2027年高考化学一轮总复习 第16讲 氯及其化合物 专项练习（含解析）

这是一份2027年高考化学一轮总复习 第16讲 氯及其化合物 专项练习（含解析），共10页。试卷主要包含了实验室拟制取少量液氯，下列反应表示正确的是，氯及其化合物的转化具有重要应用，下列说法正确的是，下列反应的离子方程式不正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.(2025·无锡月考)实验室拟制取少量液氯。干冰、液氯和氯化氢的沸点分别为-78.5 ℃、-34 ℃和-85.1 ℃,下列实验装置或操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙干燥氯气
C.用装置丙液化氯气
D.用装置丁吸收尾气
2.(2024·南京模拟)下列反应表示正确的是( )
A.HClO在水中见光分解:HClO+H2OO2↑+H++Cl-
B.惰性电极电解氯化镁溶液:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
C.NaClO碱性溶液与Fe(OH)3反应:3ClO-+4OH-+2Fe(OH)32FeO42-+3Cl-+5H2O
D.Ca(ClO)2溶液中通入SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2OCaSO3↓+2HClO
3.(2024·扬州模拟)氯及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
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:Cl2Ca(ClO)2HClO
D.制备FeCl3的路径之一:HClFeCl2FeCl3
4.(2024·扬州检测)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的消毒剂,其制备流程如下:
已知:ClO2是一种具有强氧化性的气体,在一定浓度下容易发生爆炸。
下列说法正确的是( )
A.电解饱和NaCl溶液制取NaClO3过程中,ClO3-是阴极产物
B.制备ClO2时,通入空气的目的是将SO2氧化为SO3,增强溶液的酸性
C.ClO2逸出后,溶液中含有大量Na+、H+、SO42-、SO32-
D.H2O2吸收ClO2的化学方程式为2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2+O2+2H2O
5.(2024·连云港一模)实验室制备水合肼(N2H4·H2O)溶液的反应原理为NaClO+2NH3N2H4·H2O+NaCl,N2H4·H2O能与NaClO剧烈反应。下列装置和操作能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取Cl2
B.用装置乙制备NaClO溶液
C.用装置丙制备水合肼溶液
D.用装置丁分离水合肼和NaCl混合溶液
(2026·徐州、淮安、连云港、宿迁一模)阅读下列材料,完成第6~8题。
卤族元素的单质及化合物应用广泛。HF是半导体工业的重要蚀刻剂;ClO2是高效低毒的消毒剂;NaClO、NaClO2常用作漂白剂;亚硫酰氯(SOCl2)是有机合成中重要的氯化剂;Br2有毒,可用碳酸钠溶液吸收,生成Br-和BrO3-;卤素互化物(如ICl、BrF3)性质与卤素单质相似。
6.下列说法正确的是( )
A.SOCl2是极性分子
B.键角:ClO2->CO2
C.35Cl2和37Cl2互为同素异形体
D.用湿润的淀粉-KI试纸检验ICl中的Cl2
7.下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.MnO2与浓盐酸共热制Cl2:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.ICl与NaOH溶液反应:ICl+2OH-Cl-+IO-+H2O
C.Na2CO3溶液吸收Br2:3Br2+3CO32-5Br-+BrO3-+3CO2↑
D.NaClO碱性溶液吸收少量SO2:ClO-+SO2+H2OCl-+SO42-+2H+
8.下列物质的性质与用途或性质与分离提纯方法具有对应关系的是( )
A.HF是弱酸,可用于雕刻玻璃
B.ClO2具有强氧化性,可用于杀菌消毒
C.液溴易挥发,可用苯萃取溴水中的Br2
D.I2受热易升华,可用过滤的方法从KI溶液中分离出I2
9.(16分)(2024·淮安检测)二氯异氰尿酸钠[(CNO)3Cl2Na]为白色固体,难溶于冷水,是一种高效、安全的氧化性消毒剂。实验室用如图所示装置制备(夹持装置已略去)。回答下列问题。
已知:实验原理为2NaClO+(CNO)3H3(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O,该反应为放热反应。
(1)仪器a中侧管的作用为 ,装置A中的试剂不可以选择 (填字母)。
A.KMnO4B.MnO2
C.K2Cr2O7D.KClO
(2)装置B的作用是除去氯气中的HCl,用平衡原理解释30%硫酸的作用: 。
(3)当从装置C中观察到 时,加入(CNO)3H3溶液。实验过程中装置C的温度必须保持在17~20 ℃,pH控制在6.5~8.5,若温度过高,pH过低,会生成NCl3,为避免生成NCl3,可采取的最佳改进措施为 。
(4)二氯异氰尿酸钠缓慢水解可产生HClO消毒灭菌。通过下列实验检测样品中的有效氯含量:准确称取1.420 0 g样品,用容量瓶配成250.0 mL溶液;取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5 min;用0.100 0 ml·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00 mL已知H++(CNO)3Cl2-+2H2O(CNO)3H3+2HClO、HClO+2I-+H+I2+Cl-+H2O、I2+2S2O32-S4O62-+2I-,该样品的有效氯=含有的氯元素的质量样品的质量×100%。
①请算出该样品的有效氯含量(写出计算过程)。
②下列操作会导致样品的有效氯含量偏高的是 (填字母)。
A.盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗
B.盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管在滴定前无气泡,滴定后有气泡
C.碘量瓶中加入的稀硫酸偏少
10.(17分)水是身体的重要组成部分,具有重要的生理功能。河流湖泊水是人类用水的主要来源,但使用前需要经过净化处理。
(1)常见的水处理剂包括氯气、臭氧、漂白粉、活性炭等,游泳场馆常用臭氧、活性炭对游泳池进行消毒和净化。下列说法错误的是 (填字母)。
A.臭氧、活性炭处理水的原理不同
B.用氯气消毒后的水,可用于配制各种化学试剂
C.用漂白粉漂白时,向其中滴入浓盐酸或通入二氧化碳可以增强漂白效果
D.漂白粉长期露置在空气中会失效
(2)明矾溶于水可以得到Al(OH)3胶体,明矾能用于净水的原因是胶体具有 。现将此法制得的Al(OH)3胶体装入半透膜内,将此半透膜浸入盛蒸馏水的烧杯中,设计实验证明SO42-能够透过半透膜: 。
(3)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法错误的是 (填字母)。
A.H2C2O4在该反应中是还原剂
B.该反应既是离子反应又是氧化还原反应
C.每生成11.2 L气体(标准状况),转移电子数为NA
D.KClO3得电子,发生还原反应
(4)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是“分别在氧化还原反应中得到1 ml电子时,Cl2与该种含氯消毒剂的质量比”,则ClO2的有效氯含量为 (结果保留两位小数)。
(5)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和消毒剂,它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2,ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组欲探究亚氯酸钠的制备。
①操作步骤:关闭止水夹②,打开止水夹①,从进气口通入足量ClO2,充分反应。仪器a的名称为 ,仪器b的作用是 。
②装置A中生成NaClO2的化学方程式为 ,装置B中的现象为 。
③若从装置A反应后的溶液中获得NaClO2晶体,则主要操作有减压蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥等。
11.(15分)(2025·淮安阶段练习)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
①装置B中盛放的试剂是 。
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 。
(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。
图2
图3
①NaClO将废水中NH3氧化为无污染气体,反应的化学方程式为 ,实验中NaClO溶液的实际投入量大于理论计算量,原因是 。
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 。
参考答案
1.A 解析:二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,装置甲缺少酒精灯,无法达到制取氯气的实验目的,A符合题意;装置乙中盛有的浓硫酸能达到干燥氯气的实验目的,B不符合题意;由干冰、液氯和氯化氢的沸点可知,干冰能使氯气液化,装置丙能达到液化氯气的实验目的,C不符合题意;装置丁中盛有的氢氧化钠溶液能达到吸收氯气和氯化氢,防止污染空气的实验目的,D不符合题意。
2.C 解析:HClO在水中见光分解,正确的离子方程式为2HClOO2↑+2H++2Cl-,A错误;惰性电极电解氯化镁溶液生成氢氧化镁沉淀,正确的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑,B错误;碱性条件下,NaClO将Fe(OH)3氧化生成FeO42-,自身被还原为氯离子,离子方程式正确,C正确;Ca(ClO)2溶液中通入SO2会发生氧化还原反应生成硫酸钙,D错误。
3.A 解析:浓盐酸中Cl显-1价,利用浓盐酸制备氯气,氯元素化合价升高,因此制备氯气利用了浓盐酸的还原性,A错误;利用ClO2的氧化性使蛋白质变性,从而达到消毒目的,B正确;2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO,C正确;铁与盐酸发生反应:Fe+2HClFeCl2+H2↑,然后通入氯气,发生反应:2FeCl2+Cl22FeCl3,D正确。
4.D 解析:电解饱和NaCl溶液制取NaClO3过程中,氯元素化合价升高,失去电子发生氧化反应,ClO3-是阳极产物,A错误;通入空气的目的是降低ClO2浓度,防止爆炸,B错误;NaClO3和二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO2,ClO2逸出后,溶液中含有大量的Na+、SO42-、H+,C错误;H2O2吸收ClO2的化学方程式为2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2+O2+2H2O,D正确。
5.B 解析:浓盐酸与二氧化锰制取氯气需要加热,装置甲不满足条件,A不符合题意;氯气与氢氧化钠溶液反应可制备次氯酸钠,装置乙可达到实验目的,B符合题意;氨气可被次氯酸钠氧化,反应剧烈,且生成的N2H4·H2O能与NaClO剧烈反应,应将NaClO溶液注入氨水中,装置丙不能达到实验目的,C不符合题意;N2H4·H2O沸点较低,可溶于水,应该采取蒸馏的方式提纯,蒸馏时温度计测定馏分的温度,冷凝管中冷水下进上出,装置丁不能达到实验目的,D不符合题意。
6.A 7.D 8.B
9.(1)平衡气压,使液体顺利流下 B
(2)氯气溶于水存在反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,30%硫酸中的H+使平衡左移,减少氯气损失
(3)液面上方出现黄绿色气体 将装置C置于17~20 ℃的冷水浴中
(4)①25%(计算过程见解析) ②A
解析:(1)仪器a中侧管的作用为平衡气压,有利于浓盐酸顺利滴下;装置A用于制备Cl2,不需要加热,并且KMnO4、K2Cr2O7、KClO均具有强氧化性,能与浓盐酸反应生成Cl2,所以装置A中的试剂可以是KMnO4、K2Cr2O7、KClO。(2)装置B的作用是除去氯气中的HCl,氯气溶于水存在反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,30%硫酸电离出的H+使该平衡逆向移动,减少氯气损失。(3)装置C用于生成二氯异氰尿酸钠,反应原理是2NaClO+(CNO)3H3(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O,由题图可知,氯气和NaOH溶液先反应生成NaClO,当从装置C中观察到液面上方出现黄绿色气体时,说明装置中生成了一定量的NaClO,此时可加入(CNO)3H3溶液,发生生成二氯异氰尿酸钠的反应,实验过程中装置C的温度必须保持在17~20 ℃,可用冷水浴,若温度过高,pH过低,会生成NCl3,即(CNO)3H3会与Cl2反应生成NCl3。(4)①由题干信息可知,反应的关系为2Cl~(CNO)3Cl2Na~2I2~4S2O32-,即25.00 mL样品溶液中n(Cl)=12n(Na2S2O3)=12×0.100 0×20.00×10-3 ml=1×10-3 ml,则1.420 0 g样品中n(Cl)=1×10-3 ml×250.00 mL25.00 mL=1×10-2 ml,所以该样品的有效氯含量为1×10-2×35.5 g1.4200 g×100%=25%。②盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗,导致Na2S2O3标准溶液的浓度偏低,消耗Na2S2O3标准溶液的体积V偏大,则样品的有效氯含量偏高,A正确;盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管在滴定前无气泡,滴定后有气泡,则消耗Na2S2O3标准溶液的体积V读数偏小,样品的有效氯含量偏低,B错误;碘量瓶中加入的稀硫酸偏少,过程中生成I2的量偏少,滴定过程中消耗Na2S2O3标准溶液的体积V偏小,样品的有效氯含量偏低,C错误。
10.(1)BC
(2)吸附性 取烧杯中溶液置于试管中,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,出现白色沉淀,证明溶液中含硫酸根离子,即SO42-能够透过半透膜
(3)C (4)2.63
(5)①分液漏斗 防止倒吸 ②2ClO2+2NaOH+H2O22NaClO2+2H2O+O2 溶液呈蓝色 ③降温结晶
解析:(1)臭氧具有氧化性、活性炭具有吸附性,二者的漂白原理不同,A正确;氯水中含有氯气、HClO、H+、Cl-等多种粒子,如配制硝酸银溶液时会导致试剂变质,B错误;用漂白粉漂白时,通入二氧化碳可以增强漂白效果,但不能使用浓盐酸,应该用稀盐酸,浓盐酸会和漂白粉的有效成分次氯酸钙反应生成氯气,降低漂白效果,C错误;漂白粉的有效成分为次氯酸钙,可与空气中二氧化碳反应生成不稳定的次氯酸,易变质,D正确。(2)明矾溶于水可以得到Al(OH)3胶体,由于胶体具有吸附性,所以明矾能用于净水;硫酸钡不溶于水,不溶于酸,所以证明SO42-能够透过半透膜的实验操作是取烧杯中溶液置于试管中,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,出现白色沉淀,证明溶液中含硫酸根离子,即SO42-能够透过半透膜。(3)H2C2O4中碳元素化合价升高,在该反应中是还原剂,A正确;该反应中有电子转移,同时有离子参加和生成,所以既是离子反应又是氧化还原反应,B正确;根据化学方程式可知,生成4 ml气体,转移2 ml电子,则每生成11.2 L气体(标准状况),即0.5 ml气体时,转移电子数为0.25NA,C错误;KClO3中氯元素化合价降低,得电子,发生还原反应,D正确。(4)1 ml Cl2得2 ml e-生成Cl-,得到1 ml e-需要Cl2的物质的量为0.5 ml,质量为0.5 ml×71 g·ml-1=35.5 g;1 ml ClO2得5 ml e-生成Cl-,得到1 ml e-需要ClO2的物质的量为0.2 ml,质量为0.2 ml×67.5 g·ml-1=13.5 g,则ClO2的有效氯含量为35.5 g÷13.5 g≈2.63。(5)①仪器a的名称为分液漏斗,仪器b有缓冲作用,可防止倒吸现象发生。②装置A中生成NaClO2的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O22NaClO2+2H2O+O2,ClO2具有氧化性,能把碘化钾氧化为单质碘,则装置B中的现象为溶液呈蓝色。③若从装置A反应后的溶液中获取NaClO2晶体,主要操作有减压、蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等。
11.(1)①饱和食盐水 ②装置C使用冰水浴冷却,向装置A中缓慢滴加浓盐酸
(2)①2NH3+3NaClON2+3H2O+3NaCl NaClO(或HClO)不稳定,易分解 ②pH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中盛放的试剂是饱和食盐水,用于除去Cl2中的HCl。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)①NH3被氧化为无污染气体即氮气,NaClO被还原为氯化钠,故反应的化学方程式为2NH3+3NaClON2+3H2O+3NaCl;次氯酸钠较不稳定、次氯酸不稳定,故实验中NaClO溶液的实际投入量大于理论计算量的原因是NaClO(或HClO)不稳定,易分解。②由题图2、3可知,初始pH在6.0~9.0之间、pH=2.0时剩余氨氮浓度均很低、氨氮去除率均很高,且次氯酸根离子易转变为次氯酸而消耗酸,则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。