专题八　氯及其化合物-2022年高考化学一轮复习对点讲解与练习（通用版）学案

这是一份专题八　氯及其化合物-2022年高考化学一轮复习对点讲解与练习（通用版）学案，共25页。学案主要包含了拓展训练，基础巩固，能力提升，答案与解析等内容，欢迎下载使用。
专题八　氯及其化合物
考点1　氯气
考法1 氯气的制备、性质及应用
命题角度　氯气的制备和性质实验探究
例1. 某化学兴趣小组利用如图所示装置制取氯气并探究其有关性质。

(1)装二氧化锰的仪器的名称是　　　,发生反应的化学方程式为　　　 　 　　　　。 
(2)正确连接装置后,如何检验A装置的气密性:　　 　　　 　　　 　　　 　 。 
(3)一定温度下,将多余的Cl2用100 mL 1.7 mol·L-1的NaOH溶液完全吸收。冷却至室温后,对吸收后的溶液进行分析检测,测得其pH=13 (不考虑反应前后溶液的体积变化),ClO-和ClO3-的物质的量浓度之比为5∶1。请回答:
①吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为　　　　　mol。 
②被氧化的氯气的物质的量为　　　　　mol。 
(4)通二氧化硫和氯气一段时间后,甲同学实验的过程中品红溶液几乎不褪色,而乙同学实验的现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅。试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答问题。
①试分析甲同学实验的过程中,品红溶液不褪色的原因为　　　　　　
　　,涉及反应的离子方程式为　 。 
②你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的?　　　 　
　　　　　　 　　。 
(5)请你帮该小组同学设计一个实验,证明B装置中的Na2SO3已被氧化:　
。 
【解析】(1)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水。(2)用止水夹夹住A、B装置之间的橡胶管,打开A装置中分液漏斗的玻璃塞与活塞,向其中注水。若一段时间后,液面不再下降,说明气密性良好;反之,则气密性差。(3)①反应前NaOH的物质的量为0.1 L×1.7 mol·L-1=0.17 mol,反应后溶液pH=13,则反应后氢氧化钠的物质的量浓度为0.1 mol·L-1,故反应后NaOH的物质的量为0.1 L×0.1 mol·L-1=0.01 mol,吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为0.17 mol-0.01 mol=0.16 mol。②ClO-和ClO3-的物质的量浓度之比为5∶1,发生的反应为8Cl2+16NaOH5NaClO+NaClO3+10NaCl+8H2O,则反应掉的氯气的物质的量为0.16 mol×816=0.08 mol,其中被氧化的氯气转化为ClO-和ClO3-,物质的量为0.08 mol×616=0.03 mol。(4)①氯气、二氧化硫和水反应生成HCl和硫酸,HCl和硫酸没有漂白性,所以控制SO2和Cl2的量,使其按物质的量之比为1∶1进气,反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2OSO42-+2Cl-+4H+。②让氯气或二氧化硫过量可使品红溶液变得越来越浅,所以应控制SO2和Cl2的物质的量,使之不相等。
【答案】(1)圆底烧瓶　MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O　(2)用止水夹夹住A、B装置之间的橡胶管,打开A装置中分液漏斗的玻璃塞与活塞,向其中注水。若一段时间后,液面不再下降,说明气密性良好;反之,则气密性差　(3)①0.16　②0.03　(4)①控制SO2和Cl2的量,使其按物质的量之比为1∶1 进气　SO2+Cl2+2H2OSO42-+2Cl-+4H+　②控制SO2和Cl2的物质的量,使之不相等　(5)取少量B装置中溶液于试管中,向其中滴加稀盐酸至不再产生气体,再向其中滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明B装置中的亚硫酸钠已被氧化(其他合理答案均可)
【拓展训练】1. 如图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体中滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O。

对实验现象的解释或结论正确的是(　　)
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水反应生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水反应生成了漂白性物质
D
e处变红
还原性:Fe2+>Cl-
【拓展训练】2. 实验室用如图所示装置制备无水AlCl3(180 ℃升华),无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾。下列说法错误的是(　　)

A.b、c、f中依次盛装饱和食盐水、浓硫酸、浓硫酸
B.g中发生的反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
C.e中的收集器必须保持干燥
D.实验时,a和d处酒精灯应同时点燃

考点2　氯水、次氯酸、氯的含氧酸盐
考法2 氯水、次氯酸、氯的含氧酸盐的性质和应用
命题角度1　新制氯水的成分及性质探究
例2. 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
【解析】氯气是黄绿色气体,因此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,白色沉淀是氯化银,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,气体是CO2,这说明氯水中含有H+,C项正确;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明反应中有氯化铁生成,因为氯气也能把氯化亚铁氧化为氯化铁,所以不能说明氯水中含有HClO,D项错误。
【答案】D
命题角度2　氯的含氧酸盐的性质
例3. 某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O
B.该消毒液的pH约为12:ClO-+H2OHClO+OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO-Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-HClO+CH3COO-
【解析】已知饱和NaClO溶液的pH约为11,这是由于ClO-的水解,而该消毒液的pH约为12,主要是因为其中含有一定量的NaOH,B项错误。
【答案】B

考点3　卤素单质及其化合物的相似性和递变性
考法3 卤素单质及其化合物的性质
命题角度　用实验探究卤素单质的性质
例4. 为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。

实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为橙色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体,其电子式是　　　　　　　。 
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是　
。 
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是　　　　
　　　。 
(4)为验证溴的氧化性强于碘的,过程Ⅳ的操作和现象是　　　　
　。 
(5)过程Ⅲ实验的目的是　　　　　
　　。 
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下　
　　　　　　,得电子能力逐渐减弱。 
【解析】(1)A中产生的黄绿色气体为Cl2,其电子式为 ∶Cl····∶Cl····∶。(2)氯气遇湿润的淀粉-KI试纸时,发生反应Cl2+2KII2+2KCl,产生的I2使淀粉变蓝,可以证明氯气的氧化性强于碘的。(3)B中Cl2与NaBr发生置换反应,离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2。(4)C中NaBr与氯气反应生成NaCl和Br2,将C中溶液滴入D中,振荡,发生反应Br2+2KI I2+2KBr,静置后D中溶液分层,下层为碘的四氯化碳溶液,显紫红色,可以说明溴的氧化性强于碘的。(5)过程Ⅲ主要是为了确认C的黄色溶液中无Cl2,排除对溴置换碘实验的干扰。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱,是因为从Cl到I,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱。
【答案】(1)∶Cl····∶Cl····∶　(2)湿润的淀粉-KI试纸变蓝　(3)Cl2+2Br-Br2+2Cl-　(4)打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层溶液变为紫红色　(5)确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰　(6)原子半径逐渐增大
【拓展训练】3. 实验室从含碘废液(除H2O 外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:

(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3 溶液,将废液中的I2 还原为I-,其离子方程式为　　　　　　 　　;该操作将I2 还原为I-的目的是　 。 
(2)操作X 的名称为　　　　。 

(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH 约为2,缓慢通入Cl2,在40 ℃左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是　　　　　　
　　　;锥形瓶里盛放的溶液为　　　 　。 
(4)已知:5SO32-+2IO3-+2H+I2+5SO42-+H2O
某含碘废水(pH 约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO3- 中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO3- 的实验方案:取适量含碘废水用CCl4 多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;　 。 
实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3 溶液、Na2SO3 溶液。

疑难2 从海水中提取氯、溴、碘
例5. 海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是

A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
【解析】苦卤中含有Br-,通入Cl2可将Br-氧化成Br2,A项正确;粗盐中含有Ca2+、SO42-等杂质离子,故先除杂得NaCl的饱和溶液,而NaCl的溶解度随温度变化不大,采用重结晶可以得到较纯净的NaCl,B项正确;工业上沉淀海水中的Mg2+,采用Ca(OH)2,不用NaOH,因为NaOH的价格较贵,C项错误;Br2易挥发,先用热空气和水蒸气吹出后,再用SO2吸收,生成H2SO4和HBr,富集后再用Cl2将HBr氧化成Br2,D项正确。
【答案】C
【拓展训练】4. 将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。
回答下列问题:
(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是　　　　(填序号)。 
①用混凝法获取淡水　　　　②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种 ④改进钾、溴、镁等的提取工艺
(2)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2,并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是Br2+Na2CO3+H2ONaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2时,转移的电子为　　　　mol。 
(3)海水提镁的一段工艺流程如图所示:

浓海水的主要成分如下:
离子
Na+
Mg2+
Cl-
SO42-
质量浓度/(g·L-1)
63.7
28.8
144.6
46.4

该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　,产品2的化学式为　　　　　,1 L浓海水最多可得到产品2的质量为　　　　　g。 
(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

素材10 ClO2的性质、制备和含量测定
【拓展训练】5. 二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:
(1)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:

①电解时发生反应的化学方程式为　　　　　　。 
②溶液X中大量存在的阴离子有　　　　　　。 
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是　　　　　(填标号)。 
a.水 b.碱石灰
c.浓硫酸 d.饱和食盐水

(2)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸;
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;
Ⅴ.用0.100 0 mol·L-1 硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 
②玻璃液封装置的作用是　　　　。 
③Ⅴ中加入的指示剂通常为　　　　,滴定至终点的现象是　　　　　　　　　　　　。 
④ 测得混合气中ClO2的质量为　　　　g。 
(3)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是　　　　(填标号)。 
a.明矾　　　b.碘化钾　　　c.盐酸　　　d.硫酸亚铁
素材11 NaClO2、KClO3的性质和应用
【拓展训练】6. 亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。
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 ℃时析出的晶体是NaClO2,高于60 ℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。Ba(ClO)2可溶于水。
利用如图所示装置进行实验。

(1)仪器a的名称为　　　　,装置①的作用是　　　　　　　　,装置③的作用是　　　　　　　。 
(2)装置②中产生ClO2,涉及反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　;
装置④中反应生成NaClO2的化学方程式为　 。 
(3)从装置④反应后的溶液中获得晶体NaClO2的操作步骤:①减压,55 ℃蒸发结晶;②趁热过滤;③　　　　　　　;④低于60 ℃干燥,得到成品。如果撤去装置④中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是　　　　　。 
(4)设计实验检验所得NaClO2晶体中是否含有杂质Na2SO4,操作与现象是取少量晶体溶于蒸馏水, 　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)为了测定NaClO2粗品的纯度,取上述粗产品10.0 g溶于水配成1 L溶液,取出10 mL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0.20 mol·L-1Na2S2O3标准液滴定,达到滴定终点时用去标准液20.00 mL,则NaClO2粗品的纯度为　　　　　　　。(提示:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI) 
素材12 I-、I2、I3-、KIO3的性质
【拓展训练】7. 某实验小组欲探究Cl2与KI溶液的反应,设计的实验装置如图所示。已知:I2在水中溶解度很小,在KI溶液中溶解度显著增大,其原因为I2+I-I3-。

回答下列问题:
(1)仪器A使用前必须进行的操作是　　　　　　,仪器B的名称是　　　　　　。 
(2)该实验装置存在的明显缺陷是　　　　,改进之后,进行后续实验。 
(3)仪器C中的试剂是　　　　,当仪器E中出现　　　　时,停止加热。 
(4)当氯气开始进入仪器D中时,观察到仪器D中的现象是　　　　;不断向仪器D中通入氯气,看到溶液颜色逐渐加深,后来出现深褐色沉淀,试运用平衡移动原理分析产生这些现象的原因:　 。 
(5)持续不断地向仪器D中通入氯气,观察到仪器D中液体逐渐澄清,最终呈无色。实验小组同学猜想,仪器D中无色溶液里的含碘物质可能是HIO3。
①按照实验小组同学的猜想,用化学方程式解释“仪器D中液体逐渐澄清,最终呈无色”的原因: 　 　　　　　　　　。
②为了验证猜想是否正确,实验小组又进行了如下实验:
i.取反应后仪器D中溶液5.00 mL于锥形瓶中,加入过量KI和足量稀硫酸。
ii.向上述锥形瓶中滴加淀粉,溶液变蓝,用0.625 mol/L的Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去,消耗Na2S2O3溶液V mL。
已知:2HIO3+10KI+5H2SO46I2+5K2SO4+6H2O、I2+2S2O32-2I-+S4O62-。若V=　　　　时,说明实验小组同学的猜想正确。 
(6)欲检验某溶液中是否含有I-,可使用的试剂为溴水和四氯化碳。合理的实验操作为　 。 

【基础巩固】
考点1 氯气
1. 下列说法不正确的是(　　)
A.氯气是一种重要的化工原料,广泛应用于自来水的消毒和农药的生产等方面
B.钠钾合金在常温下是液体,可用作快中子反应堆的热交换剂
C.用硅制造的光导纤维具有很强的导电能力,可用于制作光缆
D.化肥的生产、金属矿石的处理、金属材料的表面清洗等都可能用到硫酸
2. 用如图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去;必要时可以加热;a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。其中正确的是(　　)




选项
气体
a
b
c
d
A
CO2
盐酸
CaCO3
饱和Na2CO3溶液
浓硫酸
B
Cl2
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
浓硫酸
C
NH3
饱和NH4Cl溶液
消石灰
H2O
固体NaOH
D
NO
稀硝酸
铜屑
H2O
浓硫酸
3. 某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2,若先向该溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为红色。则下列叙述正确的是(　　)
A.原溶液中的Br-一定被氧化
B.通入氯气之后,原溶液中的Fe2+不一定被氧化
C.不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+
D.若取少量所得溶液,再加入CCl4,振荡、静置、分液,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,一定能产生黄色沉淀
4. 工业上把Cl2通入冷NaOH溶液中制得漂白液(主要成分为NaClO)。一化学小组在室温下将氯气缓缓通入NaOH溶液,模拟实验得到ClO-、ClO3-的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.工业制取漂白液的化学反应方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
B.a点时溶液中各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO3-)=c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
C.t2~t4,ClO-的物质的量下降的原因可能是3ClO-2Cl-+ClO3-
D.使用漂白液时,为了增强漂白效果,可以向漂白液中加入浓盐酸
5. 氯酸钾是一种重要的氧化剂,受热易分解。为充分利用资源,变废为宝,实验室以电石渣(主要成分为Ca(OH)2和CaCO3)为原料制备KClO3的流程如图1所示:




回答下列问题:
(1)加热下氯化过程发生反应的化学方程式为　 。 
(2)用如图2所示装置制备Cl2,为保证氯化过程中Cl2反应充分,制Cl2时应采取的措施是　 , 导气口n后所连接装置合适的是　　　　　。 




图2
(3)操作2包含一系列实验操作,主要为　　　　　→降温结晶→过滤→洗涤→低温干燥。 
(4)如图3所示是制备过程中处理尾气的部分装置。

图3
①B中溶液为　　　　　。 
②A中装有蒸馏水,查阅资料可知次氯酸或氯气可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl-。请设计实验方案测定A中氯元素含量　
。
考点2 氯水、次氯酸、氯的含氧酸盐
6. 下列各组物质中,满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系的组合有(　　)
序号
X
Y
Z
W

①
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
CuO
②
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
③
Cl2
Ca(ClO)2
HClO
HCl
④
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2
A.①②③ B.①③④ C.②③ D.①④
7. “84”消毒液在日常生活中应用广泛,其有效成分是NaClO。某小组在实验室制备NaClO溶液,并进行性质探究。

(1)X固体为　　　　　　(填化学式),装置E的名称是　　　　　　。 
(2)氯气与NaOH溶液、NaHCO3溶液发生反应均可生成含有+1价Cl的物质,其化学式分别为　　　 　、　　　　　　　。 
(3)将反应后装置C中的溶液,从pH=11调到pH=5的过程中,其溶液的漂白性逐渐　　　　,理由是　　　　　　　　 　　。 
(4)装置C需要放置在冰水浴中,否则产率大大降低,原因是　　 　　
　　　　　　　　　　　　。 
8. 氯是海水中含量丰富的元素,氯的单质及其化合物在生产、生活领域应用广泛。
(1)自来水厂常用液氯进行杀菌消毒。氯气溶于水发生的可逆反应为　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 
(2)用液氯消毒会产生微量有机氯化物,危害人体健康,可以用二氧化氯(ClO2)代替液氯。工业上用黄铁矿(FeS2)、氯酸钠(NaClO3)和硫酸溶液混合制备二氧化氯气体。已知黄铁矿中的硫元素(-1价)最终被氧化成SO42-,写出制备二氧化氯的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)生产漂白粉的工厂的主要设备是氯化塔,塔从上到下分为四层,如图为生产流程示意图。生产漂白粉反应的化学方程式为　　　　　　 　。实际生产中,将石灰乳(含有3%~6%水分的熟石灰)从塔顶喷洒而下,氯气从塔的最底层通入。这样加料的目的是　　　　　　　　　　　　　　 。 

(4)用莫尔法可以测定溶液中Cl-的含量。莫尔法是一种沉淀滴定法,用标准AgNO3溶液滴定待测液,以K2CrO4为指示剂,滴定终点的现象是溶液中出现砖红色沉淀(Ag2CrO4)。已知平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,该滴定过程需要控制pH范围为6.5~10.5,若pH小于6.5会使测定结果偏高。结合平衡移动原理解释偏高的原因:　　　　　　　　　　　　　　　。 
考点3 卤素单质及其化合物的相似性和递变性
9. 下列装置能达到实验目的的是(　　)




A.制取Cl2　　 　B.氧化碘离子 C.过滤出粗碘　　 　D.升华提纯碘
10. 如图所示为海水资源利用的部分过程,有关说法不正确的是(　　)

A.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法
B.氯碱工业中采用阳离子交换膜可提高产品的纯度
C.由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2的关键是要在干燥的氯化氢气流中低温小火烘干
D.溴工业中③、④的目的是富集溴元素,溴元素在反应③、④、⑤中均被氧化
11. 碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.用淀粉-KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉-KI试纸会变蓝
B.足量Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉-KI试纸褪色的原因可能是5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl
C.由题图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IO3-
D.途径Ⅱ中若生成1 mol I2,则反应中转移10 mol电子

【能力提升】
一、选择题(每小题6分,共18分)
1.已知:i.4KI+O2+2H2O4KOH+2I2,ii.3I2+6OH-IO3-+5I-+3H2O。某同学进行如下实验:①取久置的KI固体(呈黄色)溶于水配成溶液。②立即向上述溶液中滴加淀粉溶液,溶液无明显变化;滴加酚酞后,溶液变红。③继续向溶液中滴加硫酸,溶液立即变蓝。下列分析合理的是(　　)
A.②说明久置的KI固体中不含有I2
B.③中溶液变蓝的可能原因:IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O
C.碱性条件下,I2与淀粉显色的速率大于其与OH-反应的速率
D.若向淀粉-KI试纸上滴加硫酸,一段时间后试纸变蓝,则证实该试纸上存在IO3-
2.下列实验操作、现象和结论均正确的是(　　)
选项
实验操作
现象
结论
A
用H2O2溶液滴定淀粉-KI溶液
溶液变蓝
达到滴定终点
B
向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液,再加入CCl4,振荡,静置
下层呈
紫红色
该食用加碘盐中含有KIO3
C
用湿润的淀粉-KI试纸鉴别NO2、溴蒸气
试纸变蓝
该气体为溴蒸气
D

最后试管中有浅黄色沉淀
有机物中含有溴原子
3. “84”消毒液(工业上利用Cl2与NaOH反应制得)可用于消毒和漂白,下列实验现象的分析不正确的是(　　)
实验
操作



实验
现象
混合后溶液的pH=9.9,短时间内未褪色,一段时间后蓝色褪去
混合后溶液pH=5.0,蓝色迅速褪去,无气体产生
混合后溶液pH=3.2,蓝色迅速褪去,并产生大量气体,使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
A.对比实验①和②,②中蓝色迅速褪去的原因是发生了反应ClO-+H+HClO
B.实验③中产生的气体是Cl2,由HClO分解得到:2HClOCl2↑+H2O
C.对比实验②和③,溶液的pH可能会影响ClO-的氧化性或Cl-的还原性
D.加酸可以提高“84”消毒液的漂白效果,但需要调控合适的pH才能安全使用
二、非选择题(共56分)
4.(新素材)(16分)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,氧化性比氯气强。
回答下列问题:
(1)制备干燥、纯净的氯气:气体发生装置是　　　　(填标号),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H2O2和NaOH的混合溶液反应,其产物之一是NaClO2。写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
5.(11分)某化学小组同学用如图所示装置和下列试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。供选试剂:30% H2O2溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验,记录如表所示。

请补充完整甲组实验仪器的名称。

操作
现象
甲
向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2,向Ⅰ的　　　　中加入30% H2O2溶液,连接Ⅰ、Ⅲ,打开活塞 
Ⅰ中产生无色气体并伴随大量的白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝
乙
向Ⅱ中加入KMnO4固体,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝
丙
向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1 mol/L H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　。 
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是　　　　。为进一步探究该条件对反应速率的影响,可采取的实验措施是　　　　　　　　　　　　。 
(4)由甲、乙、丙三组实验推测,甲实验可能是Ⅰ中的白雾使溶液变蓝。学生将Ⅰ中产生的气体直接通入下列　　　　(填标号)溶液,证明了白雾中含有H2O2。 
A.酸性 KMnO4　B.FeCl2　C.Na2S　D.品红
(5)资料显示:KI溶液在空气中久置会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O2I2+4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液变蓝,他们猜想可能是3I2+6OH-5I-+IO3-+3H2O造成的。请设计实验证明他们的猜想是否正确:　　　　　　　　
　　
　。 
6.(新素材)(14分)碘化钠在医疗及食品方面有重要的作用。实验室以NaOH、单质碘和水合肼(N2H4·H2O)为原料制备碘化钠。已知:水合肼具有还原性。回答下列问题:
(1)水合肼的制备反应原理为CO(NH2)2+NaClO+2NaOHN2H4·H2O+NaCl+Na2CO3。
①用如图1所示装置制取含次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液,装置的连接顺序为　　　　(按气流从左到右的方向,用小写字母表示)。 

图1
若该实验温度控制不当,反应后测得三口烧瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5∶1,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为　　　　。 
②制备水合肼时,应将　　　　(填“NaClO溶液”或“尿素溶液”,下同)滴到　　　　中,且滴加速度不能过快。 
(2)采用水合肼还原法制取碘化钠固体,其制备流程如图2所示:

图2
在“还原”过程中,主要消耗反应过程中生成的副产物IO3-,该过程中的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　。工业上也可以用硫化钠或铁屑还原碘酸钠制备碘化钠,但水合肼还原法制得的产品纯度更高,其原因是　　　　　　　　　　 　　　
。
(3)测定产品中NaI含量的实验步骤如下:
a.称取10.00 g样品并溶解,配制500 mL溶液。
b.量取25.00 mL待测液于锥形瓶中,然后加入足量FeCl3溶液,充分反应后,再加入M溶液作指示剂。
c.用0.210 0 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点(反应方程式为2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI),重复实验多次,测得消耗标准溶液的平均体积为15.00 mL。
①M为　　　　(写名称)。 
②该样品中NaI的质量分数为　　　　。 
7.(新形式)(15分)某实验小组探究少量Cl2和FeBr2溶液反应的过程。
(1)配制FeBr2溶液:
ⅰ.配制50 mL 1.0 mol·L-1 FeBr2溶液。
ⅱ.上述溶液呈淡黄色。取少量此溶液,向其中滴加KSCN溶液,变为红色。
①配制50 mL 1.0 mol·L-1 FeBr2溶液需要的玻璃容器是　　 　　。 
②由ⅱ可知,此FeBr2溶液呈淡黄色的原因是其中含有　　　 　,用离子方程式解释其产生的原因:　　　　　　　 　　 
。
(2)Cl2和FeBr2反应的实验操作及现象如下。

据此甲同学得出结论:少量Cl2既能和Fe2+又能和Br-发生氧化还原反应。
①Cl2和Fe2+发生反应的离子方程式是　 。 
②乙同学认为上述实验不能证明Cl2和Br-发生反应,理由是　　　
　　　　　　。 
③乙同学改进实验如下:在上述FeBr2溶液中加入过量铁粉,取上层清液2 mL,向其中滴加3滴饱和新制氯水后,再加入CCl4,振荡后静置,观察现象。乙同学得出结论:少量Cl2只与Fe2+反应,不与Br-反应。乙同学得出该结论依据的实验现象是 　  
。
(3)丙同学继续设计实验,探究反应过程:

①转移至大试管前CCl4溶液中呈橙红色的物质是　　 　。 
②丙同学通过此实验可得出结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 








【答案与解析】
【拓展训练】
1.D　选项A的实验现象只能说明氧化性Cl2>Br2和Cl2>I2,不能说明氧化性Br2>I2;选项B的实验现象还可以说明氯气与水反应生成了漂白性物质;选项C中,氯气与水反应生成酸性物质也可出现对应的实验现象;e处变红是氯气氧化Fe2+生成Fe3+的结果,选项D正确。
2.D　b、c、f中依次盛装饱和食盐水、浓硫酸、浓硫酸,作用为除去氯气中的氯化氢气体和防止水蒸气进入e,A正确;未反应的氯气被氢氧化钠溶液吸收,发生的反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,B正确;e中的收集器必须保持干燥,否则无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾,C正确;实验时,必须先点燃a处酒精灯,氯气通入一段时间后点燃d处酒精灯,D错误。
3.(1)SO32-+I2+H2O2I-+SO42-+2H+(3分)　使CCl4中的碘进入水层(2分)　(2)分液(2分)　(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化)(2分)　NaOH溶液(2分)　(4)从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-;(2分)另从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有IO3-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO3-(2分)
【解析】　(1)该反应为Na2SO3、I2的氧化还原反应,离子方程式为SO32-+I2+H2OSO42-+2I-+2H+。含碘废液中碘以I-、I2的形式存在,将废液中的I2还原为I-的目的是使CCl4中的碘进入水层。(2)操作X为分液。(3)实验控制在较低温度下进行,是为了使氯气在溶液中有较大的溶解度或防止I2升华或防止I2进一步被氧化。锥形瓶中溶液的作用是吸收过量的Cl2,故锥形瓶中盛放的溶液为NaOH溶液。(4)检验I-,可以利用I-的还原性,先加入淀粉溶液,再加盐酸酸化,最后滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,则说明废水中含有I-,若溶液不变蓝,则说明废水中不含有I-;检验IO3-,可以利用IO3-的氧化性,先加入淀粉溶液,再加盐酸酸化,最后滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,则说明废水中含有IO3-,若溶液不变蓝,则说明废水中不含有IO3-。
4.(1)②③④(共3分)　(2)53(2分)　(3)Ca2++SO42- CaSO4↓(2分)　Mg(OH)2(2分)　69.6(2分)　(4)MgCl2 Mg+Cl2↑(2分)　Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑(2分)
【解析】　(1)混凝法是指在混凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体,然后采用分离除去的水处理法。混凝法在废水处理中的应用非常广泛,它既可以降低原水的浊度、色度等水质的感观指标,又可以去除多种有毒、有害污染物。这种方法可用于处理含油废水、染色废水等,既可以独立使用,又可以配合其他方法使用,也可用于改善污泥的脱水性能。常用的混凝剂有硫酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等。由此可见海水中可溶性的盐是无法用混凝法除去的,故通过混凝法得不到淡水。②③④都可以通过优化工艺流程而实现。(2)依据反应前后溴元素化合价的变化可知,该反应为Br2的歧化反应,根据得失电子守恒配平的化学方程式为3Br2+6Na2CO3+3H2O 5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3,3 mol Br2参与反应时,转移5 mol电子,故吸收1 mol Br2时,转移的电子为 53 mol。(3)根据浓海水的成分分析,脱硫阶段的目的是除去SO42-,故该步发生的主要反应的离子方程式为Ca2++SO42- CaSO4↓;由题图信息知,产品2为Mg(OH)2。浓海水的成分中Mg2+的质量浓度为28.8 g·L-1,则1 L浓海水最多可得到产品2的质量为m(Mg(OH)2)=1 L×28.8 g·L-1×5824=69.6 g。(4)由于采用石墨为阳极、不锈钢为阴极,即采用惰性电极电解熔融的氯化镁,阳极反应为2Cl--2e- Cl2↑,阴极反应为Mg2++2e- Mg,故总反应为MgCl2 Mg+Cl2↑。若有少量水存在,则高温下镁与水反应,发生反应的化学方程式为Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑。
5.(1)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3(2分)　②Cl-、OH-(2分)　③c(1分)　(2)①2ClO2+10I-+8H+5I2+4H2O+2Cl-(2分)　②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)(2分)　③淀粉溶液　溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变(每空1分,共2分)　④0.027 00(2分)　(3)d(1分)
【解析】　(1)①酸性条件下不能生成NH3,根据产物NCl3和H2,写出电解方程式:NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3。②根据原子守恒可知,溶液X中有NaCl,又因有NH3生成,则溶液X中的阴离子有Cl-和OH-。③由于ClO2易溶于水,所以a和d错误;NH3能够被浓硫酸吸收,应选c。(2)①ClO2在酸性条件下与I-反应,生成I2和Cl-,离子方程式为2ClO2+10I-+8H+ 5I2+4H2O+2Cl-。②ClO2易溶于水,故用于液封的水可以吸收多余的ClO2气体。③用淀粉溶液检验碘单质,滴定终点时,碘单质完全反应,则终点现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内颜色不再改变。④根据关系式2ClO2~5I2~10S2O32-,n(ClO2)=15n(S2O32-)=15×0.100 0×0.02 mol=0.000 40 mol,m(ClO2)=0.000 40 mol×67.5 g·mol-1=0.027 00 g。(3)需加入一种还原剂,将亚氯酸盐还原为Cl-,所以Fe2+合适,d项正确。
6.(1)三颈烧瓶　吸收多余的ClO2气体,防止污染环境　防止倒吸(或作安全瓶等其他合理答案)　(2)2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓) 2ClO2↑+2Na2SO4+H2O　2NaOH+2ClO2+H2O2 2NaClO2+2H2O+O2　(3)用38~60 ℃的温水洗涤　NaClO3和NaCl　(4)滴加几滴BaCl2溶液,若有白色沉淀出现,则含有Na2SO4,若无白色沉淀出现,则不含Na2SO4　(5)90.5%
【解析】　(1)仪器a的名称为三颈烧瓶;分析题给实验装置图知装置①的作用是吸收多余的ClO2气体,防止污染环境;装置③的作用是防止倒吸。(2)装置②中氯酸钠、亚硫酸钠和浓硫酸反应生成硫酸钠、ClO2和水,化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓)2ClO2↑+2Na2SO4+H2O。在装置④中ClO2得到电子被还原变为NaClO2,H2O2失去电子,表现还原性,反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O22NaClO2+2H2O+O2。(3)从溶液中制取晶体,一般采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。根据题给信息NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于 38 ℃时析出的晶体是NaClO2,高于60 ℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl知,从装置④反应后的溶液中获得晶体NaClO2的操作步骤为①减压,55 ℃蒸发结晶;②趁热过滤;③用38~60 ℃的温水洗涤;④低于60 ℃干燥,得到成品。如果撤去装置④中的冷水浴,由于温度高,可能导致NaClO2分解成NaClO3和NaCl,所以产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl。(4)检验所得NaClO2晶体中是否含有杂质Na2SO4的操作及现象是取少量晶体溶于蒸馏水,滴加几滴BaCl2溶液,若有白色沉淀出现,则含有Na2SO4,若无白色沉淀出现,则不含Na2SO4。(5)ClO2-+4I-+4H+Cl-+2I2+2H2O,用Na2S2O3标准液滴定,发生反应2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI,可得反应的关系式为ClO2-~2I2~4Na2S2O3,又n(Na2S2O3)=0.20 mol·L-1×0.02 L=0.004 mol,得n(ClO2-)=0.001 mol,所以1 L溶液中含有n(NaClO2)=0.001 mol×100=0.1 mol,则10.0 g NaClO2粗品中含有m(NaClO2)=0.1 mol×90.5 g·mol-1=9.05 g,则w(NaClO2)=9.05 g10.0 g×100%=90.5%。
7.(1)检漏　蒸馏烧瓶　(2)无Cl2处理装置　(3)饱和食盐水　白色沉淀　(4)无色溶液变为棕黄色　被置换出来的I2在KI溶液中溶解度较大,所以溶液颜色逐渐加深,但随着KI被消耗,平衡I2+I-I3-向左移动,碘在水中溶解度较小,所以部分碘以沉淀的形式析出　(5)①5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl　②24.00　(6)取适量样品,滴加少量溴水,充分振荡后加入适量的四氯化碳,振荡、静置、分层,若下层溶液呈紫红色,说明样品中含有I-
【解析】　(1)仪器A是分液漏斗,仪器B是蒸馏烧瓶;用分液漏斗前应先检漏。(2)未反应的氯气有毒,应进行尾气处理,可选用氢氧化钠溶液进行吸收。(3)仪器C是用来除去氯气中的氯化氢气体,所以用饱和食盐水;氯气与KI溶液反应之后,剩余的氯气进入硝酸银溶液中,会生成氯化银白色沉淀,可用于指示仪器D中反应完全。(4)氯气开始进入仪器D中时,将碘离子氧化成单质碘,所以溶液开始变为棕黄色;不断向仪器D中通入氯气,被置换出来的I2在KI溶液中溶解度较大,所以溶液颜色逐渐加深,但随着KI被消耗,平衡I2+I-I3-向左移动,碘在水中溶解度较小,所以部分碘以沉淀的形式析出。(5)仪器D中液体逐渐澄清,可能是I2与Cl2发生了氧化还原反应。仪器D中5.00 mL原溶液中n(I-)=0.005 L×0.50 mol/L=0.002 5 mol,根据关系式2I-~2HIO3~6I2~12S2O32-,得0.002 5 mol×122=0.625 mol/L×V×10-3 L,解得 V=24.00。

【基础巩固】
1.C　氯气是一种重要的化工原料,可用于合成农药、塑料、橡胶、人造纤维、染料等,氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,能够杀菌消毒, A项正确;钠钾合金在常温下为液态,具有良好的导热性,可用作快中子反应堆的导热剂, B项正确;光导纤维的主要成分是二氧化硅而不是单质硅,且光导纤维不导电,C项错误;硫酸能与氨气反应生成硫酸铵,能与金属矿石、金属氧化物反应生成硫酸盐, D项正确。
2.D　盐酸和CaCO3反应制得的CO2中含有杂质HCl、水蒸气,应用饱和NaHCO3溶液除去HCl,A项错误;浓盐酸和MnO2加热反应制得的Cl2中含有杂质HCl、水蒸气,除去HCl应用饱和食盐水,B项错误;NH3极易溶于水,通过盛有水的洗气瓶,NH3会被吸收,C项错误;稀硝酸和铜反应制得的NO难溶于水且不与水反应,NO被空气中的氧气氧化成的NO2与水反应又可生成NO,故将生成的气体依次通过水、浓硫酸,可以得到纯净、干燥的NO,D项正确。
3.C　通入一定量的氯气,先反应的离子是碘离子,其次是亚铁离子,最后是溴离子。加硫氰化钾溶液后,溶液变为红色,证明已经有铁离子出现,所以碘离子已经反应完全,而亚铁离子和溴离子不能确定是否反应完全,A、B错误,亚铁离子可能没有反应完,C正确;若溶液中含有溴离子,则沉淀颜色为淡黄色,若溶液中不含溴离子,则生成的沉淀为白色,D错误。
4.D　A项,工业上用氯气与冷氢氧化钠溶液反应制取漂白液,正确;B项,氯气与氢氧化钠溶液反应,到达a点时,次氯酸根离子与氯酸根离子的浓度相等,此时的产物是氯化钠、次氯酸钠、氯酸钠,发生反应的离子方程式是4Cl2+8OH-6Cl-+ClO-+ClO3-+4H2O,ClO-、ClO3-水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO3-)=c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),正确;C项,根据题图可知,t2~t4,ClO-的物质的量下降,ClO3-的物质的量增加,根据氧化还原反应规律,元素化合价有升高则有降低,所以发生该变化的原因可能是3ClO-2Cl-+ClO3-,正确;D项,漂白液中含有次氯酸根离子,加入浓盐酸,则氯离子与次氯酸根离子在酸性条件下会发生反应,生成有毒气体氯气,漂白效果降低,错误。
5.(1)6Cl2+6Ca(OH)2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O(3分)　(2)控制活塞将浓盐酸缓慢而均匀地滴入三颈烧瓶中(2分)　cd(2分)　(3)蒸发浓缩(2分)　(4)①氢氧化钠溶液(2分)　②量取一定量A中溶液于试管中,加入足量的H2O2溶液,充分振荡;加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,过滤、洗涤沉淀,干燥后称量沉淀质量(3分)
【解析】　

(1)由流程分析可知,0价的Cl最终转化为+5价的Cl,故氯化过程即为氧化过程,结合电石渣的成分可知反应的化学方程式为6Cl2+6Ca(OH)2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。(2)为保证氯化过程中Cl2反应充分,可通过控制题图2所示装置中分液漏斗的活塞来控制加入浓盐酸的速率,从而控制Cl2的产生速率。为使Cl2充分反应,应增大Cl2与电石渣浆的接触面积,故导气口n后应连接c或d装置。(3)从后续“降温结晶”可知之前的操作为“蒸发浓缩”。(4)①用碱性溶液吸收Cl2,故B中可盛装NaOH溶液。②Cl2部分溶于蒸馏水生成HClO和HCl,要测定A中氯元素的含量,首先需将HClO、Cl2还原为Cl-,再加入AgNO3溶液,通过测定生成的AgCl的量来测定氯元素含量,因AgSO4为沉淀,FeCl2会引入氯元素,干扰实验结果,故应选用H2O2进行还原。
6.A　①Cu与浓硫酸反应可生成CuSO4,CuSO4与NaOH反应可生成Cu(OH)2,Cu(OH)2受热可生成CuO,氢气还原CuO可生成Cu, 符合转化关系;②Na与水反应可生成NaOH,NaOH与二氧化碳反应可生成Na2CO3,Na2CO3与盐酸反应可生成NaCl,电解熔融NaCl可生成Na,符合转化关系;③Cl2与Ca(OH)2反应可生成Ca(ClO)2,盐酸酸性比次氯酸强,所以向Ca(ClO)2中加入盐酸可生成次氯酸,HClO见光分解可生成HCl,浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应可生成氯气,符合转化关系;④Fe与氯气反应可生成FeCl3,FeCl3与Fe反应可生成FeCl2,FeCl2与NaOH反应可生成Fe(OH)2,但Fe(OH)2不能一步转化为Fe,不符合转化关系。故选A。
7.(1) KMnO4(合理即可)(2分)　球形干燥管(2分)　(2)NaClO(1分)　HClO(1分)　(3)增强(2分)　随着pH的降低,c(H+)增大,c(HClO)也增大,溶液的漂白性逐渐增强(2分)　(4)氯气与碱反应放热,温度升高,使部分Cl2转化为NaClO3(2分)
【解析】　(1)装置A中固体X和浓盐酸在常温下反应生成氯气,则固体X可以选用高锰酸钾;根据题图可知,装置E为球形干燥管。(2)氯气与NaOH反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;氯水中存在平衡Cl2+H2OH++HClO+Cl-,HCO3-与H+反应使c(H+)减小,平衡右移,HClO浓度增大,在碳酸氢钠溶液中得到HClO。(3)反应后装置C中的溶液中含有NaClO,将溶液从pH=11调到pH=5的过程中,随着pH的降低,c(H+)增大,c(HClO)也增大,溶液的漂白性逐渐增强。(4)氯气与碱的反应为放热反应,温度升高会使部分Cl2转化为NaClO3,因此装置C需要放置在冰水浴中,否则NaClO产率大大降低。
8.(1)Cl2+H2OH++Cl-+HClO(1分)
(2)15ClO3-+FeS2+14H+15ClO2↑+Fe3++2SO42-+7H2O(2分)　
(3)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(2分)　
使Cl2与石灰乳充分接触(或充分吸收Cl2)(2分)　
(4)Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,若pHIO3->I2,故C不正确;途径Ⅱ中若生成1 mol I2,I的化合价由+5降到0,则反应中转移10 mol电子,故D正确。
【能力提升】
1.B　KI易被氧气氧化,将久置的碘化钾配成溶液时,碘与KOH反应,消耗了碘,则滴加淀粉溶液,溶液不变蓝,不能说明久置的KI固体中不含有I2,
故A项错误;IO3-与I-在酸性条件下发生氧化还原反应,离子方程式为IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O,故B项正确;由实验可知,碱性条件下,I2与KOH反应,其速率大于I2与淀粉显色的速率,故C项错误;向淀粉-KI试纸上滴加硫酸,一段时间后试纸变蓝,酸性条件下可能发生4I-+O2+4H+2H2O+2I2,淀粉遇I2变蓝,故D项错误。
2.B　只要在淀粉-KI溶液中滴加H2O2溶液即可出现溶液变蓝的现象,无法判定反应终点, A项错误;在酸性环境中,KIO3与KI反应可生成I2, B项正确;NO2与水反应可生成硝酸,硝酸具有强氧化性,也可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝, C项错误;加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱, D项错误。
3.B　“84”消毒液(有效成分为NaClO)中次氯酸根离子水解,溶液显碱性,水解生成的次氯酸具有漂白性,加入硫酸,水解平衡正向移动,次氯酸浓度增大,漂白速率加大,②中蓝色迅速褪去的原因是发生了反应ClO-+H+HClO,故A项正确;氯离子和次氯酸根离子在酸性溶液中发生氧化还原反应可生成氯气,HClO分解不能产生氯气,故B项错误;对比实验②和③,溶液的酸性强弱会影响反应过程,溶液的pH可能会影响ClO-的氧化性或Cl-的还原性,故C项正确;加酸可以提高“84”消毒液的漂白效果,但酸的浓度过大时会生成氯气,需要调控合适的pH才能安全使用,故D项正确。
4.(每空2分)(1)A　MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(或B　2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O)　(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)Cl2+2NaClO22ClO2+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　(6)2ClO2+2NaOH+H2O22NaClO2+O2+2H2O
【解析】　(1)若用MnO2作氧化剂制备Cl2,则气体发生装置应选取装置A,因该反应需加热;若用KMnO4作氧化剂制备Cl2,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MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O、2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(2)制备ClO2的过程:制备Cl2,用装置D中的饱和食盐水除去Cl2中HCl杂质,用装置C中的浓硫酸进行干燥,用装置G中的NaClO2与Cl2反应生成ClO2和NaCl,用装置E中的CCl4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的反应的化学方程式为Cl2+2NaClO22ClO2+2NaCl。(4)由相似相溶规律可知装置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具有永久的漂白性。(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质量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+H2O22NaClO2+O2+2H2O。
5.(1)分液漏斗(1分)　(2)O2+4I-+4H+2I2+2H2O(2分)　(3)酸性环境(2分)　使用不同浓度的H2SO4溶液做对比实验(2分)　(4)AD(2分)　(5)向题述未变蓝的溶液中滴入适量0.1 mol/L H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝,则猜想正确,否则猜想错误(2分)
【解析】　由题给信息可知,甲实验利用二氧化锰作催化剂,在不加热的条件下制备氧气,Ⅰ中产生的无色气体和大量的白雾能将KI氧化为碘单质;乙实验利用高锰酸钾固体受热分解制备氧气,Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝,说明氧气不能氧化KI;丙实验利用高锰酸钾固体受热分解制备氧气,并向Ⅲ中加入适量0.1 mol/L H2SO4溶液,Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝,说明酸性条件下KI被氧气氧化为碘单质。(1)由题图可知,应向Ⅰ的分液漏斗中加入30% H2O2溶液。(2)丙实验中O2与KI在酸性条件下发生氧化还原反应可生成单质碘,反应的离子方程式是O2+4I-+4H+2I2+2H2O。(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境,可以使用不同浓度的H2SO4溶液做对比实验,探究溶液酸性强弱对反应速率的影响。(4)H2O2具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,而氧气不与酸性高锰酸钾溶液反应,如果酸性高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有H2O2,故A项正确;氧气和H2O2都能够氧化亚铁离子,溶液颜色变化无法证明混合气体中含有H2O2,故B项错误;H2O2和氧气都能够氧化硫化钠,有沉淀生成无法证明混合气体中含有H2O2,故C项错误;H2O2具有氧化性,能使品红溶液褪色,氧气不能使品红溶液褪色,如果品红溶液褪色可证明混合气体中含有H2O2,故D项正确。(5)酸性条件下,碘离子和碘酸根离子发生氧化还原反应可生成单质碘,单质碘能使淀粉溶液变蓝,则要设计实验验证他们的猜想是否正确,可以向未变蓝的溶液中滴入稀硫酸,使溶液呈酸性,观察溶液是否变蓝,若变蓝则可证明发生反应生成了单质碘,猜想正确;若不变蓝,则猜想不正确。
6.(1)①ecdabf(2分)　5∶3(2分)　②NaClO溶液(1分)　尿素溶液(1分)　(2)2IO3-+3N2H4·H2O3N2↑+2I-+9H2O(2分)　N2H4·H2O被氧化后的产物为N2和H2O,不引入杂质(2分)　(3)①淀粉(2分)　②94.5%(2分)
【解析】　(1)①用装置C制备氯气,用装置B中的饱和食盐水除去HCl气体,为保证除杂充分,气体应“长进短出”;氯气与NaOH在装置A中反应可制备含NaOH和NaClO的混合溶液,为充分反应,气体应从a口进b口出;装置D用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,故导气管连接顺序为ecdabf。三口烧瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5∶1,假设ClO-与ClO3-的物质的量分别为5 mol、1 mol,根据得失电子守恒,生成5 mol ClO-则会生成5 mol Cl-,生成1 mol ClO3-则会生成5 mol Cl-,则被还原的氯元素为化合价降低的氯元素,即为Cl-,有5 mol+5 mol=10 mol,被氧化的氯元素为化合价升高的氯元素,即为ClO-与ClO3-,共5 mol+1 mol=6 mol,故被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为10∶6=5∶3。②NaClO可氧化水合肼,降低产率,故实验中取适量NaClO溶液逐滴加入尿素溶液中制备水合肼,滴加顺序不能颠倒,且滴加速度不能过快,防止水合肼被氧化。(2)根据题图2可知,副产物IO3-与水合肼反应可生成碘离子和氮气,反应为2IO3-+3N2H4·H2O3N2↑+2I-+9H2O。N2H4·H2O被氧化后的产物为N2和H2O,不引入杂质,水合肼还原法制得的产品纯度更高。(3)①实验中滴定碘单质,用淀粉溶液作指示剂,即M为淀粉。②根据碘元素守恒,2I-~I2~2Na2S2O3,则n(NaI)=n(Na2S2O3),故样品中NaI的质量为0.210 0 mol·L-1×0.015 L×500 mL25.00 mL×150 g·mol-1=9.45 g,其质量分数为9.45 g10.00 g×100%=94.5%。
7.(除标明外,每空2分)(1)①50 mL容量瓶、烧杯(多答“量筒”亦可)　②Fe3+　4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O　(2)①Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+　②溶液中含有的Fe3+与I-反应可生成I2,使淀粉溶液变蓝　③静置后,上层溶液为黄色,下层溶液无色　(3)①Br2(1分)　②少量Cl2能与Br-反应,生成的Br2会继续氧化溶液中的Fe2+
【解析】　(1)①配制一定物质的量浓度的溶液需要一定容积的容量瓶,需要烧杯溶解溶质或稀释溶液。②滴加KSCN溶液后变为红色,说明溶液中含有少量Fe3+,其原因是Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+。(2)①Cl2具有强氧化性,Fe2+可被Cl2氧化为Fe3+,故Cl2和Fe2+发生反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+。②Cl2既可以氧化Br-,也可以氧化Fe2+,使淀粉变蓝的I2不一定来自于Br2与I-的反应,有可能来自于Fe3+与I-的反应。③通过萃取,有机层无颜色变化,说明无Br2生成,故少量Cl2只与Fe2+反应,不与Br-反应。(3)①Cl2与Br-反应生成Br2。②液体转移至大试管振荡后静置,上层颜色加深,说明Fe3+浓度增大,下层褪色,说明Br2参加了反应,故可得出结论:少量Cl2能与Br-反应,生成的Br2会继续氧化溶液中的Fe2+。