PAGE11-富集在海水中的元素——氯一、選擇題1.(2024·綿陽模擬)常用Cl2給自來水消毒。某學生用自來水配制下列物質的溶液,不會使藥品明顯變質的是 ()A.石蕊溶液B.硝酸銀C.氫氧化鈉D.氯化鋁【解析】選D。Cl2溶于水會發生反應:Cl2+H2OHCl+HClO,HClO可使石蕊溶液褪色;HCl與AgNO3反應:AgNO3+HClAgCl↓+HNO3;Cl2與NaOH溶液反應:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;Cl2、HCl、HClO均不與AlCl3反應。2.試驗室既可用濃鹽酸與MnO2在加熱時反應制備Cl2,也可用KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應制備Cl2,下列有關說法不正確的是 ()A.KMnO4的氧化性比MnO2的強B.制備Cl2的整個試驗過程中,最終用NaOH溶液汲取氯氣,目的是制備NaClOC.用排氣法收集不須要利用其他試劑就能確定集氣瓶中已收集滿氣體D.Cl2能使潮濕的有色布條褪色【解析】選B。比較反應的條件即可說明KMnO4的氧化性強于MnO2,A正確;Cl2有毒,須要用堿溶液汲取尾氣,B錯誤;當整個集氣瓶充溢黃綠色時表明已收集滿了,C正確;Cl2與水反應生成HClO,具有漂白性,D正確。3.如圖所示:若關閉閥門Ⅰ,打開閥門Ⅱ,讓一種含氯氣的氣體經過甲瓶后,通入乙瓶,布條不褪色;若關閉閥門Ⅱ,打開閥門Ⅰ,再通入這種氣體,布條褪色。甲瓶中所盛的試劑可能是 ()①濃硫酸;②飽和氯化鈉溶液;③亞硫酸鈉溶液;④飽和碳酸氫鈉溶液A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④【解析】選D。Cl2與H2O反應生成的HClO具有漂白作用。氣體通過甲瓶后不能使有色布條褪色,可能有兩個緣由:一是甲瓶中溶液將Cl2干燥,二是甲瓶中溶液能汲取Cl2。濃硫酸吸水,Na2SO3溶液、飽和NaHCO3溶液都能與Cl2發生反應。4.甲、乙、丙三種溶液中各含有一種X-(X-為Cl-、Br-、I-中的一種),向甲溶液中加入淀粉溶液和新制氯水,則溶液變為橙色,再加入丙溶液,顏色無明顯改變。則甲、乙、丙依次含有的鹵素離子是 ()A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl-C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-【解析】選B。依據鹵素單質氧化性強弱和X-還原性強弱的改變規律可知,X2的氧化性:Cl2>Br2>I2,X-的還原性:Cl-<Br-<I-。溴水呈橙色,碘單質能使淀粉溶液變藍。由此可以推斷出:在甲中加入淀粉溶液和新制氯水,溶液不變藍色,而呈現橙色,可說明甲中有Br-,而無I-,發生反應Cl2+2Br-Br2+2Cl-,再加入丙溶液,顏色無明顯改變,可證明丙中無I-,由此可知甲中含有Br-,乙中含有I-,丙中含有Cl-。二、非選擇題5.氯水中含有多種成分,因而具有多種性質,依據氯水分別與如圖四種物質發生的反應填空(a、b、c、d重合部分代表物質間反應,且氯水足量)。(1)能證明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。

(2)c過程中的現象是________,b過程中反應的離子方程式為_________。

(3)a過程中反應的化學方程式為

______________________________。

【解析】氯水中Cl2能氧化FeCl2,H+與Na2CO3、石蕊作用,Cl-能與Ag+生成AgCl,氯水成分中的HClO,具有漂白性,能使石蕊溶液褪色。答案:(1)d(2)產生白色沉淀2H++CO32-H2O+CO(3)Cl2+2FeCl22FeCl36.(2024·棗莊模擬)某化學試驗小組為探究氯氣漂白原理,設計了以下試驗裝置:各儀器中試劑或試紙:a—濃鹽酸;b—KMnO4固體;c—無水CaCl2;d—H2O;e—干燥的品紅試紙(1)將a中濃鹽酸擠入試管中,發生反應的化學方程式為________________。

(2)儀器c的名稱為________,固體也可用________代替。

(3)當試管e中充溢黃綠色氣體時,視察到品紅試紙顏色________(填“有”或“沒有”,下同)改變,將注射器中的水注入e中,視察到品紅試紙顏色________改變,由視察到的現象得出該試驗的結論為______________________________。

(4)注射器在試驗中除了可向試管e中加水,還有________的作用。

【解析】(1)高錳酸鉀和濃鹽酸發生氧化還原反應生成氯氣,反應的化學方程式為2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。(2)c為干燥管,用于干燥氯氣,可裝有P2O5或硅膠,一般不用無水CuSO4。(3)干燥的氯氣不具有漂白性,干燥的試紙不褪色,但加入水后,氯氣和水反應生成具有漂白性的次氯酸,試紙褪色。(4)反應后裝置內有剩余的氣體,為防止污染空氣,可向上拉針栓,從試管中抽出氯氣,起到儲存尾氣的作用,防止尾氣的污染。答案:(1)2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(2)球形干燥管P2O5(或硅膠)(3)沒有有干燥的氯氣不能使品紅試紙褪色,氯氣溶于水后,和水反應生成的HClO具有漂白性,能使品紅試紙褪色(4)防止Cl2進入空氣中污染環境7.(2024·成都模擬)為了探究新制飽和氯水的組成和性質而進行了下列科學試驗,請依據要求回答問題:(1)請寫出新制飽和氯水中含有氯元素的物質的化學式:________________________________________________。

(2)若不再進行更多的試驗,請說明能快速推斷氯水中含有Cl2的主要依據:____________________________。

(3)取適量新制飽和氯水滴入品紅溶液后溶液褪色,可得出氯氣與水反應的產物具有漂白性,請你評價該結論是否合理?__________。若不合理,請說明理由(若合理,則無需填寫):________________________________。

(4)先視察了氯水的外觀性質以后,又用膠頭滴管將該氯水逐滴滴入含有酚酞的NaOH溶液中,邊滴邊振蕩,并連續視察現象,發覺溶液的紅色漸漸褪去而得到無色溶液。依據預料,試驗中溶液紅色褪去的緣由可能有兩種,請用簡要的文字說明:①__________________________。②______________________________。

他們又要通過試驗進一步探究溶液紅色褪去的緣由原委是上述中的①還是②。[試驗步驟]取試管內的無色溶液3mL盛于另一支干凈的試管中,________________,振蕩試管。

[試驗現象及結論]若____________,則證明溶液紅色褪去的緣由是①而不是②;

若____________,則證明溶液紅色褪去的緣由是②而不是①。

【解析】(1)溶于水的Cl2,一部分與H2O發生化學反應生成HCl和HClO,另一部分以Cl2的形式溶解于水中。(2)氯水因Cl2的存在而顯淺黃綠色,氯水顯淺黃綠色就是其中含有Cl2的依據。(3)將氯水滴入品紅溶液后溶液褪色,不能得到氯氣與水反應的產物具有漂白性的結論。因為沒有事先證明干燥的氯氣無漂白性。(4)溶液的紅色是酚酞與NaOH相互作用的結果。若沒有酚酞,NaOH溶液呈無色;若沒有NaOH,酚酞溶液也呈無色。由“(1)”中的分析可知,新制的氯水中既含有以顯強酸性為主的HCl,又含有以顯強氧化性為主的HClO。可滴加NaOH溶液來驗證紅色褪去的緣由。滴入少量NaOH后溶液顯紅色,說明還存在酚酞,紅色褪去的緣由是HCl和HClO與NaOH發生了反應;若加入NaOH不再顯紅色,說明溶液中不存在酚酞,即酚酞已被HClO氧化。答案:(1)Cl2、HCl、HClO(2)氯水顯淺黃綠色(3)不合理沒有事先證明干燥的氯氣無漂白性(4)①HCl和HClO中和了NaOH②HClO氧化了酚酞[試驗步驟]再向試管內滴加2滴NaOH溶液[試驗現象及結論]復原紅色仍為無色(答案合理即可)一、選擇題1.(2024·恩施模擬)下列關于氯及其化合物的說法中錯誤的是 ()A.新制的氯水應放在棕色的試劑瓶中B.新制氯水可使石蕊試液先變紅后褪色C.氯氣在參加的化學反應中只能作為氧化劑D.漂白粉可由Cl2通入消石灰中制備,其有效成分是Ca(ClO)2【解析】選C。A.氯水中的次氯酸見光易分解,新制氯水通常保存在棕色試劑瓶中,故A正確;B.氯水中含有鹽酸具有酸性,能夠使紫色的石蕊變紅色,氯水中含有次氯酸具有漂白性,能夠使紅色褪去,故B正確;C.Cl2與NaOH溶液發生歧化反應,既作氧化劑,又作還原劑,故C錯誤;D.漂白粉是由氯氣通入石灰乳制得,漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,其中Ca(ClO)2可以反應生成HClO,為漂白粉的有效成分,故D正確。2.檢驗某未知溶液中是否含有氯離子(Cl-),正確的操作是 ()A.向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀產生B.向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀產生,加入鹽酸,沉淀不消逝C.向未知溶液中加入稀硝酸酸化后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀產生D.向未知溶液中加入稀鹽酸酸化后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀產生【解析】選C。A操作不正確,它不能解除CO32-等的干擾;B操作不正確,因為Ag2CO3與HCl反應時,生成的AgCl仍是白色沉淀;C操作正確;D操作用鹽酸酸化,加入了Cl-,無法確定原溶液中是否有【方法規律】檢驗鹵素離子的干擾離子及解除方法(1)干擾離子CO32-:CO32-+2Ag+Ag2CO3↓(白),Ag2CO3+2HNO32AgNO3+H2O+CO2↑,故檢驗Cl-時,(2)干擾離子PO43-:AgI、AgBr和Ag3PO4是淡黃色或黃色沉淀,而Ag3PO4可溶于稀硝酸,故檢驗Br-、I-時,先加AgNO3溶液,再加稀硝酸防止PO43-的干擾,反應離子方程式為Ag++Br-AgBr↓(淡黃色),I-+Ag+AgI↓3.某溶液中含有的溶質是FeBr2、FeI2,若先向該溶液中通入肯定量的氯氣,再向反應后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液變為紅色,則下列敘述正確的是 ()①原溶液中的Br-肯定被氧化;②通入氯氣之后原溶液中的Fe2+肯定有部分或全部被氧化;③不能確定通入氯氣后的溶液中是否存在Br-;④若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液充分振蕩,靜置、分液,向上層溶液中加入足量的AgNO3溶液,只產生白色沉淀,說明原溶液中的I-、Fe2+、Br-均被完全氧化。A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②③④【解析】選B。經過分析,先反應的離子是碘離子,其次是二價鐵離子,最終是溴離子。加硫氰化鉀溶液后變為紅色,證明已經有三價鐵離子生成,所以碘離子已經反應完,而二價鐵離子和溴離子不能確定。【方法規律】向FeBr2、FeI2混合溶液中通入氯氣,由于還原性:I->Fe2+>Br->Cl-,I-、Fe2+、Br-均能被氯氣氧化,遵循氧化還原反應的先后規律,先是I-被氧化,再是Fe2+被氧化,后是Br-被氧化。4.(2024·成都模擬)已知KMnO4在常溫下與濃鹽酸反應生成Cl2,如圖是用KMnO4與濃鹽酸反應制取Cl2的簡易裝置,下列敘述不正確的是 ()A.在試管①中盛有飽和食鹽水,用試管②收集Cl2B.用試管①收集Cl2,試管②可防止NaOH溶液倒吸入試管①中C.③用于汲取多余的Cl2,防止污染環境D.用該裝置收集到的Cl2中會混有HCl氣體和水蒸氣【解析】選A。依據導管的進出長短可知試管①用于收集Cl2,試管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中,NaOH溶液汲取多余的Cl2,防止污染環境,①中收集到的Cl2不純,混有HCl和水蒸氣。二、非選擇題5.為了更深刻地相識鹵素的性質,某化學小組對鹵素及其化合物的制備和性質進行如下探究試驗,依據試驗回答問題。[試驗一]氯氣的制取(1)該小組擬用如圖試驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣,并完成與金屬鐵的反應(夾持儀器略去,下同)。每個虛線框表示一個單元裝置,請用文字描述將下列裝置的錯誤之處改正。__________________________________________________________。

[試驗二]探究氯化亞鐵與氧氣反應的產物已知氯化亞鐵的熔點為674℃,沸點為1023℃;三氯化鐵在100℃左右時升華,極易水解。在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發生下列反應,12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2,該化學小組選用下圖部分裝置(裝置可以重復選用)進行氯化亞鐵與氧氣反應產物的探究。(2)試驗裝置的合理連接依次為A→________→E。

(3)假設加熱裝置中完全反應,則反應后剩余固體的化學式是________。請設計試驗方案驗證你的假設__

__________________________________________。

(4)簡述將F中的固體配成溶液的操作方法

___________________________。

[試驗三]鹵素化合物之間反應試驗條件限制探究(5)在不同試驗條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。下面是該小組設計的一組試驗數據記錄表(試驗限制在室溫下進行):試管標號12340.20mol·L-1KI溶液/mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0mol·L-1H2SO4溶液/mL03.06.09.0蒸餾水/mL9.06.03.00試驗現象①該組試驗的目的是__________________________________________。

②2號試管反應完全后,取少量2號試管中的溶液滴加淀粉溶液后顯藍色,假設還原產物只有KCl,寫出反應的離子方程式___________________________。

【解析】(1)濃鹽酸具有揮發性,制得的氯氣中含有HCl、水蒸氣,除去HCl用飽和食鹽水,故②中試劑換為飽和氯化鈉溶液,除去水蒸氣,③中導管改為進步短出,氯氣和金屬鐵反應,④中試管口加一出氣導管。(2)A為O2的發生裝置,制得的氧氣中含有水蒸氣,由于三氯化鐵極易水解,因此須要對制得的氧氣進行干燥,故先通過盛有堿石灰的D干燥,氯化亞鐵與氧氣反應的產物為Fe2O3、FeCl3、Cl2,通過F冷卻可以收集到FeCl3,生成的氯氣用裝置E汲取,F、E之間再加D裝置防止E中的水蒸氣進入F。(3)驗證Fe2O3的試驗操作為取樣少許加入稀鹽酸使其完全溶解,再加入幾滴KSCN溶液,呈現紅色。(4)F中的固體為FeCl3,配制FeCl3溶液,要抑制FeCl3的水解。(5)①四組試驗中,只有硫酸的濃度不同,因此試驗的目的是探究其他條件相同時,酸度對反應產物的影響。②滴加淀粉溶液后顯藍色,說明有I2生成,由I-→I2,失e-,ClO3-→Cl-,得6e-,依據得失電子守恒,I-、ClO3-的化學計量數分別為6、1,可得:6I-+ClO3-3I2+Cl-,再依據電荷守恒和原子守恒配平離子方程式為ClO3-+6I-+6H+Cl答案:(1)②中試劑換為飽和氯化鈉溶液,③中導管改為進步短出,④中試管口加一出氣導管(答案合理即可)(2)D→B→F→D(3)Fe2O3取樣少許加入稀鹽酸使其完全溶解,再加入幾滴KSCN溶液,呈現紅色。(4)先把F中的固體溶解于濃鹽酸中,然后加水稀釋(5)①探究其他條件相同時,酸度對反應產物的影響②ClO3-+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2【加固訓練】某化學小組同學發覺84消毒液(主要成分為NaClO)與潔廁劑(主要成分為鹽酸)室溫下混合有Cl2生成,于是嘗試在試驗室利用該反應原理制取Cl2。(1)用次氯酸鈣、濃鹽酸為原料,利用如圖裝置制取Cl2。裝置中儀器a的名稱為________。

甲同學為證明Cl2溶于水有酸性物質生成,將發生裝置產生的氣體干脆通入適量水中,并加入NaHCO3粉末,有無色氣泡產生。乙同學認為不合理,理由是

______________________。

(2)經查閱資料得知:無水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。設計如下裝置制備無水FeCl3。①下列操作步驟的正確依次為________(填字母)。

a.體系冷卻后,停止通入Cl2b.通入干燥的Cl2趕盡裝置中的空氣c.在鐵屑下方加熱至反應完成d.用干燥的H2趕盡Cl2e.檢驗裝置的氣密性②該試驗裝置