氯及其化合物（解析版）

学而优·教有方第06练氯及其化合物1．氯气的实验室制取流程及相应原理氯气的尾气处理，用较浓的氢氧化钠或石灰乳吸收尾气。不能用澄清石灰水吸收处理氯气，因为氢氧化钙溶解度小，澄清石灰水只能吸收少量氯气（即使饱和的澄清石灰水也不能用来吸收氯气）。2．氯气的工业生产原理：以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业，是目前化学工业的重要支柱之一。3.氯气的化学性质(1)与金属的反应：氯气在加热条件下能与大多数金属化合，生成高价态的金属氯化物。(2)与非金属反应：与H2反应方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl，反应现象：H2在Cl2中能安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾。(3)氯气与水的反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO。②次氯酸(HClO)是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱；次氯酸不稳定，见光易分解，化学方程式：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。次氯酸具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，还可以用作漂白剂。(4)氯气与碱的反应①Cl2与NaOH溶液的反应：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。该反应可应用于氯气的尾气处理和工业上制取漂白剂，漂白剂的有效成分为NaClO。②工业上制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分为：CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分为：Ca(ClO)2。漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2HClO。漂白粉的保存：漂白粉应密封、避光保存，并置于阴凉干燥处。4．新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。选择题1．（2021·河北张家口市期末）下列有关Cl2的性质及应用的说法错误的是A．Cl2可用于对自来水的杀菌消毒B．加热条件下，Cl2与过量Fe反应生成FeCl3C．可用向下排空气法收集Cl2D．工业上可用氯气与石灰乳反应制备漂白粉【答案】C【解析】A．Cl2有强氧化性，可杀菌消毒，A项正确；B．Cl2与铁反应生成FeCl3，和铁的量无关，B项正确；C．Cl2密度大于空气，应用向上排空气法收集，C项错误；D．工业上用氯气和石灰乳或消石灰反应制备漂白粉，D项正确；故选C。【点睛】氯气和铁反应生成氯化铁，即使铁过量，在无水条件下，铁也不能和氯化铁反应生成氯化亚铁。2．（2021·内蒙古集宁新世纪中学）如图所示装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于A．二氧化锰和浓盐酸生成氯气 B．锌和盐酸生成氢气C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳 D．KClO3和MnO2生成氧气【答案】B【解析】A．二氧化锰和浓盐酸生成氯气，反应需加热，氯气和水反应，氯气比空气重应用向上排气法，故A错误；B．锌和盐酸发生反应生成氢气，制备、干燥及收集装置均符合上述要求，故B正确；C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳，制备装置符合，二氧化碳也可少量溶解于水，二氧化碳比空气重，收集方法应用向上排气法，故C错误；D．KClO3和MnO2生成氧气，反应需加热，生成的氧气微溶于水，氧气比空气重，收集方法也不对，故D错误；故选：B。3．瑞典化学家舍勒在研究软锰矿矿石时，把浓盐酸和软锰矿矿石混合加热，意外得到了氯气：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。关于该反应的叙述不正确的是（）A．MnO2是氧化剂 B．氧化剂与还原剂的个数之比为1∶4C．MnO2被HCl还原 D．HCl具有还原性【答案】B【解析】A．反应中Mn元素的化合价由+4价降至+2价，MnO2是氧化剂，A正确；B．该反应中MnO2为氧化剂，HCl为还原剂，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的个数比为1：2，B错误；C．MnO2得电子，HCl失电子，即MnO2被HCl还原，C正确；D．HCl中Cl元素的化合价由-1价升至0价，HCl具有还原性，D正确；故选B。4．（2021·济南市·山东师范大学附中）现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水，可用来区别它们的试剂是（）A．紫色石蕊试液 B．酚酞溶液 C．有色布条 D．AgNO3溶液【答案】A【解析】A．盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水分别与紫色石蕊试液混合的现象为：溶液变红、溶液为紫色、溶液变蓝、先变红后褪色，现象不同可鉴别，故A符合题意；B．酚酞溶液不能鉴别盐酸、NaCl溶液、新制氯水，故B不符合题意；C．有色布条不能鉴别盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液，故C不符合题意；D．盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水均与AgNO3溶液产生白色沉淀，不能鉴别，故D不符合题意；答案选A。5．（2021·济南市·山东师范大学附中）用排饱和食盐水法收集到一集气瓶Cl2，用该瓶Cl2不能完成的实验是（）A．探究Cl2是否有漂白性的实验 B．探究Cl2溶解于NaOH的实验C．探究H2在Cl2中燃烧的实验 D．探究铜丝在Cl2中燃烧的实验【答案】A【解析】用排饱和食盐水法收集到一瓶Cl2，收集的氯气中含有水蒸气，氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸。A．该氯气中含有水蒸气，要探究Cl2是否有漂白性的实验应先干燥氯气，所以用该瓶Cl2不能完成的实验，故A选；B．水蒸气的存在对氯气与氢氧化钠的反应不产生影响，所以可以完成实验，B不选；C．少量水蒸气的存在对氢气在氯气中的燃烧实验不会产生影响，可以完成实验，C不选；D．少量水蒸气存在，不影响铜在氯气中的燃烧实验，可以完成实验，D不选；故答案选A。6．（2021·金华市第八中学）下列关于氯水的叙述正确的是A．新制氯水中的微粒只含Cl2和H2OB．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色C．光照新制氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D．新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性减弱【答案】B【解析】A．新制氯水中存在平衡：、，则氯水中含有的微粒有：氯气分子、水分子、次氯酸分子、氢离子、氯离子、次氯酸根离子、水电离产生的氢氧根离子，A项错误；B．新制氯水中含有氢离子，可使蓝色石蕊试纸变红，新制氯水中的次氯酸具有漂白性，能使变红的蓝色石蕊试纸褪色，B项正确；C．次氯酸光照条件下分解生成和氧气，化学方程式为：↑，无氯气逸出，C项错误；D．新制氯水中存在平衡：，次氯酸光照条件下分解生成和氧气，化学方程式为：↑，次氯酸是弱酸而是强酸，所以新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将增强，D项错误；答案选B。7．（2021·河北正定中学高一月考）下列关于含氯消毒剂的解释不正确的是A．“84”消毒液不能与洁厕灵混合使用：2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2OB．工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OC．氯水应避光保存的原因是：2HClOH2O+Cl2↑D．氯气意外发生泄漏，可用浸有一定浓度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，向高处转移【答案】C【解析】A．84消毒液含NaClO，洁厕灵含HCl，两者混用发生反应NaClO+2HCl=Cl2↑+NaCl+H2O，A正确；B．工业上用Cl2与石灰乳反应制漂白粉，B正确；C．次氯酸见光易分解，2HClO2HCl+O2↑，C错误；D．NaHCO3溶液具有弱碱性，能与氯气反应，处在该环境中，可用浸有一定浓度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，向高处转移，D正确；故选C。8．（2021·黑龙江大庆实验中学）某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。下列说法不正确的是（）A．Ⅰ图：若MnO2过量，则浓盐酸可全部消耗完B．Ⅱ图：证明新制氯水具有酸性和漂白性C．Ⅲ图：产生了棕黄色的烟D．Ⅳ图：验证Cl2无漂白性【答案】A【解析】A．二氧化锰与浓盐酸反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀，二氧化锰不与稀盐酸反应，即使二氧化锰过量，盐酸也不能全部消耗完，A错误；B．图Ⅱ中溶液先变红后褪色，不仅能证明新制氯水具有酸性，还可以证明新制氯水具有漂白性，B正确；C．铜丝在氯气中燃烧，生成棕黄色的烟，C正确；D．氯气没有漂白性，不能使干燥有色布条褪色，图Ⅳ中氯气遇到湿润有色布条与水反应生成HClO，HClO具有漂白性，可使有色布条褪色，D正确；答案选A。9．（2021·吉林长春市·长春外国语学校高一期末）对于反应KMnO4+HCl(浓)→KC1+MnCl2+Cl2↑+H2O（未配平），若有0.2molKMnO4参加反应，下列说法不正确的是()A．还原剂与氧化剂之比为8：1 B．转移1mol电子C．氧化产物与还原产物之比为5：2 D．浓盐酸在反应中表现了酸性和还原性【答案】A【分析】根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等可知反应的方程式为2KMnO4+16HCl=2KC1+2MnCl2+5Cl2+8H2O，根据元素化合价的变化判断氧化剂和还原剂以及电子转移的数目。【解析】根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等可知反应的方程式为2KMnO4+16HCl=2KC1+2MnCl2+5Cl2+8H2O。A.若有1molKMnO4参加反应，有8molHCl参加反应，其中有5molHCl被氧化，氧化剂与还原剂之比为1:5，故A错误。B.转移电子的物质的量为，故B正确；C.氧化产物为Cl2,还原产物为MnCl2，物质的量之比为5:2，故C正确；D.浓盐酸被氧化成氯气表现为还原性，氢离子参与反应生成水表现为酸性，故D正确；故答案选：A。10．（2021·吉林长春市·长春外国语学校高一期末）某学习小组拟用手持技术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表示氯水氢离子浓度随时间的变化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间的变化D．图4表示液面上方氧气体积分数随时间的变化【答案】C【分析】饱和氯水中存在如下平衡：①Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO；②HClO⇌H++ClO-，HClO不稳定分解：2HClO2HCl+O2↑，氧气体积分数不断增大，而随着HClO的分解，水中的Cl2+H2O⇌HClO+HCl平衡会向左移动，最终会变为盐酸，溶液pH不断减小，所以当溶液的体积不变，溶液中的离子随着饱和氯水变为盐酸，离子浓度逐渐增大，溶液的导电能力与离子浓度成正比，据此分析解答。【解析】A．氯水中存在：Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO、HClO⇌H++ClO-，HClO不稳定分解：2HClO2HCl+O2↑，随着HClO的分解，水中的Cl2+H2O⇌HClO+HCl平衡会向左移动，最终会变为盐酸，氢离子浓度不断增大，故A错误；B．随着HClO的分解，水中的Cl2+H2O⇌HClO+HCl平衡会向左移动，氯离子浓度不断增大，故B错误；C．溶液中离子浓度增大，溶液的导电能力与离子浓度成正比，电导率不断增大，最终会变为盐酸，电导率不变，故C正确；D．次氯酸分解生成氧气，氧气体积分数不断增大，故D错误；故答案为C。11．如图中a、b、c、d、e、f为含Cl元素的物质。下列说法不正确的是（）A．a溶液的酸性比d强B．b、c均能用于自来水消毒C．f露置于空气中会转化成dD．a的浓溶液与e反应生成3个b分子，转移的电子为6个【答案】D【解析】上述图中a、b、c、d、e、f为含Cl元素的物质，根据含Cl元素的物质所属类型，可知a是HCl，b是Cl2，c是ClO2，d是HClO，e可以是KClO3，f可以是NaClO，然后根据物质性质及氧化还原反应规律分析解答。A．a是HCl，其水溶液是一元强酸，d为HClO，溶液是一元弱酸，故酸性：HCl＞HClO，A正确；B．Cl2、ClO2都具有强氧化性，能够将水中的细菌、病毒的蛋白质分子氧化而使分子结构发生改变，即蛋白质发生变性，故均能用于自来水消毒，B正确；C．d是HClO，f为NaClO，由于酸性：H2CO3＞HClO，所以将NaClO在空气中放置，会发生反应：2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO，故f露置于空气中会转化成d，C正确；D．a是HCl，e是KClO3，二者混合发生反应：6HCl(浓)+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O，在反应中每反应产生3个Cl2，转移5个电子，D错误；故合理选项是D。12．（2021·湖南永州市·高一期末）标准状况下，将22.4LCl2通入10mol/L的热氢氧化钠溶液中，恰好完全反应，形成了NaCl、NaClO、NaClO3共存体系。下列说法不正确的是()A．Cl2与NaOH溶液反应的产物会随反应条件的改变而改变B．n(NaCl)：n(NaClO)：n(NaClO3)可能为10∶5∶1C．NaOH溶液体积为200mLD．溶液中氯离子的物质的量取值范围是1mol＜n(Cl-)＜1.5mol【答案】D【解析】A．Cl2与NaOH溶液反应时，因温度不同反应不同，常温下，Cl2与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠及水，加热时，生成氯化钠、氯酸钠及水，A项正确；B．根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，若Cl-为10mo1时，反应中共得到10mole-，5molClO-对应失去5mole-，1molClO3-对应失去5mole-，符合得失电子守恒，B项正确；C．因Cl2与NaOH恰好反应，由产物的化学式知，Cl与Na的个数比为1∶1，又标准状况下22.4L氯气物质的量为1mol，即2molCl，所以n(Na)为2mol，又氢氧化钠溶液浓度为10mol/L，根据得，V=200mL，C项正确；D．根据反应：常温下，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，加热：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O，如果氧化产物全为ClO-时，知n(Cl-)∶n(ClO-)=1∶1，所以n(Cl-)=1mol，如果氧化产物都为ClO3-时，n(Cl-)=mol，得n(Cl-)约为1.67mol，因两种氧化产物都有，所以有：1mol＜n(Cl-)＜1.67mol，D项错误；故选D。二、非选择题13．现有A、B、C、D、E、F、G、H、M九种物质，其中A为淡黄色粉末，B为日常生活中最常见的无色无味液体，E为无色气体单质，F的水溶液与石灰水混合可得D的溶液，G为黄绿色气体单质，H是“84”消毒液的有效成分，它们之间的相互转化关系如图所示，其他与题无关的生成物均已略去。请回答下列问题：（1）写出H的化学式：_______，C的化学式：_______。（2）化合物A中非金属元素的化合价是_______，物质M的名称是_______。（3）F溶液与澄清石灰水混合得D溶液的化学方程式：_______。（4）写出相关化学方程式：①A+C：_______；②M→E：_______。【答案】（1）NaClOCO2（2）-1次氯酸（3）Ca2++=CaCO3↓（4）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22HClO2HCl+O2↑【分析】A为淡黄色粉末，A是过氧化钠。B为日常生活中最常见无色无味液体，B是水，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，E为无色气体单质，E是氧气，D是氢氧化钠。G为黄绿色气体单质，H是漂白液的有效成分，G是氯气，H是次氯酸钠。次氯酸钠溶液吸收二氧化碳生成M是次氯酸，次氯酸见光分解生成氧气和氯化氢。F的水溶液与石灰水混合可得D的溶液，F是碳酸钠，因此C是二氧化碳。（1）根据分析可知，H是次氯酸钠，化学式为NaClO；C是二氧化碳，化学式为CO2；（2）化合物A是Na2O2其中Na是+1价，O为-1价；M的名称为次氯酸；（3）F是碳酸钠，其溶液与澄清石灰水混合得D溶液的离子方程式为Ca2++=CaCO3↓；（4）两个化学方程式分别为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2HClO2HCl+O2↑；14．（2021·黑龙江大庆实验中学）已知氯气与碱反应时，产物受温度影响。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，并探究其氧化还原性质。回答下列问题：（1）A装置中a的作用是____。（2）装置A产生氯气的化学方程式为___。（3）装置B中的试剂为___；作用是___。（4）装置E选用试剂___(填标号)。A．NaCl溶液B．NaOH溶液C．稀硫酸（5）装置D反应的离子方程式为___。（6）该兴趣小组在40℃条件下，将一定量的Cl2通入一定量的NaOH溶液中，NaOH恰好反应完全，得到的产物中含有NaCl、NaC