2025年高考化学一轮复习 课时检测二十二:功不可没的“含氯消毒剂”(含解析)
展开A.新制氯水需存放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中
B.可用广泛pH试纸测定新制氯水的pH值
C.NaClO与CO2反应的离子方程式为NaClO+CO2+H2O===HClO+Na++HCOeq \\al(-,3)
D.使用NaClO消毒时,可用盐酸酸化
2.(2024·石家庄校联考模拟)一氧化二氯(Cl2O)是净化饮用水的一种有效的净水剂,浓度过高或加热时易发生分解并爆炸,制备反应为2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,反应装置如图所示(夹持装置已略),相关物质数据如表。
下列说法错误的是( )
A.检查虚框中装置气密性可用液差法
B.装置B中试剂是浓硫酸
C.装置D收集Cl2O
D.通入N2可降低爆炸风险
3.某学习小组在实验室通过反应6NaClO3+CH3OH+3H2SO4===6ClO2↑+5H2O+3Na2SO4+CO2↑制备ClO2,并将其转化为便于运输和储存的NaClO2固体,实验装置如图所示。已知ClO2沸点为10 ℃,浓度较高时易发生爆炸,下列说法正确的是( )
A.试剂X是甲醇,试剂Y是硫酸
B.B中开始反应后立即停止通二氧化碳
C.此实验可不用冰水浴
D.C中发生反应的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2===2NaClO2+2H2O+O2
4.反应2NaClO+C3H3N3O3===C3N3O3Cl2Na+NaOH+H2O可制备广谱消毒剂C3N3O3Cl2Na,装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是( )
A.按气流从左至右,装置中导管连接顺序为
f→c→d→a→b→e
B.升高温度有利于装置A中产品的生成
C.当加入4 ml NaOH时,消耗氰尿酸(C3H3N3O3)的量大于1 ml
D.装置D中橡胶管可平衡气压,便于浓盐酸顺利流下
5.ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
下列说法错误的是( )
A.安装F中导管时,应选择图2中的b
B.A中发生反应生成ClO2和Cl2,其氧化产物和还原产物物质的量之比为2∶1
C.关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液颜色不变,则装置C的作用是吸收Cl2
D.已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为4H++5ClOeq \\al(-,2)===Cl-+4ClO2↑+2H2O
6.(2024·北京顺义区质检)常温下,某同学进行下列实验探究Ca(ClO)2的性质。
下列说法正确的是( )
A.Ca(ClO)2溶液中存在c(ClO-)>c(Ca2+)>c(OH-)>c(H+)
B.实验ⅰ中溶液褪色,说明Ca(ClO)2溶液显碱性
C.实验ⅱ中有白色沉淀生成,说明酸性:HClO>H2CO3
D.实验ⅲ中有黄绿色气体生成,说明酸性条件下氧化性:Cl2>ClO-
7.亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,在水中溶解度较大,遇酸放出ClO2,是一种高效的氧化剂和优质漂白剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图所示:
已知:
①ClO2的熔点为-59 ℃、沸点为11 ℃,极易溶于水,遇热水、见光易分解;气体浓度较大时易发生分解,若用空气、CO2、氮气等气体稀释时,爆炸性则降低。②2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+O2+2H2O。
(1)按上图组装好仪器后,首先应该进行的操作是__________________________;装置B的作用是____________________;冰水浴冷却的主要目的不包括________(填字母)。
a.减少H2O2的分解 b.降低ClO2的溶解度
c.减少ClO2的分解
(2) ClO2是合成NaClO2的重要原料,写出三颈烧瓶中生成ClO2的化学方程式:________________________________________________________。
(3)装置C中加入NaOH溶液的目的除了作反应物外,还有________________________。空气的流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解可能发生爆炸;空气流速过快时,则导致________________________________________。
(4)该套装置存在的明显缺陷是__________________________________________。
8.(2024·北京市高三模拟)ClO2是一种高效、安全的消毒剂,可用于取代Cl2。实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与纯净干燥的氯气反应:2NaClO2+Cl2===2ClO2+2NaCl。如图是实验室用于制备和收集一定量纯净ClO2的装置(某些夹持装置省略):
(1)圆底烧瓶内装有MnO2,发生反应的化学方程式为_______________________,
在该反应中,浓盐酸表现的性质是_______(填标号)。
a.只有还原性 b.还原性和酸性
c.只有氧化性 d.氧化性和酸性
(2)实验中相关气体在不同溶剂中的溶解性如表所示:
B、C、E装置中的试剂依次是_______、_______、________(填标号)。
a.NaOH溶液 b.浓硫酸 c.饱和食盐水
d.CCl4 e.饱和石灰水
(3)F处应选用的收集装置是__________(填序号),其中与E装置导管相连的导管口是__________(填接口字母)。
(4)家用的二氧化氯(ClO2)泡腾消毒片由NaClO2、固体酸及辅助剂混合制得,使用时只需将泡腾片放入水中,5~10分钟即可完全溶解,释放出ClO2。
①二氧化氯泡腾片使用时需要加水,水的作用是__________________________;
②补全泡腾片在水中发生反应的离子方程式:
□ClOeq \\al(-,2)+□H+===□ClO2↑+□__________+□__________。
消毒剂的消毒效率常用单位质量的消毒剂得到的电子数表示。经过计算可知,理论
上ClO2的消毒效率是Cl2的__________倍(保留两位小数)。
课时检测(二十二)
1.A 氯水中的次氯酸见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处,故A正确;新制氯水具有漂白性,能漂白pH试纸,所以不能用广泛pH试纸测新制氯水的pH,故B错误;酸性:H2CO3>HClO>HCOeq \\al(-,3),NaClO 与CO2反应生成次氯酸和碳酸氢钠,正确的离子方程式为ClO-+CO2+H2O===HClO+HCOeq \\al(-,3),故C错误;NaClO 与盐酸反应生成有毒的氯气,故不能用盐酸酸化,故D错误。
2.B 检查虚框中装置气密性可用液差法,用止水夹夹住装置A两端橡胶管,打开分液漏斗活塞,加水,一段时间后,若分液漏斗中的水不能顺利流下,则气密性良好,A正确;该反应中有水参与,装置B中盛装饱和食盐水,以除去HCl气体,不必用浓硫酸除去水,B错误;Cl2O的沸点为3.8 ℃,在液氨中能冷凝为液体,则装置D为Cl2O的收集装置,C正确;Cl2O浓度过高易发生分解并爆炸,通入N2可稀释Cl2O,降低爆炸风险,D正确。
3.D 根据装置图和已知方程式可知X是密度较大的硫酸,A项错误;ClO2浓度较高时易发生爆炸,所以反应中不能停止通二氧化碳,B项错误;ClO2沸点为10 ℃,冰水浴可以使其液化,使反应更加充分,C项错误;C中ClO2转化为NaClO2,发生反应的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2===2NaClO2+2H2O+O2,D项正确。
4.B A为制取C3N3O3Cl2Na的装置,B为除去氯气中的HCl的装置,C为尾气处理装置,D为制取氯气装置,所以为完成实验,按气流从左至右,导管连接顺序为f→c→d→a→b→e,A正确;升高温度,氯气和NaOH溶液反应生成NaClO3,生成NaClO的浓度降低,不利于装置A中产品的生成,B错误;由反应方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O、2NaClO+C3H3N3O3===C3N3O3Cl2Na+NaOH+H2O,可得关系式:4NaOH~2NaClO~C3H3N3O3,加入4 ml NaOH时,可消耗1 ml C3H3N3O3,由于产物也生成NaOH,则消耗氰尿酸的量大于 1 ml,C正确;装置D中浓盐酸和Ca(ClO)2反应生成Cl2,由于产生气体,装置D内压强较大,使用橡胶管可平衡气压,便于浓盐酸顺利流下,D正确。
5.B 安装F中导管时,气体应长进短出,故应选择图2中的b,A正确。A中发生反应2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,则其氧化产物(Cl2)和还原产物(ClO2)物质的量之比为1∶2,B错误。氯气能使碘离子变为碘单质,使得淀粉溶液变蓝色;关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液颜色不变,则装置C的作用是吸收Cl2,C正确。已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,根据元素守恒可知还会生成水,则该反应的离子方程式为4H++5ClOeq \\al(-,2)===Cl-+4ClO2↑+2H2O,D正确。
6.A Ca(ClO)2是可溶性强电解质,在溶液中发生电离Ca(ClO)2===Ca2++2ClO-,ClO-会发生水解ClO-+H2O⥫⥬ HClO+OH-,则溶液显碱性,故c(OH-)>c(H+),水解的程度是微弱的,则Ca(ClO)2溶液中存在c(ClO-)>c(Ca2+)>c(OH-)>c(H+),A正确。Ca(ClO)2溶液中存在ClO-+H2O⥫⥬ HClO+OH-,溶液显碱性,向其中滴加紫色石蕊溶液,溶液变为蓝色,由于HClO具有强氧化性,会将蓝色物质氧化成无色物质,故不能根据溶液褪色说明Ca(ClO)2溶液显碱性,B错误。取少量Ca(ClO)2溶液于试管中,通入CO2,生成白色沉淀,发生反应Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,说明酸性:H2CO3>HClO,C错误。实验ⅲ中有黄绿色气体生成,说明发生歧化反应Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,则氧化性:ClO->Cl2,D错误。
7.解析:三颈烧瓶中NaClO3、H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO2,B是安全瓶,防倒吸,C中发生反应2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+O2+2H2O,生成NaClO2。(1)气体制备装置中,为防止气体泄漏,组装好仪器后,首先检验装置气密性;ClO2极易溶于水,所以易发生倒吸,装置B的作用是防止倒吸;温度较低,过氧化氢分解速率减慢,所以冰水浴可以减少H2O2的分解,故不选a;实验的目的是ClO2、H2O2、NaOH溶液反应制备NaClO2,所以不能降低ClO2的溶解度,故选b;ClO2遇热水易分解,所以冰水浴可以减少ClO2的分解,故不选c。(2)三颈烧瓶中NaClO3、H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO2、氧气、硫酸钠,反应的化学方程式为2NaClO3+H2O2+H2SO4===2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O。(3)NaClO2遇酸放出ClO2,装置C中加入NaOH溶液的目的除了作反应物外,还避免NaClO2遇酸放出ClO2;空气流速过快时,则导致ClO2不能被充分吸收,NaClO2的产率下降。(4)该套装置存在的明显缺陷是没有处理尾气,污染空气。
答案:(1)检查装置的气密性 防止倒吸(或稀释ClO2气体) b
(2)2NaClO3+H2O2+H2SO4===2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O (3)避免NaClO2遇酸放出ClO2 ClO2不能被充分吸收,NaClO2的产率下降 (4)没有处理尾气
8.解析:(1)装置A为制取Cl2的发生装置,对应反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))
MnCl2+Cl2↑+2H2O;该反应中,部分盐酸中氯元素化合价升高,作还原剂,部分氯元素化合价没变,体现酸性。(2)装置B、C、E所装试剂依次为饱和食盐水、浓硫酸、CCl4。(3)F为收集ClO2装置,由于ClO2极易溶于水,故不能用排水法,因ClO2气体的密度比空气密度大,故应选用的装置是②,其中与E装置导管相连的导管口是d。(4)①二氧化氯泡腾片使用时加水的作用是作为溶剂,使得固体物质溶解后充分反应;②反应中,氯元素化合价由+3价升高为+4价,由于+3价处于氯元素中间价态,推测该反应为氯元素歧化反应,即还有部分氯元素化合价降低转化为Cl-,结合元素守恒推测还有H2O生成,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平得完整方程式为5ClOeq \\al(-,2)+4H+===4ClO2↑+Cl-+2H2O。(5)根据转移电子关系式:ClO2~Cl-~5e-,得每克ClO2得到电子数=eq \f(5,67.5),由Cl2~2Cl-~2e-,得每克Cl2得到电子数=eq \f(2,71),则ClO2消毒效率是Cl2的倍数为eq \f(\f(5,67.5),\f(2,71))≈2.63。
答案:(1)MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O b (2)c b d (3)② d (4)①作为溶剂,使得固体物质溶解后充分反应 ②5 4 4 1 Cl- 2 H2O (5)2.63
物质
Cl2O
Cl2
液氨
熔点
-116 ℃
—
—
沸点
3.8 ℃
-34.6 ℃
-33.5 ℃
实验
实验现象
ⅰ
取少量Ca(ClO)2溶液于试管中,滴加紫色石蕊溶液,溶液先变蓝后褪色
ⅱ
取少量Ca(ClO)2溶液于试管中,通入CO2,有白色沉淀生成
ⅲ
取少量Ca(ClO)2固体于试管中,加入浓盐酸,有黄绿色气体生成
气体
ClO2
Cl2
HCl
水
极易溶
可溶
极易溶
CCl4
难溶
易溶
难溶
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