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第二章鹵素 第一節(jié)氯氣 一、選擇題 1．在氯水中存在多種分子和離子，它們在不同的反應中表現(xiàn)各自的性質(zhì)。下列實驗現(xiàn)象和結論一致且正確的是（ ）。 A．向氯水中加入有色布條，一會兒有色布條褪色，說明溶液中有存在 B．溶液呈黃綠色，且有刺激性氣味，說明有分子存在 C．先加入鹽酸酸化，再加入溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中有存在 D．加入溶液，氯水黃綠色消失，說明有分子存在 解答：本題考查氯水的成分及氯水中各微粒的性質(zhì)。 解：氯氣通入溶液中，與水反應發(fā)生，氯水中存在的微粒有、、、、、、。 次氯酸具有漂白性，則加入有色布條后，有色布條褪色，說明有分子存在，所以選項A錯誤； 氯氣為黃綠色氣體，具有刺激性氣味，則氯水呈淺黃綠色，且有刺激性氣味，說明有分子存在，所以選項B正確； 因不溶于水，則加入鹽酸酸化的溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明有存在，但不能證明氯水中是否含有氯離子，所以選項C錯誤； 因氯氣和氫氧化鈉反應，不能說明有存在，所以選項D錯誤。 本題答案為選項B。 2．除去氯氣中混有的少量的氯化氫氣體，最好選用（ ）。 A．水 B．飽和食鹽水 C．純堿溶液 D．燒堿溶液 解答：本題考查氣體的除雜問題。 解：因氯氣與水發(fā)生：，氯氣難溶于飽和食鹽水，但極易溶于水，可以用飽和食鹽水除去氯氣中含有的少量氯化氫氣體；氯氣和氯化氫都能與氫氧化鈉溶液、飽和碳酸鈉溶液反應，不能用于除雜，所以最好選用飽和食鹽水。 本題答案為選項B。 3．下列制備氣體的發(fā)生裝置相同的一組是（ ）。 A．和 B．和 C．和 D．和 解答：本題考查實驗室制備氣體裝置的選擇。 解：適合用固體加熱制備的氣體有：； 適合固體與液體反應不需要加熱制備的氣體有：和； 適合固體與液體反應需要加熱制備的氣體有：。 本題答案為選項C。 4．某學生在實驗室制時可能進行如下操作：①連接好裝置，檢查氣密性；②緩緩加熱；③加入粉末；④把分液漏斗中濃鹽酸滴入燒瓶中；⑤多余的用溶液吸收；⑥用向上排空氣法收集。其中正確的操作順序是（ ）。 A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 解答：本題考查實驗室制過程中的操作順序。 解：連接好裝置后，首先檢查裝置氣密性，再加入固體，然后加入液體，進行反應；所以該反應的順序為：①連接好裝置，檢查氣密性；③加入粉末；④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中向嬈瓶里滴加濃鹽酸；②緩緩加熱；⑥用向上排空氣法收集；⑤多余的用溶液吸收。 本題答案為選項D。 5．某溫度下將氯氣通入氫氧化鉀溶液中，反應后得到、、的混合溶液，經(jīng)測定和的濃度之比為11∶1，則氯氣和氫氧化鉀溶液反應時，被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為（ ）。 A．1∶3 B．4∶3 C．2∶1 D．3∶1 解答：本題考查氧化還原反應的計算，可以從氧化還原反應中氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等的角度來計算，注意守恒法的應用。 解：生成與是被氧化的過程，化合價分別由0價升高到價和價，生成是被還原的過程，化合價由價降低為價。 因與的物質(zhì)的量濃度之比為11∶1，可設為，為，則被氧化的共為。 失去電子的總物質(zhì)的量為。 可知得到電子的物質(zhì)的量也應為，因此被還原的的物質(zhì)的量為。 所以被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為∶∶3。 本題答案為選項B。 6．分別向相同體積的、和溶液中通入足量的，當反應恰好完成時，消耗的體積相同（同溫同壓），則、、溶液的物質(zhì)的量濃度之比為（ ）。 A．1∶1∶2 B．2∶1∶3 C．6∶3∶2 D．3∶2∶1 解答：本題主要考查有關化學方程式的計算和物質(zhì)的量的計算。 解：首先，寫出相關反應的化學方程式 ，可知在相等的情況下．、、的物質(zhì)的量之比為∶∶∶3∶2，由于三種溶液體積相等，則物質(zhì)的量濃度之比等于溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比。 本題答案為選項C。 7．在一密閉容器中盛有以和的混合氣體，用電火花引燃后，恢復到原來狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)氣體體積仍為。用足量的溶液吸收燃燒后的氣體，結果無氣體剩余。推知原混合氣體中和的物質(zhì)的量之比一定是（ ）。 A．∶∶1 B．∶∶1 C．∶∶1 D．∶∶1 解答：本題考查阿伏加德羅定律的使用。 解：因，該反應中反應前盾氣態(tài)物質(zhì)的體積不變，反應后氣體組成有三種情況：①，②和，③和。其中氫氣與堿不反應，而氯氣與堿可以反應，由于用足量的溶液吸收燃燒后的氣體，結果無氣體剩余，則說明氯氣的體積一定大于或等于氫氣的體積，即∶。 本題答案為選項C。 8．已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應放出氯氣，現(xiàn)按圖2-13進行鹵素的性質(zhì)實驗。玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉球，反應一段時間后，對圖中指定部位顏色描述正確的是（ ）。 ① ② ③ ④ A 黃綠色 橙色 藍色 白色 B 無色 橙色 紫色 白色 C 黃綠色 橙色 藍色 無色 D 黃綠色 無色 紫色 白色 解答：本題考查氯氣的制備及性質(zhì)。 解：常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應放出，所以①處充滿黃綠色； 氯氣進入玻璃管后與②處的溶液發(fā)生置換反應生成，白色棉球變?yōu)槌壬? 氯氣與③處溶液反應置換出，與淀粉相遇變成藍色； 在④處利用氯氣與氫氧化鈉溶液反應進行的尾氣吸收，由于反應生成的物質(zhì)均為無色，但棉球本身是白色的，所以④處的顏色應為白色。 本題答案為選項A。 9．將一盛滿的試管倒立在水槽中，當日光照射相當一段時間后，試管中最后剩余氣體約占試管容積的（ ）。 A． B． C． D． 解答：本題考查氯的單質(zhì)及化合物的性質(zhì)。氯氣與水反應平衡向正反應方向移動，光照相當長一段時間后試管內(nèi)的氣體為。 解：本題涉及的反應有，，可得關系式，所以最后剩余的氣體體積約占試管容積的。 本題答案為選項B。 10．次氯酸鹽的最大用途是漂白和消毒作用。這類漂白劑氧化能力是以“有效氯”的含量來標志?！坝行取钡暮慷x為：從中氧化出相同量的所需的質(zhì)量與指定化合物的質(zhì)量之比，常用質(zhì)量分數(shù)表示。純的“有效氯”為（ ）。 A．121% B．100% C．89% D．21% 解答：本題考查化學方程式的計算。 解：“有效氯”的含量定義為：從中氧化出相同量的所需的質(zhì)量與指定化合物的質(zhì)量之比。 若生成的碘單質(zhì)，消耗的氯氣，質(zhì)量就是。 根據(jù)反應的化學方程式I可知：生成碘單質(zhì)，需要的質(zhì)量為：。 則所需的質(zhì)量與指定化合物的質(zhì)量之比。 本題答案為選項A。 11．實驗室用和濃鹽酸制氯氣時，有1被氧化，所得氯氣全部用石灰乳吸收，可制得漂白粉的質(zhì)量是（ ）。 A． B． C． D． 解答：本題考查氯氣的實驗室制備及漂白粉的工業(yè)制備。漂白粉的成分有氯化鈣及次氯酸鈣，其中有效成分是次氯酸鈣。 解：在（濃）反應中，當有被氧化時，生成氯氣。 可得漂白粉的質(zhì)量為。 本題答案為選項B。 12．某溫度下將通入溶液中，反應后得到、、混合溶液。若與溶液反應時，被還原與被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比是11∶3，則混合液中與的物質(zhì)的量之比是（ ）。 A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶1 解答：本題考查氧化還原反應的計算，要注意從氧化還原反應中氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等的角度進行分析計算，注意得失電子守恒的利用。 解：生成與是被氧化的過程，化合價分別由0價升高為價和價，生成是被還原的過程，化合價由0價降低為價。 被還原與被氧化的氯元素物質(zhì)的量之比是11∶3， 可設被還原的的物質(zhì)的量為，為，為， 被還原的的物質(zhì)的量為，可知得到電子的物質(zhì)的量也應為， 被氧化的共為， 失去電子的總物質(zhì)的量為， 根據(jù)氧化還原反應中氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等，可得。 解得：，，即混合液中與的物質(zhì)的量之比是1∶2。 本題答案為選項B。 二、填空題 13．請利用下列裝置及試劑組裝一套裝置。其流程是，先制取純凈干燥的（不收集），后試驗干燥的和潮濕的有無漂白性。 （1）接氣體從左向右流向?qū)⒏餮b置依次連接起來（填接口標號）：接______，_____接_____，_____接_____，_____接_____，_____接_____。 （2）燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式是__________________________________。 （3）裝置的作用是________，裝置的作用是________________________，裝置的作用是________________________。 （4）瓶中的現(xiàn)象是________________________，瓶中的現(xiàn)象是________________________________。 以上事實說明起漂白作用的物質(zhì)是________________________。 解答：本題考查氯氣的制備及氯化氫的漂白性。 解：（1）一般來講實驗裝置的連接順序為：發(fā)生裝置除雜裝置性質(zhì)檢驗裝置尾氣處理裝置；制備的氯氣中混有氯化氫和水，可利用飽和食鹽水除去混有的氯化氫，然后連接盛有濃硫酸的洗氣瓶干燥氯氣（注意除雜裝置中長管進氣，短管出氣）；試驗干燥的和潮濕的有無漂白性，因為濕潤的有色布條有水分，所以要先連接后連接。 答案為：。 （2）實驗室制備氯氣的反應原理：。 （3）實驗過程中氯氣中會混有氯化氫和水蒸氣；濃硫酸有吸水性，且不和氯氣反應，所以可用濃硫酸干燥氯氣。 氯氣有毒，會污染環(huán)境，所以不能直接排空；借助于氯氣能和氫氧化鈉反應來吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境。 氯化氫極易溶于水，氯氣能溶于水，且與水反應，，食鹽水溶液中的氯離子抑制氯氣的溶解，降低氯氣的溶解度，所以可用飽和食鹽水除去氣體。 所以答案為：干燥；吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境；除去氣體。 （4）瓶中的成分是干燥的氯氣，不能使有色布條褪色；氯氣能與水反應，瓶中會有次氯酸生成，使有色布條褪色。 故答案為：中濕潤的有色布條褪色，中干燥的有色布條不褪色，說明起漂白作用的物質(zhì)是次氯酸。 本題答案為：（1）。 （2）（濃）。 （3）干燥氯氣；吸收多余的氯氣；除去氣體。 （4）有色布條不褪色；有色布條褪色；次氯酸。 14．現(xiàn)有由和組成的混合氣體，使之在適宜條件下充分反應后，用足量的溶液吸收反應后殘余氣體，消耗。試回答下列問題： （1）通過計算，將計算結果填入下表： 和物質(zhì)的量的關系 生成的物質(zhì)的量 ① ② （2）當時，生成的物質(zhì)的量。 解答：本題考查氯氣與氫氣反應的計算。 解：（1）①當，氫氣和氯氣恰好完全反應生成氯化氫，氯化氫與氫氧化鈉反應生成氯化鈉。 由此可得關系式： 1 2 2 解得 ②當，氯氣完全反應生成氯化氫，所得混合氣體與氫氧化鈉反應只生成氯化鈉。 可得關系式： 2 2 解得 所以： 和物質(zhì)的量的關系 生成的物質(zhì)的量 ① 或 ② （2）當和組成的混合氣體中時，可設混合氣體中物質(zhì)的量為，則， 與溶液反應的， 由可知，生成 所以共生成。 本題答案為： （1） 和物質(zhì)的量的關系 生成的物質(zhì)的量 ① 或 ② （2）共生成。 15．氙和氟反應，生成和的固體混合物（設其平均分子式為），將此混合物分為兩等份，分別進行下列實驗。 （1）用水處理一份固體，反應為：（未配平），得到氣體，其中為，其余為。 ①溶液中的能氧化的，生成和，則的物質(zhì)的量為____。 ②若化學方程式中的系數(shù)為24，的系數(shù)為，則的系數(shù)為__________（用表示）。 （2）用處理另一份固體，得到單質(zhì)和碘，這些碘需要溶液與之完全反應： ①的總物質(zhì)的量為____（用表示）。 ②____。 ③固體混合物中與的物質(zhì)的量之比∶____。 解答：本題考查關于質(zhì)量守恒定律的應用及得失電子守恒的計算。 解：（1）①中的化合價為價，降為0價，可設的物質(zhì)的量為，根據(jù)得失電子守恒，得： ， 解得：； ②的體積為，可知體積為，因體積之比等于化學計量數(shù)之比，所以、的系數(shù)之比為24∶36，氧氣的系數(shù)為24，則的系數(shù)36．利用元素守恒可得的系數(shù)為。 （2）①在中為價，設的總物質(zhì)的量為，利用得失電子守恒可得，獲得的電子等于溶液失去的電子， , 解得： ②由（1）可知與水反應生成， 與的物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比， 可得； ③原子平均數(shù)為3.5，則， 可得∶∶。 本題答案為：（1）①；②。 （2）①；②3.5；③1∶3。 三、計算題 16．將（標準狀況）的氯氣通入氫氧化鈉溶液中，氯氣發(fā)生了兩個自身氧化還原反應，其氧化產(chǎn)物分別為次氯酸鈉和氯酸鈉。若取此溶液稀釋到。再量取此稀溶液，用醋酸酸化后，加入過量碘化鉀溶液充分反應，此時只有次氯酸鈉氧化碘化鉀。用濃度為硫代硫酸鈉溶液滴定生成的碘：，消耗硫代硫酸鈉溶液時恰好達到終點。將滴定后的溶液再用鹽酸酸化至強酸性，此時氯酸鈉亦能氧化碘化鉀，生成的碘再用上述硫代硫酸鈉溶液滴定到終點，需要硫代硫酸鈉溶液。 （1）計算氯氣反應后的溶液中次氯酸鈉和氯酸鈉的物質(zhì)的量之比。 （2）寫出符合上述條件的總反應的化學方程式。 （3）若氫氧化鈉溶液在通入氯氣前后的體積變化可忽略不計，計算通入氯氣后各生成物的物質(zhì)的量濃度。 解答：本題考查的是電子守恒的應用及關系式法的使用。 解：（1）用醋酸酸化，加入過量碘化鉀可保證次氯酸鈉反應完全，根據(jù)得失電子守恒可得可氧化，碘消耗消耗，可得關系式：。 因此。 用鹽酸酸化至強酸性，氯酸鉀氧化碘化鈉，根據(jù)得失電子守恒可得可氧化，碘消耗，即消耗，可得關系式：；。 因此。 所以∶∶2 （2）根據(jù)得失電子守恒可得：。 （3）， ， 。 本題答案為：（1）∶∶2。 （2）。 （3）；；。 17．工業(yè)上電解質(zhì)量分數(shù)為23.4%的精制食鹽水，電解后殘液的密度為。將產(chǎn)生的、在一定條件下反應制成質(zhì)量分數(shù)為36.5%的鹽酸，已知、的利用率均為。試計算（用題中字母的代數(shù)式表示）： （1）制得氯化氫____。 （2）殘液中氯化鈉的質(zhì)量__________。 （3）殘液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度__________。 解答：本題考查關于溶液及氧化還原的簡單計算。（1）；（2）質(zhì)量守恒定律的應用；（3）殘液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量等于反應的氯化鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)計算生成的、的質(zhì)量，進而計算剩余溶液的質(zhì)量，根據(jù)計算氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度。 解：（1）氯化氫溶于水得質(zhì)量分數(shù)為的鹽酸，即， ； （2）轉(zhuǎn)化為的氯氣的物質(zhì)的量為，故電解生成的氯氣為，根據(jù)氯原子守恒可知參加反應的，所以剩余的氯化鈉為； （3）殘液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量等于反應的氯化鈉的物質(zhì)的量等于。 剩余溶液的質(zhì)量， 所以氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為。 本題答案為： （1）；（2）；（3）。