高考化学 专题十五 氯、溴、碘及其化合物试题

专题十五氯、溴、碘及其化合物考点一氯及其化合物1.（2014·江苏化学，13，4分）在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是（）A.氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－C.向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋D.向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO解析氯水中含有“三分四离”[Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－（少）]，含Cl2，溶液呈浅黄绿色，A项正确；含Cl－，加入AgNO3反应生成AgCl沉淀，B项正确；能与NaHCO3反应生成CO2，说明有H＋，C项正确；氯水中Cl2可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，D项错误。答案D2.（2014·浙江理综，12，6分）氯在饮用水处理中常用作杀菌剂，且HClO的杀菌能力比ClO－强。25℃时氯气氯水体系中存在以下平衡关系：Cl2（g）Cl2（aq）K1＝10－1.2Cl2（aq）＋H2OHClO＋H＋＋Cl－K2＝10－3.4HClOH＋＋ClO－Ka＝？其中Cl2（aq）、HClO和ClO－分别在三者中所占分数（α）随pH变化的关系如图所示。下列表述正确的是（）A.Cl2（g）＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－K＝10－10.9B.在氯处理水体系中，c（HClO）＋c（ClO－）＝c（H＋）－c（OH－）C.用氯处理饮用水时，pH＝7.5时杀菌效果比pH＝6.5时差D.氯处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季好解析A项，在Cl2（g）＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－反应中，K＝eq\f(c2（H＋）·c（ClO－）·c（Cl－）,c[Cl2（g）])＝K1·K2·Ka，因Ka未知，故K也无法求出，A错误；B项，由电荷守恒知，c（H＋）＝c（ClO－）＋c（Cl－）＋c（OH－），c（Cl－）≠c（HClO），B错误；C项，由题意知，HClO杀菌能力比ClO－强，pH＝7.5时，HClO、ClO－浓度相同，而在pH＝6.5时，HClO浓度高于ClO－浓度，C正确；D项，夏季温度高，Cl2溶解度降低，且HClO易分解，所以夏季杀菌效果比冬季差，D错误。答案C3.（2015·重庆理综，9，15分）ClO2与Cl2的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过如图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。（1）仪器D的名称是。安装F中导管时，应选用图2中的。（2）打开B的活塞，A中发生反应：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜（填“快”或“慢”）。（3）关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是___________________________________。（4）已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________。在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是__________________________________________________________________。（5）已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是，原因是。图3解析（1）仪器D为锥形瓶。根据实验分析，F装置中发生气体与KI反应，所以应“长进短出”，选择装置b。（2）若盐酸滴加速度过快，则生成ClO2的速度快，稳定剂无法充分吸收，所以滴加盐酸速度要慢。（3）F中的颜色不变，说明没有氯气进入F中与KI反应，装置C的作用是吸收氯气。（4）酸性条件下ClOeq\o\al(－,2)发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，歧化反应逆向配平。“ClO2释放实验”说明D中发生反应生成ClO2，因此F中淀粉和KI溶液是验证是否有ClO2生成，若有ClO2生成，ClO2会氧化I－生成I2，使F中的淀粉溶液变蓝色。（5）水果保鲜希望保鲜时间越长越好，所以选用稳定剂Ⅱ，因为其缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度。答案（1）锥形瓶b（2）慢（3）吸收Cl2（4）4H＋＋5ClOeq\o\al(－,2)=Cl－＋4ClO2↑＋2H2O验证是否有ClO2生成（5）稳定剂Ⅱ稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度4.（2015·福建理综，25，15分）某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。实验一制取氯酸钾和氯水利用下图所示的实验装置进行实验。（1）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有_________________________________________________。（2）若对调B和C装置的位置，（填“能”或“不能”）提高B中氯酸钾的产率。实验二氯酸钾与碘化钾反应的探究（3）在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表如下（实验在室温下进行）：试管编号12340.20mol·L－1KI/mL1.01.01.01.0KClO3（s）/g0.100.100.100.106.0mol·L－1H2SO4/mL03.06.09.0蒸馏水/mL9.06.03.00实验现象①系列a实验的实验目的是__________________________________________。②设计1号试管实验的作用是_________________________________________。③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为___________________________________________________________________。实验三测定饱和氯水中氯元素的总量（4）该小组设计的实验方案为：使用下图装置，加热15.0mL饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是_________________________________________________________________。（不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因）（5）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案（不必描述操作过程的细节）：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。资料：i.次氯酸会破坏酸碱指示剂；ii.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl－。解析（1）制取实验结束后，由取出B中试管进行的操作（冷却结晶、过滤、洗涤），可知该实验操作过程中需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管；（2）Cl2与热的KOH溶液反应生成KClO3、KCl和H2O，与冷的KOH溶液反应生成KClO、KCl和H2O。因此，若将装置B、C的位置对调，可以除去Cl2中的杂质气体HCl，故能提高B中KClO3的产率。（3）①根据表格中的数据可知：KI、KClO3的物质的量及浓度不变，改变的是硫酸溶液的体积和水的多少，二者的总体积相等，由此可见系列a实验的目的是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；②设计1号试管实验的作用是作对照实验，比较影响结果。③根据2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色，证明生成了I2；若氧化产物唯一，还原产物为KCl，根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及元素原子守恒可知该反应的离子方程式为：ClOeq\o\al(－,3)＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O。（4）该小组设计的实验方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HClO分解生成HCl和O2等，无法测定试样含氯总量。（5）由于HClO具有强氧化性会破坏酸碱指示剂，因此实验设计时不能用酸碱指示剂，可以利用氯水的强氧化性，向该溶液中加入足量的H2O2溶液，H2O2把氯元素完全还原为Cl－，H2O2被氧化成O2，然后加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的AgNO3溶液，过滤、洗涤生成的AgCl沉淀，干燥后称量沉淀质量，结合氯原子守恒即可确定其中含有的氯元素的质量。答案（1）烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管（不填“胶头滴管”也可）（2）能（3）①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响②硫酸浓度为0的对照实验③ClOeq\o\al(－,3)＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O（4）因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案无法测定试样含氯总量（或其他合理答案）（5）量取一定量的试样，加入足量的H2O2溶液，加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，称量沉淀质量（或其他合理答案）5.（2014·福建理综，23，15分）元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。（1）与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为。（2）能作为氯、溴、碘元素非金属性（原子得电子能力）递变规律的判断依据是（填序号）。a.Cl2、Br2、I2的熔点b.Cl2、Br2、I2的氧化性c.HCl、HBr、HI的热稳定性d.HCl、HBr、HI的酸性（3）工业上，通过如下转化可制得KClO3晶体：NaCl溶液eq\o(→,\s\up7(80℃，通电),\s\do5(Ⅰ))NaClO3溶液eq\o(→,\s\up7(室温，KCl),\s\do5(Ⅱ))KClO3晶体①完成Ⅰ中反应的总化学方程式：eq\x()NaCl＋eq\x()H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))eq\x()NaClO3＋eq\x()。②Ⅱ中转化的基本反应类型是，该反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是________________________________________________________________________________________________________________。（4）一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClOeq\o\al(－,x)（x＝1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如下图所示。①D是（填离子符号）。②B→A＋C反应的热化学方程式为__________________________________________________________________________________________________（用离子符号表示）。解析（1）与Cl同族的短周期元素为F，其原子结构示意图为。（2）非金属元素氢化物的热稳定性和单质的氧化性均可作为非金属性强弱的判断依据，而单质的熔点、氢化物的酸性不能作为判断依据。（3）①根据氧化还原反应规律，化合价有升有降，可推断另一产物为H2；也可以用电解原理分析，阴极上H＋得电子生成H2，阳极上Cl－失电子生成ClOeq\o\al(－,3)，配平可得NaCl＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))NaClO3＋3H2↑。②Ⅱ中反应为复分解反应：NaClO3＋KCl=NaCl＋KClO3↓，原因为在室温下，KClO3在水中的溶解度明显小于其它晶体。（4）①由图可知D中Cl元素化合价为＋7价，D为ClOeq\o\al(－,4)。②B→A＋C，即ClO－发生歧化反应生成Cl－和ClOeq\o\al(－,3)，由得失电子守恒可得：3ClO－=ClOeq\o\al(－,3)＋2Cl－，反应热为ΔH＝E（ClOeq\o\al(－,3)）＋2E（Cl－）－3E（ClO－）＝63kJ·mol－1＋0－3×60kJ·mol－1＝－117kJ·mol－1，所以热化学方程式为3ClO－（aq）=ClOeq\o\al(－,3)（aq）＋2Cl－（aq）ΔH＝－117kJ·mol－1。答案（1）（2）b、c（3）①eq\x(1)NaCl＋eq\x(3)H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))eq\x(1)NaClO3＋eq\x(3)H2↑②复分解反应室温下，氯酸钾在水中的溶解度明显小于其它晶体（4）①ClOeq\o\al(－,4)②3ClO－（aq）=ClOeq\o\al(－,3)（aq）＋2Cl－（aq）ΔH＝－117kJ·mol－1考点二溴、碘及其化合物1.（2012·课标全国卷，7，6分）下列叙述中正确的是（）A.液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2C.某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－D.解析能把I－氧化为I2的氧化剂很多，如HNO3、Fe3＋等，B选项错误；碘的四氯化碳溶液显紫色，是因CCl4中溶解了I2，C选项错误；D选项不能排除SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)的干扰，错误。答案A2.（2012·北京理综，10，6分）用下图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是（）中的物质②中的物质预测①的现象A淀粉KI溶液浓硝酸无明显变化B酚酞溶液浓盐酸无明显变化CAlCl3溶液浓氨水有白色沉淀D湿润红纸条饱和氯水红纸条褪色解析浓HNO3具有强氧化性和挥发性，挥发出的HNO3将I－氧化为I2，遇淀粉变蓝，A错；浓HCl挥发，但酚酞遇酸不变色，B对；浓氨水挥发出NH3，进入AlCl3，生成Al（OH）3白色沉淀，C对；饱和氯水挥发出Cl2，接触湿润的红纸条，生成HClO将红色纸条漂白褪色，D对。答案A3.（2015·课标全国卷Ⅱ，28，15分）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：（1）工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为。（2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：电解时发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________。②溶液X中大量存在的阴离子有。③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是（填标号）。a.水 b.碱石灰c.浓硫酸 d.饱和食盐水（3）用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；Ⅴ.用0.1000mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为。②玻璃液封装置的作用是。③Ⅴ中加入的指示剂通常为，滴定至终点的现象是。④测得混合气中ClO2的质量为g。（4）用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是（填标号）。a.明矾 b.碘化钾c.盐酸 d.硫酸亚铁解析（1）由KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制取ClO2的反应中，KCeq\o(l,\s\up6(＋5))O3→Ceq\o(l,\s\up6(＋4))O2，则KClO3作氧化剂；Na2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3→Na2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4，则Na2SO3作还原剂，根据电子守恒，n（KClO3）∶n（Na2SO3）＝2∶1。（2）①由制备ClO2的流程图可知，电解NH4Cl溶液和盐酸的混合物得到NCl3溶液和H2，根据电子守恒和质量守恒可写出该反应的化学方程式。②由制备ClO2的流程图可知，NaClO2和NCl3两溶液反应生成NH3，说明溶液呈碱性；Ceq\o(l,\s\up6(＋3))Oeq\o\al(－,2)→Ceq\o(l,\s\up6(＋4))O2，eq\o(N,\s\up6(＋3))Ceq\o(l,\s\up6(－1))3→eq\o(N,\s\up6(－3))H3＋Ceq\o(l,\s\up6(－1))－，因此溶液X中大量存在的阴离子有OH－和Cl－。③ClO2和NH3均是易溶于水的气体，a项错误，d项错误；b项，碱石灰与NH3不反应，错误；c项，浓硫酸易吸收NH3，而与ClO2不反应，正确。（3）①ClO2与KI溶液反应时，Ceq\o(l,\s\up6(＋4))O2→Ceq\o(l,\s\up6(－1))－，2I－→I2，反应环境为酸性，从而可写出该反应的离子方程式。②玻璃液封装置的作用是防止残余的ClO2气体挥发到空气中，污染空气。③步骤V反应中，I2→2I－，I2使淀粉溶液显蓝色，故可选用淀粉溶液作指示剂，滴定至终点时溶液由蓝色变为无色。④由反应2ClO2＋10I－＋8H＋=2Cl－＋5I2＋4H2O、I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)可得关系式：2ClO2～5I2～10S2Oeq\o\al(2－,3)，n（S2Oeq\o\al(2－,3)）＝0.1000mol·L－1×20.00mL×10－3L/mL＝2×10－3mol，则n（ClO2）＝2×10－3mol×2/10＝4×10－4mol，m（ClO2）＝4×10－4mol×67.5g·mol－1＝0.02700g。（4）亚氯酸盐（ClOeq\o\al(－,2)）具有氧化性，应选用还原剂将ClOeq\o\al(－,2)还原为Cl－。碘化钾、盐酸具有还原性，可分别被亚氯酸盐氧化为I2、Cl2，二者均有毒，b错误，c错误；a项，明矾不具有还原性，错误；硫酸亚铁具有还原性，可被亚氯酸盐氧化为Fe3＋，且Fe3＋水解生成的Fe（OH）3胶体可净水，d正确。答案（1）2∶1（2）①NH4Cl＋2HCleq\o(=,\s\up7(电解))3H2↑＋NCl3②Cl－、OH－③c（3）①2ClO2＋10I－＋8H＋=2Cl－＋5I2＋4H2O②吸收残余的二氧化氯气体（其他合理答案也可）③淀粉溶液溶液由蓝色变为无色④0.02700（4）d4.（2014·江苏化学，19，15分）实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I－等）中回收碘，其实验过程如下：（1）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式为______________________________________________________；该操作将I2还原为I－的目的是________________________________________。（2）操作X的名称为。（3）氧化时，在三颈烧瓶中将含I－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在40℃左右反应（实验装置如右图所示）。实验控制在较低温度下进行的原因是；锥形瓶里盛放的溶液为。（4）已知：5SOeq\o\al(2－,3)＋2IOeq\o\al(－,3)＋2H＋=I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋H2O某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I－、IOeq\o\al(－,3)中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IOeq\o\al(－,3)的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；__________________________________________________