高考化学 氯及其化合物 培优 易错 难题练习(含答案)及答案解析
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高考化学氯及其化合物培优易错难题练习(含答案)及答案解析
一、高中化学氯及其化合物
1.已知X、Y均为有刺激性气味的气体,且几种物质间有以下转化关系,部分产物未标出。
请回答下列问题。
(1)写出下列各物质的化学式:
X______、Y______、A______、B______、C______。
(2)反应①的离子方程式为____________。
【答案】Cl2 SO2HCl H2SO4FeCl3 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
【解析】
【分析】
A与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀,A中含Cl-;B与盐酸酸化的BaCl2溶液反应产生白色沉淀,B中含SO42-;又根据X、Y均为有刺激性气味的气体,且X能与Fe反应,则X为Cl2,Y为SO2,A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
【详解】
(1)分析可知,X为Cl2,Y为SO2,A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
(2)反应①为氯化铁与二氧化硫发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=
2Fe2++SO42-+4H+。
2.下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中甲、乙、丙、丁为常见单质,其余均为化合物。
A是一种常见的液态化合物,B是具有磁性的氧化物,D和丁既能和酸反应又能和碱反应,乙在丙中燃烧产生苍白色火焰,H在空气中很容易被氧化为I2。
它们的转化关系如下:(有些反应的条件和部分产物为注明)
(1)写出下列物质化学式:B_________,F_______________;
(2)写出反应①的化学方程式:____________________;
(3)H在空气中很容易被氧化为I,该过程的实验现象是__________________;
(4)将足量的CO2通入E溶液中,离子方程式是___________________。
(5)将G的饱和溶液滴入沸水中得红褐色液体,该液体具有的性质有__________。
A.具有丁达尔现象
B.红褐色液体可用过滤的方法纯化
C.液体中分散质微粒直径小于1nm
D.取适量液体加入K2SO4溶液会产生红褐色沉淀
【答案】Fe3O4 FeCl2 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2白色沉淀逐渐变为灰绿色,最终变为红褐色沉淀 AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3- AD
【解析】
【分析】
甲、乙、丙、丁为常见单质,其余均为化合物,A是一种常见的液态化合物,则A为
H2O,B是具有磁性的氧化物,则B为Fe3O4,D和丁既能和酸反应又能和碱反应,则丁为Al,D为Al2 O3 ,E为NaAlO2 ,乙在丙中燃烧产生苍白色火焰,则C为HCl,结合转化关系可知,甲为Fe,乙为H2,F为FeCl2 ,H在空气中很容易被氧化成I,则H为Fe(OH)2 ,I为F(OH)3 ,G为FeCl3 。
【详解】
(1)通过以上分析知,B、F分别是Fe3O4;FeCl2;
(2)A与甲反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;
(3)H为Fe(OH)2,I为F(OH)3 ,氢氧化亚铁是白色沉淀、氢氧化铁是红褐色沉淀,氢氧化亚铁不稳定,极易被空气中氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀,看到的现象是白色沉淀逐渐变为灰绿色,最终变为红褐色沉淀;
(4)E是偏铝酸钠,足量二氧化碳通入偏铝酸钠溶液中反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,离子方程式为AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(5)将G的饱和溶液滴入沸水中得红褐色液体,该液体是Fe(OH)3胶体,具有丁达尔效应,其分散质直径在1-100nm之间,能透过滤纸但不能透过半透膜,能和电解质溶液发生聚沉现象,选项AD正确。
3.物质A~K有如图的转化关系,其中D、E为气体单质,A、H为常见金属。
试回答(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出):
(1)写出下列物质的化学式:D是________, I是______。
(2)写出“C→F”反应的离子方程式:______________________________________。
(3)写出反应“J→K”的离子方程式:____________________________________。
(4)在溶液I 中滴入NaOH 溶液,可观察到的现象是______________________________。
【答案】H 2 FeCl 2 ()3+
3243Al 3NH H O=Al OH 3NH ⋅↓+++ ()33Fe 3OH =Fe OH ↓+-+ 产生白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色
【解析】
【分析】
黄绿色气体E 为Cl 2,红褐色沉淀K 为Fe(OH)3,金属H 与溶液B 反应得到I ,I 能被氯气氧化得到J ,J 与氢氧化钠反应得Fe(OH)3,可推知H 为Fe 、B 为盐酸、I 为FeCl 2,J 为FeCl 3,故B 为HCl 、气体单质D 为H 2,金属A 与盐酸反应得到C 为盐,能与氨气反应得到白色沉淀F ,且白色沉淀F 溶于氢氧化钠溶液得到G ,可推知A 为Al 、C 为AlCl 3、F 为Al(OH)3、G 为NaAlO 2,据此解答。
【详解】
(1)由上述分析可知,D 为H 2,I 为FeCl 2,
故答案为:H 2;FeCl 2;
(2)C 为AlCl 3,其与NH 3·
H 2O 反应生成氢氧化铝和氯化铵,其离子反应方程式为:()3+3243Al 3NH H O=Al OH 3NH ⋅↓+++;
故答案为:()3+
3243Al 3NH H O=Al OH 3NH ⋅↓+++; (3)J 为FeCl 3,其与NaOH 溶液反应生成氢氧化铁和氯化钠,其离子反应方程式为:()33Fe 3OH =Fe OH ↓+-+,
故答案为:()33Fe 3OH =Fe OH ↓+-
+; (4)I 为FeCl 2,其与NaOH 溶液反应会生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁极易被空气氧化而生成氢氧化铁,其现象为:产生白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色,
故答案为:产生白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色。
4.室温下,A 是常见的金属单质、单质B 是黄绿色气体、单质C 是无色气体.在合适反应条件下,它们可以按下面框图进行反应;E 溶液是无色溶液,F 是淡绿色溶液.B 和C 反应发出苍白色火焰.请回答:
(1)B 是 ______ ,C 是 ______ (请填写化学式);
(2)反应①的化学方程式 ______ ;
【答案】Cl 2 H 2 2Fe+3Cl 2 点燃 2FeCl 3
【分析】
A 是常见的金属单质、单质
B 是黄绿色气体,为氯气,单质
C 是无色气体,B 和C 反应发出苍白色火焰,说明C 为氢气,则E 为氯化氢,E 溶液为盐酸,盐酸和A 反应生成氢气和F ,F 为淡绿色溶液,说明为氯化亚铁,A 为铁。
D 为氯化铁。
【详解】
A 是常见的金属单质、单质
B 是黄绿色气体,为氯气,单质
C 是无色气体,B 和C 反应发出苍白色火焰,说明C 为氢气,则E 为氯化氢,E 溶液为盐酸,盐酸和A 反应生成氢气和F ,F 为淡绿色溶液,说明为氯化亚铁,A 为铁。
D 为氯化铁。
(1)B 为氯气,Cl 2,C 为氢气,H 2;
(2)反应①的化学方程式为2Fe+3Cl 2
点燃 2FeCl 3。
【点睛】
掌握无机推断题的突破口,注意常见物质的颜色和特性,如氯气为黄绿色气体,氢气为无色气体,苍白色火焰为氯气和氢气反应时的现象等。
5.现有A 、B 、C 三种气体,A 是密度最小的气体,B 在通常情况下呈黄绿色,纯净的A 可以在B 中安静地燃烧生成C 。
把气体B 通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D 。
请据此回答下列问题:
(1)写出下列各反应的化学方程式
①纯净的A 在B 中安静地燃烧生成C_______________
②将气体B 通入到水中:__________。
③将气体B 通入到NaOH 溶液中:_______________________
④将气体B 通入到适量石灰乳中:_______________________
(2)把三种气体分别通入酸性硝酸银溶液中,出现白色沉淀的气体是________(用字母表示)。
(3)将白色浑浊物D 溶于水得到澄清溶液,分别取适量该澄清液两份。
①向第一份中滴加碳酸钠溶液观察到出现沉淀,发生反应的化学方程式为
______________、________。
②向第二份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,会观察到____________(填现象)。
③白色浑浊物D 因具有漂白性又称为______________,该物质在空气中容易变质的原因为_______________(用化学方程式表示)。
【答案】H 2+Cl 2=点燃
2HCl Cl 2+H 2O ⇌
HCl +HClO Cl 2+2NaOH=NaCl +NaClO +H 2O 2Cl 2+2Ca(OH)2=CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O BC CaCl 2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaCl Ca(ClO)2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaClO 生成白色沉淀 漂白粉 Ca(ClO)2+H 2O +CO 2=2HClO +CaCO 3、2HClO =光照2HCl +O 2↑
【解析】
A 是密度最小的气体,应为H 2,
B 在通常情况下呈黄绿色,应为Cl 2,纯净的A 可以在B 中安静地燃烧生成D ,则D 为HCl ,把气体Cl 2通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D ,则D 为CaCl 2和Ca(ClO)2的混合物,结合对应物质的性质解答该题。
【详解】
A 是密度最小的气体,应为H 2,
B 在通常情况下呈黄绿色,应为Cl 2,纯净的A 可以在B 中安静地燃烧生成D ,则D 为HCl ,把气体Cl 2通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D ,则D 为CaCl 2和Ca(ClO)2的混合物,
(1)①A 与B 反应是氢气在点燃条件下与氯气反应生成氯化氢,反应方程式为:H 2+Cl 2=点燃2HCl ,
故答案为:H 2+Cl 2=点燃2HCl ;
②氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的方程式为:Cl 2+H 2O ⇌
HCl+HClO , 故答案为:Cl 2+H 2O ⇌
HCl+HClO ; ③氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的方程式为:
Cl 2+2NaOH ═NaCl+NaClO+H 2O ,
故答案为:Cl 2+2NaOH ═NaCl+NaClO+H 2O ;
④氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应的方程式为:2Cl 2+2Ca (OH )2═CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O ,
故答案为:2Cl 2+2Ca(OH)2═CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O ;
(2)氯气溶于水会生成盐酸能与硝酸银生成氯化银沉淀,HCl 与硝酸银反应生成氯化银沉淀,
故答案为:BC ;
(3)①D 为CaCl 2和Ca(ClO)2的混合物,滴加碳酸钠溶液发生的化学反应为CaCl 2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaCl 、Ca(ClO)2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaClO ,
故答案为:CaCl 2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaCl 、Ca(ClO)2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaClO ; ②向第二份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,氯离子和银离子反应生成氯化银白色沉淀,
故答案为:生成白色沉淀;
③因为具有漂白性又称为漂白粉;在空气中容易与二氧化碳、水发生反应变质,其反应的方程式为:Ca(ClO)2+H 2O +CO 2=2HClO +CaCO 3、2HClO =光照
2HCl +O 2↑;
故答案为:漂白粉;Ca(ClO)2+H 2O +CO 2=2HClO +CaCO 3、2HClO =光照2HCl +O 2↑。
【点睛】
氯气是一种强氧化剂,与水或是碱都发生歧化反应,本题考察氯气及其化合物的性质,解题时需注意化学方程式的书写。
6.现有A 、B 、C 、D 四种气体,A 是密度最小的气体,B 在通常情况下呈黄绿色,把四种
气体分别通入硝酸银和稀硝酸混合溶液中,通入B、D气体时立即出现白色沉淀,纯净的A 可以在B中安静的燃烧,发出苍白色的火焰并生成D。
把无色无刺激气味的气体C通入澄清石灰水时变浑浊。
(1)ABCD的化学式分别为:A ___________,B_________,C __________,
D___________。
(2)写出下列各反应的离子方程式:
B与水_________________________________________________。
B与NaOH溶液_________________________________________。
C与澄清石灰水_________________________________________。
D与AgNO3溶液_______________________________________。
【答案】H2 Cl2 CO2 HCl Cl2+H2O=H++Cl-+HClO Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O CO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2O Ag++Cl-=AgCl↓
【解析】
【分析】
A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D,反应生成HCl,则D为HCl,把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊,应为CO2,结合对应物质的性质解答该题。
【详解】
A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D,反应生成HCl,则D为HCl,把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊,应为CO2;
(1)由以上分析可知,A为H2,B为Cl2,C为CO2,D为HCl;
(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的离子方程式为:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-═Cl-+ClO-
+H2O;二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水,反应的离子方程式为:CO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2O;稀HCl与AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀,反应的离子方程式为:Ag++Cl-=AgCl↓。
7.有X、Y、Z三种元素①X、Y、Z的单质在常温下均为气体;②X单质可以在Z单质中燃烧,生成物为XZ,其中火焰为苍白色;③XZ极易溶于水,电离出X+和Z﹣,其水溶液可使蓝色石蕊试液变红;④每2个X2分子可与1个Y2分子化合生成2个X2Y分子,X2Y在常温下为液体;⑤Z单质溶于X2Y中所得溶液具有漂白作用。
(1)推断元素符号X_____、Y_____、Z_____;
(2)化合物XZ的电子式为_____,X2Y属于_____(填离子化合物、共价化合物、共价分子);
(3)写出XZ(写化学式)的电离方程式_____;写出XZ(写化学式)与Ca(ClO)2反应的化学方程式_____。
【答案】H O Cl 共价化合物 HCl=H++Cl- Ca(ClO)2+2HCl=2HClO+CaCl2
【解析】
【分析】
有X、Y、Z三种元素,由①X、Y、Z的单质在常温下均为气体、②X的单质在Z的单质中燃烧,生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色、③XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z﹣.XZ的水溶液可使石蕊试液变红可知,X为H,Z为Cl,XZ为HCl;由④两分子X的单质可与一分子Y的单质化合生成两分子X2Y,X2Y常温下为液体,则Y为O,X2Y为H2O;⑤X2Y为
H2O,Cl2溶于H2O中,反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白作用;据以上分析进行解答。
【详解】
有X、Y、Z三种元素,由①X、Y、Z的单质在常温下均为气体、②X的单质在Z的单质中燃烧,生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色、③XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z﹣.XZ的水溶液可使石蕊试液变红可知,X为H,Z为Cl,XZ为HCl;由④两分子X的单质可与一分子Y的单质化合生成两分子X2Y,X2Y常温下为液体,则Y为O,X2Y为H2O;⑤X2Y为
H2O,Cl2溶于H2O中,反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白作用;
(1)根据分析可知,X为H,Y为O,Z为Cl元素;
(2)XZ为HCl,HCl为共价化合物,其电子式为;X2Y为H2O,水分子中只含有共价键,属于共价化合物;
(3)XZ为HCl,属于强电解质,其电离方程式为:HCl=H++Cl﹣;HCl与Ca(ClO)2反应生成次氯酸和氯化钙,该反应的化学方程式为:Ca(ClO)2+2HCl=2HClO+CaCl2。
【点睛】
盐酸溶液显酸性,能够使紫色石蕊试液变红;氯水成分有:Cl2、 HCl、 HClO 、H2O等,溶液具有酸性、氧化性和漂白性,因此氯水能够使紫色石蕊试液变红(H+作用),后溶液褪色(HClO的漂白作用),而氯气本身没有漂白作用。
8.如图,反应①为常温下的反应,A、C、D中均含有氯元素,且A中氯元素的化合价介于C和D中氯元素的化合价之间,E在常温下为无色无味的液体,F是淡黄色固体,G为常见的无色气体。
请回答下列问题:
(1)A、G的化学式分别为_______________、________________。
(2)写出A与Fe反应的化学方程式___________________ 。
(3)写出反应②的化学方程式______________________。
(4)己知A是一种重要的化工原料,在工农业生产和生活中有着重要的应用。
请根据所学知识回答下列问题。
①将A通入紫色石蕊试液中,观察到的现象是________________;请写出A与水反应的化学方程
式。
②A与石灰乳反应制得的漂白粉的有效成分是_________(填化学式);该物质在空气中失效的原因______(用化学方程式表示)。
【答案】Cl2、O2 2Fe+3Cl2=2FeCl3 (点燃) 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑先变红后褪色
Cl2+H2O=HCl+HClO Ca(C1O)2 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,2HClO=2HCl+O2↑(光) 【解析】
试题分析:E常温下为无色无味的液体,应为H2O,F为淡黄色粉末,应为Na2O2,则G为O2,B为NaOH,A、C、D均含氯元素,且A中氯元素的化合价介于C与D之间,应为Cl2和NaOH的反应,生成NaCl和NaClO。
(1)由以上分析可知A为Cl2,G为O2,故答案为Cl2; O2;
(2)Fe在氯气中燃烧的化学方程式为2Fe + 3Cl22FeCl3,故答案为2Fe +
3Cl22FeCl3;
(3)反应②是过氧化钠与水的反应,化学方程式为2Na2O2+2H2O=4 NaOH +O2↑,故答案为2Na2O2+2H2O=4 NaOH +O2↑;
(4)①将氯气通入紫色石蕊试液中,观察到的现象是紫色试液先变红后褪色,氯气与水反应的化学方程式为Cl 2+H2O HCl+HClO,故答案为紫色试液先变红后褪色;
Cl2+H2O HCl+HClO;
②氯气与石灰乳反应制得的漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,该物质在空气中能够与二氧化碳和水蒸气反应失效,化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HclO、
2HClO2HCl+ O2↑,故答案为Ca(ClO)2;Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HclO、
2HClO2HCl+ O2↑。
考点:考查了无机物的推断、氯气的化学性质的相关知识。
9.中学化学常见的物质A、B、C、D之间存在如图所示的转化关系,其中反应条件已省略。
请按要求填空:
(1)若A为黑色固体单质,C、D均能使石灰水变浑浊,则该反应的化学方程式为
_______。
(2)若A为黑色粉末,C能使品红溶液和石蕊试液褪色,则该反应的离子方程式为
_______。
(3)若A为常见的碱,其溶解度随温度的升高而降低,D可作干燥剂,则C的水溶液呈_______ (填“酸性”、“碱性”或“中性”),其原因是_______。
(4)若A为红色金属单质,其质量为1.92g,与过量的B在常温下反应,用容器将全部的无色气体C收集起来,然后倒扣在水中,需通入标准状况下VmL的氧气恰好使C气体完全转化为B,则V=_______。
【答案】2H2SO4+C(浓)=∆ CO2↑+2SO2↑+2H2O MnO2+4H++2Cl- =∆ Mn2++Cl2↑+2H2O碱性氨气溶于水会跟水结合成氨水,氨水发生部分电离,电离出按根离子和氢氧根离子,所以氨气溶
于水后溶液显碱性336
【解析】
【分析】
【详解】
(1)能使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳、二氧化硫,若A为黑色固体单质,C、D 均能使石灰水变浑浊,则A是碳、B是浓硫酸,碳与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫、水,反应的化学方程式为2H2SO4+C(浓)=∆ CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(2)氯气能使品红溶液和石蕊试液褪色,若A为黑色粉末,C能使品红溶液和石蕊试液褪色,则A是MnO2、B是浓盐酸,MnO2和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水,则该反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- =∆ Mn2++Cl2↑+2H2O。
(3)溶解度随温度的升高而降低的碱是氢氧化钙, A为氢氧化钙, D可作干燥剂,D是氯化钙,则B是氯化铵,氢氧化钙和氯化铵反应生成氨气、氯化钙、水,则C是氨气,氨气溶于水会跟水结合成氨水,氨水发生部分电离,电离出按根离子和氢氧根离子,
NH3+H2Oƒ NH3·H2O ƒNH4+ + OH-,所以氨气的水溶液呈碱性。
(4)A为红色金属单质,A是铜,铜与硝酸在常温下反应,生成NO气体,则B是硝酸、C 是NO ,根据反应方程式3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,可得关
系式6Cu~4NO~3O2; 1.92gCu的物质的量是
1.92
64/
g
g mol
=0.03mol,
设需氧气的体积是VL
6Cu~~4NO~~3O2
6mol 67.2L
0.03mol VL
667.2
0.03V
=
V=0.336L=336mL。
10.实验室制取氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
结合氯气的物理性质,判断下列叙述中不正确是________________(填序号)。
①加热盛有二氧化锰、浓盐酸的烧瓶,瓶内充满黄绿色气体。
②氯气的密度比空气大,常用向上排空气法收集氯气。
③闻氯气气味时,用手轻轻在集气瓶口扇动,使极少量氯气飘进鼻孔。
④在充满氯气的集气瓶内加水,盖严后振荡,瓶内气体颜色变浅,液体变为黄绿色。
⑤氯气易液化,在低温和加压的条件下可以转变为液态(液氯)和固态。
⑥氯气、氯水、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物。
【答案】⑥
【解析】
【分析】
结合氯气的物理性质和化学性质解题即可。
【详解】
①二氧化锰和浓盐酸混合加热可制得氯气,而氯气是黄绿色有强烈刺激性气味的有毒气体,故①正确;
②氯气易溶于水且与水反应,可根据其密度比空气大,选择向上排空气法收集氯气,故②正确;
③氯气是有毒气体,则闻氯气气味时,用手轻轻在集气瓶口扇动,使极少量氯气飘进鼻孔,故③正确;
④氯气溶于水所得氯水中含有氯气分子,则在充满氯气的集气瓶内加水,盖严后振荡,瓶内气体颜色变浅,液体变为黄绿色,故④正确;
⑤氯气的熔、沸点比较高,在低温和加压的条件下,氯气易转变为液态(液氯)和固态,故
⑤正确;
⑥氯气、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物,但氯水是氯气的水溶液,属于混合物,故⑥错误;
故答案为⑥。
11.有人提出可以利用海水(含NaCl)和石灰石为原料制取漂白粉,该方法流程如下:
(1)②中的反应物是氯化钠和________,该反应的离子程式为_________。
(2)写出反应④、⑤的化学方程式:_________。
(3)图中反应②③④⑤属于氧化还原反应的是____________。
【答案】水 2Cl-+2H2O通电2OH-+H2↑+Cl2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2、2Cl2+
2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O ②⑤
【解析】
【分析】
(1)②电解氯化钠和水生成氢氧化钠、氢气和氯气;
(2)反应④是氧化钙和水生成氢氧化钙、反应⑤是氯气和氢氧化钙生成氯化钙、次氯酸钙、水。
(3)反应前后有元素化合价改变的反应为氧化还原反应。
【详解】
(1)②电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,②中的反应物是氯化钠和水,反应的离子方程式为2Cl-+2H2O通电2OH-+H2↑+Cl2↑。
(2) 反应④是氧化钙和水生成氢氧化钙,反应的化学方程式是CaO+H2O=Ca(OH)2;反应⑤是氯气和氢氧化钙生成氯化钙、次氯酸钙、水,反应的化学方程式是2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(3)②2Cl-+2H2O通电2OH-+H2↑+Cl2↑、⑤2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O反应中有元素
化合价的变化,属于氧化还原反应,③CaCO3高温
CaO+CO2↑、④CaO+H2O=Ca(OH)2,反
应中没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应。
12.(1)某化工厂用氯气与石灰乳生产漂白粉,该厂出厂产品说明书如下:
①漂白粉长期露置在空气中会变质,写出漂白粉变质过程中涉及的化学方程式______,
____。
②某实验室研究员将完全变质后的漂白粉溶于水,向其中加入足量稀硝酸,收集到标准状况下448mL气体,则该漂白粉中所含有效成份的质量为_____________(假设漂白粉中的其它成份不与硝酸反应)。
(2)将14g Na2O和Na2O2的混合物加入足量的水中充分反应后,生成标准状况下的气体1.12L,所得溶液的体积为400mL。
试计算:原混合物中Na2O的质量为______g,所得溶液的物质的量浓度为______mol·L-1。
【答案】Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO 2HClO2HCl+O2↑ 2.86g 6.2 1.0 【解析】
【分析】
(1)①漂白粉长期露置在空气中与水、二氧化碳反应生成HClO,HClO光照分解而变质;②漂白粉中所含有效成份是次氯酸钙,完全变质后变成碳酸钙,向其中加入足量稀硝酸,生成二氧化碳,根据Ca(ClO)2~CO2计算;
(2)根据生成的氧气的体积计算n(O2),根据反应方程式2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑计算出过氧化钠的物质的量,从而可计算出混合物中过氧化钠、氧化钠的质量;混合物溶于水后都生成NaOH,溶液中的溶质是NaOH,根据Na原子守恒计算n(NaOH),最后计算
c(NaOH)。
【详解】
(1)①漂白粉长期置露在空气中会变质,是因为漂白粉与二氧化碳、水的反应生成次氯酸,次氯酸容易分解,反应分别为Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO、
2HClO2HCl+O2↑,故答案为:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO;
2HClO2HCl+O2↑;
②漂白粉中所含有效成份是次氯酸钙,完全变质后的漂白粉中含有碳酸钙,向其中加入足量稀硝酸,反应生成二氧化碳,根据
Ca(ClO)2~CaCO3~CO2
143g22.4L
m(Ca(ClO)2) 0.448L
有m(Ca(ClO)2)=143g0.448L
22.4L
⨯
=2.86g,故答案为:2.86g;
(2)n(O2)=
1.12L
22.4L/mol=0.05mol,根据反应2Na2O2+2H2O=4Na
++4OH-+O2↑可知,混合物
中过氧化钠的物质的量为:n(Na2O2)=2n(O2)=0.05mol×2=0.1mol,则混合物中过氧化钠的质量为:m(Na2O2)=78g/mol×0.1mol=7.8g,氧化钠的质量为:14g-7.8g=6.2g,
n(Na2O)=
6.2g
62g/mol=0.1mol,n(Na2O2)=0.1mol,混合物溶于水后都生成NaOH,溶液中
的溶质是NaOH,根据Na原子守恒得所得溶液中
n(NaOH)=n(Na+)=2n(Na2O)+2n(Na2O2)=2×(0.1+0.1)mol=0.4mol,c(NaOH)=0.4mol 0.4L
=
1.0mol·L-1,故答案为:6.2;1.0。
13.17.4g MnO2与240 mL 10 mol/L(密度为1.10g/mL)的盐酸(足量)混合加热(不考虑盐酸挥发),使其充分反应后,再向溶液中加入足量的AgNO3溶液。
(已知:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O)
试求:(1)10 mol/L的盐酸的质量分数____________
(2)产生的气体在标准状况下的体积______________;
(3)产生沉淀的质量_________________。
【答案】33.2% 4.48L 287g
【解析】
【分析】
(1)根据c=1000
M
ρω
计算溶液的质量分数;
(2)先计算MnO2、HCl的物质的量,判断哪种物质过量,以不足量的物质为标准计算Cl2的物质的量及体积;
(3)根据Cl元素守恒,计算反应产生的AgCl沉淀的物质的量,然后根据m=n·M计算质量。
【详解】
(1)根据c=1000
M
ρω
可知该溶液的质量分数为
1036.5
ω
10001000 1.10
cM
ρ
⨯
==
⨯
=33.2%;
(2)n(MnO2)=m÷M=17.4g÷87g/mol=0.2mol,n(HCl)=0.24L×10mol/L=2.4mol,n(MnO2):
n(HCl)=0.2mol:2.4mol=1:12,根据反应方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O可知二者反应的物质的量的比是1:4,可见浓盐酸过量,反应产生Cl2要以MnO2为标准,
n(Cl2)= n(MnO2)=0.2mol,所以产生的气体在标准状况下的体积
V(Cl2)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L;
(3)反应反应后溶液中含有Cl-的物质的量为n(Cl-)=2.4mol-2×0.2mol=2mol,向反应后的溶液中加入足量的AgNO3溶液,发生反应Ag++Cl-=AgCl↓,则反应产生沉淀的质量n(AgCl)= n(Cl-)=2mol,则m(AgCl)=2mol×143.5g/mol=287g。
【点睛】
本题考查了物质的量的化学计算,包括物质的量在化学方程式计算的应用、物质的量浓度与质量分数的换算、反应物有过量时的计算等。
掌握基本概念及物质之间的反应转化关系是本题解答的关键,当物质发生反应,两种物质的质量或物质的量都给出时,首先要根据方程式中相应物质转化关系,判断哪种物质过量,然后以不足量的物质为标准计算。
14.(1)通常用小苏打的饱和溶液除去CO2中的HCl,反应的化学方程式为_____,不能用苏打溶液的原因是____(用化学方程式表示)。
(2)在NaBr与NaI的混合液中通入过量的Cl2。
把溶液蒸干后灼烧最后残留的物质是
____。
【答案】NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑ H2O+Na2CO3+CO2═2NaHCO3; NaCl
【解析】
【分析】
(1)氯化氢和碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水;碳酸钠与二氧化碳、HCl都反应,所以不能用碳酸钠除去二氧化碳中的HCl;
(2)向溴化钠、碘化钠的混合溶液中通入足量氯气之后,可生成NaCl、Br2和I2,加热并将溶液蒸干,剩余固体为NaCl.
【详解】
(1)氯化氢和碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,反应方程式为
NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑;碳酸钠与二氧化碳、HCl都反应,所以不能用碳酸钠除去二氧化碳中的HCl,碳酸钠和二氧化碳反应方程式为H2O+Na2CO3+CO2═2NaHCO3,
故答案为:NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑;H2O+Na2CO3+CO2═2NaHCO3;
(2)向溴化钠、碘化钠的混合物溶液中通入足量氯气后,可发生如下反应:
2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2
2NaI+Cl2=2NaCl+I2
溶液蒸干时,Br2易挥发,I2易升华,那么最后剩余的固体是NaCl,
故答案为:NaCl。
15.氯及其化合物在生产生活中都有重要的应用。
(1)已知HClO的杀菌能力比ClO-强。
25℃时将氯气溶于水形成氯气—氯水体系,该体系中Cl2、HClO和ClO-的物质的量分数(a)随pH变化的关系如图所示。
由图分析,要使氯水的杀菌效果最好,应控制溶液的pH范围是_____________,当pH=7.5时,氯水中含氯元素的微粒有_____________________。
(2)工业上用氯气与石灰乳生产漂白粉的化学方程式为_______________________。
(3)二氧化氯(ClO2)是国际上公认的高效、安全的杀菌消毒剂。
工业上制备ClO2的反应为
2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 = K2SO4 + 2ClO2↑+ 2X + 2H2O。
①X的化学式为______________。
②ClO2和Cl2均是生活中常用的消毒剂,ClO2的消毒效率是Cl2的_______倍(消毒效率以物质单位物质的量得到的电子数表示,还原产物均为Cl-。
)
【答案】2 < pH < 6 HClO、ClO-、Cl- 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O CO2 2.5 【解析】
【分析】
(1)HClO的杀菌能力比ClO﹣强,则HClO含量越大其杀菌效果越好;该体系中存在的平衡有氯气和水反应平衡、次氯酸的电离平衡、氯气的溶解平衡;
(2)用氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水;
(3)①工业上制备ClO2的反应原理为:2KCIO3+H2C2 O4+H2SO4=K2SO4+2ClO2+2X+2H2O,原子守恒得到X的化学式;
②每摩尔Cl2得到2mol电子,而每摩尔ClO2得到5mol电子,根据电子守恒分析。
【详解】
(1)HClO的杀菌能力比ClO﹣强,则HClO含量越大其杀菌效果越好,根据图知,pH=2~6时HClO含量较高,所以2 < pH < 6 时漂白效果较好;含氯的物质存在平衡的状态为氯气和水反应,次氯酸电离平衡,液态氯气和气态氯气的平衡等,氯气﹣氯水体系中,存在多个含氯元素的平衡关系,分别用平衡方程式表示为Cl2(aq)+H2O⇌HClO+H++Cl﹣、HClO⇌H++ClO ﹣、Cl2(g)⇌Cl2(aq),当pH=7.5时,氯水中含氯元素的微粒有:HClO、ClO﹣、Cl﹣;
(2)工业上用氯气与石灰乳反应生产漂白粉的化学方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=
CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(3)①工业上制备ClO2的反应原理为:2KCIO3+H2C2 O4+H2SO4=K2SO4+2ClO2+2X+2H2O,原子守恒得到X为CO2;
②ClO2和Cl2的还原产物都为Cl﹣,每摩尔Cl2得到2mol电子,而每摩尔ClO2得到5mol电子,则所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍。