(人教版)新高一化学暑假衔接第07讲 氯气的性质和次氯酸(学生版+教师版)讲义
展开1.了解氯气的物理性质,掌握氯气的化学性质。
2.通过探究氯气的主要化学性质,初步形成基于物质类别、元素价态和原子结构对性质进行预测和检验的认知。
3.通过对含氯物质及其转化关系的认识过程,建立物质性质与物质用途的关联。
一、氯气的性质
1.原子结构
(1)微粒结构示意图
(2)结构和性质的关系:容易得到1个电子,形成最外层8电子的稳定结构
2.氯气的物理性质
(1)色味态:黄绿色有刺激性气味的有毒气体
(2)溶解性
①能溶于水,常温下1体积水约溶解2体积氯气,得到氯水
②不溶于饱和NaCl溶液
(3)密度:大于空气密度
(4)熔沸点:熔点-101℃,沸点-34.6℃,易液化,沸点相对较高
(5)物理特性:易液化,加压条件下变成液氯
【注意】实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔(如图所示)。
3. 氯气的化学性质
①与金属反应表现强氧化性(与变价金属反应,金属被氧化成高价态)
a. 2Na+Cl2 2NaCl(产生黄色火焰,冒白烟)
b. Cu+Cl2CuCl2(产生棕黄色的烟,溶于水后溶液呈蓝绿色)
c. 2Fe+3Cl22FeCl3(产生棕红色的烟,溶于水后溶液呈棕黄色)
【注意】常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。
②与非金属反应
a. 与氢气反应,条件不同,产物相同,现象不同
点燃:H2+Cl22HCl,安静燃烧,产生苍白色火焰,瓶口有白雾,可用于工业制盐酸。
光照:H2+Cl22HCl,发生爆炸
b. 2P+3Cl22PCl3(氯气不足;产生白雾)
2P+5Cl22PCl5(氯气充足;产生白烟)
③与碱反应
Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O(用于除去多余的氯气)
2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(用于制漂粉精)
Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO(漂粉精的漂白原理)
④与某些还原性物质反应
2FeCl2 + Cl2= 2FeCl3
SO2+Cl2+2H2O = 2HCl + H2SO4
2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)
⑤与某些有机物反应
CH4+Cl2 CH3Cl + HCl(取代反应);CH2=CH2+Cl2 → CH2ClCH2Cl(加成反应)
⑥与水反应的实验操作
实验现象:A中干燥的有色布条不褪色;B中湿润的有色布条褪色
化学方程式:Cl2+H2OHCl+HClO。
【特别提醒】
1.氯气、盐酸与金属反应的比较
(1)Cl2可以和大多数金属化合生成金属氯化物,与变价金属反应生成高价金属氯化物
①单一价态:2Na+Cl22NaCl、2Al+3Cl22AlCl3
②多种价态:2Fe+3Cl22FeCl3、Cu+Cl2CuCl2
(2)盐酸与只能与氢前的活泼金属发生置换反应,生成低价金属氯化物和氢气。
①单一价态:2Na+2HCl2NaCl+H2↑、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
②多种价态:Fe+2HClFeCl2+H2↑、Cu和稀盐酸不反应
2.Cl2的特殊性质
(1)Cl2可使湿润的有色布条褪色,不能使干燥的有色布条褪色,说明Cl2没有漂白性,HClO有漂白作用。
(2)Cl2可使湿润的石蕊试纸先变红后褪色,原因是Cl2与水反应生成的盐酸使石蕊试纸先变红,HClO使变色后的石蕊试纸褪色。
(3)常温下液态氯与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。
二、氯水的成分及性质
氯气能以1∶2的比例溶于水中得到的黄绿色溶液,氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。 氯气溶于水,在氯水中少部分氯分子与水反应。在新制的氯水:三种分子(H2O、Cl2、HClO)、四种离子(H+、Cl-、ClO-、OH-);久置氯水则几乎是盐酸溶液。
1. 氯水中存在三种平衡关系:
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH++ClO-
③H2OH++OH-
根据可逆反应的特点,即可得出新制氯水中存在的各种微粒。
2. 氯水的性质
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质:①Cl2的强氧化性;②HCl的强酸性;③HClO的强氧化性、弱酸性;④Cl−的性质。在不同的反应中,新制氯水中起作用的成分不同。
3.液氯、新制氯水、久置氯水的比较
三、次氯酸和次氯酸盐的性质
1. HClO的基本性质
次氯酸的结构式为H—O—Cl(氧处于中心),电子式为。
①弱酸性:一元弱酸,酸性比H2CO3还弱。
②不稳定性:见光易分解,2HClO 2HCl + O2↑,因此次氯酸要现用现配,保存在棕色试剂瓶中。
③强氧化性:具有漂白、杀菌能力,用作消毒剂、漂白剂,可以使色布、品红溶液等褪色。
HClO和ClO−都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应。
2. 漂白液、84消毒液
①制备反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②主要成分:NaCl和NaClO,有效成分为NaClO。
③漂白原理:NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO
3. 漂白粉
①制备反应:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
②主要成分:Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分为Ca(ClO)2
③漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
④失效原因:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑
【易错点拨】漂白粉的易错点
①漂白粉属于混合物,其主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2。
②漂白粉是固体物质,制取原料是石灰乳而不是石灰水。
③漂白粉没有漂白性,遇到酸性物质生成的HClO有漂白性。
④漂白粉溶液能使有色物质褪色,不能用pH试纸测其pH。
⑤Ca(ClO)2具有强氧化性,能够将浓盐酸氧化成Cl2;但与稀盐酸只发生复分解反应生成HClO和CaCl2。
特别提醒 如果Cl2与Ca(OH)2充分反应,并使Ca(ClO)2成为主要成分,则得到漂粉精。
4. 指示剂遇几种不同漂白剂的变化
考点一:氯气的性质
【例1】下列有关氯气的说法不正确的是
A.常温下用钢瓶储运液氯
B.尾气中的氯气用烧碱溶液吸收
C.氯气和液氯是两种不同的物质
D.贮存氯气的钢瓶损坏时,可将钢瓶丢到深坑里,用石灰填埋
【答案】C
【解析】A.常温下与铁不反应,可用钢瓶储运液氯,故A项说法正确;B.能与NaOH反应,故可用烧碱溶液吸收尾气中的氯气,故B项说法正确;C.氯气和液氯的化学式都是,是同一种物质,只是存在状态不同,故C项说法错误;D.氯气有毒,且其密度大于空气,可与碱性物质反应生成无毒物质,所以贮存氯气的钢瓶损坏时,正确的处理方法是把钢瓶丢到深坑里,用石灰填埋,故D项说法正确;
考点二:探究新制饱和氯水成分的考查
【例2】在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
【答案】D
【解析】新制氯水中含有氯气,呈浅绿色,A正确;生成氯化银白色沉淀,说明氯水中含有氯离子,B正确;加入碳酸氢钠粉末,有气泡生成,说明有氢离子,C正确;氯气氧化亚铁离子,D错误。
考点三:以海水资源的综合开发利用为载体,结合流程图的形式考查
【例3】 海水开发利用的部分过程如图所示.下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
【答案】C
【解析】A.向苦卤中通入Cl2置换出溴单质,分离得到溴,通入Cl2是为了提取溴,故A正确;B.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质,精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性,再进行重结晶进行提纯,故B正确;C.工业常选用生石灰或石灰水作沉淀剂,故C错误;D.海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质,用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收转化为HBr,达到富集的目的,故D正确。
考点四:次氯酸盐的性质
【例4】(2022秋·河南安阳·高一统考期中)“84消毒液”的主要成分是,某兴趣小组探究“84消毒液”的性质,设计了以下实验。
下列有关说法错误的是
A.试管甲中溶液变蓝,短时间内无明显现象,说明“84消毒液”是碱溶液
B.试管乙中溶液先变蓝,通入后,快速褪色,说明溶液能与酸反应
C.对比试管乙的实验,将换成稀硫酸,也可达到快速褪色的效果
D.试管丙中溶液变蓝,说明具有氧化性
【答案】A
【详解】A.紫色石蕊溶液遇碱溶液变蓝,说明“84消毒液”的溶液呈碱性,但其有效成分为NaClO,属于盐类,故A错误;
B.通入后与NaClO溶液反应生成HClO,次氯酸具有漂白性,能漂白酸碱指示剂,则快速褪色,说明溶液能与酸反应,故B正确;
C.硫酸的酸性比HClO强,将换成稀硫酸,能快速得到次氯酸,也可达到快速褪色的效果,故C正确;
D.NaClO具有氧化性,氧化碘离子生成单质碘,淀粉遇见单质碘变蓝,发生离子反应为ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O,故D正确;
故选:A。
1.(2022秋·新疆省直辖县级单位·高一校考期中)下列关于Cl2的描述中不正确的是
A.Cl2是一种黄绿色气体,且有毒
B.红热的铁丝在Cl2中燃烧,产生棕色的烟
C.H2在Cl2中燃烧,发出黄色火焰,瓶口出现白烟
D.钠在Cl2中燃烧生成白色固体
【答案】C
【详解】A.Cl2是一种黄绿色气体,且有毒,A正确;
B.红热的铁丝在Cl2中燃烧生成氯化铁,现象为产生棕色的烟,B正确;
C.H2在Cl2中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口出现白雾,C错误;
D.钠在Cl2中燃烧生成氯化钠,现象为生成白色固体,D正确;
故选C。
2.(2023秋·江西九江·高一校考期末)潮湿的氯气,新制的氯水,漂白粉水溶液均能使有色布条褪色,这是由于它们含有或能生成了
A.氯气B.次氯酸C.次氯酸根离子D.氯化氢
【答案】B
【详解】潮湿的氯气,新制的氯水,漂白粉水溶液均能使有色布条褪色,这是由于它们含有或能生成次氯酸的缘故,次氯酸具有强氧化性,能使有色布条褪色,答案选B。
3.(2022秋·广东广州·高一统考期中)下列物质转化不能通过一步反应直接实现的是
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】A.氯气和铁反应生成氯化铁,能一步实现,A不符合题意;
B.氯气和氢氧化钙反应生成次氯酸钙和氯化钙,能一步实现,B不符合题意;
C.次氯酸钙不能一步反应生成二氧化碳,C符合题意;
D.过氧化钠和水或二氧化碳都能反应生成氧气,能一步实现,D不符合题意;
故选C。
4.(2023春·广东江门·高一新会陈经纶中学校考期中)氯气可用于自来水杀菌、消毒。有关氯气的叙述不正确的是
A.Cl2具有强氧化性B.纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧
C.氯气、液氯和氯水是同一种物质D.加热条件下浓盐酸与MnO2反应制得Cl2
【答案】C
【详解】A.Cl2能与大多数金属、某些非金属和多种KI等还原剂反应,得到电子,氯元素化合价降低,具有强氧化性,A正确;
B.点燃下氢气和氯气发生反应产生氯化氢气体,纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧, B正确;
C. 氯气和液氯都是纯净物、由氯分子构成,氯水是混合物,是氯气的水溶液, C不正确;
D. 加热条件下浓盐酸与MnO2发生氧化还原反应生成氯气,该反应可用于在实验室制Cl2,D正确;
答案选C。
5.(2021秋·广西南宁·高一校考期中)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.新制的氯水能使红色布条褪色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
【答案】A
【详解】A.新制氯水中含有Cl2、HCl、HClO,氯气不具有漂白性,不能使红色布条褪色,新制氯水能使红色布条褪色,是利用HClO的强氧化性,故A说法错误;
B.向氯水中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀为AgCl,说明氯水中含有Cl-,故B说法正确;
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,该气体为CO2,利用酸性强的制备酸性弱的,说明氯水中含有H+,故C说法正确;
D.新制氯水中含有Cl2、HCl、HClO,HCl、HClO为无色,Cl2为黄绿色,氯水呈浅黄绿色,说明氯水中含Cl2,故D说法正确;
答案为A。
6.(2023春·浙江杭州·高一校联考期中)“氯气对水一心一意,水偏弄成三分四离”,其中“三分四离”指的是新制氯水中的七种微粒。下列实验现象和结论不一致的是
A.新制氯水使紫色石蕊溶液先变红后褪色,说明有和存在
B.向新制氯水中加入饱和溶液,有无色气体产生,说明有存在
C.氯水久置后黄绿色消失,且产生气泡,该气泡是从溶液中逸出的氧气分子
D.新制氯水中通入后黄绿色消失,说明有漂白性
【答案】D
【详解】A.新制氯水使紫色石蕊溶液变红,说明其中存在H+,后紫色石蕊溶液褪色,说明其中含有HClO,A项实验现象和结论一致;
B.有无色气体产生说明其有H+,因此能和NaHCO3反应生成CO2,B项实验现象和结论一致;
C.HClO容易见光分解生成HCl和O2,C项实验现象和结论一致;
D.具有还原性,通入到氯水中能和其中的Cl2发生氧化还原反应,从而导致氯水黄绿色消失,D项实验现象和结论不一致。
答案选D。
7.(2023秋·上海·高一同济大学第一附属中学校考期末)下列说法中不正确的是
①金属钠、氢气都能在氯气中燃烧,生成白色的烟雾
②铜丝在氯气中燃烧,生成大量蓝色的烟
③液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
④久置的氯水导电性减弱
A.①②③④B.①②④C.①②③D.③④
【答案】A
【分析】①烟是固体小颗粒,雾是小液滴,钠在氯气中燃烧生成固体小颗粒烟,氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体,在瓶口出现白雾,故①错;
②铜丝在氯气中燃烧,生成大量棕黄色的烟,产物是氯化铜,故②错;
③液氯是液态氯是纯净物,氯水是氯气的水溶液,是混合物,能使有色布条褪色的是氯水不是液氯,故③错;
④氯气溶于水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,久置后次氯酸分解:2HClO2HCl+O2↑,盐酸浓度会变大,离子浓度变大,导电能力增强,故④错;
【详解】综上所述,本题答案选A。
8.(2022秋·江苏连云港·高一统考期中)Cl2可用于制备盐酸、漂白粉[有效成分为Ca(ClO)2]和“84”消毒液(有效成分为NaClO)等;“84”消毒液与洁厕剂(含有盐酸)混用会发生反应生成有毒的Cl2。工业上常用电解饱和食盐水的方法制取Cl2、NaOH等。下列化学反应表示正确的是
A.H2与Cl2在点燃条件下化合生成HCl:H2 + Cl2= 2HCl
B.“84”消毒液与洁厕剂混用:Cl- + ClO-+ H2O = 2OH- + Cl2↑
C.漂白粉溶于水后与CO2反应:CO2+ 2ClO-+ H2O = CO + 2HClO
D.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
【答案】D
【详解】A.与在点燃条件下化合生成: ,A错误;
B.“84”消毒液与洁厕剂混用:,B错误;
C.漂白粉溶于水后与反应:,C错误;
D.氯碱工业是电解饱和食盐水获取烧碱和氯气,D正确;
故选D。
9.(2023秋·江苏南京·高一统考期末)为检验某漂白粉是否变质,进行下列探究实验:
实验1:取5g漂白粉样品于烧杯中,加足量蒸馏水并搅拌,观察到有固体不溶解。
实验2:静置,取少量实验1的上层清液于试管中。放入红色花瓣,观察到花瓣褪色。
实验3:另取5g漂白粉样品于试管中,滴加浓盐酸,观察到有气体产生。
下列说法正确的是
A.工业上用氯气和澄清石灰水制取漂白粉
B.实验1和实验2说明漂白粉没有变质
C.实验3中产生的气体只有氯气
D.实验3中下列反应的电子转移可表示为=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
【答案】D
【详解】A.由于Ca(OH)2的溶解度很小,故工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉,A错误;
B.已知CaCl2和Ca(ClO)2均易溶于水,由实验1中有不溶物说明漂白粉已经变质为CaCO3,故实验1和实验2说明漂白粉未完全变质,B错误;
C.由B项分析可知,该漂白粉已经部分变质,故实验3中产生的气体有氯气和CO2,C错误;
D.实验3中下列反应的电子转移可表示为:=CaCl2+2Cl2↑+2H2O,D正确;
故答案为:D。
10.(2023秋·黑龙江哈尔滨·高一哈尔滨德强学校校考期末)某同学在一张pH试纸上滴几滴新制氯水,现象如图。下列有关该实验的说法中正确的是
A.新制氯水中含有5种离子
B.该实验说明Cl2分子具有漂白性
C.若用久置的氯水进行实验,现象相同
D.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快
【答案】D
【详解】A. 新制氯水中存在氯离子、次氯酸根离子、氢氧根离子、氢离子,含有4种离子,A错误;
B.氯水中的HClO具有强氧化性而表现漂白性,Cl2无漂白性, B错误;
C.久置的氯水中次氯酸见光分解生成氯化氢和氧气,pH试纸内部不会显白色, C错误;
D.依据图中现象:pH试纸内部显白色,外圈显红色,说明H+的扩散速度比HClO分子快,D正确;
答案选D。
一、单选题
1.(2022秋·广东江门·高一统考期末)下列有关Cl2的性质及应用的说法错误的是
A.虽然氯气化学性质活泼,但液氯能用钢瓶贮存
B.加热条件下,Cl2与过量Fe反应生成FeCl3
C.可用向下排空气法收集Cl2
D.工业上可用氯气与石灰乳反应制备漂白粉
【答案】C
【详解】A.虽然氯气化学性质活泼,但在室温下干燥Cl2与Fe不能发生反应,故液氯能用钢瓶贮存,A正确;
B.在加热条件下,Cl2与Fe反应生成FeCl3,与二者相对量的多少无关,B正确;
C.Cl2的密度比空气大,故可以使用向上排空气法收集Cl2,而不能用向下排空气法收集Cl2,C错误;
D.氯气与石灰乳反应产生氯化钙、次氯酸钙和水,氯化钙、次氯酸钙的混合物就是漂白粉的主要成分,故在工业上可用氯气与石灰乳反应制备漂白粉,D正确;
故合理选项是C。
2.(2023秋·甘肃兰州·高一兰州一中校考期末)数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。如图是数字化实验得到的光照过程中氯水的pH变化情况。对此,下列有关说法正确的是
A.pH减小的主要原因是光照引起了Cl2溶解度的减小,氯气逸出,故氯水应该贮存在棕色瓶中
B.光照使氯水中的次氯酸分解产生了盐酸,溶液的酸性增强
C.随着对氯水光照时间的延长,氯水的颜色变浅,溶液的导电能力也减弱
D.光照前若新制氯水中先加稀盐酸酸化,再加硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
【答案】B
【分析】从图中可以看出,随着时间的推移,氯水的pH不断减小,则溶液的酸性不断增强。
【详解】A.若光照引起Cl2溶解度的减小,氯气逸出,则溶液中H+浓度减小,溶液的pH增大,A不正确;
B.在氯水中,存在以下反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,光照发生反应2HClO2HCl+O2↑,使氯水中的次氯酸分解产生了盐酸,H+浓度增大,溶液的酸性增强,B正确;
C.随着对氯水光照时间的延长,Cl2不断与水反应,氯水的颜色变浅,但离子浓度增大,溶液的导电能力增强,C不正确;
D.酸化所用的稀盐酸中含有Cl-,不能确定白色AgCl沉淀中Cl-的来源,不能说明氯水中含有Cl-,D不正确;
故选B。
3.(2022秋·江苏连云港·高一统考期中)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列实验操作和现象所得到的结论不正确的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】A.只有氯气有颜色,为黄绿色,氯水呈浅黄绿色是因为含有氯气,A项正确;
B.溶液呈酸性,能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,B项正确;
C.溶液与硝酸银反应产生白色沉淀,只能是氯离子与银离子反应得到AgCl白色沉淀,说明氯水中含有氯离子,C项正确;
D.只有氯气有颜色,为黄绿色,但是氯水中加入氢氧化钠溶液,氯水颜色消失说明氯气和氢氧化钠发生了反应,而不能说明次氯酸存在,D项错误;
答案选D。
4.(2023秋·黑龙江哈尔滨·高一哈尔滨德强学校校考期末)某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测,下列图像变化最不可能是其检测结果的是
A.图1表示氯水中氢离子浓度随时间的变化
B.图2表示溶液中氯离子浓度随时间的变化
C.电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值,图3表示氯水的电导率随时间的变化
D.图4表示液面上方氧气体积分数随时间的变化
【答案】C
【分析】新制饱和氯水中存在平衡:①Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO;②HClO⇌H++ClO-,HClO不稳定分解:2HClO2HCl+O2↑,氧气体积分数不断增大,而随着HClO的分解,水中的Cl2+H2O⇌HClO+HCl平衡会向左移动,最终会变为盐酸,溶液pH不断减小,所以当溶液的体积不变,溶液中的离子随着饱和氯水变为盐酸,离子浓度逐渐增大,溶液的导电能力与离子浓度成正比,据此分析解答。
【详解】A.氯水中存在:Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO、HClO⇌H++ClO-,HClO不稳定分解:2HClO2HCl+O2↑,随着HClO的分解,水中的Cl2+H2O⇌HClO+HCl平衡会向左移动,最终会变为盐酸,氢离子浓度不断增大,A不选;
B.随着HClO的分解,水中的Cl2+H2O⇌HClO+HCl平衡会向左移动,氯离子浓度不断增大,B不选;
C.根据分析,溶液中离子浓度增大,溶液的导电能力与离子浓度成正比,电导率不断增大,最终会变为盐酸,电导率不变,C选;
D.次氯酸分解生成氧气,氧气体积分数不断增大,D不选;
故选C。
5.(2023秋·河南三门峡·高一统考期末)如图所示,在A处通入未经干燥的氯气,当关闭B阀时,C处干燥的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中应盛放的溶液可能是
①饱和溶液 ②饱和氯化钠溶液 ③水 ④浓硫酸 ⑤氢氧化钠溶液
A.①④⑤B.②③C.②④D.④⑤
【答案】A
【分析】在A处通入未经干燥的氯气,当关闭B阀时,C处干燥的红布条看不到明显现象,说明D装置吸收了氯气或者是干燥了氯气;
【详解】①饱和Na2CO3溶液与氯气反应,氯气被吸收了,C处有色布条不褪色,符合题意,故①正确;
②饱和NaCl溶液不与氯气反应,也不能将氯气干燥,故②错误;
③氯气通过水后带出部分水蒸气,湿润的氯气可以C中使有色布条褪色,故③错误;
④浓硫酸具有吸水性,能吸收氯气中的水蒸气而干燥氯气,干燥氯气不能使有色布条褪色,故④正确;
⑤氯气与氢氧化钠反应,氯气被吸收了,C处有色布条不褪色,符合题意,故⑤正确;
故选A。
6.(2023秋·山东德州·高一德州市第一中学校考期末)下列有关新制氯水的说法不正确的是
A.新制氯水呈黄绿色,是因为氯水中含有Cl2
B.新制氯水滴到Na2CO3溶液中,有气泡产生,说明氯水中含有H+
C.新制氯水需保存在无色试剂瓶中,并置于阴暗处
D.新制氯水光照一段时间,酸性会增强
【答案】C
【详解】A.氯气为黄绿色气体,新制氯水中含有氯气从而呈黄绿色,A正确;
B.新制氯水滴到碳酸钠溶液中,有气泡生成,说明是氢离子与碳酸根离子反应生成了二氧化碳,氯水中含有氢离子,B正确;
C,新制氯水中的HClO见光分解,因此新制氯水保存在棕色试剂瓶中并置于阴暗处,C错误;
D.新制氯水中HClO见光分解生成HCl和O2,HClO为弱酸而HCl为强酸,因此新制氯水光照一段时间,酸性增强,D正确;
故答案选C。
7.(2022秋·山东聊城·高一统考期末)下列有关氯及其化合物的说法正确的是
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾生成
B.测定新制氯水的pH操作是用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照
C.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
D.漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
【答案】A
【详解】A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾生成,故A正确;
B.氯水具有漂白性,不能用pH试纸测氯水的pH,故B错误;
C.向FeCl2溶液中滴加氯水,发生反应2FeCl2+Cl2= 2FeCl3,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有Cl2,故C错误;
D.漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2反应生成CaCO3和HClO,HClO分解为HCl和氧气,故D错误;
选A。
二、填空题
8.(2023春·福建龙岩·高一校联考期中)某同学设计如图装置(省略夹持装置)制备氯气并探究其性质,请回答下列问题。
(1)盛装浓盐酸的仪器名称为___________,试管内发生反应的化学方程式为___________。
(2)湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,请结合化学方程式和文字解释该现象产生的原因:___________。
(3)浸有溴化钠溶液的试纸变橙黄色,反应的离子方程式为___________。
(4)一段时间之后,湿润的淀粉碘化钾试纸会变蓝(I2遇淀粉会变蓝),___________(填“能”或“不能”)说明Br2的氧化性比I2强;烧杯中的溶液可以为___________(填标号),倒置漏斗的作用是___________。
A.饱和食盐水 B.饱和NaOH溶液
C.澄清石灰水 D.浓盐酸
【答案】(1) 分液漏斗 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)Cl2+H2OHCl+HClO生成了酸性物质,蓝色石蕊试纸先变红,生成的HClO具有漂白性,试纸后褪色
(3)2Br-+Cl2=2Cl-+Br2
(4) 不能 B 防倒吸
【分析】制取Cl2时,将MnO2与浓盐酸在加热条件下反应;生成的Cl2与湿润的蓝色石蕊试纸作用,先变红后褪色;Cl2与NaBr作用,生成NaCl和Br2;Cl2或Br2与KI作用,生成I2等;尾气用碱溶液吸收。
【详解】(1)盛装浓盐酸的仪器带有活塞,名称为分液漏斗;试管内,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应,生成Cl2等,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。答案为:分液漏斗;MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)Cl2与水反应后,生成的HCl具有酸性,HClO具有漂白性,所以湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,产生该现象的原因:Cl2+H2OHCl+HClO生成了酸性物质,蓝色石蕊试纸先变红,生成的HClO具有漂白性,试纸后褪色。答案为:Cl2+H2OHCl+HClO生成了酸性物质,蓝色石蕊试纸先变红,生成的HClO具有漂白性,试纸后褪色;
(3)Cl2与NaBr作用,生成NaCl和Br2,使浸有溴化钠溶液的试纸变橙黄色,反应的离子方程式为2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。答案为:2Br-+Cl2=2Cl-+Br2;
(4)Cl2或Br2与KI作用,生成I2等,使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,不能肯定发生的是Br2与KI的置换反应,所以不能说明Br2的氧化性比I2强;
A.Cl2难溶于饱和食盐水,A不符合题意;
B.饱和NaOH溶液吸收Cl2效果好,B符合题意;
C.澄清石灰水虽然呈碱性,但由于浓度很小,所以吸收尾气的效果差,C不符合题意;
D.Cl2在浓盐酸中的溶解度很小,吸收效果差,D不符合题意;
故选B。倒置漏斗的作用是防倒吸。答案为:不能;B;防倒吸。
【点睛】在反应过程中,过量的Cl2也可能与KI发生置换反应。
9.(2023秋·天津河东·高一统考期末)某学生欲用下列装置制取纯净FeCl3固体。其中A是Cl2的发生装置,C、D为气体净化装置,E硬质玻璃管中装有细铁丝网,F为干燥的空广口瓶,烧杯G为尾气吸收装置。
试回答:
(1)该装置中有一明显错误是______。(填字母)
(2)D中所装试剂为______,C装置的作用是______。
(3)A中发生反应的化学方程式是______,G中发生反应的离子方程式是______。
(4)若用100mL12ml/L盐酸与足量MnO2充分反应,生成的Cl2体积(标准状况)______(填“大于”、“小于”或“等于”)6.72L。
【答案】(1)D
(2) 浓H2SO4 除去氯气中的杂质HCl
(3) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(4)小于
【分析】在装置A中用MnO2、HCl(浓)混合加热制取Cl2,装置C除去杂质HCl,装置D除去Cl2中的水蒸气,在装置E中Fe与Cl2反应产生FeCl3,装置F是安全瓶,防止倒吸现象的发生,装置G是尾气处理装置,用于除去未反应的Cl2。
【详解】(1)在装置A中制取Cl2,该反应需要加热,HCl具有挥发性,所以制取的Cl2中含有杂质HCl、H2O蒸气,装置C除去HCl,装置D除去水蒸气,导气管是长进短出;装置D中导气管是短进长出,所以该装置中有一明显错误是装置D;
(2)装置C除去氯气中的杂质HCl,试剂为饱和食盐水,D中所装试剂为浓硫酸,作用是干燥Cl2;
(3)在A中MnO2、HCl(浓)混合加热制取Cl2,发生反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;装置G中是NaOH溶液用于吸收为反应完的氯气,发生反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(4)若用100mL 12ml/L盐酸与足量MnO2充分反应,n(HCl)=12ml/L×0.1L=1.2ml,若HCl完全反应,则根据反应产生Cl2的物质的量n(Cl2)=1.2ml÷4=0.3ml,其在标准状况体积为6.72L,但实质上,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应就不再发生,因此反应产生的Cl2在标准状况下体积小于6.72L。
10.(2023秋·陕西西安·高一校联考期末)某化工厂生产的漂白粉,产品说明书如下:请你回答
(1)请你为漂白粉写一份保存、使用的注意事项(不超过30字)___________。
(2)用化学方程式表示:
①实验室制备氯气的化学反应方程式___________;
②漂白粉的生产原理:___________。
③一般情况下,漂白粉失效的主要原因:___________。
【答案】(1)密封、避光、干燥的地方保存,避免受潮
(2) MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2↑
【分析】次氯酸钙与空气中的水、二氧化碳反应生成HClO,次氯酸在光照条件下分解生成HCl与氧气,导致漂白粉失效;一般利用氯气与消石灰反应制备漂白粉,反应生成氯化钙、次氯酸钙与水;
【详解】(1)次氯酸钙与空气中的水、二氧化碳反应生成HClO,次氯酸在光照条件下分解生成HCl与氧气,导致漂白粉失效,故保存时应密封、避光保存在阴凉处;且次氯酸钙易与空气中二氧化碳反应,具有漂白性,所以在使用过程中需随配随用,勿接触皮肤,不能用以漂洗丝、毛织品等;
(2)①实验室制备氯气的化学反应为二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、氯气和水,反应为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
②利用氯气与消石灰反应制备漂白粉,反应生成氯化钙、次氯酸钙与水,反应方程式为:2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O;
③漂白粉中含有Ca(ClO)2,易与空气中的水和二氧化碳反应生成不稳定的HClO,次氯酸见光易分解,导致漂白粉失效,反应的相关方程式为:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2↑。
原子结构示意图
离子结构示意图
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
粒子种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl−、
ClO−、OH−
H2O、H+、
Cl−、OH−
漂白剂
HClO
Na2O2(H2O2)
SO2
活性炭
漂白原理
氧化漂白
氧化漂白
化合漂白
吸附漂白
品红溶液
褪色
褪色
褪色
褪色
紫色石蕊
先变红后褪色
褪色
只变红不褪色
褪色
选项
实验操作及现象
实验结论
A
氯水的颜色呈浅黄绿色且有刺激性气味
氯水中含有Cl2
B
向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生
氯水中含有H+
C
向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀
氯水中含有Cl-
D
加入NaOH溶液,氯水浅黄绿色消失
氯水中含有HClO
漂白粉使用说明书主要成分:次氯酸钙、氯化钙
用法用量:每次取漂白粉2 g,水1 000 mL,配成0.2%~0.3%的浊液。
将病人用具浸泡其中5~10分钟,如需要,浓度可提高,时间可延长。
注意事项:……
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