2.2氯及其化合物——专题练习
一、选择题(共14题)
1.下列检验某无色溶液中是含有氯离子的实验,试剂和现象正确的是 A.硝酸银溶液,有白色沉淀 B.硝酸银溶液和稀硝酸,有白色沉淀 C.硝酸银溶液和稀硫酸,有白色沉淀 D.硝酸银溶液和稀盐酸,有白色沉淀
2.NaClO是家用消毒液的有效成分,可通过Cl2与NaOH反应制得。NaClO能与CO2反应生成HClO。常温下ClO2为黄绿色有毒气体,易溶于水。ClO2体积分数大于10%或其水溶液在温度过高时可能发生爆炸,与碱反应生成ClO3和ClO2等。实验室制备ClO2的反应原理为
2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。下列说法正确的是 A.新制氯水需存放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中 B.可用广泛pH试纸测定新制氯水的pH值
C.NaClO与CO2反应的离子方程式为NaClO+CO2+H2O=HClO+Na++HCO3
D.使用NaClO消毒时,可用盐酸酸化
3.根据下面实验内容和实验现象推出的结论中,错误的是 实验内容 实验现象 溶液变红色 溶液变红色 实验结论 溶液为NaOH或Ca(OH)2 溶液为酸性溶液,pH<7 A 滴加酚酞试液 B 滴加石蕊试液 C 通入澄清石灰水 出现白色浑浊 该气体可能是CO2 D 滴加氯化钡试剂 有白色沉淀 A.A
B.B
C.C
D.D
2-CO3溶液中可能含有或SO2-4等离子 4.实验室制备氯气的发生装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗,有关理由叙述错误的是 A.防止氯气扩散到空气中造成污染 C.尽量避免HCl挥发到空气中
B.便于控制加入盐酸的量 D.长颈漏斗不便于添加液体
1
5.下图是气体制取装置(包括气体发生、收集和尾气吸收),可用该装置制取的气体是
A.铁粉和稀硫酸制氢气 B.二氧化锰和浓盐酸共热制氯气 C.大理石与盐酸反应制二氧化碳气体 D.二氧化锰和双氧水制氧气
6.下列装置及药品和实验室制备的气体相匹配的是
A.甲装置用来制备氧气 B.乙装置用来收集氯气 C.丙装置用来制取氯气
D.丁装置中盛有碱石灰用来干燥二氧化碳气体 7.实验室中能用同种发生装置制备气体的是 A.H2,CO2
B.Cl2,CO2
C.Cl2,H2
D.Cl2,O2
8.实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
2
A.A B.B C.C D.D
9.下列关于氯及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A.Cl2易液化,可用于生产盐酸 C.CCl4难溶于水,可用作灭火剂
10.下列物质的应用涉及氧化还原反应的是 A.利用氢氟酸刻蚀玻璃 B.利用活性炭由红糖制备白糖 C.煅烧石灰石制备生石灰 D.应用漂白粉对环境进行消杀 11.符合实际并用于工业生产的是 A.NaOH与盐酸中和反应制NaCl B.H2和Cl2光照制HCl
C.Cl2通入澄清石灰水中制漂白粉 D.用硫磺制硫酸
12.下列做法不符合绿色化学理念的是 A.煤燃烧时加入生石灰固硫
B.工业利用氢气在氯气中燃烧制氯化氢 C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜 D.硫酸工业的废渣作为炼铁的原料
13.实验室中可用氯酸钾与浓盐酸制备氯气,发生的反应为KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,下列说法不正确的是
B.ClO2有强氧化性,可用于自来水消毒 D.HCl极易溶于水,可用于检验NH3
A.反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为3∶1
B.收集氯气时盛放饱和NaCl溶液的洗气瓶中可能有浑浊现象出现 C.产生标准状况下6.72L Cl2时,反应中转移0.5mol e-
3
D.烧杯中盛放的试剂可以是NaOH溶液,用来吸收多余的氯气 14.下列说法正确的是
A.氯气可用于自来水的消毒,因为氯气具有强氧化性 B.分子筛常用于分离、提纯气体或液体混合物 C.溴化银是一种重要的感光材料,可用于人工降雨
D.乙二醇的水溶液凝固点高,故可用作汽车发动机的抗冻剂 二、填空题(共4题)
15.一氧化二氯(Cl2O)是次氯酸的酸酐,用作氯化剂,其部分性质如下: 物理性质 常温下是棕黄色有刺激性气味的气体。 熔点:-120.6∶。沸点:2.0∶ Δ化学性质 不稳定,接触一般有机物易爆炸;易溶于水,同时反应生成次氯酸 实验室制备原理:2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O。 现用下列装置设计实验制备少量Cl2O,并探究相关物质的性质。
若气体从左至右流动,装置连接顺序是A、___________(每个装置限用一次)。
16.含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。 实验室制取干燥Cl2时,净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为___________。
4
17.氯系消毒剂是目前使用最广泛的一类消毒剂,在生产生活中有着重要的应用。主要有氯气、次氯酸、次氯酸盐、亚氯酸钠、二氧化氯以及氯胺等。
(1)氯气对水杀菌消毒体系中起杀菌作用的主要是HClO,生成HClO的离子方程式为___________。 (2)与次氯酸相比,用次氯酸盐作消毒剂有哪些优点(至少写两点)?___________。
(3)氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍,氯胺中氯的化合价为___________,氯胺的消毒原理是什么?___________。 18.某同学用如图所示装置制取氯水并进行相关实验。
(1)实验进行一段时间后,装置∶溶液呈黄绿色,说明该溶液中含有的一种物质是______(填化学式)。取少量装置∶中的溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸先变红后褪色,说明氯水具有的性质是______;若在生产中遇贮氯罐意外泄漏,应______(填“高处”或“低处”)疏散;装置∶中反应的化学方程式是______。 (2)该实验有一明显缺陷,改进方案是______。
(3)不法商贩用自来水(用氯水消毒)冒充矿泉水出售。为辨别真伪,可用下列的一种化学试剂来鉴别,该试剂是______。
A.酚酞试液 B.氯化钡溶液 C.氢氧化钠溶液 D.硝酸银溶液 (4)实验室用浓盐酸与二氧化锰制取氯气,其化学反应方程式为______。 三、综合题(共4题)
19.叠氮化钠(NaN3)不溶于乙醚,微溶于乙醇,易溶于水,常用于汽车安全防护袋的气源,汽车发生剧烈碰撞时,立即自动充气。实验室模拟尿素法制备水合肼(N2H4•H2O)并利用其进一步反应制取NaN3的流程如图:
5
已知:∶N2H4•H2O易溶于水,具有强还原性,易被氧化成N2; ∶一定条件下,碱性NaClO溶液与尿素溶液反应生成N2H4•H2O。 回答下列问题:
(1)吸收塔内发生反应的离子方程式为____。
(2)写出反应器1中生成水合肼反应的化学方程式:_____。 (3)反应器2中加入无水乙醚的作用是____。
(4)已知亚硝酸乙酯的结构简式为CH3CH2ONO,写出反应器2中生成NaN3和CH3CH2OH的化学方程式:____。若生成39gNaN3,则该反应中转移电子的物质的量为____。
20.如图所示是一个制取Cl2并以Cl2为原料进行特定反应的装置,多余的Cl2可以贮存在b瓶中,其中各试剂瓶中所装试剂为:B(氢硫酸)、C(淀粉KI溶液)、D(水)、F(紫色石蕊试液)。
(1)若装置A烧瓶中的固体为MnO2,液体为浓盐酸,则其发生反应的化学方程式为_______。 (2)B、C中的现象分别为_______、_______,发生反应的离子方程式_______、_______。
(3)装置E中硬质玻璃管内盛有炭粉,若E中发生氧化还原反应,其产物为二氧化碳和氯化氢,写出E中反应的化学方程式:_______。 (4)D中溶液的存在微粒有_______。
(5)在F中紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,其原因是_______。 (6)若G中盛有饱和NaCl溶液,其原因是_______。
21.实验室用MnO2和浓盐酸制备干燥纯净的氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
ΔMnCl2+Cl2↑+2H2O,已知氯气有毒,可溶于水,但在饱和食盐水中溶解度很小,氯气会与氢氧化钠反应。如图是氯气制备时所用到的几个装置,I和II是净化装置,III是收集装置。
6
(1)反应产生的气体流向从左向右,将图中仪器进行连接:发生装置→______→______→______→______→E。____
(2)氯气的收集方法是____。 (3)氢氧化钠溶液的作用是____。
22.二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂,可有效灭活新冠病毒,但其稳定性较差,故常采用H2O2和NaOH混合溶液将其吸收转化为NaClO2保存。现利用如下装置及试剂制备NaClO2。
已知:∶ClO2的熔点为-59∶,沸点为11∶。纯的或浓度较大的ClO2易分解爆炸;ClO2极易溶于水,且在碱性环境中发生反应2ClO2+2OH-=ClO3+ClO2+H2O。 ∶高于60∶时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。 回答下列问题:
--
(1)C 中生成NaClO2的离子方程式为 _______。
(2)实验过程中持续通入N2的速度不能太慢也不能太快的原因是_______。
(3)装置C需要采用冰水浴,NaOH可能的原因是_______;该装置中H2O2和NaOH需要按照一定比例加入,不能过量,其原因是_______。
(4)NaClO2饱和溶液在温度低于38∶时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38∶时析出晶体是NaClO2.从NaClO2溶液中获得NaClO2固体的操作: ∶减压,55∶蒸发结晶;∶_______;
7
∶无水乙醇洗涤;∶_______,得到成品。
(5)根据装置B中可能发生的副反应,推测产品中可能含有的杂质是_______。
8
参考答案:
1.B 【详解】
A.某无色溶液中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀,白色沉淀可能是氯化银、氢氧化银、硫酸银等,溶液中不一定含有氯离子,故不选A;
B.某无色溶液中滴加硝酸银溶液和稀硝酸,有白色沉淀,白色沉淀一定是氯化银,溶液中一定含有氯离子,故选B;
C.某无色溶液中滴加硝酸银溶液和稀硫酸,有白色沉淀,白色沉淀可能是硫酸银,溶液中不一定含有氯离子,故选B;
D.某无色溶液中滴加硝酸银溶液和稀盐酸,有白色沉淀,由于滴加盐酸引入了氯离子,所以原溶液中不一定含有氯离子,故不选D; 选B。 2.A 【详解】
A.氯水中的次氯酸见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处,故A正确;
B.新制氯水具有漂白性,能漂白pH试纸,所以不能用广泛pH试纸测新制氯水的pH,故B错误; C.酸性:H2CO3>HClO>HCO3,NaClO与CO2反应生成次氯酸和碳酸氢钠,正确的离子方程式为:ClO-+CO2+H2O═HClO+HCO3,故C错误;
D.NaClO与盐酸反应生成有毒的氯气,故不能用盐酸酸化,故D错误; 故选:A。 3.A 【详解】
A.使酚酞变红的溶液呈碱性,碱性物质不一定是NaOH或Ca(OH)2,也可能是Na2CO3等,A错误; B.石蕊的变色范围为5~7,当pH<5时,溶液呈红色,所以溶液为酸性溶液时,其pH<7,B正确; C.气体通入澄清石灰水中,出现白色浑浊,则该气体可能为CO2或SO2,C正确;
D.滴加氯化钡试剂,产生白色沉淀,溶液中可能含有能与Ba2+反应的CO3或SO4等离子,也可能含有能与Cl-反应的Ag+,D正确; 故选A。 4.D
1
2---2- 【详解】
相对于长颈漏斗,分液漏斗的封闭性更好,且液体的滴加可控,上口的塞子也能防止盐酸的挥发;答案选D。 5.B 【详解】
A.铁粉和稀硫酸反应不需要加热,且氢气密度小于空气,故收集时应短进长出,故A不符合题意; B.二氧化锰和浓盐酸共热制取Cl2为固体和液体加热制取气体的装置,氯气密度大于空气,用向上排空气法收集氯气,导管长进短出,最后氯气有毒,用氢氧化钠溶液进行尾气吸收,故B符合题意; C.大理石和盐酸反应制备二氧化碳不需要加热,故C不符合题意;
D.双氧水在二氧化锰作催化剂时分解成氧气和水,反应不需要加热,氧气不需要吸收,故D不符合题意; 故选B。 6.C 【详解】
A.用加热二氧化锰和氯酸钾的方法制备氧气时试管口应略低于试管底,A错; B.氯气比空气密度大,用向上排空气法收集,要长管进气,B错;
C.用二氧化锰与浓盐酸共热制氯气需用固液加热型,可以使用该装置,C正确; D.碱石灰会吸收CO2,不能干燥,D错; 答案为C。 7.A 【详解】
A.两种气体都可以使用固液不加热型制气装置,也可以使用启普发生器,A正确; B.制备氯气需要固体和液体混合加热,制备二氧化碳不需要,B错误; C.制备氯气需要固体和液体混合加热,制备氢气不需要,C错误;
D.制备氯气需要固体和液体混合加热,制备氧气可以是过氧化氢催化分解,也可以是固体受热分解,D错误; 答案为A。 8.D 【详解】
A.浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A装置能达到实验目的,故A不符合题意;
B.氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,故B不符合题意;
2
C.湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C不符合题意; D.氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,D装置不能达到实验目的,故D符合题意; 答案选D。 9.B 【详解】
A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,所以可用于生产盐酸,与其易液化的性质无关,A项错误; B.ClO2有强氧化性,故可用于自来水消毒,B项正确;
C.CCl4不能燃烧,而且密度比空气大,可以隔绝氧气,故可用作灭火剂,与其难溶于水无关,C项错误; D.HCl可用于检验NH3是因为和NH3反应生成NH4Cl固体,可以看到白烟,与HCl的水溶性无关,D项错误; 10.D 【详解】
A.利用氢氟酸刻蚀玻璃,发生反应4HF + SiO2 = SiF4↑+ 2H2O,没有化合价的变化,不属于氧化还原反应,A项错误;
B.活性炭能够吸附红糖中的色素使红糖变成白糖,这是利用活性炭的吸附性,属于物理变化,B项错误; C.煅烧石灰石制备生石灰原理为:CaCO3错误;
D.漂白粉有效成分为Ca(ClO)2,具有氧化性,消毒是利用漂白粉的氧化作用对饮用水和废水进行杀菌的水处理过程,符合题意,D项正确; 答案选D。 11.D 【详解】
A.工业上生产NaCl通常将海水引入盐田,经日晒干燥,浓缩结晶,制得粗品,或者将海水,经蒸汽加温,砂滤器过滤,用离子交换膜电渗析法进行浓缩,得到盐水经蒸发析出盐卤石膏,离心分离,再经干燥可制得食盐,故A项错误;
B.氢气和氯气混合气体,在光照时会发生爆炸,不能用于工业生产,故B项错误;
C.氢氧化钙在水中的溶解度很小,澄清的石灰水中含有的氢氧化钙的量少,Cl2通入澄清石灰水中制漂白粉量少,不符合工业生产的需要,工业上将氯气通入到石灰乳中制取漂白粉,故C项错误; D.硫磺、硫铁矿和有色金属冶炼烟气是工业制备硫酸的三大原料,故D项正确;
3
高温CaO + CO2↑,无化合价的变化,为非氧化还原反应,C项
答案选D。 12.C 【详解】
A.煤燃烧时加入生石灰固硫 ,防止了二氧化硫的排放,A正确;
B.工业利用氢气在氯气中燃烧制盐酸,该反应理论上原子利用率100%,可以防止氯气过量污染环境,B正确;
C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜,同时会排放氮氧化物,会引起硝酸型酸雨,C错误; D.硫酸工业用到了硫铁矿,废渣中含铁元素,可用于炼铁,D正确; 故选C。 13.A 【详解】
A.氯酸钾与浓盐酸制备氯气反应中,1mol氯酸钾中Cl元素由+5降至0价,作氧化剂被还原,转移5mol电子,5mol HCl中Cl元素化合价由-1升高到0价,则生成2.5mol Cl2为氧化产物,还原产物Cl2的物质的量为0.5mol,二者之比为5∶1,A错误;
B.浓盐酸易挥发,生成的Cl2中伴有挥发出的HCl,利用盛有饱和食盐水的洗气瓶吸收HCl,随着HCl的溶解,会影响NaCl的溶解度,NaCl晶体可能析出,洗气瓶中可能出现浑浊现象,B正确; C.产生标准状况下6.72L(即0.3mol)Cl2,反应中转移0.5mol e,C正确;
D.最后的尾气处理装置,可以利用反应Cl22NaOHNaClNaClOH2O吸收多余的氯气,D正确; 故选A。 14.B 【详解】
A.氯气可用于自来水的消毒,因为氯气溶于水生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,而氯气没有漂白性有强氧化性,A错误;
B.“分子筛”可用于分离、提纯气体或者液体混合物还可用作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体,B正确;
C.溴化银不稳定,见光易分解,一种重要的感光材料;碘化银分解吸热可用作人工降雨,两者没有关联,C错误;
D.乙二醇的水溶液凝固点低,故可用作汽车发动机的抗冻剂,D错误;
4
答案选B。
15.F、B、C、D、E 【详解】
A装置制取氯气,由于浓盐酸具有挥发性,制取的氯气中混有HCl,为防止干扰Cl2O的制取需要先用装置F除去HCl杂质,再利用装置B制取Cl2O,由于Cl2O易溶于水,同时与水反应生成次氯酸,所以收集前要通过C装置干燥,根据Cl2O的熔点:-120.6°C;沸点:2.0°C,其沸点低、易液化,可以利用装置D收集Cl2O;Cl2O都是大气污染物,F、氯气、最后要用E装置进行尾气处理则按气体从左至右流动装置连接顺序是A 、B、C、D、E,故答案为: F、B、C、D、E。 16.c-d-b-a-e 【详解】
氯气中混有氯化氢和水,应将气体先通过饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸除去水,最后收集氯气,因此净化与收集氯气所需装置的接口连接顺序为:c-d-b-a-e。
17. Cl2+H2O=HClO+H++Cl- 次氯酸盐稳定性好,可长期保存,容易储存、运输 +1 NH2Cl溶于水发生反应:NH2Cl+H2O∶NH3↑+HClO,反应生成的HClO能杀菌消毒 【详解】
(1)氯气与水反应生成HClO和HCl,HClO为弱酸,反应的离子方程式为Cl2+H2O=HClO+H++Cl-; (2)次氯酸不稳定,易分解,而次氯酸盐稳定性好,可长期保存,容易储存、运输;
(3)NH2Cl中氮元素为-3价,Cl为+1价,NH2Cl溶于水发生反应:NH2Cl+H2O∶NH3↑+HClO,反应生成的HClO能杀菌消毒。
18. Cl2 漂白性 高处 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO) 2+2H2O 装置中澄清石灰水改为NaOH溶液 D MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 【详解】
(1)实验进行一段时间后,装置∶溶液呈黄绿色,氯气呈黄绿色,说明该溶液中含有Cl2。取少量装置∶中的溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸先变红后褪色,说明氯水具有的性质是漂白性;若在生产中遇贮氯罐意外泄漏,氯气密度比空气大得多,向低处扩散,故应在高处疏散;装置∶中是澄清石灰水,与氯气反应能生成CaCl2、Ca(ClO) 2和H2O,故反应的化学方程式是2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO) 2+2H2O;
(2)该实验有一明显缺陷,澄清石灰水浓度小,吸收氯气效果差,故改进方案是装置中澄清石灰水改为NaOH溶液;
(3)若是自来水(用氯水消毒)冒充矿泉水,则含有极少量的氯气、HCl、HClO,则鉴别时,
5
A.酚酞试液不会变色,A错误;B.氯化钡溶液,不会产生沉淀,没有现象,B错误;C.氢氧化钠溶液,没有现象,C错误; D.硝酸银溶液,能使氯离子产生沉淀,D正确,则答案为D;
(4)实验室用浓盐酸与二氧化锰共热制取氯气,反应产物有MnCl2、Cl2、H2O,化学反应方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。 19.(1)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(2)CO(NH2)2+NaClO+2NaOH=N2H4•H2O+Na2CO3+NaCl (3)降低NaN3的溶解度,有利于NaN3结晶析出
(4) NaOH+CH3CH2ONO+N2H4•H2O=NaN3+CH3CH2OH+3H2O 2mol 【分析】
吸收塔中Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,反应器1中NaClO与CO(NH2)2在MnSO4催化下反应制备N2H4∙H2O,反应器2中N2H4∙H2O与NaOH、CH3CH2ONO反应制备NaN3;据此分析作答。 (1)
Cl2通入吸收塔中与NaOH发生氧化还原反应生成NaClO、NaCl和H2O,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 (2)
Na2CO3在反应器1中MnSO4作催化剂条件下碱性NaClO溶液与尿素溶液发生氧化还原反应生成N2H4∙H2O、和NaCl,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为CO(NH2)2+NaClO+2NaOH=MnSO4MnSO4MnSO4N2H4•H2O+Na2CO3+NaCl;答案为:CO(NH2)2+NaClO+2NaOH=N2H4•H2O+Na2CO3+NaCl。 (3)
叠氮化钠(NaN3)不溶于乙醚,微溶于乙醇,易溶于水,所以在反应器2中加入无水乙醚,是为了降低NaN3的溶解度,有利于NaN3结晶析出;答案为:降低NaN3的溶解度,有利于NaN3结晶析出。 (4)
水合肼(N2H4∙H2O)与亚硝酸乙酯和NaOH混合液在反应器2中发生反应生成NaN3和CH3CH2OH,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为N2H4∙H2O +CH3CH2ONO+NaOH=NaN3+CH3CH2OH+3H2O;39gNaN3的物质的量为n(NaN3)=
39g=0.6mol,由化学方程式N2H4∙H2O
65g/mol+CH3CH2ONO+NaOH=NaN3+CH3CH2OH+3H2O可知,N2H4∙H2O中N元素为-2价,CH3CH2ONO中N元素
101为+3价,NaN3中N元素为价,生成1molNaN3转移mol电子,则生成39gNaN3转移电子物质的量为
33
6
10=2mol;答案为:N2H4∙H2O +CH3CH2ONO+NaOH=NaN3+CH3CH2OH+3H2O;2mol。 3Δ20.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 0.6mol×
(2) 上部空间由无色变黄绿色,有浅黄色沉淀生成 上部空间由无色变为黄绿色,溶液变蓝色 Cl2+H2S=2H++2Cl-+S↓ Cl2+2I-=I2+2Cl- (3)C+2H2O+2Cl2CO2+4HCl
(4)H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-
(5)E中生成的酸性气体进入F中可使紫色石蕊试液变红,HClO未反应完的Cl2进入F中与水作用生成HClO,具有漂白作用,使溶液的红色褪去
(6)氯气在饱和NaCl溶液中的溶解性很低,贮存氯气时减少溶解的损失 【分析】
A中浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成Cl2,G中b瓶是用来贮存Cl2的,则应选用一种Cl2在其中溶解度非常小的液体,一般选用饱和食盐水.检验G的气密性需采取液压差法检验.实验开始后,Cl2可与B中的氢硫酸反应得到浅黄色单质S沉淀,Cl2从C中置换出单质碘从而使C中溶液变蓝色。根据(3)中的信息提示,不难写出E中的反应方程式,由于可能有Cl2过量,所以过量的Cl2可以使F中本已变红的石蕊试液褪色,以此解答。 (1)
Δ题给是MnO2与浓HCl反应制氯气,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
Δ(2)
B瓶中装的是氢硫酸,反应的化学方程式为Cl2+H2S=2H++2Cl-+S↓,因此反应现象为上部空间由无色变黄绿色,有浅黄色沉淀生成。C瓶中装的是淀粉KI溶液,化学方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-,因此反应现象为上部空间由无色变为黄绿色,溶液变蓝色。 (3)
装置E中硬质玻璃管内盛有炭粉,发生的是氧化还原反应,其产物为二氧化碳和氯化氢,因为有氯化氢生ΔC+2H2O+2Cl2CO2+4HCl。 成,有氢元素,则氯气中的水蒸气参加了反应,则可根据信息写出化学方程式:
(4)
D瓶中装的是水,氯气通入水中发生反应,生成HCl,弱电解质HClO,则水中存在的微粒有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-。 (5)
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E中生成的有强酸HCl,则紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,又因为未反应完的Cl2进入F中与水作用生成HClO,HClO具有漂白作用,使溶液的红色褪去,因此在F中紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色。 (6)
b瓶是贮存氯气的装置,需选用氯气溶解性小的液体。氯气在饱和NaCl溶液中的溶解性很低,贮存氯气时可以减少溶解的损失,因此选用饱和NaCl溶液。
21.(1)BACD (2)向上排空气法 (3)吸收多余的氯气 【分析】
实验室用MnO2和浓盐酸制备干燥纯净的氯气,因为浓盐酸具有挥发性,则用饱和食盐水除去HCl,干燥氯气用浓硫酸,洗气从长进短处,则∶为饱和食盐水,∶为浓硫酸;∶收集氯气,氯气密度大于空气,采用向上排空气法;氯气有毒,用氢氧化钠溶液进行尾气处理,据此分析作答。 (1)
根据分析可知,发生装置→B→A→C→D→E,故答案为:BACD; (2)
氯气密度大于空气,采用向上排空气法,故答案为:向上排空气法; (3)
氯气有毒,氯气会与氢氧化钠反应,则氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的氯气,故答案为:吸收多余的氯气。
22.(1)2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO-2+O2+2H2O
(2)通入过慢,ClO2浓度偏高,易发生爆炸;通入过快,影响ClO2的吸收转化
(3) (H2O2和NaOH混合溶液吸收ClO2的反应放热)采用冰水浴的目的是冷却反应液,防止H2O2在较高温度下分解,防止温度高于60∶时NaClO2分解 碱性环境中发生反应2ClO2+2OH-=ClO3+ClO2+H2O,导致产品中含有杂质NaClO3 (4) 趁热过滤 低于60∶干燥 (5)Na2SO4 【分析】
根据题意可知需利用图示装置及试剂制备NaClO2,实验前向装置中通入氮气可排尽装置内的空气,避免干扰试验,实验后通入氮气可将装置内的二氧化氯全部驱赶至装置C内参与反应,并且稀释二氧化氯防止其分解爆炸。实验过程用75%的浓硫酸与亚硫酸钠固体和氯酸钠固体共同作用,制得二氧化氯气体,该气体
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进入氢氧化钠和过氧化氢的混合溶液,在冰水浴的环境下反应制得NaClO2,尾气用水吸收,防止污染环境,并要注意防倒吸。 (1)
据分析,C中是二氧化氯气体与氢氧化钠和过氧化氢的混合溶液反应的装置,所以C 中生成NaClO2的离子方程式为:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2+O2+2H2O; (2)
根据已知纯的或浓度较大的ClO2易分解爆炸可知,若氮气通入过慢,ClO2浓度偏高,易发生爆炸,通入过快,影响ClO2的吸收转化; (3)
H2O2和NaOH混合溶液吸收ClO2的反应是放热的,根据已知中高于60∶时NaClO2分解,且过氧化氢受热易分解,可知采用冰水浴的目的是冷却反应液,防止H2O2在较高温度下分解,防止温度高于60∶时NaClO2分解;又依已知中说ClO2极易溶于水,且在碱性环境中发生反应2ClO2+2OH-=ClO3+ClO2+H2O,所以该装置中H2O2和NaOH需要按照一定比例加入,NaOH不能过量,防止发生上述反应导致产品中含有杂质NaClO3; (4)
由于NaClO2饱和溶液在温度低于38∶时析出的晶体NaClO2·3H2O,高于38∶时析出晶体NaClO2,要从NaClO2溶液中获得NaClO2固体则需要减压,55∶蒸发结晶,趁热过滤,防止温度降低析出NaClO2·3H2O晶体,用无水乙醇洗涤后,低于60∶干燥,防止NaClO2分解,得到成品。 (5)
2+2H2O,所以推测产品中可能B中产生SO2气体也会进入装置C中,发生反应:SO2H2O22OH=SO4---含有杂质Na2SO4。
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