01第15讲氯及其化合物【答案】听课手册

第五单元化工生产中的重要非金属元素第15讲氯及其化合物考点一●夯实必备知识2.第三周期第ⅦA族得到(1)2Fe+3Cl22FeCl3棕黄棕黄苍白Cl2+2KI2KCl+I2Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HClCl2+2FeCl22FeCl3(2)Cl2+H2OH++Cl-+HClOCl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O3.(1)H—O—Cl弱2HClO2HCl+O2↑棕色(2)CaCl2和Ca(ClO)2Ca(ClO)22Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O碱氧化Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO(3)NaClOCl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O4.①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O⑤HClO+NaOHNaClO+H2O⑥Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O⑦2Fe+3Cl22FeCl3⑨Fe+2HClFeCl2+H2↑(其他合理答案均可)【对点自测】(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×(8)√[解析](1)氯水中的次氯酸见光或受热分解生成HCl和氧气,氯水酸性增强,氧化性减弱,正确。(2)氯气与水的反应是可逆反应,错误。(3)氯水具有漂白性,不能用pH试纸测定其pH,错误。(5)Fe与氯气反应只能生成FeCl3,错误。(7)漂白粉具有强氧化性,可作自来水的消毒剂,而明矾是通过Al3+水解生成的氢氧化铝胶体吸附水中的悬浮杂质而达到净水的目的,二者作用原理不同,错误。(8)氯气通入品红溶液中,溶液褪色,是由于氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,正确。●提升关键能力题组一1.B[解析]活性炭具有吸附性,可以吸附氯气,氯气和活性炭同时使用,漂白效果会减弱,A错误;氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐,B正确;氯水中的次氯酸具有漂白性,不能用pH试纸测定氯水的pH,C错误;铁与氯气在加热条件下才能反应,D错误。2.D[解析]向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸,发生反应2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,a处发生反应Cl2+2KI2KCl+I2,生成的I2使淀粉变蓝,表明氧化性:Cl2>I2,b处发生反应Cl2+2NaBr2NaCl+Br2,表明氧化性:Cl2>Br2,不能说明氧化性:Br2>I2,A错误;c处发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,HCl具有酸性,HClO具有漂白性,所以浸有蓝色石蕊溶液的滤纸先变红后褪色,可以说明氯气与水反应生成酸性和漂白性物质,B错误;d处氯气与水反应生成的酸性物质能中和NaOH,也可以使之出现对应的实验现象,C错误;e处变红色是因为氯气氧化Fe2+生成Fe3+,Fe3+与SCN-作用生成红色物质,表明发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,则还原性:Fe2+>Cl-,D正确。题组二3.B[解析]氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色是因为溶解了氯气,A正确;向NaHCO3饱和溶液中加入足量氯水,有无色气泡产生,是因为HCO3-与氯水中的H+发生反应生成水和二氧化碳,B错误;红色纸条褪色,说明氯水具有漂白性,C正确;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应2FeCl2+Cl22FeCl3,说明氯水具有氧化性,D4.氯水中存在反应:Cl2+H2OHCl+HClO,由于HClO不稳定,见光易分解:2HClO2HCl+O2↑,使O2体积分数增加,Cl2与水不断反应和HClO分解生成的HCl使溶液中c(Cl-)增大逐渐减小,最终保持不变题组三5.C[解析]向部分变质的漂粉精中加入浓盐酸,发生反应:ClO-+2H++Cl-Cl2↑+H2O、CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。红色纸花褪色,表明漂粉精中仍含有Ca(ClO)2,Ca(ClO)2与盐酸反应生成的Cl2溶于水,生成的HClO具有漂白性,A错误;ClO-+2H++Cl-Cl2↑+H2O为氧化还原反应,CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑为复分解反应,没有发生化合反应,B错误;浓盐酸与Ca(ClO)2发生反应生成Cl2,浓盐酸中的氯元素被氧化,C正确;由A项反应方程式可知反应中生成的气体有Cl2、CO2,D错误。6.B[解析]实验①中次氯酸钠和盐酸反应生成氯化钠、氯气和水,发生的主要反应是ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O,A正确;实验②溶液变蓝,说明I-被次氯酸钠氧化为I2,次氯酸钠溶液显碱性,发生的主要反应为ClO-+2I-+H2OCl-+I2+2OH-,B错误;ClO-具有氧化性,Fe2+具有还原性,Fe2+与ClO-发生氧化还原反应生成Fe3+和Cl-,Fe3+遇KSCN溶液,溶液变红,所以还原性:Fe2+>Cl-,C正确;ClO-水解使溶液显碱性,Al3+水解使溶液显酸性,二者的水解相互促进,D正确。题组四7.A[解析]根据氯元素的“价—类”二维图可知:a、b、c、d分别为HCl、Cl2、ClO2、HClO。由分析可知a为HCl,HCl属于共价化合物,其形成过程为H×+·Cl....:,A错误;若e为钠盐,即e为NaCl,利用难挥发性酸制取易挥发性酸的原理,实验室可用NaCl和浓硫酸加热制取少量气态HCl,B正确;部分Cl2和水反应生成HCl和HClO,Cl2+H2OHCl+HClO,Cl2的水溶液中加入CaCO3,HCl与CaCO3反应促进Cl2和水的反应平衡正向移动,可以提高HClO的产量,C正确;c为ClO2,它的杀菌消毒能力强,可作为一种新型自来水消毒剂,D正确。8.D[解析]反应①中阳极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,A正确;反应②为氯气和氢氧化钙的反应,化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,B正确;题述过程中反应①②③均为氧化还原反应,反应④为化合反应,反应⑤为复分解反应,C正确;制备漂粉精过程中,Cl2在反应③中转化为Cl2O时还有NaCl生成,Cl原子最终没有完全转化为Ca(ClO)2,因此Cl的原子利用率小于100%,D错误。考点二●夯实必备知识1.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O①2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O②KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O③K2Cr2O7+14HCl(浓)2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O④Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O(3)①蓝②先变红后褪色【对点自测】(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√(6)×[解析](1)MnO2与浓盐酸制取Cl2的反应需加热,利用H2O2分解制取O2时,MnO2作催化剂,反应不需要加热,装置不相同,错误。(2)MnO2只能与浓盐酸反应,当盐酸浓度减小到一定程度时,反应就停止,故稀盐酸与MnO2不反应,正确。(5)由于都是氧化浓盐酸生成氯气,所以根据反应条件可知氧化性的强弱,正确。●提升关键能力题组一1.A[解析]KMnO4与浓盐酸反应不需要加热即可制取氯气,A项正确;MnO2与1mol·L-1的稀盐酸共热不反应,B项错误;干燥Cl2时Cl2应从长管进入,C项错误;Cl2、HCl均与Na2CO3饱和溶液反应,D项错误。2.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)c—d—b—a—e(3)HClO向溶液中加入过量稀硝酸,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-[解析](1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2加热制取Cl2,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,用浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气。(3)氯水久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验Cl-的方法为向溶液中加入过量稀硝酸,排除CO32-、HCO3-等离子的干扰,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成题组二3.C[解析]装置Ⅰ中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,装置Ⅱ中的饱和食盐水可以除去氯气中混有的HCl气体,将氯气通入NaOH溶液中可以制备84消毒液。装置Ⅰ中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,Cl2使湿润的蓝色石蕊试纸褪色是因为Cl2和水反应生成的HClO具有漂白性,Cl2没有漂白性,A错误;NaCl的溶解度只受温度的影响,Ⅱ中溶液出现浑浊,是因为氯离子浓度增大,NaCl的溶解度不变,B错误;装置Ⅱ中的饱和食盐水可以除去氯气中混有的HCl气体,HCl会和NaClO反应生成NaCl和HClO,若无装置Ⅱ,则制取的84消毒液中NaClO的纯度下降,C正确;浓盐酸和MnO2生成氯气的反应需要加热,该装置没有加热设备,不能用MnO2代替KMnO4制取84消毒液,D错误。4.(1)平衡气压,使浓盐酸顺利滴下NaOH溶液Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O(2)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶[解析](1)装置A中盛装浓盐酸的仪器为恒压滴液漏斗,支管a的作用是平衡气压,使浓盐酸顺利滴下;装置C的作用是吸收未反应的Cl2,应选用NaOH溶液;Ca(ClO)2和浓盐酸在装置A中发生归中反应生成Cl2,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O。(2)锰酸钾在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO2↓+4OH-,一部分MnO42-转化为MnO2,导致最终KMnO4的产率低,而浓盐酸易挥发,会中和装置B中的碱,导致装置B中浓强碱溶液的浓度减小,故改进措施是在装置教考衔接2【链接高考】1.A[解析]利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;实验室制得的氯气中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水氯化钙干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;氯气的密度大于空气,能用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;H2可以在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,瓶口产生白雾,氯气将氢气氧化,验证了氯气的氧化性,D不符合题意。2.(1)圆底烧瓶饱和食盐水(2)水浴加热Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O避免生成NaClO3(3)吸收尾气(Cl2)AC(4)过滤少量(冷)水洗涤(5)紫小于[解析]本题考查了氯气的制备、除杂、尾气吸收,用氯气在不同的温度条件下制备KClO3、NaClO,同时还考查了物质氧化性强弱的比较等。实验装置分析:整套装置的最左端为氯气的发生装置,利用二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下制取氯气,由于盐酸具有挥发性,导致氯气中含有杂质HCl和水蒸气。其中,氯气中的杂质气体HCl会影响后面的KClO3和NaClO的制备,故而需要用饱和食盐水(a中盛放的试剂)除去氯气中的HCl杂质。b为氯气与KOH溶液在加热(热水浴)条件下制取KClO3的装置,发生的反应为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。c为氯气与NaOH溶液在较低温度下制取NaClO的装置,发生的反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。d为尾气的吸收装置,可防止污染环境,吸收氯气可用还原性物质或碱性溶液。(1)盛放二氧化锰固体的仪器为圆底烧瓶。除去氯气中的HCl杂质可用饱和食盐水。(2)b中采用的是水浴加热。c装置中的离子反应方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,c中采用冰水浴冷却的目的是防止氯气和NaOH溶液在较高温度下生成NaClO3。(3)d装置中应盛放还原性物质或碱性物质,故符合条件的试剂为AC。(4)从溶液中获得晶体可采用的方法步骤为冷却结晶→过滤→洗涤→干燥等。(5)1号试管中的KClO3溶液不能将I-氧化为单质I2,而2号试管中的NaClO溶液可将I-氧化为I2,故氧化性:KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后,静置一段时间可观察到液体分为两层,由于四氯化碳的密度大于水的密度,则碘的四氯化碳溶液在下层,呈紫色。经典真题·明考向1.A[解析]氯气与强碱反应时,有部分氯气发生还原反应,同时也有部分氯气发生氧化反应,因此氯气既是氧化剂又是还原剂,A正确;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,B错误;NaClO是强碱弱酸盐,因ClO-水解使溶液呈碱性:ClO-+H2OHClO+OH-,而NaClO用作消毒剂是因其氧化性,C错误;漂白粉的有效成分次氯酸钙与盐酸混合,会发生氧化还原反应生成有毒的氯气,所以不能混合使用,D错误。2.B[解析]漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl),有效成分是次氯酸钠,A正确;ClO-水解生成HClO,水解方程式为ClO-+H2OHClO+OH-,使漂白液呈碱性,B不正确;通入CO2后,发生反应NaClO+CO2+H2ONaHCO3+HClO,漂白液消毒能力增强,C正确;次氯酸不稳定,次氯酸盐较稳定,所以稳定性NaClO溶液>HClO溶液,D正确。3