02第二章　海水中的重要元素钠和氯

第二章海水中的重要元素——钠和氯注意事项1.全卷满分100分。考试用时75分钟。2.可能用到的相对原子质量:H1C12O16Na23S32Ca40Mn55Fe56Cu64Ba137一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.实验安全是保证实验科研的前提。下列相关操作符合安全要求的是()A.在通风橱中制备氯气B.近距离俯视烧杯中钠与水的反应C.钠着火用湿抹布盖灭D.Na2O2可以随意丢弃2.下列关于焰色试验说法正确的是()A.做焰色试验时可用铜丝代替铂丝B.Na2O和NaOH的焰色均为黄色C.需用稀硫酸清洗铂丝并在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同D.检验Na2CO3中混有的少量K2CO3可在火焰上灼烧直接观察焰色3.下列关于1mol/LBa(OH)2溶液的说法中,正确的是()A.取出一半溶液,浓度变为0.5mol/LB.能用1molBa(OH)2固体溶于1L水中配得C.溶液中OH的物质的量浓度为2mol/LD.与1mol/LNa2SO4溶液恰好完全反应4.下列图示中,表示在同温同压下质量之比为1∶4的氢气与氧气的混合气体的是()ABCD5.配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的过程示意图如下,需用到胶头滴管的是()ABCD6.下列反应的离子方程式书写正确的是()A.Fe2(SO4)3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液:Fe3++3OHFe(OH)3↓B.漂白粉露置于空气中变质:Ca2++H2O+CO2CaCO3+2H+C.钠与水反应:Na+H2ONa++OH+H2↑D.氯气与水反应:Cl2+H2OH++Cl+HClO7.两种体积相等的硫酸溶液,一种硫酸溶液的物质的量浓度为c1mol/L,密度为ρ1g/mL;另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2mol/L,密度为ρ2g/mL,将它们等体积混合后,所得溶液的密度为ρ3g/mL,则混合后硫酸的物质的量浓度为()A.(cC.(c8.“价—类”二维图是元素化合物知识系统化学习的良好工具,氯及其化合物的“价—类”二维图如下,下列说法错误的是()A.乙能使鲜花褪色,说明它具有漂白性B.若将乙转化为甲,可以不加还原剂C.丙为ClO2,可用作自来水的消毒剂D.推测庚既有氧化性又有还原性9.用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.8.7gMnO2与40mL10mol/L浓盐酸反应转移电子数目为0.2NAB.将1molCl2通入足量水中,HClO、Cl、ClO微粒数之和为2NAC.有铁粉参加的反应,若生成2molFe2+,则转移电子数一定为4NAD.0.1molFeCl3加入沸水中完全反应,生成Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA10.Cl2常用作饮用水的杀菌剂,且HClO的杀菌能力比ClO强。25℃时氯气—氯水体系中Cl2(aq)、HClO和ClO三种微粒所占百分数随pH变化的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.向氯水中滴加少量石蕊试液,先变红,后红色消失B.用强光照射氯水,溶液酸性增强,杀菌能力减弱C.为了达到氯水最大的杀菌效果,溶液的pH最佳控制范围是3~5.5D.往氯水中滴加NaHCO3溶液产生气泡,因此氯水中含有HClO11.用如图装置探究Cl2的漂白原理,其中红纸①是干燥的,红纸②~④分别用下表中的试剂润湿。常温下,向中心Ca(ClO)2粉末上滴加几滴浓盐酸,产生大量黄绿色气体,红纸变化如下表:红纸编号试剂红纸变化①—不褪色②蒸馏水逐渐褪色③饱和食盐水几乎不褪色④NaHCO3溶液快速褪色已知:Cl2+NaHCO3NaCl+CO2+HClO,下列对于该实验的分析不正确的是()A.对比①②的现象,说明能使红纸褪色的粒子不是Cl2B.对比②③的现象,说明能使红纸褪色的粒子是HClOC.对比②④的现象,说明能使红纸褪色的粒子一定不是H+D.对比②③④的现象,说明c(HClO)越大,漂白效果越好12.室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成甲、乙两室,向甲室中充入一定量的H2、Cl2混合气体,乙室中充入16gCH4气体,此时活塞位置如图。下列有关说法正确的是()A.甲室中H2、Cl2的总质量不能确定,但总的物质的量一定是2molB.该图表明,甲室的压强是乙室的2倍,气体分子数量也是乙室的2倍C.若甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的30倍,则甲室通入的气体是32gD.将甲室的混合气体充分反应,恢复至室温后,最终活塞停留的位置应是刻度3处13.甲、乙、丙、丁四个烧杯中分别盛有一定量NaOH溶液,向其中分别通入不同量的CO2,再向所得溶液中分别滴加相同浓度的稀盐酸至过量,加热溶液,甲、乙、丙、丁四个烧杯中产生CO2的质量与加入盐酸的体积关系如图Ⅰ~Ⅳ所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发):则下列分析正确的是()A.Ⅰ图对应溶液中的溶质为Na2CO3B.Ⅱ图a~b段生成的CO2质量与之前通入乙烧杯NaOH溶液中的CO2质量相等C.Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3D.Ⅳ图O~a段离子方程式为H++CO14.取1.56gNa2O2粉末加入到40mL水中,充分反应得溶液A(溶液体积几乎无变化),进行以下实验。①②③④操作现象溶液变红色,20秒后褪色ⅰ.产生大量能使带火星木条复燃的气体ⅱ.溶液变红色,10分钟后褪色ⅰ.溶液变红色,10分钟后溶液褪色ⅱ.变红色溶液变红色,2小时后无明显变化下列说法不正确的是()A.由②中现象ⅰ可知,Na2O2与水反应有H2O2生成B.由③、④可知,②中溶液红色褪去是因为c(OH)大C.由②、③、④可知,①中溶液红色褪去的主要原因不是c(OH)大D.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6mol·L1盐酸,溶液最终变成红色15.利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略):已知:K2MnO4在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性较弱时易发生反应:3MnO42−+2H2下列说法错误的是()A.装置A中固体可以是KClO3或漂白粉B.装置B中盛放饱和食盐水,除去Cl2中的HClC.为防止C中产生黑色沉淀,应向其中加入适量浓KOH溶液D.装置C中每消耗0.5molCl2,则生成1molKMnO4二、非选择题(本题共4小题,共55分)16.(12分)要配制480mL0.2mol·L1的CuSO4溶液,配制过程中有如下操作步骤,将操作步骤补充完整:①把称量好的胆矾(CuSO4·5H2O)放入小烧杯中,加适量蒸馏水溶解;②把①所得溶液小心转入mL容量瓶中;

③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距离刻度线1~2cm处,改用滴加蒸馏水至液面与刻度线相切;

④用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤的液体都小心转入容量瓶,并轻轻摇匀;⑤将容量瓶的瓶塞塞紧,反复上下颠倒,摇匀;⑥待溶液恢复到室温。请回答下列问题:(1)实验操作步骤的正确顺序为(填序号)。

(2)实验室用胆矾(CuSO4·5H2O)来配制该溶液,用托盘天平称量胆矾g。

(3)由于错误操作,使得实际浓度比所要求的浓度偏低的是(填字母)。

A.称量胆矾时,左码右物B.使用容量瓶配制溶液时,俯视液面定容C.用蒸馏水洗涤烧杯后,未将洗涤液转移至容量瓶中D.容量瓶刚用蒸馏水洗净,没有干燥E.定容时,滴加蒸馏水,先使液面略高于刻度线,再吸出少量水使凹液面与刻度线相切F.把配好的溶液倒入刚用蒸馏水洗净的试剂瓶中备用(4)定容时,若加蒸馏水时不慎超过刻度线,处理方法是。

17.(14分)84消毒液是一种常见的含氯消毒剂,广泛用于家庭、医院的消毒。某学习小组对84消毒液的性质进行探究。查阅资料:①84消毒液的主要成分是NaClO和NaCl;②淀粉遇I2变蓝。Ⅰ.预测性质(1)从物质类别看,NaClO属于,HClO属于,NaClO可与某些酸反应。

(2)84消毒液具有氧化性,预测的依据是。

Ⅱ.实验验证(3)将下表补充完整:实验序号操作现象结论或解释ⅰ向稀释后的84消毒液中滴入稍过量的KI溶液和几滴淀粉

84消毒液具有氧化性ⅱ向稀释后的84消毒液中滴入浓盐酸溶液变为浅黄绿色反应的离子方程式为

ⅲ向稀释后的84消毒液中通入CO2无明显现象需进一步实验(4)该学习小组对实验ⅲ进行了如下改进:ⅲ1ⅲ2ⅲ3观察到ⅲ1试管中无明显现象;ⅲ2、ⅲ3试管中红色布条均褪色,ⅲ3中红色布条褪色更明显。①对比ⅲ1、ⅲ2的现象,可得到的结论是。

②对比ⅲ2、ⅲ3的现象,产生该现象差异的原因是。

18.(13分)现有一份Na2CO3和NaHCO3固体混合物,某化学兴趣小组设计如图所示实验装置(夹持仪器省略),测定固体混合物中NaHCO3的质量分数。实验步骤如下:①组装好实验装置,并;

②称取mg样品放入硬质玻璃管中;称量装有碱石灰的U形管D的质量为m1g;③打开K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟;④关闭K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体;⑤打开K1,缓缓鼓入空气数分钟后拆下装置,称量U形管D的质量为m2g。请回答下列问题:(1)补充实验步骤①的操作。

(2)装置E中实验仪器的名称为。

(3)装置B中发生反应的化学方程式为。

(4)实验步骤③和⑤中“缓缓鼓入空气数分钟”的目的分别是。

(5)若缺少实验步骤③会导致测定结果(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(6)样品中NaHCO3的质量分数为×100%(用含m、m1、m2的式子表示)。

19.(16分)已知浓盐酸与高锰酸钾固体混合反应能生成Cl2、KCl、MnCl2和H2O,实验小组在实验室设计如图装置制备纯净、干燥的Cl2并检验其性质,请回答:Ⅰ.制备氯气和金属氯化物(1)装置A中发生反应的离子方程式为。

(2)Al与Cl2反应生成AlCl3,镓(Ga)与Al的化学性质相似,Ga能与氯气反应生成(填化学式),该生成物具有很强的吸湿性,在空气中易吸收水蒸气而冒烟。为保证实验顺利进行,装置B、C中对应的试剂分别为、。装置E的作用是。

Ⅱ.检验氯气的性质:(3)装置甲的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,则装置甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ应依次放(填字母)。

选项ⅠⅡⅢa干燥的有色布条碱石灰湿润的有色布条b湿润的有色布条无水氯化钙干燥的有色布条c湿润的有色布条浓硫酸干燥的有色布条已知氧化性:Cl2>Br2>I2。(4)含Br2的溶液呈橙色,装置乙中盛有NaBr溶液,观察到的实验现象是。

(5)装置丙中盛有NaOH溶液,试管口内部放置湿润的淀粉KI试纸的主要目的是。

答案全解全析1.A2.B3.C4.B5.D6.D7.A8.A9.D10.D11.B12.A13.B14.D15.D1.A氯气有毒,在制备氯气时应该在通风橱中进行,A正确;钠与水的反应比较剧烈,容易飞溅,不能近距离观察,B错误;钠可以和水反应,不能用湿抹布盖灭,应该用沙土盖灭,C错误;Na2O2可以和水反应生成具有腐蚀性的氢氧化钠,若Na2O2与其他易燃物放在一起易发生火灾,因此Na2O2不可随意丢弃,D错误。2.B做焰色试验时可用铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替铂丝,Cu元素的焰色为绿色,会干扰试验,A错误;Na2O和NaOH均含Na元素,焰色均为黄色,B正确;应用盐酸清洗铂丝,C错误;检验K元素时,需透过蓝色钴玻璃观察焰色,D错误。3.CA项,溶液具有均一性,取出一半溶液,浓度仍为1mol/L,错误;B项,溶液体积不是1L,所得溶液浓度不是1mol/L,错误;C项,溶液中c(OH)=2c[Ba(OH)2]=2mol/L,正确;D项,溶液体积未知,不能判断1mol/LBa(OH)2溶液与1mol/LNa2SO4溶液是否恰好完全反应,错误。4.B同温同压下质量之比为1∶4的氢气与氧气,其物质的量之比为4∶1,即氢气与氧气的分子数之比为4∶1,二者都是双原子分子,故B正确。5.D称量、溶解用到的玻璃仪器为量筒、玻璃棒和烧杯,A不符合题意;移液用到的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒和容量瓶,B不符合题意;洗涤,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,使溶质尽可能地转移到容量瓶中,C不符合题意;定容、摇匀,当向容量瓶中加水至液面距刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切,D符合题意。6.D两溶液反应生成Fe(OH)3和BaSO4两种沉淀,A项错误;漂白粉与CO2、H2O反应生成CaCO3和HClO,B项错误;不符合得失电子守恒、原子守恒,C项错误;Cl2与H2O的反应为可逆反应,HClO为弱酸,应写成化学式,D项正确。7.A设硫酸溶液的体积为VL,两种硫酸溶液混合后,混合溶液的质量为(1000Vρ1+1000Vρ2)g,溶液中H2SO4的物质的量为(c1V+c2V)mol,则混合后c(H2SO4)=(c8.A分析题述“价—类”二维图可知,甲为HCl、乙为Cl2、丙为ClO2。氯气无漂白性,A错误;乙为Cl2、甲为HCl,Cl2+H2OHCl+HClO可实现将乙转化为甲,该反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂,B正确;丙为ClO2,具有强氧化性,可用作自来水的消毒剂,C正确;庚中Cl元素的化合价为中间价态,故可推测庚既有氧化性又有还原性,D正确。9.D若8.7gMnO2与40mL10mol/L浓盐酸全部反应完,转移的电子数目为0.2NA,但随着反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应不再发生,因此转移的电子数目小于0.2NA,A错误;氯气溶于水,部分以氯气分子形式存在,HClO、Cl、ClO微粒数之和小于2NA,B错误;有铁粉参加的反应,若生成2molFe2+,则转移电子数不一定为4NA,如Fe+2Fe3+3Fe2+,C错误;Fe(OH)3胶体是多个Fe(OH)3的集合体,0.1molFeCl3加入沸水中完全反应生成Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA,D正确。10.D氯水中含有H+、HClO,向氯水中滴加少量石蕊试液,先变红,后红色消失,A正确;用强光照射氯水,次氯酸分解生成氧气和HCl,溶液酸性增强,杀菌能力减弱,B正确;HClO的杀菌能力比ClO强,题图所示溶液的pH在3~5.5时HClO所占百分数最大,杀菌能力最强,C正确;产生气泡的原因是氯水中含HCl,D错误。11.BCa(ClO)2粉末上滴加浓盐酸后产生的黄绿色气体为Cl2。①中干燥红纸不褪色,②中湿润红纸逐渐褪色,说明干燥的Cl2没有漂白性,A项正确;Cl2在饱和食盐水中几乎不溶解,③中几乎不能发生反应Cl2+H2OCl+H++HClO,对比②③的现象,说明Cl没有漂白性,无法说明使红纸褪色的粒子是HClO,B项错误;②中发生反应Cl2+H2OH++Cl+HClO,红纸逐渐褪色,④中NaHCO3溶液显碱性,红纸快速褪色,说明能使红纸褪色的粒子一定不是H+,C项正确;④、②、③中c(HClO)依次减小,根据④中红纸快速褪色,②中红纸逐渐褪色,③中红纸几乎不褪色可知c(HClO)越大,漂白效果越好,D项正确。12.A甲、乙两室的温度、压强相同,气体的物质的量之比等于其体积之比,乙室16gCH4为1mol,则甲室中气体的总物质的量为2mol,但H2和Cl2的比例无法确定,二者的总质量不确定,A正确;甲、乙两室压强相等,B错误;甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的30倍,则甲室中气体的平均摩尔质量为60g/mol,结合甲室气体为2mol,可知甲室气体质量为60g/mol×2mol=120g,C错误;甲室中H2和Cl2反应前后,气体的总物质的量不变,最终活塞停留的位置仍是刻度4处,D错误。13.BⅠ图加入盐酸立即生成CO2,溶液中的溶质只能为NaHCO3,发生反应NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,A项错误;结合Ⅱ图可知a~b段消耗的盐酸是O~a段的2倍,说明溶液中存在等物质的量的Na2CO3、NaHCO3,与盐酸反应后CO32−、HCO3−转化为CO2,生成CO2的质量与通入NaOH溶液中的CO2质量相等,B项正确;结合Ⅲ图可知对应溶液中的溶质为Na2CO3,C项错误;结合Ⅳ图可知,O~a段发生反应涉及的离子方程式为H++OHH2O和H+反思升华Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸依次发生反应:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑;Ⅲ图O~a段和a~b段加入盐酸体积相等,溶质只有Na2CO3;若消耗盐酸体积:O~a>a~b,则溶质为NaOH和Na2CO3;若消耗盐酸体积:O~a<a~b,则溶质为Na2CO3和NaHCO3。14.D由②中现象ⅰ证明有O2生成,是溶液中H2O2在MnO2催化下分解生成的,故Na2O2与水反应有H2O2生成,A正确;根据题意可知,所得溶液A中NaOH的物质的量浓度为1mol·L1,②中溶液红色在10分钟后褪去,结合③、④可知,②中溶液红色褪去是因为c(OH)大,B正确;①中溶液红色在20秒后褪色,结合②、③、④可知,①中溶液红色褪去的主要原因不是c(OH)大,C正确;①中溶液褪色的原因是H2O2具有强氧化性,向①中褪色后的溶液中滴加5滴6mol·L1盐酸,溶液不会重新变成红色,D错误。15.D浓盐酸具有还原性,KClO3或漂白粉具有强氧化性,故装置A中固体可以是KClO3或漂白粉,A正确;浓盐酸具有挥发性,在制取的Cl2中含有HCl,可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,B正确;K2MnO4在浓强碱溶液中可稳定存在,在碱性较弱时易发生反应:3MnO42−+2H2O2MnO4−+MnO2↓+4OH,MnO2是黑色难溶性固体,为防止C中产生黑色沉淀,应向其中加入适量浓KOH溶液,以增强溶液的碱性,C正确;Cl2除了与K2MnO4反应,还与溶液中的OH发生反应16.答案(每空2分)500胶头滴管(1)①⑥②④③⑤(2)25.0(3)CEF(4)重新配制解析②实验室没有480mL的容量瓶,实验时应使用500mL容量瓶进行配制。③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距离刻度线1~2cm处,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。(1)根据配制溶液的一般步骤:计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、振荡、定容、摇匀、装瓶贴签,可知实验操作的正确顺序为①⑥②④③⑤。(2)配制该溶液需胆矾(CuSO4·5H2O)的质量为0.2mol·L1×0.5L×250g·mol1=25.0g。(3)可根据n、V变化,判断实验误差。选项对n(CuSO4·5H2O)[或n(CuSO4)]或V的影响c(CuSO4)A对n(CuSO4·5H2O)、V均无影响无影响BV偏小偏高Cn(CuSO4)偏小偏低D对n(CuSO4)、V均无影响无影响E吸出了部分溶质,使n(CuSO4)偏小偏低FV偏大偏低(4)定容时,若加蒸馏水时不慎超过刻度线,处理方法是重新配制。17.答案(除标注外,每空2分)(1)盐(1分)酸(1分)(2)NaClO中Cl元素为+1价,可降低为0价或1价(3分)(3)溶液变蓝ClO+Cl+2H+H2O+Cl2↑(4)①84消毒液具有漂白性②NaClO在CO2和H2O的作用下转化为HClO,溶液漂白性增强(3分)解析(1)NaClO是由金属离子与酸根离子组成的化合物,属于盐;HClO电离时生成的阳离子全部是氢离子,属于酸。(2)NaClO中Cl元素为+1价,可降低为0价或1价,因此NaClO具有氧化性。(3)84消毒液中的NaClO有强氧化性,可将I氧化为I2,淀粉遇I2显蓝色;NaClO在酸性条件下与Cl发生归中反应生成氯气,离子方程式为ClO+Cl+2H+H2O+Cl2↑。(4)①ⅲ1试管中无明显现象,ⅲ2试管中红色布条褪色,说明84消毒液具有漂白性;②ⅲ2、ⅲ3试管中红色布条均褪色,ⅲ3试管中红色布条褪色更明显,是因为H2CO3酸性比HClO强,根据“较强酸制较弱酸”,NaClO在CO2和H2O的作用下转化为HClO,溶液漂白性增强。18.答案(除标注外,每空2分)(1)检查装置的气密性(2)球形干燥管(3)