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2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第10讲 氯及其化合物 Word版含解析
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这是一份2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第10讲 氯及其化合物 Word版含解析，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第10讲 氯及其化合物
A组 基础必做题(40分)
一、选择题(本题包括4小题，每题4分，共16分)
1．(2021·山东潍坊高三检测)下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( D )
[解析] a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr反应生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2>I2，Cl2>Br2，无法证明I2与Br2的氧化性的强弱，A错误；c处先变红，证明Cl2与水反应生成酸性物质，后褪色，证明Cl2与水反应生成具有漂白性的物质，B错误；d处立即褪色，也可能是因为Cl2与水生成酸性物质中和了NaOH，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，证明还原性：Fe2＋>Cl－，D正确。
2．(2021·江苏无锡调研)下列装置应用于实验室制取氯气并回收二氧化锰的实验，能达到实验目的的是( C )
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙分离二氧化锰和浓盐酸反应后的溶液
D．用装置丁蒸干反应后的溶液制MnCl2·4H2O
[解析] A．MnO2与浓盐酸制Cl2需要加热；B.饱和NaHCO3溶液呈碱性，能吸收Cl2，装置中导管应为长进短出；C.MnO2不溶于水，将液体和不溶于液体的固体分离，应用过滤的方法，C正确；D.锰离子水解，生成Mn(OH)2和HCl，加热HCl挥发，最终得到Mn(OH)2，因此不能直接加热蒸发MnCl2溶液制MnCl2·4H2O。
3．(2021·湖北襄阳模拟)已知高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应能产生氯气。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并实验其与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是( D )
A．①和②处 B．只有②处
C．②和③处 D．②、③、④处
[解析] KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生氯气，因此不需要加热，因此①正确；Cl2黄绿色、易溶于水、有毒性，能被氢氧化钠溶液吸收，因此②中除去氯气中的氯化氢杂质不能用氢氧化钠溶液，因此②不正确；浓硫酸可以干燥氯气，但是要长进短出，因此③不正确；氯气与金属反应时，为了充分反应，应该把导管伸到试管的底部，且反应需要加热，为保持气压平衡及防止尾气污染环境，还应有出气管和尾气处理装置，因此④不正确；故答案选D。
4．(2021·北京师大附中期中考试)某同学利用浓度相同的新制氯水、Cl2的CCl4溶液完成下述实验。下列有关说法不正确的是( D )
A．操作④中发生的反应是Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋
B．操作②和操作④之后，试管上层溶液的成分相同
C．操作①后的溶液中没有Br2，但反应过程中可能有Br2生成
D．实验说明，CCl4影响了Cl2、Br2和Fe3＋氧化性的强弱顺序
[解析] Fe2＋的还原性大于Br－，若向溴化亚铁溶液中滴加5滴新制氯水，新制氯水不足，发生反应Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，反应后得到含Fe3＋的黄色溶液，加入CCl4后，CCl4不溶于水，且密度大于水，溶液分层，CCl4层在下层，无色，上层为含Fe3＋的黄色溶液；若向溴化亚铁溶液中滴加5滴Cl2的CCl4溶液，Cl2局部过量，则发生反应3Cl2＋2Fe2＋＋4Br－===6Cl－＋2Fe3＋＋2Br2，反应后得到含Fe3＋的黄色溶液和黄色的溴的CCl4溶液，振荡后，发生反应2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，溶液分层，CCl4层在下层，无色，上层为含Fe3＋的黄色溶液。根据以上分析，操作④中发生的反应是Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋，故A正确；操作②和操作④之后，CCl4层在下层，无色，上层为含Fe3＋的黄色溶液，试管上层溶液的成分相同，故B正确；操作①反应过程中可能由于氯水局部过量，发生反应2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，但由于Fe2＋过量，随后发生反应Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋，故操作①后的溶液中没有Br2，故C正确；实验说明，Cl2、Br2和Fe3＋氧化性的强弱顺序为Cl2>Br2>Fe3＋，CCl4没有影响Cl2、Br2和Fe3＋氧化性的强弱顺序，故D错误。
二、非选择题(本题包括2小题，共24分)
5．(2021·山东济南高三检测)氯水是实验室常需临时配制的一种试剂。图甲所示的是实验室配制氯水时的一种常用装置，图乙是某化学实验小组自行设计的一种配制氯水的装置(图中的鼓气球是一种具有气体单向阀，可用于向瓶中鼓入空气的仪器)(已知常温下KMnO4固体与浓盐酸反应产生氯气)。
(1)氯水中含有七种粒子，其中的分子为 Cl2、H2O、HClO (化学式)；需临时配制的原因是 2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑ (用化学方程式表示)。
(2)图甲所示装置中，烧杯内的液体是 NaOH溶液 ，烧杯中发生反应的离子方程式是 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 。
(3)用图乙所示装置配制氯水时，操作步骤如下：
①关闭活塞2，打开分液漏斗上口的玻璃塞，再打开活塞1，将少量浓盐酸注入大试管内。
②关闭活塞1，盖上分液漏斗上口玻璃塞。浓盐酸和大试管内的高锰酸钾粉末反应产生氯气。
③轻轻摇动瓶A，使氯气不断溶入水中。
用图乙装置能在较短时间内得到饱和氯水。除了在摇动过程中增大了气体和水的接触面积以外，另一个重要原因是 氯气在瓶内产生较大压强，增大了氯气的溶解度 。分液漏斗中的浓盐酸应分数次加入试管内。若一次加入太多的浓盐酸，可能引起的后果是 瓶内产生过多的氯气，瓶内压强过大会使瓶A的橡胶塞弹开 。
(4)配制氯水完成后，不必拆卸装置即可从瓶A中取用少量氯水，方法是 打开活塞2，关闭活塞1，用鼓气球向瓶A中鼓入空气，瓶内压强增大，氯水从导管流出 。
[解析] (1)在氯水中的分子有Cl2、H2O、HClO；因为次氯酸能见光分解生成氧气和盐酸，所以需要临时配制，化学方程式为HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。
(2)烧杯中的液体是为了吸收氯气的，所以使用NaOH溶液；氯气和氢氧化钠反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O；
(3)在大试管中注入浓盐酸后，生成的氯气通过试管上的小孔进入吸滤瓶内与水反应，此时吸滤瓶组成一个密闭装置，压强增大利于氯气的溶解。如果加入盐酸过多，反应过于剧烈，吸滤瓶内压强过大，就可能冲开瓶口的橡胶塞。
(4)取用氯水时可以打开活塞2，关闭活塞1，通过鼓气球向瓶内鼓入空气，瓶内气体压强增大，氯水就会通过导管流出。
6．(2021·广西高三检测)某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质，设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去，其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸。
(1)实验室利用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式为 MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 。
(2)装置Ⅱ的作用是 除去氯气中的氯化氢气体 。
(3)实验过程中，装置Ⅳ中的实验现象为 无色溶液变蓝色 ；发生反应的化学方程式为 Cl2＋2KI===I2＋2KCl 。
(4)实验结束后，该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去，但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的，你认为还需在上图装置 Ⅱ 与 Ⅲ 之间添加如图中的 ④ (填序号)装置，该装置的作用是 干燥Cl2 。
(5)装置Ⅴ的目的是防止尾气污染空气，写出装置Ⅴ中发生反应的离子方程式： Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 。
[解析] (1)实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制备氯气。
(2)加热时浓盐酸中的氯化氢气体易挥发，会导致氯气中混有HCl杂质，装置Ⅱ的作用是除去氯气中的氯化氢气体。
(3)氯气的氧化性强于碘，故氯气能把KI中的碘置换出来，所以装置Ⅳ中的实验现象为无色溶液变蓝色。
(4)从装置Ⅱ出来的是湿润的氯气，能够使干燥的品红试纸褪色，要观察到“a无明显变化”这一预期现象，需要在Ⅱ与Ⅲ之间添加装置④来干燥Cl2，从而达到预期效果。
(5)防止尾气污染空气，应用氢氧化钠溶液除去氯气。
B组 能力提升题(60分)
一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分)
1．(2021·安徽江淮十校联考)下列有关含氯物质的说法不正确的是( B )
A．向新制氯水中加入少量碳酸钙粉末能增强溶液的漂白能力
B．主要成分为NaClO的消毒液与小苏打溶液混合后消毒能力更强：ClO－＋HCOeq \\al(－,3)===HClO＋COeq \\al(2－,3)
C．向Na2CO3溶液中通入足量的Cl2的离子方程式：
2Cl2＋COeq \\al(2－,3)＋H2O===CO2＋2Cl－＋2HClO
D．常温下，向NaOH溶液中通入Cl2至溶液呈中性时，相关粒子浓度满足：c(Na＋)＝2c(ClO－)＋c(HClO)
[解析] 本题考查离子方程式书写正误判断。新制氯水中存在Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡，加碳酸钙，消耗氢离子，平衡正向移动，HClO浓度增大，漂白能力增强，A正确；次氯酸的酸性弱于碳酸的酸性，强于碳酸氢根离子的酸性，NaClO溶液中加入碳酸氢钠不反应，不会增强消毒能力，B错误；足量氯气和水产生的盐酸将COeq \\al(2－,3)全部转化成CO2气体，C正确；中性溶液中由电荷守恒得到c(Na＋)＝c(ClO－)＋c(Cl－)，由于发生氧化还原反应，由得失电子守恒得到c(Cl－)＝c(ClO－)＋c(HClO)，两式联立可得c(Na＋)＝2c(ClO－)＋c(HClO)，D正确。
2．(2021·江苏常德模拟)下列有关叙述中正确的是( A )
①酸性：H2CO3>HClO>HCOeq \\al(－,3)，向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋COeq \\al(2－,3)
②向KI和KBr混合溶液中，加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取上层中的液体少许并加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成
③向FeI2溶液中滴加少量氯水，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
④卫生间洁厕灵不能跟“84”消毒液混用，其离子方程式为ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
A．②④ B．①③
C．②③ D．①④
[解析] ①中，ClO－＋CO2＋H2O===HCOeq \\al(－,3)＋HClO，故①错误；②中，Br－不能被Fe3＋氧化，可以生成AgBr淡黄色沉淀，故②正确；③中，I－优先被氯水氧化，故③错误；④中，ClO－和Cl－在酸性环境下可以生成Cl2，故④正确。
3．(2021·湖北黄冈高三检测)已知：3ClO－eq \(=====,\s\up7(△))2Cl－＋ClOeq \\al(－,3)，常温下，常用浓盐酸与高锰酸钾反应制备氯气。某同学设计如图所示装置模拟工业生产漂白粉的过程。
下列说法正确的是( D )
A．试剂X为浓硫酸
B．试剂Y为澄清石灰水
C．装置G中应使用热水浴
D．调节分液漏斗活塞可提高漂白粉产率
[解析] A项，利用氯气与氢氧化钙反应制备漂白粉，氯气不需要干燥，必须除去氯气中的氯化氢杂质，试剂X为饱和食盐水，错误；B项，氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙的浓度很小，应该将氯气通入冷的石灰乳中反应制备漂白粉，错误；C项，由题意可知，次氯酸钙受热发生歧化反应生成氯化钙和氯酸钙，应用冷水浴，错误；D项，调节分液漏斗的活塞，可以控制产生氯气的速率，能使氯气与氢氧化钙充分反应，从而提高漂白粉的产率，正确。
4．(2020·浙江7月选考)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是( C )
A．X中含KI，可能含有CuCl2
B．X中含有漂白粉和FeSO4
C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3
D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2
[解析] ①Fe(SO4)3为淡黄色固体，CuCl2为棕黄色晶体，其余为白色固体，故黄色固体X中至少含有Fe2(SO4)3和CuCl2中的一种。②X与足量的水作用，得到深棕色固体Y和无色溶液Z，而Kl能够与Fe3＋、Cu2＋发生氧化还原反应生成I2，又知水足量，所以I2不可能在固体Y中，得到的碘水为黄褐色，与无色溶液Z不符，据此得出X中没有KI，深棕色固体Y中一定有Fe(OH)3；因为Y为混合物，则Y中还有沉淀Cu(OH)2，X中一定存在CuCl2，由于FeSO4能够被氧化为Fe3＋，同样能够生成Fe(OH)3沉淀，所以FeSO4、Fe2(SO4)3至少有一种。③Z溶液为碱性，漂白粉溶于水显碱性，FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2溶于水都显酸性，所以X中一定有漂白粉。X中一定有CuCl2，一定没有KI，Y中含有Fe(OH)3，A项错误，C项正确；根据上述分析，FeSO4和Fe2(SO4)3至少有一种，不一定有FeSO4，B项错误；硫酸酸化溶液Z后若有Cl2生成，可证明发生反应：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，只能说明X中含有漂白粉，不能说明X中含有CuCl2，D项错误。
二、非选择题(本题包括2小题，共36分)
5．(2021·山东青岛模拟)某化学兴趣小组利用如图装置制取氯气并探究其有关性质。
(1)装二氧化锰的仪器的名称是 圆底烧瓶 。
(2)正确连接装置后，如何检验A装置的气密性 用止水夹夹住A、B之间的橡胶管，打开A装置中分液漏斗的活塞与旋塞，向其中注水。若一段时间后，液面不再下降，说明气密性良好；反之，则气密性差 。
(3)常温下，将多余的Cl2用100 mL 1.7 ml·L－1的NaOH溶液完全吸收。对吸收后的溶液进行分析化验，测得其pH等于13(不考虑反应前后溶液的体积变化)，ClO－和ClOeq \\al(－,3)的物质的量浓度之比为5︰1。请回答：
①吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为 0.16 ml。
②被氧化的氯气的物质的量为 0.03 ml。
(4)通二氧化硫和氯气一段时间后，甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色，而乙同学的实验现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅。试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答问题。
①试分析甲同学实验过程中，品红溶液不褪色的原因： 控制SO2和Cl2按物质的量之比1︰1进气 。
其涉及反应的离子方程式为 SO2＋Cl2＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－＋4H＋ 。
②你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的？
控制SO2和Cl2进气的物质的量，使之不相等 。
(5)下列装置可用于尾气处理的是(夹持仪器已略去) d (填序号)。
(6)请你帮该小组同学设计一个实验，证明装置B中的Na2SO3已被氧化： 取少量B中溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明B中的亚硫酸钠已被氧化(其他合理答案均可) 。
[解析] (2)用止水夹夹住A、B之间的橡胶管，打开A装置中分液漏斗的活塞与旋塞，向其中注水。若一段时间后，液面不再下降，说明气密性良好；反之，则气密性差。
(3)①反应前NaOH的物质的量为0.1 L×1.7 ml·L－1＝0.17 ml，反应后溶液pH等于13，则反应后氢氧化钠的物质的量浓度为0.1 ml·L－1，故反应后NaOH的物质的量为0.1 L×0.1 ml·L－1＝0.01 ml，吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为0.17 ml－0.01 ml＝0.16 ml。②ClO－和ClOeq \\al(－,3)的物质的量浓度之比为5︰1，发生的反应为8Cl2＋16NaOH===5NaClO＋NaClO3＋10NaCl＋8H2O，则反应掉的氯气的物质的量为0.16 ml×eq \f(8,16)＝0.08 ml，其中被氧化的氯气生成ClO－和ClOeq \\al(－,3)，物质的量为0.08 ml×eq \f(6,16)＝0.03 ml。
(4)①氯气、二氧化硫和水反应生成盐酸和硫酸，盐酸和硫酸没有漂白性，所以控制SO2和Cl2按物质的量之比1︰1进气，反应的离子方程式为SO2＋Cl2＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－＋4H＋。②让氯气或二氧化硫过量可使品红溶液变得越来越浅，所以控制SO2和Cl2进气的物质的量，使之不相等。
(5)广口瓶密闭，且导管没有伸入液面下，故a错误；食盐水不能与二氧化硫和氯气反应，且导管没有伸入液面下，故b错误；浓硫酸不能用来吸收SO2、Cl2，故c错误；二氧化硫和氯气都能与氢氧化钠溶液反应，且该装置可防倒吸，所以该装置可用于SO2、Cl2的尾气处理，故d正确。
(6)证明Na2SO3已被氧化相当于检验B中溶液中存在硫酸根离子，实验方法为取少量B中溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明B中的亚硫酸钠已被氧化。
6．(2021·山东临沂模拟)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3熔点33 ℃，沸点73 ℃，有吸湿性，遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。
(1)按照气流方向连接接口顺序为a→ d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换) 。装置A中导管m的作用是 使浓盐酸顺利滴下 。
(2)装置C用于除杂，同时作为安全瓶，能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞，若发生堵塞装置C中的现象为 锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 。
(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，则装置E适宜的加热方式为 水浴加热 。装置E中发生反应的化学方程式为 3Cl2＋I2eq \(=====,\s\up7(水浴加热),\s\d5(<70 ℃))2ICl3 。
(4)该装置存在的明显缺陷是 缺少尾气处理装置 。
[解析] (1)在装置A中用浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2，浓盐酸易挥发，使反应制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气等杂质，通过装置C除去HCl杂质，再通过装置B干燥，得到干燥、纯净的氯气，然后在装置E中氯气与碘单质反应制得ICl3；为防止ICl3潮解，后面连接盛有干燥剂的装置D，防止空气中的水蒸气进入E装置。故按照气流方向连接装置接口顺序为a→d→e→b→c→g→h→f。(接口b与c、g与h可互换)；在装置A中导管m使分液漏斗中的液体上下压强一致，这样分液漏斗中的浓盐酸就可以顺利滴下；
(2)装置C亦是安全瓶，监测实验进行时B中是否发生堵塞，若装置B发生堵塞，C中气体压强增大，液体会进入到长颈漏斗中，使锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；
(3)因水浴加热能控制加热的温度，且能使反应装置受热均匀，由于氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，故应采取水浴加热的方式；在装置E中Cl2与I2在低于70 ℃温度下发生反应：3Cl2＋I2eq \(=====,\s\up7(水浴加热),\s\d5(<70 ℃))2ICl3；
(4)Cl2是有毒气体，盛有无水氯化钙的干燥管只能吸收水分，不能吸收氯气，这样就会造成大气污染。若将无水CaCl2换成碱石灰，就可以吸收氯气和水蒸气，避免了大气污染，故该装置的缺陷是缺少尾气处理装置。
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：Cl2>Br2>I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋>Cl－
第10讲 氯及其化合物
A组 基础必做题(40分)
一、选择题(本题包括4小题，每题4分，共16分)
1．(2021·山东潍坊高三检测)下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( D )
[解析] a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr反应生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2>I2，Cl2>Br2，无法证明I2与Br2的氧化性的强弱，A错误；c处先变红，证明Cl2与水反应生成酸性物质，后褪色，证明Cl2与水反应生成具有漂白性的物质，B错误；d处立即褪色，也可能是因为Cl2与水生成酸性物质中和了NaOH，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，证明还原性：Fe2＋>Cl－，D正确。
2．(2021·江苏无锡调研)下列装置应用于实验室制取氯气并回收二氧化锰的实验，能达到实验目的的是( C )
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙分离二氧化锰和浓盐酸反应后的溶液
D．用装置丁蒸干反应后的溶液制MnCl2·4H2O
[解析] A．MnO2与浓盐酸制Cl2需要加热；B.饱和NaHCO3溶液呈碱性，能吸收Cl2，装置中导管应为长进短出；C.MnO2不溶于水，将液体和不溶于液体的固体分离，应用过滤的方法，C正确；D.锰离子水解，生成Mn(OH)2和HCl，加热HCl挥发，最终得到Mn(OH)2，因此不能直接加热蒸发MnCl2溶液制MnCl2·4H2O。
3．(2021·湖北襄阳模拟)已知高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应能产生氯气。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并实验其与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是( D )
A．①和②处 B．只有②处
C．②和③处 D．②、③、④处
[解析] KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生氯气，因此不需要加热，因此①正确；Cl2黄绿色、易溶于水、有毒性，能被氢氧化钠溶液吸收，因此②中除去氯气中的氯化氢杂质不能用氢氧化钠溶液，因此②不正确；浓硫酸可以干燥氯气，但是要长进短出，因此③不正确；氯气与金属反应时，为了充分反应，应该把导管伸到试管的底部，且反应需要加热，为保持气压平衡及防止尾气污染环境，还应有出气管和尾气处理装置，因此④不正确；故答案选D。
4．(2021·北京师大附中期中考试)某同学利用浓度相同的新制氯水、Cl2的CCl4溶液完成下述实验。下列有关说法不正确的是( D )
A．操作④中发生的反应是Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋
B．操作②和操作④之后，试管上层溶液的成分相同
C．操作①后的溶液中没有Br2，但反应过程中可能有Br2生成
D．实验说明，CCl4影响了Cl2、Br2和Fe3＋氧化性的强弱顺序
[解析] Fe2＋的还原性大于Br－，若向溴化亚铁溶液中滴加5滴新制氯水，新制氯水不足，发生反应Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，反应后得到含Fe3＋的黄色溶液，加入CCl4后，CCl4不溶于水，且密度大于水，溶液分层，CCl4层在下层，无色，上层为含Fe3＋的黄色溶液；若向溴化亚铁溶液中滴加5滴Cl2的CCl4溶液，Cl2局部过量，则发生反应3Cl2＋2Fe2＋＋4Br－===6Cl－＋2Fe3＋＋2Br2，反应后得到含Fe3＋的黄色溶液和黄色的溴的CCl4溶液，振荡后，发生反应2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，溶液分层，CCl4层在下层，无色，上层为含Fe3＋的黄色溶液。根据以上分析，操作④中发生的反应是Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋，故A正确；操作②和操作④之后，CCl4层在下层，无色，上层为含Fe3＋的黄色溶液，试管上层溶液的成分相同，故B正确；操作①反应过程中可能由于氯水局部过量，发生反应2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，但由于Fe2＋过量，随后发生反应Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋，故操作①后的溶液中没有Br2，故C正确；实验说明，Cl2、Br2和Fe3＋氧化性的强弱顺序为Cl2>Br2>Fe3＋，CCl4没有影响Cl2、Br2和Fe3＋氧化性的强弱顺序，故D错误。
二、非选择题(本题包括2小题，共24分)
5．(2021·山东济南高三检测)氯水是实验室常需临时配制的一种试剂。图甲所示的是实验室配制氯水时的一种常用装置，图乙是某化学实验小组自行设计的一种配制氯水的装置(图中的鼓气球是一种具有气体单向阀，可用于向瓶中鼓入空气的仪器)(已知常温下KMnO4固体与浓盐酸反应产生氯气)。
(1)氯水中含有七种粒子，其中的分子为 Cl2、H2O、HClO (化学式)；需临时配制的原因是 2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑ (用化学方程式表示)。
(2)图甲所示装置中，烧杯内的液体是 NaOH溶液 ，烧杯中发生反应的离子方程式是 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 。
(3)用图乙所示装置配制氯水时，操作步骤如下：
①关闭活塞2，打开分液漏斗上口的玻璃塞，再打开活塞1，将少量浓盐酸注入大试管内。
②关闭活塞1，盖上分液漏斗上口玻璃塞。浓盐酸和大试管内的高锰酸钾粉末反应产生氯气。
③轻轻摇动瓶A，使氯气不断溶入水中。
用图乙装置能在较短时间内得到饱和氯水。除了在摇动过程中增大了气体和水的接触面积以外，另一个重要原因是 氯气在瓶内产生较大压强，增大了氯气的溶解度 。分液漏斗中的浓盐酸应分数次加入试管内。若一次加入太多的浓盐酸，可能引起的后果是 瓶内产生过多的氯气，瓶内压强过大会使瓶A的橡胶塞弹开 。
(4)配制氯水完成后，不必拆卸装置即可从瓶A中取用少量氯水，方法是 打开活塞2，关闭活塞1，用鼓气球向瓶A中鼓入空气，瓶内压强增大，氯水从导管流出 。
[解析] (1)在氯水中的分子有Cl2、H2O、HClO；因为次氯酸能见光分解生成氧气和盐酸，所以需要临时配制，化学方程式为HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。
(2)烧杯中的液体是为了吸收氯气的，所以使用NaOH溶液；氯气和氢氧化钠反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O；
(3)在大试管中注入浓盐酸后，生成的氯气通过试管上的小孔进入吸滤瓶内与水反应，此时吸滤瓶组成一个密闭装置，压强增大利于氯气的溶解。如果加入盐酸过多，反应过于剧烈，吸滤瓶内压强过大，就可能冲开瓶口的橡胶塞。
(4)取用氯水时可以打开活塞2，关闭活塞1，通过鼓气球向瓶内鼓入空气，瓶内气体压强增大，氯水就会通过导管流出。
6．(2021·广西高三检测)某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质，设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去，其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸。
(1)实验室利用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式为 MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 。
(2)装置Ⅱ的作用是 除去氯气中的氯化氢气体 。
(3)实验过程中，装置Ⅳ中的实验现象为 无色溶液变蓝色 ；发生反应的化学方程式为 Cl2＋2KI===I2＋2KCl 。
(4)实验结束后，该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去，但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的，你认为还需在上图装置 Ⅱ 与 Ⅲ 之间添加如图中的 ④ (填序号)装置，该装置的作用是 干燥Cl2 。
(5)装置Ⅴ的目的是防止尾气污染空气，写出装置Ⅴ中发生反应的离子方程式： Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 。
[解析] (1)实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制备氯气。
(2)加热时浓盐酸中的氯化氢气体易挥发，会导致氯气中混有HCl杂质，装置Ⅱ的作用是除去氯气中的氯化氢气体。
(3)氯气的氧化性强于碘，故氯气能把KI中的碘置换出来，所以装置Ⅳ中的实验现象为无色溶液变蓝色。
(4)从装置Ⅱ出来的是湿润的氯气，能够使干燥的品红试纸褪色，要观察到“a无明显变化”这一预期现象，需要在Ⅱ与Ⅲ之间添加装置④来干燥Cl2，从而达到预期效果。
(5)防止尾气污染空气，应用氢氧化钠溶液除去氯气。
B组 能力提升题(60分)
一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分)
1．(2021·安徽江淮十校联考)下列有关含氯物质的说法不正确的是( B )
A．向新制氯水中加入少量碳酸钙粉末能增强溶液的漂白能力
B．主要成分为NaClO的消毒液与小苏打溶液混合后消毒能力更强：ClO－＋HCOeq \\al(－,3)===HClO＋COeq \\al(2－,3)
C．向Na2CO3溶液中通入足量的Cl2的离子方程式：
2Cl2＋COeq \\al(2－,3)＋H2O===CO2＋2Cl－＋2HClO
D．常温下，向NaOH溶液中通入Cl2至溶液呈中性时，相关粒子浓度满足：c(Na＋)＝2c(ClO－)＋c(HClO)
[解析] 本题考查离子方程式书写正误判断。新制氯水中存在Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡，加碳酸钙，消耗氢离子，平衡正向移动，HClO浓度增大，漂白能力增强，A正确；次氯酸的酸性弱于碳酸的酸性，强于碳酸氢根离子的酸性，NaClO溶液中加入碳酸氢钠不反应，不会增强消毒能力，B错误；足量氯气和水产生的盐酸将COeq \\al(2－,3)全部转化成CO2气体，C正确；中性溶液中由电荷守恒得到c(Na＋)＝c(ClO－)＋c(Cl－)，由于发生氧化还原反应，由得失电子守恒得到c(Cl－)＝c(ClO－)＋c(HClO)，两式联立可得c(Na＋)＝2c(ClO－)＋c(HClO)，D正确。
2．(2021·江苏常德模拟)下列有关叙述中正确的是( A )
①酸性：H2CO3>HClO>HCOeq \\al(－,3)，向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋COeq \\al(2－,3)
②向KI和KBr混合溶液中，加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取上层中的液体少许并加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成
③向FeI2溶液中滴加少量氯水，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
④卫生间洁厕灵不能跟“84”消毒液混用，其离子方程式为ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
A．②④ B．①③
C．②③ D．①④
[解析] ①中，ClO－＋CO2＋H2O===HCOeq \\al(－,3)＋HClO，故①错误；②中，Br－不能被Fe3＋氧化，可以生成AgBr淡黄色沉淀，故②正确；③中，I－优先被氯水氧化，故③错误；④中，ClO－和Cl－在酸性环境下可以生成Cl2，故④正确。
3．(2021·湖北黄冈高三检测)已知：3ClO－eq \(=====,\s\up7(△))2Cl－＋ClOeq \\al(－,3)，常温下，常用浓盐酸与高锰酸钾反应制备氯气。某同学设计如图所示装置模拟工业生产漂白粉的过程。
下列说法正确的是( D )
A．试剂X为浓硫酸
B．试剂Y为澄清石灰水
C．装置G中应使用热水浴
D．调节分液漏斗活塞可提高漂白粉产率
[解析] A项，利用氯气与氢氧化钙反应制备漂白粉，氯气不需要干燥，必须除去氯气中的氯化氢杂质，试剂X为饱和食盐水，错误；B项，氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙的浓度很小，应该将氯气通入冷的石灰乳中反应制备漂白粉，错误；C项，由题意可知，次氯酸钙受热发生歧化反应生成氯化钙和氯酸钙，应用冷水浴，错误；D项，调节分液漏斗的活塞，可以控制产生氯气的速率，能使氯气与氢氧化钙充分反应，从而提高漂白粉的产率，正确。
4．(2020·浙江7月选考)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是( C )
A．X中含KI，可能含有CuCl2
B．X中含有漂白粉和FeSO4
C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3
D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2
[解析] ①Fe(SO4)3为淡黄色固体，CuCl2为棕黄色晶体，其余为白色固体，故黄色固体X中至少含有Fe2(SO4)3和CuCl2中的一种。②X与足量的水作用，得到深棕色固体Y和无色溶液Z，而Kl能够与Fe3＋、Cu2＋发生氧化还原反应生成I2，又知水足量，所以I2不可能在固体Y中，得到的碘水为黄褐色，与无色溶液Z不符，据此得出X中没有KI，深棕色固体Y中一定有Fe(OH)3；因为Y为混合物，则Y中还有沉淀Cu(OH)2，X中一定存在CuCl2，由于FeSO4能够被氧化为Fe3＋，同样能够生成Fe(OH)3沉淀，所以FeSO4、Fe2(SO4)3至少有一种。③Z溶液为碱性，漂白粉溶于水显碱性，FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2溶于水都显酸性，所以X中一定有漂白粉。X中一定有CuCl2，一定没有KI，Y中含有Fe(OH)3，A项错误，C项正确；根据上述分析，FeSO4和Fe2(SO4)3至少有一种，不一定有FeSO4，B项错误；硫酸酸化溶液Z后若有Cl2生成，可证明发生反应：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，只能说明X中含有漂白粉，不能说明X中含有CuCl2，D项错误。
二、非选择题(本题包括2小题，共36分)
5．(2021·山东青岛模拟)某化学兴趣小组利用如图装置制取氯气并探究其有关性质。
(1)装二氧化锰的仪器的名称是 圆底烧瓶 。
(2)正确连接装置后，如何检验A装置的气密性 用止水夹夹住A、B之间的橡胶管，打开A装置中分液漏斗的活塞与旋塞，向其中注水。若一段时间后，液面不再下降，说明气密性良好；反之，则气密性差 。
(3)常温下，将多余的Cl2用100 mL 1.7 ml·L－1的NaOH溶液完全吸收。对吸收后的溶液进行分析化验，测得其pH等于13(不考虑反应前后溶液的体积变化)，ClO－和ClOeq \\al(－,3)的物质的量浓度之比为5︰1。请回答：
①吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为 0.16 ml。
②被氧化的氯气的物质的量为 0.03 ml。
(4)通二氧化硫和氯气一段时间后，甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色，而乙同学的实验现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅。试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答问题。
①试分析甲同学实验过程中，品红溶液不褪色的原因： 控制SO2和Cl2按物质的量之比1︰1进气 。
其涉及反应的离子方程式为 SO2＋Cl2＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－＋4H＋ 。
②你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的？
控制SO2和Cl2进气的物质的量，使之不相等 。
(5)下列装置可用于尾气处理的是(夹持仪器已略去) d (填序号)。
(6)请你帮该小组同学设计一个实验，证明装置B中的Na2SO3已被氧化： 取少量B中溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明B中的亚硫酸钠已被氧化(其他合理答案均可) 。
[解析] (2)用止水夹夹住A、B之间的橡胶管，打开A装置中分液漏斗的活塞与旋塞，向其中注水。若一段时间后，液面不再下降，说明气密性良好；反之，则气密性差。
(3)①反应前NaOH的物质的量为0.1 L×1.7 ml·L－1＝0.17 ml，反应后溶液pH等于13，则反应后氢氧化钠的物质的量浓度为0.1 ml·L－1，故反应后NaOH的物质的量为0.1 L×0.1 ml·L－1＝0.01 ml，吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为0.17 ml－0.01 ml＝0.16 ml。②ClO－和ClOeq \\al(－,3)的物质的量浓度之比为5︰1，发生的反应为8Cl2＋16NaOH===5NaClO＋NaClO3＋10NaCl＋8H2O，则反应掉的氯气的物质的量为0.16 ml×eq \f(8,16)＝0.08 ml，其中被氧化的氯气生成ClO－和ClOeq \\al(－,3)，物质的量为0.08 ml×eq \f(6,16)＝0.03 ml。
(4)①氯气、二氧化硫和水反应生成盐酸和硫酸，盐酸和硫酸没有漂白性，所以控制SO2和Cl2按物质的量之比1︰1进气，反应的离子方程式为SO2＋Cl2＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－＋4H＋。②让氯气或二氧化硫过量可使品红溶液变得越来越浅，所以控制SO2和Cl2进气的物质的量，使之不相等。
(5)广口瓶密闭，且导管没有伸入液面下，故a错误；食盐水不能与二氧化硫和氯气反应，且导管没有伸入液面下，故b错误；浓硫酸不能用来吸收SO2、Cl2，故c错误；二氧化硫和氯气都能与氢氧化钠溶液反应，且该装置可防倒吸，所以该装置可用于SO2、Cl2的尾气处理，故d正确。
(6)证明Na2SO3已被氧化相当于检验B中溶液中存在硫酸根离子，实验方法为取少量B中溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明B中的亚硫酸钠已被氧化。
6．(2021·山东临沂模拟)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3熔点33 ℃，沸点73 ℃，有吸湿性，遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。
(1)按照气流方向连接接口顺序为a→ d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换) 。装置A中导管m的作用是 使浓盐酸顺利滴下 。
(2)装置C用于除杂，同时作为安全瓶，能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞，若发生堵塞装置C中的现象为 锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 。
(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，则装置E适宜的加热方式为 水浴加热 。装置E中发生反应的化学方程式为 3Cl2＋I2eq \(=====,\s\up7(水浴加热),\s\d5(<70 ℃))2ICl3 。
(4)该装置存在的明显缺陷是 缺少尾气处理装置 。
[解析] (1)在装置A中用浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2，浓盐酸易挥发，使反应制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气等杂质，通过装置C除去HCl杂质，再通过装置B干燥，得到干燥、纯净的氯气，然后在装置E中氯气与碘单质反应制得ICl3；为防止ICl3潮解，后面连接盛有干燥剂的装置D，防止空气中的水蒸气进入E装置。故按照气流方向连接装置接口顺序为a→d→e→b→c→g→h→f。(接口b与c、g与h可互换)；在装置A中导管m使分液漏斗中的液体上下压强一致，这样分液漏斗中的浓盐酸就可以顺利滴下；
(2)装置C亦是安全瓶，监测实验进行时B中是否发生堵塞，若装置B发生堵塞，C中气体压强增大，液体会进入到长颈漏斗中，使锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；
(3)因水浴加热能控制加热的温度，且能使反应装置受热均匀，由于氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，故应采取水浴加热的方式；在装置E中Cl2与I2在低于70 ℃温度下发生反应：3Cl2＋I2eq \(=====,\s\up7(水浴加热),\s\d5(<70 ℃))2ICl3；
(4)Cl2是有毒气体，盛有无水氯化钙的干燥管只能吸收水分，不能吸收氯气，这样就会造成大气污染。若将无水CaCl2换成碱石灰，就可以吸收氯气和水蒸气，避免了大气污染，故该装置的缺陷是缺少尾气处理装置。
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：Cl2>Br2>I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋>Cl－
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