【23版一轮练习系列】(十二)　富集在海水中的元素——氯

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23一轮练测—01老高考化学(十二)　富集在海水中的元素——氯

一、选择题(本题包括8个小题，每小题只有一个选项符合题意)
1．下列有关含氯化合物的说法正确的是(　　)
A．HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质
B．氯水中具有漂白性的物质是HClO
C．检验Cl2中是否混有HCl，可以用湿润的淀粉­KI试纸
D．NaClO和Ca(ClO)2的溶液能杀菌消毒的原理是二者水解均呈碱性
【详解】B　NaClO为盐，为强电解质，故A错误；检验HCl中是否混有Cl2，可以用湿润的淀粉­KI试纸，故C错误；次氯酸盐溶液能杀菌消毒的原理是与酸性物质作用生成HClO，故D错误。
2．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
【详解】B　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。
3．(2021·杭州模拟)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)

A．用装置甲灼烧碎海带
B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2
D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气
【详解】B　灼烧碎海带应用坩埚，A错误；海带灰的浸泡液用过滤法分离，以获得含I－的溶液，B正确；MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，C错误；Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小，不能用饱和NaCl溶液吸收尾气Cl2，尾气Cl2通常用NaOH溶液吸收，D错误。
4．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(　　)

A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强
B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强
C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
D．G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O
【详解】B　Cl2与NaBr反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，故A、C正确；氯气和溴蒸气都能与KI反应生成碘单质，故F处棉花球变成蓝色，不能说明溴的氧化性比碘的强，故B错误；Cl2与NaOH反应，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，故D正确。
5．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源。如图为海水利用的部分过程，下列有关说法不正确的是(　　)

A．制取NaHCO3的反应利用了NaHCO3的溶解度小于NaCl
B．侯氏制碱法应先通NH3再通CO2
C．在第②、③、④步骤中，溴元素均被氧化
D．③④的目的是进行溴的富集
【详解】C　NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，NaHCO3的溶解度小于NaCl、NH4Cl，可结晶析出，A正确；侯氏制碱法应先通NH3再通CO2，B正确；③中发生反应SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，Br2被还原，C不正确；③④的目的是进行溴的富集，以制得浓度较大的溴水，D正确。
6．如图中a、b、c、d、e、f为含Cl元素的物质。下列说法不正确的是(　　)

A.a溶液的酸性比d强
B．b、c均能用于自来水消毒
C．f露置于空气中会转化成d
D．a的浓溶液与e反应生成3个b分子，转移的电子为6个
【详解】D　上述图中a、b、c、d、e、f为含Cl元素的物质，根据含Cl元素的化合价及物质所属类别，可知a是HCl，b是Cl2，c是ClO2，d是HClO，e可以是KClO3，f可以是NaClO。a是HCl，d为HClO，故酸性：HCl>HClO，A正确；Cl2、ClO2都具有强氧化性，能使蛋白质发生变性，故均能用于自来水消毒，B正确；d是HClO，f为NaClO，由于酸性：H2CO3>HClO，所以将NaClO在空气中放置，会发生反应：NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO，故f露置于空气中会转化成d，C正确；a是HCl，e是KClO3，二者混合发生反应：6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，在反应中每反应产生3个Cl2，转移5个电子，D错误。
7．为了预防传染性疾病，不少地方都采用了“84”消毒液进行消毒。“84”消毒液(有效成分为NaClO)可用于消毒和漂白。下列对相关实验现象的分析，不正确的是(　　)

实验
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
滴管中的液体
1 mL的蒸馏水
1 mL
0.000 2 mol·L－1的H2SO4
1 mL
2 mol·L－1的H2SO4
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
混合后溶液的pH＝5.0，蓝色迅速褪去，无气体产生
混合后溶液的pH＝3.2，蓝色迅速褪去，并产生大量气体，使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

A.对比实验Ⅰ和Ⅱ，Ⅱ中蓝色迅速褪去的原因是发生了反应：ClO－＋H＋===HClO
B．对比实验Ⅱ和Ⅲ，溶液的pH可能会影响ClO－的氧化性或Cl－的还原性
C．实验Ⅲ中产生的气体是Cl2，由HClO分解得到：2HClO===Cl2↑＋H2O
D．加酸可以提高“84”消毒液的漂白效果，但需合适的pH才能安全使用
【详解】C　Ⅱ中蓝色迅速褪去的原因是发生了反应：ClO－＋H＋===HClO，HClO的弱酸性和漂白性使溶液蓝色迅速褪去，A正确；对比实验Ⅱ和Ⅲ，H2SO4浓度越大，酸性越强，ClO－的氧化性越强，甚至与Cl－反应生成Cl2，B正确；实验Ⅲ中产生的气体是Cl2，而氯气是由HClO和HClO氧化漂白之后生成的Cl－反应生成的，离子方程式为ClO－＋Cl－＋H＋===Cl2↑＋H2O，C错误；通过三个实验对比可知，加酸可以提高“84”消毒液的漂白效果，但若是酸性太强，发生实验Ⅲ的反应，产生氯气，则会造成安全隐患，D正确。
8．四氯化钛(TiCl4)极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常用作烟幕弹。其熔点为－25 ℃，沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略)，用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是(　　)

A．②中应盛装饱和食盐水
B．冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C．反应结束时，应先停止③处的加热，后停止①处的加热
D．该设计存在不足，如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
【详解】A　已知四氯化钛极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，而制得的氯气中混有水蒸气，所以②中应盛装浓硫酸，故A错误；TiCl4的熔、沸点较低，制得的TiCl4应经过冷凝处理，则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用，故B正确；反应结束时，应先停止③处加热，后停止①处加热，可以使制得的TiCl4在氯气氛围中冷却，防止空气进入装置中使TiCl4变质，故C正确；因四氯化钛极易水解，所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装置，故D正确。
二、非选择题(本题包括3个小题)
9．二氧化氯(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)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(2)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______(填字母)。
a．水 b．碱石灰
c．浓硫酸 d．饱和食盐水
(3)ClO2与KI、H2SO4反应生成I2的离子反应方程式为
________________________________________________________________________。
(4)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______(填字母)。
a．明矾 b．碘化钾
c．盐酸 d．硫酸亚铁
【详解】(1)根据氧化还原反应中得失电子守恒可得：n(KClO3)×(5－4)＝n(Na2SO3)×(6－4)，则有n(KClO3)∶n(Na2SO3)＝2∶1。
(2)①由题图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式。
②由题图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价，NaClO2 中Cl由＋3价升高到＋4价，生成ClO2，Cl－未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，溶液呈碱性，故溶液X中含有大量的阴离子为Cl－和OH－。
③ClO2是酸性气体，NH3是碱性气体，除去ClO2中的NH3可选用酸性干燥剂，如浓硫酸等。
(4)利用亚氯酸盐的氧化性及FeSO4的还原性除去含有的亚氯酸盐。
【答案】(1)2∶1　(2)①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3
②Cl－、OH－　③c　(3)2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－　(4)d
10．(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如下图所示：

①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为
________________________________________________________________________；
若反应物用量比＝1.5时，氧化产物为________；当>1.5后，单质碘的收率会降低，原因是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1 mol I2，消耗的KI至少为________mol。I2在KI溶液中可发生反应：I2＋I－I。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【详解】(1)①由流程分析可知，加入Fe粉进行转化反应的离子方程式是2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－；生成的沉淀为Ag，Ag与HNO3反应生成AgNO3，AgNO3可以循环使用。②由于还原性：I－>Fe2＋，故通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，该产物应是I2，此时反应的化学方程式为FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2；若＝1.5，正好将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的化学方程式为2FeI2＋3Cl2===2FeCl3＋2I2；当>1.5后，单质I2的收率会降低，说明Cl2可以进一步将I2氧化为高价态的碘的化合物。(2)NaIO3具有氧化性，NaHSO3具有还原性，二者发生氧化还原反应生成NaI和Na2SO4，反应的离子方程式是IO＋3HSO===3SO＋I－＋3H＋；NaI和NaIO3在酸性条件下，继续发生氧化还原反应生成I2，反应的离子方程式是5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O，故制备I2的总反应的离子方程式是2IO＋5HSO===I2＋5SO＋H2O＋3H＋。(3)由题给信息可推断出CuSO4和KI发生反应的化学方程式是2CuSO4＋4KI===2CuI↓＋I2＋2K2SO4，故若生成1 mol I2，消耗的KI至少为4 mol；I的生成增大了I2在水中的溶解度，反应中加入过量的KI可以防止单质碘析出。
【答案】(1)①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－　AgNO3
②FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2　I2、FeCl3　I2被进一步氧化
(2)2IO＋5HSO===I2＋5SO＋H2O＋3H＋
(3)4　防止单质碘析出
11．(2022·重庆模拟)ClO2是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2的实验装置如图甲所示：


已知：①2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O。
②ClO2的熔点为－59 ℃，沸点为11 ℃，H2O2的沸点为150 ℃。
③当温度低于38 ℃时，NaClO2饱和溶液中析出的晶体是NaClO2·3H2O；当温度在38～60 ℃时，析出NaClO2；温度高于60 ℃时，NaClO2分解。
请回答下列问题：
(1)当仪器组装完毕后，有同学认为：关闭弹簧夹K1和K2，取下X上端的玻璃塞，加入一定量的水后塞上玻璃塞，再打开X下端的活塞。可以检查装置的气密性。请判断该方法能否检查装置气密性，并说明理由：______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Cl－对ClO2的生成有一定催化作用。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸，ClO2的生成速率会大大提高，并产生微量氯气。该过程经两步反应完成，将其补充完整。
①_____________________________________________________________(用离子方程式表示)。
②H2O2＋Cl2===2Cl－＋O2＋2H＋。
(3)C中将装置浸入冰水浴中的作用是______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若实验室采用如图乙所示的装置从C中的溶液中获得NaClO2晶体，则需要在该装置的Y处增加一个设备。
①采用上述装置浓缩NaClO2溶液的操作称为________。
②水浴加热的温度最好控制在_______℃左右(填字母)。
A．40 B．55
C．70 D．100
③装置中毛细玻璃管的作用是__________________________________________。
④当蒸馏烧瓶中出现大量晶体后，________(填操作)，用38～60 ℃热水洗涤晶体，干燥后得到产品。
(5)产品纯度的测定：称取m g产品配成250 mL溶液，取25.00 mL溶液加入足量的KI和稀H2SO4，充分反应后加入指示剂，用c mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，平均消耗标准溶液的体积为V mL，则产品中NaClO2的质量分数是________%。
【详解】(1)装置中X为恒压滴液漏斗，恒压滴液漏斗的支管能够平衡气压，不管装置是否漏气，恒压滴液漏斗中的水都能滴入三颈烧瓶中，所以该方法不能检查装置气密性。(2)Cl－存在时会催化ClO2的生成，根据第二步反应可知产生氯离子，因此第一步是消耗氯离子，离子方程式为2ClO＋2Cl－＋4H＋===Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O。(3)C中将装置浸入冰水浴中可以增大ClO2的溶解度使其充分反应，并防止温度过高使H2O2、NaClO2分解。(4)①由于是浓缩NaClO2，则馏出物是水，而NaClO2易分解，因此该设备的作用是减小体系内压强，降低H2O的沸点(促进H2O蒸出，同时减少NaClO2的受热分解等)，故上述装置浓缩NaClO2溶液的操作为减压蒸馏；②因为温度高于60 ℃时，NaClO2分解，故应选择60 ℃以下，为了促进H2O蒸出，温度不宜太低，故选择55 ℃；③装置中毛细玻璃管可以产生汽化中心，防止溶液暴沸；④当温度低于38 ℃时，NaClO2饱和溶液中析出的晶体是NaClO2·3H2O，故为防止析出NaClO2·3H2O，应趁热过滤，故当蒸馏烧瓶中出现大量晶体后，趁热过滤，用38～60 ℃热水洗涤晶体，干燥后得到产品。(5)依据反应ClO＋4H＋＋4I－===2I2＋Cl－＋2H2O，I2＋2S2O===2I－＋S4O，则有NaClO2～2I2～4Na2S2O3，则n(NaClO2)＝n(Na2S2O3)，故产品中NaClO2的物质的量为×c mol·L－1×V×10－3L×，则产品中NaClO2的质量分数是×100%＝%。
【答案】(1)不能，恒压滴液漏斗的支管能够平衡气压，不管装置是否漏气，恒压滴液漏斗中的水都能滴入三颈烧瓶中，所以该方法不能检查装置气密性
(2)2ClO＋2Cl－＋4H＋===Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O
(3)增大ClO2的溶解度使其充分反应，并防止温度过高使H2O2、NaClO2分解　(4)①减压蒸馏　②B　③产生汽化中心，防止溶液暴沸　④趁热过滤　(5)