置乙中长颈漏斗内液面上升说明丙装置可能发生堵塞C装置丙中氯化钙的作用是干燥Cl2D装置丁中生成ICl3，碘元素的化合价为3价BC 装置甲无加热装置，而二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热，A错误；若丙中发生堵塞，则装
5、置乙中气体压强增大，导致乙中长颈漏斗内液面上升，B正确；氯化钙是干燥剂，作用是干燥制得的Cl2，C正确；氯气的氧化性强于碘，因此氯气作氧化剂，碘元素被氧化，化合价升高，则I的化合价为3价，D错误。7从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质，是一种行之有效的方法。以下是氯元素形成物质的二维图的部分信息。(1)根据图中信息，写出任意两种氯的氧化物的化学式：_。(2)写出高氯酸(HClO4)与NaOH反应的化学方程式：_。(3)HCl既具有氧化性，又具有还原性。请任意写出一个体现HCl氧化性的离子方程式：_。浓盐酸可作为还原剂在加热条件下与MnO2发生反应制备Cl2，写出该反应的化学方程式
6、：_。(4)Cl2既具有氧化性，又具有还原性。请结合上图说明原因_。潮湿的Cl2与Na2CO3混合制取少量Cl2O的反应中，Cl2既体现了氧化性，也体现了还原性。写出反应的化学方程式：_。解析 (1)根据图中信息可知氯元素的常见正化合价有1、3、4、5、7等，因此氯的氧化物的化学式有Cl2O、Cl2O3、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等。(2)高氯酸(HClO4)是一元强酸，与NaOH反应的化学方程式为HClO4NaOH=NaClO4H2O。(3)金属与盐酸反应生成氢气，体现氯化氢的氧化性，例如Zn2H=Zn2H2、Fe2H=Fe2H2等。浓盐酸可作为还原剂在加热条件下与MnO2发生反应制备
7、Cl2，该反应的化学方程式为MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。答案 (1)Cl2O、Cl2O3、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等中任意两种(2)HClO4NaOH=NaClO4H2O(3)Zn2H=Zn2H2(或Fe2H=Fe2H2等其他合理答案)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(4)Cl2中氯元素化合价为0价，氯元素还有1价以及1价等价态，因此氯元素化合价可以升高，氯气体现还原性；氯元素化合价可以降低，氯气体现氧化性2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O8(素养题)为了探究氯水能否和碳酸钙发生化学反应，某学生设计如下实验：实验一：向盛有饱
8、和氯水的锥形瓶中加入大理石，并充分振荡，观察到氯水的黄绿色褪去并同时产生气体。实验二：取实验一后锥形瓶中清液，进行如下实验：该清液滴在有色布条上有极强的漂白作用。该清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀。该清液中滴加盐酸可产生大量气体。实验三：该学生设想用下列装置收集实验二中产生的气体做进一步检验。回答下列问题：(1)在实验二中，清液滴在有色布条上有极强的漂白作用说明该清液中含有_(写化学式)；清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀说明该清液中含有_；清液中滴加盐酸产生的气体是_(用化学式表示)。(2)实验三中，洗气装置内的洗涤液一般用_溶液，用装置_收集。(3)该学生通过上述实验，写出了氯水和碳酸钙反应
9、的化学方程式：_。解析 氯气溶于水，发生反应：Cl2H2O=HClHClO；生成的HCl与CaCO3发生反应：2HClCaCO3=CaCl2CO2H2O，滴加盐酸产生Cl2发生反应：HClHClO=Cl2H2O。实验三中为了减少Cl2的溶解用饱和NaCl溶液吸收杂质气体，用排液法收集气体，应将导管口插入试管口。答案 (1)HClO Ca2 Cl2(2)饱和NaCl B(3)CaCO32Cl2H2O=2HClOCaCl2CO29通过下列装置制备氯气，并验证氯气的性质。(1)写出高锰酸钾与浓盐酸反应的离子反应方程式：_。(2)注射器内水的作用是_。(3)实验结束后，通过U形管左侧的导气管通入CO2
10、气体，作用是_。(4)可以验证氯气具有氧化性的现象是_。答案 (1)2MnO16H10Cl=2Mn25Cl28H2O(2)湿润试纸和红纸(3)赶尽装置内的氯气，让NaOH溶液完全吸收(4)淀粉KI试纸变蓝10(素养题)无水氯化铁呈棕红色，易潮解，100 左右时升华，冷却后易凝华。如图是两名学生设计的用氯气与铁反应制备无水氯化铁的实验装置图。左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如()和()所示。试回答：(1)A仪器的名称是_。(2)B中反应的离子方程式为_；其中浓盐酸表现出_性。(3)气体通过装置C的目的是_。(4)D中的反应开始前，需进行的操作是_，应采取的方法是_。(5)D中
11、发生反应的化学方程式：_。(6)装置( )的主要缺点：_。(7)装置()F中发生反应的化学方程式为_。如果选用()装置来完成实验，则必须采取的改进措施是_。解析 (2)实验室用氯气和铁反应制取氯化铁，所以首先必须制取氯气，实验室常用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，B中发生的反应是MnO24H2ClMn2Cl22H2O，浓盐酸在此反应中表现出酸性和还原性。(3)为达到实验目的，需制备干燥氯气，则浓硫酸的作用是吸收氯气中的水蒸气。(4)D中的反应开始前，需排出装置中的空气，防止氧气和铁反应生成铁的氧化物而产生杂质。(5)D中干燥的氯气与铁粉反应生成无水氯化铁，反应的化学方程式为2Fe3Cl22FeC
12、l3。(6)()中导气管管口较小，氯化铁升华后遇冷凝华，易堵塞导管；氯气是有毒气体，不能直接排到空气中，否则会污染环境，所以F后面应该接有一个尾气处理装置。(7)装置()中有尾气处理装置，尾气处理装置中发生的化学反应为2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，但F中是水溶液，会有水蒸汽进入E中，所以为防止氯化键潮解，在E和F之间应连接装有干燥剂的装置。答案 (1)分液漏斗(2)MnO24H2ClMn2Cl22H2O 酸性和还原(3)吸收水蒸气，干燥氯气(4)排出装置中的空气 B中的反应进行一段时间后，黄绿色气体充满整个装置时，再开始加热D(5)2Fe3Cl22FeCl3(6)氯化铁升华后遇冷凝华，导管易被堵塞，且尾气排入空气，会造成环境污染(7)2NaOHCl2=NaCl2NaClOH2O 在E、F装置之间连接干燥装置