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- 2021-08-24 发布
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氯及其化合物
1、某同学设计用下图的装置制备少量的AlCl3(易水解)。下列说法错误的是()
A.G装置作用是除去多余氯气,防止空气污染
B.装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进人E中
C.用50mL12mol/L的盐酸与足量的MnO2反应,所得氯气可以制取26.7gAlCl3
D.实验过程中应先点燃A处的酒精灯,待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯
2、有一混合溶液,其中只含有Fe2+、Cl-、Br-、I-(忽略水的电离),Cl-、Br-、I-的个数比为4:3:2,向该溶液中通入氯气使溶液中Cl-和Br-的个数比为3:1,则通入氯气的物质的量与溶液中剩余Fe2+的物质的量之比为( )
A.1:1B.5:3C.5:2D.5:4
3、检验氯化氢气体中是否混有Cl2可采用的方法是()
A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用湿润的淀粉碘化钾试纸
C.将气体通入硝酸银溶液D.用干燥的有色布条
4、在一定条件下2.16gA与1.20molCl2完全反应,生成0.08mol的AClx,则X的值和A的摩尔质量分别为()
A.3108g/molB.327C.1108g/molD.327g/mol
5、向仅含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中这三种离子的物质的量随消耗氯气物质的量的变化如右图所示。下列说法中正确的是()
A.线段Ⅲ代表Fe2+的变化情况
B.线段Ⅰ代表Br-的变化情况
C.a值等于6
D.原混合溶液中n(FeBr2)=4mol
6、下列各步反应A(HCl)→B(Cl2)→C(NaClO)→D(HClO)→E(CO2),其中不能直接一步实现的是( )
A.A→BB.B→CC.C→DD.D→E
7、对下列实验事故或废弃药品的处理方法正确的是()
A.当有大量氯气泄漏时,人应沿顺风方向疏散
B.金属钠意外着火时,应用干燥的沙土盖灭
C.当少量浓硫酸沾在皮肤上,应立即用氢氧化钠溶液冲洗
D.酒精失火用水浇灭
8、某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液,经测定ClO-与ClO3-的浓度之比为1:3,则Cl2与NaOH溶液反应时被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为()
A.21:5B.11:3C.3:1D.4:1
9、现有H2SO4、BaCl2、K2CO3、FeSO4和氯水五种溶液,有如图所示关系,图中每条连线两端的物质可以发生化学反应,下列推断不合理的是()
A.Y一定为K2CO3B.X一定为H2SO4
C.Z可能是氯水D.M可能为FeSO4
10、如图所示实验装置,烧瓶内充满氯气,底部有一层细沙(不参与反应),玻璃导管下口b处塞有一小块钠。从a口伸入一根细铁丝把钠块捅下去,再用滴管从a口滴下一滴水,恰好落在钠块上,立即剧烈反应。下列对此实验的说法中,不正确的是()
A.所充氯气应用向上排空气法收集
B.反应中,烧瓶内产生大量白色烟雾
C.玻璃导管只起到定位加入钠和水的作用
D.烧瓶中Cl2,可能参与四个氧化还原反应
11、下列实验现象的描述正确的是( )
A.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白色烟雾
B.铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色的浓烟,产物溶于水,溶液呈浅绿色
C.铜在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,产物溶于水,溶液呈蓝绿色
D.向新制氯水中滴加少量紫色石蕊试液,充分震荡后溶液呈红色
12、五颜六色的颜色变化增添了化学的魅力,下列有关反应的颜色叙述正确的是()
①新制氯水久置后→浅黄绿色消失 ②淀粉溶液遇单质碘→蓝色
③溴化银见光分解→银白色④Na2CO3溶液中滴加酚酞→红色
⑤鸡蛋白溶液遇浓硝酸→黄色 ⑥碘化银的悬浊液中加入硫化钠晶体,振荡后变黑
A.①②④⑤⑥B.②③④⑤⑥
C.①②③④⑤ D.①③④⑤⑥
13、下列说法不正确的是( )
A.钠和钾的合金可用于快中子反应堆作热交换剂
B.可用超纯硅制造的单晶硅来制芯片
C.可利用二氧化碳制造全降解塑料
D.氯气有毒,不能用于药物的合成
14、某化学兴趣小组在实验室制取漂白粉,并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物.已知:①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气,同时生成MnCl2.②氯气和碱的反应为放热反应.温度较高时,氯气和碱还能发生如下反应:3Cl2+6OH﹣5Cl﹣+ClO3﹣+3H2O.该兴趣小组设计了如图1实验装置,进行实验.
请回答下列问题:
(1)①甲装置用于制备氯气,其反应的化学方程式是 ;乙装置的作用是 .
②该兴趣小组用100mL12mol/L盐酸与8.7gMnO2制备氯气,并将所得氯气与过量的石灰乳反应,则理论上最多可制得Ca(ClO)2 g.
(2)小组成员发现,产物中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值.为了探究反应条件对产物的影响,他们另取一定量的石灰乳,缓慢.匀速地通入足量氯气,得出了ClO﹣、ClO3﹣两种离子的物质的量(n)与反应时(t)的关系曲线,粗略表示为图2(不考虑氯气和水的反应).
①图中曲线I表示 离子的物质的量随反应时间变化的关系.
②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为 mol.
(3)为了提高Ca(ClO)2的产率,可对丙装置作适当改进.请你给出一种改进方法: .
15、氯元素的单质及其化合物在生产生活中应用极其广泛。请完成下列填空:
Ⅰ:氯气性质探究
设计下图实验装置来制备并验证氯气的性质(部分夹持装置未画出)。
(1)A中放置固体二氧化锰的装置名称是______________________。
(2)装置B的作用是______________________。
(3)硬质玻璃管C中事先装有两个沾有相关试剂的棉球,左侧棉球的实验现象为。
(4)D中的NaOH溶液用来吸收尾气,向反应后的D中加入足量稀硫酸会产生气体,写出该反应的离子方程式。
Ⅱ:制备HClO
(5)设计装置E代替上图的装置C,用于制备较高浓度的HClO溶液。在圆底烧瓶底部,有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙。
①该方案可以制得较高浓度HClO的原因是(结合必要的化学语言回答)。
②反应结束后将塑料网中剩余的石灰石提出液面,所得的溶液与稀盐酸混合,立即产生大量CO2气体,则反应所得溶液中的溶质除HClO外,还含有、(写两种钙盐的化学式,一种正盐,一种酸式盐);该小组同学测得反应中碳酸钙质量减少Mg,反应后从所得的200mL溶液中取用10mL与足量稀盐酸混合,连接F装置测得产生的气体体积为VL(已换算成标准状况),则原溶液中含钙正盐的浓度为mol·L-1(用含M、V的代数式表示)。
16、某小组欲探究Cl2的化学性质,设计以下反应实验Cl2+KOH+KI→KIOX+KCl+H2O
(未配平).
Ⅰ[实验方案]实验装置如图。
各装置中所使用的试剂如下所示:
A、MnO2B、饱和食盐水C、KI、KOH混合溶液D、AgNO3溶液E、NaOH溶液F、浓盐酸
(1)仪器A的名称 ,E装置的作用是 .
(2)当D装置中出现 时,停止加热.
(3)应用平衡原理解释B装置的作用 .
Ⅱ[检验产物]
①精确取C中液体20.00mL(均匀)于锥形瓶中,加入KI(过量)和足量稀硫酸
②向上述锥形瓶中滴加淀粉指示剂,溶液变蓝,用0.5000mol/L的Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去,耗Na2S2O3溶液25.20mL.
已知:原C中KI的浓度为0.1000mol/L;I2+2S2O32﹣═2I﹣+S4O62﹣
(1)写出①的离子反应方程式 。
(2)经过计算x= .若与理论值相比偏高,你认为可能的原因是 .若想修正此误差,可采取的方法是 。
17、如图为实验室制取和收集纯净干燥的氯气,并进行氯气性质探究的实验装置图:
(1)反应前,在__________中装浓盐酸(填写仪器名称),__________中装MnO2(填写仪器名称)。
(2)装置A中所装试剂是______,装置B中所装的试剂是_____________。
(3)装置D中所装试剂是______,发生反应的化学方程式为______________________。
(4)实验室备用的浓盐酸质量分数为36.5%,密度为1.19g·cm-3,为使用方便,请计算出该浓盐酸的物质的量浓度______________。
18、某小组欲探究Cl2与KI溶液的反应,设计实验装置如下图.
已知:I2在水中溶解度很小,在KI溶液中溶解度显著增大,I2(S)+I﹣I3﹣(aq).
容器中盛放的试剂分别为:
A.MnO2C.0.5000mol/L的KI溶液D.AgNO3溶液E.NaOH溶液F.浓盐酸
完成下列填空:
(1)仪器A的名称 ,B中的试剂是 .
(2)当D装置中出现 时,停止加热;E的作用是 .
(3)当氯气开始进入C时,C中看到的现象是 ;不断向C中通入氯气,看到溶液颜色逐渐加深,后来出现深褐色沉淀,试运用平衡移动原理分析产生这些现象的原因 .
(4)持续不断地向C中通入氯气,看到C中液体逐渐澄清,最终呈无色.推测此时C中无色溶液里含碘物质的化学式 (此时溶液中只有一种含碘微粒).
为确定含碘物质中碘元素的化合价,进行如下实验:
①取反应后C中溶液5.00mL(均匀)于锥形瓶中,加入KI(过量)和足量稀硫酸.
②向上述锥形瓶中滴加淀粉指示剂,溶液变蓝,用0.6250mol/L的Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去,耗Na2S2O3溶液24.00mL.
已知:I2+2S2O32﹣→2I﹣+S4O62﹣
计算:碘元素的化合价为 .
(5)欲检验某溶液中是否含有I﹣,可使用的试剂为氯水和淀粉溶液.合理的实验操作为 .
19、I.某同学设计如图所示装置探究氯气能否与水发生反应。气体a的主要成分是含有少量水蒸气的氯气。请回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是_____________________________。
(2)证明氯气和水发生反应的实验现象为_________________________。
(3)该实验设计存在的缺陷是____________________,为了克服该缺陷,需要补充装置D,其中发生反应的离子方程式为_________________________。
II.如图为浓硫酸与铜反应及其产物检验的实验装置
回答下列问题:
(1)指出试管b、c中产生的实验现象:b中___________________;c中______________________。
(2)反应结束后试管a中有部分白色固体,将a试管中的溶液慢慢倒入水中,发生的变化是___________。
(3)写出浓硫酸与铜反应的化学方程式:_____________________________。
20、某研究性学习小组设想将少量Cl2通入Fe2+和I-的混合溶液中,探究Fe2+和I-的还原性强弱。
[提出假设] 假设1:Fe2+还原性比I-强。
假设2:I-还原性比Fe2+强。
[验证假设] 选择几种装置进行实验:
(1)实验必需的装置是A→____________(按Cl2气流方向的顺序填写)。
(2)实验开始后,控制通入氯气的量,当通入少量氯气时,通过观察混合溶液颜色的变化________(填“能”或“不能”)判断反应的先后顺序。
(3)请在下表中写出实验步骤及预期现象和结论________、________、________、________、_______、________。
(4)为了实验成功,必须控制各物质的量。该小组称取1.52gFeSO4固体,同时称取1.66gKI固体,溶于水中配成混合溶液。为了验证上述假设,通入的Cl2体积最多不能超过________L(标准状况)。
[思考与交流]
(5)有同学质疑,上述实验中Cl2量很难控制,无法验证Fe2+和I-反应的先后顺序。于是提出另一方案:往KI溶液中滴入________溶液,如果能发生反应,即可证明I-的还原性强于Fe2+。
21、化学就在我们身边,它与我们的日常生活密切相关。按要求回答以下问题:
(1)明矾可用作净水剂,其化学式是_______________________,漂白粉的有效成分是________________(填化学式)。光导纤维在强碱性条件下容易发生“断路”,试用离子方程式解释其原因_________________________________________________。
(2)小苏打通常用来治疗胃酸过多,但同时患有胃溃疡的病人却不能服用,其原因是___________________________________________________(用化学方程式表示)。
(3)驰名世界的中国瓷器通常是由粘土经高温烧结而成。粘土的主要成分为Al2Si2O5(OH)x,式中x=__________,若以氧化物形式表示粘土的组成,应写为:_____________________。
(4)洁厕灵(强酸性,含盐酸)与84消毒液(含NaClO)混用可产生一种黄绿色有毒气体,请写出该反应的离子方程式_________________________________________。
22、某消毒液的主要成分为NaClO(混有少量NaCl),请用相应的化学用语来解释下列事实。
(1)该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备,化学方程式为 。
(2)该消毒液的pH约为12,离子方程式为 。
(3)向FeSO4溶液中滴入少量该溶液,溶液颜色变成棕黄色,反应的离子方程式为 。
(4)该消毒液不能与洁厕灵(主要成分为浓盐酸)混用,否则会产生中毒危险。每产生1molCl2(标准状况下),转移电子个数约为 。
23、I.处于下列状态的物质中:
①硫酸钡晶体②干冰③HCl气体④铜⑤蔗糖⑥熔融的硝酸钾⑧NaCl溶液⑨醋酸
(1)能导电的是(填序号,下同)______________________;
(2)属于弱电解质_______________;
(3)属于非电解质的是___________________________。
II.某消毒液的主要成分为NaClO(混有少量NaCl),请用相应的化学用语来解释下列事实。
(1)该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备,化学方程式为_______________________;
(2)该消毒液的pH约为12,离子方程式为_______________________________________;
(3)向FeSO4溶液中滴入少量该消毒液,溶液变成棕黄色,反应的离子方程式为______________________________________;
(4)该消毒液不能与洁厕灵(主要成分为浓盐酸)混用,否则会产生中毒危险。每产生1molCl2(标准状况下),转移电子个数约为__________。
参考答案
1、【答案】C
【解析】解:本题考查氯气的实验室制法及性质。A、氯气是有毒气体不能直接排放到空气中,G装置将有氢氧化钠溶液能与氯气反应而除去多余氯气,防止空气污染,选项A正确;B、因为AlCl3易水解,所以铝和氯气反应必须在干燥的环境下进行,因此装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进人E中,选项B正确;C、用50mL12mol/L的盐酸与足量的MnO2反应,由于浓盐酸不断消耗,变为稀盐酸,与二氧化锰不反应,所以50mL12mol/L的盐酸产生氯气的量小于0.15mol,因此氯气与铝反应生成氯化铝的量少于0.1mol,质量小于13.35g,选项C错误;D、实验过程中应先点燃A处的酒精灯,反应产生氯气,利用氯气排净装置内的空气,待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯,反应进行,选项D正确;答案选C。
2、【答案】B
【解析】设Fe2+的量为x,溶液呈电中性可得2x=4+3+2,x=4.5mol,因此可得Fe2+、Cl-、Br-、I-的个数比为4.5:4:3:2;根据还原性I->Fe2+>Br-可知,通入氯气后,氯气先将I-氧化成I2;设Fe2+、Cl-、Br-、I-的物质的量分别为4.5x:4x:3x:2x,则氧化2molI-时,消耗氯气的物质的量为1mol,生成Cl-的物质的量为2mol,设有ymolFe2+被氯气氧化,则生成氯离子的量ymol,则溶液中总的氯离子的量为(4+2+y)mol;根据溶液中Cl-和Br-的个数比为3:1可知:(4+2+y):3=3:1,y=3mol;根据氯原子守恒可知消耗氯气的量为1.5mol,共消耗氯气1.5+1=2.5mol,剩余Fe2+的量为4.5-3=1.5mol;因此通入氯气的物质的量与溶液中剩余Fe2+的物质的量之比为2.5:1.5=5:3;综上所述,本题选B。
3、【答案】B
【解析】解:本题考查氯气的性质。A、Cl2+H2O=HClO+HCl,生成的HClO具有漂白性,但氯气不能用干燥的蓝色石蕊试纸检验,故A错误;B、Cl2+2I-=I2+2Cl-,碘单质遇淀粉变蓝,可检验,故B正确;C、氯化氢反应生成氯化银白色沉淀,氯气通入也会和水反应生成氯化氢与硝酸银反应生成白色沉淀,故C错误;D、用干燥有色布条,氯气不能与水反应生成次氯酸,不能使之褪色,故D错误;故选B。
4、【答案】D
【解析】根据AClx的化学式可知,0.08molAClx中含有0.08molA和0.08xmolCl,1.20molCl2中含有2.40molCl,根据原子守恒有0.800xmol=2.40mol,解得x=3,2.16gA的物质的量为0.08mol,则A的摩尔质量为:M(A)==27g/mol,故答案选D。
5、【答案】C
【解析】解:本题考查据图像判断并计算。向仅含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,还原性I->Fe2+>Br-,首先发生反应2I-+Cl2=I2+2Cl-,I-反应完毕,再反应反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完毕,最后发生反应2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,故线段I代表I-的变化情况,线段Ⅱ代表Fe2+的变化情况,线段Ⅲ代表Br-的变化情况.由通入氯气可知,根据反应离子方程式可知溶液中n(I-)=2n(Cl2)=2mol,溶液中n(Fe2+)=2n(Cl2)=2×(3mol-1mol)=4mol,Fe2+反应完毕,根据电荷守恒可知n(I-)+n(Br-)=2n(Fe2+),故n(Br-)=2n(Fe2+)-n(I-)=2×4mol-2mol=6mol.A、由上述分析可知,线段Ⅲ代表Br-的变化情况,A项错误;B、由上述分析可知,线段I代表I-的变化情况,B项错误;C、由上述分析可知,溶液中n(Br-)=2n(Fe2+)-n(I-)=2×4mol-2mol=6mol,根据2Br-+Cl2=Br2+2Cl-可知,溴离子反应需要的氯气的物质的量为3mol,故a=3+3=6,C项正确;D、溶液中n(Br-)=6mol,所以原混合溶液中n(FeBr2)=3mol,c(FeBr2)=3mol·L-1,D项错误;答案选C。
6、【答案】D
【解析】解:本题考查物质的性质。A→B可以用浓盐酸和MnO2反应制得,B→C可以用Cl2和NaOH制得;C→D可以用(NaClO和CO2反应得到,D→E不能一步制得,选D。
7、【答案】B
【解析】解:A.氯气有毒且密度大于空气,能对人的呼吸道产生损害,当大量氯气泄漏时,应逆风疏散,故A错误;B.钠燃烧生成过氧化钠,过氧化钠和二氧化碳、水反应生成氧气,加速钠的燃烧,钠和水也能发生反应生成氢气,所以应该用干燥的沙土盖灭,故B正确;C.皮肤上不小心沾上浓硫酸,应用抹布擦拭,再立即用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的NaHCO3溶液,故C错误;D.酒精失火不能用水浇灭,应该用湿抹布或沙土盖灭,故D错误;故选B。
8、【答案】D
【解析】解:本题考查氯单质及其化合物的性质、化学计算.设ClO-与ClO3-的物质的量为1mol、3mol,则失去的电子的物质的量为16mol,根据得失电子数相等,生成的Cl-为16mol,那么被还原的氯元素为16mol,被氧化的氯元素为4mol,被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为4:1,故选D。
9、【答案】B
【解析】解:本题考查物质推断.K2CO3能与其余四种物质反应,所以Y是K2CO3;H2SO4
能与BaCl2、K2CO3两种物质反应,氯水能与K2CO3、FeSO4两种物质反应,所以X、Z可能是H2SO4或氯水;BaCl2能H2SO4、K2CO3、FeSO4三种物质反应,FeSO4能与BaCl2、K2CO3、氯水三种物质反应,所以M、N可能是BaCl2或FeSO4,选B。
10、【答案】C
【解析】
A、氯气的密度比空气的密度大,通常条件不与氧气等反应,故选择向上排空气法收集,故A正确;B、钠与水反应放出大量的热使钠与氯气反应生成氯化钠固体颗粒,有HCl生成,与水蒸气结合,故为白色烟雾,故B正确;C、反应导致气体的物质的量减小,玻璃导管可以平衡烧瓶内外压强,防止发生危险,故C错误;D、滴加水,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氯气可以与钠反应、氯气与水反应、氯气与氢氧化钠反应、氯气与氢气反应,都属于氧化还原反应,故D正确;故选C。
11、【答案】C
【解析】A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,可形成白雾,不会出现烟,A项错误;
B.铁与氯气反应生成棕褐色的氯化铁,可产生棕褐色的烟,产物溶于水,溶液呈黄色,B项错误;
C.红热的铜丝在氯气中燃烧,生成氯化铜,现象为产生棕黄色的烟,加入少量水形成蓝绿色溶液,C项正确;
D.新制的氯水显示酸性,滴加少量紫色石蕊试液后,溶液呈红色,但是含有的次氯酸具有漂白作用,能使红色退去,即氯水中滴加少量紫色石蕊试液后,充分振荡后溶液先变红色然后红色退去,D项错误。
12、【答案】A
【解析】解:本题考查氯气的化学性质的相关知识。①新制氯水含有次氯酸,不稳定,见光易分解,故正确;②淀粉遇碘变蓝色,故正确;③溴化银见光分解生成银,银粉为黑色,故错误;④Na2CO3水解呈碱性,滴加酚酞变红色,故正确;⑤鸡蛋白与浓硝酸发生颜色反应,蛋白质变色黄色,故正确;⑥碘化银的溶解度比硫化银大,碘化银可转化为硫化银,故正确;故选A。
13、【答案】D
【解析】解:本题考查碱金属的性质;氯气的化学性质;硅的用途.
A、钠钾合金为液态,可作快中子反应堆作热交换剂,故A正确;
B、硅是半导体,所以硅可用于制造芯片,故B正确;
C、利用二氧化碳制造全降解塑料,减少了二氧化碳的排放,可以缓解温室效应,故C正确;
D、氯气是有毒气体,但可以合成药物所需的化合物,能用于药物的合成,故D错误;
故选D.
14、【答案】(1)①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;除去氯气中混有的氯化氢;
②7.15;
(2)①ClO﹣;
②0.25;
(3)将丙装置浸在盛有冷水的水槽中.
【解析】解:(1)①浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气的方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;反应过程中会发出氯化氢气体,所以通过饱和食盐水的作用是除去Cl2中混有的HCl气体,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;除去氯气中混有的氯化氢;
②足量的浓盐酸与8.7gMnO2制备氯气,并将所得氯气与过量的石灰乳反应,则理论上最多可制得Ca(ClO)2;可以依据反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,得到定量关系:8.7gMnO2物质的量为0.1mol;
2MnO2~Ca(ClO)2
21
0.1mol0.05mol
所以理论上最多可制得Ca(ClO)2质量=0.05mol×143g/mol=7.15g,
故答案为:7.15;
(2)①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表示离子ClO﹣的物质的量随反应时间变化的关系,
故答案为:ClO﹣;
②根据氧化还原反应中得失电子数相等计算Cl﹣
的物质的量,设被还原的氯离子的物质的量为n,则n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol,含氯离子的物质的量为:0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol,氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯离子的个数比为1:2,所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为0.25mol,
故答案为:0.25;
(3)由于反应在高温度下发生副反应,所以改进措施可以把丙装置放入冰水中,避免发生3Cl2+6OH﹣5Cl﹣+ClO3﹣+3H2O,
故答案为:将丙装置浸在盛有冷水的水槽中.
15、【答案】(1)圆底烧瓶
(2)除去Cl2中的HCl
(3)变蓝色
(4)ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O
(5)①Cl2+H2OH++Cl-+HClO,碳酸钙与H+反应,使平衡向右移动,HClO浓度增大
②CaCl2、Ca(HCO3)2;M/20-V/0.448
【解析】解:本题考查氯气的性质实验。
Ⅱ、(5)①氯气在水中存在溶解平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO,在制备HClO时,加入碳酸钙能与H+反应,使平衡向右移动,HClO浓度增大。②因原氯水中存在HCl和HClO,HCl与碳酸钙反应产生CaCl2,所得的溶液与稀盐酸混合,立即产生大量CO2气体,说明溶液中含存在Ca(HCO3)2;反应中碳酸钙质量减少Mg,物质的量为mol,则根据钙元素守恒,生成的CaCl2和Ca(HCO3)2的总物质的量为mol。反应后从所得的200mL溶液中取用10mL与足量稀盐酸混合,F装置测得产生的CO2体积为VL,物质的量为mol,则200mL溶液中Ca(HCO3)2的物质的量为×20×=mol
。所以CaCl2的物质的量为(-)mol,则原200mL溶液中含钙正盐的浓度为(-)mol·L-1。
16、【答案】Ⅰ.(1)蒸馏烧瓶;吸收多余氯气,防止污染空气;
(2)浑浊(或有白色沉淀);
(3)氯气在水中的溶解平衡为:Cl2+H2OH++Cl﹣+HClO,饱和食盐水中C(CI﹣)很大,可以抑制氯气的溶解,而氯化氢又极易溶于水,因此采用饱和食盐水既能除去HCI又能避免因溶解而造成CI2的损失;
Ⅱ.(1)(2x﹣1)I﹣+IOX﹣+2xH+=xI2+xH2O;
(2)3.15;C中有残余氯气,会氧化KI生成I2;加热煮沸所取的20.00mL液体,赶走溶在其中的氯气.
【解析】解:本题考查中和滴定;氯气的实验室制法.
Ⅰ.(1)根据图示可知,A的名称为蒸馏烧瓶,装置中有残留氯气有毒,E中溶液是吸收过量的氯气,防止污染环境,
故答案为:蒸馏烧瓶;吸收多余氯气,防止污染空气;
(2)当氯气过量时,装置D中硝酸银溶液会变浑浊,所以当D中出现浑浊(或有白色沉淀)时,停止加热,
故答案为:浑浊(或有白色沉淀);
(3)氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,是化学平衡,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,化学平衡逆向进行,氯化氢极易溶于水,平衡原理解释B装置的作用是,氯气在水中的溶解平衡为:Cl2+H2OH++Cl﹣+HClO,饱和食盐水中C(CI﹣)很大,可以抑制氯气的溶解,而氯化氢又极易溶于水,因此采用饱和食盐水既能除去HCI又能避免因溶解而造成CI2的损失,
故答案为:氯气在水中的溶解平衡为:Cl2+H2OH++Cl﹣+HClO,饱和食盐水中C(CI﹣)很大,可以抑制氯气的溶解,而氯化氢又极易溶于水,因此采用饱和食盐水既能除去HCI又能避免因溶解而造成CI2的损失;
Ⅱ.(1)I﹣和IOX﹣在酸性条件下反应生成碘单质,IOX﹣中碘元素的化合价为(2x﹣1)价,反应后变为0价,化合价变化为(2x﹣1),碘离子的化合价为﹣1,反应后变为0价,化合价变化为1,则碘离子的系数为(2x﹣1),IOX﹣的系数为1
,然后根据质量守恒配平可得:(2x﹣1)I﹣+IOX﹣+2xH+=xI2+xH2O,
故答案为:(2x﹣1)I﹣+IOX﹣+2xH+=xI2+xH2O;
(2)0.5000mol/L的Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去,耗Na2S2O3溶液25.20mL,消耗硫代硫酸钠的物质的量为:0.5000mol/L×0.0252L=0.0126mol,根据反应I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣可知,消耗碘单质的物质的量为:0.0126mol×=0.0063mol,
原C中KI的浓度为0.1000mol/L,根据质量守恒,反应后生成IOX﹣的浓度也是0.1000mol/L,则20mL该溶液中含有IOX﹣的物质的量为:0.1000mol/L×0.02L=0.002mol,根据反应:(2x﹣1)I﹣+IOX﹣+2xH+=xI2+xH2O可知0.002molIOX﹣完全反应生成碘单质的物质的量为:0.002mol×x=0.0063mol,解得:x=3.15;理论上x应该为3,所以比理论值偏高;可能是装置C中有残余氯气,会氧化KI生成I2,导致x偏高,装置C反应后的溶液中含有氯气会影响测定结果,可加热煮沸所取的20.00mL液体,赶走溶在其中的氯气,
故答案为:3.15;C中有残余氯气,会氧化KI生成I2;加热煮沸所取的20.00mL液体,赶走溶在其中的氯气.
17、【答案】(1)分液漏斗;圆底烧瓶
(2)饱和食盐水;浓硫酸
(3)NaOH溶液;Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
(4)11.9mol/L
【解析】解:本题考查实验方案设计与评价。
(1)此反应是固体与液体反应制备气体,浓盐酸应盛放在分液漏斗中,圆底烧瓶盛装MnO2;
(2)实验目的是制取和收集纯净的氯气,以及验证氯气的性质,MnO2与浓盐酸反应制取的氯气中混有HCl和水蒸气,装置A的作用是除去HCl,即装置A中盛放的是饱和食盐水,装置B的作用是除去氯气中水蒸气,装置B盛放的是浓硫酸;
(3)装置C是收集氯气,氯气有毒,必须尾气处理,装置D的作用是除去过量的氯气,即装置D中盛放NaOH溶液;发生的化学反应方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
(4)根据c=1000ρω%/M=1000×1.19×36.5%/36.5mol·L-1=11.9mol·L-1。
18、【答案】(1)蒸馏烧瓶,饱和食盐水;
(2)白色沉淀,吸收未反应的氯气;
(3)溶液变棕黄色;被置换出来的I2在KI溶液中溶解度、较大,所以溶液颜色逐渐加深,但随着反应KI被消耗,平衡I2(S)+I﹣I3﹣(aq)向左移动,碘在水中的溶解度较小,所以部分碘以沉淀的形式析出;
(4)HIO3,+5;
(5)取样滴加淀粉溶液,振荡均匀后再逐滴加入氯水并振荡.
【解析】解:本题考查氯、溴、碘的性质实验.
(1)A中是制备氯气的装置,依据仪器图形和用途可知A是蒸馏烧瓶,B中是用来除去氯气中的氯化氢气体,所以用饱和食盐水,
故答案为:蒸馏烧瓶,饱和食盐水;
(2)氯气的KI溶液反应之后,剩余的氯气进入硝酸银溶液,装置D中生成氯化银白色沉淀;未反应的氯气进入装置E中的氢氧化钠溶液被吸收,
故答案为:白色沉淀,吸收未反应的氯气;
(3)氯气开始进入C时,将碘离子氧化成单质碘,所以开始溶液变棕黄色;不断向C中通入氯气,看到溶液颜色逐渐加深,后来出现深褐色沉淀,因为被置换出来的I2在KI溶液中溶解度、较大,所以溶液颜色逐渐加深,但随着反应KI被消耗,平衡I2(S)+I﹣I3﹣(aq)向左移动,碘在水中的溶解度较小,所以部分碘以沉淀的形式析出,
故答案为:溶液变棕黄色;被置换出来的I2在KI溶液中溶解度、较大,所以溶液颜色逐渐加深,但随着反应KI被消耗,平衡I2(S)+I﹣I3﹣(aq)向左移动,碘在水中的溶解度较小,所以部分碘以沉淀的形式析出;
(4)氯气过量时会将碘继续氧化成HIO3;Na2S2O3的物质的量=0.625×0.024=0.015mol,C中原I﹣的物质的量=0.005×0.5=0.0025mol,
设被氯气氧化为x价,据反应I2+2S2O32﹣→2I﹣+S4O62﹣,得反应的碘单质物质的量=0.015mol×=0.0075mol,碘原子共0.015mol,
x价碘生成的占0.0025mol,则碘离子生成的为0.015﹣0.0025=0.0125mol,
据化合价升降相等得:0.0025x=0.0125,x=5,
所以碘元素的化合价为+5价,
故答案为:HIO3,+5;
(5)检验某溶液中是否含有I﹣
,取样,滴加淀粉溶液,振荡均匀后再逐滴加入氯水并振荡,
故答案为:取样滴加淀粉溶液,振荡均匀后再逐滴加入氯水并振荡.
19、【答案】(1).除去氯气中的水蒸气(或干燥氯气)(2).装置B中的有色布条不褪色,装置C中的有色布条褪色(3).没有尾气吸收装置(4).Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O(5).品红溶液褪色(6).石蕊试液变红色(7).白色固体溶解,溶液变成蓝色(8).Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】I.(1)浓硫酸具有吸水性,常用作干燥剂,在实验中吸收气体a中的水蒸气,故答案为:除去氯气中的水蒸气(或干燥氯气);
(2)干燥氯气不具有漂白性,氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,方程式为:Cl2+H2O=HCl+HClO,次氯酸具有漂白性,因此证明氯气和水发生反应的实验现象为装置B中的有色布条不褪色,装置C中的有色布条褪色,故答案为:装置B中的有色布条不褪色,装置C中的有色布条褪色;
(3)氯气有毒,应进行尾气处理,不能随意排放到空气中,可用碱溶液来吸收:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:没有尾气吸收装置;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
II.浓硫酸与铜在加热条件下生成反应CuSO4、SO2和H2O反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(1)二氧化硫具有漂白性,能够使品红溶液褪色,二氧化硫属于酸性氧化物,水溶液显酸性,能够使石蕊试液变红色,故答案为:品红溶液褪色;石蕊试液变红色;
(2)反应结束后试管a中有部分白色固体为无水硫酸铜,将a试管中的溶液慢慢倒入水中,硫酸铜溶于水,溶液变成蓝色,故答案为:白色固体溶解,溶液变成蓝色;
(3)浓硫酸与铜在加热条件下生成反应CuSO4、SO2和H2O反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,故答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
20、【答案】(1).C→E(2).不能(3).KSCN溶液(4).淀粉溶液(5).变红色(6).不变色(7).不变色(8).变蓝色(9).0.112(10).FeCl3
【解析】(1)Cl2中的水蒸气、HCl不影响Cl2与Fe2+、I-的反应,故不必除去,但尾气要进行处理,故必需的装置是A→C→E;
(2)因为Fe2+、I-被Cl2氧化后生成的Fe3+、I2溶液均显黄色,故不能判断反应的先后顺序;
(3)检验Fe3+一般选用KSCN溶液,检验I2一般选用淀粉溶液。然后根据A、B
试管中的颜色变化判断假设1、2的正确性;
(4)1.52gFeSO4固体的物质的量为0.01mol,1.66gKI固体的物质的量也是0.01mol,与Cl2的反应分别为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,2I-+Cl2=I2+2Cl-,故通入的氯气的物质的量不能超过0.005mol,即0.112L(标准状况);
(5)可直接利用2Fe3++2I-=I2+2Fe2+,判断I-与Fe2+的还原性强弱。
21、【答案】(1)KAl(SO4)2·12H2O;Ca(ClO)2;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
(2)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
(3)4;Al2O3·SiO2·2H2O
(4)Cl-+ClO-+2H+=H2O+Cl2↑
【解析】解:(1)明矾可用作净水剂,其化学式是KAl(SO4)2·12H2O,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。光导纤维在强碱性条件下容易发生“断路”,原因是二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。
(2)小苏打通常用来治疗胃酸过多,但同时患有胃溃疡的病人却不能服用,原因是反应生成气体,会导致胃穿孔,反应的化学方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
(3)粘土的主要成分为Al2Si2O5(OH)x,根据化合价代数和为0可知式中x=3×2+4×2-2×5=4,若以氧化物形式表示粘土的组成,应写为Al2O3·SiO2·2H2O;
(4)洁厕灵(强酸性,含盐酸)与84消毒液(含NaClO)混用可产生一种黄绿色有毒气体,气体是氯气,该反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+=H2O+Cl2↑。
22、【答案】(1)Cl2+NaOH==NaCl+NaClO+H2O
(2)ClO-+H2OHClO+OH-
(3)2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O
(4)6.02×1023
【解析】解:本题考查化学方程式和离子方程式的书写的相关知识。
(1)NaOH与Cl2反应生成氯化钠和次氯酸钠,化学方程式为Cl2+NaOH==NaCl+NaClO+H2O,故填:Cl2+NaOH==NaCl+NaClO+H2O。
(2)次氯酸钠是强碱弱酸盐,水解显碱性,离子方程式为ClO-+H2OHClO+OH-,故填:ClO-+H2OHClO+OH-。
(3)次氯酸钠具有强氧化性,将FeSO4氧化为硫酸铁,溶液颜色变成棕黄色,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O。
(4)浓盐酸中氯元素为-1价,次氯酸钠中氯元素为+1
价,混合时发生歧化反应生成氯气。每产生1molCl2,转移电子为1mol,个数约为6.02×1023,故填:6.02×1023。
23、【答案】(1).④⑥⑧(2).⑨(3).②⑤(4).Cl2+NaOH==NaCl+NaClO+H2O(5).ClO-+H2OHClO+OH-(6).2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O(7).6.02×1023或NA
【解析】I.(1)铜是金属,有自由移动的电子能导电;熔融的硝酸钾和NaCl溶液中有自由移动的离子,所以能导电的是④⑥⑧;(2)醋酸在水中只能部分电离,所以醋酸属于弱电解质,故答案为:⑨;(3)二氧化碳的水溶液能导电,原因是二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能电离出自由移动的阴阳离子而使溶液导电,碳酸是电解质,二氧化碳是非电解质;蔗糖是在水溶液中或熔融状态下都不能能够导电的化合物,属于非电解质,所以属于非电解质为:②⑤;II.(1)NaOH溶液吸收Cl2生成氯化钠、次氯酸钠和水,化学方程式是Cl2+NaOH==NaCl+NaClO+H2O;(2)次氯酸钠水解呈碱性,次氯酸钠水解的离子方程式为ClO-+H2OHClO+OH-;(3)NaClO具有氧化性,向FeSO4溶液中滴入少量该消毒液,Fe2+被氧化为Fe3+,反应离子方程式是2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O;(4)消毒液与洁厕灵(主要成分为浓盐酸)混用,发生NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O,由Cl元素的化合价变化可知,生成1mol氯气转移1mol电子,转移电子个数为6.02×1023或NA。