作业16 氯气的性质
[分值:100分]
(选择题1~12题,每小题7分,共84分)
题组一 氯气与单质的反应
1.下列关于氯气的化学性质或实验现象的描述不正确的是 ( )
A.在常温下,氯气与金属铁、铜等不反应
B.Fe可在Cl2中燃烧,生成棕褐色的烟是FeCl2
C.H2在Cl2中燃烧,火焰呈苍白色,并在集气瓶口有白雾出现
D.在做H2与Cl2的光照爆炸实验时,所用的光应当为直射的强光
2.某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验。实验操作:先给钠预热,等钠熔成小球时,撤火,通入氯气,即可见钠着火燃烧,生成大量白烟。以下叙述错误的是 ( )
A.钠在氯气中燃烧产生耀眼的白光
B.玻璃管尾部塞一团浸有碱液的棉花球是用于吸收过量的氯气
C.反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
D.若在棉花球外沿滴一滴紫色石蕊溶液,可根据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收
题组二 氯气和水反应及氯水性质的多重性
3.(2023·南京高一期中)下列加新制氯水不能实现转化的是 ( )
A.Mg粉→H2 B.Fe3+→Fe2+
C.Ag+→AgCl D.红色干花褪色
4.(2023·黑龙江双鸭山一中高一期中)下列关于液氯、新制氯水和久置氯水的说法正确的是 ( )
A.久置氯水中无HClO,其他成分与新制氯水相同
B.久置氯水和新制氯水均具有酸性,且前者酸性强
C.氯气和久置氯水无漂白性,而液氯和新制氯水有漂白性
D.新制氯水和液氯都能使干燥的淀粉 KI试纸变蓝
5.实验表明:将氯水滴加到蓝色石蕊试纸上,试纸上会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环,且两环颜色不同,下列有关说法不正确的是 ( )
A.此实验表明氯水具有酸性、漂白性
B.内环呈白色,外环呈红色或浅红色
C.氯水中形成次氯酸的反应中还原产物是HClO
D.内外环上颜色的差异表明此变化过程中,盐酸与指示剂的反应比氧化还原反应快
题组三 氯气和碱反应及次氯酸盐的性质
6.漂白粉在生活、生产中用途广泛。已知浓盐酸和次氯酸钙能发生反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O。用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中,可能含有的杂质气体是 ( )
①CO2 ②HCl ③H2O ④O2
A.①②③ B.②③④
C.②③ D.①④
7.(2024·成都高一期末)市售“84消毒液”显碱性,其有效成分是NaClO。下列分析错误的是 ( )
A.制备“84消毒液”的离子方程式:Cl2+2OH-+ClO-+H2O
B.加入AgNO3溶液有沉淀生成,证明“84消毒液”中含有Cl-
C.消毒液作用于物体表面时适当放置一段时间效果更好
D.用次氯酸盐代替Cl2做消毒剂,存储更方便、使用更安全
8.下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是 ( )
A.该溶液中,H+、N、Ag+可以大量共存
B.向该溶液中通入CO2,不发生化学反应
C.该溶液可作游泳池及环境的消毒剂,有效成分是NaCl
D.常温下,将氯气通入NaOH溶液中可以得到该溶液
9.(2023·山东滨州高一期中)已知两瓶气体,分别是 HCl 和 Cl2,可以区别它们的方法或试剂是 ( )
①观察颜色 ②打开瓶盖看有无白雾 ③硝酸银溶液 ④湿润的红色石蕊试纸 ⑤湿润的蓝色石蕊试纸
A.①③④ B.①②④
C.①②④⑤ D.①②⑤
10.下列关于氯气和新制氯水的说法正确的是 ( )
A.足量铁丝在Cl2中燃烧生成FeCl2
B.向加有淀粉的KI溶液中通入少量Cl2后溶液变蓝,说明Cl2的氧化性强于I2
C.FeCl2溶液中滴加新制氯水,溶液变成棕黄色,说明新制氯水中含有HClO
D.用强光照射新制氯水一段时间后,溶液pH升高
11.(2024·河南南阳五中高一期末)微型实验可节约药品,因而在中学化学教学中应用广泛。如图为实验室制备Cl2并探究Cl2是否具有漂白性的实验。下列说法正确的是 ( )
已知:①2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+8H2O+5Cl2↑。
②白色干棉花球中有CaCl2粉末,主要作用是干燥气体。
A.Q处湿润的pH试纸变红且颜色一直保持不变
B.P处湿润的红纸逐渐褪色,表明氯气具有漂白性
C.N处干燥的红纸不变色
D.向褪色后的L处棉花球滴入盐酸,红色重现,表明Cl2具有漂白性
12.光照装有氯水的广口瓶,测定氧气的体积分数随时间变化如图,下列关于氯水光照过程的说法正确的是 ( )
A.H+的数目增大 B.Cl-的数目减小
C.颜色变深 D.漂白性变强
13.(6分)(2024·河北沧州高一月考)(1)如图所示,从A处通入新制备的Cl2,关闭B时,C处的干燥红色布条看不到明显现象,当打开B后,C处红色布条逐渐褪色,D瓶中装的溶液不可能是 (填字母,下同)。
A.浓硫酸 B.NaOH溶液
C.KI溶液 D.饱和NaCl溶液
(2)下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是 。
①氯气 ②液氯 ③新制氯水 ④盐酸 ⑤氯化氢气体 ⑥盐酸酸化的漂粉精溶液
A.①②③ B.①②③⑥
C.③⑥ D.③④⑥
(3)某小组利用数字化实验对新制饱和氯水进行检测,下列图像变化最有可能是其检测结果的是 。
A.图1表示氯水pH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.图3表示氯水的电导率随时的变化
D.图4表示液面上方氧气体积分数随时间的变化
14.(10分)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)家庭中常用84消毒液(主要成分NaClO)与洁厕灵(主要成分盐酸)清洁卫生。某品牌消毒液包装上说明如下。
注意事项: 1.本品对棉织品有漂白脱色作用,对金属制品有腐蚀作用。 2.密封保存,请勿与洁厕灵同时使用。 3.保质期为一年。
①消毒液与洁厕灵不能同时使用,原因是
(用离子方程式表示)。
②84消毒液的制取和漂白粉的制取原理相同,都是用氯气和碱反应来制取,84消毒液所用的碱是氢氧化钠溶液,写出该反应的离子方程式:
。
(2)(2分)NaClO可以用于除去废水中的铵态氮,配平下列离子方程式:
N+ ClO- N2↑+ Cl-+ H2O+ 。
(3)工业上是将氯气通入30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若反应后的NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为 kg(保留整数)。
(4)Cl2和ClO2都是强氧化剂,能杀死水中的病菌。等质量的ClO2的氧化能力是Cl2的 倍(保留小数点后2位)。
答案精析
1.B
2.A [钠在氯气中燃烧时，产生黄色火焰，不会产生耀眼的白光，故A错误；氯气能和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，则用浸有碱液的棉花球能吸收过量的有毒的氯气，防止污染空气，故B正确；钠在氯气中燃烧生成氯化钠固体小颗粒，所以能看到大量白烟，故C正确；如果碱液不能完全吸收掉氯气，过量的氯气溶于水形成的氯水会使石蕊溶液先变红后褪色，若吸收完全，石蕊溶液不变色，故D正确。]
3.B 4.B
5.C [由氯水的成分和实验现象可知，该实验能表明氯水具有酸性、漂白性，A正确；内环呈白色，外环呈红色或浅红色，内环是HClO起作用，外环是H+起作用，B正确；Cl2+H2OHCl+HClO，HCl是还原产物，HClO是氧化产物，C错误。]
6.A [贮存很久的漂白粉中混有CaCO3[Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO]，与浓盐酸反应时会有CO2气体产生，而反应过程中带出的水蒸气及浓盐酸中挥发出的氯化氢，也是不可避免的，所以氯气中会混有CO2、HCl、H2O。]
7.B 8.D
9.C [①Cl2为黄绿色气体，HCl为无色气体，通过观察气体颜色可以鉴别二者；②HCl极易溶于水，打开瓶盖后有白雾，而Cl2打开瓶盖无白雾，通过观看有无白雾可鉴别二者；③HCl和Cl2都能够与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀，无法用硝酸银溶液鉴别二者；④HCl不能使湿润的红色石蕊试纸变色，而Cl2能够使湿润的红色石蕊试纸褪色，据此可以鉴别二者；⑤湿润的蓝色石蕊试纸遇Cl2先变红后褪色，而遇HCl只变红，据此可以鉴别二者。]
10.B [氧化剂的氧化性强于氧化产物，向加有淀粉的KI溶液中通入少量Cl2后溶液变蓝，说明Cl2的氧化性强于I2，故B正确；FeCl2溶液中滴加新制氯水，溶液变成棕黄色，氧化FeCl2的主要是Cl2，不能说明含有HClO，故C错误；用强光照射新制氯水一段时间后，氯水最终生成盐酸，pH降低，故D错误。]
11.C [氯气与水反应：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，H+使pH试纸变红，HClO具有漂白性，可使pH试纸褪色，则pH试纸先变红后褪色，但是氯气无漂白性，A、B错误；干燥的红纸不变色，可以证明氯气无漂白性，C正确；Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O，反应消耗了NaOH，使溶液的碱性减弱，导致溶液的红色褪去，再加入盐酸，红色重现，说明褪色的原因为酸碱中和使碱性变弱，D错误。]
12.A
13.(1)D (2)C (3)C
14.(1)①ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O
②Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(2)2N+3ClO-N2↑+3Cl-+3H2O+2H+
(3)203 (4)2.63
解析 (1)②氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(2)反应N+ClO-N2+Cl-+H2O+H+中，N元素的化合价升高3，Cl元素的化合价降低2，化合价升降数的最小公倍数为6，则N、ClO-的计量数分别为2、3，N2、Cl-的计量数分别为1、3，结合电荷守恒可知，H+、H2O的计量数分别为2、3，所以配平后的离子方程式为2N+3ClO-N2↑+3Cl- +3H2O+2H+。(3)已知发生的反应为Cl2+2NaOHNaClO+NaCl+H2O，设消耗氯气的质量为x kg，则消耗NaOH的质量为x kg，原NaOH的质量为(x+1 000×1%) kg，由质量守恒可知，原NaOH溶液的质量为(1 000-x) kg，则x kg+1 000 kg× 1%=(1 000 kg-x kg)×30%，解得x≈203。作业17 氯气的实验室制法 氯离子的检验
[分值:100分]
(选择题1~11题,每小题6分,共66分)
题组一 氯气的实验室制法
1.某同学设计了如图所示的装置制备氯气,其中分液漏斗与烧瓶瓶塞之间连接一段橡胶管。下列对其作用的叙述正确的是 ( )
A.防止氯气造成大气污染
B.使反应的氯气循环使用
C.使分液漏斗中的液体更容易流入烧瓶
D.使烧瓶内的压强与大气压保持一致
2.实验室制备氯气的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑。下列关于实验室制氯气的说法错误的是 ( )
A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO2
B.每生成1个Cl2,转移2个电子
C.每消耗87 g MnO2,起还原作用的HCl为146 g
D.生成的氯气中含有水蒸气和HCl
3.实验室制备氯气的装置如下,以下装置中最多有几处错误 ( )
A.4 B.5 C.7 D.9
题组二 氯气的实验室制法与性质综合应用
4.实验室也可以用KMnO4和浓盐酸反应制取Cl2,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。现用如图所示装置制取纯净的无水CuCl2(部分仪器和夹持装置已略去)。下列说法正确的是 ( )
A.装置C中试剂是饱和食盐水,目的是除去HCl气体
B.实验过程中,硬质玻璃管中产生大量蓝色的烟
C.将装置A中的KMnO4直接换为MnO2,也可完成该实验
D.实验时,应先打开A中分液漏斗的活塞,再加热装置D
5.(2023·南昌调研)如图为某同学用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气,并验证氯气性质的实验装置。下列相关说法错误的是 ( )
A.脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替
B.该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用
C.湿润蓝色石蕊试纸先变红,但也不能说明生成了酸性物质
D.淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色,说明氯气将I2氧化
题组三 氯离子的检验
6.检验Cl-时要用到AgNO3溶液和稀HNO3,其中加入稀HNO3的目的是 ( )
A.加速反应的进行
B.排除某些杂质离子的干扰
C.生成不溶于水的沉淀
D.增大沉淀的生成量
7.(2024·河北保定高一月考)能一次性鉴别AgNO3、Na2CO3、NaCl三种溶液的试剂是 ( )
A.盐酸 B.NaOH溶液
C.BaCl2溶液 D.KNO3溶液
8.(2024·云南民族大学附中高一期末)氯在生产、生活中应用广泛,如图是部分含氯物质的“价—类”二维图,下列说法错误的是 ( )
A.测定b的水溶液的pH,用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸上与标准比色卡对比即可
B.实验室中用MnO2与a的浓溶液在加热条件下反应制取b
C.物质c见光易分解
D.d常用于自来水消毒
9.下列制备气体的原理正确,并能用如图装置(夹持仪器略)进行反应和气体收集的是 ( )
A.MnO2与浓盐酸反应制取Cl2
B.H2O2与MnO2制取O2
C.石灰石与稀硫酸反应制取CO2
D.Cu与稀硫酸反应制取H2
10.有Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl和NH4NO3五瓶无标签溶液,为鉴别它们取四支试管,每支试管分别装入上述一种溶液,再向上述试管中加入少许剩下的一种溶液,下列叙述错误的是 ( )
A.若有三支试管出现沉淀时,则后加入的是AgNO3溶液
B.全部没有明显现象时,则后加入的是NH4NO3
C.一支试管出现气泡,两支试管出现沉淀时,则后加入的是HCl溶液
D.若只有两支试管出现沉淀,其余两支试管无明显现象时,则后加入的是BaCl2溶液
11.常温下,二氯化二硫(S2Cl2)为橙黄色液体,遇水易发生反应,工业上用于橡胶的硫化。某学习小组用氯气和硫单质合成S2Cl2的实验装置如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.实验时需后点燃E处的酒精灯
B.C、D中所盛试剂分别为饱和氯化钠溶液、浓硫酸
C.F、G之间应加上D装置
D.G装置中溶液也可改为澄清石灰水
12.(14分)如图所示,某小组同学拟用如图仪器,在实验室中制备干燥、纯净的氯气。请完成下列空白。
(1)上述仪器正确连接后应进行的操作是 。
(2)实验室制备氯气反应的化学方程式是 。
(3)饱和食盐水的作用是 ,浓硫酸的作用是 。
(4)为防止污染空气,实验时如图烧杯所盛溶液为 ,发生反应的离子方程式是 。
(5)下列说法正确的是 (填字母)。
A.钠、铁和铜都能和氯气反应,生成金属氯化物
B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
C.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰
D.氯水中含有次氯酸,氯水具有杀菌、漂白作用
13.(12分)(2024·安徽亳州高一期末)次氯酸消毒液高效安全,适用于一般物体表面消毒、手部消毒以及地面、空间和环境消毒。实验室利用如下装置制取氯气并制取次氯酸消毒液。
(1)装置合理的连接顺序为a→ (按气流方向填各接口的编号)。
(2)装置 Ⅰ 中反应的离子方程式是
。
(3)装置 Ⅱ 中试剂X是 ;装置Ⅳ中多孔球泡的作用为 。
(4)反应结束后,取装置 Ⅳ 中少量液体于试管中,滴入几滴石蕊溶液,观察到的现象是 ,请分析原因
(用离子方程式表示)。
14.(8分)(2024·无锡高一期末)ClO2是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl2相比ClO2不但具有更显著的杀菌能力,而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。按如图装置,以KClO3和HCl的乙醇溶液为原料制取ClO2的反应为2KClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2KCl+2H2O。
已知:ClO2常温下为易溶于水且不与水反应的气体,水溶液呈深黄绿色,常压下11 ℃时液化成红棕色液体,该条件下Cl2难以液化。
(1)上述反应中HCl体现的性质有 。
(2)(3分)冰水浴的作用是 。
(3)(3分)利用KClO3制备ClO2的另一种方法涉及的反应为2KClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+K2SO4+O2↑+2H2O,该方法制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是
。
答案精析
1.C 2.C 3.C 4.D
5.A [无水氯化钙的作用是干燥氯气，碱石灰会与氯气反应，因此脱脂棉中的无水氯化钙不能用碱石灰代替，故A错误；从左边出来的干燥氯气，先与干燥品红试纸接触，品红试纸不褪色，说明干燥的氯气没有漂白作用，故B正确；由于HCl易挥发，挥发的HCl可使湿润蓝色石蕊试纸先变红，故不能说明生成了酸性物质，故C正确；淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，先变蓝，是碘离子被氯气氧化为单质碘，淀粉遇单质碘变蓝，后褪色，说明氯气继续将I2氧化，故D正确。]
6.B 7.A 8.A
9.B [MnO2 与浓盐酸反应制取 Cl2需要加热，故A不选；H2O2 与MnO2制取O2，反应不需加热，且氧气不溶于水，可以用排水法收集，故B选；石灰石与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物质，会覆盖在石灰石表面，阻碍石灰石和稀硫酸的进一步反应，且收集CO2不能用排水法不适合制取 CO2，故C不选；Cu与稀硫酸不反应，不能制取 H2，故D不选。]
10.C [A正确，因为AgNO3溶液与Na2CO3、BaCl2、HCl反应均有白色沉淀生成，和NH4NO3溶液不反应；B正确，NH4NO3和上述溶液均不反应；C错误，加入HCl溶液后，一种(Na2CO3)溶液出现气泡，一种(AgNO3)溶液出现沉淀，其他没有现象；D正确，加入BaCl2溶液，则Na2CO3、AgNO3两种溶液产生沉淀。]
11.D [实验时应先点燃最左边酒精灯，通入氯气排出空气，再点燃E处酒精灯，A正确；因为S2Cl2遇水易发生反应，所以E中应为纯净干燥的氯气与S 反应，C 瓶中盛饱和氯化钠溶液，吸收挥发出的HCl气体，D瓶中盛浓硫酸吸水干燥，B正确；因为S2Cl2遇水易发生反应，所以F、G之间应加上D装置，以防止右侧水蒸气扩散进入E中，C正确；G装置中溶液不可改为澄清石灰水，澄清石灰水浓度较小，不能充分吸收尾气，D错误。]
12.(1)检查装置气密性 (2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (3)除去氯气中的HCl 干燥氯气
(4)NaOH溶液 2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O
(5)ACD
解析 (2)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气，反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(5)钠、铁和铜都能和氯气反应，生成氯化钠、氯化铁、氯化铜，故A正确；液氯是氯气单质，它不能使干燥的有色布条褪色，故B错误；氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，生成HCl，故C正确。
13.(1)defgbc (2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2 (3)氢氧化钠溶液 增大氯气与水的接触面积使氯气与水充分反应 (4)溶液先变红后褪色 Cl2+H2OH++Cl-+HClO
14.(1)酸性、还原性
(2)将ClO2液化从而将ClO2与Cl2分离
(3)无Cl2产生，不会生成对人体有潜在危害的有机氯代物
