人教版化学版高考总复习 第2讲 富集在海水中的元素卤素 课时演练.docx
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人教版化学版高考总复习第2讲富集在海水中的元素卤素课时演练
一、选择题
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.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
===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。
4.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( )
选项
①
②
③
④
A
黄绿色
橙色
蓝色
白色
B
无色
橙色
紫色
白色
C
黄绿色
橙色
蓝色
无色
D
黄绿色
无色
紫色
白色
答案 A
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。
5.(2020·上饶模拟)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法错误的是( )
A.单质①是最活泼的非金属单质
B.单质②能使品红溶液褪色
C.单质③保存时加少量水进行水封
D.单质的氧化性是④>③>②>①
答案 D
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.溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物,与水反应的化学方程式为IBr+H2O===HBr+HIO。
下列有关IBr的叙述不正确的是( )
A.IBr是双原子分子
B.在很多反应中,IBr是强氧化剂
C.与NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
D.与水反应时,IBr既是氧化剂又是还原剂
答案 D
解析 IBr中I为+1价,Br为-1价。
1个I原子和1个Br原子构成1个IBr分子,A项正确;因为IBr的化学性质与卤素单质相似,所以在很多反应中,IBr是强氧化剂,B项正确;与碱反应的实质可看成是IBr先与水反应生成HBr和HIO,HBr和HIO再与碱反应,总化学方程式为2NaOH+IBr===NaBr+NaIO+H2O,C项正确;与水反应的化学方程式IBr+H2O===HBr+HIO中,反应前后各元素的化合价均未发生变化,故这个反应是非氧化还原反应,D项错误。
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
+ClO
+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
发生歧化反应,生成Cl-和ClO2,离子方程式为:
4H++5ClO
===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·北京延庆高三一模)海洋是一个资源宝库,海水资源的开发和利用是现代和未来永恒的主题。
下面是海水利用的流程图:
下列有关说法不正确的是( )
A.过程中制得NaHCO3是先往精盐溶液中通入CO2,再通入NH3
B.氯碱工业在阳极产生了使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的气体
C.反应②加热MgCl2·6H2O应在HCl气流保护下制备无水MgCl2
D.反应⑤中,用Na2CO3水溶液吸收Br2后,用70~80%硫酸富集Br2
答案 A
解析 先通入氨气可增大二氧化碳的溶解度,则通入气体的顺序不合理,A项错误;氯碱工业在阳极上氯离子放电生成氯气,使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝,B项正确;加热促进镁离子水解,且生成盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备,C项正确;用纯碱吸收溴,主要反应是3Br2+3Na2CO3===5NaBr+NaBrO3+3CO2↑,生成的NaBr、NaBrO3与硫酸反应,得到Br2,达到富集目的,D项正确。
10.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。
11.(2020·山东等级模拟考)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。
马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
答案 C
解析 由题给流程图可知,NaClO3反应后生成ClO2,SO2反应后生成NaHSO4,根据得失电子守恒可知,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1,A项正确;反应①中ClO2为还原产物,原电池的正极发生还原反应,B项正确;反应②中的H2O2是还原剂,ClO2被还原为NaClO2,而NaClO4中Cl是最高价态,无还原性,则反应②中的H2O2不能用NaClO4代替,C项错误;反应②中ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂,故反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2,D项正确。
12.Cl2O是棕黄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②、③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Cl2,所以②、③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;装置⑤是收集Cl2O,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。
二、非选择题
13.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
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。
14.海水是宝贵的资源宝库,目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料。
如图是海水综合利用的部分流程图,据图回答问题:
(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO
等离子,为除去这些离子,所加试剂及其先后顺序为(写化学式):
______________________________。
(2)①电解饱和食盐水的化学方程式为_____________________________________
_______________________________________________________________。
②制取MgCl2的过程中涉及反应:
MgCl2·6H2O
MgCl2+6H2O,该反应要在HCl气氛中进行,原因是_____________________________________________。
(3)苦卤中通入Cl2置换出Br2,吹出后用SO2吸收,写出用SO2吸收发生反应的离子方程式:
_______________________________________________________
____________________________________________________________,
由此判断Cl2、Br2、SO2的氧化性由强到弱的顺序为________。
(4)也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,同时有CO2放出,该反应的离子方程式是___________________________________;
最后再用H2SO4处理得到Br2,之后加入CCl4进行Br2的萃取,最终用________方法得到单质Br2。
答案
(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl
(2)①2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH
②防止MgCl2水解
(3)Br2+SO2+2H2O===2Br-+4H++SO
Cl2>Br2>SO2
(4)3Br2+3CO
===5Br-+BrO
+3CO2↑ 蒸馏
解析
(1)SO
、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去Ca2+和过量的Ba2+,盐酸能除去过量的CO
和OH-,所以应先加BaCl2溶液再加NaOH溶液和Na2CO3溶液,最后加入盐酸,所以正确的顺序为BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl。
(2)①电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH。
②氯化镁在水中易发生水解,为抑制其水解,氯化镁晶体应在氯化氢气流中脱水。
(3)苦卤中通入Cl2已经置换出Br2,吹出后用SO2吸收Br2,Br2转化为Br-,再用Cl2置换,第一次吹出的Br2浓度太低,SO2吸收主要起到富集溴的作用;在反应Cl2+2Br-===Br2+2Cl-中,氧化性:
Cl2>Br2,在反应SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr中,氧化性:
Br2>SO2,故氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>SO2。
(4)吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,同时有CO2放出,反应的离子方程式为3Br2+3CO
===5Br-+BrO
+3CO2↑,最后再用H2SO4处理得到Br2,加入CCl4进行Br2的萃取,最后通过蒸馏操作分离得到溴单质。
15.(2020·福建省漳州市高三质检)二氧化氯是一种高效消毒剂,通常状况下二氧化氯易溶于水,沸点为11.0℃,极易爆炸,制取和使用二氧化氯时要用性质稳定的气体按一定比例稀释,以防爆炸。
某实验小组在干燥空气稀释条件下,用干燥的氯气与固体亚氯酸钠制备二氧化氯,实验装置如图所示:
(1)装置A中反应的化学方程式为_________________________________________
____________________________________________________________。
(2)试剂X是________。
(3)装置D中冰水的主要作用是__________________________________________,
装置D内发生反应的化学方程式为______________________________
______________________________________________________________。
(4)工业上也常用盐酸或双氧水还原NaClO3制备ClO2,相比之下用双氧水制备ClO2方法更优,可能的原因是_________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)装置E中主要反应的离子方程式为:
___________________________________
__________________________________________________________。
(6)已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
①请完成实验室利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体的操作步骤:
a.减压,55℃蒸发结晶;b.________;c.用38~60℃的温水洗涤;d.低于60℃干燥,得到产品。
②取上述所得产品2.50g溶于水配成250mL溶液,取出25.00mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反应后(NaClO2被还原为Cl-,杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,用0.500mol·L-1Na2S2O3标准液滴定至终点。
进行3次实验后,平均用去标准液18.80mL,试计算NaClO2产品的纯度:
________(已知:
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)。
答案
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水
(3)冷凝ClO2 2NaClO2+Cl2===2NaCl+2ClO2
(4)H2O2的氧化产物为O2不会污染环境(或HCl的氧化产物为Cl2会污染环境)
(5)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(6)①趁热过滤 ②85.07%(或“0.8507”等)
解析
(1)A是MnO2和浓HCl在共热条件下发生反应制取氯气的装置,其中浓盐酸通过分液漏斗滴加;
(2)试剂X用于去除Cl2中的HCl气体,所以选择饱和食盐水;(3)装置B的目的是为防止气态ClO2爆炸,利用冰水浴降温,使ClO2冷凝;装置D中用干燥的氯气与固体亚氯酸钠反应得到二氧化氯,并同时生成NaCl,发生反应的化学方程式为2NaClO2+Cl2===2NaCl+2ClO2;(4)相比之下用双氧水制备ClO2方法更优,因为H2O2的氧化产物为O2不会污染环境(或HCl的氧化产物为Cl2会污染环境);(5)装置E是氢氧化钠溶液吸收多余氯气的反应,离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O;(6)①利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体最关键是控制结晶的温度:
高于38℃低于60℃;故操作为将装置D反应后的溶液在55℃条件下减压蒸发结晶,趁热过滤,再用38℃~60℃的温水洗涤,最后在低于60℃条件下干燥,得到NaClO2晶体;②找到Na2S2O3和NaClO2的关系式,代入数据计算即可;
w(NaClO2)=85.07%。
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)
选用试剂
实验现象
方案1
方案2
(3)应用与拓展:
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100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2(标准状况),溶液中有
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)①Br2 ②Fe3+
(2)
选用试剂
实验现象
方案1
b
CCl4层呈无色
方案2
d
溶液变红
(3)①2Fe2++Br2===2Fe3++2Br- ②1.2mol·L-1
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xmol·L-1,根据得失电子守恒可知x×0.1+2x×0.1×
=
×2,则x=1.2。
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