1、微项目科学使用含氯消毒剂运用氧化还原反应原理解决实际问题一、选择题(本题包括8小题,每题2分,共16分)题组1解读“84”消毒液的产品说明1.某“84”消毒液的商标注明:本品为无色液体,呈碱性;使用时加水稀释;可对餐具、衣物消毒,可漂白浅色衣物。其有效成分是()A.CH3CH2OHB.KMnO4C.NaClOD.C6H5OH【解析】选C。根据“84”消毒液的性质叙述判断,其有效成分是次氯酸钠。2.(2021成都高一检测)化学就在我们身边。如表是生活中常见的两种清洁剂,且NaClO+2HClNaCl+X+H2O。则下列说法正确的是()清洁剂名称洁厕灵“84”消毒液有效成分HClNaClOA.洁厕
2、灵可用于金属表面除锈B.洁厕灵可用于清洁大理石地面C.“84”消毒液中NaClO属于盐,其中Cl元素的化合价呈-1价D.洁厕灵与“84”消毒液混合后发生置换反应【解析】选A。“洁厕灵”中的盐酸会与氧化铁反应生成氯化铁和水,可用于金属表面除锈,故A正确;“洁厕灵”中的盐酸会与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,不能用于清洁大理石地面,故B错误;次氯酸钠是由次氯酸根离子和钠离子构成的,属于盐,钠元素显示+1价,氧元素显示-2价,所以氯元素显示+1价,故C错误;通过NaClO+2HClNaCl+X+H2O,结合质量守恒定律可以知道X是氯气,反应物都是化合物,发生的反应不是置换反应,故D错误。3.下列
3、有关说法错误的是()A.H2O2、Na2O2都属于过氧化物B.双氧水是绿色氧化剂,可作医疗消毒剂C.H2O2既有氧化性,又有还原性,与Cl2、KMnO4反应是表现H2O2的氧化性D.H2O2作漂白剂是利用其氧化性,漂白原理与HClO类似,与SO2不同【解析】选C。H2O2、Na2O2中都存在OO共价键,A项正确;双氧水有强氧化性,可作漂白剂和消毒剂,其还原产物为H2O,故被称为“绿色氧化剂”,B、D项正确;H2O2中O为-1价,故H2O2既有氧化性,又有还原性,当与具有很强氧化性的物质如KMnO4、Cl2等相遇时被氧化,H2O2表现还原性,C项错误。4.(2021三明高一检测) 世界卫生组织(
4、WHO)将二氧化氯(ClO2)列为A级高效安全灭菌消毒剂,它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有着广泛应用,由此可判断二氧化氯()A.是强氧化剂B.是强还原剂C.是一种盐D.分子中氯元素为-1价【解析】选A。ClO2中氯元素为+4价,具有较强的氧化性,可用于消毒、食品保鲜。题组2探究消毒剂的使用问题5.ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O。下列说法正确的是()A.1 mol KClO3参加反应有2 mol电子转移B.ClO2是氧化产物C.H2C2O4在反应中被还原D.KC
5、lO3在反应中得到电子,作氧化剂【解析】选D。H2C2O4中碳元素的化合价由+3+4,氯元素的化合价由+5+4,氯元素化合价变化值为1,KClO3在反应中得到电子,作氧化剂,D正确;1 mol KClO3中氯原子为1 mol,所以1 mol KClO3参加反应转移1 mol电子,A错误;KClO3作氧化剂,生成的ClO2是还原产物,B错误;H2C2O4在反应中被氧化,C错误。6.(2021台州高一检测) 用高铁酸钠(Na2FeO4)对河水和湖水消毒是城市饮用水处理的新技术,已知反应:Fe2O3+3Na2O22Na2FeO4+Na2O。下列说法正确的是()A.Na2FeO4是还原产物,Na2O是
6、氧化产物B.Na2O2也是一种消毒剂C.Na2FeO4有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌D.在Na2FeO4中Fe为+4价,具有强氧化性,能消毒杀菌【解析】选B。Na2FeO4既是氧化产物,又是还原产物,Na2O是还原产物,A项错误;Na2O2氧化性强于Na2FeO4,也可以作消毒剂,B项正确; Na2FeO4有强氧化性,能消毒杀菌,其还原产物是Fe3+,能吸附水中杂质,C项错误;根据化合价原则可知,在Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,D项错误。7.(2021长春高一检测)下列关于氯水的叙述不正确的是()A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变
7、红后褪色C.将氯水滴入硝酸银溶液,有白色沉淀生成D.向氯水中滴加碳酸钠溶液,有气体产生【解析】选A。新制氯水中含有Cl2、HClO、H2O三种分子,故A错误;新制氯水中含有H+,可使蓝色石蕊试纸变红,可与Na2CO3反应生成CO2气体,含有HClO,具有强氧化性,可使试纸褪色,故B、D正确;氯水中含有Cl-,与硝酸银反应生成白色的氯化银沉淀,故C正确。8.(2021济南高一检测)下列说法正确的是()把氯气通入盛有湿润的有色布条集气瓶中,有色布条的颜色褪去,说明氯气具有漂白性实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气可以用澄清石灰水吸收久置氯水的酸性强于新制氯水检验HCl气体中是否混有Cl2
8、,方法是将气体通入硝酸银溶液除去HCl气体中的Cl2,可将气体通入氢氧化钠溶液中A.B.C.D.【解析】选C。氯气没有漂白性,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,故错误;澄清石灰水浓度较小,应用氢氧化钠溶液,故错误;氯水中含有次氯酸,不稳定,分解生成盐酸和氧气,则久置氯水的酸性增强,故正确;HCl也与硝酸银反应,可通过颜色观察,故错误;HCl、Cl2都与氢氧化钠溶液反应,不能用于除杂,应用苯洗气,故错误。二、非选择题(本题包括2小题,共14分)9.(6分)某品牌消毒液包装说明的部分内容摘录如下:主要有效成分为次氯酸钠,有效氯含量8 00010 000 mgL-1。可用于各类家居用品、餐具、棉织
9、衣物等的消毒,对彩色织物可能有褪色作用。本品须密封,置于阴凉、暗处保存。请完成以下填空:(1)该消毒液具有的化学性质是_性和_性。(2)从该消毒液的保存要求分析,导致其失效的外界因素主要是_。【解析】(1)该消毒液具有的化学性质是氧化性、漂白性、不稳定性(任填两项即可);(2)根据“本品须密封,置于阴凉、暗处保存”,结合次氯酸钠的性质可知,导致其失效的外界因素主要是CO2等酸性气体、光和热等。答案:(1)强氧化漂白不稳定(任填两项)(2)CO2等酸性气体、光和热等10.(8分)过氧化氢(H2O2)又称双氧水,近年来备受人们的青睐,并称其为绿色氧化剂。请回答下列问题:(1)H2O2中氧元素是-1
10、价,这决定了H2O2具有多重性质。Na2O2与盐酸反应可生成H2O2:Na2O2+2HClH2O2+2NaCl,这个反应体现了双氧水的_性,H2O2的电离方程式为_。将H2O2加入酸化的KMnO4溶液中,溶液的紫红色消失,这体现了H2O2的_性。 (2)H2O2被称为绿色氧化剂的理由是_。【解析】(1)化学反应Na2O2+2HClH2O2+2NaCl遵循强酸制取弱酸的规律,体现了双氧水的酸性,属于二元弱酸,电离方程式为H2O2H+H,H H+。将H2O2加入酸化的KMnO4溶液中,高锰酸钾溶液会将双氧水氧化,所以高锰酸钾紫红色消失,这体现了H2O2具有还原性。(2)双氧水具有氧化性,还原产物是
11、水,环保无污染。答案:(1)弱酸H2O2H+H,HH+还原(2)H2O2作氧化剂时的产物是H2O,不生成污染物一、选择题(本题包括6小题,每题5分,共30分)1.由于氯气不便于保存,生活中常用的含氯消毒剂是“84”消毒液或漂白粉。下列关于工业生产的说法正确的是()A.工业上利用H2和Cl2的混合气体在光照下反应来制取盐酸B.工业上以氯气和澄清石灰水为原料制造漂白粉C.工业上将氯气溶于NaOH溶液中制备漂白粉D.漂白粉要干燥和密封保存【解析】选D。工业上利用H2在Cl2中燃烧来制取盐酸,A项不正确;工业上以氯气和石灰乳为原料制造漂白粉,B、C项不正确;如果漂白粉露置在潮湿的空气中,会缓慢变质而失
12、效,发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+ 2HClO,2HClO2HCl+O2,D项正确。2.(2021成都高一检测)制取漂白液的化学方程式是Cl2+2NaOHNaCl +NaClO+H2O,该反应的氧化剂与还原剂的质量之比为()A.11B.12C.21D.32【解析】选A。该反应中Cl2既作氧化剂又作还原剂,根据化学方程式中NaCl和NaClO的化学计量数可判断氧化剂与还原剂的质量之比应为11。3.(双选)(2021济宁高一检测)下列离子方程式书写正确的是()A.向次氯酸钙溶液中通入过量的CO2:Ca2+2ClO-+H2O+CO2CaCO3+2HClOB.氢氧化
13、钠溶液吸收氯气:2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2OC.盐酸与硝酸银溶液反应:Cl-+Ag+AgClD.氯气通入水中:Cl2+H2O2H+Cl-+ClO-【解析】选B、C。A项中CO2过量,应生成Ca(HCO3)2;D项中HClO应写化学式。4.(2021济南高一检测)在3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O的反应中,下列说法不正确的是()A.Cl2既是氧化剂,又是还原剂B.KCl是还原产物,KClO3是氧化产物C.反应中每消耗3 mol Cl2,转移电子数为6 NAD.该氧化还原反应中只有氯元素化合价发生了改变【解析】选C。由3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O可知
14、,部分Cl元素的化合价由0升高为+5,部分Cl元素的化合价由0降低为-1,只有Cl元素的化合价变化,Cl2是氧化剂,也是还原剂,故A正确;KCl中Cl是化合价降低得到的产物,故为还原产物,KClO3中Cl是化合价升高得到的产物,故为氧化产物,故B正确;该反应中每消耗3 molCl2,有2.5 molCl2得到5 mol电子被还原为KCl,转移电子数为5NA,故C错误;由3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O可知,该氧化还原反应中只有氯元素化合价发生了改变,其他元素化合价没改变,故D正确。5.(2021德州高一检测)下列描述正确的是()A.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯
15、净干燥的Cl2B.将浓盐酸与MnO2共热产生的气体先通过浓H2SO4,后通过饱和食盐水来制备纯净干燥Cl2C.过量浓盐酸与一定量二氧化锰反应,MnO2能完全反应D.除去氯气中的HCl气体,装置如图【解析】选C。HCl极易溶于水,食盐水抑制氯气的溶解,还需浓硫酸干燥氯气,故A错误;浓盐酸易挥发,应先通过饱和食盐水除去HCl,后经过浓硫酸干燥,故B错误;浓盐酸与二氧化锰反应,浓盐酸需过量,能使MnO2完全反应,故C正确;二者均与碳酸氢钠溶液反应,不能除杂,故D错误。6.(2021杭州高一检测)实验室利用如图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述不正确的是()A.本实验操作顺序为检验装置气密性
16、添加固体药品添加液体药品加热B.装置、中的试剂依次为浓硫酸、饱和NaCl溶液C.氯气密度比空气大,故装置中长导管进气,短导管出气D.装置中反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O【解析】选B。有气体参与的反应,首先检查装置气密性,然后进行操作;药品如果有固体和液体药品,先固后液的顺序投料,所以本实验操作顺序为检验装置气密性添加固体药品添加液体药品加热,故A正确;发生装置中产生的氯气中含有水蒸气和氯化氢,分别用浓硫酸、饱和NaCl溶液净化,先除氯化氢杂质,因为除氯化氢过程中引入水蒸气,用浓硫酸一起除去,所以装置、中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸,故B错误;氯气的密度比空气
17、大,所以用向上排空气法收集,即长管进气短管出气,所以装置中长导管进气,短导管出气,故C正确;氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以装置中离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,故D正确。【补偿训练】已知:KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2+3H2O,如图所示,将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上,并用表面皿盖好。表中由实验现象得出的结论完全正确的是()选项实验现象结论AFeCl2溶液由浅绿色变为棕黄色Cl2具有还原性B滴有酚酞的NaOH溶液褪色Cl2具有酸性C紫色石蕊溶液先变红后褪色Cl2具有漂白性D淀粉-KI溶液变为蓝色Cl
18、2具有氧化性【解析】选D。A项说明Cl2具有氧化性。B项是Cl2与H2O反应生成了HCl、HClO,都可以使滴有酚酞的NaOH溶液褪色。C项是Cl2与H2O反应生成的HCl具有酸性,HClO具有漂白性。D项的反应为Cl2+2KI2KCl+I2,说明Cl2具有氧化性。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)7.(2021南京高一检测) 某化学兴趣小组的同学买来一瓶“84”消毒液,请大家与他们一同来研讨以下问题:(1)此瓶“84”消毒液的说明书上这样写道:“本品为无色液体,呈碱性”,请你推测它的有效成分是_。A.Cl2B.H2O2C.NaClOD.KMnO4(2)该化学兴趣小组的同学在瓷碗中盛放2
19、0 mL该“84”消毒液,露置在阳光充足的室内,他们对“84”消毒液的消毒效果和组成成分的变化进行了研究。得出数据如图:从图1和图2中数据可得知“84”消毒液暴露在空气中半小时后,其主要溶质是_,用化学方程式表示其中变化的主要原因_。(3)该化学兴趣小组的同学选了紫色石蕊溶液对“84”消毒液的性质进行实验探究,请你帮助他们完成实验报告:实验操作预期现象结论(4)该化学实验小组的同学上网查询有关“84”消毒液的信息时,发现这样一则消息:有一家庭主妇把“84”消毒液和清洁剂(呈酸性、含Cl-)都倒出一些混合在一起,进行刷洗。一会儿,她就晕倒在房间里。这几位同学感到迷惑不解。请你用离子方程式帮助他们
20、解开这一悬念:_ _。【解析】(1)通过“本品为无色液体”即可排除Cl2和KMnO4;通过“呈碱性”可知为NaClO。(2)从图1和图2中数据可知“84”消毒液暴露在空气中半小时后,消毒效果几乎为零,溶液pH接近7,溶液中的主要溶质应该是氯化钠,所发生反应的化学方程式为NaClO+CO2+H2OHClO+NaHCO3,2HClO2HCl+O2,HCl+NaHCO3CO2+H2O+NaCl。(3)由于“84”消毒液具有碱性和氧化性(或漂白性),紫色石蕊溶液遇“84”消毒液会出现先变蓝后褪色的现象。(4)“84”消毒液与清洁剂(呈酸性、含Cl-)混合,ClO-在酸性条件下能氧化Cl-生成氯气,发生
21、反应的离子方程式是ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2O。答案:(1)C(2)氯化钠(或NaCl)NaClO+CO2+H2OHClO+NaHCO3,2HClO2HCl+O2,HCl+NaHCO3CO2+H2O+NaCl(3)实验操作预期现象结论取一干净试管,加入12 mL“84”消毒液,然后滴加几滴紫色石蕊溶液溶液先变蓝后褪色“84”消毒液具有碱性和氧化性(或漂白性)(4)ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2【日积月累】(九层之台,起于累土难点知识从基础练起)(1)氯气与水反应的离子方程式:Cl2+H2OH+Cl-+HClO。(2)氯气与氢氧化钠反应的离子方程式:Cl2+H2OH+Cl-+HClO。(3)盐酸与碳酸钙反应的离子方程式:2H+CaCO3Ca2+H2O+CO2。(4)次氯酸钙溶液中通入二氧化碳的离子方程式:Ca2+2ClO-+CO2+H2O CaCO3+2HClO。