苏教版高中化学必修第一册3从海水中获得的化学物质第一单元氯气及氯的化合物综合拔高练含解析

第一单元综合拔高练

五年高考练

考点1　氯气及含氯化合物的制备、性质及应用

1.(2020天津,5,3分,)下列实验仪器或装置的选择正确的是 (　　)

2.(双选)(高考组编,)下列说法中错误的是 (　　)

A.(2019江苏单科,9A)在给定条件下,能实现物质转化:NaCl(aq) Cl2(g) FeCl2(s)

B.(2019江苏单科,6B)MnO2和稀盐酸反应制取Cl2

C.(2018课标Ⅱ,7B)漂白粉可用于生活用水的消毒

D.(2019江苏单科,7A)室温下用稀NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O

3.(2016课标Ⅲ,9,6分,)下列有关实验的操作正确的是 (　　)

4.(2020课标Ⅱ,26节选,)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:

(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许　　　离子通过,氯气的逸出口是　　　(填标号)。 

(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为　　　mol;产生“气泡”的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是

　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为　　　　　kg(保留整数)。 

考点2　氧化还原反应及相关规律

5.(2020浙江7月选考,10,2分,)反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是              (　　)

A.1∶2　　　　　B.1∶1　　　　　C.2∶1　　　　　D.4∶1

6.(2020山东,20节选,)某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如下图所示(夹持装置略):

已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:

3Mn+2H2O 2Mn+MnO2↓+4OH-

回答下列问题:

(1)装置A中a的作用是　　　　　　　　　　　;装置C中的试剂为　　　　　　　;装置A中制备Cl2的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

三年模拟练

1.(2020江西南昌一模,)Ag2Se单晶呈六角微型管状,有望开发为新型材料,其制取原理为4AgCl+3Se+6NaOH 2Ag2Se+Na2SeO3+4NaCl+3H2O。关于该反应下列叙述正确的是              (　　)

A.AgCl作氧化剂

B.6 mol NaOH参加反应转移6 mol e-

C.被还原硒与被氧化硒的质量比为1∶2

D.被还原硒与被氧化硒的物质的量之比为2∶1

2.(2020河北邯郸高三上期中,)将新制氯水分别滴加到AgNO3溶液、加有酚酞的NaOH溶液、石蕊溶液、品红溶液和Na2CO3溶液中至过量,依次观察到的现象描述合理的一组是              (　　)

A.产生沉淀、无明显变化、变红、溶液褪色、有气泡

B.无明显变化、溶液褪色、变红、无明显变化、产生沉淀

C.产生沉淀、溶液褪色、先变红后褪色、溶液褪色、有气泡产生

D.产生沉淀、无明显变化、先变红后褪色、无明显变化、产生沉淀

3.()右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置,下列有关说法错误的是 (　　)

A.烧瓶中立即出现白烟

B.烧瓶中立即出现红棕色

C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性

D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体

4.(2020山东滨州一模,)Cl2是纺织工业中常用的漂白剂,Na2S2O3可作为漂白布匹后的脱氯剂。S2和Cl2反应的产物之一为S。下列说法中,不正确的是              (　　)

A.该反应中氧化剂是Cl2

B.根据该反应可判断还原性:S2>Cl-

C.上述反应中,每生成1 mol S,可脱去2 mol Cl2

D.氯气具有漂白作用

5.(2020江苏扬州高三一模,)已知反应:ClO-+Cl-+2H+ Cl2↑+H2O。下列说法正确的是 (　　)

A.符合该反应的化学方程式可以是HClO+HCl Cl2↑+H2O

B.标准状况下,每生成1.12 L Cl2,转移0.05 mol电子

C.在无色碱性溶液中,ClO-、Cl-、Al3+、Na+能大量共存

D.洁厕灵(主要成分是盐酸)和84消毒液(有效成分是次氯酸钠)混合使用效果更好、更安全

6.(2020吉林长春高三上期中,)在酸性条件下,向硫酸锰(MnSO4)溶液中滴加高碘酸钾(KIO4)溶液,溶液颜色会变为紫红色。若20 mL 0.003 mol/L MnSO4溶液与15 mL 0.01 mol/L KIO4溶液可以恰好完全反应,则该反应中KIO4对应的产物是              (　　)

A.KI　　　　　　　B.I2　　

C.KIO2　　　　　　　D.KIO3

7.()请根据题给信息填空:

(1)(2020湖北荆州一模)一定条件下,用雄黄(As4S4)制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中,1 mol As4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时,转移28 mol e-,则物质a为　　　　。(填化学式) 

(2)(2020山东新高考质量测评联盟5月联考)已知M是钴的某种氧化物,63.6 g Co2(OH)2CO3煅烧成物质M时转移电子0.4 mol,则M的化学式为　　　　。 

(3)(2020安徽铜陵一模)氮氧化物(NO和NO2)污染环境。若用Na2CO3溶液吸收NO2可生成CO2,9.2 g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1 mol,则反应的还原产物为　　　　。 

8.(2020福建莆田一模,)如图是实验室用漂粉精固体[主要成分为Ca(ClO)2]和浓盐酸制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持仪器已略)。下列叙述错误的是              (　　)

A.装置B中饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢气体

B.通过装置B中锥形瓶及长颈漏斗的液面变化,可以监测实验过程中C是否发生堵塞

C.装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条

D.设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性强弱,当向D中缓缓通入足量氯气后,打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,观察苯层为紫红色,可以说明溴的非金属性强于碘

答案全解全析

五年高考练

1.B　配制50.00 mL 0.100 0 mol·L-1的Na2CO3溶液,要用50.00 mL的容量瓶,量筒不够精确,A项不正确;HCl极易溶于水,使用饱和NaCl溶液除去Cl2中的HCl,可减少Cl2的损耗,气体长进短出,B项正确;蒸馏应使用直形冷凝管,图中为球形冷凝管,C项不正确;Na2SiO3溶液显碱性,盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞,D项不正确。

2.AB　Fe与Cl2在加热条件下反应生成FeCl3,A项错误;MnO2与浓盐酸在加热条件下可制取Cl2,与稀盐酸不反应,B项错误;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,具有强氧化性,可用于生活用水的消毒,C项正确;Cl2能与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,D项正确。

3.D　A项,稀释浓硫酸时应将浓硫酸慢慢加入水中(“酸入水”),并不断搅拌使产生的热量迅速扩散,以防液体溅出,故错误;B项,制O2结束时应先移出导管后熄灭酒精灯,以防倒吸引起试管炸裂,故错误;C项,应先通过饱和食盐水除HCl,再通过浓硫酸除水蒸气,否则制得的Cl2中会含有水蒸气,故错误;D项,分液时,下层液体从下口流出,上层液体再从上口倒出,正确。

4.答案　(1)Na+　a

(3)2Cl2+HgO HgCl2+Cl2O

(4)1.25　NaHCO3+NaHSO4 CO2↑+Na2SO4+H2O

(5)ClO-+Cl-+2H+ Cl2↑+H2O　203

解析　(1)阳极发生氧化反应:2Cl--2e- Cl2↑,Cl2从a口逸出;阳极室排出淡盐水,故Na+透过离子膜进入阴极室。(3)HgO与Cl2的反应为歧化反应,Cl2既是氧化剂又是还原剂,汞元素与氧元素化合价不变,故HgO与Cl2反应生成Cl2O的同时还生成HgCl2,依据得失电子守恒可知,生成HgCl2与Cl2O的物质的量之比为1∶1。(4)由题意可知NaClO2生成ClO2的反应为歧化反应,故,依据得失电子守恒可得,生成ClO2与NaCl的物质的量之比为4∶1,依据氯原子守恒可得,NaClO2与ClO2的物质的量之比为5∶4,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为1.25 mol;ClO2易溶于水,故“气泡”的成分只能是CO2,NaHSO4与NaHCO3反应生成Na2SO4、H2O和CO2。(5)酸性条件下ClO-与Cl-可发生氧化还原反应生成Cl2和H2O;设反应前NaOH溶液的质量为a kg,消耗氯气的质量为x kg,则x+a=1 000;反应消耗NaOH的质量为(0.3a-1 000×1%)kg=(0.3a-10)kg,由化学方程式Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O可知:=,与x+a=1 000 联立可求出x≈203。

5.B　,根据化合价变化分析可得:MnO2为氧化剂,对应的MnCl2为还原产物,HCl为还原剂,对应的Cl2为氧化产物,故n(Cl2)∶n(MnCl2)=1∶1,B正确。

6.答案　(1)平衡气压,使浓盐酸顺利滴下　NaOH溶液

Ca(ClO)2+4HCl CaCl2+2Cl2↑+2H2O

(2)在装置A、B之间加盛有饱和食盐水的洗气瓶

解析　(1)装置A中a为恒压滴液漏斗,可平衡气压,使浓盐酸顺利滴下;装置C为尾气处理装置,用于吸收未反应的Cl2;漂白粉中含有Ca(ClO)2,与浓盐酸发生氧化还原反应,生成CaCl2、Cl2和H2O。(2)装置A生成的Cl2中会混有HCl气体,通入装置B中可使浓强碱溶液碱性减弱,导致部分Mn转化为MnO2,使KMnO4产率降低,改进的方法是在装置A、B之间加盛有饱和食盐水的洗气瓶,以除去Cl2中的HCl气体。

三年模拟练

1.D　4AgCl+3Se+6NaOH 2Ag2Se+Na2SeO3+4NaCl+3H2O中,部分Se元素的化合价由0价降低为-2价,部分Se元素的化合价由0价升高为+4价。只有Se元素的化合价变化,AgCl不是氧化剂,A错误;由Se元素的化合价升高可知,6 mol NaOH参加反应,1 mol Se作还原剂,转移4 mol e-,B错误;由得失电子守恒可知,被还原的元素与被氧化的元素的物质的量之比为2∶1,质量之比也为2∶1,C错误,D正确。

2.C　新制氯水滴加到AgNO3溶液中,发生反应Ag++Cl- AgCl↓,出现白色沉淀;加有酚酞的NaOH溶液呈红色,新制氯水滴加到该溶液中至过量,发生反应H++OH- H2O,OH-浓度减小,则溶液变为无色;新制氯水滴加到石蕊溶液中至过量,盐酸使石蕊变红,且HClO具有漂白性,使红色褪去;新制氯水滴加到品红溶液中至过量,由于次氯酸具有漂白性,品红溶液褪色;新制氯水滴加到Na2CO3溶液中至过量,发生反应C+2H+ CO2↑+H2O,有气体生成;综合上述分析,依次观察到的现象为产生沉淀、溶液褪色、先变红后褪色、溶液褪色、有气泡产生。

3.B　分析装置图,可知氨气和氯气接触时发生反应:8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2,生成NH4Cl,则烧瓶中出现白烟,A正确;反应生成N2,故不可能出现红棕色气体,B错误;该反应中氨气中的氮元素化合价升高,表现还原性,C正确;烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体,D正确。

4.D　S2和Cl2反应的产物之一为S,S元素的化合价升高,则Cl元素的化合价降低,所以氧化剂是Cl2,A正确;由还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知,还原性:S2>Cl-,B正确;每生成1 mol S,由得失电子守恒可知,转移4 mol电子,则可脱去2 mol Cl2,C正确;氯气不具有漂白作用,氯气溶于水形成的氯水具有漂白作用,D错误。

5.B　HClO为弱酸,应写成化学式,A错误;标准状况下,每生成1.12 L Cl2,即0.05 mol,由方程式可知,转移电子的物质的量为0.05 mol×(1-0)=0.05 mol,B正确;碱性条件下,Al3+不能大量共存,C错误;洁厕灵(主要成分是盐酸)和84消毒液(有效成分是次氯酸钠)混合使用,发生氧化还原反应生成氯气,且易使人中毒,D错误。

6.D　酸性条件下,向硫酸锰(MnSO4)溶液中滴加高碘酸钾(KIO4)溶液,溶液颜色会变为紫红色,则生成高锰酸钾(KMnO4),所以氧化剂是KIO4,MnSO4是还原剂;n(MnSO4)=0.02 L×0.003 mol/L=6×10-5 mol,n(KIO4)=0.015 L×0.01 mol/L=1.5×10-4 mol,根据氧化还原反应中得失电子守恒,得I降低的化合价为=2,所以碘元素化合价应降为+5,该反应中KIO4对应的产物是KIO3。

7.答案　(1)SO2　(2)Co3O4　(3)NaNO2

解析　(1)As4S4中As为+2价、S为-2价,且生成As2O3,1 mol As4S4参加反应时,转移28 mol e-,则4 mol S转移24 mol电子,生成物中S元素化合价为+4价,应为SO2。(2)已知M是钴的某种氧化物,63.6 g Co2(OH)2CO3物质的量为0.3 mol,则有+2价的钴0.6 mol,煅烧成物质M时转移电子0.4 mol,说明有0.4 mol +2价钴转化为+3价钴,还有0.2 mol +2价钴化合价未变,即得到M的化学式为Co3O4。(3)9.2 g NO2的物质的量为0.2 mol,每2 mol NO2和Na2CO3溶液反应时转移1 mol电子,则N的化合价分别由+4价变化为+5价和+3价,在碱性溶液中应生成N和N,其还原产物是NaNO2。

8.D　氯气在饱和食盐水中溶解度小,氯化氢易溶于水,可用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,A正确;装置B是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的压强增大,长颈漏斗中液面上升,形成水柱,B正确;C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,目的分别是检验湿润的氯气具有漂白性、干燥氯气、检验干燥的氯气不具有漂白性,C正确;打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质,过量氯气也会氧化碘离子生成碘单质,造成干扰,D错误。