高考化学一轮复习讲义第10讲　练习2　含氯化合物之间的转化

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A. 实验室利用浓盐酸的氧化性制备Cl2
B. 利用ClO2的氧化性对饮用水进行消毒
C. Cl2与石灰乳反应制备漂白粉及漂白粉使用时加水浸泡片刻的物质转化：
Cl2eq \(――→,\s\up7(石灰乳))Ca(ClO)2eq \(――→,\s\up7(H2O),\s\d5(CO2))HClO
D. 制备FeCl3的路径之一：HCleq \(――→,\s\up7(Fe))FeCl2eq \(――→,\s\up7(Cl2))FeCl3
【解析】 实验室利用浓盐酸制备氯气，Cl元素化合价升高，利用浓盐酸还原MnO2制得Cl2，A错误。
2. (2023·扬州期初)下列含氯物质的转化过程均正确的是(C)
A. 漂白粉eq \(――→,\s\up7(过量CO2))HClO(aq)eq \(――→,\s\up7(光照))Cl2(g)
B. MgCl2(aq)eq \(――→,\s\up7(加热))无水MgCl2eq \(――→,\s\up7(电解))Mg
C. NaCl(aq)eq \(――→,\s\up7(通电))Cl2(g) eq \(――→,\s\up7(Fe),\s\d5(△)) FeCl3
D. NaCl(aq)eq \(――→,\s\up7(过量CO2))NaHCO3(aq)eq \(――→,\s\up7(△))Na2CO3(s)
【解析】 HClO见光分解为HCl和O2，A错误；MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl，加热促进水解，盐酸挥发，加热MgCl2溶液得不到无水MgCl2，B错误；NaCl溶液与CO2不反应，D错误。
3. (2024·东台期末)物质分类和转化是学习化学的重要思想方法。部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断不合理的是(C)
A. ①的水溶液能与④反应生成②
B. 用③代替②进行自来水消毒更安全
C. ②与SO2按物质的量比1∶1通入水中，再滴入品红溶液，溶液呈无色
D. 由ClONO2在表中的位置可推测其可能具有强氧化性，能水解生成两种酸
【解析】 ①为HCl、②为Cl2、③为ClO2、④为次氯酸盐。2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O，A正确；ClO2氧化性更强，用ClO2代替Cl2进行自来水消毒效率高，更安全，B正确；Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，Cl2与SO2按物质的量比1∶1恰好完全反应生成H2SO4和HCl，再滴入品红溶液，品红不褪色，溶液呈红色，C错误；ClONO2中Cl元素为＋1价、N元素为＋5价，＋1价的Cl和＋5价的N都有强氧化性，ClONO2水解可生成硝酸和次氯酸，D正确。
4. 已知：Cl2通入冷的NaOH溶液可制得NaClO，通入热的NaOH溶液则产生NaClO3；H3PO2(次磷酸)是一元弱酸、具有还原性；HClO3是强酸。下列化学反应表示正确的是(D)
A. (2024·盐城考前模拟)次磷酸与NaClO溶液：H3PO2＋3NaClO===Na3PO2＋3HClO
B. (2024·盐城考前模拟) Cl2与热的NaOH溶液：3Cl2＋2OH－＋H2Oeq \(=====,\s\up7(△))ClOeq \\al(－,3)＋5Cl－＋4H＋
C. (2024·镇江期初)用Na2CO3溶液吸收Br2(g)：Br2＋Na2CO3===NaBr＋NaBrO3＋CO2
D. (2024·镇江期初)用食盐水电解制备NaClO3的阳极反应：Cl－－6e－＋3H2O===ClOeq \\al(－,3)＋6H＋
【解析】 H3PO2具有还原性，ClO－具有氧化性，二者发生氧化还原反应，A错误；Cl2与热的NaOH溶液：3Cl2＋6OH－eq \(=====,\s\up7(△))ClOeq \\al(－,3)＋5Cl－＋3H2O，B错误；用Na2CO3溶液吸收Br2(g)：3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2，C错误。
5. (2024·九省联考广西卷)下列指定反应的离子方程式书写正确的是(A)
A. SO2与酸性NaClO3溶液反应制备ClO2：SO2＋2ClOeq \\al(－,3)===2ClO2＋SOeq \\al(2－,4)
B. 碱性溶液中ClO2与Na2O2反应制备NaClO2：2ClO2＋2Na2O2===2ClOeq \\al(－,2)＋O2＋2Na＋
C. NaClO2在强酸溶液中生成ClO2和NaCl：4H＋＋3ClOeq \\al(－,2)===2ClO2↑＋Cl－＋2H2O
D. 弱酸HClO2在水中分解生成O2：ClOeq \\al(－,2)===O2↑＋Cl－
【解析】 SO2与NaClO3制备ClO2，SO2被氧化为SOeq \\al(2－,4)，A正确；该离子方程式中原子不守恒、得失电子不相等，B错误；该离子方程式中得失电子不相等，C错误；HClO2为弱酸，离子方程式中不拆开，D错误。
6. 已知反应：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。下列说法错误的是(B)
A. 氧化性：NaClO3> Cl2
B. 当反应中有2 ml e－转移时，被氧化的HCl为4 ml
C. 氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
D. 产物ClO2和Cl2都可以用于自来水消毒杀菌
【解析】 NaClO3是氧化剂，Cl2是氧化产物，氧化性：NaClO3>Cl2，A正确；反应中有2 ml e－转移时，被氧化的HCl为2 ml，B错误；Cl2是氧化产物、ClO2是还原产物，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2，C正确；ClO2和Cl2都具有强氧化性，可以用于自来水消毒杀菌，D正确。
7. (2023·苏州期末)由ClO2制备漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的步骤如下：
步骤一：将SO2气体通入NaClO3和H2SO4的混合溶液制得ClO2。
步骤二：将ClO2气体通入NaOH和H2O2的混合溶液制得产品NaClO2。
下列说法错误的是(C)
A. 将ClO2制成NaClO2固体，便于储存和运输
B. 步骤一参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
C. 步骤二发生的反应中H2O2作氧化剂
D. 若步骤二通过原电池来实现，则ClOeq \\al(－,2)是正极产物
【解析】 ClO2为气体，NaClO2为固体，固体便于储存和运输，A正确；NaClO3作氧化剂被还原为ClO2，SO2作还原剂被氧化为SOeq \\al(2－,4)，根据得失电子守恒可知NaClO3和SO2物质的量之比为2∶1，B正确；步骤二中ClO2被还原为NaClO2，H2O2作还原剂，C错误；ClO2得电子生成ClOeq \\al(－,2)，在原电池中是正极产物，D正确。
8. (2023·南京期初)实验室制备NaClO溶液并用于处理含氨氮废水。
(1) 低温下将Cl2通入NaOH溶液中制得NaClO溶液，装置如图1所示。

图1 图2
图3
① 装置B中盛放的试剂是饱和食盐水。
② 为了防止装置C温度升高生成副产物NaClO3，可采取的操作为装置C使用冰水浴冷却、向装置A中缓慢滴加浓盐酸。
(2) NaClO溶液处理含氨氮废水(pH为6.0～7.0)。室温下，分别取200 mL预处理后的废水，将初始pH调节至不同值，加入等量NaClO溶液，30分钟后检测剩余氨氮浓度。不同初始pH对NaClO氧化脱除氨氮效果的影响如图2所示，不同初始pH对应反应结束后的pH如图3所示。
① NaClO将废水中NH3氧化为无污染气体，反应的化学方程式为2NH3＋3NaClO===N2↑＋3H2O＋3NaCl，实验中NaClO溶液的实际投入量大于理论计算量，其原因是NaClO(或HClO)不稳定，易分解。
② 处理后的废水pH在6.0～9.0之间才能排放。NaClO溶液处理含氨氮废水初始pH设置为7.0而不是2.0的原因是pH为7.0时氨氮去除率高且调节pH所需的酸更少。
【解析】 (1) ① 装置B中盛放饱和食盐水除去Cl2中的HCl。② 装置C中温度低可有效避免副反应，防止装置C温度升高则装置C使用冰水浴冷却、向装置A中缓慢滴加浓盐酸。(2) ② 由图2可知，pH约为1.5时氨氮去除率最高、剩余氨氮浓度最小；由图3可知初始pH低反应后pH低，反应液不能直接排放。
9. (2023·无锡期末)ClO2是一种安全稳定、高效低毒的广谱型消毒剂，它易溶于水、难溶于有机溶剂，高浓度的ClO2气体易爆炸。常见制备ClO2的方法如下：
Ⅰ. 利用NaClO2与纯净的Cl2反应可制得ClO2和NaCl，实验装置如图1所示(夹持装置略)。

图1 图2
(1) 装置B中试剂为饱和食盐水。
(2) 装置E中所盛试剂是CCl4，其作用为用于除去ClO2中的未反应的Cl2。
Ⅱ. 草酸(H2C2O4)、氯酸钾和适当浓度的硫酸溶液反应制取ClO2，反应中有CO2气体生成。
(3) 该方法制备ClO2的优点是生成的CO2起稀释ClO2的作用，防止高浓度的ClO2爆炸，提高生产、储存和运输的安全性。
Ⅲ. 以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，再用水吸收获得ClO2溶液。在ClO2的制备和吸收过程中均需要控制适宜的温度，如图2所示为温度对ClO2纯度、吸收率的影响。
(4) 已知：黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClOeq \\al(－,3)氧化成SOeq \\al(2－,4)，写出该法制备ClO2气体的离子方程式：15ClOeq \\al(－,3)＋FeS2＋14H＋===15ClO2↑＋Fe3＋＋7H2O＋2SOeq \\al(2－,4)，由图可知，反应时采取的适宜措施是30 ℃水浴加热。
(5) 某校化学学习小组拟以“eq \f(mClO2,mNaClO3)×100%”作为衡量ClO2产率的指标。取NaClO3样品质量6.000 g，通过反应和吸收可得400.00 mL ClO2溶液，取出20.00 mL，加入37.00 mL 0.500 0 ml/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反应，过量Fe2＋再用0.050 00 ml/L K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗20.00 mL。反应原理如下(未配平)：H＋＋ClO2＋Fe2＋―→Cl－＋Fe3＋＋H2O；H＋＋Fe2＋＋Cr2Oeq \\al(2－,7)―→Cr3＋＋Fe3＋＋H2O。
试计算ClO2的产率(写出计算过程)。
根据题意由关系式：6Fe2＋～Cr2Oeq \\al(2－,7)得到剩余Fe2＋物质的量为0.050 00 ml/L×0.02 L×6＝0.006 ml，
则ClO2消耗的Fe2＋物质的量为0.500 0 ml/L×37×10－3 L－0.006 ml＝0.012 5 ml，
根据关系式：ClO2～5Fe2＋，
ClO2的产率为eq \f(\f(1,5)×0.012 5 ml×20×67.5 g/ml,6.000 g)×100%＝56.25%
【解析】 (2) Cl2与NaClO2反应生成ClO2，还有Cl2未反应完，Cl2易溶于CCl4，ClO2难溶于有机溶剂，装置E作用为除去ClO2中未反应的Cl2。(3) 根据已知信息高浓度的ClO2气体易爆炸，该方法制备ClO2的优点是生成的CO2起稀释ClO2的作用。(4) 由图可知，30 ℃时ClO2的纯度最高，反应时采取的适宜措施是30 ℃水浴加热。