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2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 非金屬及化合物 課時梯級作業(yè)十一 4.2 富集在海水中的元素——氯 一、選擇題(本題包括7小題,每題6分,共42分) 1.下列關(guān)于鹵素的性質(zhì)說法正確的是 (　　) A.F2、Cl2、Br2、I2的熔沸點逐漸降低 B.氯氣能與水反應(yīng)生成次氯酸和鹽酸,pH將增大 C.為測定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液體滴在pH試紙上,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照即可 D.NaClO與潔廁靈(主要成分為HCl)混用,產(chǎn)生有毒的Cl2:2H++Cl-+ClO-Cl2↑+H2O 【解析】選D。由F2→I2的熔沸點逐漸升高,A錯誤;Cl2溶于水生成HCl和HClO,溶液的pH減小,B錯誤;氯水具有漂白性,會將pH試紙漂白,故無法測定其pH,C錯誤;次氯酸鈉與鹽酸能發(fā)生氧化還原反應(yīng)2HCl+NaClOCl2↑+H2O+NaCl,D正確。 【加固訓(xùn)練】 下列不能使淀粉碘化鉀試紙變藍的物質(zhì)是 (　　) A.碘水　　　　　 B.溴水 C.氯水 D.溴化鈉溶液 【解析】選D。因氧化性:Cl2>Br2>I2,則加入氯水、溴水,可將I-氧化為I2,淀粉遇碘變藍,另外直接加入碘水,試紙也變藍,而NaBr溶液與碘化鉀不反應(yīng)。 2.酸性條件下,Cl有強的氧化性,若將一定量的Cu與稀硫酸、KClO3混合,則可能的生成物是①Cu(ClO3)2、②Cu(ClO4)2、③CuCl2、④H2中的 (　　) A.①③　　B.②③　　C.②④　　D.①④ 【解析】選A。Cl表現(xiàn)出氧化性時,氯元素的價態(tài)只能下降,可能有CuCl2生成,但不可能有Cu(ClO4)2生成,由硝酸與銅反應(yīng)類比知還可能生成Cu(ClO3)2但不可能有H2生成,A正確。 3.下列事實或?qū)嶒灁⑹稣_的是 (　　) A.氟氯烴作制冷劑會加劇霧霾天氣的形成 B.能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變成藍色的物質(zhì)一定是Cl2 C.加碘食鹽中含有碘元素,能使淀粉溶液變藍 D.溴中溶有少量氯氣,可以用加入溴化鈉再用汽油萃取的方法提純 【解析】選D。氟氯烴作制冷劑會加劇臭氧層空洞的形成,A錯誤;使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍的物質(zhì)可能是Cl2、FeCl3溶液、NO2等,B錯誤;加碘食鹽中碘元素不是以單質(zhì)形式存在,不能使淀粉溶液變藍,C錯誤;溴中溶有少量氯氣,加入溴化鈉與氯氣反應(yīng),再用汽油萃取的方法提純,D正確。 4.(xx沈陽模擬)二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色易溶于水的氣體,常用作飲用水消毒。實驗室通過如下過程制備二氧化氯。下列說法正確的是 (　　) A.電解時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為N+3Cl-2H2↑+NCl3 B.溶液X中大量存在的陰離子有Cl-、OH- C.可用飽和食鹽水除去ClO2中的NH3 D.可用明礬除去飲用水中殘留的NaClO2 【解析】選B。電解時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為2H++N+3Cl-3H2↑+NCl3, A錯誤;NaClO2與NCl3反應(yīng)的離子方程式為6Cl+NCl3+3H2O6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH-,B正確;ClO2和NH3都是易溶于水的氣體,C錯誤;明礬凈水的原理是利用Al3+水解生成的Al(OH)3膠體粒子吸附水中的懸浮物質(zhì)而沉降,無法除去水中殘留的NaClO2,D錯誤。 5.某同學(xué)向一支試管中按一定的順序分別加入下列幾種物質(zhì)(一種物質(zhì)只加一次):a.KI溶液;b.淀粉溶液;c.NaOH溶液;d.稀硫酸;e.氯水。發(fā)現(xiàn)溶液顏色按如下順序變化:①無色→②棕黃色→③藍色→④無色→⑤藍色,對此過程進行的分析中錯誤的是 (　　) A.加入以上藥品的順序是a→e→b→c→d B.③→④反應(yīng)的化學(xué)方程式為I2+2NaOHNaI+NaIO3+H2O C.溶液由棕黃色變?yōu)樗{色原因是淀粉溶液遇碘變藍色 D.④→⑤反應(yīng)的離子方程式為2I-+Cl2I2+2Cl- 【解析】選D。①無色→②棕黃色說明有碘生成,②棕黃色→③藍色說明是淀粉遇碘溶液顯色,③藍色→④無色說明碘被消耗,④無色→⑤藍色說明又生成了碘,此時發(fā)生的是NaI和NaIO3在酸性條件下生成碘的反應(yīng)。 6.根據(jù)如圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷下列說法正確的是(反應(yīng)條件已略去) (　　) A.反應(yīng)①②③④⑤均屬于氧化反應(yīng)和離子反應(yīng) B.反應(yīng)⑤說明該條件下鋁的還原性強于錳 C.相同條件下生成等量的O2,反應(yīng)③和④轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為1∶1 D.反應(yīng)①中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶4 【解析】選B。①為二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣、二氧化錳、水,②為氯氣與石灰乳反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣、水,③為過氧化氫分解生成水和氧氣,④為氯酸鉀分解生成氯化鉀和氧氣,⑤為鋁和二氧化錳發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Mn和氧化鋁,均存在元素的化合價變化,均屬于氧化還原反應(yīng),但③⑤不是離子反應(yīng),A錯誤;⑤為鋁熱反應(yīng),因此說明該條件下鋁的還原性強于錳,B正確;③中O的化合價由-1價升高為0,④中O的化合價由-2價升高為0,則相同條件下生成等量的O2,反應(yīng)③和④轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為1∶2,C錯誤;反應(yīng)①4HCl(濃)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O中Mn的化合價由+4價降低為+2價,HCl中Cl的化合價由-1價升高為0,由電子守恒可知,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,D錯誤。 【加固訓(xùn)練】 　　ClO2是一種新型水處理劑,工業(yè)上用NaClO2與鹽酸反應(yīng)制備ClO2的反應(yīng)如下: ①5NaClO2+4HCl(稀)5NaCl+4ClO2↑+2H2O; ②NaClO2+4HCl(濃)NaCl+2Cl2↑+2H2O。下列說法中正確的是 (　　) A.兩種反應(yīng)中HCl均是還原劑 B.鹽酸濃度越大,還原性越強 C.①中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為4∶5 D.②中每生成1 mol Cl2轉(zhuǎn)移2 mol電子 【解析】選B。①中鹽酸中的Cl-全部轉(zhuǎn)入NaCl中,電子轉(zhuǎn)移發(fā)生在NaClO2中的氯原子之間,A錯誤;鹽酸表現(xiàn)出還原性時,濃度越大,還原性越強,B正確;①中ClO2是氧化產(chǎn)物,NaCl是還原產(chǎn)物,但NaCl中有的氯來源于鹽酸,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為4∶1,C錯誤;②中每生成1 mol Cl2時轉(zhuǎn)移1.5 mol電子,D錯誤。 7.(能力挑戰(zhàn)題)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將a L H2和Cl2的混合氣體點燃,充分反應(yīng)后,將混合氣體通入含b mol NaOH的熱溶液中,氣體恰好被完全吸收,NaOH無剩余,測得反應(yīng)后溶液中含Cl-、ClO-、Cl,且三者物質(zhì)的量之比為8∶1∶1,則原混合氣體中H2的物質(zhì)的量為 (　　) A. mol　　　　　　　B. mol C. mol D. mol 【解析】選C。反應(yīng)后溶液中Na+的物質(zhì)的量等于Cl-、ClO-、Cl的物質(zhì)的量之和,也等于混合氣體中氯原子的物質(zhì)的量,所以氯氣的物質(zhì)的量為 mol,則氫氣的物質(zhì)的量為 mol。 二、非選擇題(本題包括3小題,共58分) 8.(18分)Cl2、漂白液(有效成分為NaClO)在生產(chǎn)、生活中廣泛用于殺菌、消毒。 (1)電解NaCl溶液生成Cl2的化學(xué)方程式是 __。 (2)Cl2溶于H2O、NaOH溶液即獲得氯水、漂白液。 ①干燥的氯氣不能漂白物質(zhì),但氯水卻有漂白作用,說明起漂白作用的物質(zhì)是___________________________________________。 ②25 ℃時,Cl2與H2O、NaOH的反應(yīng)如表: 反應(yīng)Ⅰ Cl2+H2OCl-+H++HClO K1=4.510-4 反應(yīng)Ⅱ Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O K2=7.51015 不直接使用氯水而使用漂白液作消毒劑的原因是 __。 (3)家庭使用漂白液時,不宜直接接觸鐵制品,漂白液腐蝕鐵的電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,ClO-發(fā)生的電極反應(yīng)式是__________________________。 (4)研究漂白液的穩(wěn)定性對其生產(chǎn)和保存有實際意義。30 ℃時,pH=11的漂白液中NaClO的質(zhì)量百分含量隨時間變化如下: ①分解速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)的大小關(guān)系是__________,原因是____________。 ②NaClO分解的化學(xué)方程式是____________________________________。 ③4～8d,Ⅰ中v(NaClO)=______mol(Ld)-1(常溫下漂白液的密度約為 1 gcm-3,且變化忽略不計)。 【解析】(1) 電解NaCl溶液化學(xué)方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。 (2)①氯水中起漂白作用的是HClO; ②不直接使用氯水而使用漂白液作消毒劑的原因是K2>K1,反應(yīng)Ⅱ的有效成分比反應(yīng)Ⅰ的有效成分多,次氯酸鈉比次氯酸更穩(wěn)定。 (3)鐵遇漂白液發(fā)生電化學(xué)腐蝕,實質(zhì)是ClO-將Fe氧化,本身被還原為Cl-,電極反應(yīng)式是ClO-+2e-+H2OCl-+2OH-。 (4)①據(jù)圖可知NaClO的起始含量Ⅰ>Ⅱ,NaClO的濃度越高,其分解速率越大,因此v(Ⅰ)>v(Ⅱ)。 ②NaClO分解的化學(xué)方程式可從以下兩個反應(yīng)分析得出:NaClO+H2OHClO+NaOH,2HClO2HCl+O2↑。 ③設(shè)溶液的體積為1 L,4～8d,Ⅰ中v(NaClO)=(6.5%-5.1%)1 gcm-3103 cm374.5 gmol-11 L4 d≈0.047 mol(Ld)-1。 答案:(1)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ (2)①HClO ②K2>K1,反應(yīng)Ⅱ的有效成分比反應(yīng)Ⅰ的有效成分多,次氯酸鈉比次氯酸更穩(wěn)定 (3)ClO-+2e-+H2OCl-+2OH- (4)①v(Ⅰ)>v(Ⅱ) 在相同的條件下,NaClO的濃度越高其分解速率越大 ②2NaClO2NaCl+O2↑ ③0.047 9.(20分)氯及其化合物在生活中應(yīng)用廣泛。 (1)指出氯元素在周期表中的位置_____________________。 (2)凈水丸能對飲用水進行快速的殺菌消毒,凈水丸外層的優(yōu)氯凈[Cl2Na(NCO)3]先與水反應(yīng),生成次氯酸;幾分鐘后,內(nèi)層的亞硫酸鈉(Na2SO3)溶出,可將水中的余氯(次氯酸等)除去。 ①優(yōu)氯凈中氯元素的化合價為__________。 ②亞硫酸鈉將水中多余次氯酸除去的離子方程式為___________________。 (3)ClO2可以對飲用水進行消毒,消毒時,ClO2還可將水中的Fe2+、Mn2+等轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3和MnO2等難溶物除去,在這個過程中,Fe2+、Mn2+的化合價升高,說明ClO2具有________性。 (4)工業(yè)可以通過KClO3與SO2反應(yīng)制取ClO2,該反應(yīng)化學(xué)方程式為_________ ______________________。 【解析】(1)氯元素在第3周期ⅦA族。 (2)①優(yōu)氯凈[Cl2Na(NCO)3]中鈉為+1價、氮為-3價、碳為+4價、氧為-2價,則氯元素的化合價為+1價; ②亞硫酸鈉將次氯酸還原生成鹽酸,而自身被氧化成硫酸鈉,其離子方程式為S+HClOS+Cl-+H+。 (3)ClO2還可將水中的Fe2+、Mn2+等轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3和MnO2,說明ClO2具有氧化性。 (4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理知2KClO3+ SO22ClO2+K2SO4 答案:(1)第3周期ⅦA族 (2)①+1?、赟+HClOS+Cl-+H+ (3)氧化　(4)2KClO3+ SO2 2ClO2+K2SO4 10.(20分)(能力挑戰(zhàn)題)實驗小組同學(xué)看到一則報道:某造紙廠誤將槽車中的漂白液(NaCl和NaClO的混合液)倒入盛放飽和KAl(SO4)2溶液的池中,造成中毒事件。該小組同學(xué)為探究中毒原因進行了如下實驗。 (1)小組同學(xué)依據(jù)漂白液具有漂白消毒的性質(zhì)推測,漂白液中ClO-具有氧化性。實驗如下: Ⅰ.經(jīng)測定漂白液pH>7,飽和KAl(SO4)2溶液pH<7。 Ⅱ.取10 mL漂白液,依次加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液,有白色沉淀生成,經(jīng)檢驗白色沉淀不溶于鹽酸。 Ⅲ.另取10 mL漂白液,加入品紅溶液,溶液紅色逐漸變淺,一段時間后褪為無色。 Ⅳ.再取10 mL漂白液,加入品紅溶液,加入少量稀硫酸酸化后,溶液紅色立即變?yōu)闊o色。 ①漂白液pH大于7的原因是(用離子方程式表示) __。 ②由實驗Ⅱ得出ClO-具有氧化性,寫出反應(yīng)的離子方程式:____________。 ③對比實驗Ⅲ和Ⅳ說明ClO-氧化性與溶液酸堿性的關(guān)系是________________。 (2)小組同學(xué)依據(jù)(1)中的實驗,提出漂白液在酸性溶液中有Cl2生成。 用如圖所示的裝置繼續(xù)實驗,探究漂白液在酸性溶液中是否能反應(yīng)生成Cl2。 ①裝置B的作用是________;盛放的藥品是________。 ②若打開分液漏斗活塞向燒瓶中加入硫酸,不久燒瓶中有黃綠色氣體產(chǎn)生。A中反應(yīng)的離子方程式為 __。 ③若打開分液漏斗活塞向燒瓶中加入飽和KAl(SO4)2溶液,首先觀察到產(chǎn)生大量的白色膠狀沉淀,不久燒瓶中有黃綠色氣體產(chǎn)生。A中反應(yīng)的離子方程式是 __。 (3)上述實驗說明漂白液與酸性溶液混合會產(chǎn)生Cl2。若取10 mL漂白液與足量BaCl2溶液混合后,不斷通入SO2至過量,在實驗過程中可能的實驗現(xiàn)象是 __。 【解析】(1)漂白液中的NaClO因ClO-的水解而使溶液呈堿性,同時ClO-具有強氧化性,可將S氧化為S,本身被還原為Cl-,也可將品紅溶液氧化而使其褪色,當(dāng)不加硫酸時,褪色過程較慢,加入硫酸后立即褪色,說明ClO-的氧化性隨c(H+)增大而增強。 (2)Cl2有毒,裝置B是尾氣處理裝置,用NaOH溶液吸收Cl2;漂白液中加入稀硫酸后有黃綠色氣體Cl2生成;向漂白液中加入KAl(SO4)2溶液時,由于Al3+和ClO-水解的相互促進,產(chǎn)生大量Al(OH)3沉淀和HClO,反應(yīng)的離子方程式為Al3++3ClO-+3H2OAl(OH)3↓+3HClO,生成的HClO又將NaCl中的Cl-氧化為Cl2,離子方程式為2HClO+Cl-Cl2↑+ClO-+H2O,將①②合并即可得總反應(yīng)的離子方程式。 (3)將漂白液與BaCl2溶液混合后,不斷通入SO2,首先發(fā)生反應(yīng):ClO-+SO2+H2O S+Cl-+2H+,S+Ba2+BaSO4↓,可看到有白色沉淀生成,隨著SO2的不斷通入,溶液的酸性逐漸增強,還會有下列反應(yīng)發(fā)生:ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O,產(chǎn)生的Cl2使溶液由無色變?yōu)辄S綠色,當(dāng)ClO-反應(yīng)完后,SO2又會和Cl2發(fā)生下列反應(yīng): Cl2+SO2+2H2OS+2Cl-+4H+,使溶液由黃綠色最終又變?yōu)闊o色。 答案:(1)①ClO-+H2OHClO+OH- ②ClO-+SCl-+S、Ba2++SBaSO4↓(合并寫出也可以) ③ClO-的氧化性隨c(H+)增大而增強 (2)①吸收Cl2　NaOH溶液 ②ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O ③3ClO-+3Cl-+2Al3++3H2O3Cl2↑+2Al(OH)3↓ (3)產(chǎn)生白色沉淀,溶液由無色變?yōu)辄S綠色,最后溶液變?yōu)闊o色