北京市高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编-08卤素及其化合物(非选择题提升题)
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这是一份北京市高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编-08卤素及其化合物(非选择题提升题),共25页。试卷主要包含了填空题,实验题,工业流程题,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
北京市高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编-08卤素及其化合物(非选择题提升题)
一、填空题
1.(北京市顺义区2021届高三第一次统练化学试题)与的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。
回答下列问题:
(1)氯气的电子式为_______。
(2)氯气和氢氧化钠溶液制备漂白液的离子方程式为_______。
(3)某兴趣小组通过如下装置(夹持装置略)对制备、吸收、释放和应用进行了研究。
已知:装置C中的药品可以吸收氯气
①打开B的活塞,A中发生反应生成,请将化学方程式配平_______
__________________________________________。
②已吸收气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放的浓度随时间的变化如下图所示。若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是_______,原因是_______。
③关闭B的活塞,在D中被稳定剂完全吸收生成,在酸性条件下可发生反应生成并释放出,该反应的离子方程式为_______。
2.(北京大兴区2020届高三一模考试化学试题)某同学设计下图装置进行电解饱和食盐水自制“84”消毒液。回答下列问题
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(1)电解饱和食盐水时,a连接电源的_________极(填“正”或“负”)。
(2)利用该装置自制消毒液的化学反应方程式是_________。
(3)①“84”消毒液不用时需要密封保存,否则会与空气中_________发生反应,生成不稳定的物质。
②该同学利用传感技术进行某溶液中次氯酸的稳定性实验。用强光照射盛有该溶液的广口瓶,过程中溶液的pH、Cl-的浓度、瓶中氧气的体积分数变化如下图:
该同学分析数据得出的结论是_________(用化学方程式表示)。
(4)“84”消毒液不能与洁厕灵混用,也不能与消毒酒精混用,请从物质性质的角度解释“84”消毒液不能与消毒酒精混用的原因________。
二、实验题
3.(北京市朝阳区2021-2022学年高三上学期期中考试化学试题)探究一定浓度与卤素离子(、、)的反应。实验如下:
(1)a.用酸化的溶液检验白雾,产生白色沉淀;
b.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化。白雾中含有___________。
(2)用溶液检验iii中气体,产生黑色沉淀,该气体是___________。
(3)检验ii中产物:
Ⅰ.用湿润的碘化钾淀粉试纸检测棕红色气体,试纸变蓝,说明含。
Ⅱ.取ii中部分溶液,用萃取。层显棕红色,水层(溶液)无色。证实溶液中含,过程如下:
①白色沉淀1的成分是___________。
②生成黄色沉淀3的离子方程式是___________。
(4)已知:(、、)。探究ii中溶液存在、的原因:将ii中溶液用水稀释,溶液明显褪色,推测褪色原因:
a. 与发生了反应。
b.加水稀释导致溶液颜色变浅。
c.与在溶液中发生了反应。
①资料: ,判断___________(填“是”或“不是”)主要原因。
②实验证实不是主要原因,所用试剂和现象是___________。
可选试剂:溶液、、溶液
③原因成立。稀释前溶液未明显褪色,稀释后明显褪色,试解释原因:___________。
(5)实验表明,一定浓度能氧化、,不能氧化,从原子结构角度说明___________。
4.(北京市顺义牛栏山第一中学2021-2022学年高三上学期10月月考化学试题)自来水是自然界中的淡水经过絮凝、沉淀、过滤、消毒等工艺处理后得到的。常用的自来水消毒剂有二氧化氯(ClO2)和高铁酸钾(K2FeO4)等
(1)某研究小组用下图装置制备少量ClO2(夹持装置已略去)
资料:ClO2常温下为易溶于水而不与水反应的气体,水溶液呈深黄绿色,11℃时液化成红棕色液体。以NaClO3和HCl的乙醇溶液为原料制备ClO2的反应为:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
①NaOH溶液中发生的主要反应的离子方程式为 ___。
②冰水浴的作用是 ___。
(2)ClO2在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐,需将其转化为Cl-除去。下列试剂中,可将ClO转化为Cl-的是 ___(填字母序号)。
a.O3 b.KClO4 c.SO2 d.KMnO4
(3)将ClO2水溶液滴加到KI溶液中,溶液变棕黄;再向其中加入适量CCl4,振荡、静置,观察到 ___,证明ClO2具有氧化性。
(4)K2FeO4是一种新型、绿色的多功能净水剂,集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭性能为一体。净水过程中,K2FeO4起到吸附、絮凝作用的原理是___。
(5)在冰水浴中,向KOH 和KClO的混合液中少量多次的加入硝酸铁溶液,并不断搅拌,即可以制得K2FeO4。该反应的离子方程式为 ___。
5.(北京市中央民族大学附属中学2022届高三9月月考化学试题)氯气在生产生活中应用广泛。
(1)实验室可用与浓盐酸反应制取,反应原理如下:,若制得标准状况下,则被氧化的为_______。
(2)多余的氯气可用溶液吸收,反应的离子方程式为_______。工业上也可用溶液吸收氯气获得,广泛应用于电子工业、印染工业等领域。请写出该化学反应的离子方程式_______。
(3)海底蕴藏着丰富的锰结核矿,其主要成分是。1991年由Allen等人研究,用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的,其制备过程如图所示:
①步骤1中,试剂甲必须具有的性质是_______(填序号)。
A.氧化性 B.还原性 C. 酸性
②步骤Ⅲ中,以为氧化剂,当生成时,消耗的溶液,该反应的离子方程式为_______。
(4)已知:①常温下与浓盐酸反应可制得。②不溶于水。根据如图所示装置回答以下问题。
①利用如图装置可以验证元素非金属性的变化规律。图中装置的名称是_______。干燥管的作用是_______。
②实验室中现有药品、、浓盐酸、,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性强于硫:烧瓶中发生反应的离子方程式为_______。装置中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为_______。
6.(广东省深圳市光明区2022届高三上学期8月第一次调研考试化学试题)“84”消毒液是一种常用家庭消毒液,某小组同学对“84”消毒液的制备、保存及消毒能力进行如下探究。
(1)利用下图装置制备“84”消毒液。
①盛放浓盐酸的仪器名称为___________,该仪器使用前应先进行的操作为___________。
②装置甲中制备氯气的离子方程式为___________。
③装置乙中盛放的药品为___________,若无此装置造成的后果为___________。
(2)“84”消毒液需要在阴暗处密封保存,否则容易失效,用化学用语解释其原因:
①NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO;
②___________。
(3)某兴趣小组通过实验测定不同pH环境中不同浓度NaClO溶液的细菌杀灭率(%),实验结果如下表。
NaClO溶液浓度(mg/L)
不同pH下的细菌杀灭率(%)
pH=4.0
pH=6.5
pH=9.0
250
98.90
77.90
53.90
①NaClO溶液呈碱性的原因为___________(用离子方程式表示)。
②调节NaClO溶液pH时不能选用清厕灵(含HCl)的原因为___________。
③结合表中数据可推断,相同条件下,HClO的杀菌能力___________ (填“强于”“弱于”或“相当于”)NaClO的杀菌能力。
7.(北京市昌平区2021届高三下学期二模考试化学试题)某小组同学用二氧化锰与过量浓盐酸反应制备氯气过程中(装置如图所示)发现,二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止,对此现象开展探究。
(1)二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是___________。
[提出猜想]ⅰ.随着反应进行,c(Cl-)降低,不能被二氧化锰氧化
ⅱ.随着反应进行,……
[进行实验]将反应后的固液混合物倒出,平均分在2个试管中,分别进行以下实验,证实了猜想ⅰ不成立。
序号
实验操作
实验现象
Ⅰ
将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;___________,充分振荡,继续加热
试纸未变蓝
Ⅱ
将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;滴入2滴浓硫酸,充分振荡,继续加热
滴入浓硫酸前,试纸不变蓝;滴入浓硫酸后,试纸变蓝
(2)将Ⅰ中操作补充完整:___________。
(3)II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了___________(填化学式)。
[进一步实验]设计如下实验进一步探究。
序号
实验装置
实验操作
现象
Ⅲ
向左侧烧杯中滴加2滴浓硫酸
滴加浓硫酸前,电流表指针不偏转;滴加浓硫酸后,电流表指针偏转
Ⅳ
向右侧烧杯中滴加2滴浓硫酸
电流表指针始终不偏转
(4)滴加浓硫酸后,左边烧杯中反应的电极反应式是___________。
(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ,解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是___________。
[新的探究]小组同学又进行了实验Ⅴ、Ⅵ。
序号
实验操作
实验现象
Ⅴ
在0.5g二氧化锰中加入2毫升5%双氧水
产生气泡
Ⅵ
在0.5g二氧化锰中滴加2滴浓硫酸,再加入2毫升5%双氧水
产生气泡,黑色固体消失,生成无色溶液
(6)Ⅵ中反应的离子方程式是___________。
(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论,解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因___________。
8.(北京市通州区2021届高三第一次高考模拟考试化学试题)某实验小组研究KI和酸性KMnO4溶液的反应。
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
实验操作
实验现象
KMnO4溶液的紫色褪去,溶液变为棕黄色
KMnO4紫色溶液迅速变为棕褐色悬浊液,然后沉淀消失,溶液变为棕黄色
资料:i.MnO在酸性条件下最终被还原为Mn2+
ii.酸性条件下氧化性:KMnO4>KIO3>I2
(1)实验Ⅰ中溶液呈棕黄色,推测生成了___________;
(2)实验小组继续对实验Ⅱ反应中初始阶段的产物成分进行探究:
①经检验,实验Ⅱ初始阶段I-的氧化产物不是I2,则“实验现象a”为___________;
②黑色固体是___________;
③经检验,在“紫色清液”中存在,写出生成的离子方程式___________;下列实验方案中,可用于检验“紫色清液"中的是___________(填字母);
A.用洁净的玻璃棒蘸取“紫色清液”滴在淀粉一碘化钾试纸上,观察试纸是否变蓝色。
B.取少量“紫色清液”于试管中,向其中加入几滴淀粉溶液,溶液不变蓝,再加入过量NaHSO3溶液,观察溶液是否变蓝色。
C.取少量“紫色清液”于试管中,向其中加入稀硝酸酸化,再加入几滴硝酸银溶液,观察是否生成黄色沉淀。
(3)探究实验Ⅱ中棕褐色沉淀消失的原因。
用离子方程式解释实验Ⅱ中棕褐色沉淀消失的原因:___________;
(4)实验后的反思:导致实验Ⅰ和实验Ⅱ中KI和酸性KMnO4溶液反应产物变化的因素是(写出两点):___________、___________。
9.(北京市海淀区2021届高三一模化学试题)以下是生活中常用的几种消毒剂。
i.“84”消毒液,有效成分是NaClO。
ii.消毒液A,其有效成分的结构简式为(简称PCMX)。
ⅲ.双氧水消毒液,是质量分数为3%~25%的溶液。
(1)“84”消毒液需要在阴暗处密封保存,否则容易失效,用化学用语解释其原因:
①;②___________。
(2)实验室通过测定不同pH环境中不同浓度NaClO溶液的细菌杀灭率(%),以探究“84”消毒液杀菌能力的影响因素,实验结果如下表。
NaClO溶液浓度(mg/L)
不同pH下的细菌杀灭率(%)
pH=4.5
pH=7.0
pH=9.5
250
98.90
77.90
53.90
500
99.99
97.90
65.54
①结合表中数据可推断,相同条件下,HClO的杀菌能力___________(填“强于”“弱于”或“相当于”)NaClO的杀菌能力。
②下列关于“84”消毒液及其使用方法的描述中,正确的是___________(填字母序号)。
a.“84”消毒液的杀菌能力与其浓度有关
b.长期用于对金属制品消毒,不会使金属腐蚀
c.不能与清厕灵(含HCl)混合使用,可能会导致安全事故
d.喷洒在物品表面后适当保持一段时间,以达到消毒杀菌效果
(3)消毒液A常用于家庭衣物消毒。
①PCMX分子中的含氧官能是___________(写名称)。
②若将消毒液A与“84”消毒液混合使用,会大大降低消毒效果,从物质性的角度解释其原因为____。
(4)研究小组将某“84”消毒液与双氧水消毒液等体积混合,有大量无色气体生成,经检验为氧气。用离子方程式表示生成氧气的可能原因:、____。
10.(【全国区级联考】北京市朝阳区2019年高三二模考试化学试卷x)某小组探究Br2、I2能否将Fe2+氧化,实验如下。
实验
试剂x
现象及操作
溴水
i.溶液呈黄色,取出少量滴加KSCN溶液,变红
碘水
ii.溶液呈黄色,取出少量滴加KSCN溶液,未变红
(1)实验ⅰ中产生Fe3+ 的离子方程式是________。
(2)以上实验体现出氧化性关系:Br2_______I2(填“>”或“<”)。
(3)针对实验ⅱ中未检测到Fe3+,小组同学分析:I2 +2Fe2+ 2Fe3+ + 2I-(反应a),限度小,产生的c(Fe3+)低;若向ⅱ的黄色溶液中加入AgNO3溶液,可产生黄色沉淀,平衡向_____移动,c(Fe3+)增大。
(4)针对小组同学的分析,进行实验ⅲ:向ⅱ的黄色溶液中滴加足量AgNO3溶液。现象及操作如下:
Ⅰ.立即产生黄色沉淀,一段时间后,又有黑色固体从溶液中析出;取出少量黑色固体,洗涤后,_________(填操作和现象),证明黑色固体含有Ag。
Ⅱ.静置,取上层溶液,用KSCN溶液检验,变红;用CCl4萃取,无明显现象。
(5)针对上述现象,小组同学提出不同观点并对之进行研究。
① 观点1:由产生黄色沉淀不能判断反应a的平衡正向移动,说明理由:______。经证实观点1合理。
② 观点2:Fe3+ 可能由Ag+ 氧化产生。
实验ⅳ:向FeSO4溶液滴加AgNO3溶液,_____(填现象、操作),观点2合理。
(6)观点1、2虽然合理,但加入AgNO3溶液能否使反应a的平衡移动,还需要进一步确认。设计实验:取ⅱ的黄色溶液,______(填操作、现象)。由此得出结论:不能充分说明(4)中产生Fe3+的原因是由反应a的平衡移动造成的。
三、工业流程题
11.(北京市丰台区2020届高三第一次模拟考试化学试题)高铁酸钾(K2FeO4)是一种安全性很高的水处理剂,其合成的部分流程如下。
资料:
ⅰ.高铁酸钾可溶于水,微溶于浓KOH溶液,在碱性溶液中较稳定,在酸性或中性溶液中快速产生O2,且﹢3价铁能催化该反应。
ⅱ.次氯酸钾容易分解,2KClO2KCl+O2。
(1)实验室使用高锰酸钾与浓盐酸制备氯气时,应选择下列装置中的_______。
(2)写出步骤①的离子反应方程式_________________________________ 。
(3)加入KOH固体是为了过滤除盐,过滤除去的是__________________________________。
(4)相同投料比、相同反应时间内,反应温度对高铁酸钾产率的影响如图1所示:
请分析高铁酸钾产率随温度变化的原因:________________ 。
(5)相同投料比、相同反应时间内,硝酸铁浓度对产率的影响如图2所示:
当Fe3+浓度大于2.0mol/L时,高铁酸钾产率变化的原因可能是:_________________________________________。
(6)高铁酸钾可用于除去水体中Mn(+2价),生成Mn(+4价)和Fe(+3价)。一定条件下,除去水体中1.1gMn(+2价),当去除率为90%时,消耗高铁酸钾的物质的量为______mol。
四、原理综合题
12.(【全国市级联考word】北京市东城区2017届高三4月综合练习(一)理综化学试题)资料显示“O2的氧化性随溶液pH的增大逐渐减弱”。某兴趣小组探究不同条件下KI与O2的反应.实验如下。
装置
烧杯中的液体
现象(5分钟后)
①2 mL1 mol/LKI溶液+5滴淀粉
无明显变化
②2 mL1 mol/LKI溶液+5滴淀粉+2 mL0.2 mol/L HCl
溶液变蓝
③2 mL1 mol/LKI溶液+5滴淀粉+2 mL0.2 mol/L KCl
无明显变化
④2 mL1 mol/LKI溶液+5滴淀粉+2 mL0.2 mol/L CH3COOH
溶液变蓝,颜色较②浅
(1)实验②中生成I2的离子方程式是___________。
(2)实验③的目的是_________________________________________________________________。
(3)实验④比②溶液颜色浅的原因是________。
(4)为进一步探究KI与O2的反应,用上表中的装置继续进行实验:
烧杯中的液体
现象(5小时后)
⑤2 mLpH=8.5混有KOH的1mol/L KI溶液+5滴淀粉
溶液才略变蓝
⑥2 mLpH=10混有KOH的1mol/L KI溶液+5滴淀粉
无明显变化
I.对于实验⑥的现象.甲同学提出猜想“pH=10时O2不能氧化I-”,设计了下列装置进行实验,验证猜想。
i.烧杯a中的溶液为____。
ii.实验结果表明,此猜想不成立。支持该结论的实验现象是:通入O2后,_______。
Ⅱ.乙同学向pH=10的KOH溶液(含淀粉)中滴加碘水,溶液先变蓝后迅速褪色.经检测褪色后的溶液中含有IO3-,褪色的原因是(用离子方程式表示)____________。
(5)该小组同学对实验过程进行了整体反思.推测实验①的现象产生的原因可能是______;实验⑥的现象产生的原因可能是_______。
参考答案:
1. 稳定剂Ⅱ 原因是可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度
【详解】(1)氯气是共价分子、分子内氯原子间共用一对电子对,电子式为。
(2)氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,则制备漂白液的离子方程式为。
(3)①盐酸和氯酸钠溶液发生氧化还原反应,氯酸钠中氯化合价从+5降低到+4生成,部分盐酸中氯化合价从-1升高到0生成,按得失电子数守恒、元素质量守恒,可配平得化学方程式为。②由图知:用于水果保鲜效果较好的是稳定剂Ⅱ,原因是可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度。③在酸性条件下可发生反应,部分中氯化合价从+3降低到-1生成,部分中氯化合价从+3升高到+4生成,按得失电子数守恒、元素质量守恒,可配平得该反应的离子方程式为。
2. 负 NaCl+H2ONaClO+H2↑ CO2 2HClO2HCl + O2↑ 酒精有一定的还原性,次氯酸钠具有强氧化性,二者发生氧化还原反应(可能生成乙醛、乙酸、二氧化碳等产物),从而失去杀菌消毒的能力。
【分析】(1)电解时,阳极上阴离子得到电子被还原,阴极上阳离子得到电子发生还原反应,结合电解目的分析连接方式;
(2)根据电极产物和电解原理书写反应方程式;
(3)①根据酸性H2CO3>HClO分析发生的反应;
②根据微粒浓度变化分析分解产物,然后结合质量守恒定律可得反应的化学方程式;
(4)根据“84”消毒液和酒精的成分及性质分析不能混用的原因。
【详解】(1)电解时,阳极上Cl-失去电子发生氧化反应产生Cl2,阴极上溶液中水电离产生的H+得到电子变为H2逸出,同时得到的OH-与Na+形成NaOH,为了使阳极上产生Cl2与阴极得到的NaOH溶液充分反应产生NaClO,应该与b电解连接的电极产生Cl2,与a电极连接的电极产生H2,所以产生H2的电极为阴极,则电源电极a为负极,b为正极;
(2)电解时,阴极上产生H2、NaOH,阳极上产生Cl2,阳极上产生Cl2再与阴极上产生的NaOH发生反应产生NaCl、NaClO、H2O,因此自制消毒液的总化学反应方程式是:NaCl+H2ONaClO+H2↑;
(3)①“84”消毒液主要成分是NaClO,不用时需要密封保存,否则会由于物质的酸性:H2CO3>HClO,NaClO与空气中CO2发生复分解反应:NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+HClO,反应产生的HClO不稳定,光照分解产生HCl和O2,导致失效;
②根据图示可知:随着光照条件的进行,溶液中c(H+)、c(Cl-)增加,O2的体积分数增加,说明HClO不稳定,光照分解产生HCl和O2,反应方程式为2HClO2HCl + O2↑;
(4)根据“84”消毒液主要成分是NaClO,具有强的氧化性,而75%酒精溶液的主要的成分是乙醇,具有一定的还原性,二者混合使用会发生氧化还原反应,可能生成乙醛、乙酸、二氧化碳等产物,从而失去杀菌消毒的能力,因此“84”消毒液不能与消毒酒精混用。
【点睛】本题以环境消毒剂“84”消毒液的制取为线索,考查了电解原理在的应用、物质的性质、使用方法等知识,体现了化学知识的实用性,体现了学以致用的教学理念。
3.(1)HCl
(2)H2S
(3) 硫酸钡和亚硫酸钡 SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O
(4) 不是 ,层显示棕红色 降低硫酸浓度,减小其氧化性
(5)氯原子半径小,氯元素非金属性质强,其阴离子还原性弱
【分析】卤素离子有还原性,一定浓度的硫酸有氧化性,但是不同的卤离子的还原性的强弱不同,通过本实验验证了不同的卤素离子的还原性强弱,并对不同的产物进行了验证,以此解题。
【详解】(1)用溶液检验白雾,产生白色沉淀,则白雾中可能含有Cl2,HCl,用湿润的KI淀粉试纸检验无变化,则白雾中没有Cl2,因为Cl2+2I-=I2+2Cl-,淀粉遇碘单质变蓝;
(2)因为用CuSO4检验会产生CuS沉淀,则白雾中含有-2价的S,因为产生紫色固体(I2),即硫酸和碘化钠发生氧化还原反应,碘元素化合价由-1价升高到0价,则硫元素化合价由+6价降到-2价,所以气体可能是H2S;
(3)①溶液A应该有硫酸根离子,可能有二氧化硫,故向其中加入氢氧化钡后产生的白色沉淀1中应该是硫酸钡和亚硫酸钡,再加入硫酸后,形成的溶液2中应该含有二氧化硫或者亚硫酸,这样加入硫化钠后才能生成黄色沉淀3,同时也证明了溶液A中含有二氧化硫;
②黄色沉淀3是硫单质,这是-2价硫和+4价硫归中反应后生成的,其离子方程式是SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O;
(4)①反应 常数比较小,则反应不易发生,故a不是主要原因;
②溴和水的反应是可逆反应,若b是主要原因,则溶液中存在溴单质,这时加入萃取,层显示棕红色;
③稀释前硫酸浓度较大,通过本实验可以知道,这个浓度的硫酸可以氧化溴离子变成溴单质,故答案为:降低硫酸浓度,减小其氧化性;
(5)非金属性越强,其阴离子的还原性越弱,故答案为:氯原子半径小,氯元素非金属性质强,其阴离子还原性弱。
4.(1) Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 冷凝、收集ClO2
(2)c
(3)溶液分层,下层为紫色
(4)净水过程中,K2FeO4 发生还原反应,还原产物铁元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3 胶体,具有吸附、絮凝作用
(5)3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O
【解析】(1)
①氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
②冰水浴可降低温度,防止挥发,可用于冷凝、收集ClO2,故答案为:冷凝、收集ClO2;
(2)
ClO转化为Cl-,Cl元素化合价降低,应加入还原剂,题中a、b、d通常只作强氧化剂,c可与ClO2反应,故答案为:c;
(3)
将ClO2水溶液滴加到KI溶液中,溶液变棕黄,说明生成碘,碘易溶于四氯化碳,下层为紫色,故答案为:溶液分层,下层为紫色;
(4)
净水过程中,K2FeO4被还原生成铁离子,水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,具有吸附、絮凝作用,故答案为:净水过程中,K2FeO4发生还原反应,还原产物铁元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3胶体,具有吸附、絮凝作用;
(5)
向 KClO和 KOH的混合溶液中少量多次加入硝酸铁,发生氧化还原反应生成K2FeO4,根据氧化还原反应配平可知,反应的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O,故答案为:3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O。
5.(1)1
(2) Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O 2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3↓+6H++2Cl—
(3) b 2ClO+5Mn2++4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+
(4) 分液漏斗 防倒吸 2MnO+10Cl—+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O Cl2+S2—=S↓+2Cl—
【分析】(1)
由方程式可知,标准状况下生成11.2L氯气,被氧化的氯化氢的物质的量为×2=1mol,故答案为:1;
(2)
氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O;由题意可知,氯气与硫酸锰溶液反应生成三氧化二锰沉淀、硫酸和盐酸,反应的离子方程式为2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3↓+6H++2Cl—,故答案为:Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O;2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3↓+6H++2Cl—;
(3)
①由题给流程可知,锰结核矿在酸性条件下被还原为锰离子,则甲物质做反应的还原剂,故选b;
②由题意可知,生成0.050mol二氧化锰时消耗0.10mol•L-1的氯酸钠溶液200mL,设氯酸钠的还原产物中氯元素的化合价为a,由得失电子数目守恒可得:0.10mol/L×0.2L×(5—a)= 0.05mol×2,解得a=0,则硫酸锰溶液与氯酸钠溶液反应生成二氧化锰沉淀、氯气、硫酸钠和硫酸,反应的离子方程式为2ClO+5Mn2++4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+,故答案为:2ClO+5Mn2++4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+;
(4)
①由题给实验装置图可知,仪器A为分液漏斗;图中仪器D为干燥管,干燥管的容积大,可以防止氯气与装置C中溶液反应时产生倒吸,故答案为:分液漏斗;防倒吸;
②烧瓶中发生的反应为浓盐酸与高锰酸钾固体反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为2MnO+10Cl—+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;装置C中发生的反应为氯气与硫化钠溶液发生置换反应生成氯化钠和硫沉淀,反应的离子方程式为Cl2+S2—=S↓+2Cl—,故答案为:2MnO+10Cl—+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;Cl2+S2—=S↓+2Cl—。
6.(1) 分液漏斗 检查是否漏液 2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 饱和食盐水 挥发的HCl会与NaOH反应,降低所得“84”消毒液中有效成分的浓度
(2)2HClO2HCl+O2↑
(3) ClO-+H2OHClO+OH- NaClO易与HCl反应生成有毒气体Cl2 强于
【详解】(1)①根据仪器构造可知,盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗,该仪器使用前应先进行的操作为检查是否漏液。
②装置甲中的反应是高锰酸钾和浓盐酸生成氯化锰、氯气和水,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出,反应的离子方程式为2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
③装置乙的作用是吸收甲中挥发出的HCl气体,所以盛放的药品为饱和食盐水,若无此装置造成的后果为挥发的HCl会与NaOH反应,降低所得“84”消毒液中有效成分的浓度。
(2)碳酸酸性强于次氯酸,“84”消毒液需要在阴暗处密封保存是为了防止NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO;次氯酸见光或受热易分解,在阴暗处存放是为了防止2HClO2HCl+O2↑。
(3)①NaClO为强碱弱酸盐,溶液呈碱性的原因为ClO-+H2OHClO+OH-。
②次氯酸钠具有强氧化性,能和HCl发生归中反应生成氯气,所以调节NaClO溶液pH时不能选用清厕灵(含HCl)的原因为NaClO易与HCl反应生成有毒气体Cl2。
③由表中数据可知,pH越小HClO含量越高,细菌杀灭率越高,说明相同条件下,HClO的杀菌能力强于NaClO的杀菌能力。
7. MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 加入固体NaCl Cl2 MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl- MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O 滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
【详解】(1)实验室二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;加入固体NaCl充分振荡,增加氯离子浓度,继续加热,试纸未变蓝,说明没产生氯气,说明不是c(Cl-)影响氯气的生成。
(3)II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了:Cl2,氯气将碘离子氧化为碘单质,湿润的淀粉变为蓝色。
(4)滴加浓硫酸后,由于氢离子浓度改变,增加MnO2的氧化性,右边烧杯中反应的电极反应式是:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O。
(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ,解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是:c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl-。
(6)Ⅵ中二氧化锰与双氧水反应生成氧气,Mn2+,且Mn2+无色,反应的离子方程式是:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。
(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论,解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因:滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
。
8. I2 溶液分层,下层液体无色 MnO2 2 MnO+I-+2H+=2MnO2↓+ IO+H2O B MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O 试剂的相对用量(滴加顺序) 溶液酸性强弱
【详解】(1)实验Ⅰ中KI溶液过量,MnO在酸性环境中最终被还原为Mn2+,而低浓度碘水的颜色为黄色,所以可以推测生成了I2单质;
(2)①实验Ⅱ初始阶段I-的氧化产物不是I2,则有机溶剂四氯化碳中未溶解I2而呈无色,但四氯化碳不溶于水、密度比水大,导致液体分层;
②KI和酸性KMnO4溶液反应的黑色生成物能催化H2O2分解,则可联想到固体黑色固体为MnO2;
③根据题目所给信息,该条件下酸性高锰酸钾溶液将I-氧化为IO,自身被还原为MnO2,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2 MnO+I-+2H+=2MnO2↓+ IO+H2O;
A.试纸若变蓝说明有碘单质生成,但氧化剂不一定是IO,也可能是剩余的残留的高锰酸钾,A不符合题意;
B.开始时溶液不变蓝,说明不含碘单质,滴加NaHSO3溶液后变蓝,说明原溶液中含有IO,被NaHSO3还原生成碘单质,B符合题意;
C.硝酸不能还原IO,所以无论是否含有IO,都不会有黄色沉淀生成,C不符合题意;
故答案为:B;
④KI和酸性KMnO4溶液的反应生成KIO3和MnO2,根据电子守恒和电荷守恒配平写出的离子方程式为2MnO4-+I-+2H+=2MnO2↓+IO3-+H2O;
(3)根据实验现象可知MnO2、KI和硫酸反应生成的棕黄色溶液中含有I2 ,根据化合价升降规律可知还生成MnSO4,结合酸性条件和守恒思想、配平、写出的离子方程式为MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O;
(4)由实验I和实验II的现象得到:所得产物成分与试剂的相对用量(滴加顺序)有关,由探究实验Ⅱ中棕褐色沉淀消失原因的实验可知,所得产物成分与溶液酸性强弱有关,实际上,物质的变化主要与其自身的性质有关,还与外界条件,如浓度大小、用量多少、溶液的酸碱性等因素有关,故答案为:试剂的相对用量(滴加顺序)、溶液酸性强弱。
9. 2HClOHCl+O2 强于 acd 羟基 PCMX含有酚羟基,具有还原性,NaClO具有氧化性,二者能发生氧化还原反应 ClO-+ H2O2=Cl-+O2+H2O
【详解】(1) “84”消毒液有效成分是NaClO,其消毒原理是NaClO先与空气中的CO2和H2O生成HClO,如果HClO见光分解,则会失效,HClO分解的化学方程式为:2HClOHCl+O2,故答案为:2HClOHCl+O2;
(2)①通过表格数据分析,NaClO溶液浓度相同时,pH越小细菌的杀灭率越高,而pH越小则说明生成的HClO越多,故表示HClO的杀菌能力强于NaClO,故答案为:强于;
②a.由表格数据可知,当pH相同时,NaClO浓度越大则杀菌率越高,故a正确;
b.“84”消毒液在使用过程中会产生HClO等酸性物质,会腐蚀金属,故b错误;
c.“84”消毒液如与洁厕液混用,会发生反应:HClO+HCl=Cl2+H2O,故两者不能混用,故c正确;
d.喷洒后适当保持一段时间有利于HClO的生成,达到杀菌效果,故d正确;
答案为:acd;
(3)①中的含氧官能团为羟基,故答案为:羟基;
②PCMX()含有酚羟基,具有还原性,而NaClO具有氧化性,两者会反应,影响消毒杀菌效果,故答案为:PCMX含有酚羟基,具有还原性,NaClO具有氧化性,二者能发生氧化还原反应;
(4)H2O2中O为-1价,为中间价态,有还原性,可能会被NaClO氧化为O2,离子方程式为:ClO-+ H2O2=Cl-+O2+H2O,故答案为:ClO-+ H2O2=Cl-+O2+H2O。
【点睛】重点考查了HClO的强氧化性和弱酸性,利用氧化还原的基本原理分析物质间的反应是解答的关键。
10. > 正向 加入浓硝酸,黑色固体消失,生成红棕色气体。再向溶液中加入NaCl溶液,出现白色沉淀, 碘水与AgNO3溶液反应产生黄色沉淀, 生成黑色固体,向上层清液中加入KSCN溶液,变红加入少量溶液,产生黄色沉淀后,立即向上层清液中加入过量KSCN溶液,不变红
【分析】(1)溴水具有氧化性,将Fe2+氧化;
(2)通过加入碘水的现象分析本质,依据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,从而得出氧化性强弱;
(3)依据离子浓度的改变对化学平衡的影响作答;
(4)Ⅰ.Ag可以与浓硝酸反应产生红棕色气体,据此分析;
(5)①碘水中本身就有碘离子,可以与银离子反应生成黄色的AgI沉淀;
②利用KSCN溶液探究是否有Fe3+的生成;
(6)综上分析思路,待产生沉淀后立刻检验是否有Fe3+,来排除反应a平衡的干扰。
【详解】(1)根据实验现象可知,溴水将将将Fe2+氧化转化为将Fe3+,其离子方程式为:;
(2)当加入碘水后,溶液呈黄色,取出少量滴加KSCN溶液,未变红,则证明碘水没有将Fe2+氧化,则氧化性强弱:Fe2+>I2;上述实验证明氧化性:Br2> Fe2+ >I2,所以以上实验体现出氧化性关系:Br2>I2;
(3)若向ⅱ的黄色溶液中加入AgNO3溶液,可产生黄色沉淀,使反应a中的I-浓度降低,平衡向正向移动,故答案为正向;
(4)Ⅰ.沉淀洗涤后,加入浓硝酸,黑色固体消失,生成红棕色气体,再向溶液中加入NaCl溶液,出现白色沉淀,则证明黑色固体为Ag;
(5)①碘水本身与AgNO3溶液反应产生黄色沉淀,因此不能证明反应a的平衡向正向移动;
②向FeSO4溶液滴加AgNO3溶液,若出现黑色沉淀,向上层清液中加入KSCN溶液,变红,则证明Fe3+ 可能由Ag+ 氧化产生,故答案为出现黑色沉淀,向上层清液中加入KSCN溶液,变红;
(6)取ⅱ的黄色溶液,加入少量溶液,产生黄色沉淀后,立即向上层清液中加入过量KSCN溶液,不变红。由此得出结论:不能充分说明(4)中产生Fe3+的原因是由反应a的平衡移动造成的。
11. B 温度5℃≤T≤25℃时,温度升高速率加快,导致产率逐渐增加;T>25℃时,温度升高,次氯酸钾分解加剧,浓度减小,反应速率减慢,导致产率下降 Fe3+的浓度过高催化了K2FeO4分解,导致产率下降 0.012
【分析】向KOH溶液中通入Cl2发生歧化反应生成KClO以及KCl,KCl对于后续合成高铁酸钾没有帮助,因此在第二步加入KOH固体时被除去;第三步,向溶液中加入硝酸铁,开始反应生成K2FeO4;题干中指出,高铁酸钾在碱性溶液中较稳定,在酸性溶液中会分解,并且Fe3+会催化该反应,因此,加硝酸铁时,量不能过多,避免Fe3+浓度过高,使K2FeO4分解;题干中还指出,KClO不稳定,因此在步骤三中,温度要控制得当,过低时反应速率太慢,过高时会加剧KClO分解,也不利于制备。
【详解】(1)浓盐酸与高锰酸钾反应制备Cl2,由于高锰酸钾易溶于水,所以可以认为是液体反应,因此装置A不可行;装置C中的塑料板也没有阻拦高锰酸钾的作用,C装置也不可行;故应选用B装置;
(2)第一步即向KOH溶液中通Cl2,发生的离子反应方程式为:;
(3)通过分析可知,第二步加KOH目的是除去KCl;
(4)通过分析可知,温度5℃≤T≤25℃时,温度升高速率加快,导致产率逐渐增加;T>25℃时,温度升高,次氯酸钾分解加剧,ClO-浓度减小,反应速率减慢,导致产率下降;
(5)通过分析可知,Fe3+的浓度过高催化了K2FeO4分解,导致产率下降;
(6)由题可知,K2FeO4除Mn(+2价)时,K2FeO4和Mn(+2价)的物质的量之比为2:3;去除率为90%时,水体中的1.1gMn(+2价)被去除了0.018mol,所以消耗的K2FeO4的物质的量为0.012mol。
12. 4I-+O2+4H+=2I2+2H2O 验证Cl-是否影响KI与O2的反应 其他条件相同时,CH3COOH是弱电解质,溶液中c(H+)较盐酸小,O2的氧化性减弱 pH=10的KOH溶液 电流表指针偏转,烧杯b的溶液颜色变深 3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O 中性条件下,O2的氧化性比较弱,该反应速率慢,短时间内难以生成“一定量” 碘单质使溶液颜色发生变化 pH=10的KOH溶液中I-被氧化生成I2,I2迅速发生歧化反应变为IO3-和I-
【详解】(1)实验②是在酸性条件下氧气将碘离子氧化生成碘单质,碘单质遇淀粉使溶液变蓝,其反应的离子方程式是:4I-+O2+4H+=2I2+2H2O;(2)实验②加入盐酸电离产生的H+和Cl-,通过实验③可以排除是否为Cl-离子对于KI与O2的反应的影响;(3) 其他条件相同时,CH3COOH是弱电解质,溶液中c(H+)较盐酸小,O2的氧化性随溶液pH的增大逐渐减弱,故实验④比②溶液颜色浅;(4) i.甲同学提出猜想“pH=10时O2不能氧化I-”,故烧杯a中的溶液可以为pH=10的KOH溶液;ii.通入O2后,若电流表指针偏转,烧杯b的溶液颜色变深,则pH=10时O2也能氧化I-,此猜想不成立。Ⅱ.碱性条件下碘单质发生歧化反应生成IO3-和I-,则开始滴入时遇淀粉变蓝,后碘消耗而褪色,其离子反应方程式为:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O ;(5)实验①的现象产生的原因可能是中性条件下,O2的氧化性比较弱,该反应速率慢,短时间内难以生成“一定量”的碘单质使溶液颜色发生变化;实验⑥的现象产生的原因可能是pH=10的KOH溶液中I-被氧化生成I2,I2迅速发生歧化反应变为IO3-和I-。
点睛:本题考查氧元素和碘元素的氧化性强弱的探究,通过对酸碱性溶液中氧的氧化性强弱进行探究,利用碘遇淀粉变蓝的现象进行判断,综合考查了实验基础及电化学基础,离子反应等知识点,本题解题的关键在于实验条件的理解及离子变化中氧化性、还原性强弱的判断。
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