2022新高考化学微题型《加练半小时》第4章微题型32新型含氯化合物的制备与性质探究(ClO2、NOCl等)

1．(2020·德州调研)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HClB．氯胺的电子式为C．氯胺中氯的化合价为＋1D．氯胺的消毒原理与漂白粉相似2．(2020·黑龙江鹤岗一中高三开学考试)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和消毒剂，它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2，ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组探究亚氯酸钠的制备与性质。Ⅰ.制备亚氯酸钠。关闭止水夹②，打开止水夹①，从进气口通入足量ClO2，充分反应。(1)仪器a的名称为__________，仪器b的作用是________________________________________________________________________________________________________。(2)装置A中生成NaClO2的离子方程式为______________________________________________________________________________________________________________。(3)若从装置A反应后的溶液中获得NaClO2晶体，则主要操作有减压蒸发浓缩、降温结晶、________、________、干燥等。Ⅱ.探究亚氯酸钠的性质。停止通入ClO2气体，再通入空气一段时间后，关闭止水夹①，打开止水夹②，向A中滴入稀硫酸。(4)开始时A中反应缓慢，稍后产生气体的速率急剧加快，请解释可能的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)B中现象为__________________，产生该现象的离子方程式为________________。(6)实验完成后，为防止装置中滞留的有毒气体污染空气，可以进行的操作是：再次打开止水夹①，__________________________________________________________________。3．(2020·江苏省如皋中学、徐州一中、宿迁中学三校高三联考)ClO2是一种强氧化性气体，在消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过如图所示装置对其进行制备、收集、吸收并制取NaClO2。(1)仪器A的名称是__________。(2)图中装置有一明显错误，请指出：______________________________________。(3)打开B的活塞，A中有ClO2生成，D中吸收ClO2后生成NaClO2和NaHCO3，写出D中所发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________。(4)E中溶液出现黄色能否说明ClO2未被H2O2和Na2CO3的混合溶液充分吸收，判断并说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)写出一种提高ClO2吸收率的方法：____________________________________________________________________________________________________________________。(6)E装置吸收逸出的少量ClO2气体后所得溶液(pH为5.5～6.5)中存在少量ClOeq\o\al(－,2)，当pH≤2时，ClOeq\o\al(－,2)能被I－还原。请补充完整检验E装置溶液中存在少量ClOeq\o\al(－,2)的实验方案：取一定体积E装置中的溶液于分液漏斗中，_________________________________________，则溶液中存在ClOeq\o\al(－,2)。(实验中须使用的试剂有：CCl4、稀硫酸、淀粉溶液)4．亚硝酰氯(ClNO)常用于合成洗涤剂、触媒及用作中间体，某学习小组在实验室用Cl2与NO制备ClNO并测定其纯度，进行如下实验(夹持装置略去)。查阅资料：亚硝酰氯(ClNO)的熔点为－64.5℃、沸点为－5.5℃，气态呈黄色，液态时呈红褐色，遇水易反应生成一种氢化物和两种氮的常见氧化物，其中一种呈红棕色。请回答下列问题：Ⅰ.Cl2的制备：舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。(1)该方法可以选择上图中的________(填字母)为Cl2发生装置，该反应中被氧化与被还原的物质，其物质的量之比为____________________。(2)欲收集一瓶干燥的氯气，选择上图中的装置，其连接顺序为a→________________→i→h(按气流方向填小写字母)。Ⅱ.亚硝酰氯(ClNO)的制备：实验室可用下图装置制备亚硝酰氯(ClNO)。(3)实验室也可用B装置制备NO，与之相比X装置的优点为_______________________。(4)组装好实验装置后应先________________________，然后依次装入试剂、打开K2、再打开________(填“K1”或“K3”)，通入一段时间气体，其目的是排尽三颈烧瓶中的空气，防止NO、ClNO变质。接下来，两种气体在Z中反应的现象为__________________________。Ⅲ.亚硝酰氯(ClNO)纯度的测定：将所得亚硝酰氯(ClNO)产品13.10g溶于水，配制成250mL溶液；取出25.00mL，以K2CrO4溶液为指示剂，用0.8mol·L－1AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为22.50mL。(已知：Ag2CrO4为砖红色固体)(5)亚硝酰氯(ClNO)与水反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________。(6)亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为________。5．(2020·石家庄调研)硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂，氯化法是合成硫酰氯(SO2Cl2)的常用方法。实验室合成硫酰氯的实验装置如下图所示(部分夹持装置未画出)：已知：①SO2(g)＋Cl2(g)=SO2Cl2(l)ΔH＝－97.3kJ·mol－1。②常温下硫酰氯为无色液体，熔点－54.1℃，沸点69.1℃，在潮湿空气中“发烟”。③100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯气。回答下列问题：(1)硫酰氯在潮湿空气中“发烟”的原因是_____________________________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。(2)装置B中盛放的试剂是________；仪器D的名称为________。(3)装置E的作用是________________，E中冷凝水的入口是________(填“a”或“b”)；整套装置存在的一处缺陷是______________________。(4)当装置A中生成氯气1.12L(已折算成标准状况)时，硫酰氯的产率为44%，则最终得到纯净的硫酰氯________g。(5)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，分离两种产物的方法是__________________。(6)硫酰氯的工业品中常含有少量硫酸，请你设计实验验证其中含有硫酸(写出实验方案及相关实验现象，不必写出具体实验操作。可选试剂：稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、蒸馏水、石蕊溶液)。________________________________________________________________________________________________________________________________________________6．(2020·四川省南充高级中学高三期中)某实验小组探究ClOeq\o\al(－,3)和I－的反应规律。实验操作及现象如下：实验及试剂编号无色NaClO3溶液用量试管中溶液颜色淀粉­KI试剂颜色10.05mL浅黄色无色20.20mL深黄色无色30.25mL浅黄色蓝色40.30mL无色蓝色(1)取实验2后的溶液，进行如下实验：经同学检验，上述白色沉淀是AgCl。写出加入0.20mLNaClO3后，溶液中ClOeq\o\al(－,3)和I－发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)查阅资料：一定条件下，I－和I2都可以被氧化成IOeq\o\al(－,3)。作出假设：NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO3溶液与(1)中的反应产物继续反应，同时生成Cl2。进行实验：①取少量实验4中的无色溶液进行以下实验，进一步验证其中含有IOeq\o\al(－,3)。其中试剂X可以是______________(填字母)。a．碘水 b．NaHSO3溶液c．KI溶液 d．KMnO4溶液②有同学提出，仅通过湿润淀粉­KI试纸变蓝的现象不能说明生成Cl2，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，便补充了如下实验：将实验4中的湿润淀粉­KI试纸替换为________________，在滴加0.30mL1.33mol·L－1NaClO3溶液后，发现____________________，进一步佐证实验4中生成了Cl2。7．(2020·洛阳模拟)氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物，沸点为77℃，在农药、制药行业中用途广泛。SOCl2遇水剧烈反应，液面上产生白雾，并有带刺激性气味的气体产生。实验室合成原理：SO2＋Cl2＋SCl2=2SOCl2，部分装置如图所示，回答以下问题：(1)实验室制取SOCl2在三颈烧瓶中进行，整个装置所选仪器的连接顺序是⑥→________→①，②←__________(某些仪器可以多次使用)。(2)冷凝管口③是________口(填“进水”或“出水”)，冷凝管上连接的干燥管的作用是________________________________________________________________________。(3)实验室制Cl2的离子方程式为______________________________________________________________________________________________________________________。SOCl2与水反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知SCl2的沸点为50℃。实验结束后，将三颈烧瓶中混合物分离开的实验操作名称是__________。若反应中消耗的Cl2的体积为896mL(标准状况，SO2足量)，最后得到纯净的SOCl26.76g，则SOCl2的产率为________(保留两位有效数字)。(5)取少量的SOCl2加入足量NaOH溶液，振荡、静置得到无色溶液，检验溶液中存在Cl－的方法是______________________________________________________________________。答案精析1.A2．(1)圆底烧瓶防止倒吸(2)2ClO2＋2OH－＋H2O2=2ClOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋O2↑(3)过滤洗涤(4)NaClO2与H2SO4反应生成的Cl－对反应起催化作用(5)溶液变蓝色2ClO2＋10I－＋8H＋=2Cl－＋5I2＋4H2O(6)从进气口通入一段时间的空气解析(1)根据仪器a的特点，仪器a为圆底烧瓶，仪器b为球形干燥管，因此仪器b的作用是防止倒吸。(2)根据实验步骤，装置A中加入NaOH、H2O2和ClO2，产物是NaClO2，Cl的化合价降低，即ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，H2O2的氧化产物是O2，因此有ClO2＋H2O2＋OH－→ClOeq\o\al(－,2)＋O2↑＋H2O，根据电子得失守恒进行配平，得出仪器A中发生反应的离子方程式为2ClO2＋2OH－＋H2O2=2ClOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋O2↑。(3)若从装置A反应后的溶液中获得NaClO2晶体，则主要操作有减压蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。(4)NaClO2在酸性条件下能生成NaCl和ClO2，发生的反应是5NaClO2＋2H2SO4=NaCl＋4ClO2↑＋2H2O＋2Na2SO4，开始时A中反应缓慢，稍后产生气体的速率急剧加快的原因可能是NaClO2与H2SO4反应生成的Cl－对反应起催化作用。(5)ClO2的性质与氯气相似，即ClO2的氧化性强于I2，ClO2把I－氧化成I2，淀粉遇碘单质变蓝，即B中现象是溶液变蓝色，反应的离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋=2Cl－＋5I2＋4H2O。(6)实验完成后，为防止装置中滞留的有毒气体污染空气，可以进行的操作是：再次打开止水夹①，在进气口通入一段时间的空气，让有毒气体完全被吸收。3．(1)锥形瓶(2)C装置中导气管应该长进短出(3)2ClO2＋H2O2＋2COeq\o\al(2－,3)=2ClOeq\o\al(－,2)＋2HCOeq\o\al(－,3)＋O2(4)不能，因为D装置中有氧气产生，氧气也可能将I－氧化为I2(5)减缓稀硫酸的滴加速率，D中长导管口加装多孔球泡(其他合理答案也可)(6)用CCl4多次萃取、分液，直至溶液中滴加淀粉溶液不显蓝色。向溶液中滴加稀硫酸至溶液的pH≤2，滴加淀粉溶液，溶液变蓝解析(4)E中碘化钾溶液出现黄色，说明碘离子被氧化生成了碘单质，但不能说明存在ClO2，因为D中反应生成了氧气，氧气也可能将I－氧化为I2，所以出现黄色不能说明ClO2未被H2O2和Na2CO3的混合溶液充分吸收。(5)为提高D中ClO2吸收率，可采取减缓稀硫酸滴加速率的方法，减慢二氧化氯生成的速率，也可采取在D中长导管口加装多孔球泡，增大气体与溶液的反应面积等方法。(6)E装置吸收逸出的少量ClO2气体后所得溶液含有I2和ClOeq\o\al(－,2)，要检验ClOeq\o\al(－,2)必须除去I2，然后调节pH≤2.0再检验，所以检验E装置溶液中存在少量ClO2的实验方案：取一定体积E装置中的溶液于分液漏斗中，用CCl4多次萃取、分液，直至溶液中滴加淀粉溶液不显蓝色，再向溶液中滴加稀硫酸至溶液的pH≤2，滴加淀粉溶液，溶液变蓝，则溶液中存在ClOeq\o\al(－,2)。4．(1)C2∶1(2)f→g→e→d→c→b(3)无需排除装置内空气的干扰；可以随开随用，随关随停(4)检查装置的气密性K3出现红褐色液体(5)2ClNO＋H2O=2H＋＋2Cl－＋NO↑＋NO2↑(6)90.0%解析(6)滴定反应氯化氢与硝酸银生成氯化银白色沉淀的反应，当出现砖红色固体，且半分钟内没有明显变化时，表示达到了滴定终点，n(Cl－)＝n(Ag＋)＝0.02250L×0.8mol·L－1＝0.018mol，则亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为eq\f(0.018mol×65.5g·mol－1×\f(250mL,25mL),13.10g)×100%＝90.0%。5．(1)SO2Cl2＋2H2O=2HCl＋H2SO4(2)饱和食盐水三颈烧瓶(3)冷凝回流a缺少尾气处理装置(4)2.97(5)2ClSO3Heq\o(=,\s\up7(△))SO2Cl2＋H2SO4蒸馏(6)取少量产品在干燥条件下加热至硫酰氯完全挥发，剩余物质冷却并用水稀释。取少量所得的溶液滴加紫色石蕊溶液，溶液变红；再另取少量溶液滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀。解析(4)当装置A中生成氯气1.12L(已折算成标准状况)时，氯气的物质的量为0.05mol，由于硫酰氯的产率为44%，则生成硫酰氯的物质的量为0.05mol×44%＝0.022mol，所以最终得到纯净的硫酰氯的质量为0.022mol×135g·mol－1＝2.97g。(5)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，由质量守恒可知，该反应的化学方程式为2ClSO3Heq\o(=,\s\up7(△))SO2Cl2＋H2SO4，硫酸沸点高，由题中信息可知，硫酰氯的沸点较低，故分离两种产物的方法是蒸馏。(6)欲设计实验验证硫酰氯的工业品中含有少量硫酸，可根据硫酸的组成和性质用题给试剂进行检验。6．(1)ClOeq\o\al(－,3)＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O(2)①b②I2易升华，也会使湿润淀粉­KI试纸变蓝湿润的淀粉试纸湿润的淀粉试纸无明显变化解析(1)加入0.20mLNaClO3后，溶液颜色变为深黄色，淀粉­KI试纸不变色，取深黄色溶液加入四氯化碳进行萃取，下层溶液呈紫色，说明氯酸根离子具有氧化性能氧化碘离子为单质碘，反应的离子方程式为：ClOeq\o\al(－,3)＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O。(2)①取少量实验4中的无色溶液进行如图实验，无色溶液中加入试剂X变为黄色，加入四氯化碳萃取得到下层紫红色溶液，说明生成了碘单质，加入的试剂具有还原性，能和碘酸根离子发生氧化还原反应生成碘单质，碘水中含碘单质，不能验证，故a不符合要求；NaHSO3溶液具有还原性，可与碘酸根离子发生氧化还原反应生成碘单质，故b符合要求；NaClO3过量，KI可与NaClO3发生氧化还原反应生成碘单质，不能证明含有碘酸根离子，故c不符合要求；高锰酸钾溶液具有氧化性，不与碘酸根离子反应，不能证明含有碘酸根离子，故d不符合要求。②由于碘单质易升华，碘单质也可以使淀粉­KI试纸变蓝，仅通过湿润淀粉­KI试纸变蓝的现象不能说明生成Cl2，补充了如下实验：将实验4中的湿润淀粉­KI试纸替换为湿润的淀粉试纸，在滴加0.30mL1.33mol·L－1NaClO3溶液后，发现湿润的淀粉试纸无明显变化，则进一步验证实验4中生成了Cl2。7．(1)⑫→⑪→⑨→⑩⑩←⑨←⑦(2)进水吸收逸出