1、课时梯级作业 十一富集在海水中的元素氯(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题,每题6分,共42分)1.下列关于卤素的性质说法正确的是()A.F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐降低B.氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸,pH将增大C.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可D.NaClO与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒的Cl2:2H+Cl-+ClO-Cl2+H2O【解析】选D。由F2I2的熔沸点逐渐升高,A错误;Cl2溶于水生成HCl和HClO,溶液的pH减小,B错误;氯水具有漂白性,会将pH试纸漂白,故无法测定其pH,C错误;次氯酸钠与盐酸能
2、发生氧化还原反应2HCl+NaClOCl2+H2O+NaCl,D正确。【加固训练】下列不能使淀粉碘化钾试纸变蓝的物质是()A.碘水B.溴水C.氯水D.溴化钠溶液【解析】选D。因氧化性:Cl2Br2I2,则加入氯水、溴水,可将I-氧化为I2,淀粉遇碘变蓝,另外直接加入碘水,试纸也变蓝,而NaBr溶液与碘化钾不反应。2.酸性条件下,Cl有强的氧化性,若将一定量的Cu与稀硫酸、KClO3混合,则可能的生成物是Cu(ClO3)2、Cu(ClO4)2、CuCl2、H2中的()A.B.C.D.【解析】选A。Cl表现出氧化性时,氯元素的价态只能下降,可能有CuCl2生成,但不可能有Cu(ClO4)2生成,由
3、硝酸与铜反应类比知还可能生成Cu(ClO3)2但不可能有H2生成,A正确。3.下列事实或实验叙述正确的是()A.氟氯烃作制冷剂会加剧雾霾天气的形成B.能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2C.加碘食盐中含有碘元素,能使淀粉溶液变蓝D.溴中溶有少量氯气,可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯【解析】选D。氟氯烃作制冷剂会加剧臭氧层空洞的形成,A错误;使湿润的淀粉KI试纸变蓝的物质可能是Cl2、FeCl3溶液、NO2等,B错误;加碘食盐中碘元素不是以单质形式存在,不能使淀粉溶液变蓝,C错误;溴中溶有少量氯气,加入溴化钠与氯气反应,再用汽油萃取的方法提纯,D正确。4.二氧化氯(ClO2)是
4、一种黄绿色易溶于水的气体,常用作饮用水消毒。实验室通过如下过程制备二氧化氯。下列说法正确的是 ()A.电解时发生反应的离子方程式为N+3Cl-2H2+NCl3B.溶液X中大量存在的阴离子有Cl-、OH-C.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3D.可用明矾除去饮用水中残留的NaClO2【解析】选B。电解时发生反应的离子方程式应为2H+N+3Cl-3H2+NCl3,A错误;NaClO2与NCl3反应的离子方程式为6Cl+NCl3+3H2O6ClO2+NH3+3Cl-+3OH-,B正确;ClO2和NH3都是易溶于水的气体,C错误;明矾净水的原理是利用Al3+水解生成的Al(OH)3胶体粒子吸附水中的
5、悬浮物质而沉降,无法除去水中残留的NaClO2,D错误。5.某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次):a.KI溶液;b.淀粉溶液;c.NaOH溶液;d.稀硫酸;e.氯水。发现溶液颜色按如下顺序变化:无色棕黄色蓝色无色蓝色,对此过程进行的分析中错误的是()A.加入以上药品的顺序是aebcdB.反应的化学方程式为I2+2NaOHNaI+NaIO3+H2OC.溶液由棕黄色变为蓝色原因是淀粉溶液遇碘变蓝色D.反应的离子方程式为2I-+Cl2I2+2Cl-【解析】选D。无色棕黄色说明有碘生成,棕黄色蓝色说明是淀粉遇碘溶液显色,蓝色无色说明碘被消耗,无色蓝色说明又生成了碘,此
6、时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的反应。6.根据如图的转化关系判断下列说法正确的是(反应条件已略去) ()A.反应均属于氧化反应和离子反应B.反应说明该条件下铝的还原性强于锰C.相同条件下生成等量的O2,反应和转移的电子数之比为11D.反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为14【解析】选B。为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、二氧化锰、水,为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水,为过氧化氢分解生成水和氧气,为氯酸钾分解生成氯化钾和氧气,为铝和二氧化锰发生铝热反应生成Mn和氧化铝,均存在元素的化合价变化,均属于氧化还原反应,但不是离子反应,A错误;为铝热反应,因此说明该条件下铝的还原
7、性强于锰,B正确;中O的化合价由-1价升高为0,中O的化合价由-2价升高为0,则相同条件下生成等量的O2,反应和转移的电子数之比为12,C错误;反应4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2+2H2O中Mn的化合价由+4价降低为+2价,HCl中Cl的化合价由-1价升高为0,由电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为12,D错误。【加固训练】ClO2是一种新型水处理剂,工业上用NaClO2与盐酸反应制备ClO2的反应如下:5NaClO2+4HCl(稀)5NaCl+4ClO2+2H2O;NaClO2+4HCl(浓)NaCl+2Cl2+2H2O。下列说法中正确的是()A.两种反应中HCl均是还原
8、剂B.盐酸浓度越大,还原性越强C.中氧化产物与还原产物物质的量之比为45D.中每生成1 mol Cl2转移2 mol电子【解析】选B。中盐酸中的Cl-全部转入NaCl中,电子转移发生在NaClO2中的氯原子之间,A错误;盐酸表现出还原性时,浓度越大,还原性越强,B正确;中ClO2是氧化产物,NaCl是还原产物,但NaCl中有的氯来源于盐酸,氧化产物和还原产物的物质的量之比为41,C错误;中每生成1 mol Cl2时转移1.5 mol电子,D错误。7.(能力挑战题)标准状况下,将a L H2和Cl2的混合气体点燃,充分反应后,将混合气体通入含b mol NaOH的热溶液中,气体恰好被完全吸收,N
9、aOH无剩余,测得反应后溶液中含Cl-、ClO-、Cl,且三者物质的量之比为811,则原混合气体中H2的物质的量为()A. molB. molC. molD. mol【解析】选C。反应后溶液中Na+的物质的量等于Cl-、ClO-、Cl的物质的量之和,也等于混合气体中氯原子的物质的量,所以氯气的物质的量为 mol,则氢气的物质的量为 mol。二、非选择题(本题包括3小题,共58分)8.(18分)Cl2、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 _。(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,
10、但氯水却有漂白作用,说明起漂白作用的物质是_。25 时,Cl2与H2O、NaOH的反应如表: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 _。(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式为Fe-2e-Fe2+,ClO-发生的电极反应式是_。(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_,原因是_。NaClO分解的化学方程式是_。48d,中v(N
11、aClO)=_mol(Ld)-1(常温下漂白液的密度约为1 gcm-3,且变化忽略不计)。【解析】(1) 电解NaCl溶液化学方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2。(2)氯水中起漂白作用的是HClO;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多,次氯酸钠比次氯酸更稳定。(3)铁遇漂白液发生电化学腐蚀,实质是ClO-将Fe氧化,本身被还原为Cl-,电极反应式是ClO-+2e-+H2OCl-+2OH-。(4)据图可知NaClO的起始含量,NaClO的浓度越高,其分解速率越大,因此v()v()。NaClO分解的化学方程式可从以下两个反应分析得出
12、:NaClO+H2OHClO+NaOH,2HClO2HCl+O2。设溶液的体积为1 L,48d,中v(NaClO)=(6.5%-5.1%)1 gcm-3103 cm374.5 gmol-11 L4 d0.047 mol(Ld)-1。答案:(1)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2(2)HClOK2K1,反应的有效成分比反应的有效成分多,次氯酸钠比次氯酸更稳定(3)ClO-+2e-+H2OCl-+2OH-(4)v()v() 在相同的条件下,NaClO的浓度越高其分解速率越大2NaClO2NaCl+O20.0479.(20分)氯及其化合物在生活中应用广泛。(1)指出氯元素在周期表中的位置_
13、。(2)净水丸能对饮用水进行快速的杀菌消毒,净水丸外层的优氯净Cl2Na(NCO)3先与水反应,生成次氯酸;几分钟后,内层的亚硫酸钠(Na2SO3)溶出,可将水中的余氯(次氯酸等)除去。优氯净中氯元素的化合价为_。亚硫酸钠将水中多余次氯酸除去的离子方程式为_。(3)ClO2可以对饮用水进行消毒,消毒时,ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去,在这个过程中,Fe2+、Mn2+的化合价升高,说明ClO2具有_性。(4)工业可以通过KClO3与SO2反应制取ClO2,该反应化学方程式为_。【解析】(1)氯元素在第3周期A族。(2)优氯净Cl2Na(NCO)
14、3中钠为+1价、氮为-3价、碳为+4价、氧为-2价,则氯元素的化合价为+1价;亚硫酸钠将次氯酸还原生成盐酸,而自身被氧化成硫酸钠,其离子方程式为S+HClOS+Cl-+H+。(3)ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2,说明ClO2具有氧化性。(4)根据氧化还原反应的原理知2KClO3+ SO22ClO2+K2SO4答案:(1)第3周期A族 (2)+1S+HClOS+Cl-+H+(3)氧化(4)2KClO3+ SO2 2ClO2+K2SO410.(20分)(能力挑战题)实验小组同学看到一则报道:某造纸厂误将槽车中的漂白液(NaCl和NaClO的混合液)倒入盛放饱
15、和KAl(SO4)2溶液的池中,造成中毒事件。该小组同学为探究中毒原因进行了如下实验。(1)小组同学依据漂白液具有漂白消毒的性质推测,漂白液中ClO-具有氧化性。实验如下:.经测定漂白液pH7,饱和KAl(SO4)2溶液pH7。.取10 mL漂白液,依次加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液,有白色沉淀生成,经检验白色沉淀不溶于盐酸。.另取10 mL漂白液,加入品红溶液,溶液红色逐渐变浅,一段时间后褪为无色。.再取10 mL漂白液,加入品红溶液,加入少量稀硫酸酸化后,溶液红色立即变为无色。漂白液pH大于7的原因是(用离子方程式表示) _。由实验得出ClO-具有氧化性,写出反应的离子方程式:_。对
16、比实验和说明ClO-氧化性与溶液酸碱性的关系是_。(2)小组同学依据(1)中的实验,提出漂白液在酸性溶液中有Cl2生成。用如图所示的装置继续实验,探究漂白液在酸性溶液中是否能反应生成Cl2。装置B的作用是_;盛放的药品是_。若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入硫酸,不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中反应的离子方程式为 _。若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和KAl(SO4)2溶液,首先观察到产生大量的白色胶状沉淀,不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中反应的离子方程式是 _。(3)上述实验说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl2。若取10 mL漂白液与足量BaCl2溶液混合后,不断通入SO2至过量,在实验过程中可
17、能的实验现象是 _。【解析】(1)漂白液中的NaClO因ClO-的水解而使溶液呈碱性,同时ClO-具有强氧化性,可将S氧化为S,本身被还原为Cl-,也可将品红溶液氧化而使其褪色,当不加硫酸时,褪色过程较慢,加入硫酸后立即褪色,说明ClO-的氧化性随c(H+)增大而增强。(2)Cl2有毒,装置B是尾气处理装置,用NaOH溶液吸收Cl2;漂白液中加入稀硫酸后有黄绿色气体Cl2生成;向漂白液中加入KAl(SO4)2溶液时,由于Al3+和ClO-水解的相互促进,产生大量Al(OH)3沉淀和HClO,反应的离子方程式为Al3+3ClO-+3H2OAl(OH)3+3HClO,生成的HClO又将NaCl中的
18、Cl-氧化为Cl2,离子方程式为2HClO+Cl-Cl2+ClO-+H2O,将合并即可得总反应的离子方程式。(3)将漂白液与BaCl2溶液混合后,不断通入SO2,首先发生反应:ClO-+SO2+H2OS+Cl-+2H+,S+Ba2+BaSO4,可看到有白色沉淀生成,随着SO2的不断通入,溶液的酸性逐渐增强,还会有下列反应发生:ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2O,产生的Cl2使溶液由无色变为黄绿色,当ClO-反应完后,SO2又会和Cl2发生下列反应:Cl2+SO2+2H2OS+2Cl-+4H+,使溶液由黄绿色最终又变为无色。答案:(1)ClO-+H2OHClO+OH-ClO-+SCl-+S、Ba2+SBaSO4(合并写出也可以)ClO-的氧化性随c(H+)增大而增强(2)吸收Cl2NaOH溶液ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2O3ClO-+3Cl-+2Al3+3H2O3Cl2+2Al(OH)3(3)产生白色沉淀,溶液由无色变为黄绿色,最后溶液变为无色