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第11讲富集在海水中的元素氯A组基础题组1.下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述不正确的是()A.NaClO发生水解反应,使溶液呈碱性B.用 NaOH 溶液吸收Cl2可得到该溶液C.该溶液有漂白杀菌作用,可用于环境消毒D.该溶液与洁厕灵(主要成分为HCl)混合,去污效果更佳2.(2018北京海淀期末)以氯酸钠(NaClO3)等为原料制备亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如下:下列说法中,不正确的是()A.反应1中,每生成1 mol ClO2有0.5 mol SO2被氧化B.从母液中可以提取Na2SO4C.反应2中,H2O2作氧化剂D.采用减压蒸发可能是为了防止NaClO2受热分解3.利用海水提取溴和镁的过程如下,下列说法不正确的是()A.工业溴中含少量Cl2,可用NaOH溶液除去B.工业上常利用电解熔融MgCl2冶炼金属镁C.富集溴元素过程中,空气吹出法利用了溴易挥发的性质D.若提取1 mol Br2,至少需要标准状况下44.8 L的Cl24.某校学生利用以下装置验证氯气与氨气之间的反应(部分装置已略去)。其中A、B分别为氯气和氨气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。请回答下列问题:(1)装置A中发生反应的离子方程式为。(2)装置B中浓氨水与NaOH混合可制取氨气,其原因是。(3)装置C中氯气和氨气相遇,有浓厚的白烟并在容器内壁凝结,同时生成一种可参与生态循环的无毒气体,该反应的化学方程式为。此反应可用于检查输送氯气的管道是否漏气。(4)将装置C中反应生成的固体溶于水,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为。5.(2018北京海淀期中)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,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下使红纸褪色的情况,做了如下实验:步骤1:将5 mL市售“84”消毒液稀释至100倍,测得稀释后溶液的pH=12;步骤2:将稀释后溶液各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:烧杯溶液的pH现象a1010 min后,红纸基本不褪色;4 h后红纸褪色b710 min后,红纸颜色变浅;4 h后红纸褪色c410 min后,红纸颜色变得更浅;4 h后红纸褪色已知,溶液中Cl2、HClO和ClO-物质的量分数()随溶液pH变化的关系如下图所示:由实验现象可获得以下结论:溶液的pH在410范围内,pH越大,红纸褪色。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。一种制备ClO2的方法是用SO2通入硫酸酸化的NaClO3溶液中,反应的离子方程式为。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1/3,每生成0.5 mol ClO2,转移mol e-。B组提升题组6.(2017北京理综,8)下列变化中,气体被还原的是()A.二氧化碳使Na2O2固体变白B.氯气使KBr溶液变黄C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀7.(2018北京朝阳期中)向两份等体积、等浓度,pH不同的FeSO4溶液中逐滴加入NaClO溶液,实验测得溶液pH随加入NaClO溶液体积变化曲线如下图,实验现象如下表。下列说法不正确的是()实验实验现象滴入V1 mL NaClO溶液产生大量红褐色沉淀滴入V1 mL NaClO溶液,溶液变黄,未见沉淀,继续滴加出现红褐色沉淀A.ab段主要反应的离子方程式为2Fe2+ClO-+5H2O2Fe(OH)3+Cl-+4H+B.de段主要反应的离子方程式为ClO-+H+HClOC.c、f点pH接近的主要原因是ClO-+H2OHClO+OH-D.向c点溶液中加入过量的浓盐酸,沉淀溶解并有刺激性气味的气体放出8.(2017北京海淀期中,19)某实验小组同学模拟工业制碘的方法,探究ClO3-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试纸颜色10.05 mL浅黄色无色20.20 mL深黄色无色30.25 mL浅黄色蓝色40.30 mL无色蓝色(1)取实验2后的溶液,进行如下实验:经检验,上述白色沉淀是AgCl。写出加入0.20 mL NaClO3溶液后,溶液中ClO3-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IO3-。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:取少量实验4中的无色溶液进行以下实验,进一步佐证其中含有IO3-。其中试剂X可以是(填字母序号)。a.碘水b.KMnO4溶液c.NaHSO3溶液有同学提出,仅通过湿润淀粉KI试纸变蓝的现象不能说明生成Cl2,便补充了如下实验:将实验4中的湿润淀粉KI试纸替换为湿润的淀粉试纸,再滴加0.30 mL 1.33 molL-1 NaClO3溶液后,发现湿润的淀粉试纸没有明显变化。进行以上对比实验的目的是,进一步佐证实验4中生成了Cl2。获得结论:NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是(用离子方程式表示)。(3)小组同学继续实验,通过改变实验4中硫酸溶液的用量,获得如下实验结果:编号6.0 molL-1 H2SO4溶液用量试管中溶液颜色淀粉KI试纸颜色50.25 mL浅黄色无色60.85 mL无色蓝色对比实验4和5,可以获得的结论是。用离子方程式解释实验6的现象:。9.某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl36H2O能否反应产生Cl2。实验操作和现象:操作现象点燃酒精灯,加热.A中部分固体溶解,上方出现白雾.稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴.B中溶液变蓝(1)现象中的白雾是,形成白雾的原因是。(2)分析现象,该小组探究黄色气体的成分,实验如下:a.加热FeCl36H2O,产生白雾和黄色气体。b.用KSCN溶液检验现象和a中的黄色气体,溶液均变红。通过该实验说明现象中黄色气体含有。(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外,推测还可能的原因是:实验b检出的气体使之变蓝,反应的离子方程式是。实验证实推测成立。溶液变蓝的另外一种原因是:在酸性条件下,装置中的空气使之变蓝。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案。(4)为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2,提出两种方案,均证实了Cl2的存在。方案1:在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C。方案2:将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液;检验Fe2+。现象如下:方案1B中溶液变为蓝色方案2B中溶液呈浅橙红色;未检出Fe2+方案1的C中盛放的试剂是。方案2中检验Fe2+的原因是。综合方案1、2的现象,说明选择NaBr溶液的依据是。(5)将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2,A中产生Cl2的化学方程式是。答案精解精析A组基础题组1.DNaClO和NaCl的混合溶液与洁厕灵(主要成分为HCl)混合,会发生氧化还原反应产生氯气,降低去污效果。2.CC项,由图可知,反应2中ClO2参加反应生成NaClO2,氯元素化合价由+4价降低为+3价,所以H2O2作还原剂。3.AA项,Br2和Cl2均能与NaOH溶液反应。4.答案(1)MnO2+4H+2Cl- Mn2+Cl2+2H2O(2)在氨水中有下列平衡:NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-,NaOH固体溶于水放热,使得氨气的溶解度减小,同时增大了溶液中的c(OH-),促使化学平衡逆向移动(3)3Cl2+8NH3 6NH4Cl+N2(4)c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)解析(1)装置A中发生反应的离子方程式为MnO2+4H+2Cl- Mn2+Cl2+2H2O;(2)浓氨水与NaOH混合制取氨气的原理为:在氨水中存在平衡:NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-,NaOH固体溶于水放热,使得氨气的溶解度减小,同时增大了溶液中的c(OH-),促使化学平衡逆向移动;(3)氯气和氨气反应的化学方程式为3Cl2+8NH3 6NH4Cl+N2;(4)装置C中生成的固体是氯化铵,氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)。5.答案(1)HClO(2)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(3)越慢(或“越困难”)b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,褪色较慢(4)SO2+2ClO3-2ClO2+SO42-0.5解析(1)氯水中HClO具有强氧化性、漂白性。(2)工业上氯气通入NaOH溶液中制备“84”消毒液的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(3)依据实验记录表中数据知,溶液的pH在410范围内,pH越大,红纸褪色越慢。观察溶液中Cl2、HClO和ClO-物质的量分数()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,反应速率较慢,褪色较慢。(4)用SO2通入硫酸酸化的NaClO3溶液中制备ClO2的离子方程式为SO2+2ClO3-2ClO2+SO42-。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-。B组提升题组6.BA项,在CO2与Na2O2的反应中,CO2既不被氧化又不被还原;C项,乙烯与Br2的反应既是加成反应,又是氧化还原反应,反应中乙烯作还原剂被氧化;D项,氨气与AlCl3溶液的反应是非氧化还原反应。7.B观察图像,结合实验现象分析知,de段主要反应的离子方程式为2Fe2+ClO-+2H+2Fe3+Cl-+H2O。8.答案(1)ClO3-+6I-+6H+ Cl-+3I2+3H2O(2)c排除易升华的I2对湿润淀粉KI试纸检验Cl2的干扰 2ClO3-+I2 Cl2+2IO3-(3)ClO3-和I-的反应规律与H+(或H2SO4)的用量有关6ClO3-+5I-+6H+ 3Cl2+5IO3-+3H2O解析(1)加入CCl4后,下层溶液为紫色,说明原深黄色溶液中含有I2;取上层清液滴加AgNO3溶液产生AgCl,说明上层清液中含有Cl-,则ClO3-与I-反应的离子方程式为ClO3-+6I-+6H+ Cl-+3I2+3H2O。(2)能将IO3-还原为I2的物质一定具有还原性;原实验中湿润淀粉KI试纸变蓝色,有可能是I2升华引起的,为排除其对Cl2检验的干扰,应将湿润淀粉KI试纸改为湿润的淀粉试纸做对比实验。(3)实验4和5中H2SO4的用量不同,产物不同,故ClO3-和I-的反应规律与H2SO4的用量有关;实验6增大了硫酸用量,由实验现象推知此时的产物是Cl2和IO3- ,故反应的离子方程式为6ClO3-+5I-+6H+ 3Cl2+5IO3-+3H2O。9.答案(1)盐酸小液滴(盐酸酸雾)加热时,FeCl3发生水解反应产生HCl,HCl挥发出来遇水蒸气形成白雾(2)FeCl3(3)2Fe3+2I- I2+2Fe2+在KI-淀粉溶液中滴加少量盐酸,放置在空气中,观察溶液能否变蓝(4)饱和食盐水通过未检出Fe2+,说明是Cl2氧化Br-而不是Fe3+氧化的,证明了黄色气体中一定有Cl2氧化性强弱顺序:Cl2Br2Fe3+(5)2FeCl36H2O+MnO2 Fe2O3+MnCl2+Cl2+2HCl+11H2O解析(1)FeCl36H2O受热分解产生水,同时FeCl3水解生成HCl,HCl和H2O结合成盐酸小液滴,所以会观察到白雾。(2)黄色气体遇KSCN溶液变红,说明含有Fe3+,所以黄色气体中应含有FeCl3。(3)Fe3+具有氧化性,I-具有还原性,二者反应生成I2,可使淀粉溶液变蓝。另取一支试管,加入KI-淀粉溶液,再滴入几滴盐酸,在空气中放置。若溶液变蓝,则推测成立,否则不成立。(4)C的作用是除去FeCl3,所以应选用饱和NaCl溶液。检验Fe2+可确定Fe3+能否将Br-氧化。由方案2的现象可知,Cl2可以氧化Br-,Fe3+不能氧化Br-,所以可以选择NaBr溶液检验黄色气体中是否含有Cl2。(5)反应物为MnO2和FeCl36H2O,生成物中有Fe2O3、MnCl2和Cl2,依据得失电子守恒和原子守恒即可写出反应的化学方程式。
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