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2021学年第一单元 氯气及氯的化合物第3课时课时作业
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这是一份2021学年第一单元 氯气及氯的化合物第3课时课时作业，共10页。试卷主要包含了以下说法不正确的是，下列反应属于氧化还原反应的是，下列反应不属于氧化还原反应的是，苹果汁是人们喜爱的饮料，汽车尾气的处理装置中发生反应，盐酸能发生下列反应，已知31等内容，欢迎下载使用。
合格考达标练
1.以下说法不正确的是( )
A.置换反应一定是氧化还原反应
B.复分解反应一定是非氧化还原反应
C.分解反应一定是氧化还原反应
D.化合反应不一定是氧化还原反应
答案C
解析置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,一定有元素化合价的改变,一定是氧化还原反应,A正确;复分解反应是两种化合物交换成分生成另两种化合物,没有元素化合价的改变,一定是非氧化还原反应,B正确;分解反应有的有元素化合价的改变,有的没有元素化合价的改变,所以不一定是氧化还原反应,C错误;化合反应有的有元素化合价的改变,有的没有元素化合价的改变,所以不一定是氧化还原反应,D正确。
2.下列反应属于氧化还原反应的是( )
A.CO2+2NaOHNa2CO3+H2O
B.HCl+NaOHNaCl+H2O
C.Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
D.NH4Cl+NaOHNH3·H2O+NaCl
答案C
解析反应CO2+2NaOHNa2CO3+H2O中元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,A不选;反应HCl+NaOHNaCl+H2O中元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,B不选;反应Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O中氯元素的化合价部分升高,部分降低,属于氧化还原反应,C项符合题目要求;反应NH4Cl+NaOHNH3·H2O+NaCl中元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,D不选。
3.下列反应不属于氧化还原反应的是( )
A.NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O
B.NH3+HClNH4Cl
C.Br2+2KII2+2KBr
D.2H2O22H2O+O2↑
答案B
解析在NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O反应中,反应前后N元素的化合价发生了改变,A属于氧化还原反应,故A不符合题意;NH3+HClNH4Cl反应中,反应前后各元素化合价没有发生变化,B不属于氧化还原反应,B符合题意;Br2+2KII2+2KBr属于置换反应,反应前后Br、I元素的化合价发生了改变,所以属于氧化还原反应,C不符合题意;2H2O22H2O+O2↑属于分解反应,O元素的化合价发生了变化,所以属于氧化还原反应,D不符合题意。
4.下列变化必须加入还原剂才能实现的是( )
A.KClO3→O2B.Cl2→NaCl
C.FeCl3→FeCl2D.CO→CO2
答案C
解析氯酸钾自身分解可以生成O2,不需要加还原剂就能实现,A项不符合题目要求;Cl2→NaCl,氯气和氢氧化钠发生氧化还原反应可以生成NaCl,Cl2既是氧化剂又是还原剂,不需要加还原剂就能实现,故B项不符合题目要求;FeCl3→FeCl2,铁化合价降低,FeCl3是氧化剂,需要加还原剂才能实现,C正确;CO→CO2,碳元素化合价升高,是还原剂,需要加入氧化剂才能实现,D项不符合题目要求。
5.苹果汁是人们喜爱的饮料。由于饮料中含有Fe2+,现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,使Fe2+转变为Fe3+。若榨苹果汁时加入维生素C,可有效防止这种变化的发生。这说明维生素C具有( )
A.氧化性B.还原性C.酸性D.碱性
答案B
解析榨苹果汁时加入维生素C,可有效防止Fe2+转变为Fe3+这种变化的发生,这说明维生素C能把铁离子还原生成亚铁离子,因此维生素C具有还原性。
6.关于氧化还原反应的下列说法正确的是( )
①氧化剂发生氧化反应
②氧化剂具有氧化性
③某元素在反应中由化合物转化为单质,该元素一定被氧化
④物质所含元素化合价是否发生变化是判断氧化还原反应的依据
⑤失电子越多的还原剂,其还原性越强
A.①②④B.②③④
C.②④D.②④⑤
答案C
解析氧化还原反应中所含元素化合价降低的物质为氧化剂,氧化剂得电子,发生还原反应,故①错误;氧化剂具有氧化性,故②正确;某元素在反应中由化合物转化为单质,该元素的化合价可能升高,也可能降低,该元素可能被氧化,如HCl→Cl2,也可能被还原,如CuO→Cu,故③错误;有元素化合价变化的反应是氧化还原反应,物质所含元素化合价发生变化是判断氧化还原反应的依据,故④正确;还原性强弱与失电子难易有关,与失去电子数多少无关,越易失电子的物质还原性越强,⑤错误;故选C。
7.汽车尾气的处理装置中发生反应:4CO+2NO24CO2+N2,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.CO是氧化剂B.CO2是氧化产物
C.NO2发生氧化反应D.NO2失去电子
答案B
解析CO中C元素的化合价升高,CO为还原剂,A错误;CO被氧化为CO2,所以CO2是氧化产物,B正确;NO2中N元素的化合价降低,发生还原反应,C错误;NO2中N元素的化合价降低,得到电子,D错误。
8.盐酸能发生下列反应:①Zn+2HClZnCl2+H2↑ ②2HCl+CuOCuCl2+H2O ③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,因此盐酸应具有的性质是( )
A.有酸性、氧化性和还原性
B.只有氧化性
C.只有还原性
D.只有酸性
答案A
解析①Zn+2HClZnCl2+H2↑反应中,氢元素化合价降低,HCl表现氧化性和酸性;②2HCl+CuOCuCl2+H2O反应中,元素化合价无变化,盐酸只表现酸性;③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O反应中,氯元素化合价升高,HCl表现还原性;有MnCl2生成,HCl在反应中还表现酸性。A正确。
9.已知31.6 g的KMnO4与过量的浓盐酸发生如下反应:KMnO4+HCl(浓)KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平),回答下列问题:
(1)写出配平后的化学方程式: 。
(2)反应中盐酸表现的性质是 。
(3)氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(4)产生的Cl2在标准状况下的体积是 。
答案(1)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2)酸性和还原性 (3)1∶5 (4)11.2 L
解析(1)反应中锰元素化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子。氯元素化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,根据电子得失守恒和原子数目守恒可知配平后的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。(2)反应中有氯化锰生成,因此反应中盐酸表现的性质是还原性和酸性。(3)根据以上分析可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶5。(4)31.6 g KMnO4的物质的量是31.6 g158 g·ml-1=0.2 ml,根据配平后的化学方程式可知生成0.5 ml 氯气,在标准状况下的体积是0.5 ml ×22.4 L·ml-1=11.2 L。
等级考提升练
10.下列转化必须加入还原剂才能实现的是( )
A.KClO3→KClB.Zn→Zn2+
C.H2→H2OD.CuO→Cu
答案D
解析KClO3自身分解可以转化为KCl,A不选;B项转化中锌元素的化合价升高,需要加氧化剂才能实现,B不选;C项转化中氢元素的化合价升高,需要加氧化剂才能实现,C不选;D项转化中铜元素的化合价降低,需要加入还原剂才能实现,选D。
11.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示。下列化学反应属于氧化还原反应但不包含在1、2、4范围内的是( )
A.Cl2+2KII2+2KCl
B.NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
C.2FeCl2+Cl22FeCl3
D.3NO2+H2O2HNO3+NO
答案D
解析属于氧化还原反应又不包括在1、2、4范围内,说明该反应不属于四个基本反应类型且还是氧化还原反应,D项符合题意。
12.工业生产钠和烧碱的反应原理如下:①电解熔融氯化钠制钠2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;②电解饱和食盐水制烧碱2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。下列有关说法错误的是( )
A.在反应①中,氯化钠既是氧化剂又是还原剂,在反应②中,氯化钠只是还原剂
B.在反应①②中氯气都是氧化产物
C.若标准状况下生成等体积的气体,则反应①和②中转移电子数目相等
D.若消耗等质量的氯化钠,则反应①和②中转移电子数目相等
答案C
解析①电解熔融氯化钠制钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,钠元素的化合价降低,氯元素的化合价升高,氯化钠既是氧化剂,又是还原剂;②电解饱和食盐水制烧碱:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,氢元素的化合价降低,氯元素的化合价升高,水是氧化剂,氯化钠是还原剂,A项说法正确。在反应①②中氯气都是氧化产物,B项说法正确。反应2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑中生成1 ml气体转移2 ml电子;反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑中生成2 ml气体(1 ml H2和1 ml Cl2)转移2 ml电子,C项说法错误。若消耗1 ml氯化钠,则反应①和②中转移电子的物质的量均为2 ml,即消耗等质量的氯化钠,则反应①②中转移电子数目相等,D项说法正确。
13.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂,工业上通过以下反应生产:3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.氯元素的化合价升高B.Fe(NO3)3是氧化剂
C.铁元素被氧化D.NaOH发生氧化反应
答案C
解析氯元素的化合价由+1价降到-1价,所以氯元素的化合价降低,A项错误;铁元素由+3价升高到+6价,Fe(NO3)3是还原剂,B项错误;铁元素化合价升高被氧化,C项正确;NaOH中各元素化合价不变,所以NaOH未发生氧化反应,D项错误。
14.18世纪70年代,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,发现了氯气的方法至今还是实验室制备氯气的主要方法,下列关于实验室制氯气的说法正确的是( )
A.浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用
B.将87 g MnO2和足量浓盐酸反应,与将含有146 g HCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多
C.为防止氯气污染环境,必须进行尾气处理,可选用饱和石灰水吸收
D.实验中可采用湿润的碘化钾淀粉试纸进行验满
答案D
解析软锰矿与浓盐酸混合加热,发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,在该反应中,氯元素由-1价变为0价,HCl失去电子表现还原性,还有一部分氯元素化合价没有变化,与Mn2+结合形成盐,所以浓盐酸在反应中起到酸性和还原剂作用,A错误。87 g MnO2的物质的量是1 ml,由于浓盐酸足量,1 ml MnO2能完全反应,产生1 ml Cl2;146 g HCl的物质的量是146 g36.5 g·ml-1=4 ml,由于随着反应的进行,浓盐酸易挥发且盐酸浓度降低,当为稀盐酸时反应停止,所以生成的氯气的物质的量小于1 ml,即两种情况产生的Cl2的物质的量不等,B错误。Cl2是大气污染物,在尾气排放前要进行处理,可根据Cl2能够与碱反应的性质,用NaOH溶液吸收,由于Ca(OH)2微溶于水,因此不使用饱和石灰水吸收,C错误。氯气具有强的氧化性,在溶液中会发生反应:Cl2+2KI2KCl+I2,淀粉遇I2变为蓝色,因此可用湿润的碘化钾淀粉试纸进行验满,D正确。
15.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是( )
A.NaClO2在酸性条件下发生歧化反应生成ClO2和NaCl,则n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶4
B.ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2O
C.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D.等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强
答案C
解析NaClO2在酸性条件下发生歧化反应生成ClO2和NaCl,NaClO2既是氧化剂,又是还原剂。NaClO2中+3价的Cl元素降低到NaCl中的-1价,1 ml NaClO2得到4 ml 电子,同时NaClO2中的+3价的Cl元素升高到ClO2中的+4价,1 ml NaClO2失去1 ml电子,根据电子得失守恒,失去电子(作还原剂)的NaClO2的物质的量是得到电子(作氧化剂)的NaClO2的物质的量的4倍,所以n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶4,故A不选;ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是ClO2发生歧化反应,+4价氯化合价部分升高,另一部分降低,生成ClO3-和ClO2-,故B不选;二氧化氯易溶于水,所以不能用饱和食盐水除去ClO2中的NH3,故选C;1 ml ClO2得到5 ml电子生成Cl-,1 ml Cl2得到2 ml电子生成Cl-,所以等物质的量的ClO2杀菌效果是Cl2的2.5倍,故D不选。
16.实验室利用以下反应制取少量氮气:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O。关于该反应的下列说法错误的是( )
A.NaNO2是氧化剂
B.每生成1 ml N2转移电子的物质的量为6 ml
C.NH4Cl中的氮元素被氧化
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
答案B
解析NaNO2在反应中氮元素化合价降低,是氧化剂,A项正确;每生成1 ml N2转移的电子的物质的量为3 ml,B项错误;NH4Cl在反应中氮元素化合价升高,被氧化,C项正确;氧化剂NaNO2与还原剂NH4Cl的物质的量之比为1∶1,D项正确。
17.洪灾过后,饮用水的消毒杀菌是抑制大规模传染性疾病暴发的有效方法。漂白粉是常用的消毒剂。
(1)实验室制氯气的化学方程式是 ,此反应的氧化剂为 ;还原剂为 ;氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,写出反应的化学方程式,并用双线桥标出电子转移的方向和数目: 。
(3)漂白粉的有效成分是 (填化学式)。
答案(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O MnO2 HCl 1∶2
(2)
(3)Ca(ClO)2
解析(1)实验室中用二氧化锰与浓盐酸混合加热制氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。在该反应中Mn元素的化合价由反应前MnO2中的+4价变为反应后MnCl2中的+2价,化合价降低,得到电子,所以MnO2为氧化剂;Cl元素的化合价由反应前HCl中的-1价变为反应后Cl2中的0价,化合价升高,失去电子,所以HCl为还原剂;根据反应的化学方程式可知,4 ml HCl参加反应,只有2 ml失去电子变为氯气,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2;(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,该反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,在该反应中,只有Cl元素的化合价发生变化,2 ml Cl2中,有2 ml Cl原子失去电子,变为Ca(ClO)2,有2 ml Cl原子获得电子,变为CaCl2,用双线桥法表示电子转移为:;(3)漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
新情境创新练
18.科学家将水置于足够强的电场中,在20 ℃时水分子瞬间凝固可形成“暖冰”。某兴趣小组做如图所示实验,发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色,且有气泡产生。将酸性KMnO4溶液换成FeCl3溶液,烧杯中溶液颜色无变化,但有气泡产生。则下列说法正确的是( )
A.20 ℃时,水凝固形成“暖冰”所发生的变化是化学变化
B.“暖冰”是水置于足够强的电场中形成的混合物
C.烧杯中液体为FeCl3溶液时,产生的气体为Cl2
D.该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2
答案D
解析水凝固形成20 ℃时的“暖冰”,只是水的存在状态发生了变化,没有生产新的物质,所发生的是物理变化,A项错误;“暖冰”是纯净物,而非混合物,B项错误;KMnO4是强氧化剂,烧杯中酸性KMnO4溶液褪色,说明燃烧生成了具有还原性的物质,所以氯离子化合价不可能升高转化为氯气,C项错误;实验中出现的相关现象说明,该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质,该物质可能是双氧水,D项正确。
合格考达标练
1.以下说法不正确的是( )
A.置换反应一定是氧化还原反应
B.复分解反应一定是非氧化还原反应
C.分解反应一定是氧化还原反应
D.化合反应不一定是氧化还原反应
答案C
解析置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,一定有元素化合价的改变,一定是氧化还原反应,A正确;复分解反应是两种化合物交换成分生成另两种化合物,没有元素化合价的改变,一定是非氧化还原反应,B正确;分解反应有的有元素化合价的改变,有的没有元素化合价的改变,所以不一定是氧化还原反应,C错误;化合反应有的有元素化合价的改变,有的没有元素化合价的改变,所以不一定是氧化还原反应,D正确。
2.下列反应属于氧化还原反应的是( )
A.CO2+2NaOHNa2CO3+H2O
B.HCl+NaOHNaCl+H2O
C.Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
D.NH4Cl+NaOHNH3·H2O+NaCl
答案C
解析反应CO2+2NaOHNa2CO3+H2O中元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,A不选;反应HCl+NaOHNaCl+H2O中元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,B不选;反应Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O中氯元素的化合价部分升高,部分降低,属于氧化还原反应,C项符合题目要求;反应NH4Cl+NaOHNH3·H2O+NaCl中元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,D不选。
3.下列反应不属于氧化还原反应的是( )
A.NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O
B.NH3+HClNH4Cl
C.Br2+2KII2+2KBr
D.2H2O22H2O+O2↑
答案B
解析在NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O反应中,反应前后N元素的化合价发生了改变,A属于氧化还原反应,故A不符合题意;NH3+HClNH4Cl反应中,反应前后各元素化合价没有发生变化,B不属于氧化还原反应,B符合题意;Br2+2KII2+2KBr属于置换反应,反应前后Br、I元素的化合价发生了改变,所以属于氧化还原反应,C不符合题意;2H2O22H2O+O2↑属于分解反应,O元素的化合价发生了变化,所以属于氧化还原反应,D不符合题意。
4.下列变化必须加入还原剂才能实现的是( )
A.KClO3→O2B.Cl2→NaCl
C.FeCl3→FeCl2D.CO→CO2
答案C
解析氯酸钾自身分解可以生成O2,不需要加还原剂就能实现,A项不符合题目要求;Cl2→NaCl,氯气和氢氧化钠发生氧化还原反应可以生成NaCl,Cl2既是氧化剂又是还原剂,不需要加还原剂就能实现,故B项不符合题目要求;FeCl3→FeCl2,铁化合价降低,FeCl3是氧化剂,需要加还原剂才能实现,C正确;CO→CO2,碳元素化合价升高,是还原剂,需要加入氧化剂才能实现,D项不符合题目要求。
5.苹果汁是人们喜爱的饮料。由于饮料中含有Fe2+,现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,使Fe2+转变为Fe3+。若榨苹果汁时加入维生素C,可有效防止这种变化的发生。这说明维生素C具有( )
A.氧化性B.还原性C.酸性D.碱性
答案B
解析榨苹果汁时加入维生素C,可有效防止Fe2+转变为Fe3+这种变化的发生,这说明维生素C能把铁离子还原生成亚铁离子,因此维生素C具有还原性。
6.关于氧化还原反应的下列说法正确的是( )
①氧化剂发生氧化反应
②氧化剂具有氧化性
③某元素在反应中由化合物转化为单质,该元素一定被氧化
④物质所含元素化合价是否发生变化是判断氧化还原反应的依据
⑤失电子越多的还原剂,其还原性越强
A.①②④B.②③④
C.②④D.②④⑤
答案C
解析氧化还原反应中所含元素化合价降低的物质为氧化剂,氧化剂得电子,发生还原反应,故①错误;氧化剂具有氧化性,故②正确;某元素在反应中由化合物转化为单质,该元素的化合价可能升高,也可能降低,该元素可能被氧化,如HCl→Cl2,也可能被还原,如CuO→Cu,故③错误;有元素化合价变化的反应是氧化还原反应,物质所含元素化合价发生变化是判断氧化还原反应的依据,故④正确;还原性强弱与失电子难易有关,与失去电子数多少无关,越易失电子的物质还原性越强,⑤错误;故选C。
7.汽车尾气的处理装置中发生反应:4CO+2NO24CO2+N2,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.CO是氧化剂B.CO2是氧化产物
C.NO2发生氧化反应D.NO2失去电子
答案B
解析CO中C元素的化合价升高,CO为还原剂,A错误;CO被氧化为CO2,所以CO2是氧化产物,B正确;NO2中N元素的化合价降低,发生还原反应,C错误;NO2中N元素的化合价降低,得到电子,D错误。
8.盐酸能发生下列反应:①Zn+2HClZnCl2+H2↑ ②2HCl+CuOCuCl2+H2O ③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,因此盐酸应具有的性质是( )
A.有酸性、氧化性和还原性
B.只有氧化性
C.只有还原性
D.只有酸性
答案A
解析①Zn+2HClZnCl2+H2↑反应中,氢元素化合价降低,HCl表现氧化性和酸性;②2HCl+CuOCuCl2+H2O反应中,元素化合价无变化,盐酸只表现酸性;③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O反应中,氯元素化合价升高,HCl表现还原性;有MnCl2生成,HCl在反应中还表现酸性。A正确。
9.已知31.6 g的KMnO4与过量的浓盐酸发生如下反应:KMnO4+HCl(浓)KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平),回答下列问题:
(1)写出配平后的化学方程式: 。
(2)反应中盐酸表现的性质是 。
(3)氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(4)产生的Cl2在标准状况下的体积是 。
答案(1)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2)酸性和还原性 (3)1∶5 (4)11.2 L
解析(1)反应中锰元素化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子。氯元素化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,根据电子得失守恒和原子数目守恒可知配平后的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。(2)反应中有氯化锰生成,因此反应中盐酸表现的性质是还原性和酸性。(3)根据以上分析可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶5。(4)31.6 g KMnO4的物质的量是31.6 g158 g·ml-1=0.2 ml,根据配平后的化学方程式可知生成0.5 ml 氯气,在标准状况下的体积是0.5 ml ×22.4 L·ml-1=11.2 L。
等级考提升练
10.下列转化必须加入还原剂才能实现的是( )
A.KClO3→KClB.Zn→Zn2+
C.H2→H2OD.CuO→Cu
答案D
解析KClO3自身分解可以转化为KCl,A不选;B项转化中锌元素的化合价升高,需要加氧化剂才能实现,B不选;C项转化中氢元素的化合价升高,需要加氧化剂才能实现,C不选;D项转化中铜元素的化合价降低,需要加入还原剂才能实现,选D。
11.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示。下列化学反应属于氧化还原反应但不包含在1、2、4范围内的是( )
A.Cl2+2KII2+2KCl
B.NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
C.2FeCl2+Cl22FeCl3
D.3NO2+H2O2HNO3+NO
答案D
解析属于氧化还原反应又不包括在1、2、4范围内,说明该反应不属于四个基本反应类型且还是氧化还原反应,D项符合题意。
12.工业生产钠和烧碱的反应原理如下:①电解熔融氯化钠制钠2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;②电解饱和食盐水制烧碱2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。下列有关说法错误的是( )
A.在反应①中,氯化钠既是氧化剂又是还原剂,在反应②中,氯化钠只是还原剂
B.在反应①②中氯气都是氧化产物
C.若标准状况下生成等体积的气体,则反应①和②中转移电子数目相等
D.若消耗等质量的氯化钠,则反应①和②中转移电子数目相等
答案C
解析①电解熔融氯化钠制钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,钠元素的化合价降低,氯元素的化合价升高,氯化钠既是氧化剂,又是还原剂;②电解饱和食盐水制烧碱:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,氢元素的化合价降低,氯元素的化合价升高,水是氧化剂,氯化钠是还原剂,A项说法正确。在反应①②中氯气都是氧化产物,B项说法正确。反应2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑中生成1 ml气体转移2 ml电子;反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑中生成2 ml气体(1 ml H2和1 ml Cl2)转移2 ml电子,C项说法错误。若消耗1 ml氯化钠,则反应①和②中转移电子的物质的量均为2 ml,即消耗等质量的氯化钠,则反应①②中转移电子数目相等,D项说法正确。
13.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂,工业上通过以下反应生产:3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.氯元素的化合价升高B.Fe(NO3)3是氧化剂
C.铁元素被氧化D.NaOH发生氧化反应
答案C
解析氯元素的化合价由+1价降到-1价,所以氯元素的化合价降低,A项错误;铁元素由+3价升高到+6价,Fe(NO3)3是还原剂,B项错误;铁元素化合价升高被氧化,C项正确;NaOH中各元素化合价不变,所以NaOH未发生氧化反应,D项错误。
14.18世纪70年代,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,发现了氯气的方法至今还是实验室制备氯气的主要方法,下列关于实验室制氯气的说法正确的是( )
A.浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用
B.将87 g MnO2和足量浓盐酸反应,与将含有146 g HCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多
C.为防止氯气污染环境,必须进行尾气处理,可选用饱和石灰水吸收
D.实验中可采用湿润的碘化钾淀粉试纸进行验满
答案D
解析软锰矿与浓盐酸混合加热,发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,在该反应中,氯元素由-1价变为0价,HCl失去电子表现还原性,还有一部分氯元素化合价没有变化,与Mn2+结合形成盐,所以浓盐酸在反应中起到酸性和还原剂作用,A错误。87 g MnO2的物质的量是1 ml,由于浓盐酸足量,1 ml MnO2能完全反应,产生1 ml Cl2;146 g HCl的物质的量是146 g36.5 g·ml-1=4 ml,由于随着反应的进行,浓盐酸易挥发且盐酸浓度降低,当为稀盐酸时反应停止,所以生成的氯气的物质的量小于1 ml,即两种情况产生的Cl2的物质的量不等,B错误。Cl2是大气污染物,在尾气排放前要进行处理,可根据Cl2能够与碱反应的性质,用NaOH溶液吸收,由于Ca(OH)2微溶于水,因此不使用饱和石灰水吸收,C错误。氯气具有强的氧化性,在溶液中会发生反应:Cl2+2KI2KCl+I2,淀粉遇I2变为蓝色,因此可用湿润的碘化钾淀粉试纸进行验满,D正确。
15.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是( )
A.NaClO2在酸性条件下发生歧化反应生成ClO2和NaCl,则n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶4
B.ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2O
C.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D.等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强
答案C
解析NaClO2在酸性条件下发生歧化反应生成ClO2和NaCl,NaClO2既是氧化剂,又是还原剂。NaClO2中+3价的Cl元素降低到NaCl中的-1价,1 ml NaClO2得到4 ml 电子,同时NaClO2中的+3价的Cl元素升高到ClO2中的+4价,1 ml NaClO2失去1 ml电子,根据电子得失守恒,失去电子(作还原剂)的NaClO2的物质的量是得到电子(作氧化剂)的NaClO2的物质的量的4倍,所以n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶4,故A不选;ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是ClO2发生歧化反应,+4价氯化合价部分升高,另一部分降低,生成ClO3-和ClO2-,故B不选;二氧化氯易溶于水,所以不能用饱和食盐水除去ClO2中的NH3,故选C;1 ml ClO2得到5 ml电子生成Cl-,1 ml Cl2得到2 ml电子生成Cl-,所以等物质的量的ClO2杀菌效果是Cl2的2.5倍,故D不选。
16.实验室利用以下反应制取少量氮气:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O。关于该反应的下列说法错误的是( )
A.NaNO2是氧化剂
B.每生成1 ml N2转移电子的物质的量为6 ml
C.NH4Cl中的氮元素被氧化
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
答案B
解析NaNO2在反应中氮元素化合价降低,是氧化剂,A项正确;每生成1 ml N2转移的电子的物质的量为3 ml,B项错误;NH4Cl在反应中氮元素化合价升高,被氧化,C项正确;氧化剂NaNO2与还原剂NH4Cl的物质的量之比为1∶1,D项正确。
17.洪灾过后,饮用水的消毒杀菌是抑制大规模传染性疾病暴发的有效方法。漂白粉是常用的消毒剂。
(1)实验室制氯气的化学方程式是 ,此反应的氧化剂为 ;还原剂为 ;氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,写出反应的化学方程式,并用双线桥标出电子转移的方向和数目: 。
(3)漂白粉的有效成分是 (填化学式)。
答案(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O MnO2 HCl 1∶2
(2)
(3)Ca(ClO)2
解析(1)实验室中用二氧化锰与浓盐酸混合加热制氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。在该反应中Mn元素的化合价由反应前MnO2中的+4价变为反应后MnCl2中的+2价,化合价降低,得到电子,所以MnO2为氧化剂;Cl元素的化合价由反应前HCl中的-1价变为反应后Cl2中的0价,化合价升高,失去电子,所以HCl为还原剂;根据反应的化学方程式可知,4 ml HCl参加反应,只有2 ml失去电子变为氯气,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2;(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,该反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,在该反应中,只有Cl元素的化合价发生变化,2 ml Cl2中,有2 ml Cl原子失去电子,变为Ca(ClO)2,有2 ml Cl原子获得电子,变为CaCl2,用双线桥法表示电子转移为:;(3)漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
新情境创新练
18.科学家将水置于足够强的电场中,在20 ℃时水分子瞬间凝固可形成“暖冰”。某兴趣小组做如图所示实验,发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色,且有气泡产生。将酸性KMnO4溶液换成FeCl3溶液,烧杯中溶液颜色无变化,但有气泡产生。则下列说法正确的是( )
A.20 ℃时,水凝固形成“暖冰”所发生的变化是化学变化
B.“暖冰”是水置于足够强的电场中形成的混合物
C.烧杯中液体为FeCl3溶液时,产生的气体为Cl2
D.该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2
答案D
解析水凝固形成20 ℃时的“暖冰”,只是水的存在状态发生了变化,没有生产新的物质,所发生的是物理变化,A项错误;“暖冰”是纯净物,而非混合物,B项错误;KMnO4是强氧化剂,烧杯中酸性KMnO4溶液褪色,说明燃烧生成了具有还原性的物质,所以氯离子化合价不可能升高转化为氯气,C项错误;实验中出现的相关现象说明,该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质,该物质可能是双氧水,D项正确。
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