课时作业2：氯及其化合物

第2讲氯及其化合物
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．(2020·广东揭阳模拟)下列关于氯气及氯水的叙述中，正确的是()
A．纯净的氯气是一种黄绿色、有毒的气体，具有漂白性
B．可用干燥的蓝色石蕊试纸验证氯水是否变质
C．氯气能与铁反应，因此液氯不宜贮存在钢瓶中
D．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B
解析氯气不具有漂白性，A项错误；氯水中含有HClO，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，变质后为盐酸，盐酸使蓝色石蕊试纸变红而不褪色，则可用干燥的蓝色石蕊试纸验证氯水是否变质，B项正确；常温下，铁与氯气不反应，则液氯可贮存在钢瓶中，C项错误；氯水为混合物，而氯气、液氯是同一种物质，只是状态不同，属于纯净物，D项错误。

2．(2020·北京海淀期末)下列说法不正确的是()
A．84消毒液的有效成分是NaClO
B．84消毒液能漂白棉、麻、纸张
C．84消毒液与酸性洁厕剂混用会产生Cl2
D．84消毒液久置失效，只涉及氧化还原反应
答案D
解析氢氧化钠和氯气反应生成次氯酸钠、氯化钠和水，次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸，所以84消毒液的有效成分是NaClO，A项正确；次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以84消毒液能漂白棉、麻、纸张，B项正确；ClO－和Cl－在酸性条件下发生归中反应生成氯气，84消毒液与酸性洁厕剂混用会产生Cl2，C项正确；84消毒液久置，次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸和碳酸氢钠，该反应不是氧化还原反应，D项错误。

3．向新制氯水中加入少量下列物质，增强溶液漂白能力的是()
A．碳酸钙粉末B．稀硫酸
C．氯化钙溶液D．二氧化硫水溶液
答案A
解析新制氯水中存在平衡：Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，要增强溶液的漂白性，需要促进平衡正向移动，提高HClO的浓度。

碳酸钙粉末消耗溶液中的H＋，促进平衡正向移动，HClO的浓度增大，A项正确；加入稀硫酸会增大溶液中H＋的浓度，促进平衡逆向移动，HClO的浓度减小，B项错误；加入CaCl2溶液会增大溶液中Cl－的浓度，促进平衡逆向移动，HClO的浓度减小，C项错误；二氧化硫具有还原性，能与Cl2、HClO发生氧化还原反应，使HClO的浓度减小，D项错误。

4．在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()
A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO 答案D
解析通常情况下，氯气为黄绿色气体，氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2，A项正确；向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，发生的反应为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，说明氯水中含有Cl－，B项正确；向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，发生的反应为H＋＋HCO－3===H2O＋CO2↑，说明氯水中含有H＋，C项正确；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明反应有氯化铁生成，由于氯气和HClO均能把氯化亚铁氧化成氯化铁，因此不能说明氯水中含有HClO，D项错误。

5．已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素单质的性质实验。

玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部分颜色描述正确的是()
解析由①处产生的Cl2通过②时发生反应Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，通过③时发生反应Cl2＋2KI===2KCl＋I2，通过④时发生反应Cl2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO＋H2O，因Cl2为黄绿色，Br2为橙色，I2遇淀粉变蓝，Cl2遇碱生成NaCl、NaClO可知应选A。

6．某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。

下列说法正确的是()
A．甲图中：若MnO2过量，浓盐酸就可被完全消耗
B．乙图中：量筒中发生了加成反应
C．丙图中：生成蓝色的烟
D．丁图中：湿润的有色布条能褪色
答案D
解析甲图中：若MnO2过量，随着反应进行，盐酸浓度减小，当盐酸浓度减小到某一值时不再与MnO2反应，浓盐酸不能被完全消耗，故A错误；乙图中：甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，故B错误；丙图中：Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟，故C错误；丁图中：湿润的有色布条能褪色，是因为Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，故D正确。

7．如图所示。

若关闭阀门Ⅰ，打开阀门Ⅱ，让一种含氯气的气体经过甲瓶后，通入乙瓶，布条不褪色；若关闭阀门Ⅱ，打开阀门Ⅰ，再通入这种气体，布条褪色。

甲瓶中所盛的试剂可能是()
①浓硫酸②饱和氯化钠溶液③亚硫酸钠溶液④饱和碳酸氢钠溶液
A．①②③B．②③④
C．①②④D．①③④
答案D
解析Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用。

气体通过甲瓶后不能使有色布条褪色，可能有两个原因：一是甲瓶中溶液将Cl2干燥，二是甲瓶中溶液能吸收Cl2。

浓H2SO4吸水，Na2SO3溶液、饱和NaHCO3溶液都能与Cl2发生反应。

8．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水的消毒。

下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是()
A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4
B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO－3＋ClO－2＋H2O
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强
答案C
解析A项，酸性条件下ClO－2发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，离子方程式为：4H＋＋5ClO－2===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，化学方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，等物质的量的ClO2做氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，正确。

9．(2020·山东济宁教学质量检测)Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，
是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。

一种制取Cl2O的装置如图所示。

已知：Cl2O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃；Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO ＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。

下列说法中不正确的是()
A．装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险
C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
答案C
解析制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险，B项正确；⑤是收集Cl2O的装置，所以温度低于3.8 ℃，此时氯气是气体，逸出的气体主要是空气和剩余的Cl2，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。

10．CsICl2常用于化学上的分子筛技术，CaOCl2常用于漂白、消毒。

下列判断不正确的是()
A．CsICl2、CaOCl2中的卤族元素都显－1价
B．向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸可能产生黄绿色气体
C．CsICl2溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．向CsICl2、CaOCl2溶液中分别滴加硫酸亚铁溶液，溶液颜色变为黄色答案A
解析A项，CsICl2可写作CsCl·ICl，I为＋1价，CaOCl2可写作CaCl2·Ca(ClO)2，一部分Cl为＋1价，错误；B项，加入稀硫酸可发生2H＋＋Cl
－＋ClO－===Cl2↑＋H2O，正确；C项，CaOCl2溶液中的Cl－可使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；D项，ICl、ClO－可将硫酸亚铁溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液颜色变为黄色，正确。

11．某混合溶液中含有NaI、NaBr、Na2SO4三种溶质，其物质的量均为1 mol，向混合溶液中通入一定量的氯气。

下列说法正确的是()
A．将溶液蒸干最多可以得到4 mol NaCl
B．将溶液蒸干并灼烧，得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4
C．向溶液中滴加KI­淀粉溶液，溶液变蓝，则氯气一定过量
D．若通入氯气的体积为22.4 L(标准状况下)，则反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
答案B
解析氯气与硫酸钠不反应，因此将溶液蒸干最多可以得到2 mol NaCl，A 项错误；若氯气与部分溴化钠反应，则将溶液蒸干并灼烧，得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4，B项正确；向溶液中滴加KI­淀粉溶液，溶液变蓝，说明有碘生成，氯气可能只与部分NaI反应，C项错误；通入的Cl2为1 mol，既与I­反应，也与Br­反应，D项错误。

12．(2020·山东济宁质检)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。

下列说法不正确的是()
Ⅰ.滴入V1 mL NaClO溶液产生大量红褐色沉淀
Ⅱ.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．a～b段主要反应的离子方程式为：2Fe2＋＋ClO－＋5H2O===2Fe(OH)3↓＋Cl－＋4H＋
B．d～e段主要反应的离子方程式为：2Fe2＋＋2ClO－＋3H＋===HClO＋Cl－＋2Fe3＋＋H2O
C．c、f点pH接近的主要原因是：ClO－＋H2O HClO＋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答案B
解析B项，向FeSO4溶液滴入NaClO溶液，Fe2＋过量，不可能生成HClO，错误；D项，向c点溶液中加入过量浓盐酸，发生Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O，ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，沉淀溶解，生成Cl2，正确。

二、非选择题(本题包括4小题)
13．(2020·课标全国Ⅱ，26)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。

氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。

回答下列问题：
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图所示的装置来制取。

装置中的离子膜只允许________离子通过，氯气的逸出口是________(填标号)。

(2)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。

上述制备Cl2O 的化学方程式为____________________________________________________。

(3)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。

一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。

上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为________ mol；产生“气泡”的化学方程式为______________________________________________________________
___________________________________________________________________。

(4)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是_____________________________________________________________________ (用离子方程式表示)。

工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO 溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1 000 kg该溶液需消耗
氯气的质量为________ kg(保留整数)。

答案(1)Na＋a(2)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O(3)1.25NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O(4)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O203解析(1)结合题图电解装置，可知阴极上水电离出的H＋得电子生成H2，Na＋从左侧通过离子膜向阴极移动，即该装置中的离子膜只允许Na＋通过；电解时阳极上Cl－失去电子，Cl2在a出口逸出。

(2)根据Cl2与HgO的反应为歧化反应，且一种生成物为Cl2O，可知该反应的化学方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O。

(3)结合题中信息制备ClO2时发生歧化反应，可知反应的化学方程式为5NaClO2＋4NaHSO4===NaCl＋4Na2SO4＋4ClO2↑＋2H2O，即生成1 mol ClO2时消耗1.25 mol NaClO2；溶液中溢出大量气泡是NaHCO3与NaHSO4反应产生的CO2气体。

(4)酸性清洁剂的主要成分为HCl，与NaClO溶液发生氧化还原反应生成Cl2，即ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，故二者不能混用。

Cl2和NaOH溶液生成NaClO的反应为Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O，设反应
中消耗Cl2和NaOH溶液的质量分别为x kg和y kg，依据题意有等量关系71 x＝
80
30% y－1 000×1%，x＋y＝1 000，解得x≈203，y≈797。

14．二氧化氯(ClO2)是一种新型的环保饮用水消毒剂，某课题小组拟选择如图所示部分装置制备并收集二氧化氯来探究其漂白性(装置不可重复使用)。

已知：①常温下，亚氯酸钠(NaClO2)与氯气反应的生成物之一为二氧化氯；
②常温常压下，ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体。

回答下列问题：
(1)制备干燥、纯净的氯气：气体发生装置是________(填字母)，反应的离子
方程式为________________________________________________________。

(2)制备二氧化氯：导管口连接顺序为a →________→n →p →j 。

本实验选择装置Ⅰ而不选择装置H 的原因是_________________________________________ ___________________________________________________________________。

(3)写出装置G 中发生反应的化学方程式
________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(4)装置E 的作用是______________________________________________。

(5)请设计简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性：
________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(6)二氧化氯还会与H 2O 2和NaOH 的混合溶液反应，其产物之一是NaClO 2。

写出该反应的化学方程式______________________________________________ ___________________________________________________________________。

答案 (1)A MnO 2＋4H ＋＋2Cl －=====△Mn 2＋＋Cl 2↑＋2H 2O(或B 2MnO －4＋
16H ＋＋10Cl －===2Mn 2＋＋5Cl 2↑＋8H 2O)
(2)z →m →x →y →b →c →r →s 装置H 中的水蒸气会进入装置F 中，且可能会引起倒吸
(3)Cl 2＋2NaClO 2===2ClO 2＋2NaCl
(4)吸收二氧化氯中的氯气
(5)取少量品红溶液于试管中，通入二氧化氯，观察到品红溶液褪色，再加热已褪色的溶液，溶液不变红色
(6)2ClO 2＋2NaOH ＋H 2O 2===2NaClO 2＋O 2＋2H 2O
解析 (1)若用MnO 2作氧化剂制备Cl 2，则气体发生装置应选取装置A ，因该反应需加热；若用KMnO 4作氧化剂，则气体发生装置应选取装置B ，因该反
应不需要加热。

反应的离子方程式分别为MnO 2＋4H ＋＋2Cl －=====△Mn 2＋＋Cl 2↑
＋2H 2O 、2MnO －4＋16H ＋＋10Cl －===2Mn 2＋＋5Cl 2↑＋8H 2O 。

(2)制备ClO 2的过
程：制备Cl 2，除去Cl 2中HCl 杂质，用装置C 中的浓硫酸进行干燥，用装置G 中的NaClO 2与Cl 2反应生成ClO 2和NaCl ，用装置E 中的CCl 4除去多余的
Cl2，用装置F收集ClO2，用装置Ⅰ吸收有毒尾气，装置Ⅰ还起到防止空气中的水蒸气进入装置F中的作用。

故导管口的连接顺序为
a→z→m→x→y→b→c→r→s→n→p→j。

装置I与装置H的不同之处在于装置I可防止空气中的水蒸气进入装置F中，而装置H中盛有烧碱溶液，其中的水蒸气可进入装置F中，且可能会引起倒吸。

(3)装置G中制备ClO2发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl。

(4)装置E中的CCl4可吸收ClO2中的Cl2，起到净化ClO2的作用。

(5)可用品红溶液来验证二氧化氯的漂白性。

(6)由题意可知反应物为ClO2、NaOH、H2O2，产物之一是NaClO2，根据氧化还原反应原理及原子守恒可知其余的产物为O2、H2O，故该反应的化学方程式为2ClO2＋2NaOH＋H2O2===2NaClO2＋O2＋2H2O。

15．某学生设计如下实验装置利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应)，据此回答下列问题：
(1)A仪器的名称是________，D的作用是_____________________________ _____________________________________。

(2)漂白粉将在U形管中产生，其反应的化学方程式是
_______________________________________________________________。

(3)有同学建议在两个橡胶套管内的玻璃管口应尽量紧靠，原因是___________________________________________________________________。

(4)此实验结果所得Ca(ClO)2产率太低。

经分析并查阅资料发现主要原因是在U形管中存在副反应：温度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是___________________________________ _____________________________________，
有同学测出了反应后溶液中ClO－、ClO－3两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线，粗略表示为如图2(不考虑氯气和水的反应)。

图2中曲线Ⅰ表示________的物质的量随反应时间变化的关系。

答案(1)分液漏斗吸收尾气
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(3)Cl2易腐蚀橡胶套管
(4)将U形管置于冷水浴中ClO－
解析(1)装置中添加浓盐酸用的是分液漏斗；NaOH溶液的作用是吸收过量的氯气。

(2)漂白粉将在U形管中产生，反应的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。

(3)Cl2易腐蚀橡胶套管，在两个橡胶套管内的玻璃管口应尽量紧靠。

(4)温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，用冰水或冷水冷却。

当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，刚开始反应时，温度较低，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙，所以图2中曲线Ⅰ表示ClO －的物质的量随反应时间变化的关系。

16．某校化学实验小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。

提出问题：Fe3＋、Br2谁的氧化性更强？
(1)猜想：
①甲同学认为氧化性：Fe3＋＞Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________(填化学式，下同)所致。

②乙同学认为氧化性：Br2＞Fe3＋，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________所致。

(2)设计实验并验证：
丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点是正确的。

供选用的试剂：a.酚酞溶液b．四氯化碳
c．无水酒精d．硫氰化钾溶液
请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。

(试剂填字母)
①在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色所发生反应的离子方程式为____________________________________________________。

②在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况)，溶液中有1
3的溴元素被
氧化成单质Br2，则原溶液中FeBr2的物质的量浓度为________。

答案(1)①Br2②Fe3＋
(2)
2
解析(2)证明溶液中没有溴单质而有Fe3＋即可证明乙同学的观点，利用溴溶于四氯化碳，使四氯化碳层显红棕色，Fe3＋遇SCN－显红色来设计实验。

(3)①通过上述分析可知，溴单质可以氧化Fe2＋生成Fe3＋和Br－，离子方程式为2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。

②FeBr2中通入Cl2，Cl2先和Fe2＋反应，后和Br－反应，假设FeBr2的浓度为x mol·L－1，根据得失电子守
恒可知x×0.1＋2x×0.1×1
3
＝
2.24
22.4
×2，则x＝1.2。