2018-2019学年新课标化学高三化学热门考点：氯元素单质及其重要化合物（解析版）

氯元素单质及其重要化合物一、选择题1.化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是()化学性质实际应用AAl2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火B铁比铜金属性强FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板C次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物DHF与SiO2反应氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记【解析】选B。Al2(SO4)3和小苏打发生水解相互促进反应:Al3+3Al(OH)3+3CO2,生成的CO2可以用来灭火,A选项正确;FeCl3腐蚀Cu的原理为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,该反应只能说明Cu的还原性比Fe2+的强,无法说明Cu和Fe的还原性的强弱,B选项错误;次氯酸盐的溶液中ClO-能够发生水解:ClO-+H2OHClO+OH-,生成具有强氧化性的HClO,可以用于织物的漂白,C选项正确;HF与SiO2反应如下:SiO2+4HFSiF4+2H2O,可以用于刻蚀玻璃,D选项正确。2.向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是()A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液【解题指南】在氯水中存在Cl2+H2OH+Cl-+HClO,若反应使溶液中的c(HClO)增大,则溶液的漂白能力会增强。【解析】选A。氯水中存在平衡:Cl2+H2OH+Cl-+HClO,加入碳酸钙能和溶液中的H+反应,使平衡正向移动,c(HClO)增大,溶液的漂白能力增强,A项正确;加入稀硫酸,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,B项错误;加入氯化钙,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,C项错误;加入二氧化硫水溶液,发生反应:SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,D项错误。3.下列气体的制备和性质实验中,由现象得出的结论错误的是()选项试剂试纸或试液现象结论A浓氨水、生石灰红色石蕊试纸变蓝NH3为碱性气体B浓盐酸、浓硫酸pH试纸变红HCl为酸性气体C浓盐酸、二氧化锰淀粉碘化钾试液变蓝Cl2具有氧化性D亚硫酸钠、硫酸品红试液褪色SO2具有还原性【解析】选D。NH3可以采用浓氨水和生石灰制取,可用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝则说明NH3为碱性气体,A项正确;利用浓硫酸的高沸点性,可以制取HCl气体,pH试纸变红,则说明HCl气体为酸性气体,B项正确;浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2,Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,试纸变蓝,说明KI转化为I2,则说明Cl2有强氧化性,C项正确;SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性,D项错误。4.类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是()A.CO2是直线型分子,推测CS2也是直线型分子B.SiH4的沸点高于CH4,推测H2Se的沸点高于H2SC.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3D.NaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr【解析】选A、B。O和S是同族元素,故形成的CO2和CS2都是直线型分子,A正确;C和Si,Se和S都分别为同族元素,所形成的氢化物都为分子晶体,沸点取决于分子间作用力的大小,分子间作用力大小可以用相对分子质量来比较,B正确;因I2的氧化性较弱,故与铁反应生成FeI2,C错误;浓硫酸氧化性很强,会将HBr氧化为Br2,D错误。5.下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是()A.用装置甲制取氯气B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl24H2O【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)理解反应发生的条件,如制Cl2是否要加热,制含有结晶水的物质,蒸发时要注意什么;(2)掌握基本实验操作,如洗气的进气与出气,过滤操作的“一贴、二低、三靠”等。【解析】选C。MnO2与浓盐酸反应生成Cl2,需加热,A错误;除去Cl2中的HCl应通过饱和食盐水,且气体从长导管进入,B错误;MnO2不溶于水,MnCl2可溶于水,两者用过滤的方法分离,C正确;MnCl2水解生成HCl和Mn(OH)2,加热HCl挥发,促进Mn2+的水解,最终得不到氯化锰晶体,同时不可蒸干MnCl2溶液,否则得不到结晶水合物,D错误。6.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO【解题指南】解答本题时需要知道氯水的成分及性质:【解析】选D。Cl2为黄绿色,氯水中溶有Cl2分子,故显浅黄绿色,A正确;与AgNO3反应产生白色沉淀,且沉淀不溶于HNO3,说明氯水中含有Cl-,B正确;氯水显酸性,加入NaHCO3中,H+与HC反应会产生CO2气体,C正确;氯水中的Cl2和HClO均具有强氧化性,可以氧化Fe2+生成Fe3+,而显棕黄色,故不一定为HClO,D错误。二、非选择题7.实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为 ;该操作将I2还原为I-的目的是 。(2)操作X的名称为。(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40左右反应(实验装置如下图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是 ;锥形瓶里盛放的溶液为。(4)已知:5S+2I+2H+I2+5S+H2O某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、I中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、I的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在: 。实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)关键要理解本题的实验原理。碘溶于四氯化碳,I-不溶于四氯化碳,从含碘废液中提取碘可先用还原剂将碘还原为I-,然后分液,水层中加氧化剂将I-氧化为I2。(2)I-具有还原性,需要用氧化剂氧化成I2后用淀粉检验;I中I为+5价,具有氧化性,需要用还原剂还原成I2后,再用淀粉检验。【解析】(1)S具有还原性,将I2还原为I-,S本身被氧化为S。含碘废液中I2溶解在四氯化碳中,该操作将I2还原为I-,目的是使四氯化碳中的I2进入水层。(2)操作X得到有机层和水层,该操作是分液。(3)温度越高,气体在水中的溶解度越小。Cl2氧化I-时控制低温反应,目的是使Cl2在溶液中有较大的溶解度(低温还可防止I2升华或防止I2进一步被氧化)。锥形瓶内盛放NaOH溶液的目的是吸收尾气中的Cl2。(4)检验I-的原理是用FeCl3溶液氧化I-生成I2,用淀粉检验I2;检验I的原理是用Na2SO3溶液还原I生成I2,再用淀粉检验I2。因溶液呈碱性,I2+2OH-I-+IO-+H2O,所以在检验之前应先用盐酸酸化。答案:(1)S+I2+H2O2I-+S+2H+使CCl4中的碘进入水层(2)分液(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化)NaOH溶液(4)从水层取少量溶液,加入12 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-;另从水层取少量溶液,加入12 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I8.元素周期表中第A族元素的单质及其化合物的用途广泛。(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为 。(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是(填序号)。a.Cl2、Br2、I2的熔点b.Cl2、Br2、I2的氧化性c.HCl、HBr、HI的热稳定性d.HCl、HBr、HI的酸性(3)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体完成中反应的总化学方程式:NaCl+H2ONaClO3+。中转化的基本反应类型是,该反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是 。(4)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。D是(填离子符号)。BA+C反应的热化学方程式为 (用离子符号表示)。【解析】(1)元素周期表中第A族元素中与氯元素同族的短周期元素为氟元素,其原子结构示意图为。(2)能判断氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的依据有:与氢气化合难易程度以及气态氢化物的稳定性;卤素单质间的置换反应(单质的氧化性);最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱等,所以能作为判断依据的是b、c。(3)根据工业上制备KClO3晶体的过程,首先80时电解制备氯酸钠,然后与氯化钾反应制备氯酸钾晶体;电解过程为氧化还原反应,根据氧化还原反应得失电子守恒和化合价变化规律确定反应方程式为NaCl+3H2ONaClO3+3H2;氯酸钠与氯化钾反应制备氯酸钾晶体,同时生成氯化钠,反应类型为复分解反应,室温下析出氯酸钾晶体,说明氯酸钾在室温下溶解度比其余物质的溶解度更小,所以析出氯酸钾晶体而其余物质不析出。(4)根据一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小变化图的横、纵坐标,确定D点对应元素化合价为+7价,则x=4,即为Cl;BA+C反应的化学方程式为3ClO-2Cl-+Cl;根据题中图示确定能量变化为360-63=117(kJ),则为放热反应。热化学方程式为3ClO-(aq)2Cl-(aq)+Cl(aq)H=-117 kJmol-1。答案:(1)(2)b、c(3)1NaCl+3H2O1NaClO3+3H2复分解反应室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体(4)Cl3ClO-(aq)Cl(aq)+2Cl-(aq)H=-117 kJmol-19.以电石渣主要成分为Ca(OH)2和CaCO3为原料制备KClO3的流程如下:(1)氯化过程控制电石渣过量、在75左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。生成Ca(ClO)2的化学方程式为 。提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有(填序号)。A.适当减缓通入Cl2速率B.充分搅拌浆料C.加水使Ca(OH)2完全溶解(2)氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。滤渣的主要成分为(填化学式)。滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比nCa(ClO3)2n(CaCl2)15(填“”“”或“=”)。(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3,若溶液中KClO3的含量为100 gL-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。【解析】(1)Cl2与Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2,该反应用于制取漂白粉。氯化时,是将ClO-转化为,减慢Cl2的通入速率,可以充分氧化ClO-,同时搅拌反应物,可以有利于氧化反应的进行,A项、B项正确。制备Ca(ClO)2时,Ca(OH)2为石灰乳,而不是石灰水,C项错误。(2)Ca(OH)2为石灰乳,不可能完全反应,有部分在滤渣中,此外,电石渣中的CaCO3不溶于水,也留在滤渣中。Cl2与Ca(OH)2反应开始时先生成Ca(ClO)2和CaCl2,接着Ca(ClO)2再转化成Ca(ClO3)2,在后一反应中nCa(ClO3)2n(CaCl2)=15,加上第一步反应生成的CaCl2,则nCa(ClO3)2n(CaCl2)15。(3)KClO3的溶解度随着温度的升高而增大,但相同温度下KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2、CaCl2、KCl的溶解度小,所以可采用蒸发浓缩加大其溶解量,再冷却结晶而析出KClO3晶体,此时另外三种物质的析出量很少。答案:(1)2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O A、B (2)CaCO3、Ca(OH)2(3)蒸发浓缩、冷却结晶10. NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(1)NaClO2中Cl的化合价为。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为、。“电解”中阴极反应的主要产物是。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,该反应中氧化产物是。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为。(计算结果保留两位小数)【解析】(1