PAGE9-富集在海水中的元素——鹵素(Cl、Br、I)(建議用時：35分鐘)A級基礎達標1．水處理包括水的凈化、殺菌消毒、蒸餾等。其中常見的殺菌消毒劑包括氯氣、臭氧、漂白粉等。游泳場館往往用臭氧、活性炭對游泳池進行消毒和凈化。下列說法中正確的是()A．臭氧、活性炭處理水的原理相同B．氯氣是一種常用的消毒劑，用氯氣消毒的水也可以用于配制各種化學試劑C．氯氣和二氧化硫都具有漂白性，等體積的兩者混合會提高漂白的效率D．漂白粉長期露置在空氣中會失效D[A項，臭氧具有氧化性，活性炭具有吸附性，二者的漂白原理不同，錯誤；B項，氯水中含有氯氣、HClO、H＋、Cl－等多種粒子，如配制硝酸銀溶液時會導致藥品變質，錯誤；C項，氯氣和二氧化硫發生氧化還原反應，生成硫酸和鹽酸，漂白效率降低，錯誤；D項，漂白粉的主要成分為次氯酸鈣，可與空氣中二氧化碳反應生成不穩定的次氯酸，易變質，正確。]2．(2024·西安八校聯考)CsICl2常用于化學上的分子篩技術，它既有氧化性又有還原性，下列有關說法正確的是()A．CsICl2有氧化性，是因為Cs顯＋3價B．CsICl2有還原性，是因為含有較強還原性的I－C．酸性高錳酸鉀溶液中滴加CsICl2溶液，溶液褪色D．在CsICl2溶液中滴加HNO3，可生成Cl2C[CsICl2中Cs為＋1價，I為＋1價，Cl為－1價，CsICl2具有氧化性，是因為I顯＋1價，A項錯誤；CsICl2具有還原性，是因為含有較強還原性的Cl－，B項錯誤；酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，滴加CsICl2溶液，Cl－與MnOeq\o\al(－,4)在酸性條件下發生氧化還原反應，MnOeq\o\al(－,4)被還原為Mn2＋，溶液褪色，C項正確；硝酸不能將Cl－氧化為Cl2，故在CsICl2溶液中滴加HNO3，無Cl2生成，D項錯誤。]3．試驗室利用CuCl2·2H2O熱分解制備CuCl(在空氣中易被氧化)并對分解產物的性質進行探究的裝置(夾持儀器略)如圖所示。下列有關敘述不正確的是()A．干燥HCl的作用是防止生成的CuCl被氧化，可用干燥的N2代替B．干燥管中無水CuSO4的作用是檢驗生成物水蒸氣C．潮濕藍色石蕊試紙先變紅后褪色，可用品紅溶液代替D．NaOH溶液的作用是汲取尾氣，但該裝置簡單導致倒吸A[干燥HCl不僅可防止CuCl被氧化，還可抑制CuCl2·2H2O在脫水過程中發生水解，故不能用N2代替，A項錯誤；CuCl2·2H2O受熱分解生成水蒸氣，白色無水CuSO4固體遇水蒸氣變為藍色，B項正確；潮濕的藍色石蕊試紙的作用是檢驗生成的Cl2，可用品紅溶液代替，C項正確；HCl及生成的Cl2均極易溶解于NaOH溶液，玻璃管干脆插入NaOH溶液中簡單導致倒吸，D項正確。]4．下列試驗操作、現象和結論均正確的是()選項試驗操作現象結論A用雙氧水滴定KI淀粉溶液溶液變藍達到滴定終點B向食用加碘鹽中加入食醋和KI溶液，再加入CCl4振蕩，靜置下層呈紫紅色該食用加碘鹽中含有KIO3C用潮濕的淀粉碘化鉀試紙鑒別NO2、溴蒸氣試紙變藍該氣體為溴蒸氣D最終試管中有淺黃色沉淀有機物中含有溴原子B[A項，KI淀粉溶液一般作為指示劑，用雙氧水滴定KI淀粉溶液無法判定終點，試驗不合理；B項，在酸性環境中，KIO3與KI反應生成I2，正確；C項，NO2溶于水變為硝酸，硝酸也具有強氧化性，也可使淀粉碘化鉀試紙變藍，錯誤；D項，加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的堿，錯誤。]5．(2024·惠州模擬)已知反應ⅰ.4KI＋O2＋2H2O=4KOH＋2I2反應ⅱ.3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O，某同學進行如下試驗：①取久置的KI固體(呈黃色)溶于水配成溶液；②馬上向上述溶液中滴加淀粉溶液，溶液無明顯改變；滴加酚酞后，溶液變紅；③接著向溶液中滴加硫酸，溶液馬上變藍。下列分析合理的是()A．試驗②說明久置的KI固體中不含有I2B．堿性條件下，I2與淀粉顯色的速率快于其與OH－反應的速率C．試驗③中溶液變藍的可能緣由為IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2OD．若向淀粉KI試紙上滴加硫酸，一段時間后試紙變藍，則證明該試紙上存在IOeq\o\al(－,3)答案：C6．某探討性學習小組的同學利用MnO2、濃鹽酸反應來制取干燥的氯氣并驗證其有無漂白性，所用裝置(數量可滿意須要，不含制氣裝置)如下圖，下列說法正確的是()A．按氣流流淌的先后依次，裝置連接依次依次為dacbeB．按氣流流淌的先后依次，裝置連接依次依次為dabaeC．裝置e的主要用途是制備NaClOD．試驗中運用到了裝置c，從其布條褪色可說明潮濕的氯氣有漂白性B[為確定干燥氯氣有無漂白性，須要進入到裝置b中的氯氣中不含HCl及水蒸氣，故應先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸除去水，為防止裝置e中的水蒸氣進入裝置b中，在裝置b、e之間還應加裝一個裝置a，尾氣用NaOH溶液汲取，A、C錯誤，B正確；由裝置b中現象可推斷Cl2有無漂白性，不須要運用裝置c，且潮濕有色布條褪色是因氯氣與水反應生成的HClO引起的，D錯誤。]7.(2024·太原模擬)下列試驗操作不能達到相應試驗目的的是()A．將氯水用CCl4充分萃取，將干燥的紅布條分別浸入分層后的溶液中，證明氯水中起漂白作用的不是氯氣B．向2mL品紅溶液和2mL加入少許醋酸的品紅溶液中分別滴入3滴NaClO的84消毒液，視察紅色褪色的快慢，證明溶液酸性越強84消毒液的氧化實力越強C．溴酸鉀溶液中加入少量苯，然后通入少量氯氣振蕩，靜置后有機層呈橙色，證明氧化性：Cl2＞Br2D．向足量含淀粉的碘化鉀溶液中滴加2滴氯水，溶液變藍，證明還原性：I－＞Cl－C[KBrO3與Cl2反應生成Br2，說明KBrO3的氧化性強于Cl2 ，不能說明Cl2的氧化性強于Br2。]8．(2024·專家原創)制備NaClO溶液(試驗裝置如圖所示)(1)裝置Ⅰ中發生反應的離子方程式為___________________________________________________________________________________________。(2)裝置Ⅱ中豎直的長玻璃管的作用是___________________________________________________________________________________________。(3)用冰水浴限制溫度在30℃的主要目的是防止生成NaClO3，若限制不當會形成NaCl、NaClO、NaClO3、NaOH的共存體系，則下列推斷正確的是________(填標號)a．n(NaCl)∶n(NaClO)∶n(NaClO3)可能為11∶6∶1b．溶液中n(Na＋)∶n(Cl－)可能為2∶1c．標準狀況下通入2.24LCl2，反應轉移的電子數可能為0.2NA解析：(1)依據題圖和題意，簡單得出答案2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－=5Cl2↑＋2Mn2＋＋8H2O。(2)豎直的長玻璃管與大氣相通，可以起到平衡壓強的作用，防止壓強過大引起儀器炸裂。(3)依據得失電子守恒可以知a正確；當Cl2與NaOH反應只生成NaClO、NaCl和H2O時，n(Na＋)∶n(Cl－)＝2∶1，當Cl2與NaOH反應生成NaClO3、NaCl和H2O時，n(Na＋)∶n(Cl－)＝6∶5，由于混合物中還存在NaOH，故b正確；依據極端假設法，0.1molCl2完全反應轉移的電子數應介于0.1NA～eq\f(0.5,3)NA之間，不行能為0.2NA，c錯誤。答案：(1)2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－=5Cl2↑＋2Mn2＋＋8H2O(2)平衡氣壓，防止壓強過大引起儀器炸裂(3)ab9．(2024·云南七校聯考)某化學愛好小組利用如圖裝置制取氯氣并探究其有關性質。(1)裝二氧化錳的儀器的名稱是________。(2)正確連接裝置后，如何檢驗A裝置的氣密性________。(3)室溫下，將多余的Cl2用100mL1.7mol·L－1的NaOH溶液完全汲取。對汲取后的溶液進行分析化驗，測得其pH等于13(不考慮反應前后溶液的體積改變)，ClO－和ClOeq\o\al(－,3)的物質的量濃度之比為5∶1。請回答：①汲取氯氣消耗的NaOH的物質的量為________mol。②被氧化的氯氣的物質的量為________mol。(4)通二氧化硫和氯氣一段時間后，甲同學試驗過程中品紅溶液幾乎不褪色，而乙同學的試驗現象是品紅溶液隨時間的推移變得越來越淺。試依據該試驗裝置和兩名同學的試驗結果回答問題。①試分析甲同學試驗過程中，品紅溶液不褪色的緣由：______________________________________________________________________________________________________________________，其涉及反應的離子方程式為_______________________________________________________________________________________________。②你認為乙同學是怎樣做到讓品紅溶液變得越來越淺的？___________________________________________________________。(5)下列裝置可用于尾氣處理的是(夾持儀器已略去)________(填序號)。(6)請你幫該小組同學設計一個試驗，證明裝置B中的Na2SO3已被氧化：______________________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)用止水夾夾住A、B之間的橡膠管，打開A裝置中分液漏斗的活塞與旋塞，向其中注水。若一段時間后，液面不再下降，說明氣密性良好；反之，則氣密性差。(3)①反應前NaOH的物質的量為0.1L×1.7mol·L－1＝0.17mol，反應后溶液pH等于13，則反應后氫氧化鈉的物質的量濃度為0.1mol·L－1，故反應后NaOH的物質的量為0.1L×0.1mol·L－1＝0.01mol，汲取氯氣消耗的NaOH的物質的量為0.17mol－0.01mol＝0.16mol。②ClO－和ClOeq\o\al(－,3)的物質的量濃度之比為5∶1，發生的反應為8Cl2＋16NaOH=5NaClO＋NaClO3＋10NaCl＋8H2O，則反應掉的氯氣的物質的量為0.16mol×eq\f(8,16)＝0.08mol，其中被氧化的氯氣生成ClO－和ClOeq\o\al(－,3)，物質的量為0.08mol×eq\f(6,16)＝0.03mol。(4)①氯氣、二氧化硫和水反應生成鹽酸和硫酸，鹽酸和硫酸沒有漂白性，所以限制SO2和Cl2按物質的量之比1∶1進氣，反應的離子方程式為SO2＋Cl2＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋4H＋。②讓氯氣或二氧化硫過量可使品紅溶液變得越來越淺，所以限制SO2和Cl2進氣的物質的量，使之不相等。(5)廣口瓶密閉，且導管沒有伸入液面下，故a錯誤；導管沒有伸入液面下，故b錯誤；濃硫酸不能用來汲取SO2、Cl2，故c錯誤；二氧化硫和氯氣都能與氫氧化鈉溶液反應，且該裝置可防倒吸，所以該裝置可用于SO2、Cl2的尾氣處理，故d正確。(6)證明Na2SO3已被氧化相當于檢驗B中溶液中存在硫酸根離子，試驗方法為取少量B中溶液于試管中，向其中滴加稀鹽酸至不再產生氣體，再向其中滴加氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，則證明B中的亞硫酸鈉已被氧化。答案：(1)圓底燒瓶(2)用止水夾夾住A、B之間的橡膠管，打開A裝置中分液漏斗的活塞與旋塞，向其中注水。若一段時間后，液面不再下降，說明氣密性良好；反之，則氣密性差(3)①0.16②0.03(4)①限制SO2和Cl2按物質的量之比1∶1進氣SO2＋Cl2＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋4H＋②限制SO2和Cl2進氣的物質的量，使之不相等(5)d(6)取少量B中溶液于試管中，向其中滴加稀鹽酸至不再產生氣體，再向其中滴加氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，則證明B中的亞硫酸鈉已被氧化(其他合理答案均可)B級實力提升10．(2024·清華中學模擬)CuCl2廣泛應用于工業生產，溶于水形成綠色溶液。CuCl晶體呈白色，難溶于水，露置于潮濕空氣中易被氧化。試驗室用如圖所示的試驗儀器及藥品來制備純凈、干燥的氯氣并與粗銅(含雜質鐵)反應制備氯化銅(鐵架臺、鐵夾及酒精燈省略)。回答下列問題：(1)完成該試驗，按氣流方向連接各儀器接口的依次是a→________、________→________、________→______、________→________；試驗時，圓底燒瓶中發生反應的離子方程式為_______________________________。盛粗銅粉的試管中現象是______________________________________。(2)試驗完畢，取試管中的固體用鹽酸溶解后，欲提純氯化銅，可向溶液中加入過量________。(填物質化學式，已知室溫下Fe(OH)3沉淀完全的pH為3.2)(3)向制得的氯化銅溶液中通入SO2，加熱一段時間即可制得CuCl，寫出該反應的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)KMnO4與濃鹽酸反應制得的氯氣中含有HCl、水蒸氣，通過飽和食鹽水、濃硫酸后可得到純凈、干燥的氯氣，純凈、干燥的氯氣與粗銅(含雜質鐵)反應后，過量的氯氣用NaOH溶液汲取，故按氣流方向連接各儀器接口的依次是a→d、e→j、h→f、g→b。KMnO4與濃鹽酸反應，MnOeq\o\al(－,4)被還原為Mn2＋，Cl－被氧化為Cl2，反應的離子方程式為2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。(2)試驗完畢，試管中的固體用鹽酸溶解后，得到CuCl2和FeCl3的混合溶液，欲除去FeCl3，可以向混合溶液中加入CuO[或CuCO3或Cu(OH)2CO3]，降低溶液中c(H＋)，使Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋不斷正向進行，從而將Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀除去，同時不引入新的雜質離子。(3)向氯化銅溶液中通入SO2，CuCl2轉化為CuCl，SO2轉化為SOeq\o\al(2－,4)，依據得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒配平離子方程式：2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O2CuCl↓＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。答案：(1)dejhfgb2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O產生大量棕黃色的煙(2)CuO[或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3](3)2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O△,2CuCl↓＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)11．(2024·專家原創)一氧化二氯(Cl2O)是一種氯化劑和氧化劑，極易溶于水，與水反應生成HClO，遇有機物易燃燒或爆炸。利用如圖裝置可制備Cl2O。甲乙丙丁戊己已知Cl2O的部分性質如表：熔點沸點制備方法－120.62.02HgO＋2Cl2=Cl2O＋HgCl2·HgO(1)裝置甲的作用是為該制備反應供應Cl2，寫出該裝置中制備Cl2的離子方程式：______________________________________________________________________________________________________________________。(2)裝置乙的作用是________________，裝置丙的集氣瓶中盛有的試劑是________。(3)裝置戊中的特型燒瓶內盛有玻璃絲，玻璃絲上附著有HgO粉末，其中玻璃絲的作用是___________________________________________________。(4)裝置戊和裝置己之間的裝置為玻璃連接裝置，而不是橡膠管，其緣由是___________________________________________________________。(5)氨的沸點為－33.4℃，熔點為－77.7℃，則裝置己中收集到的產物為________(填“固體”“液體”或“氣體”)物質。若試驗起先前稱量裝置戊中的玻璃絲與HgO的混合物的質量為ag，試驗結束后玻璃絲及其附著物的質量為bg，則制備的Cl2O為(6)尾氣中的有毒氣體成分是________，可用________汲取除去。解析：(1)依據裝置甲的特點可知該裝置中濃鹽酸與MnO2反應制備Cl2，反應的離子方程式2Cl－＋4H＋＋MnO2Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O。(2)用濃鹽酸制備的Cl2中含HCl