2020版高考化学大一轮复习课时规范练《2氯及其重要化合物》鲁科版(含解析)

课时规范练2　氯及其重要化合物

一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.(2019湖北恩施月考)有关Cl2的性质,下列说法不正确的是(　　)

A.Cl2有毒但可用于自来水消毒

B.Cl2能与NaOH溶液反应生成两种正盐

C.Cl2能与Fe反应生成FeCl2

D.一定条件下与H2反应产生苍白色火焰

2.(2019四川南充模拟)下列离子方程式正确的是(　　)

①氯气与水反应:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-

②氯气与氢氧化钠溶液反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O

③浓盐酸与二氧化锰共热:MnO2+4HClMn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O

④漂白粉溶液中通入少量的二氧化碳气体:Ca2++2ClO-+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO

A.①③ B.②④ C.②③ D.①④

3.实验室既可利用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2,也可利用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2,下列有关说法不正确的是(　　)

A.KMnO4的氧化性比MnO2的强

B.制备Cl2的整个实验过程中,只需要使用氧化剂与还原剂

C.用排空气法收集氯气,不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中是否收集满气体

D.用足量MnO2与含有4 mol HCl的浓盐酸在加热条件下反应,得到Cl2的物质的量小于1 mol

4.(2019湖北华师一附中周测)A是中学化学中常见的单质,B、C为化合物。它们有如图所示的转化关系(部分产物及反应条件省略)。下列判断正确的是(　　)

A.A可能是金属,也可能是非金属

B.A、B、C含有一种相同的元素

C.B、C的水溶液一定都呈碱性

D.反应①②不一定都是氧化还原反应

5.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。

下列说法正确的是(　　)

A.Ⅰ图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗完

B.Ⅱ图中:生成蓝色的烟

C.Ⅲ图中:量筒中发生了加成反应

D.Ⅳ图中:湿润的有色布条能退色,将硫酸滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有Cl2生成

6.(2019甘肃武威模拟)下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。

已知:2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O

对实验现象的“解释或结论”正确的是(　　)

7.(2019湖北三市联考)将一定量的氯气通入50 mL浓度为10.00 mol·L-1的氢氧化钠浓溶液中,加热少许时间后,恰好完全反应,溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存体系。下列判断不正确的是(　　)

A.n(Na+)∶n(Cl-)可能为6∶5

B.反应共消耗氯气为0.25 mol

C.n(NaCl)∶n(NaClO)∶n(NaClO3)可能为10∶5∶1

D.若该体系中n(NaCl)=0.375 mol,则反应中共转移电子0.375 mol

8.(2019北京西城模拟)某溶液中含有N、S、Si、Br-、C、Na+,向该溶液中通入过量的Cl2,下列判断正确的是(　　)

①反应前后,溶液中离子浓度基本保持不变的有N、Na+　②有胶状物质生成　③有气体产生　④溶液颜色发生变化　⑤共发生了2个氧化还原反应

A.①②③④ B.②③④

C.①③⑤ D.①②③④⑤

9.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,下列有关氯胺(NH2Cl)的说法一定不正确的是(　　)

A.氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HCl

B.氯胺的电子式为

C.氯胺中氯的化合价为+1价

D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似

二、非选择题(本题共3小题,共46分)

10.(2019河南开封调研)(16分)氯气可用于制取漂白剂和自来水消毒。

(1)将氯气通入水中制得氯水,氯水可用于漂白有色物质,其中起漂白作用的物质是　　　　　(填写化学式)。 

(2)“84”消毒液也可用于漂白,其工业制法是控制在常温条件下,将氯气通入NaOH溶液中,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)同学们探究“84”消毒液在不同pH下使红纸退色的情况,做了如下实验:

步骤1:将5 mL市售“84”消毒液稀释至体积为原来的100倍,测得稀释后溶液的pH=12;

步骤2:将稀释后的溶液各20 mL分别加入3个洁净的小烧杯中;

步骤3:用H2SO4溶液将3个烧杯内溶液的pH分别调至10、7和4。(溶液体积变化忽略不计)

步骤4:在3个烧杯中分别放入大小相同的红纸,观察现象,记录如下:

已知,溶液中Cl2、HClO和ClO-物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系如下图所示:

①由实验现象可获得以下结论:溶液的pH在4~10范围内,pH越大,红纸退色　　　　　。 

②结合图像进行分析,b、c两烧杯中实验现象出现差异的原因是　　　　　　　　　　　　。 

(4)由于氯气会与自来水中的有机物发生反应生成对人体有害的物质,人们尝试研究并使用新的自来水消毒剂,如ClO2气体就是一种新型高效含氯消毒剂。

①一种制备ClO2的方法是把SO2通入硫酸酸化的NaClO3溶液中,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②另一种制备ClO2的方法是用NaClO3与盐酸反应,同时有Cl2生成,产物中Cl2体积约占,每生成0.5 mol ClO2,转移　　　mol e-。 

11.(15分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。工业生产NaClO2的主要流程如下:

(1)物质A的名称是　　　　　　,装置Ⅲ中A在　　　　(填“阴极”或“阳极”)产生。 

(2)Ⅱ中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)通电电解前,检验Ⅲ溶液中阴离子的方法和步骤是　　　　　　　　　　　。 

(4)为防止Ⅱ中制备的NaClO2被还原成NaCl,应选合适的还原剂,除双氧水外,还可以选择的还原剂是　　　　　(填字母编号)。 

a.Na2O2　　b.FeCl2　　c.Na2S

(5)常温下,HClO2的电离平衡常数Ka=1.07×10-2 mol2·L-2,Ⅱ中反应所得NaClO2溶液(含少量NaOH)的pH=13,则溶液中=　。 

12.(15分)某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。

(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 

(2)装置Ⅱ的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)实验过程中,装置Ⅳ中的实验现象为　　　　　　　　　　　;发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色退去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了看到预期现象,你认为还需在上图装置　　　与　　　之间添加下图中的　　　装置(填序号),该装置的作用是　。 

(5)装置Ⅴ的目的是防止尾气污染空气,写出装置Ⅴ中发生反应的离子方程式:　　　　　。 

课时规范练2　氯及其重要化合物

1.C　氯气可用于自来水消毒,残留比较少,不会影响健康,A项正确;Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O生成的两种正盐为NaCl和NaClO,B项正确;因为氯气具有强氧化性,与Fe反应生成FeCl3,C项错误;氯气在氢气中燃烧发出苍白色火焰,D项正确。

2.B　氯气与水反应生成的HClO为弱酸,在离子方程式中不能拆分书写,①错误;浓盐酸中HCl可全部电离,应写成H+和Cl-的形式,③错误。

3.B　比较反应的条件即可判断KMnO4的氧化性强于MnO2,A项正确;Cl2有毒,需要用碱溶液吸收尾气,B项错误;当集气瓶中充满黄绿色时表明已收集满了氯气,C项正确;浓盐酸变稀后不再与MnO2反应,故生成Cl2的物质的量小于1 mol,D项正确。

4.B　A单质在碱性条件下发生反应生成B、C两种化合物,发生了氧化还原反应,元素A的化合价既升高又降低,存在负化合价,应为非金属元素,金属元素不存在负化合价,A项错误;A单质发生歧化反应生成B、C两种化合物,则A、B、C含有一种相同的元素,B项正确;若A单质为氯气,与氢氧化钠反应生成氯化钠,氯化钠的水溶液呈中性,C项错误;单质生成化合物,元素的化合价发生变化,化合物生成单质,元素的化合价也发生变化,所以反应①和反应②一定属于氧化还原反应,D项错误。

5.D　MnO2只能与浓盐酸反应,当盐酸变稀后就不能反应,A项错误;铜丝在Cl2中燃烧生成大量棕黄色的烟,B项错误;CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应,C项错误。

6.D　a处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr反应生成I2、Br2,可证明氧化性:Cl2>I2,Cl2>Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A错误;c处先变红,证明Cl2与水反应生成酸性物质,后退色,证明Cl2与水反应生成具有漂白性的物质,B错误;d处立即退色,也可能是因为Cl2与水生成酸性物质中和了NaOH,C错误;e处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明还原性:Fe2+>Cl-,D正确。

7.A　n(NaOH)=10 mol·L-1×0.05 L=0.5 mol,氯气和氢氧化钠恰好反应生成NaCl、NaClO及NaClO3,根据钠元素守恒n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3),再根据氯元素守恒有2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3),根据电子守恒得n(C1-)=n(ClO-)+5n(Cl)。根据方程式Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O可知,当氧化产物只有NaClO时,n(Na+)∶n(Cl-)最大为2∶1,当氧化产物只有NaClO3,n(Na+)∶n(Cl-)最小为6∶5,故反应后的溶液中6∶5<n(Na+)∶n(Cl-)<2∶1,A项错误;根据氯元素守恒有2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=0.5 mol,故参加反应的氯气n(Cl2)=0.25 mol,B项正确;根据电子守恒得n(C1-)=n(ClO-)+5n(Cl),若n(NaCl)∶n(NaClO)∶n(NaClO3)=10∶5∶1,符合电子守恒关系,C项正确;NaCl是还原产物,NaClO和NaClO3均为氧化产物,当n(NaCl)为0.375 mol时,氯气与氢氧化钠浓溶液反应共转移电子一定是0.375 mol,D项正确。

8.A　本题所涉及的氧化还原反应有3个:Cl2+H2OHCl+HClO,Cl2+2Br-Br2+2Cl-,Cl2+S+H2OS+2Cl-+2H+;还涉及:Si+2H+H2SiO3↓,C+2H+H2O+CO2↑,有气体产生;反应过程中有胶状物质硅酸生成;因为有溴生成,溶液显橙色;N、Na+不发生反应,反应前后浓度基本保持不变。

9.A　氯胺与水的反应为NH2Cl+H2ONH3+HClO,其中氯元素的化合价为+1价,反应生成的HClO能杀菌消毒。该水解反应是一个可逆反应,HClO杀菌后浓度减小,平衡向右移动,氯胺转化成HClO;相反,当HClO浓度较高时,平衡向左移动,转化为氯胺,相当于暂时“贮存”,避免其分解损失,这样就延长了消毒时间。

10.答案 (1)HClO

(2)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O

(3)①越慢(或“越困难”)

②b烧杯中溶液的pH大于c烧杯中溶液的pH,HClO浓度较小,反应速率较慢,退色较慢

(4)①SO2+2Cl2ClO2+S　②0.5

解析 (1)氯水中的HClO具有强氧化性、漂白性。(2)工业上把氯气通入NaOH溶液中制备“84”消毒液的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(3)①依据实验记录表中数据知,溶液的pH在4~10范围内,pH越大,红纸退色越慢。②观察溶液中Cl2、HClO和ClO-物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系图知,b烧杯中溶液的pH大于c烧杯中溶液的pH,HClO浓度较小,所以反应速率较慢,退色较慢。(4)①把SO2通入硫酸酸化的NaClO3溶液中制备ClO2的离子方程式为SO2+2Cl2ClO2+S。②依据题意和氧化还原反应的规律知,NaClO3与盐酸反应制备ClO2,同时有Cl2生成的化学方程式为2NaClO3+4HCl2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O,该反应中生成2 mol ClO2转移2 mol e-,即每生成0.5 mol ClO2转移0.5 mol e-。

11.答案 (1)硫酸　阳极

(2)2ClO2+H2O2+2OH-2Cl+O2↑+2H2O

(3)取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有S

(4)a　(5)1.07×1010 mol·L-1

解析 (1)根据工艺流程图用无隔膜的电解槽电解饱和NaCl溶液,可知气体b为H2;则用有离子隔膜的电解槽电解Na2SO4溶液,所得气体a为O2,该极为阳极,OH-放电,[H+]增大,S移向该极,故A溶液为硫酸溶液。(2)ClO2与H2O2反应生成NaClO2和氧气,离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-2Cl+O2↑+2H2O。(3)电解前Ⅲ溶液中阴离子为S,S的检验方法:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有S。(4)加入FeCl2和Na2S会产生杂质且会使NaClO2转化为NaCl,而加入Na2O2不会产生新的杂质,故a项正确。(5)Ⅱ中反应所得NaClO2溶液(含少量NaOH)的pH=13,可得[H+]=1×10-13 mol·L-1,则 mol·L-1=1.07×1010 mol·L-1。

12.答案 (1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)除去氯气中的氯化氢气体

(3)无色溶液变蓝色　Cl2+2KII2+2KCl

(4)Ⅱ　Ⅲ　④　干燥Cl2

(5)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O

解析 (1)实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制备氯气。(2)加热时浓盐酸中的氯化氢气体易挥发,会导致生成的氯气中混有HCl杂质,装置Ⅱ的作用是除去氯气中的氯化氢气体。(3)氯气的氧化性大于碘单质,故氯气能把KI中的碘置换出来,所以装置Ⅳ中的实验现象为无色溶液变蓝色。(4)从装置Ⅱ出来的是湿润的氯气,能够使干燥的品红试纸退色,要观察到“a无明显变化”这一预期现象,需要在Ⅱ与Ⅲ之间添加盛有浓硫酸的装置来干燥Cl2,从而达到预期效果。(5)防止尾气污染空气,可用氢氧化钠溶液除去氯气。