全国通用2021高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物微题型23氯及其化合物的制备与性质探究练习含解析 9页

微题型23 氯及其化合物的制备与性质探究 ‎1．如图所示，若关闭阀门Ⅰ，打开阀门Ⅱ，让一种含氯气的气体经过甲瓶后，通入乙瓶，布条不褪色；若关闭阀门Ⅱ，打开阀门Ⅰ，再通入这种气体，布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是(　　)‎ ‎①浓硫酸　②饱和氯化钠溶液　③亚硫酸钠溶液　④饱和碳酸氢钠溶液 A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④‎ ‎2．(2020·武汉模拟)某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水，现象如图所示，下列有关该实验的说法中正确的是(　　)‎ A．该实验说明Cl2分子具有漂白性 B．该实验说明H＋扩散速度比HClO分子快 C．将实验后的pH试纸在酒精灯上微热，试纸又恢复为原来的颜色 D．若用久置的氯水进行实验，现象相同 ‎3．(2019·深圳质检)CsICl2常用于化学上的分子筛技术，CaOCl2常用于漂白、消毒。下列判断正确的是(　　)‎ A．CsICl2、CaOCl2中的卤族元素都显－1价 B．向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸可能产生黄绿色气体 C．CsICl2溶液不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．向CsICl2、CaOCl2溶液中分别滴加硫酸亚铁溶液，均无明显颜色变化 ‎4．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是(　　)‎ 9‎ A．用干燥的蓝色石蕊试纸 B．用干燥有色布条 C．将气体通入硝酸银溶液 D．用湿润的淀粉碘化钾试纸 ‎5．(2019·泰州中学高三月考)下列有关实验现象与分析或结论都正确的是(　　)‎ 选项 实验现象 分析或结论 A 光照新制氯水有气泡冒出 氯水中含有Cl2，光照时Cl2逸出 B 将NaHCO3固体加入新制氯水中，有无色无味的气体产生 氯水中含有HCl，与NaHCO3反应产生CO2‎ C 液氯滴到干燥的有色布条上时，有色布条会褪色 液氯具有漂白性 D 用洁净铂丝蘸取少量待测液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈现黄色 待测液中只含Na＋，不含K＋‎ ‎6.下列实验过程中，不会产生气体的是(　　)‎ ‎7．下列有关Ca(ClO)2溶液的叙述正确的是(　　)‎ A．该溶液中，K＋、Cl－、HCOOH、I－可以大量共存 B．与Na2SO3反应的离子方程式：‎ 9‎ ClO－＋SO===SO＋Cl－‎ C．不可使用pH试纸测定该溶液的pH D．1L0.1mol·L－1该溶液和足量的CO2充分反应，产生10g沉淀 ‎8．某学生设计如下实验装置利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应)，据此回答下列问题：‎ ‎(1)A仪器的名称是________，D的作用是__________________________________。‎ ‎(2)漂白粉将在U形管中产生，其反应的化学方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)有同学建议在两个橡皮套管内的玻璃管口应尽量紧靠，原因是_______________________‎ ‎_________________________________________________。‎ ‎(4)此实验结果所得Ca(ClO)2产率太低。经分析并查阅资料发现主要原因是在U形管中存在两个副反应。‎ ‎①温度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是________________________________，有同学测出了反应后溶液中ClO－、ClO两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线，粗略表示为如图2(不考虑氯气和水的反应)。‎ a．图2中曲线Ⅰ表示________的物质的量随反应时间变化的关系。‎ b．所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量至少为________mol。‎ 9‎ c．另取一份等物质的量的石灰乳，以较大的速率通入足量氯气，反应后测得产物中Cl－的物质的量为0.37mol，则产物中n(ClO－)∶n(ClO)＝________。‎ ‎②试判断另一个副反应是(写出此反应的化学方程式)‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎9．(2020·昆明调研)二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到信息：①将干燥的氯气在110～140℃与硫反应，即可得S2Cl2粗品。②有关物质的部分性质如下表：‎ 物质 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 化学性质 S ‎112.8‎ ‎444.6‎ 略 S2Cl2‎ ‎－77‎ ‎137‎ 遇水生成HCl、SO2、S；300℃以上完全分解：S2Cl2＋Cl22SCl2‎ 设计实验装置图如下：‎ ‎(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见________________________‎ ‎________________________________________________________________________________________________________________________，‎ 利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：‎ ‎(2)B中反应的离子方程式为______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ E中反应的化学方程式为_______________________________________________________。‎ ‎(3)C、D中的试剂分别是____________、______________________________________。‎ ‎(4)仪器A、B的名称是________、________，F的作用是______________。‎ 9‎ ‎(5)如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响是____________，在F中可能出现的现象是________________________________________________________________________。‎ ‎(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是________、________(填两种)，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和_____________________________________________________。‎ ‎(7)装置H中盛有NaOH溶液，其作用是__________________________________________，‎ 发生反应的化学方程式为_______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎10．(2020·西安模拟)某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略)，模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。‎ 查阅资料，有关信息如下。‎ ‎①制备反应原理：C2H5OH＋4Cl2―→CCl3CHO＋5HCl可能发生的副反应：‎ C2H5OH＋HCl―→C2H5Cl＋H2O CCl3CHO＋HClO―→CCl3COOH(三氯乙酸)＋HCl ‎②相关物质的相对分子质量及部分物理性质如表所示：‎ C2H5OH CCl3CHO CCl3COOH C2H5Cl 相对分 子质量 ‎46‎ ‎147.5‎ ‎163.5‎ ‎64.5‎ 熔点/℃‎ ‎－114.1‎ ‎－57.5‎ ‎58‎ ‎－138.7‎ 沸点/℃‎ ‎78.3‎ ‎97.8‎ ‎198‎ ‎12.3‎ 溶解性 与水互溶 可溶于水、乙醇 9‎ 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 微溶于水，可溶于乙醇 ‎(1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)装置B中的试剂是________，若撤去装置B，可能导致装置D中副产物________(填化学式)的量增加；装置D可采用________加热的方法控制反应温度在70℃左右。‎ ‎(3)装置D中球形冷凝管的作用为________________。写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式：_____________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)测定产品纯度：称取产品0.40g配成待测溶液，加入0.1000mol·L－1碘标准溶液22.00mL，再加入适量Na2CO3溶液，待反应完全后，加盐酸调节溶液的pH，立即用0.02000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验，测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为________。(计算结果保留三位有效数字)‎ 滴定的反应原理：CCl3CHO＋OH－===CHCl3＋HCOO－；HCOO－＋I2===H＋＋2I－＋CO2↑；‎ I2＋2S2O===2I－＋S4O。‎ ‎‎ 9‎ 答案精析 ‎1．D　[Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用。气体通过甲瓶后不能使有色布条褪色，可能有两个原因：一是甲瓶中溶液将Cl2干燥，二是甲瓶中溶液能吸收Cl2。浓H2SO4吸水，Na2SO3溶液、饱和NaHCO3溶液都能与Cl2发生反应。]‎ ‎2．B ‎3．B　[CsICl2中Cs为＋1价，I元素为＋1价，Cl元素为－1价，CaOCl2中Ca元素为＋2价，O元素为－2价，Cl元素一半为－1价，另一半为＋1价，故A项错误；CaOCl2可看作Ca(ClO)Cl，在H2SO4溶液中，Cl－和ClO－发生归中反应，生成Cl2，故B项正确；氧化性：MnO＞Cl2，，因此CsICl2可与MnO发生氧化还原反应，从而使KMnO4溶液褪色，故C项错误；CsICl2中的I＋和CaOCl2中的ClO－都具有较强的氧化性，都可将Fe2＋氧化为Fe3＋从而使溶液呈黄色，故D项错误。]‎ ‎4．D ‎5．B　[光照新制氯水有气泡冒出是因为次氯酸分解产生了氧气，A项错误；将NaHCO3固体加入新制氯水中，有无色无味的气体产生，这是由于氯水中含有HCl，与NaHCO3反应可产生CO2，B项正确；氯气没有漂白性，液氯滴到干燥的有色布条上时，有色布条不会褪色，C项错误；观察K元素的焰色反应，需要透过蓝色钴玻璃，D项错误。]‎ ‎6．C　7.C ‎8．(1)分液漏斗　吸收尾气氯气，防止污染大气 ‎(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O　(3)Cl2易腐蚀橡皮套管 ‎(4)①将U形管置于冷水浴中　ClO－　0.25　7∶6‎ ‎②2HCl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2H2O 解析　(1)装置中添加浓盐酸用的是分液漏斗；氯气有毒，不能排放到空气中，NaOH溶液的作用是吸收过量的氯气。(2)漂白粉将在U形管中产生，反应的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(3)Cl2易腐蚀橡皮套管，在两个橡皮套管内的玻璃管口应尽量紧靠。(4)温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，用冰水或冷水冷却。a.当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，刚开始反应时，温度较低，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙，所以图2中曲线Ⅰ表示ClO－的物质的量随反应时间变化的关系。b.根据氧化还原反应中得失电子守恒计算氯离子的物质的量，设氯离子的物质的量为n，则n 9‎ ‎×1＝0.10mol×1＋0.05mol×5＝0.35mol，含氯元素阴离子的物质的量＝0.35mol＋0.1mol＋0.05mol＝0.50mol，氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯阴离子的个数比均为1∶2，所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量至少为0.25mol。c.另取一份等物质的量的石灰乳，物质的量为0.25mol，根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，生成氯离子得到的电子和生成次氯酸根与氯酸根失去的电子数相等，设n(ClO－)＝x，n(ClO)＝y，则得到：①0.37＝x×1＋y×5，由b中分析可知，含氯阴离子的物质的量为0.50mol。②x＋y＋0.37＝0.50；①②联立得到：x＝0.07mol，y＝0.06mol，则n(ClO－)∶n(ClO)＝7∶6。‎ ‎9．(1)用导管将A的上口和B相连(或将A换成恒压滴液漏斗)，在G和H之间增加干燥装置　(2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　2S＋Cl2S2Cl2　(3)饱和食盐水　浓硫酸 ‎(4)分液漏斗　蒸馏烧瓶　导气、冷凝　(5)产率降低(或S2Cl2分解)　有固体产生(或其他正确描述)　(6)SCl2　S(答案合理即可)　控制浓盐酸的滴速不要过快　(7)吸收多余的氯气，保护环境　Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O ‎10．(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎(2)饱和食盐水　C2H5Cl　水浴 ‎(3)冷凝回流，导气 Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、H＋＋OH－===H2O ‎(4)73.8%‎ 解析　由题给反应原理和装置图可知，A是制取氯气的装置，B、C是干燥除杂装置，D是制备三氯乙醛的装置，E是尾气吸收装置。‎ ‎(1)二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)装置B的作用是除去Cl2中的HCl气体，故B中应盛放饱和食盐水。结合题给反应，C2H5OH和HCl反应生成C2H5Cl，故若撤去装置B，则副产物C2H5Cl的量增加，可以采用水浴加热的方法控制反应温度在70 ℃左右。(3)球形冷凝管起冷凝回流和导气的作用。装置E的作用是吸收过量的Cl2和HCl，发生无机反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、H＋＋OH－===H2O。(4)反应消耗的n(S2O)＝0.020 00 mol·L－1×20.00×10－3 L＝4.0×10－4 mol，根据I2＋2S2O===2I－＋S4O知，4.0×10－4 mol S2O消耗的n(I2)＝＝2.0×10－4 mol，则参加反应HCOO－＋I2===H＋＋2I－＋CO2↑的I2‎ 9‎ 的物质的量为22.00×10－3 L×0.100 0 mol·L－1－2.0×10－4 mol＝2.0×10－3 mol，根据滴定反应原理知，存在关系式：CCl3CHO～HCOO－～I2，故参加反应的CCl3CHO的物质的量为2.0×10－3 mol，样品中m(CCl3CHO)＝2.0×10－3 mol×147.5 g·mol－1＝0.295 g，故产品纯度为×100%≈73.8%。‎ 9‎