2020-2021备战高考化学 氯及其化合物 培优练习(含答案)附详细答案
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2020-2021备战高考化学 氯及其化合物 培优练习(含答案)附详细答案
一、 高中化学氯及其化合物
1.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。
2.现有金属单质A 、B 、C 和气体甲、乙、丙以及物质D 、E 、F 、G 、H ,它们之间的相互
转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。
请根据以上信息完成下列各题:
(1)写出下列物质的化学式:B_______、丙__________。
(2)写出黄绿色气体乙的一种用途___________,反应过程⑦可能观察到的实验现象是______。
对应的化学方程式是_______。
(3)反应③中的离子方程式是_________。
【答案】Al HCl 杀菌消毒、强氧化剂、漂白 白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐
色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Al+2OH- +2H2O=2AlO2-+3H2↑
【解析】
【分析】
金属A颜色反应为黄色证明A为金属Na,Na与水反应生成气体甲为H2,D为NaOH;金属B和氢氧化钠溶液反应产生H2,说明B为金属Al,黄绿色气体乙为Cl2,气体甲是H2,H2和Cl2反应生成丙为HCl,HCl溶于水得到的物质E为盐酸溶液,盐酸与金属C反应产生F溶液是金属氯化物,该氯化物与Cl2还可以反应产生G,G与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH)3,则G为FeCl3,推断物质F为FeCl2;判断C为Fe,以此解答该题。
【详解】
根据上述分析可知A是Na,B是Al,C为Fe,气体甲是H2,气体乙是Cl2,气体丙是HCl;D是NaOH,E是盐酸,F是FeCl2,G是FeCl3,H是Fe(OH)3。
(1)根据上述分析可知,物质B是Al,丙是HCl;
(2)黄绿色气体乙是Cl2,该物质可以与水反应产生HCl和HClO,HClO具有强氧化性,可作氧化剂,氧化一些具有还原性的物质,也用于杀菌消毒或用于物质的漂白;
(3)FeCl2与NaOH溶液发生反应:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,Fe(OH)2具有还原性,容易被溶解在溶液中的氧气氧化,发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,固体由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,因此可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;
(4)反应③是Al与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2和H2,反应的离子方程式为:2Al+2OH- +2H2O=2AlO2-+3H2↑。
【点睛】
本题是无机物推断,物质的颜色及转化关系中特殊反应是物质推断的突破口,再结合转化关系推断,需要学生熟练掌握元素化合物知识,试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力。
3.已知A、B、C、D为气体,其中A为黄绿色,D极易溶于水,形成的溶液可使酚酞变红,它们之间的转化关系如下图①所示:
(1)将气体B点燃,把导管伸入盛满气体A的集气瓶,反应过程中的实验现象有
_________(填序号)
①放热②黄绿色褪去③瓶口有白雾④瓶口有白烟⑤安静燃烧,发出黄色火焰⑥安静燃烧,发出苍白色火焰
(2)实验室制D的化学方程式为__________________________________。
(3)实验室可用如上图②所示装置收集D,下列叙述正确的是__________(填序号)。
①D气体不能用排水法收集
②干燥管里盛有碱石灰
③图②中的a为干棉花团,其作用是防止氨气逸出
(4)气体D催化氧化的化学方程式为_________________________________。
(5)物质E的化学式是_______;E在下列物质分类中所属的物质种类是_______(填序号)。
①电解质②化合物③混合物④纯净物⑤非电解质⑥盐
检验物质E中阳离子的操作方法______________________________________
【答案】①②③⑥ Ca(OH)2+2NH4Cl加热CaCl2+H2O+2NH3↑①②
4NH3+5O2加热
催化剂4NO+6H2O NH4Cl ①②④⑥取E少许于试管,加入浓NaOH溶液,加热,生成无色有刺激性气味的气体,用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变为蓝色,证明E中有NH4+
【解析】
【分析】
为黄绿色气体,应为Cl2,D极易溶于水,形成的溶液可使酚酞变红,应为NH3,A、B、C、D为气体,则B是H2,C是HCl,所以E是NH4Cl,结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题。
【详解】
(1)氢气在氯气中安静的燃烧,火焰苍白色,黄绿色逐渐褪去,瓶口有白雾(氯化氢气体与空气中的小水滴结合)出现,燃烧反应都是放热反应,所以选①②③⑥;
(2)实验室制氨气的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4Cl加热CaCl2+H2O+2NH3↑;
(3)氨气极易溶于水,不能用排水法收集,氨气溶于水显碱性,可用碱石灰干燥,图②中的a应为湿润红色石蕊试纸,检验氨气是否收集满,所以答案选①②;
(4)氨气发生催化氧化的化学方程式为:4NH3+5O2加热
催化剂4NO+6H2O;
(5)E是氯化铵,化学式为NH4Cl,它是化合物,是纯净物,是盐,是电解质,所以答案选
①②④⑥,检验铵根离子的操作方法:取E少许于试管,加入浓NaOH溶液,加热,生成无色有刺激性气味的气体,用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变为蓝色,证明E中有
NH4+。
4.由几种离子化合物组成的混合物,含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Mg2+、Cu2+、Ba2+、C1-、SO42-、CO32-。
将该混合物溶于水后得无色澄清溶液,现分别取3份100mL该溶液进行如下实验:
试回答下列问题:
(1)该混合物中一定不存在的离子是__________________________。
(2)溶液中一定存在的阴离子是____________________。
(3)试写出实验b发生反应的离子方程式__________________。
(4)判断混合物中是否存在K+?__________________(填“是”或“否”)。
【答案】Mg2+、Cu2+、Ba2+ SO42-、CO32- NH4++OH-=NH3↑+H2O 是
【解析】
【分析】
将该混合物溶于水后得无色澄清溶液判断溶液中一定不含Cu2+,Ba2+、Mg2+和SO42-、CO32-不能同时存在,加入硝酸银溶液生成白色沉淀,可能存在Cl-、SO42-、CO32-;加入足量氢氧化钠溶液加热收集到气体说明一定为氨气,溶液中一定含有NH4+、一定不含Mg2+;加入足量氯化钡溶液得到彻底中加入盐酸沉淀部分溶解,说明沉淀为BaSO4、BaCO3,说明溶液中存在SO42-、CO32-,推断溶液中一定不含Ba2+,K+、是否存在依据离子物质的量结合溶液中电荷守恒分析计算进行判断。
【详解】
将该混合物溶于水后得无色澄清溶液判断溶液中一定不含Cu2+,Ba2+、Mg2+和SO42-、CO32-不能同时存在,加入硝酸银溶液生成白色沉淀,可能存在Cl-、SO42-、CO32-;加入足量氢氧化钠溶液加热收集到气体说明一定为氨气,溶液中一定含有NH4+、一定不含Mg2+;加入足量氯化钡溶液得到彻底中加入盐酸沉淀部分溶解,说明沉淀为BaSO4、BaCO3,说明溶液中存在SO42-、CO32-,推断溶液中一定不含Ba2+,K+、是否存在依据离子物质的量结合溶液中电荷守恒分析计算进行判断;
(1)上述分析可知,该混合物中一定不存在的离子是Mg2+、Cu2+、Ba2+;
(2)溶液中一定存在的阴离子是SO42-、CO32-;
(3)实验b发生反应是铵根离子和氢氧根离子反应生成氨气和水,反应的离子方程式为为:NH4++OH-=NH3↑+H2O;
(4)题干信息可知,NH4+物质的量 0.05mol,SO42-物质的量为0.01mol,CO32-物质的量为0.02mol,由溶液中电荷守恒可知,假设溶液中一定含有K+,溶液中电荷守恒
c(K+)+c(NH4+)=2c(SO42-)+2c((CO32-),c(K+)=0.2mol/L,溶液中可能存在Cl-,所以
c(K+)≥0.2mol/L,即说明溶液中一定含有K+。
【点睛】
破解离子推断题的几种原则:①肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子;(记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-、CrO42-、Cr2O72-);②互斥性原则:在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在;③电中性原则:溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等;(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子);④进出性原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
5.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 的单质中燃烧,生成化合物 XZ,火焰呈苍白色,③XZ 极易溶于水,在水溶液中电离处 X+和 Z﹣,其水溶液能使蓝色石蕊试纸变红,④每两个 X2分子能与一个 Y2分子化合成两个 X2Y 分子,X2Y 常温下为液体,⑤Z 单质溶于 X2Y 中,所得的溶液具有漂白性。
(1)写出下列微粒的电子式:X+_____,Z﹣______,Y 原子_____。
(2)写出 X2Y 的化学式_____。
按要求与 X2Y 分子具有相同电子数的微粒的化学符号:两个原子核的阴离子_____,5 个原子核的分子_____。
(3)写出 Z 单质溶于 X2Y 中发生反应的离子方程式:_____,所得溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝,主要起作用的微粒是_____。
(4)实验室制备 XZ 的化学方程式:_____,如何检验 XZ 是否收集满__________。
【答案】H+ H2O OH﹣ CH4 Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO Cl2 NaCl
(s)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑用湿润的蓝色石蕊试纸放置于集气瓶口,试纸变红,则已收集满,否则未收集满
【解析】
【分析】
XZ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,溶液呈酸性,则X为氢元素,X单质为H2,结合X的单质在Z的单质中燃烧生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色,可知Z为Cl元素,Z的单质为Cl2,故XZ为HCl.X2Y常温下为液体,则X2Y为
H2O,说明Y为O元素,Cl2溶于H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白作用,符合题意,据以上分析解答。
【详解】
XZ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,溶液呈酸性,则X为氢元素,X单质为H2,结合X的单质在Z的单质中燃烧生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色,可知Z为Cl元素,Z的单质为Cl2,故XZ为HCl,
X2Y常温下为液体,则X2Y为H2O,说明Y为O元素,Cl2溶于H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白作用,符合题意;
(1)X+为H+,其电子式为H+,Z﹣为Cl﹣,其电子式为,Y为O元素,其原子电
子式为;
故答案为:H+、、;
(2)X2Y 的化学式为H2O;与 H2O 分子具有相同电子数的微粒的化学符号:两个原子核的阴离子为OH﹣,5 个原子核的分子为CH4;
故答案为:H2O;OH﹣;CH4;
(3)Z 单质溶于 X2Y 中发生反应的离子方程式:Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO,所得溶液能使淀
粉碘化钾溶液变蓝,主要起作用的微粒是:Cl2;
故答案为:Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO;Cl2;
(4)实验室制备 HCl 的化学方程式:NaCl(s)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑;检验HCl 是否收集满方法:用湿润的蓝色石蕊试纸放置于集气瓶口,试纸变红,则已收集满,
否则未收集满;
故答案为:NaCl(s)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑;用湿润的紫色石蕊试纸放置于集气瓶口,试纸变红,则已收集满,否则未收集满。
6.有一瓶溶液只含Cl-、CO32—、SO42—、Na+、NH4+、K+、Mg2+七种离子中的某几种。
经如
下实验:
① 原溶液加入过量NaOH溶液,产生白色沉淀;
② 将①所得溶液加热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;
③ 原溶液中加BaCl2溶液不产生沉淀。
④ 原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解。
回答下列问题:
(1)试分析原溶液中一定含有的离子是_____________,一定不含有的离子是
____________。
(2)请写出实验①、②、④有关反应的离子方程式:
①产生白色沉淀________________________________;
②产生气体_________________________________________;
④产生白色沉淀______________________________________。
(3)有同学认为实验④可以省略,你认为呢?(填“可以”或“不可以”)___________,并说明理由_____________________________。
【答案】Mg2+、NH4+、Cl- CO32-、SO42- Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ NH4++OH-△NH3↑+H2O Ag++ Cl―= AgCl ↓可以溶液显电中性有阳离子存在必有阴离子存在
【解析】
【分析】
Cl-、CO32-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+七种离子中只有有Mg2+能和氢氧化钠反应生成沉淀,说明一定含有Mg2+;Mg2+和CO32-反应生成沉淀,二者不能共存,故无CO32-;能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,证明原溶液含NH4+;原溶液中加BaCl2溶液不产生
沉淀,说明不含SO42-;原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解,说明含Cl-。
【详解】
Cl-、CO32-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+七种离子中只有有Mg2+能和氢氧化钠反应生成沉淀,说明一定含有Mg2+;Mg2+和CO32-反应生成沉淀,二者不能共存,故无CO32-;能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,证明原溶液含NH4+;原溶液中加BaCl2溶液不产生沉淀,说明不含SO42-;原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解,说明含Cl-;
(1)由以上分析可知,原溶液中一定含有的离子是Cl-、NH4+、Mg2+,一定不含有的离子是CO32-、SO42-,可能含有Na+、K+;
(2)氢氧化钠和Mg2+生成氢氧化镁沉淀,和NH4+反应生成氨气,Cl-和Ag+反应生成氯化银沉淀,反应离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg2+(OH)2↓,NH4++OH-NH3↑+H2O,Cl-
+Ag+=AgCl↓;
(4)溶液显电中性,故有阳离子必有阴离子,所以一定存在Cl-,所以实验④可以省略。
7.某强酸性溶液X中含有Ba2+、A l3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32—、SO32—、SO42—、Cl—、NO3—中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)上述离子中,溶液X中除H+外还一定含有的离子是____________________,不能确定的阳离子是___________,若要用实验证明该离子一定不存在,其最可靠的化学方法是________________________。
(2)沉淀G的化学式为_____________。
(3)写出下列反应的离子方程式:
①中生成气体A:__________________。
②生成沉淀I:__________________________。
(4)假设测定A、F、I均为0.01mol,10mL X溶液中n(H+)=0.04mol,且不能确定含有的离子只有一种。
当X溶液中不能确定离子是_________,沉淀C物质的量
___________。
【答案】Al3+、NH4+、Fe2+、SO42— Fe3+取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+ Fe(OH)3 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- Fe3 +>0.07mol (或Cl-<0.07mol )
【解析】
【分析】
在强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-离子,加入过量硝酸钡生成沉淀,则该沉淀为
BaSO 4沉淀,说明溶液中含有SO 42-离子,生成气体A ,A 连续氧化生成D 和E ,则A 为NO ,D 为NO 2,E 为HNO 3,说明溶液中含有还原性离子,一定为Fe 2+离子,溶液B 中加入过量NaOH 溶液,生成气体F ,则F 为NH 3,说明溶液中含有NH 4+离子,溶液H 中溶于CO 2气体,生成沉淀I ,则I 为Al (OH )3,H 为NaAlO 2,说明溶液中含有Al 3+离子,溶液中含有Fe 2+离子,就一定不含NO 3-离子,含有SO 42-离子就一定不含Ba 2+离子,不能确定的是否含有的离子Fe 3+和Cl -,以此解答。
【详解】
(1)在强酸性溶液中一定不会存在CO 32-和SO 32-离子,加入过量硝酸钡生成沉淀,则该沉淀为BaSO 4沉淀,说明溶液中含有SO 42-离子,生成气体A ,A 连续氧化生成D 和E ,则A 为NO ,D 为NO 2,E 为HNO 3,说明溶液中含有还原性离子,一定为Fe 2+离子,溶液B 中加入过量NaOH 溶液,生成气体F ,则F 为NH 3,说明溶液中含有NH 4+离子,溶液H 中溶于CO 2气体,生成沉淀I ,则I 为Al (OH )3,H 为NaOH 和NaAlO 2,说明溶液中含有Al 3+离子,溶液中含有Fe 2+离子,就一定不含NO 3-离子,含有SO 42-离子就一定不含Ba 2+离子,不能确定是否含有的离子Fe 3+和Cl -,检验氯离子的方法是:取少量B 溶液放在试管中,加入几滴AgNO 3溶液,无白色沉淀说明无Cl -,
所以一定含有的是Al 3+、NH 4+、Fe 2+、SO 42-,不能确定的是Fe 3+、Cl -,检验Fe 3+的方法为:取少量X 溶液放在试管中,加入几滴KSCN ,溶液不变红色说明无Fe 3+,反之则有; (2)溶液中含有亚铁离子,被氧化生成铁离子,加入氢氧化钠溶液,生成沉淀G 为Fe (OH )3;
(3)①气体ANO ,Fe 2+离子被氧化为Fe 3+离子,NO 3-离子被还原为NO 气体,反应的离子方程式为:3Fe 2++NO 3-+4H +=3Fe 3++NO↑+2H 2O ;
②H 中NaAlO 2,沉淀I 为氢氧化铝,偏铝酸根离子与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:AlO 2-+CO 2+2H 2O=Al (OH )3↓+HCO 3-;
(4)A 、F 、I 均为0.01mol ,10mL X 溶液中n (H +)=0.04mol ,根据反应3Fe 2++NO 3-+4H +=3Fe 3++NO↑+2H 2O ,可知亚铁离子为0.03mol ,根据溶液电中性可知:2n (Fe 2+)+3n (Al 3+)+n (NH 4+)=2n (SO 42-),n (SO 42-)=20.03mol 30.01mol 0.01mol 0.04mol 2
⨯+⨯++=0.07mol ;当X 溶液中不能确定的离子是Fe 3+,则硫酸根离子的物质的量大于0.07mol ,生成沉淀C 硫酸钡的物质的量大于0.07mol ;当X 溶液中不能确定的离子为Cl -,则硫酸根离子的物质的量小于0.07mol ,生成沉淀C 硫酸钡的物质的量小于0.07mol 。
8.已知漂白粉溶于水后加入少量的酸能增强漂白效果。
某同学据此将少量漂白粉溶于水后,再加入浓盐酸,观察到有黄绿色气体生成。
回答下列问题:
(l)写出生成黄绿色气体的离子方程式:_________。
(2)家庭生活中常使用的“84”消毒液和某品牌洁厕净(主要成分为盐酸)____(填“能”或 “不能”)同时使用,其原因是________________
(3)现设计实验由大理石、水、氯气来制取漂白粉:大理石
2往滤液中通入足量Cl
高温煅烧加水溶解过滤,去滤渣−−−−−−→−−−−−−→−−−−−−−→−−−−−−−−−→漂白粉溶
液一系列操作
−−−−−−→漂白粉
①在制取漂白粉的实验过程中,请写出发生的氧化还原反应的化学方程式:____。
②当通人氯气较快时,反应产物为Ca(C1O3)2、CaCI2和H2O,请写出此反应的化学方程式:____。
【答案】ClO-+2H++Cl-=Cl2↑+H2O不能会产生有毒气体
2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
【解析】
【分析】
(l)酸性条件下漂白粉中的次氯酸根离子与氯离子发生氧化还原反应生成氯气;
(2) “84”消毒液和洁厕净(主要成分为盐酸)反应产生氯气有毒;
(3)①工业制漂白粉利用石灰乳和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,依据原子守恒配平化学方程式;
②当通入氯气较快时,反应产物为Ca(C1O3)2、CaCl2和H2O,依据原子守恒配平化学方程式。
【详解】
(l)酸性条件下漂白粉中的次氯酸根离子与氯离子发生氧化还原反应生成氯气,则少量漂白粉溶于水后,再加入浓盐酸,观察到有黄绿色气体生成的离子方程式为ClO-+2H++Cl-
=Cl2↑+H2O;
(2)家庭生活中常使用的“84”消毒液和某品牌洁厕净(主要成分为盐酸)不能同时使用,其原因是会产生有毒气体氯气;
(3)①工业制漂白粉利用石灰乳和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,依据原子守恒配平化学方程式为:2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O;
②当通入氯气较快时,反应产物为Ca(C1O3)2、CaCl2和H2O,依据原子守恒配平化学方程式为:6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。
9.按要求写出下列化学方程式:
(1)实验室可以用KClO3和浓盐酸反应制取氯气,写出发生反应的化学方程式并用双线桥表示电子转移方向和数目_____________。
(2)二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂,可用KClO3和草酸(H2C2O4),稀硫酸,水浴加热制备。
反应后产物中有ClO2、CO2和一种酸式盐,该反应的化学方程式为
________________。
(3)写出工业上制备漂白粉的化学方程式___________________________________。
【答案】 2KClO3+H2C2O4+2H2SO4
2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【解析】
【分析】
(1)氯酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、水和氯气,反应中只有Cl元素化合价发生变化,当有
3mol Cl2生成时,转移5mol电子,据此分析解答;
(2)依据题意可知:KClO3和草酸(H2C2O4)在酸性条件下反应生成ClO2、CO2和KHSO4,据此书写反应的化学方程式;
(3)工业上用氯气与石灰乳反应制备漂白粉。
【详解】
(1)氯酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、水和氯气,反应的化学方程式:
KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,反应中只有Cl元素化合价发生变化,当有3mol Cl2生成时,转移5mol电子,则电子转移的方向和数目用双线桥表示为
,故答案为:;
(2)依据题意可知:KClO3和草酸(H2C2O4)在酸性条件下反应生成ClO2、CO2和KHSO4,发生氧化还原反应,反应的化学方程式:2KClO3+H2C2O4+2H2SO4
2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O,故答案为:2KClO3+H2C2O4+2H2SO4
2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O;
(3)工业上氯气与石灰乳制备漂白粉,反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应的化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,故答案为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
10.(1)实验室制氯气的尾气处理用_____溶液吸收,其化学反应方程式为_____。
(2)向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,现象是先产生白色沉淀,其反应的离子方程式为_____,后白色沉淀又溶解消失,其反应的离子方程式为_____。
(3)在含有0.2mol的硫酸和0.2mol的硝酸的混合溶液200mL中,加入19.2g铜粉,产生的气体成分为_____(填NO或H2),你所选气体在标准状况下的体积为_____L
【答案】NaOH 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O NO 3.36L
【解析】
【分析】
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气;
(2)铝离子和氢氧根反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝为两性氢氧化物,溶解于强碱中;
(3)硫酸和硝酸都为稀酸,反应方程式为铜与稀硝酸反应。
【详解】
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,防止污染空气;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠、水,反应方程式为:2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,
故答案为:NaOH;2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O;
(2)向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,现象是先产生白色沉淀,是铝离子和氢氧根反应生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为:Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓;后白色沉淀又溶解消失,是因为氢氧化铝为两性氢氧化物,溶解于强碱中,生成偏铝酸钠和水,离子方程式为:
Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O,
故答案为:Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O;
(3)0.2mol 的硫酸和0.2mol 的硝酸的混合溶液200mL 中,硫酸和硝酸都为稀酸,加入19.2g 铜粉,且氢离子不足,完全反应,设n(NO)=x ,
2323Cu 8H 2NO 3Cu 2NO 4H O
820.6mol x
+++++↑+﹣=
x =0.15mol ,V(NO)=n×Vm =0.15×22.4=3.36L ,故答案为:NO ;3.36L 。
11.电石浆是氯碱工业中的一种废弃物,其大致组成如表所示:
成分 CaO SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 MgO CaS 其它不
溶性的
物质
质量分
数/% 65~66 3.5~5.0 1.5~3.5 0.2~0.8 0.2~1.1 1.0~1.8 23~26
用电石浆可生产无水CaCl 2,某化工厂设计了以下工艺流程:
已知氯化钙晶体的化学式是CaCl 2·
6H 2O ;H 2S 是一种酸性气体,且具有还原性。
(1)反应器中加入的酸应选用______________。
(2)脱色槽中应加入的物质X 是__________;设备A 的作用是__________;设备B 的名称为__________;设备C 的作用是_______________。
(3)为了满足环保要求,需将废气H 2S 通入吸收池,下列物质中最适合作为吸收剂的是_______(填序号)。
反应的化学方程式为____________________________。
A .水
B .浓硫酸
C .石灰乳
D .硝酸
(4)将设备B 中产生的母液重新引入反应器的目的是______________________。
【答案】盐酸 活性炭 蒸发浓缩 过滤器 脱水干燥 C Ca(OH)2+H 2S=CaS+2H 2O 对母液回收利用,降低废弃物排放量,提高经济效益
【解析】
【分析】
电石浆加入酸,其中含有的氧化钙,氧化铝、氧化铁、氧化镁、硫化钙溶于酸,经沉降后过滤得到滤渣为二氧化硅和不溶性杂质,加入活性炭脱色过滤后,在A 中蒸发浓缩得到晶体,B 中过滤得到晶体,通过C 脱水干燥得到产品。
【详解】
(1)因目的是生产CaCl2,在处理过程中不引入新的杂质离子,所以反应器中加入的酸应选用盐酸;
(2)活性炭具有吸附性,故脱色槽中应加入的物质X是活性炭;从A装置后面看是结晶池,则在A中可进行的操作是溶液脱水,A为蒸发浓缩;从B中有母液出来,则B为过滤器;B中得到晶体,所以需要脱水干燥,才能得到CaCl2产品,故设备C的作用是脱水干燥;(3)H2S为酸性气体,应用碱液吸收,应该选石灰乳,该反应的化学方程式为
Ca(OH)2+H2S=CaS+2H2O,故合理选项是C;
(4)设备B中产生的母液中含有氯化物,经回收利用,不仅可以降低废弃物排放量,而且可以提高经济效益,故将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是对母液回收利用,降低废弃物排放量,提高经济效益。
【点睛】
本题以“用电石浆可生产无水CaCl2”为载体,考查实验基本操作和技能,涉及工艺流程的理解、物质分离提纯、元素化合物性质等,是对学生综合能力的考查,需要学生基本知识的基础与分析问题、解决问题的能力。
12.下图所示是以海水为原料,获得某产物的工艺流程图。
已知在吸收塔中,溶液的pH 显著减小。
试回答下列问题:
(1)图中两次氯化的作用是否相同________(选填“是”或“否”)。
(2)吸收塔中反应的化学方程式为_______________________________,第2次氯化的离子方程式为_________________________________________________。
(3)资料证实,在酸性介质中,第1次氯化过程中可用氧气或空气替代。
但在实际工业生产中为什么不用更廉价的空气替代氯气________________________。
(4)本工艺的处理方法可简单概括为“空气吹出、X气体吸收、氯化”。
某同学认为在工业生产过程中对第1次氯化液直接蒸馏也可得到产物,不必进行上述过程,请对该同学的说法作出正确的评价___________________________。
【答案】是 Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-若用廉价的空气替代Cl2进行第1次氯化,反应的离子方程式为4Br-+O2+4H+=2Br2+2H2O,则反应时需要将大量的盐卤(浓度不大)酸化反应后又要将废液中和才能排放,在经济上不合算第一次氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高,“空气吹出、。