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2025届人教新高考高三化学一轮复习考点规范练11氯及其化合物海水资源利用Word版附解析
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这是一份2025届人教新高考高三化学一轮复习考点规范练11氯及其化合物海水资源利用Word版附解析，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.下列叙述中正确的是( )。
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
答案:A
解析:由于液溴容易挥发,且液溴的密度大于水的密度,所以在存放液溴的试剂瓶中应加水封,A项正确;能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的物质不一定是氯气,B项错误;某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明溶液中存在碘单质,C项错误;某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液可能含有Ag+或SO42-等,D项错误。
2.用下图装置制备氯气并进行相关实验(夹持设备已略)。下列说法正确的是( )。
A.装置甲烧瓶内的试剂是MnO2
B.装置乙具有除杂和贮存气体的作用
C.实验结束后,振荡丙中锥形瓶,液体分层且下层呈紫红色
D.该实验能证明溴、碘的非金属性强弱
答案:B
解析:MnO2与浓盐酸的反应需要加热,图中没有加热装置,故甲烧瓶内的试剂不可能是MnO2,A项错误。装置乙中饱和食盐水可以除去氯气中的HCl气体,还能利用排饱和食盐水的办法收集气体,B项正确。丙中KI被氧化为I2,经苯萃取后苯层在上层,则上层呈紫红色,C项错误。丙中可能氯气过量,过量的氯气也能与KI反应生成I2,无法验证溴、碘的非金属性强弱,D项错误。
3.KIO3是一种重要的化学试剂,可用作食盐中的补碘剂。其化工生产有多种方法,下面是“KClO3氧化法”制备KIO3的生产工艺流程图:
已知“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。下列相关说法正确的是( )。
A.“酸化反应”中,氧化剂与氧化产物的物质的量之比为6∶11
B.“逐Cl2”过程需要加入烧碱或KI晶体除Cl2
C.借助食醋和淀粉碘化钾试纸即可检验是否含有补碘剂
D.操作X为蒸发结晶
答案:C
解析:“酸化反应”的化学方程式为2KClO3+I2+HClKH(IO3)2+Cl2↑+KCl,其中氧化剂是KClO3,氧化产物为KH(IO3)2,故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为2∶1,A项错误。加热可以促进溶解在溶液中气体的逸出,故“逐Cl2”过程只需要加热溶液即可,不用加入烧碱或KI晶体除Cl2,B项错误。根据反应5I-+IO3-+6H+3I2+3H2O和碘单质能使淀粉溶液变蓝色,故借助食醋和淀粉碘化钾试纸即可检验是否含有补碘剂,C项正确。由于KIO3受热易分解,故操作X为降温(冷却)结晶,D项错误。
4.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。某种制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )。
A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2的
答案:C
解析:C选项,反应②中H2O2为还原剂,NaClO4无还原性。
5.ClO2是一种高效安全的绿色杀菌剂,下列有关ClO2的制备与杀菌作用的说法中不合理的是( )。
A.可用Cl2与NaClO2反应制备ClO2,其中n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2
B.ClO2在强碱性环境中使用失效:2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2O
C.ClO2处理饮用水时残留的ClO2-,可用FeSO4除去:ClO2-+2Fe2++4H+2Fe3++Cl-+2H2O
D.等物质的量的ClO2的杀菌效果比Cl2、HClO的强
答案:C
解析:A项,Cl2和NaClO2反应制备ClO2的化学方程式为2NaClO2+Cl22NaCl+2ClO2,NaClO2作还原剂,Cl2作氧化剂,n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2;B项,ClO2在强碱性环境中发生反应2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2O;C项,所给离子方程式得失电子不守恒、电荷不守恒,正确的离子方程式应为ClO2-+4Fe2++4H+4Fe3++Cl-+2H2O,且若加入FeSO4会引入SO42-,影响水质,应选用FeCl2;D项,由ClO2~5e-~Cl-,Cl2~2e-~2Cl-、HClO~2e-~Cl-可知,等物质的量的ClO2的杀菌效果比Cl2、HClO的强。
6.某研究小组为了探究NaClO溶液的性质,设计了下列实验,并记录实验现象。
下列判断中错误的是( )。
A.实验①:发生的反应为Ag++ClO-+H2OAgCl↓+2OH-
B.实验②:无色气体为O2
C.实验③:还原性强弱顺序Fe2+>Cl-
D.实验④:ClO-与Al3+的水解相互促进
答案:A
解析:A项中没有还原剂,ClO-不能被还原为Cl-,A项错误;B项反应中生成HClO,光照条件下HClO分解产生O2,会产生气泡,B项正确。
7.从某含Br-废水中提取Br2的过程包括过滤、氧化、萃取(需选择合适萃取剂)及蒸馏等步骤。已知:
下列说法不正确的是( )。
A.甲装置中Br-发生的反应为2Br-+Cl2Br2+2Cl-
B.甲装置中NaOH溶液每吸收0.1 ml Cl2,转移0.1 ml e-
C.用乙装置进行萃取,溶解Br2的有机层在下层
D.用丙装置进行蒸馏,先收集到的是Br2
答案:C
解析:氯气的氧化性强于溴的氧化性,所以2Br-+Cl2Br2+2Cl-,A项正确;1 ml Cl2与足量的NaOH溶液反应时转移1 ml e-,甲装置中NaOH溶液每吸收0.1 ml Cl2,转移0.1 ml e-,B项正确;根据表中信息,应用正十二烷作萃取剂,由于正十二烷的密度比水的密度小,所以溶解Br2的有机层在上层,C项错误;把Br2的正十二烷溶液进行蒸馏,由于正十二烷的沸点大于溴的沸点,所以用丙装置进行蒸馏,先收集到的是Br2,D项正确。
8.(双选)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法中不正确的是( )。
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.向含I-的滤液中加入稀硫酸和H2O2溶液后,I-发生氧化反应
C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.将碘水加入CCl4中得到I2的CCl4溶液,该操作为分液
答案:AD
解析:灼烧固体时应在坩埚中进行,A项错误;酸性条件下,H2O2能将I-氧化为I2,B项正确。将碘水加入CCl4中得到I2的CCl4溶液,该操作为萃取,D项错误。
9.某同学设计用如图的装置制备少量的AlCl3(易水解)。下列说法错误的是( )。
A.G装置的作用是除去多余氯气,防止空气污染
B.装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进入E中
C.用50 mL 12 ml·L-1的盐酸与足量的MnO2反应,所得氯气可以制取26.7 g AlCl3
D.实验过程中应先点燃A处的酒精灯,待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯
答案:C
解析:氯气是有毒气体,不能直接排放到空气中,G装置中的氢氧化钠溶液能与氯气反应从而除去多余氯气,防止空气污染,A项正确。 因为AlCl3易水解,所以铝与氯气反应必须在干燥的环境下进行,因此装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进入E中,B项正确。 用50 mL 12 ml·L-1的盐酸与足量的MnO2反应,由于浓盐酸不断消耗,变为稀盐酸后与二氧化锰不反应,所以产生氯气的物质的量小于0.15 ml,因此所得氯气可以制取氯化铝的物质的量小于0.1 ml,质量小于13.35 g,C项错误。 实验过程中应先点燃A处的酒精灯,反应产生氯气,利用氯气排净装置内的空气,待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯,使氯气与铝粉反应,D项正确。
二、非选择题
10.二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括:①粗盐精制;②电解微酸性NaCl溶液;③ClO2的制取。工艺流程如下图所示:
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液。
(1)粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的试剂X,选出试剂X所代表的试剂,按滴加顺序依次是 。
(2)上述过程中,将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2。电解时生成的气体B是 ;电解时阳极反应式为 。反应Ⅲ的化学方程式为 。
(3)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了以下实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100 mL试样。
步骤2:量取a mL试样加入锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟。[已知ClO2+I-+H+——I2+Cl-+H2O(未配平)]
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用d ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液b mL。(已知I2+2S2O32-2I-+S4O62-)
①准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是 。
②上述步骤3中滴定终点的现象是 。
③若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,则实验结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
④根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为 ml·L-1(用含字母的代数式表示)。
答案:(1)BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液(答案合理即可,Na2CO3溶液应放在BaCl2溶液后面)
(2)H2 3H2O+Cl--6e-ClO3-+6H+ 2NaClO3+4HCl2ClO2↑+2NaCl+2H2O+Cl2↑
(3)①酸式滴定管 ②溶液蓝色恰好消失,且30 s内不恢复原色 ③偏高 ④2dba
解析:(1)根据除杂不引入新杂质的原则,用氯化钡溶液除去硫酸根离子,用碳酸钠溶液除去钙离子和过量的钡离子,用氢氧化钠溶液除去镁离子。需要注意的是碳酸钠溶液要在氯化钡溶液加入后再加入,否则过量的钡离子无法除去,对于氢氧化钠溶液,可以先加也可以后加,对除去其他杂质离子无影响,因此沉淀剂的加入顺序可以为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液。
(2)将食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠,氯元素的化合价由-1价升高为+5价,Cl-失电子,发生氧化反应,该过程在电解池阳极完成,电极反应式为3H2O+Cl--6e-ClO3-+6H+;阴极上得电子,发生还原反应,水在阴极得电子生成氢氧根离子,放出氢气;反应Ⅲ为电解得到的氯酸钠与盐酸发生氧化还原反应生成ClO2,根据电子得失守恒和元素守恒,反应的化学方程式为2NaClO3+4HCl2ClO2↑+2NaCl+2H2O+Cl2↑。
(3)①进行滴定实验,需要使用滴定管,酸式滴定管用来盛放酸性或氧化性溶液,ClO2溶液具有氧化性,应盛放在酸式滴定管中。
②以淀粉溶液作指示剂,用d ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,根据已知反应I2+2S2O32-2I-+S4O62-,加入最后一滴Na2S2O3溶液,蓝色恰好消失,且30 s内不恢复原色。
③若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,Na2S2O3的浓度会降低,滴定时消耗标准液的体积增大,则实验结果会偏高。
④用d ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液b mL ,根据反应I2+2S2O32-2I-+S4O62-, 2ClO2+10I-+8H+5I2+2Cl-+4H2O可知,2ClO2~5I2~ 10S2O32-,n(S2O32-)=db×10-3 ml,则a mL ClO2溶液中含有的ClO2的物质的量为2db×10-4 ml,则10 mL的原溶液含有ClO2的物质的量为2db×10-4 ml×100 mLamL=2dba×10-2 ml,所以原ClO2溶液的物质的量浓度为2dba×10-2ml0.01 L=2dba ml·L-1。
11.已知氧化性:Cl2>Br2,某化学兴趣小组为比较Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
(1)①连接仪器:把玻璃导管插入橡胶塞的操作是 ,然后对准橡胶塞的孔稍稍用力转动,将其插入。
②检查完毕气密性后,实施下列操作:a.加热;b.加入MnO2;c.加入浓盐酸,先后顺序依次为 。
(2)整套实验装置存在一处明显不足,请指出: 。
用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化:
D装置中:红色慢慢褪去。
E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后逐渐变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
ⅰ.(SCN)2的性质与卤素单质的类似。氧化性:Cl2>(SCN)2。
ⅱ.Cl2与Br2反应生成BrCl,呈红色,略带黄色,沸点约为5 ℃,与水发生水解反应。
ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。
①请用平衡移动原理解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因: 。
请设计简单实验证明上述解释: 。
②欲探究E装置中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因: 。
答案:(1)①先将玻璃导管用水润湿 ②bca
(2)缺少尾气处理装置 Cl2>Br2>Fe3+
(3)①过量氯气与SCN-发生反应:2SCN-+Cl22Cl-+(SCN)2,使SCN-浓度减小,平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向逆反应方向移动从而使溶液褪色 取少量褪色后的溶液,滴加KSCN溶液,若溶液变红,则上述推测合理[或取少量褪色后的溶液,滴加FeCl3溶液,若溶液不变红,则上述推测合理(答案合理即可)] ②BrCl+H2OHBrO+HCl,反应产生Cl-,由于AgBrO可溶于水,加入AgNO3溶液,只能生成AgCl白色沉淀
解析:(1)②向烧瓶中加入药品的顺序为“先固后液”。(2)氯气有毒,该实验中无尾气处理装置。D装置溶液变红,说明Fe2+被氧化为Fe3+,说明Cl2的氧化性比Fe3+的强;E装置中水层溶液变黄,振荡试管后CCl4层无明显现象,说明向Fe2+与Br-共存的溶液中通入氯气,Fe2+先被氧化,即Br2的氧化性比Fe3+的强。(3)①由于(SCN)2的性质与卤素单质的类似,且氧化性:Cl2>(SCN)2,当Cl2过量时,Cl2将SCN-氧化为(SCN)2,使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡向逆反应方向移动从而使溶液褪色。实验
装置
实验
序号
滴管中试剂
试管中试剂
实验现象
①
0.2 ml·L-1 NaClO溶液
饱和Ag2SO4溶液
产生白色沉淀
②
CH3COOH溶液
光照试管,试管中有无色气泡产生
③
0.2 ml·L-1 FeSO4酸性溶液和KSCN溶液
溶液变红
④
0.2 ml·L-1 AlCl3溶液
产生白色沉淀
物质
Br2
CCl4
正十二烷
密度/(g·cm-3)
3.119
1.595
0.753
沸点/℃
58.76
76.8
215~217
实验操作
实验现象
结论
打开活塞a、弹簧夹b,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯
D装置中:溶液变红
E装置中:水层溶液变黄,振荡后CCl4层无明显变化
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为
1.下列叙述中正确的是( )。
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
答案:A
解析:由于液溴容易挥发,且液溴的密度大于水的密度,所以在存放液溴的试剂瓶中应加水封,A项正确;能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的物质不一定是氯气,B项错误;某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明溶液中存在碘单质,C项错误;某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液可能含有Ag+或SO42-等,D项错误。
2.用下图装置制备氯气并进行相关实验(夹持设备已略)。下列说法正确的是( )。
A.装置甲烧瓶内的试剂是MnO2
B.装置乙具有除杂和贮存气体的作用
C.实验结束后,振荡丙中锥形瓶,液体分层且下层呈紫红色
D.该实验能证明溴、碘的非金属性强弱
答案:B
解析:MnO2与浓盐酸的反应需要加热,图中没有加热装置,故甲烧瓶内的试剂不可能是MnO2,A项错误。装置乙中饱和食盐水可以除去氯气中的HCl气体,还能利用排饱和食盐水的办法收集气体,B项正确。丙中KI被氧化为I2,经苯萃取后苯层在上层,则上层呈紫红色,C项错误。丙中可能氯气过量,过量的氯气也能与KI反应生成I2,无法验证溴、碘的非金属性强弱,D项错误。
3.KIO3是一种重要的化学试剂,可用作食盐中的补碘剂。其化工生产有多种方法,下面是“KClO3氧化法”制备KIO3的生产工艺流程图:
已知“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。下列相关说法正确的是( )。
A.“酸化反应”中,氧化剂与氧化产物的物质的量之比为6∶11
B.“逐Cl2”过程需要加入烧碱或KI晶体除Cl2
C.借助食醋和淀粉碘化钾试纸即可检验是否含有补碘剂
D.操作X为蒸发结晶
答案:C
解析:“酸化反应”的化学方程式为2KClO3+I2+HClKH(IO3)2+Cl2↑+KCl,其中氧化剂是KClO3,氧化产物为KH(IO3)2,故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为2∶1,A项错误。加热可以促进溶解在溶液中气体的逸出,故“逐Cl2”过程只需要加热溶液即可,不用加入烧碱或KI晶体除Cl2,B项错误。根据反应5I-+IO3-+6H+3I2+3H2O和碘单质能使淀粉溶液变蓝色,故借助食醋和淀粉碘化钾试纸即可检验是否含有补碘剂,C项正确。由于KIO3受热易分解,故操作X为降温(冷却)结晶,D项错误。
4.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。某种制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )。
A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2的
答案:C
解析:C选项,反应②中H2O2为还原剂,NaClO4无还原性。
5.ClO2是一种高效安全的绿色杀菌剂,下列有关ClO2的制备与杀菌作用的说法中不合理的是( )。
A.可用Cl2与NaClO2反应制备ClO2,其中n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2
B.ClO2在强碱性环境中使用失效:2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2O
C.ClO2处理饮用水时残留的ClO2-,可用FeSO4除去:ClO2-+2Fe2++4H+2Fe3++Cl-+2H2O
D.等物质的量的ClO2的杀菌效果比Cl2、HClO的强
答案:C
解析:A项,Cl2和NaClO2反应制备ClO2的化学方程式为2NaClO2+Cl22NaCl+2ClO2,NaClO2作还原剂,Cl2作氧化剂,n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2;B项,ClO2在强碱性环境中发生反应2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2O;C项,所给离子方程式得失电子不守恒、电荷不守恒,正确的离子方程式应为ClO2-+4Fe2++4H+4Fe3++Cl-+2H2O,且若加入FeSO4会引入SO42-,影响水质,应选用FeCl2;D项,由ClO2~5e-~Cl-,Cl2~2e-~2Cl-、HClO~2e-~Cl-可知,等物质的量的ClO2的杀菌效果比Cl2、HClO的强。
6.某研究小组为了探究NaClO溶液的性质,设计了下列实验,并记录实验现象。
下列判断中错误的是( )。
A.实验①:发生的反应为Ag++ClO-+H2OAgCl↓+2OH-
B.实验②:无色气体为O2
C.实验③:还原性强弱顺序Fe2+>Cl-
D.实验④:ClO-与Al3+的水解相互促进
答案:A
解析:A项中没有还原剂,ClO-不能被还原为Cl-,A项错误;B项反应中生成HClO,光照条件下HClO分解产生O2,会产生气泡,B项正确。
7.从某含Br-废水中提取Br2的过程包括过滤、氧化、萃取(需选择合适萃取剂)及蒸馏等步骤。已知:
下列说法不正确的是( )。
A.甲装置中Br-发生的反应为2Br-+Cl2Br2+2Cl-
B.甲装置中NaOH溶液每吸收0.1 ml Cl2,转移0.1 ml e-
C.用乙装置进行萃取,溶解Br2的有机层在下层
D.用丙装置进行蒸馏,先收集到的是Br2
答案:C
解析:氯气的氧化性强于溴的氧化性,所以2Br-+Cl2Br2+2Cl-,A项正确;1 ml Cl2与足量的NaOH溶液反应时转移1 ml e-,甲装置中NaOH溶液每吸收0.1 ml Cl2,转移0.1 ml e-,B项正确;根据表中信息,应用正十二烷作萃取剂,由于正十二烷的密度比水的密度小,所以溶解Br2的有机层在上层,C项错误;把Br2的正十二烷溶液进行蒸馏,由于正十二烷的沸点大于溴的沸点,所以用丙装置进行蒸馏,先收集到的是Br2,D项正确。
8.(双选)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法中不正确的是( )。
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.向含I-的滤液中加入稀硫酸和H2O2溶液后,I-发生氧化反应
C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.将碘水加入CCl4中得到I2的CCl4溶液,该操作为分液
答案:AD
解析:灼烧固体时应在坩埚中进行,A项错误;酸性条件下,H2O2能将I-氧化为I2,B项正确。将碘水加入CCl4中得到I2的CCl4溶液,该操作为萃取,D项错误。
9.某同学设计用如图的装置制备少量的AlCl3(易水解)。下列说法错误的是( )。
A.G装置的作用是除去多余氯气,防止空气污染
B.装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进入E中
C.用50 mL 12 ml·L-1的盐酸与足量的MnO2反应,所得氯气可以制取26.7 g AlCl3
D.实验过程中应先点燃A处的酒精灯,待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯
答案:C
解析:氯气是有毒气体,不能直接排放到空气中,G装置中的氢氧化钠溶液能与氯气反应从而除去多余氯气,防止空气污染,A项正确。 因为AlCl3易水解,所以铝与氯气反应必须在干燥的环境下进行,因此装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进入E中,B项正确。 用50 mL 12 ml·L-1的盐酸与足量的MnO2反应,由于浓盐酸不断消耗,变为稀盐酸后与二氧化锰不反应,所以产生氯气的物质的量小于0.15 ml,因此所得氯气可以制取氯化铝的物质的量小于0.1 ml,质量小于13.35 g,C项错误。 实验过程中应先点燃A处的酒精灯,反应产生氯气,利用氯气排净装置内的空气,待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯,使氯气与铝粉反应,D项正确。
二、非选择题
10.二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括:①粗盐精制;②电解微酸性NaCl溶液;③ClO2的制取。工艺流程如下图所示:
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液。
(1)粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的试剂X,选出试剂X所代表的试剂,按滴加顺序依次是 。
(2)上述过程中,将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2。电解时生成的气体B是 ;电解时阳极反应式为 。反应Ⅲ的化学方程式为 。
(3)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了以下实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100 mL试样。
步骤2:量取a mL试样加入锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟。[已知ClO2+I-+H+——I2+Cl-+H2O(未配平)]
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用d ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液b mL。(已知I2+2S2O32-2I-+S4O62-)
①准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是 。
②上述步骤3中滴定终点的现象是 。
③若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,则实验结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
④根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为 ml·L-1(用含字母的代数式表示)。
答案:(1)BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液(答案合理即可,Na2CO3溶液应放在BaCl2溶液后面)
(2)H2 3H2O+Cl--6e-ClO3-+6H+ 2NaClO3+4HCl2ClO2↑+2NaCl+2H2O+Cl2↑
(3)①酸式滴定管 ②溶液蓝色恰好消失,且30 s内不恢复原色 ③偏高 ④2dba
解析:(1)根据除杂不引入新杂质的原则,用氯化钡溶液除去硫酸根离子,用碳酸钠溶液除去钙离子和过量的钡离子,用氢氧化钠溶液除去镁离子。需要注意的是碳酸钠溶液要在氯化钡溶液加入后再加入,否则过量的钡离子无法除去,对于氢氧化钠溶液,可以先加也可以后加,对除去其他杂质离子无影响,因此沉淀剂的加入顺序可以为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液。
(2)将食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠,氯元素的化合价由-1价升高为+5价,Cl-失电子,发生氧化反应,该过程在电解池阳极完成,电极反应式为3H2O+Cl--6e-ClO3-+6H+;阴极上得电子,发生还原反应,水在阴极得电子生成氢氧根离子,放出氢气;反应Ⅲ为电解得到的氯酸钠与盐酸发生氧化还原反应生成ClO2,根据电子得失守恒和元素守恒,反应的化学方程式为2NaClO3+4HCl2ClO2↑+2NaCl+2H2O+Cl2↑。
(3)①进行滴定实验,需要使用滴定管,酸式滴定管用来盛放酸性或氧化性溶液,ClO2溶液具有氧化性,应盛放在酸式滴定管中。
②以淀粉溶液作指示剂,用d ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,根据已知反应I2+2S2O32-2I-+S4O62-,加入最后一滴Na2S2O3溶液,蓝色恰好消失,且30 s内不恢复原色。
③若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,Na2S2O3的浓度会降低,滴定时消耗标准液的体积增大,则实验结果会偏高。
④用d ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液b mL ,根据反应I2+2S2O32-2I-+S4O62-, 2ClO2+10I-+8H+5I2+2Cl-+4H2O可知,2ClO2~5I2~ 10S2O32-,n(S2O32-)=db×10-3 ml,则a mL ClO2溶液中含有的ClO2的物质的量为2db×10-4 ml,则10 mL的原溶液含有ClO2的物质的量为2db×10-4 ml×100 mLamL=2dba×10-2 ml,所以原ClO2溶液的物质的量浓度为2dba×10-2ml0.01 L=2dba ml·L-1。
11.已知氧化性:Cl2>Br2,某化学兴趣小组为比较Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
(1)①连接仪器:把玻璃导管插入橡胶塞的操作是 ,然后对准橡胶塞的孔稍稍用力转动,将其插入。
②检查完毕气密性后,实施下列操作:a.加热;b.加入MnO2;c.加入浓盐酸,先后顺序依次为 。
(2)整套实验装置存在一处明显不足,请指出: 。
用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化:
D装置中:红色慢慢褪去。
E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后逐渐变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
ⅰ.(SCN)2的性质与卤素单质的类似。氧化性:Cl2>(SCN)2。
ⅱ.Cl2与Br2反应生成BrCl,呈红色,略带黄色,沸点约为5 ℃,与水发生水解反应。
ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。
①请用平衡移动原理解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因: 。
请设计简单实验证明上述解释: 。
②欲探究E装置中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因: 。
答案:(1)①先将玻璃导管用水润湿 ②bca
(2)缺少尾气处理装置 Cl2>Br2>Fe3+
(3)①过量氯气与SCN-发生反应:2SCN-+Cl22Cl-+(SCN)2,使SCN-浓度减小,平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向逆反应方向移动从而使溶液褪色 取少量褪色后的溶液,滴加KSCN溶液,若溶液变红,则上述推测合理[或取少量褪色后的溶液,滴加FeCl3溶液,若溶液不变红,则上述推测合理(答案合理即可)] ②BrCl+H2OHBrO+HCl,反应产生Cl-,由于AgBrO可溶于水,加入AgNO3溶液,只能生成AgCl白色沉淀
解析:(1)②向烧瓶中加入药品的顺序为“先固后液”。(2)氯气有毒,该实验中无尾气处理装置。D装置溶液变红,说明Fe2+被氧化为Fe3+,说明Cl2的氧化性比Fe3+的强;E装置中水层溶液变黄,振荡试管后CCl4层无明显现象,说明向Fe2+与Br-共存的溶液中通入氯气,Fe2+先被氧化,即Br2的氧化性比Fe3+的强。(3)①由于(SCN)2的性质与卤素单质的类似,且氧化性:Cl2>(SCN)2,当Cl2过量时,Cl2将SCN-氧化为(SCN)2,使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡向逆反应方向移动从而使溶液褪色。实验
装置
实验
序号
滴管中试剂
试管中试剂
实验现象
①
0.2 ml·L-1 NaClO溶液
饱和Ag2SO4溶液
产生白色沉淀
②
CH3COOH溶液
光照试管,试管中有无色气泡产生
③
0.2 ml·L-1 FeSO4酸性溶液和KSCN溶液
溶液变红
④
0.2 ml·L-1 AlCl3溶液
产生白色沉淀
物质
Br2
CCl4
正十二烷
密度/(g·cm-3)
3.119
1.595
0.753
沸点/℃
58.76
76.8
215~217
实验操作
实验现象
结论
打开活塞a、弹簧夹b,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯
D装置中:溶液变红
E装置中:水层溶液变黄,振荡后CCl4层无明显变化
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为
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