2022届高考化学一轮复习 微题型29 氯及其化合物的制备与性质探究(解析版)
展开A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,产生棕黄色的烟
B.通常状况下,干燥的氯气能与Fe反应
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
2.(2020·通榆县第一中学月考)将0.1 ml Cl2通入100 mL含等物质的量的HBr与H2SO3的混合溶液中,有一半的HBr被氧化,则下列说法正确的是( )
A.物质的还原性:HBr>H2SO3>HCl
B.HBr与H2SO3的物质的量浓度均为0.6 ml·L-1
C.通入0.1 ml Cl2发生反应的离子方程式为5Cl2+4H2SO3+2Br-+4H2O===4SOeq \\al(2-,4)+Br2+10Cl-+16H+
D.若再通入0.05 ml Cl2,恰好能将HBr和H2SO3完全氧化
3.(2020·泰安实验中学月考)将氯气分别通入下列溶液中,由实验现象得出的结论正确的是( )
4.(2020·山东滕州市第一中学月考)漂白粉和漂粉精是常用的消毒清洁用品,有效成分均为Ca(ClO)2,相应的生产流程如下。
下列说法不正确的是( )
A.①中阳极的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑
B.②中反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
C.上述过程涉及氧化还原反应、化合反应、复分解反应
D.制备漂粉精过程中,Cl2转化为Ca(ClO)2时,Cl的原子利用率为100%
5.(2019·深圳质检)CsICl2常用于化学上的分子筛技术,CaOCl2常用于漂白、消毒。下列判断正确的是( )
A.CsICl2、CaOCl2中的卤族元素都显-1价
B.向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸可能产生黄绿色气体
C.CsICl2溶液不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.向CsICl2、CaOCl2溶液中分别滴加硫酸亚铁溶液,均无明显颜色变化
6.下列实验过程中,不会产生气体的是( )
7.下列有关Ca(ClO)2溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中,K+、Cl-、HCOOH、I-可以大量共存
B.与Na2SO3反应的离子方程式:ClO-+SOeq \\al(2-,3)===SOeq \\al(2-,4)+Cl-
C.不可使用pH试纸测定该溶液的pH
D.1 L 0.1 ml·L-1该溶液和足量的CO2充分反应,产生10 g沉淀
8.某学生设计如图1实验装置,利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应),据此回答下列问题:
(1)A仪器的名称是________,D的作用是__________________________________。
(2)漂白粉将在U形管中产生,其反应的化学方程式是_____________________________。
(3)有同学建议在两个橡皮套管内的玻璃管口应尽量紧靠,原因是___________________。
(4)此实验结果所得Ca(ClO)2产率太低。经分析并查阅资料发现主要原因是在U形管中存在两个副反应。
①温度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO3)2,为避免此副反应的发生,可采取的措施是________________,有同学测出了反应后溶液中ClO-、ClOeq \\al(-,3)两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线,粗略表示为如图2(不考虑氯气和水的反应)。
a.图2中曲线Ⅰ表示________的物质的量随反应时间变化的关系。
b.所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为________ml。
c.另取一份等物质的量的石灰乳,以较大的速率通入足量氯气,反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.37 ml,则产物中n(ClO-)∶n(ClOeq \\al(-,3))=________。
②试判断另一个副反应是(写出此反应的化学方程式)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
9.(2020·昆明调研)二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,得到如下信息:①将干燥的氯气在110~140 ℃与硫反应,即可得S2Cl2粗品。②有关物质的部分性质如下表:
设计实验装置图如下:
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善,请你提出改进意见________________
________________________________________________________________________。
利用改进后的正确装置进行实验,请回答下列问题:
(2)B中反应的离子方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________;
E中反应的化学方程式为__________________________________________________。
(3)C、D中的试剂分别是____________、____________________________________。
(4)仪器A、B的名称是________、________,F的作用是______________。
(5)如果在加热E时温度过高,对实验结果的影响是____________,在F中可能出现的现象是________________________________________________________________________。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是________、________(填两种),为了提高S2Cl2的纯度,关键的操作是控制好温度和________________________________________________。
(7)装置H中盛有NaOH溶液,其作用是________________________________________,
发生反应的化学方程式为_____________________________________________________。
10.(2020·西安模拟)某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。
查阅资料,有关信息如下。
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2―→CCl3CHO+5HCl可能发生的副反应:
C2H5OH+HCl―→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO―→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质如表所示:
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)装置B中的试剂是________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物________(填化学式)的量增加;装置D可采用________加热的方法控制反应温度在70 ℃左右。
(3)装置D中球形冷凝管的作用为________。写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)测定产品纯度:称取产品0.40 g配成待测溶液,加入0.100 0 ml·L-1碘标准溶液22.00 mL,再加入适量Na2CO3溶液,待反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.020 00 ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。则产品的纯度为________。(计算结果保留三位有效数字)
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-===CHCl3+HCOO-;HCOO-+I2===H++2I-+CO2↑;
I2+2S2Oeq \\al(2-,3)===2I-+S4Oeq \\al(2-,6)。
答案精析
1.B 2.C 3.B 4.D 5.B 6.C 7.C
8.(1)分液漏斗 吸收尾气氯气 (2)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (3)Cl2易腐蚀橡皮套管 (4)①将U形管置于冷水浴中 a.ClO- b.0.25 c.7∶6 ②2HCl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O
解析 (1)装置中添加浓盐酸用的仪器是分液漏斗;氯气有毒,不能排放到空气中,NaOH溶液的作用是吸收过量的氯气。(2)漂白粉将在U形管中产生,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(3)Cl2易腐蚀橡皮套管,则两个橡皮套管内的玻璃管口应尽量紧靠。(4)温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2,为避免此副反应的发生,用冰水或冷水冷却。a.当温度低时,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙;当温度高时,生成氯酸钙和氯化钙,刚开始反应时,温度较低,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙,所以图2中曲线Ⅰ表示ClO-的物质的量随反应时间变化的关系。b.根据氧化还原反应中得失电子守恒计算氯离子的物质的量,设氯离子的物质的量为n,则n×1=0.10 ml×1+0.05 ml×5=0.35 ml,含氯元素阴离子的物质的量为0.35 ml+0.10 ml+0.05 ml=0.50 ml,氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯阴离子的个数比均为1∶2,所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为0.25 ml。c.另取一份等物质的量的石灰乳,物质的量为0.25 ml,根据氧化还原反应中得失电子守恒可知,生成氯离子得到的电子和生成次氯酸根与氯酸根失去的电子数相等,设n(ClO-)=x,n(ClOeq \\al(-,3))=y,则得到:①0.37=x×1+y×5,由b中分析可知,含氯阴离子的物质的量为0.50 ml,则得到②x+y+0.37=0.50;①②联立得到:x=0.07 ml,y=0.06 ml,则n(ClO-)∶n(ClOeq \\al(-,3))=7∶6。
9.(1)用导管将A的上口和B相连(或将A换成恒压滴液漏斗),在G和H之间增加干燥装置 (2)MnO2+4H++2Cl-eq \(=====,\s\up7(△))Mn2++Cl2↑+2H2O 2S+Cl2eq \(=====,\s\up7(△))S2Cl2 (3)饱和食盐水 浓硫酸 (4)分液漏斗 蒸馏烧瓶 导气、冷凝 (5)产率降低(或S2Cl2分解) 有固体产生(或其他正确描述)
(6)SCl2 S(答案合理即可) 控制浓盐酸的滴速不要过快
(7)吸收多余的氯气,保护环境 Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O
解析 (1)Cl2的发生装置必须考虑浓盐酸的顺利流下,尾气的处理必须考虑S2Cl2的水解。(2)B中发生的是Cl2的制备反应;E中发生的是干燥Cl2与S生成S2Cl2的反应:2S+Cl2eq \(=====,\s\up7(△))S2Cl2。(3)生成的Cl2需除杂和干燥,所用试剂为饱和食盐水和浓硫酸。(4)从E中出来的S2Cl2气体被冷凝,并导入G中。(5)S2Cl2在300 ℃以上完全分解,所以温度过高使产量降低,并导致分解产生的硫凝华,积存于F中。(6)根据信息,温度控制不当,则会生成SCl2,还有未反应的氯气以及蒸发出的硫。(7)由于Cl2有毒且它是酸性气体,尾气需要用碱液吸收。
10.(1)MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)饱和食盐水 C2H5Cl 水浴 (3)冷凝回流,导气 Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O、H++OH-===H2O (4)73.8%
解析 由题给反应原理和装置图可知,A是制取氯气的装置,B、C是干燥除杂装置,D是制备三氯乙醛的装置,E是尾气吸收装置。
(1)二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)装置B的作用是除去Cl2中的HCl气体,故B中应盛放饱和食盐水。结合题给反应,C2H5OH和HCl反应生成C2H5Cl,故若撤去装置B,则副产物C2H5Cl的量增加,可以采用水浴加热的方法控制反应温度在70 ℃左右。(3)球形冷凝管起冷凝回流和导气的作用。装置E的作用是吸收过量的Cl2和HCl,发生无机反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O、H++OH-===H2O。(4)反应消耗的n(S2Oeq \\al(2-,3))=0.020 00 ml·L-1×20.00×10-3 L=4.0×10-4 ml,根据I2+2S2Oeq \\al(2-,3)===2I-+S4Oeq \\al(2-,6)知,4.0×10-4 ml S2Oeq \\al(2-,3)消耗的n(I2)=eq \f(4.0×10-4 ml,2)=2.0×10-4 ml,则参加反应HCOO-+I2===H++2I-+CO2↑的I2的物质的量为22.00×10-3 L×0.100 0 ml·L-1-2.0×10-4 ml=2.0×10-3 ml,根据滴定反应原理知,存在关系式:CCl3CHO~HCOO-~I2,故参加反应的CCl3CHO的物质的量为2.0×10-3 ml,样品中m(CCl3CHO)=2.0×10-3 ml×147.5 g·ml-1=0.295 g,故产品纯度为eq \f(0.295 g,0.40 g)×100%≈73.8%。选项
溶液
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液
变红
氯气具有还原性
B
大量水
溶液pH<7,呈浅黄绿色
氯气与水反应生成酸性物质,且该反应为可逆反应
C
滴有酚酞的NaOH溶液
褪色
氯气具有漂白性
D
紫色石蕊溶液
先变红后褪色
氯气具有酸性、漂白性
物质
熔点/℃
沸点/℃
化学性质
S
112.8
444.6
略
S2Cl2
-77
137
遇水生成HCl、SO2、S;300 ℃以上完全分解;S2Cl2+Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2SCl2
C2H5OH
CCl3CHO
CCl3COOH
C2H5Cl
相对分
子质量
46
147.5
163.5
64.5
熔点/℃
-114.1
-57.5
58
-138.7
沸点/℃
78.3
97.8
198
12.3
溶解性
与水互溶
可溶于水、乙醇
可溶于水、乙醇、三氯乙醛
微溶于水,可溶于乙醇
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