2020-2021学年第一单元 氯气及氯的化合物第2课时巩固练习

第2课时　氯气的性质及应用

基础过关练

题组一　氯原子的结构、氯气的物理性质及用途

1.氯气有毒,第一次世界大战中第一次把氯气用于战场。毒气弹爆炸后,氯气随风飘散。在战场上能有效防御氯气的方法是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　A.躲到地势低洼处

B.躲到地势较高处

C.可用NaOH溶液浸湿的布蒙面

D.可顺风跑开

2.下列有关氯气的叙述中不正确的是(　　)

A.氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体

B.氯气、液氯、氯水是同一种物质

C.氯气能溶于水

D.氯气是一种有毒气体

3.(2019黑龙江哈尔滨第三中学高一上期末)下列关于氯气的说法不正确的是(　　)

A.虽然氯气的化学性质很活泼,但液氯能用钢瓶贮存

B.氯气和液氯是两种不同物质

C.可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气

D.氯气有毒,它曾在战争中被用于制造毒气弹

题组二　氯气与单质反应

4.下列有关氯气的叙述中,不正确的是(　易错　)

A.红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,生成棕黄色的烟

B.钠在氯气中燃烧,生成白色的烟

C.纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,在集气瓶口形成白色烟雾

D.氯气能与水反应生成HCl和次氯酸,次氯酸见光易分解

5.下列氯化物中,既能由金属与氯气反应制得,又能由金属与盐酸反应制得的是(　　)

A.CuCl2 B.FeCl2 C.FeCl3 D.AlCl3

题组三　氯气与水、碱的反应

6.下列物质中,不能使干燥的有色布条褪色的是(　　)

A.Cl2 B.氯水

C.NaClO溶液 D.HClO

7.自来水可用氯气杀菌消毒,不法商贩用自来水冒充蒸馏水销售,为辨别蒸馏水真伪,可用下列哪种试剂鉴别(　　)

A.硝酸银溶液 B.氯化铁溶液

C.酚酞试液 D.氢氧化钠溶液

8.下列制备氯水最好的方法是(　　)

9.用如图装置检验氯气的部分性质,下列说法不正确的是(　　)

A.装置A的作用是除去氯气中的水蒸气

B.该实验必须在通风橱中进行

C.装置C中发生的反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O

D.装置B中的现象是干燥有色布条褪色,湿润有色布条不褪色

10.将紫色石蕊试液滴入NaOH溶液中,溶液变蓝色,再通入氯气,溶液由蓝色先变成红色,最后颜色慢慢褪去,其原因是(　　)

①氯气有漂白性 ②氯气与NaOH溶液反应

③氯气的水溶液呈酸性 ④次氯酸有漂白性

⑤氯化钠有漂白性

A.①④ B.②③④ C.①②③ D.④⑤

11.用下列装置制备Cl2或检验Cl2的性质,下列有关说法正确的是(　　)

A.Ⅰ图:若MnO2过量,浓盐酸可全部反应

B.Ⅱ图:充分光照后,量筒中剩余的气体约为10 mL(条件相同)

C.Ⅲ图:生成蓝色的烟,若在集气瓶中加入少量水,所得溶液呈绿色

D.Ⅳ图:干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,说明Cl2具有漂白性

12.常温下,用胶头滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH溶液中,当滴到最后一滴时溶液的红色突然褪去。试回答下列问题:

(1)实验室保存饱和氯水的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)产生上述现象的原因可能有两种(用简要的文字说明):①　　　　　　　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　　　　　。怎样用实验证明溶液红色褪去的原因是①还是②?  　。 

题组四　氯水与次氯酸的性质

13.在氯水中存在多种分子和离子,可通过实验的方法加以确定。下列说法错误的是(　　)

A.加入含有NaOH的酚酞试液,红色褪去,说明有H+存在

B.加入有色布条后,有色布条褪色,说明有HClO分子存在

C.氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在

D.加入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明有Cl-存在

14.为探究新制氯水的成分及其中某些微粒的性质,某化学兴趣小组做了如下实验:

(1)观察氯水颜色,发现氯水呈黄绿色,证明氯水中含有的微粒是　　　　(填化学式,下同)。 

(2)向氯水中滴入碳酸钠溶液,有气体生成,说明氯水中含有的微粒是　　　　。 

(3)在盛有氯水的试管中加入有色布条,布条褪色,说明氯水中含有的微粒是　　　　。 

(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液显红色,起作用的微粒是　　　　,过一会儿,溶液的颜色褪去,起作用的微粒是　　　　。 

(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成,证明氯水中含有的微粒是　　　　。 

(6)氯水经光照后,颜色逐渐消失,并放出的气体是　　　　,溶液的酸性　　　　(填“增强”“不变”或“减弱”)。 

(7)将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯微粒是　　　　　　　。 

15.洪灾过后,饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病暴发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。根据所学知识,回答下列问题:

(1)工业上将氯气通入石灰乳制备漂白粉,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　;漂白粉的有效成分为　　　　(填名称);瓶装漂白粉久置在空气中会失效,试用化学方程式表示失效的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)某化学兴趣小组为了探究HClO的漂白性,设计了如下实验:

①通入Cl2后,从集气瓶A、B的现象可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　;其中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②为了确认是HClO使湿润的红色布条褪色,你认为还应增加的实验是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

③烧杯中NaOH溶液所起的作用是　　　　　　　　　　　　　　　,烧杯中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 

④为保证实验安全,氯气以每分钟1.12 L(已换算为标准状况下)的流速匀速通入,若实验需耗时4 min,烧杯中盛放2 mol·L-1的NaOH溶液的体积至少应为　　　　mL。 

16.(2019湖南衡阳八中高一上期末)纯净干燥的氯气与熔融金属锡反应可制备SnCl4,某化学小组的同学设计了如下实验装置进行制备。

已知:①金属锡熔点为231 ℃,化学活泼性与铁相似;②SnCl4的沸点为114 ℃;③SnCl4易与水反应。

请根据上图装置回答下列问题:

(1)装置Ⅳ中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 

(2)装置Ⅱ中的试剂是　　　　　　,装置Ⅴ的作用是　　　　　　　　　。 

(3)装置Ⅵ最好选用下列装置中的　　　(填字母)。 

(4)实验结束后,欲回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2,需要的分离方法是　　　　。 

(5)为了顺利完成实验,点燃酒精灯的正确操作是　　　(填字母)。 

A.先点燃Ⅰ处酒精灯,后点燃Ⅳ处酒精灯

B.先点燃Ⅳ处酒精灯,后点燃Ⅰ处酒精灯

C.同时点燃Ⅰ、Ⅳ两处酒精灯

能力提升练

题组一　氯气及氯水的性质

1.(双选)(2020山西大学附属中学高一上月考,)抗震救灾中要用大量漂白粉和漂白剂杀菌消毒。下列说法中不正确的是(　　)

A.漂白粉敞口放置于空气中容易变质

B.氯水比漂白粉、漂白剂更稳定

C.漂白剂的有效成分是NaClO

D.工业上制漂白粉的方法是将氯气通入澄清石灰水中

2.(2019山东德州第一中学高一模块检测,)某同学用下列装置进行有关Cl2的实验。下列说法不正确的是(　　)

A.Ⅰ图:实验现象证明氯气无漂白作用,氯水有漂白作用

B.Ⅱ图:闻Cl2的气味

C.Ⅲ图:生成棕黄色的烟

D.Ⅳ图:若气球变瘪,证明Cl2可与NaOH反应

3.(2020浙江浙东北联盟高一上期中,)如图:A处通入氯气,关闭B时,C中红色布条颜色无变化;当打开B时,C处红色布条颜色逐渐褪去。则相关判断正确的是(深度解析)

A.通入的Cl2含有水蒸气

B.D中不可能是浓H2SO4

C.D中可能是水

D.D中可能是饱和食盐水

4.(2019甘肃平凉高一上期末,)实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气时,有14.6 g HCl被氧化,所得Cl2全部用石灰乳吸收,可制得漂白粉的质量是(　　)

A.14.3 g B.25.4 g 

C.28.6 g D.50.8 g

5.(2019吉林长春十一中高一上期末,)下列关于氯水的说法正确的是(　易错　)

A.新制氯水中含有Cl2、HCl、HClO、H2O分子

B.将紫色石蕊试剂滴入新制氯水中,溶液先变红后变无色

C.氯水和液氯都能使干燥的有色布条褪色

D.新制氯水的pH要比久置氯水的pH小

题组二　含氯物质在生产生活中的应用

6.(2020北京西城高一上期末,)阅读短文,回答问题。

世界卫生组织(WHO)和中国卫健委公认二氧化氯(ClO2)为新时代绿色消毒剂,其特点是无三致(致癌、致畸、致突变),有三效(广谱、高效、快速)。国家疾病控制中心建议,为了避免传染病的传播,餐饮用具可用200 mg·L-1的ClO2溶液浸泡,游泳池水可按5 mg·L-1用ClO2进行消毒。常温下,ClO2气体与Cl2具有相似的颜色与气味,在水中的溶解度是Cl2的5~8倍。ClO2是强氧化剂,其有效氯是Cl2的2.6倍。ClO2不与冷水反应,遇热水则分解成HClO、Cl2和O2。

下表列出了ClO2与传统消毒剂(氯制剂)的部分性能比较:

经大量实验研究表明,ClO2对细胞壁有较强的吸附和穿透能力,反应释放出的原子氧将细胞内的酶氧化,从而起到杀菌作用。ClO2反应释放出的原子氧还可以氧化色素,所以ClO2也是优良的漂白剂。研究表明,ClO2在浓度低于100 mg·L-1时不会对人体产生任何的影响。我国卫健委提出,逐步用ClO2替代Cl2进行饮用水消毒。相信在不久的将来,ClO2将广泛应用到杀菌消毒领域。

(1)请依据以上短文,判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。

A.可以用等浓度的ClO2溶液对餐饮用具和游泳池进行消毒。　　　　 

B.ClO2是有刺激性气味的气体。　　　　 

C.ClO2杀菌力强、无抗药性。　　　　 

D.未来ClO2在生产生活中更广泛的使用,是我国发展绿色消毒剂的方向。　　　　 

(2)某同学推测ClO2能与FeSO4溶液反应,你认为他的推测是否合理　　　　　(填“合理”或“不合理”);用简要的文字说明理由　。 

答案全解全析

基础过关练

1.B　氯气的密度比空气的大,应躲到地势较高处,A项错误,B项正确;NaOH具有强腐蚀性,C项错误;Cl2随风飘散,应逆风跑开,D项错误。

2.B　氯气和液氯是同一种物质,只是状态不同,而氯水则是Cl2的水溶液,是混合物,B项错误。

3.B　通常液氯可以用钢瓶储存,A项正确;氯气和液氯是同一种物质的不同状态,B项错误;除去氯气中混有的水蒸气应选用不能和氯气反应的干燥剂,不宜选用碱性干燥剂,常选用酸性或中性干燥剂,如:浓硫酸、无水氯化钙等,C项正确;氯气有毒,对人体有害,曾在战争中被用于制造毒气弹,D项正确。

5.D　A项,铜与盐酸不反应,不符合题意;铁与氯气反应生成FeCl3,Fe与盐酸反应生成FeCl2,故B、C项均不符合题意;AlCl3可由Al和氯气直接反应制得,也可由Al和盐酸反应制得,符合题意。

6.A　Cl2本身不具有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色;而氯水、NaClO溶液和HClO都能使干燥的有色布条褪色,A项符合题意。

7.A　自来水中含有Cl-、H+等,与AgNO3溶液反应产生白色沉淀,A项符合题意;FeCl3溶液与Cl-、H+等不反应,无现象,B项不符合题意;酚酞试液遇酸不变色,无法鉴别,C项不符合题意;NaOH溶液与酸反应,但无明显现象,无法鉴别,D项不符合题意。

8.C　氯气有毒,要进行尾气处理。

9.D　用浓硫酸除去Cl2中的水蒸气,A项正确;Cl2有毒,该实验必须在通风橱中进行,B项正确;多余的Cl2可以用NaOH溶液吸收,发生的反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,C项正确;干燥有色布条遇到干燥的Cl2不褪色,湿润有色布条遇到Cl2褪色,D项错误。

10.B　通入的Cl2与NaOH反应,溶液碱性减弱,多余的氯气又与水反应生成HCl和具有强氧化性的HClO,从而使溶液先变红,后褪色。

11.B　A项,随着反应的进行,浓盐酸变稀,稀盐酸不能与MnO2反应生成Cl2,错误;C项,Cu在Cl2中燃烧生成棕黄色的烟,加少量水生成蓝绿色溶液,错误;D项,Cl2没有漂白性,Cl2与水反应生成的HClO具有漂白性,错误。

12.答案　(1)置于棕色试剂瓶中,在阴凉处密封保存　(2)氯水与NaOH溶液反应生成两种盐,使溶液碱性减弱　过量的氯水中的HClO具有漂白性,使溶液变为无色　向无色溶液中再滴加适量NaOH溶液,若溶液不再变红色,则说明是HClO漂白的结果;若溶液又变红色,则说明是氯水与NaOH溶液反应使溶液碱性减弱的结果

解析　变红的溶液褪色的原因是溶液的碱性减弱或过量的氯水中的HClO将溶液中的红色物质漂白。若要设计实验证明溶液褪色的原因,最简便的方法就是在褪色后的溶液中再滴加适量NaOH溶液,若溶液不再变红色,说明是HClO漂白的结果;若溶液又变红色,说明是氯水与NaOH溶液反应使溶液碱性减弱的结果。

13.A　向氯水中加入含有NaOH的酚酞试液,红色褪去,除了有H+这种可能外,还可能是由于HClO具有漂白性而使溶液褪色。

14.答案　(1)Cl2　(2)H+　(3)HClO　(4)H+　HClO　(5)Cl-

(6)O2　增强　(7)Cl2、ClO-、HClO

解析　氯水中含有的微粒有Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-和OH-。(1)含有Cl2,使溶液呈现黄绿色。(2)滴入Na2CO3溶液有气体生成,证明溶液呈酸性,含H+。(3)氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有HClO。(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液呈红色,说明有H+存在,很快褪色,则是因为HClO起漂白作用。(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成,氯水中有Cl-。(6)HClO不稳定,见光易分解放出O2,并生成HCl,由于HClO为弱酸,而盐酸是强酸,故溶液酸性增强。(7)氯水中的Cl2、ClO-、HClO具有氧化性。

15.答案　(1)2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O　次氯酸钙　

Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑

(2)①干燥的Cl2没有漂白性,氯水有漂白性　Cl2+H2O HCl+HClO

②验证盐酸不具有漂白性　③吸收多余的Cl2,防止污染空气　Cl2+2NaOHNaClO+NaCl+H2O　④200

解析　(1)工业制备漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,其有效成分是Ca(ClO)2。漂白粉久置于空气中因吸收CO2而变质:Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3+2HClO,HClO不稳定易分解:2HClO2HCl+O2↑,从而导致漂白粉失效。(2)①干燥的红色布条不褪色,说明氯气不具有漂白性;湿润的红色布条褪色,说明氯水具有漂白性。②氯水中的成分除Cl2外,还有HClO、H2O、H+、OH-(微量)Cl-和ClO-,要确认次氯酸具有漂白性,还需确认盐酸不具有漂白性。③烧杯中的NaOH溶液可吸收多余的氯气,以防止污染空气。④4 min内共通入Cl2 4.48 L,即0.2 mol Cl2,为保证实验安全,烧杯中的NaOH应至少能全部吸收通入的Cl2,根据Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O可知至少需要0.4 mol NaOH,V(NaOH)==0.2 L=200 mL。

16.答案　(1)Sn+2Cl2 SnCl4

(2)饱和食盐水　冷凝和收集SnCl4

(3)C

(4)过滤

(5)A

解析　(1)装置Ⅳ中氯气与Sn在加热条件下反应生成SnCl4,反应的化学方程式为Sn+2Cl2 SnCl4。(2)生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气,首先利用饱和食盐水除去氯化氢,然后利用浓硫酸干燥氯气,即装置Ⅱ中的试剂是饱和食盐水;SnCl4的沸点为114 ℃,因此装置Ⅴ的作用是冷凝和收集SnCl4。(3)氯气有毒,需要进行尾气处理,另外SnCl4易与水反应,需要防止空气中的水蒸气进入并吸收尾气,所以装置Ⅵ中试剂最好选用碱石灰。(4)二氧化锰难溶于水,实验结束后,欲回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2,需要的分离方法是过滤。(5)根据题中信息可知:锡能与氧气反应,故应先通氯气排出装置中的空气,防止锡与空气中的氧气反应。

能力提升练

1.BD　漂白粉的有效成分是次氯酸钙,若敞口放置于空气中,次氯酸钙会与空气中的二氧化碳及水反应,产生碳酸钙和次氯酸,次氯酸见光易分解,导致变质,A项正确;氯水中含有次氯酸,光照条件下易分解,因此它比漂白粉、漂白剂的稳定性差,B项错误;漂白剂是氯气与氢氧化钠溶液反应生成的,其有效成分是NaClO,C项正确;工业上用将氯气通入石灰乳中的方法生产漂白粉,D项错误。

2.D　由题所给的Ⅰ图中实验现象可知,干燥的氯气不能使有色布条褪色,说明氯气没有漂白性,而湿润的有色布条褪色,说明氯水有漂白作用,A项正确;Cl2有毒,闻其气味时应用手轻轻在瓶口扇动,仅使极少量气体飘入鼻孔中,B项正确;铜丝在Cl2中燃烧生成棕黄色的烟,C项正确;若Cl2能与NaOH溶液反应,烧瓶内压强减小,气球就会鼓起,D项错误。

3.A　打开B时,气体直接通过B进入C中,红色布条褪色,说明A处通入的氯气含有水蒸气,氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白作用,A项正确;关闭B时,气体经过D后再进入C中,红色布条颜色没有变化,说明氯气和水蒸气至少有一种被D中液体吸收,D中可能是浓硫酸,吸收氯气中的水蒸气,也可能是氢氧化钠溶液,吸收Cl2,B项错误;D中是水或饱和食盐水时,通过D后出来的仍然是潮湿的氯气,红色布条会褪色,C、D项错误。

4.B　MnO2与浓盐酸反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,Cl2被石灰乳吸收发生反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,可得关系式:4HCl(被氧化)~2Cl2~CaCl2+Ca(ClO)2,设生成漂白粉的质量为m,则:

4HCl(被氧化)~2Cl2~CaCl2+Ca(ClO)2

4×36.5 254

14.6 g m

=,解得m= g=25.4 g,B项正确。

5.B　氯气与水发生反应:Cl2+H2O HClO+HCl,溶液中含有的分子:Cl2、HClO、H2O,含有的离子:OH-、H+、ClO-、Cl-,新制氯水中无HCl分子,A项错误;氯水中含有HCl和次氯酸,溶液呈酸性,次氯酸有漂白性,所以将紫色石蕊试剂滴入新制氯水中,溶液先变红后变无色,B项正确;液氯不能使干燥的有色布条褪色,C项错误;氯水中的次氯酸见光易分解:2HClO2HCl+O2↑,久置后的氯水酸性增强,所以新制氯水的pH要比久置氯水的pH大,D项错误。

6.答案　(1)错　对　对　对

(2)合理　ClO2具有强氧化性,FeSO4具有还原性

解析　(1)根据短文描述,餐饮用具可用200 mg·L-1的ClO2溶液浸泡,游泳池水可按5 mg·L- 1用ClO2进行消毒,ClO2溶液浓度不同,A错误;常温下,ClO2气体与Cl2具有相似的颜色与气味,氯气是有刺激性气味的气体,则ClO2也是有刺激性气味的气体,B正确;根据表格中ClO2与传统消毒剂(氯制剂)的部分性能可知,ClO2无抗药性,C正确;我国卫健委提出,逐步用ClO2替代Cl2进行饮用水消毒。相信在不久的将来,ClO2将广泛应用到杀菌消毒领域,则未来ClO2在生产生活中更广泛的使用,是我国发展绿色消毒剂的方向,D正确。(2)根据短文中描述可知,ClO2具有强氧化性,FeSO4中亚铁离子具有还原性,则ClO2能与FeSO4溶液反应,推测是合理的。