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第三章 非金属及其化合物
第一节 氯及其化合物
题号 1 2 3 4 5 6 7 7－1 7－2 8
答案
一、单项选择题
1．下列变化过程不能直接实现的是( )
①HCl ②Cl2 ③Ca(ClO)2 ④HClO ⑤CO2
A．①→② B．②→③
C．③→④ D．④→⑤
2．(2011•泰安模拟)检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是( )
A．用干燥的蓝色石蕊试纸
B．用干燥有色布条
C．用湿润的淀粉碘化钾试纸
D．将气体通入硝酸银溶液
3．氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是( )
A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应
C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸
D．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸
4．常作漂白剂的物质有：①氯气、②二氧化硫、③活性炭、④过氧化钠，其漂白原理相同的是( )
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
5．将0.03 mol Cl2缓缓通入含0.02 mol H2SO3和0.02 mol HBr的混合溶液中，在此过程中，溶液的c(H＋)与Cl2用量(物质的量n)的关系示意图是下图中的(溶液体积视为不变)( )
6．今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1 mol•L－1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(m mol)，在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(m mol)，丙瓶不变。片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系是(溶液体积变化忽略不计)( )
A．甲＝乙＞丙 B．甲＞丙＞乙
C．丙＞甲＝乙 D．乙＞丙＞甲
二、双项选择题
7．(2011•温州模拟)将足量的氯气通入下列溶液中，溶质中阴、阳离子的数目都明显改变的是( )
A．AgNO3 B．FeBr2 C．NaOH D．FeI2
7题变式
7－1.(2011•辽宁丹东联考)标准状况下，往100 mL 0.1 mol•L－1的FeBr2溶液中通入一定体积的Cl2，充分反应后，溶液中有50%的Br－被氧化，则通入的氯气的体积是( )
A．0.224 L B．0.336 L C．0.448 L D．0.672 L
7－2.下列离子方程式正确的是( )
A．氯气与水反应：Cl2＋H2O??2H＋＋Cl－＋ClO－
B．氯气与氢氧化钠溶液反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
C．向加有KSCN的FeCl2溶液中滴加氯水，溶液变成血红色：Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋Fe3＋
D．漂白粉溶液在空气中变质失效：Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO
8．在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A．向氯水中加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在
B．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在
C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－存在
D．加入NaHCO3溶液，有气泡产生，说明氯水有酸性
三、非选择题
9．漂白粉是常用的消毒剂，根据所学知识回答以下问题：
(1)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]中制取漂白粉，化学反应方程式为____________________________________________。
(2)漂白粉的有效成分是______________________________ (填化学式)。
(3)漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，化学反应方程式为___________________________
_______________________________________________________。
(4)反应(1)和反应(3)中，属于氧化还原反应的是________(填编号)。
10．A～G各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。
请回答下列问题：
(1)物质C和E的名称分别为________、__________。
(2)可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为_____________________________________________；若只能在加热情况下进行，则反应物A应为________。
(3)反应②的化学方程式为____________________________。
(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是__________________，实验现象为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
11．某校化学实验兴趣小组为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来，甲同学设计了如图所示的实验装置，按要求回答问题：
(1)请根据甲同学的意图，连接相应的装置，接口顺序：b接________，________接________，________接a。
(2)U型管中所盛试剂的化学式为_______________________。
(3)装置③ 中CCl4的作用是___________________________。
(4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加装置⑤。你认为装置⑤ 应加在________之间(填装置序号)。瓶中可以放入________________________________________________。
(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置，只需将原来烧杯中的AgNO3溶液换成其他溶液。你采取的措施是________________________，则证明制Cl2时有HCl挥发出来。
12．(2011•福建龙岩一检)碘在工农业生产和日常生活中有重要用途。
(1)下图为海带制碘的流程图。
步骤③的实验操作名称是________。
步骤④可用Cl2代替MnO2和H2SO4，替代后该步骤发生反应的离子方程式为______________________________。
若步骤⑤采用四氯化碳来提取碘，将四氯化碳加入含碘水溶液并振荡，将观察到的现象是________________________________。
(2)碘单质遇淀粉变蓝。把滤纸用淀粉和碘化钾溶液浸泡，晾干后就是实验室常用的淀粉碘化钾试纸。利用淀粉碘化钾试纸可检验具有某种特性的气体。检验时，将淀粉试纸湿润，然后将湿润的试纸伸入集气瓶中，若试纸变蓝，证明存在具有某特性的气体。你认为淀粉碘化钾试纸用于检验具有________的气体(填序号)。
A．酸性 B．碱性
C．氧化性 D．还原性
选择的理由是__________________________________。
12题变式
12－1.(2011•浙江五校联考)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如下图所示)。
下列有关说法不正确的是( )
A．从能量转换角度来看，框图中的氯碱工业是一个将电能转化为化学能量的过程
B．过程②中结晶出的MgCl2•6H2O要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2
C．在过程③⑤中溴元素均被氧化
D．过程①中除去粗盐中的SO2－4、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的药品顺序为：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
12－2.(2012•肇庆二模)Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一，它是棕黄色强刺激性气体，沸点3.8 ℃，熔点116 ℃。实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O，装置如下(图Ⅰ)：
回答下列问题：
(1)把浓盐酸直接滴在KMnO4晶体上就可以产生Cl2。请模仿“图Ⅱ”在“图Ⅰ”A处补画出正确的装置图，并作必要的标注。
(2)B中试剂a应选用______________(填下列序号字母)。
a．CCl4 b．饱和NaCl溶液
c．浓H2SO4 d．饱和NaHCO3溶液
(3)通入适量的氯气，在C中生成黄绿色的物质Cl2O，该物质常温为气体，方程式为：____Cl2＋____Na2CO3＋____===____NaHCO3＋____NaCl＋____Cl2O。
(4)对C中反应后的固体成分进行检验，请写出实验步骤以及预期的现象和结论。
限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、澄清石灰水、试管、小烧杯、带导管的橡皮塞、过滤装置。
实验步骤 现象和结论
步骤一：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至完全溶解，然后将溶液分别置于a、b试管中
步骤二：向a试管中滴加BaCl2溶液，静置 无明显现象，证明固体中不含Na2CO3
步骤三：__________________
________________________
步骤四：____________________________________________________ _______________________则证明固体中含有NaCl
参考答案
一、单项选择题
1．D
2．解析：Cl2＋H2O??HCl＋HClO，故不能利用HCl的性质来鉴别HCl和Cl2，故不选A、D两项。B项中，用干燥有色布条，不发生上述反应，无HClO生成，不能鉴别HCl和Cl2。C项利用Cl2的氧化性进行鉴别，故选C项。
答案：C
3．解析：通常状况下，干燥氯气不与Fe反应，但点燃条件下反应生成FeCl3。
答案：B
4．解析：①④均为氧化漂白。②为化合型，是非氧化还原反应。③为吸附型，是物理过程。
答案：C
5．解析：还原性：H2SO3>HBr，且H2SO3部分电离，而HBr为强电解质，全部电离，通入Cl2后溶液中先发生反应Cl2＋H2SO3＋H2O===2HCl＋H2SO4，溶液中c(H＋)增大，溶液酸性增强，当H2SO3完全反应后再通入Cl2发生反应Cl2＋2HBr===2HCl＋Br2，溶液中 c(H＋)几乎不变，故溶液酸性几乎不变，结合题中所给数据可知A正确。
答案：A
6．解析：Cl2＋H2O??HCl＋HClO，NaHCO3能与HCl反应：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，平衡正向移动，NaHCO3不能与HClO反应，因为酸性H2CO3＞HClO，结果c(HClO)增大；NaHSO3具有还原性，与Cl2发生氧化还原反应，平衡逆向移动，c(HClO)减小。
答案：B
二、双项选择题
7．解析：Cl2可以氧化Fe2＋、Br－、I－。
答案：BD
7题变式
7－1.解析：由于还原性Fe2＋＞Br－，则Fe2＋先被氧化。设Cl2通入体积为x，则根据电子守恒有：0.1 mol•L－1×0.1 L×1＋0.1 mol•L－1×0.1 L×2×50%×1＝x22.4 L•mol－1×2，求得：x＝0.224 L。
答案：A
7－2.解析：次氯酸是弱酸，不能拆，A错误；C中离子反应的电荷不守恒。
答案：BD
8．解析：氯水中含有氯分子、盐酸、次氯酸等成分，A中有色布条褪色，可能是次氯酸的作用；C中加入了盐酸，引入了Cl－，不能证明原溶液中含有Cl－。
答案：BD
三、非选择题
9．解析：(1)工业上制备漂白粉的方法是把氯气通入石灰乳中，其反应为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
(2)漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其有效成分是Ca(ClO)2。(3)漂白粉的漂白原理是利用Ca(ClO)2与空气中的CO2和H2O反应产生强氧化性的HClO。
(4)反应(1)中有电子得失属于氧化还原反应，反应(3)为复分解反应。
答案：(1)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(2)Ca(ClO)2
(3)Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
(4)(1)
10．解析：气体单质有H2、N2、O2、Cl2，其中MnO2参与反应制备的气体只有O2、Cl2，O2制备时可以有以下反应：2KClO3=====MnO2△2KCl＋3O2↑，2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑，Cl2制备时有以下反应：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。所以B为O2、D为Cl2、G为FeCl3、F为FeCl2、E为Fe3O4。(1)二氧化锰与稀盐酸不反应，所以C的名称应为浓盐酸；(2)KClO3在MnO2作催化剂的条件下，加热分解生成O2，H2O2在MnO2作催化剂条件下常温下生成O2；(4)因为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以向Fe2＋溶液中加入铁屑，防止Fe2＋被氧化。
答案：(1)浓盐酸 四氧化三铁
(2)2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑ KClO3
(3)4HCl(浓)＋MnO2=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(4)铁屑 KSCN(或NH4SCN)溶液 加入KSCN溶液后溶液呈红色
11．解析：甲同学的意图是证明生成的气体中混有水蒸气和HCl气体，可先将气体通过无水硫酸铜，根据变色现象证明水蒸气的存在，再将气体通过一种能吸收Cl2，但不吸收HCl的试剂，可利用卤素单质易溶于有机溶剂的性质，将剩余气体通入到CCl4中，再将气体通入到AgNO3溶液中，通过发生现象判断HCl气体的存在；但由于该同学在通过CCl4后并未检验Cl2有没有除尽，所以其结论不可靠，为增加实验可信度，可在通过③装置后再用湿润的淀粉KI试纸进行检验。如果淀粉KI试纸不变蓝，而在AgNO3溶液中有白色沉淀生成，则说明原气体中混有HCl，或者直接将从③中出来的气体通入紫色石蕊试液中，如果石蕊试液变红但不褪色，则说明③中出来的气体中没有Cl2，只有HCl。
答案：(1)e f d c或f e d c (2)CuSO4 (3)吸收Cl2 (4)①③ 湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)
(5)将溶液换成紫色石蕊试液，如果观察到紫色石蕊试液变红而不褪色的现象
12．解析：(1)悬浊液中分离出溶液和沉淀，则该操作为过滤；步骤④为I－氧化成I2，则Cl2＋2I－===I2＋2Cl－；由于密度CCl4＞H2O，则下层为溶有I2的CCl4层，上层为接近无色的水层。
(2)由于I2遇淀粉呈蓝色，则须将I－氧化为I2，才能出现蓝色。
答案：(1)过滤 2I－＋Cl2===2Cl－＋I2
溶液分两层，上层液无色，下层液紫红色
(2)C 碘离子被氧化为碘单质，试纸才会变蓝
12题变式
12－1.解析：由于氯碱工业是电解饱和NaCl溶液，所以该过程是将电能转化为化学能，A项正确；由于MgCl2可以发生水解，为防止MgCl2水解需外加HCl来抑制其水解，B项正确；③中反应为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，Br－被氧化，④为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，Br2发生还原反应，⑤中Br－又被氧化成Br2，C项正确；为防止BaCl2过量引入新杂质，须在BaCl2溶液之后加入Na2CO3溶液，以除去多余BaCl2溶液，D项错误。
答案：D
12－2.解析：(1)高锰酸钾与浓盐酸在常温下即可发生反应，使用简易装置即可。(2)饱和NaCl溶液能降低氯气的溶解度，同时能吸收极易溶于水的HCl。(3)根据元素守恒，可知有水参与反应，再分析各元素化合价的变化，根据化合价“升降”要相等的原则进行配平。(4)由(3)反应以及题目中步骤二、四的提示，可知题意是要证实固体中含有NaHCO3、NaCl，而不含Na2CO3，明确了思路后，再结合题目提供的试剂，设计合理的步骤，选择合适的试剂，同时要注意文字表达的规范性，要有取样和量的意识。
答案：(1)如图：
(2)b
(3)2 2 H2O 2 2 1
(4)
实验步骤 现象和结论
步骤三：取a试管的上层清液于c试管中(或过滤，取滤液加入试管c中)，加入适量Ba(OH)2溶液(或加入稀HNO3，塞上带导管的橡皮塞将生成的气体通入澄清石灰水中) 产生白色沉淀(或澄清石灰水变浑浊)，则证明固体中含有NaHCO3
步骤四：向试管b中滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加少量AgNO3溶液 有白色沉淀