【化学】化学 氯及其化合物的专项 培优练习题及详细答案

【化学】化学 氯及其化合物的专项 培优练习题及详细答案
一、 高中化学氯及其化合物
1．Cl 2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途．将氯气溶于水能形成氯气﹣氯水体系．
完成下列填空：
（1）氯原子最外层电子的电子排布式是__．与电子排布式相比，轨道表示式增加了对核外电子运动状态中__描述．
（2）氢、氯、氧三种元素各能形成一种简单阴离子，按离子半径由大到小的顺序排列这些离子__．
（3）氯气﹣氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，请分别用平衡方程式表示：__．已知HClO 的杀菌能力比ClO ﹣强，氯处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季差，可能原因是__（一种原因即可）．
（4）在氯水中，下列关系正确的是__（选填编号）．
a c （HClO ）+c （ClO ﹣）=c （H +）﹣c （OH ﹣）
b c （H +）=c （ClO ﹣）+c （Cl ﹣）+c （OH ﹣）
c c （HClO ）＜c （Cl ﹣）
d c （Cl ﹣）＜c （OH ﹣）
（5）ClO 2是一种更高效、安全的消毒剂，工业上可用ClO 2与水中的MnCl 2在常温下反应，生成MnO 2和盐酸，以除去水中Mn 2+，写出该反应的化学方程式（需配平）__．有人认为产物MnO 2和盐酸会继续反应生成氯气，这种认识对吗？__（填“对”或“错”），说明理由__．
【答案】3s 23p 5 自旋方向 Cl ﹣、O 2﹣、H ﹣ Cl 2（aq ）+H 2O 垐?噲?HClO+H ++Cl ﹣、
HClO 垐?噲?H ++ClO ﹣、Cl 2（g ）垐?噲?Cl 2（aq ） 夏季温度高，HClO 易分解，杀菌效果比在冬季差 bc 2ClO 2+5MnCl 2+6H 2O=5MnO 2+12HCl 错 MnO 2和浓盐酸加热的条件下才能反应
【解析】
【分析】
【详解】
（1）氯是17号元素，其最外层电子的电子排布式为253s 3p ，若用轨道表示式来描述，则
可以描述其电子的自旋方向；
（2）+H 相当于光秃秃的质子，2-O 填满了前两层电子，而-Cl 填满了前三层电子，半径由大到小为-2-+Cl >O >H ；
（3）首先氯气存在溶解—挥发平衡，即22Cl (g)Cl (aq)ƒ
，其次氯气还能和水发生可逆反应，即22Cl +H O HCl+HClO ƒ
，而HClO 是一个弱酸，存在电离平衡+-HClO H +ClO ƒ； 夏季和冬季最大的区别在温度，我们知道HClO 受热易分解，因此杀
菌效果变差；
（4）a.溶液中存在质子守恒---+c(OH )+c(Cl )+c(ClO )=c(H )，若要a 项成立除非-c(HClO)=c(Cl )，但是二者不可能相等，a 项错误；
b.该项即溶液中存在的质子守恒，b 项正确；
c.氯气和水反应得到等量的HCl 和HClO ，HCl 是强酸可以完全电离，因此溶液中-Cl 的量等于生成的HCl 的量，而HClO 是弱电解质部分电离，因此剩余的HClO 的浓度将小于-Cl 的浓度，c 项正确；
d.氯水呈酸性，因此溶液中的-c(OH )极低（室温下-7<10mol/L ），因此不可能出现--c(OH )>c(Cl )的情况，d 项错误；
答案选bc ；
（5）2ClO 作氧化剂，2+Mn 作还原剂，二者发生氧化还原反应
22222ClO +5MnCl +6H O=5MnO +12HCl ，该反应得到的盐酸较稀，且没有加热，因此不太可能被2MnO 继续氧化变成氯气，反应在这一步就停止了。

2．氯气是一种具有重要用途的气体，在工业上大量用于制造盐酸、有机溶剂和杀菌消毒剂等。

甲同学在实验室进行氯气性质的研究
(1)甲同学依次进行了2Cl 与①钠、②铜、③氢气、④水反应的实验。

上述反应中属于氧化还原反应的是___________(填序号)。

(2)写出铁丝在氯气中燃烧的化学方程式：________。

(3)氯气溶于水得到的溶液称为氯水，新制的氯水呈_________色，新制的氯水中含有的物质为(水除外)________(填化学式)。

(4)甲同学探究氯气能否与水发生反应
①B 中纸条褪色，结合化学方程式解释原因：________。

②装置A 的作用是___________。

③烧杯中发生反应的化学方程式为_________。

【答案】①②③④ 232Fe 3Cl 2FeCl 点燃 黄绿 2Cl HClO HCl 、、 Cl 2 + H 2O ⇌ HCl + HClO ，生成的次氯酸有漂白性 对照实验，证明氯气自身没有漂白性，说明B 中起漂白作用的是其他物质，从而证明氯气与水发生了反应
22Cl 2NaOH=NaClO NaCl H O +++
【解析】
【分析】
(1)氯气具有强氧化性，可与金属、非金属单质发生化合反应，与水反应生成HClO 和HCl ；
(2)铁在氯气中燃烧生成氯化铁；
(3)氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸，该反应为可逆反应：Cl 2 + H 2O ⇌ HCl+ HClO ；
(4)①氯气和水发生反应生成的HClO 具有漂白性；
②氯气不具有漂白性，干燥红纸不褪色，可作对照实验；
③烧杯中应盛放氢氧化钠溶液，用于吸收氯气，避免污染环境。

【详解】
(1)氯气具有强氧化性，可与金属、非金属单质发生化合反应，与水反应生成HClO 和HCl ，则①②③④都为氧化还原反应，故答案为：①②③④；
(2)铁在氯气中燃烧生成氯化铁，反应的化学方程式为232Fe 3Cl 2FeCl 点燃+，故答案为：232Fe 3Cl 2FeCl 点燃+；
(3)氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸，该反应为可逆反应：Cl 2 + H 2O ⇌ HCl+ HClO ，则新制的氯水中含有的物质为(水除外)2Cl HClO HCl 、、，新制氯水中由于含有氯气，所以溶液呈黄绿色，故答案为：黄绿；2Cl HClO HCl 、、；
(4)①氯气和水发生反应Cl 2 + H 2O ⇌ HCl+ HClO ，生成HClO ，由于HClO 具有漂白性，可使红纸条褪色，故答案为：Cl 2 + H 2O ⇌ HCl+ HClO ，生成的次氯酸有漂白性；
②氯气不具有漂白性，干燥红纸不褪色，作对照实验，证明氯气自身没有漂白性，说明B 中起漂白作用的是其他物质，从而证明氯气与水发生了反应，故答案为：对照实验，证明氯气自身没有漂白性，说明B 中起漂白作用的是其他物质，从而证明氯气与水发生了反应；
③烧杯中应盛放氢氧化钠溶液，用于吸收氯气，避免污染环境，发生反应的化学方程式为22Cl 2NaOH=NaClO NaCl H O +++，故答案为：
22Cl 2NaOH=NaClO NaCl H O +++。

【点睛】
氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸，该反应为可逆反应：Cl 2 + H 2O ⇌ H + + Cl - + HClO ，新制氯水中存在氯气、盐酸、次氯酸，因此新制氯水就具有了氯气、盐酸、次氯酸的性质，溶液具有强氧化性且显酸性，这是学生们的易错点。

3．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酸化的硝酸银溶液中，通入B 、D 气体时立即出现白色沉淀，纯净的A 可以在B 中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D 。

把无色无刺激性气味的气体C 通入澄清石灰水时，石灰水变浑浊。

(1)A、B、C、D的化学式分别为：
A________；B________；C________；D________。

(2)写出下列各反应的化学方程式：
A与B________________________________。

B与水______________________________。

C与澄清石灰水________________________。

【答案】H2 Cl2 CO2 HCl H2 + Cl2点燃
2HCl H2O+ Cl2 = HCl + HClO CO2 + Ca(OH)2 =
CaCO3↓+ H2O
【解析】
【分析】
现有A、B、C、D四种气体，A是密度最小的气体，则A为氢气，B在通常情况下呈黄绿色，则B为氯气，把四种气体分别通入酸化的硝酸银溶液中，通入B、D气体时立即出现白色沉淀，纯净的A可以在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D，则D为HCl，把无色无刺激性气味的气体C通入澄清石灰水时，石灰水变浑浊，则C为CO2。

【详解】
(1)根据上面分析得到A、B、C、D的化学式分别为：A为H2；B为Cl2；C为CO2；D为HCl；故答案为：H2；Cl2；CO2；HCl。

(2)A与B是氢气在氯气中点燃生成氯化氢，反应方程式为：H2 + Cl2点燃
2HCl；B与水是氯
气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应方程式为H2O+ Cl2 = HCl + HClO；C与澄清石灰水是二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水，反应方程式为CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O；
故答案为：H2 + Cl2点燃
2HCl；H2O+ Cl2 = HCl + HClO；CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O。

4．甲、乙、丙、丁是常见的单质，其中甲、乙、丙是摩尔质量依次增加的气体。

A和B以物质的量2︰1通入水中，得到C溶液。

请根据下图的转化关系回答：
(1)用方程式解释A使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因___________________
(2)写出溶液C中加氯水的离子方程式___________________
(3)若A和B按1:1通入水中反应，写出反应方程式_________________。

【答案】NH3+H2O NH３·H2O NH4++OH- SO32-+Cl2+H2O =SO42-+2Cl-+2H+
SO2+NH3+H2O=NH4HSO3
【解析】
【分析】
D的混合液中滴加石蕊试液，溶液显红色，说明溶液显酸性；加入NaOH溶液有使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，说明D溶液中含有NH4+；加入稀硝酸酸化后，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有Cl-；加入盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO42-；C溶液中通入氯水得到D溶液，再结合甲和乙生成A的反应条件，丙和丁点燃条件下生成B，并结合甲、乙、丙、丁是常见的单质，其中甲、乙、丙是摩尔质量依次增加的气体；A和B以物质的量2︰1通入水中，得到C溶液。

可知甲为H2、乙为N2、丙为O2，丁为S，A为NH3、B为SO2，C溶液为(NH4)2SO3溶液，C中通入氯水后所得的D溶液中含有SO42-、Cl-、NH4+，据此分析解题。

【详解】
(1)由分析知A为NH3，因其电离使水溶液显碱性，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，发生反应的方程式和电离方程式为NH 3 + H2O NH3·H2O NH4+＋OH－；
(2) C溶液为(NH4)2SO3溶液，C中通入氯水后所得的D溶液中含有SO42-、Cl-、NH4+，发生反应的离子方程式为SO32-+Cl2+H2O =SO42-+2Cl-+2H+；
(3) NH3和SO2按1:1通入水中生成NH4HSO3，发生反应的方程式为
SO2+NH3+H2O=NH4HSO3。

CO-、Cl－中的一种或几种，为鉴别其中所含离子，现进5．某溶液中可能含有K＋、Na＋、2
3
行如下实验：
请回答下列问题：
(1)原溶液中一定存在的离子是______(填离子符号，下同)，一定不存在的离子是
______________，可能存在的离子是__________________。

(2)为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在，应进行的实验操作及判断依据是
_________
CO- K＋ Cl－取原溶液，向溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，【答案】Na＋和2
3
再加入足量稀硝酸，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－
【解析】
【分析】
CO-能和盐酸反应生钠的焰色反应是黄色，钾的焰色反应（透过蓝色钴玻璃）是紫色；2
3
成气体。

检验Cl-的试剂是稀硝酸和硝酸银溶液。

【详解】
（1）根据焰色反应显黄色、透过蓝色钴玻璃无紫色，说明含有Na＋、无K＋；加入盐酸有气体产生，说明存在CO32-，但不能确定是否有Cl－；则原溶液中一定存在Na+和CO32-，一定不存在K+，可能存在的是Cl-。

（2）要检验是否存在Cl-选用AgNO3溶液和稀HNO3，所进行的操作和判断的依据为：取原溶液，向溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀硝酸，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－。

6．A、B、C三种常见单质，其中A、C为气体，B为常见金属．A溶于水所得的溶液可使紫色石蕊先变红后褪色．F的水溶液为浅绿色，其转化关系如图所示，请回答：
（1）A和C燃烧的现象是______．
（2）F的化学式是______，检验F水溶液中金属阳离子的方法是______．
（3）反应②的离子方程式是______．
【答案】安静地燃烧、产生苍白色火焰、瓶口有白雾Fe Cl2先加入KSCN溶液，无明显现象，再加入几滴新制氯水，溶液变成血红色，可说明存在亚铁离子 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-【解析】
【分析】
A溶于水所得的溶液可使石蕊试液先变红后退色，则说明A为Cl2，氯气与水反应生成HCl 和HClO，能使石蕊试液先变红后褪色；F的水溶液为浅绿色溶液，说明F中含有Fe2+，能继续和Cl2反应生成D，则D为FeCl3，F为FeCl2，所以B为Fe，则C为2
H，E为HCl。

【详解】
(1)A为氯气，C为氢气，氢气在氯气中燃烧：H2+Cl2点燃
2HCl，生成的氯化氢气体极易溶
于水，所以瓶口上方有白雾，所以燃烧的现象为：安静地燃烧、产生苍白色火焰、瓶口有白雾；
(2)F为FeCl2，检验亚铁离子的方法为：先加入KSCN溶液，无明显现象，再加入几滴新制氯水，溶液变成血红色，可说明存在亚铁离子；
(3)②FeCl2具有还原性，能与具有氧化性的Cl2反应生成FeCl3，反应的离子方程式为
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。

【点睛】
溶于水所得的溶液可使石蕊试液先变红后退色，则说明A为Cl2，水溶液为浅绿色，则该溶液为FeCl2。

7．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】Cl2H22Fe+3Cl2点燃
2FeCl3
【解析】
【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，Cl2，C为氢气，H2；
（2）反应①的化学方程式为2Fe+3Cl2点燃
2FeCl3。

【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。

8．有X、Y、Z三种元素，已知：①X、Y、Z的单质在常温下均为气体；②X单质可在Z单质中燃烧，生成XZ，火焰为苍白色；③XZ极易溶于水，其水溶液可使蓝色石蕊试纸变红；
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；⑥细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧，且产生红棕色烟。

推断：
（1）X、Y两种元素的名称X___，Y___。

（2）化合物的化学式：XZ___，X2Y___。

（3）过程⑥中涉及的化学反应方程式为___。

【答案】氢氧 HCl H2O 2Fe＋3Cl22FeCl3
【解析】
【分析】
细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧，且产生红棕色烟，Z是Cl元素； X单质可在Z单质中燃烧，生成XZ，火焰为苍白色，XZ是氯化氢，所以X是H元素；氯气溶于X2Y中，所得溶液具有
漂白作用，则X2Y是水，Y是O元素。

【详解】
根据以上分析，（1）X是氢元素，Y是氧元素、Z是氯元素。

（2）化合物的化学式：XZ是氯化氢，化学式是HCl，X2Y是水，化学式是H2O；
（3）过程⑥是铁与氯气反应生成氯化铁，反应方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3。

【点睛】
本题考查了物质性质的分析判断，抓住物质转化关系，特别是抓住反应现象的特征进行分析；如：根据细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧，产生红棕色烟，可推知Z2(g)是氯气；火焰为苍白色是氢气在氯气中燃烧。

9．下图中A～H均为中学化学中常见的物质，A、B、H是气体，它们之间有如下转化关系。

(反应中生成的水已略去)
请回答以下问题：
(1)E是_____________，F是______________，H是_____________。

(填化学式)
(2)C物质在日常生活中可作______________剂。

(3)写出反应①的化学方程式：_________________________。

【答案】CaCO3 HCl O2消毒(或漂白) 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
【解析】
【分析】
B可与澄清石灰水反应生成沉淀，应为CO2，则E为CaCO3，常见能与石灰水反应的气体还有氯气，则A应为Cl2，由此可以知道C为Ca(ClO)2，F为HCl，D为CaCl2，G为HClO，H 为O2，结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题。

【详解】
B可与澄清石灰水反应生成沉淀,应为CO2，则E为CaCO3，常见能与石灰水反应的气体还有氯气，则A应为Cl2，由此可以知道C为Ca(ClO)2，F为HCl，D为CaCl2，G为HClO,H为O2；
(1) 由以上分析可以知道E为CaCO3，H为O2，F是HCl；
答案是：CaCO3；HCl；O2；
(2)C为Ca（ClO）2，可生成HClO，具有强氧化性和漂白性，可用于消毒或漂白；
答案是：消毒(或漂白)；
(3)反应①的化学方程式为：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；
故答案是：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。

10．无色气体A 在一种黄绿色气体B 中可安静地燃烧，发出苍白色火焰，反应生成气体C 。

B 与金属D 反应可生成白色固体E ，D 在空气中燃烧生成浅黄色固体F ，F 与CO 2反应可得到气体G ，D 与水反应可生成A ，A 在G 中燃烧生成水。

推断出各种物质后，回答下列问题：
（1）E 的化学式为_____。

（2）由D 生成F 的化学方程式为：_____。

（3）D 与H 2O 反应的离子方程式为：______。

（4）写出F 与CO 2反应的化学方程式，并用双线桥表示该反应的电子转移____。

【答案】NaCl 2Na ＋O 2Na 2O 2 2Na ＋2H 2O=2Na ＋＋2OH －＋H 2↑
【解析】
【分析】
无色气体A 在一种黄绿色气体B 中可安静地燃烧，发出苍白色火焰，反应生成气体C 。

可得出A 为氢气，B 为氯气，C 为氯化氢，D 在空气中燃烧生成浅黄色固体F ，D 为金属钠，F 为过氧化钠，F 与CO 2反应可得到气体G ，G 为氧气，B 与金属D 反应可生成白色固体E ，E 为氯化钠。

【详解】
⑴根据以上分析得E 为氯化钠，E 的化学式为NaCl ，
故答案为NaCl ；
⑵钠在氧气中反应生成过氧化钠，D 生成F 的化学方程式为：2Na ＋O 2
Na 2O 2， 故答案为：2Na ＋O 2
Na 2O 2； ⑶钠和水反应生成氢氧化钠和水，D 与H 2O 反应的离子方程式为：2Na ＋2H 2O = 2Na ＋＋
2OH －＋H 2↑，
故答案为：2Na ＋2H 2O = 2Na ＋＋2OH －＋H 2↑； ⑷过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，F 与CO 2反应的化学方程式为2CO 2＋2Na 2O 2 = 2Na 2CO 3＋O 2↑，用双线桥表示该反应的电子转移
，
故答案为： 。

11．I 、中学常见反应的化学方程式是2A B X Y H O +→++（未配平，反应条件略
去），其中A、B的物质的量之比为1∶4.请回答：
（1）若Y是黄绿色气体，该反应的离子方程式是_________________________。

（2）若A为非金属单质，构成它的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍，B的溶液为某浓酸，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是___________________。

II、（1）硫酸型酸雨样品放置时pH变化的主要原因是（用化学方程式表示）________。

（2）如果将刚取样的上述酸雨和自来水（用Cl2杀菌消毒）混合，pH将____（填“增
大”“减小”或“不变”），原因是（用化学方程式表示）
_________________________________。

（3）你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是_____________（填序号）。

①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤
【答案】4H+ +2Cl- +MnO2Δ
Cl2 +Mn2+ +2H2O 4:1 SO2＋H2O H2SO32H2SO3＋
O2===2H2SO4减小 H2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋H2SO4 C
【解析】
【分析】
【详解】
I、(1)若Y是黄绿色气体，则Y为氯气，A、B的物质的量之比为1：4，该反应为二氧化锰
与浓盐酸制备氯气，反应离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Δ
Mn2++Cl2↑+2H2O；
(2)构成A的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍，则A为C，B为浓硫酸或浓硝酸，但A、B的物质的量之比为1：4，则B为浓HNO3，该反应中C为还原剂，硝酸为氧化剂，且全部硝酸被还原，所以反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是4:1；
II、(1)硫酸型酸雨因雨水中溶有二氧化硫而显酸性，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸溶液被空气氧化成强酸：硫酸，所以久置后pH会减小，方程式为：SO2＋H2O⇋H2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4；
(2)该酸雨中含有亚硫酸，氯气具有强氧化性会将亚硫酸氧化成硫酸，自身被还原生成盐酸，生成两种强酸，所以溶液pH值会减小，方程式为：H2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋
H2SO4；
(3)少用煤作燃料、燃料脱硫、开发新的能源等措施可以减少二氧化硫气体的排放，从而减少酸雨的形成，所以选C。

12．MnO2是一种重要无机材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。

某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2的实验，流程：
（1）第一次过滤后，所得滤液中含有的主要阳离子为____________________ ；所得滤渣需要洗涤，判断滤渣已洗涤干净的方法是__________________________________________ （2）完成第②步相关的离子反应：________________________________________________. （3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、玻璃棒、酒精灯、
_______________，已知蒸发得到的固体中有NaClO 3和NaOH ，则一定还含有____________（写化学式）。

（4）粗MnO 2样品的质量为12.69g ，第①步反应后，过滤得到8.7gMnO 2，并收集到0.224LCO 2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要_______molNaClO 3。

【答案】H +、Mn 2+ 向最后一次洗涤液中加入BaCl 2溶液，无浑浊，说明沉淀已洗涤干净
2++32225Mn +2ClO +4H O=5MnO +Cl +8H -↓↑ 蒸发皿 NaCl 0.02
【解析】
【分析】
由制备流程可知，MnO 2不溶于硫酸，样品中的MnO 、MnCO 3和硫酸反应生成可溶性的MnSO 4，滤液中含MnSO 4，为保证固体充分溶解，硫酸是过量的，第②步发生5MnSO 4+2NaClO 3+4H 2O=5MnO 2↓+Cl 2↑+Na 2SO 4+4H 2SO 4，第③步中氯气与热的NaOH 发生氧化还原反应生成NaCl 、NaClO 3、水，溶液蒸发可得到固体，以此解答。

【详解】
（1）加稀硫酸时样品中的MnO 和MnCO 3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO 4，为保证固体充分溶解，硫酸是过量的，第一次过滤后，所得滤液中含有的主要阳离子为：H +、Mn 2+；所得滤渣需要洗涤，判断滤渣已洗涤干净，只需检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子即可，方法是：向最后一次洗涤液中加入BaCl 2溶液，无浑浊，说明沉淀已洗涤干净，故答案为：H +、Mn 2+；向最后一次洗涤液中加入BaCl 2溶液，无浑浊，说明沉淀已洗涤干净；
（2）MnSO 4要转化为MnO 2，需失去电子，故需要加入NaClO 3做氧化剂，Mn 元素化合价从+2价升高至+4价，Cl 元素化合价从+5价降低至0价，依据得失电子守恒以及原子守恒可以配平，所以反应的化学方程式是：
5MnSO 4+2NaClO 3+4H 2O=5MnO 2↓+Cl 2↑+Na 2SO 4+4H 2SO 4，因此反应的离子方程式是：
2++32225Mn +2ClO +4H O=5MnO +Cl +8H -↓↑；
（3）第③步属于蒸发，所以需要的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl 2通入热的NaOH 溶液中一定发生氧化还原反应，且氯气既做氧化剂又做还原剂，NaClO 3属于氧化产物，因此一定有还原产物NaCl ；
（4）由题意知样品中的MnO 和MnCO 3质量为12.69g-8.7 g=3.99g ，由方程式
H2SO4+MnCO3=MnSO4+H2O+CO2↑可知MnCO3的物质的量与生成的二氧化碳物质的量相等，为0.01mol，质量为115g/mol×0.01mol=1.15g，所以MnO的质量为3.99g-1.15g=2.84g，其
物质的量为
2.84g
71g/mol
=0.04mol，因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为
0.04mol+0.01mol=0.05mol，根据方程式
5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，可计算出需要NaClO3的物质的量为0.02mol，故答案为：0.02mol。

13．综合利用海水资源是一个重要的研究课题，下面是工业上用海水制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质的一种流程：
完成下列填空
(1)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、________、________、加热浓缩、
__________、__________、烘干。

(2)气体X是______(填化学式)，溶液II中发生反应的化学方程式是：________________.
(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加
_______________。

(4)若在母液中通入氯气可提取海水中的溴，反应的离子方程式为
______________________。

【答案】溶解过滤结晶过滤（或过滤；洗涤） NH3
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl HNO3、AgNO3 Cl2+2Br- =Br2+2Cl-
【解析】
【分析】
海水蒸发浓缩结晶，过滤分离出粗盐和母液，粗盐经溶解、过滤、加热浓缩、结晶等操作提纯得到精盐，向其饱和溶液中先通入NH3，然后通入CO2，发生反应得到NaHCO3、
NH4Cl，把NaHCO3过滤出来，加热使其分解得到纯碱Na2CO3；向分离出NaCl的母液中加入石灰乳，反应产生Mg(OH)2沉淀，经过滤、洗涤后向沉淀中加入盐酸，反应得到
MgCl2，将MgCl2溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2晶体，再在HCl气氛中加热氯化镁晶体得到无水氯化镁，然后电解无水氯化镁，制取得到金属Mg。

【详解】
(1)从海水中得到的粗盐中含有杂质，提纯的主要步骤：①先取样；②溶解，将粗盐逐渐加入盛有水的烧杯里，边加边用玻璃棒搅拌(玻璃棒的作用是搅拌，加速溶解)，直到粗盐不再溶解时为止，观察所得食盐水是否浑浊；③过滤，过滤食盐水，仔细观察滤纸上剩余物及滤液颜色，如滤液浑浊，应再过滤一次；④蒸发浓缩，再结晶，把所得滤液倒入蒸发
皿，用酒精灯加热，待蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热蒸干；⑤再过滤，直到晶体上不再有杂质为止，故操作步骤为溶解；过滤；加热浓缩；结晶；过滤(或过滤；洗涤)；
(2)为了增大水溶液中HCO3-的浓度，便于析出NaHCO3晶体，结合CO2在水中溶解度不大，而容易溶于碱的性质，向饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳即可生成碳酸氢钠固体，反应方程式为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；
(3)碳酸钠中若含有氯化钠，则其水溶液中含有Cl-，可根据AgCl既不溶于水，也不溶于酸的性质检验，Cl-的检验方法：取少量试样溶于水后，再滴加硝酸酸化的硝酸银，若有白色沉淀生成，证明含有NaCl，否则不含NaCl；
(4)氯气具有氧化性，其氧化性强于溴单质，氯气能氧化溴离子，反应实质为：Cl2+2Br-
=Br2+2Cl-。

【点睛】
本题以海水资源的综合利用为线索，考查了物质的分离提纯、化学实验基本操作、离子的检验及离子方程式的书写等知识。

掌握元素及化合物的知识及氧化还原反应规律是解题关键，充分体现了化学是一门实验性学科的特点，要充分重视实验教学。

14．过滤在实验、生产、生活中有着广泛的应用。

某研究性学习小组在实验室测定某含NaCl杂质的碳酸钠样品中Cl－的含量，其实验步骤如下：
①将100g样品溶于水得到溶液A。

②向A中加入稀HNO3酸化后，再加入沉淀剂B，使Cl－完全沉淀下来。

③进行如图所示操作，得到固体C，洗涤，干燥。

④称量得固体C的质量为2.87 g。

(1)沉淀剂B为________(填化学式)。

(2)向A中加入稀HNO3酸化的目的是_______________________。

(3)如何洗涤固体C： __________________。

如果得到固体C后直接干燥、称量，会使样品中氯元素的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(4)该样品中氯元素的质量分数为________________。

【答案】AgNO3除去溶液中的CO32-沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次偏大 0.71%
【解析】
【分析】
操作步骤中：①将100g样品溶于水得到A，A为含有氯化钠的碳酸钠溶液；
②向A中加入稀HNO3酸化后，硝酸和碳酸钠反应生成硝酸钠和二氧化碳、水，然后加入过量沉淀剂B，使Cl-完全沉淀下来，氯离子和银离子反应生成AgCl沉淀，则沉淀剂B为AgNO3溶液；
③进行过滤操作，分离难溶性固体AgCl和溶液，C为AgCl，然后将沉淀洗涤，干燥的纯净AgCl固体；
④称量得固体AgCl的质量为2.87g；
根据反应过程中根据Cl原子守恒得n(Cl-)=n(AgCl)，所以由AgCl的量计算氯元素质量，从而确定氯离子质量分数。

【详解】
操作步骤中：
(1)根据上述分析可知沉淀剂B是AgNO3溶液；
(2)A溶液中含有NaCl、Na2CO3，向其中加入稀HNO3，发生反应：
Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+CO2↑+H2O，达到除去溶液中的CO32-离子的目的；
(3)沉淀C是AgCl，洗涤沉淀的方法是沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次；
(4)根据Cl原子守恒得n(Cl-)=n(AgCl)，n(AgCl)=
2.87g
1?43.5g/mol
m
M
=0.02mol，则m(Cl-
)=0.02mol×35.5g/mol=0.71g，故Cl元素质量分数=0.71
100
g
g
×100%=0.71%。

【点睛】
本题考查化学方程式的有关计算及基本操作，掌握物质的量的有关计算公式，物质含量的计算公式是解决问题的关键，难点是沉淀剂的选取。

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。