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第十四、五讲 氯及其化合物 卤族元素
【基础巩固】
1.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中,不合理的是
(已知:饱和NaClO 溶液的pH 约为11)( )
A.该消毒液可用NaOH 溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
B.该消毒液的pH 约为12:ClO-+H2O
HClO
⇌
+OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒的Cl2:2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用: CH3COOH+ClO-===HClO+CH3COO-
【答案】 B
【解析】 已知饱和NaClO 溶液的pH 约为11,这是由于ClO-的水解,而该消毒液的pH 约为12,主要是
因为其中含有一定量的NaOH,B 项错误。
2.实验室中利用MnO2制备干燥的Cl2及少量氯水并收集Cl2,下列图示装置和原理不能达到实验目的的是
( )
A.连接图1、图2 装置,向分液漏斗中注水,打开K1,关闭K2,检查装置气密性
B.图1 装置中,滴加浓盐酸,点燃酒精灯,可制备Cl2
C.可通过图2 装置干燥并收集一定量的Cl2
D.连接图1、图3 装置,打开K1,点燃酒精灯,可制备少量氯水
【答案】 A
【解析】 图1 装置中为恒压分液漏斗,注水后无论气密性是否良好,水都能顺利流下,不能检查装置的
气密性,故A 符合题意;图1 装置中,浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下反应可制备Cl2,故B 不符合题
意;饱和食盐水除去氯气中的HCl 气体,浓硫酸干燥氯气,且氯气密度比空气的大,可通过图2 装置干燥
并收集一定量的Cl2,故C 不符合题意;连接图1、图3 装置,打开K1,点燃酒精灯,制备氯气,氯气进入
水中,可制备少量氯水,故D 不符合题意。
3.(2022·广东,8)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序
进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
【答案】 D
【解析】 浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,故A
1
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不符合题意;氯气的密度大于空气,可用向上排空气法收集,故B 不符合题意;湿润的红布条褪色,干燥
的红布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C 不符合题意;氯气在水中的溶解度较小,应用
NaOH 溶液吸收尾气,故D 符合题意。
4.(2022·山东日照模拟)实验室利用如图所示装置制备SbCl5。已知:SbCl3 的沸点为220.6 ℃,易水解;
SbCl5在常压下沸点约为140 ℃(同时分解),易水解,可与氢氟酸反应制备HSbF6。下列说法错误的是(
)
A.仪器Ⅰ中的a 为冷凝水的进水口
B.仪器Ⅱ的主要作用是吸收Cl2和空气中的水蒸气
C.SbCl5制备完成后,可减压蒸馏分离出SbCl5
D.用SbCl5制备HSbF6时,可在玻璃仪器中进行
【答案】 D
【解析】 冷凝管中冷凝水应该“低进高出”,仪器Ⅰ中的a 为冷凝水的进水口,故A 正确;氯气有毒,
污染空气,SbCl3、SbCl5易水解,仪器Ⅱ中碱石灰的主要作用是吸收Cl2和空气中的水蒸气,故B 正确;
SbCl5在常压下沸点约为140 ℃(同时分解),比SbCl3的低,为防止SbCl5分解,制备完成后应减压蒸馏分离
出SbCl5,故C 正确;SbCl5与氢氟酸反应制备HSbF6,玻璃中的二氧化硅和氢氟酸反应,故D 错误。
5.(2023·城都模拟)工业上用活性炭吸附海带提碘后废水中的I-制取I2,其流程如图:
下列说法错误的是( )
A.NaNO2氧化I-时使溶液pH 变大
B.活性炭吸附是为了净化水溶液
C.I2与NaOH(浓、热)反应的化学方程式:3I2 +6NaOH(浓、热)===5NaI+NaIO3+3H2O
D.热空气能吹出I2,是因为I2在水中溶解度小、易升华
【答案】 B
【解析】 亚硝酸钠具有氧化性,碘离子具有还原性,酸性条件下,二者发生氧化还原反应生成一氧化氮
和碘;利用活性炭吸附,然后加入热的浓氢氧化钠溶液吸收单质碘,最后加入HCl 调节pH,碘离子和碘
酸根离子在酸性溶液中发生归中反应生成单质碘:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,据此解答。
6.从淡化海水中提取溴的流程如下:
下列有关说法不正确的是( )
A.X 试剂可用Na2SO3饱和溶液 B.步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
2
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C.工业上每获得1 mol Br2,理论上需要消耗Cl2 44.8 L D.步骤Ⅳ为蒸馏
【答案】 C
【解析】 Na2SO3+Br2+H2O===Na2SO4+2HBr,A 正确;步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴的强,通过置换
反应制取Br2,B 正确;反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用了Cl2,故制取1 mol Br2理论上需要消耗2 mol 氯气,但未
标明氯气所处的温度和压强,无法确定其体积,C 错误;溴易挥发,从浓溴水中提取溴,可利用蒸馏的方
法,D 正确。
7.(高考题组合)下列说法错误的是( )
A.(2020·全国卷Ⅰ改编)Cl2中含有的HCl 杂质通过饱和食盐水除去
B.(2020·江苏)Cl2得到电子的能力比Br2强
C.(2018·浙江11 月选考)电解饱和食盐水可制取氯气
D.(2017·全国卷Ⅰ)启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
【答案】 D
【解析】 启普发生器不能加热,适合块状固体与液体在常温下反应,而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应
制氯气需要加热,且二氧化锰是粉末状固体,故不能用启普发生器制备氯气,D 项错误。
8.根据Cl2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( )
溶液
现象
结论
A
FeCl2溶液
溶液由浅绿色变为黄色
氧化性:Cl2>Fe2+
B
AgNO3溶液
产生白色浑浊
氯气与水发生了反应
C
滴有酚酞的氢氧化钠溶液
溶液红色褪去
氯气具有酸性
D
品红溶液
溶液褪色
氯水具有漂白性
【答案】 C
【解析】 A 项,FeCl2溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为黄色,说明氯气氧化亚铁离子变为铁离子,故
A 正确;B 项,AgNO3溶液通入了氯气,反应生成了白色沉淀,说明氯气与水发生了反应生成盐酸和次氯
酸,盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀,故B 正确;C 项,滴有酚酞的氢氧化钠溶液通入氯气,溶液褪色,
说明氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,不是氯气有酸性,故C 错误;D 项,品红溶液通入
氯气,溶液褪色,说明氯水具有漂白性,故D 正确。
9.(2022·大连一模)某同学取等量“84”消毒液分别加入三支试管中,各加3 滴紫色石蕊溶液,再立即分别加
入如图所示的试剂。下列实验现象的分析错误的是( )
实验
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现象
溶液先变蓝色,一段时间后
蓝色褪去
溶液变蓝色后迅速褪色,无
气体产生
溶液变蓝色后迅速褪色,并
产生大量气体
A.实验①说明“84”消毒液呈碱性、有漂白性 B.实验表明,c(HClO)越大越易使有色物质褪色
C.ClO-与Cl-只有在酸性条件下才能反应 D.实验③中ClO-先转化为HClO,再分解产生Cl2
【答案】 D
【解析】 实验①中加入石蕊的“84”消毒液变为蓝色,说明溶液呈碱性,一段时间后蓝色褪去说明具有
漂白性,A 正确;实验①中,ClO-水解产生HClO,浓度较小,实验③中加入稀硫酸产生HClO,浓度较大,
分析实验现象发现c(HClO)越大蓝色褪去的越快,说明c(HClO)越大越易使有色物质褪色,B 正确;实验③
加入硫酸后产生大量气体,而实验①中不产生气体,说明ClO-与Cl-只有在酸性条件下才能反应,C 正确;
实验③产生气体是因为ClO-与Cl-在酸性条件下能反应产生氯气,D 错误。
10.ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点11 ℃),实验室制备纯净ClO2溶液的装
置如图所示:
已知下列反应:NaClO3+HCl→NaCl+ClO2+Cl2+H2O;NaClO2+HCl→NaCl+ClO2+H2O;
NaClO2+Cl2→NaCl+ClO2(均未配平)。
下列说法正确的是( )
A.a 中通入的N2可用CO2或SO2代替 B.b 中NaClO2可用饱和食盐水代替
C.c 中广口瓶最好放在冰水浴中冷却 D.d 中吸收尾气后只生成一种溶质
【答案】 C
【解析】 A 项,a 中通入N2的目的是N2性质稳定且不影响实验,可将a 中产生的ClO2和Cl2吹出并进入
后续装置,继续实验,二氧化硫具有还原性,可将ClO2、NaClO3 等物质还原,故A 错误;B 项,b 中
NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯气和氯化氢杂质气体,用饱和食盐水可吸收氯化氢,但不能吸收氯
气,故B 错误;C 项,ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体,故c 中广口瓶最好放在
冰水浴中冷却,有利于吸收ClO2,故C 正确;D 项,d 中氢氧化钠和ClO2 发生歧化反应生成NaCl 和
NaClO3,产物至少两种,故D 错误;故选C。
11.(2022·深圳中学模拟)溴和碘的提取方法有多种,试解决下列问题。
Ⅰ.全球海水中溴的储藏量丰富,约占地球溴总储藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴的含量
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为65 mg/L。空气吹出法是目前海水提溴的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)写出步骤③的离子方程式:_______________________________________________________。
(2)步骤⑤的蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃,温度过高或过低都不利于生产。实验室里蒸馏所用的
盛装混合物的仪器名称为________,为控制温度,最好采用的加热方式为________;溴蒸气冷凝后得到液
溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离,分离仪器的名称是________。
(3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气,因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过________(填试剂名称)溶
液,以除去氯气。
(4)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是_________________________________________。
(5) 提取溴单质,采用蒸馏“ 溴水混合物Ⅱ” 而不是蒸馏“ 溴水混合物Ⅰ” ,请说明原因:
________________________。
Ⅱ.实验室从含碘废液(除H2O 外,还含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3 溶液,将废液中的I2 还原为I -,其离子方程式为
__________________________________________________________________________________;
该操作将I2还原为I-的目的是________________。操作X 的名称为________。
【答案】 Ⅰ.(1)Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO
(2)蒸馏烧瓶 水浴加热 分液漏斗
(3)溴化铁(或其他含Br-的盐类物质)
(4)酸化可抑制Cl2与水反应
(5)将“溴水混合物Ⅰ”转变为“溴水混合物Ⅱ”是Br2的浓缩过程,可提高效率,减少能耗,降低成本
Ⅱ.SO+I2+H2O===2I-+SO+2H+ 使溶于CCl4中的碘进入水层 分液
【解析】 Ⅰ.从海水中提取溴,一般要经过浓缩、氧化、提取三个步骤。步骤①发生的反应是Cl2+2Br-
===2Cl-+Br2,生成的溴仍溶解在海水中,根据溴易挥发的性质,可以鼓入热空气(步骤②),使它随热空
气一起挥发出来,再用SO2吸收(步骤③):Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO,这样可以得到较高浓度的
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含Br-的溶液,进一步用氯气氧化(步骤④),得到Br2,然后蒸馏便得到液溴。
Ⅱ.SO 将I2还原为I-,自身被氧化为SO,离子方程式为SO+I2+H2O===2I-+SO+2H+,该操作可使溶于
CCl4中的碘进入水层。
12.2022 年,新型冠状病毒在全球范围内肆虐,次氯酸钠溶液是常用的环境消毒剂。此外,次氯酸钠溶液
也是常用的漂白剂。某研究性学习小组在实验室制备次氯酸钠溶液,测定其中NaClO 的含量并探究其漂白
棉布的效果。回答下列问题:
(一)制备NaClO 溶液
(1)装置B 的作用是________________;若没有装置B,且D 中氢氧化钠不足量,对次氯酸钠产率的影响是
________(填“增大”“减小”或“无影响”)。
(2)装置D 中反应的离子方程式为__________________________________________________________。
(3)有同学提出三点意见:①装置A 中不需要酒精灯;②装置C 没有必要;③在装置D 后再连接一个盛有
NaOH 溶液的尾气处理装置,以降低氯气逸出污染空气的可能性。合理的是________(填序号)。
(二)测定消毒液中NaClO 的含量
步骤①:取制得的消毒液20 mL 于锥形瓶中,加足量盐酸酸化,迅速加入过量KI 溶液,盖紧瓶塞并在暗
处充分反应。
步骤②:加入淀粉做指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点,重复滴定操作3 次。
(4)步骤①中在暗处反应的原因是___________________________________________。
(5)步骤②中判断滴定终点的现象是__________________________________________________________,
已知I2+2S2O===2I-+S4O。平均用去25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液,测得NaClO 的含量为
________ g·L-1(结果保留2 位小数)。
(三)探究次氯酸钠漂白棉布的效果
已知:棉布用次氯酸钠漂白液漂白会受到一定损伤。织物断裂强度是指织物在被拉断时,所能承受的最大
荷重,单位为kg。
使用次氯酸钠漂白液漂白棉布,不同pH 对于漂白的结果如图所示。
(6)漂白速率随pH 减小而加快,但酸性条件易产生黄绿色气体,该气体已被实验证明没有漂白作用,说明
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起漂白作用的主要是________(填粒子符号);pH 最好选择9~11,虽然漂白速率较慢,但可延长漂白时间
达到效果。不宜选择酸性或中性的原因分别是____________________________________________。
【答案】 (1)除去HCl 气体 减小 (2)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O (3)②③ (4)防止HClO 分解 (5)
溶液由蓝色变为无色且30 s 内不恢复 4.66 (6)HClO 酸性条件易产生氯气导致环境污染;中性条件下对
棉布损伤较大
【解析】 (1)氯气难溶于饱和食盐水,装置B 中饱和食盐水的作用是除去HCl 气体,降低Cl2在水中的溶
解度;若没有装置B 除去Cl2中混有的HCl,D 中氢氧化钠不足量,HCl 会消耗一定量的氢氧化钠,次氯酸
钠的产率减小。(3)①反应需要加热,装置A 中不用酒精灯反应难以进行,不合理;②装置C 中浓硫酸用
于吸收氯气中的水,没有装置C 不会对实验造成影响,合理;③氯气有毒会污染环境,在装置D 后接一个
盛有NaOH 溶液的装置,用于尾气处理,合理。(4)步骤①中NaClO 在酸性条件与KI 反应生成碘单质和氯
化钠,离子方程式为ClO-+2H++2I-===Cl-+I2+H2O,ClO-与H+结合形成HClO,见光易分解,所以要
在暗处进行。(5)淀粉遇碘显蓝色,滴加Na2S2O3标准溶液后,发生反应:I2+2S2O===2I-+S4O,碘单质被
还原,溶液蓝色逐渐变浅,最终完全反应时褪色,滴定消耗Na2S2O3的物质的量为
0.025 L×0.100 0 mol·L-1=0.002 5 mol,根据关系式:ClO-~I2~2S2O,n(NaClO)=n(I2)=×0.002 5 mol,
NaClO 的含量为≈4.66 g·L-1。(6)黄绿色气体为Cl2,无漂白性,NaClO 与盐酸反应的离子方程式为ClO-+
H+===HClO,pH 越小,氢离子浓度越大,平衡向正反应方向移动,HClO 浓度越大,漂白性越强,所以具
有漂白性的是HClO。
【拔高练习】
1.如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法错误的是( )
A.单质①是最活泼的非金属单质
B.单质②能使品红溶液褪色
C.单质④能使淀粉溶液变蓝
D.单质的氧化性:④>
>
>
③②①
【答案】 D
【解析】 从F2→I2,相对分子质量逐渐增大,沸点也逐渐升高,故①为F2,②为Cl2,③为Br2,④为I2。
F2是最活泼的非金属单质;单质的氧化性:①>
>
>
②③④,D 项错误。
2.实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时,有如下操作:①连好装置,检查装置气密性;②缓缓加热;③加入
MnO2粉末;④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸;⑤将多余氯气用NaOH 溶液吸收;⑥用向上排空
气法收集氯气。顺序排列正确的是( )
A.①②③④⑥⑤ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
【答案】 D
【解析】 制取氯气的正确操作步骤:先连接装置、检查装置气密性,然后装入药品,先向烧瓶中装入二
氧化锰,再向分液漏斗中装入浓盐酸,再加热制取、收集氯气,由于氯气有毒,最后需要进行尾气吸收,
故正确的排序为①③④②⑥⑤。
3.(2023·西安模拟)如图是实验室制备氯气并进行相关实验的装置(夹持与加热装置已省略),下列有关说法不
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正确的是( )
A.若无加热装置,则装置a 蒸馏烧瓶中可用高锰酸钾或次氯酸钠
B.检验氯气是否有漂白性,则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为湿润的石蕊试纸、碱石灰、干燥的石蕊试纸
C.装置b 既可以洗气又可以作安全瓶监测装置c 是否堵塞
D.含有4 mol HCl 的浓盐酸与足量二氧化锰反应,产生标准状况下的Cl2体积小于22.4 L
【答案】 B
【解析】 高锰酸钾、次氯酸钠具有强氧化性,在不加热条件下,能与浓盐酸反应产生氯气,故A 正确;
氯气能与碱石灰发生反应,因此干燥氯气时不能用碱石灰,应用无水氯化钙,故B 错误;饱和食盐水能吸
收氯气中的HCl,b 装置有长颈漏斗,还起到安全瓶的作用,可以监测后续装置是否发生堵塞,平衡气压,
故C 正确;含4 mol HCl 的浓盐酸与足量二氧化锰发生反应,盐酸浓度降到某一浓度时反应停止,因此产
生标准状况下氯气的体积小于22.4 L,故D 正确。
4.(2022·湖南岳阳一中模拟)反应2NaClO+C3H3N3O3===C3N3O3Cl2Na+NaOH+H2O 可制备广谱消毒剂
C3N3O3Cl2Na,装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是( )
A.按气流从左至右,装置中导管连接顺序为f→c→d→a→b→e
B.升高温度有利于装置A 中产品的生成
C.当加入4 mol NaOH 时,消耗氰尿酸(C3H3N3O3)的量大于1 mol
D.装置D 中橡胶管可平衡气压,便于浓盐酸顺利流下
【答案】 B
【解析】 A 为制取C3N3O3Cl2Na 的装置,B 为除去氯气中的HCl 的装置,C 为尾气处理装置,D 为制取氯
气装置,所以为完成实验,按气流从左至右,导管连接顺序为f→c→d→a→b→e,A 正确;升高温度,氯
气和NaOH 溶液反应生成NaClO3,生成NaClO 的浓度减少,不利于装置A 中产品的生成,B 错误;由反
应方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O、2NaClO+C3H3N3O3===C3N3O3Cl2Na+NaOH+H2O,可得
关系式:4NaOH~2NaClO~C3H3N3O3,加入4 mol NaOH 时,可消耗1 mol C3H3N3O3,由于产物也生成
NaOH,则消耗氰尿酸的量大于1 mol,C 正确;装置D 中浓盐酸和Ca(ClO)2反应生成Cl2,由于产生气体,
装置D 内压强较大,使用橡胶管可平衡气压,便于浓盐酸顺利流下,D 正确。
5.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海带提碘的说法不正确的是( )
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干海带――→海带灰――→悬浊液――→滤液――→碘水――→I2的CCl4溶液――→I2
A.在蒸发皿中灼烧干海带,并用玻璃棒搅拌
B.往含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,I-发生氧化反应
C.往碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.将碘水加入CCl4中,通过萃取、分液得到I2的CCl4溶液
【答案】 A
【解析】 灼烧固体应使用坩埚,A 项说法错误;酸性条件下H2O2能将I-氧化为I2,B 项说法正确;淀粉
遇碘变蓝,C 项说法正确;将碘水加入CCl4中,通过萃取、分液可得到I2的CCl4溶液,D 项说法正确。
6.(2021·湖南卷改编)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2
+11KClO3+3H2O=====6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移20 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11 6∶
C.可用澄清的石灰水吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO 的存在
【答案】 C
【解析】 根据题干中的化学方程式可知,I 元素的化合价由0 价升高到+5 价,转移电子数为6×5×2=
60,所以产生标准状况下22.4 L(即1 mol)氯气需消耗2 mol 碘单质,转移20 mol e-,A 说法正确;该反应
中I2为还原剂,KClO3为氧化剂,故氧化剂和还原剂的物质的量之比为11 6∶,B 说法正确;工业上常用氯
气和石灰乳反应制备漂白粉,C 说法错误;酸性条件下,I-与IO 反应生成I2,淀粉遇I2变蓝色,故可用酸
化的淀粉碘化钾溶液检验IO 的存在,D 说法正确。
7.溴化碘(IBr)的化学性质类似卤素单质,它同水反应的化学方程式为IBr+H2O===HBr+HIO。下列有关
IBr 的叙述不正确的是( )
A.在与水的反应中,IBr 既不是氧化剂也不是还原剂
B.在与水的反应中,IBr 既是氧化剂又是还原剂
C.在很多反应中,IBr 是强氧化剂
D.IBr 跟NaOH 稀溶液反应生成NaBr、NaIO 和H2O
【答案】 B
【解析】 反应IBr+H2O ===HBr+HIO 中,没有元素化合价变化,IBr 既不是氧化剂也不是还原剂,故
A 正确、B 错误;溴化碘(IBr)的化学性质类似卤素单质,在与金属反应时,IBr 是氧化剂,故C 正确;由氯
气与NaOH 的反应可知,IBr 和NaOH 稀溶液反应生成NaBr、NaIO 和H2O,故D 正确。
8.(2022·湖南岳阳一中模拟)反应2NaClO+C3H3N3O3===C3N3O3Cl2Na+NaOH+H2O 可制备广谱消毒剂
C3N3O3Cl2Na,装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是( )
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A.按气流从左至右,装置中导管连接顺序为f→c→d→a→b→e
B.升高温度有利于装置A 中产品的生成
C.当加入4 mol NaOH 时,消耗氰尿酸(C3H3N3O3)的量大于1 mol
D.装置D 中橡胶管可平衡气压,便于浓盐酸顺利流下
【答案】 B
【解析】 A 为制取C3N3O3Cl2Na 的装置,B 为除去氯气中的HCl 的装置,C 为尾气处理装置,D 为制取氯
气装置,所以为完成实验,按气流从左至右,导管连接顺序为f→c→d→a→b→e,A 正确;升高温度,氯
气和NaOH 溶液反应生成NaClO3,生成NaClO 的浓度减少,不利于装置A 中产品的生成,B 错误;由反
应方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O、2NaClO+C3H3N3O3===C3N3O3Cl2Na+NaOH+H2O,可得
关系式:4NaOH~2NaClO~C3H3N3O3,加入4 mol NaOH 时,可消耗1 mol C3H3N3O3,由于产物也生成
NaOH,则消耗氰尿酸的量大于1 mol,C 正确;装置D 中浓盐酸和Ca(ClO)2反应生成Cl2,由于产生气体,
装置D 内压强较大,使用橡胶管可平衡气压,便于浓盐酸顺利流下,D 正确。
8.用如图装置探究Cl2的漂白原理,其中红纸①是干燥的,红纸②~④分别用表中的试剂润湿。向中心
Ca(ClO)2粉末上滴加几滴盐酸,产生大量黄绿色气体,红纸变化如表:
红纸编号
试剂
红纸变化
①
-
不褪色
②
蒸馏水
逐渐褪色
③
饱和食盐水
几乎不褪色
④
NaHCO3溶液
(调至pH=7)
快速褪色
已知酸性:H2CO3>HClO>HCO。
下列对于该实验的分析不正确的是( )
A.Ca(ClO)2与盐酸反应时,盐酸体现了酸性和还原性
B.②与③现象的差异原因是Cl2不与饱和食盐水反应
C.对比①②的现象,说明红纸褪色涉及的反应是Cl2+H2OHCl+HClO
D.对比②③④的现象,说明溶液中HClO 浓度越大,漂白效果越好
【答案】 B
【解析】 次氯酸钙与盐酸反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2Cl2↑+2H2O,盐酸既体现了
酸性又体现了还原性,A 正确;氯气与水的反应为可逆反应,存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,饱和
食盐水中氯离子浓度很大,促使反应逆向进行,次氯酸的量很少,所以③中红纸几乎不褪色,B 错误;①
说明干燥氯气没有漂白性,②红纸褪色,①②说明氯水有漂白性,涉及的反应为Cl2+H2OHCl+
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HClO,C 正确;④中反应为Cl2+HCO===CO2+HClO+Cl-,④中次氯酸的浓度最大,②③④中次氯酸浓
度大小为④>
>
②③,由红纸变化可知,HClO 浓度越大,漂白效果越好,D 正确。
9.为探究氯水在光照条件下的分解反应,某同学用强光照射盛有新制氯水的密闭广口瓶,并用传感器测
定广口瓶中数据,得到如下曲线。下列说法正确的是( )
A.图甲可以表示强光照射过程中,氯水pH 随时间的变化趋势
B.图乙可以表示强光照射过程中,O2的体积分数随时间的变化趋势
C.图丙可以表示强光照射过程中,c(Cl-)随时间的变化趋势
D.氯水在光照过程中可能出现c(Cl-)>c(H+)
【答案】 B
【解析】 由于HClO 在光照下分解生成HCl 和O2,强光照射过程中,氯水的pH 应随时间的增长逐渐减
小,O2的体积分数应随时间的增长逐渐增大,c(Cl-)应随时间的增长逐渐增大,故A、C 错误,B 正确;溶
液中只存在一种阳离子,同时存在Cl-、ClO-、OH-等多种阴离子,根据电荷守恒知c(H+)>c(Cl-),故D
错误。
10.工业上把Cl2通入冷NaOH 溶液中制得漂白液(有效成分为NaClO)。某化学小组在一定温度下将氯气缓
缓通入NaOH 溶液中,模拟实验得到ClO-、ClO 等离子的物质的量n(mol)与反应时间t(min)的关系曲线如
图所示。下列说法错误的是( )
A.参加反应所需NaOH 与氯气的物质的量之比一定为2 1∶
B.a 点时溶液中n(NaCl)∶n(NaClO3)∶n(NaClO)=6 1 1
∶∶
C.t2~t4,ClO-的物质的量下降的原因可能是3ClO-===2Cl-+ClO
D.使用漂白液时,为了增强漂白效果,可以向漂白液中通入二氧化硫
【答案】 D
【解析】 溶液中溶质为NaCl、NaClO、NaClO3,n(Na)=n(Cl),则参加反应所需要的NaOH 与氯气的物
质的量之比一定为2 1∶,故A 正确;a 点时,Cl2通入NaOH 溶液中,反应得到
ClO-与ClO 物质的量之比为1 1∶的溶液,根据得失电子守恒配平方程式为4Cl2+8NaOH===6NaCl+NaClO3
+NaClO+4H2O,溶液中n(NaCl)∶n(NaClO3)∶n(NaClO)=6 1 1
∶∶,故B 正确;由图可知,t2~t4,n(ClO)增大,
n(ClO-)减小,结合转移电子守恒,可能是ClO-发生歧化反应:3ClO-===2Cl-+ClO,故C 正确;二氧化
硫具有强还原性,能与漂白液发生氧化还原反应,则向漂白液中通入二氧化硫,会减弱漂白能力,故D 错
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误。
11.(2022·宝鸡调研)三氯化氮(NCl3)是一种强氧化剂,工业上可用于漂白和消毒,实验室可由氯气通入碳酸
铵溶液中制得。某化学小组利用此原理进行实验室制备三氯化氮。
回答下列问题:
(1)装置A 中仪器X 的名称是________,盛放的试剂是________,装置A 中发生反应的离子方程式为
_________________________________________________________。
(2)整个装置的导管连接顺序为a→________→________→________→________→________。
(3)装置B 中发生反应的化学方程式为_______________________________________________________。
(4)装置C 的作用为________________________________________。
装置D 的作用为_________________________________________。
(5)三氯化氮浓度的测定:准确量取20 mL 装置B 中反应后的溶液,置于100 mL 容量瓶中,用水稀释至刻
度,摇匀,吸取25.0 mL 于烧杯中,加入足量V1 mL c1 mol·L-1亚硫酸钠溶液,充分反应后,向烧杯中加
入足量V2 mL c2 mol·L-1盐酸酸化的氯化钡溶液,得沉淀m g。
已知:ⅰ.________Na2SO3 +________NCl3 +________===________Na2SO4 +________HCl +
________NH4Cl;
ⅱ.BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl。
①请完成反应ⅰ的化学方程式:_____________________________________________________。
②装置B 反应后的溶液中三氯化氮的浓度为 ________ mol·L-1。
【答案】 (1)分液漏斗 浓盐酸 2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)d e b c f
(3)6Cl2+4(NH4)2CO3===2NCl3+4CO2+6NH4Cl+4H2O
(4)除去Cl2中的HCl 吸收尾气,防止污染空气
(5)
3Na
①
2SO3+NCl3+3H2O===3Na2SO4+2HCl+NH4Cl ②
【解析】 三氯化氮(NCl3)是一种强氧化剂,工业上可用于漂白和消毒,实验室可由氯气通入碳酸铵溶液
中制得,则A 中KMnO4和浓HCl 反应制备Cl2,Cl2中混有HCl,用C 中饱和NaCl 溶液除去HCl,Cl2和碳
酸铵溶液在B 中反应制备NCl3,用D 吸收尾气,防止污染空气。(5)②由题意可知BaSO4的质量为m g,
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其物质的量为 mol,则根据Na2SO3~Na2SO4~BaSO4 可知,消耗Na2SO3 的物质的量为 mol,再根据
3Na2SO3~NCl3 可知,NCl3 的物质的量为 mol= mol,则所取20 mL 溶液中NCl3 的物质的量为 mol×=
mol,浓度为 mol÷0.02 L= mol·L-1。
12.(2022·西安模拟)氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物,沸点为77 ℃,在农药、制药行业中用途广泛。
SOCl2 遇水剧烈反应,产生白雾和带有刺激性气味的气体。实验室合成SOCl2 的原理为SO2+Cl2+
SCl2===2SOCl2,部分装置如图所示。
回答下列问题:
(1)实验室制取SOCl2时,所选仪器的连接顺序是⑥→________→
←________(
①②
某些仪器可以多次使用)。
(2) 冷凝管口③是____________( 填“ 进水” 或“ 出水” ) 口,冷凝管上连接干燥管的作用是
____________________________________________________________________。
(3)本实验中制取Cl2的离子方程式为________________________________________________。
SOCl2与水反应的化学方程式为__________________________________________________________。
(4)已知SCl2的沸点为50 ℃。实验结束后,将三颈烧瓶中的混合物分离开的实验操作名称是__________。
若反应中消耗的Cl2的体积为896 mL(已转化为标准状况,且SO2足量),最后得到纯净的SOCl2 6.76 g,则
SOCl2的产率为____________(保留两位有效数字)。
(5)取少量三颈烧瓶中充分反应后的液体,加入足量NaOH 溶液,振荡、静置得到无色溶液,检验溶液中存
在Cl-的方法是________________________________________________________________________。
【答案】 (1)
→
→
→
⑨
⑩
⑫
⑪
⑩←⑨←⑦
(2)进水 吸收逸出的Cl2、SO2,防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl2水解
(3)MnO2+4H++2Cl-===== Mn2++Cl2↑+2H2O
SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl (4)蒸馏 71%(或0.71)
(5)取少量溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,静置,取上层清液,滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶
液,若产生白色沉淀,则说明溶液中存在Cl-
【解析】 (1)由题中给出的部分仪器的连接顺序可知,①中通入的是纯净干燥的Cl2,故将⑥导出的Cl2先
通过盛有饱和食盐水的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶;②中通入的是干燥的SO2,利用⑦所在的装
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置制取SO2,然后用浓硫酸干燥。(2)应从冷凝管的下口进水,上口出水;由题意可知,冷凝管上连接干燥
管的作用是吸收逸出的Cl2、SO2,同时防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl2水解。(3)本实验中可
利用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气;由SOCl2遇水剧烈反应,产生白雾和带有刺激性气味
的气体可知,SOCl2与水反应得到SO2和HCl。(4)可用蒸馏的方法将三颈烧瓶中的混合物分离开;由Cl2~
2SOCl2可知,理论上得到SOCl2的质量为(×2×119) g=9.52 g,则SOCl2的产率为×100%≈71%。(5)检验Cl-
时要排除SO 的干扰,故操作方法为取少量溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,静置,取上层清液,
滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明溶液中存在Cl-。
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