高中化学第四章 非金属及其化合物第二节 富集在海水中的元素--氯巩固练习

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1．自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水(离子的浓度非常低)出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是( )
A．酚酞溶液 B．氯化钡溶液
C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液
【解析】 Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生沉淀的是纯净水。
【答案】 D
2．现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水，可用来区别它们的一种试剂是( )
A．AgNO3溶液 B．酚酞溶液
C．紫色石蕊溶液 D．饱和食盐水
【解析】 盐酸遇紫色石蕊溶液变红，NaCl溶液遇紫色石蕊溶液无明显现象，NaOH溶液遇紫色石蕊溶液变蓝，新制氯水遇紫色石蕊溶液先变红后褪色。
【答案】 C
3．欲除去Cl2中的少量HCl气体，可选用( )
A．NaOH溶液 B．饱和食盐水
C．浓硫酸 D．石灰水
【解析】 利用了HCl极易溶于水而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的原理。
【答案】 B
4．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是( )
A．用干燥的蓝色石蕊试纸检验
B．用干燥有色布条检验
C．将气体通入硝酸银溶液检验
D．用湿润的淀粉­KI试纸检验
【解析】 HClO具有漂白性，而Cl2不具有，在干燥环境下，Cl2不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区分。气体通入AgNO3溶液都产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－。Cl2与KI反应产生I2，淀粉遇I2变蓝，可以与HCl区分。
【答案】 D
5．下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是( )
A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质
B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用
C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl
D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
【解析】 Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。
【答案】 D
6．下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是( )
A．a—b—c—d—e—e—f—g—h
B．a—e—d—c—b—h—i—g
C．a—d—e—c—b—h—i—g
D．a—c—b—d—e—h—i—f
【解析】 按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。
【答案】 B
7．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是( )
A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2
B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中
C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境
D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气
【解析】 根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气。
【答案】 A
8．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验其与金属的反应，每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是( )
A．①和②处 B．只有②处
C．②和③处 D．②、③、④处
【解析】 ①是制备氯气的装置，②是除去氯气中氯化氢杂质的装置，③是干燥装置，④是用于氯气与金属反应的装置。除杂时不能消耗欲保留的气体，因为氯气可与NaOH溶液反应，化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，所以②处错误；③中进气管短，出气管却插入液面下，所以无法干燥气体，也不能使气体进入④中与金属反应，所以③处错误；④是一个封闭体系，未反应的气体不断蓄积会使容器内压强过大而发生爆炸，所以④处错误。
【答案】 D
9．实验室用浓盐酸与足量的二氧化锰反应产生少量的氯气。若反应过程中消耗了0.2 ml HCl，理论上可收集到的氯气的质量( )
A．等于3.55 g B．小于3.55 g
C．大于3.55 g D．约等于7.1 g
【解析】 理论上可收集到的氯气的质量，可直接根据化学方程式计算，设收集到氯气的质量为x，则4HCl(浓)＋MnO2eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
4 ml 71 g
0．2 ml x
x＝3.55 g。
【答案】 A
10．下列离子方程式书写正确的是( )
A．氯气跟水反应Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
B．二氧化锰跟浓盐酸共热制Cl2
MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
C．向氯化亚铁溶液中通入氯气
Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
D．向稀漂白粉溶液中通入足量二氧化碳
Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
【解析】 A项中HClO是弱酸，不能改写成ClO－和H＋，且该反应是可逆反应；C项中得失电子不守恒；D项中CO2足量，应生成Ca(HCO3)2。
【答案】 B
二、非选择题
11．常温下，A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体，A、B、C、D、E都含X元素，其转化关系如图所示：
(1)请分别写出A、B、D的化学式(如为溶液请填溶质的化学式)：
A________、B________、D________。
(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式(请注明条件)：
A＋H2O(离子方程式)：_____________________________；
A＋NaOH(离子方程式)：__________________________；
D→A(化学方程式)：__________________________。
【解析】 由题意可知A为氯气，B为次氯酸，D为盐酸，C为氯化钠，E为次氯酸钠。
【答案】 (1)Cl2 HClO HCl
(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
4HCl(浓)＋MnO2eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
12．溴的氧化性介于氯和碘之间，利用这一性质解决下面的问题。
(1)将含有下列分子或离子的试剂加入到含有Br－的溶液中，可以将Br－氧化为Br2的是________(填选项字母)。
A．I2 B．I－
C．Cl2 D．Cl－
(2)如果把氯气缓慢地通入含有相同物质的量浓度的Br－、I－的混合溶液中，________先被氧化，原因是______________________________________________________
_________________________________________________。
(3)把滤纸用淀粉和碘化钾的混合溶液浸泡，晾干后就是实验室常用的淀粉­KI试纸。这种试纸润湿后遇到氯气发生的变化是___________________________________________________，
原因是________________________________________。
【解析】 (1)因为氧化性Cl2>Br2，所以Cl2可以氧化Br－。
(2)因为氧化性Cl2>Br2>I2，所以还原性：Cl－(3)湿润的淀粉­KI试纸遇到Cl2发生下列反应：
2KI＋Cl2===2KCl＋I2(或2I－＋Cl2===2Cl－＋I2)I2使淀粉变蓝。
【答案】 (1)C (2)I－ 还原性：I－>Br－
(3)试纸变蓝色 Cl2将I－氧化成了I2，I2使淀粉变蓝色
13．用如图所示装置可以完成一系列实验(图中夹持装置已略去)。
用装置A由浓硫酸和浓盐酸混合制取HCl气体，装置B中的三处棉花依次做了如下处理：①包有某固体物质，②蘸有KI溶液，③蘸有石蕊溶液。请回答下列问题：
(1)仪器P的名称是________。
(2)①处包有的某固体物质可能是(填字母)________。
a．MnO2 b．KMnO4
c．KCl d．Cu
反应开始后，观察到②处有棕黄色物质产生，写出②处发生反应的离子方程式：__________________。
(3)在实验过程中，在③处能观察到________。
(4)甲同学为了验证剩余气体的主要成分，在C中设计了如图装置，D中装有铜丝网，装置E的试管中不加任何试剂，装置F的烧杯中加入适量的AgNO3溶液。
①实验过程中，装置D的作用是________；
②装置F中的现象是__________________；
写出反应的离子方程式：____________。
【解析】 (1)仪器P的名称为分液漏斗。
(2)②处有棕黄色物质产生，说明有单质I2生成，说明HCl经过①处后被氧化生成Cl2，①处包有的固体物质可能是KMnO4，②处反应的离子方程式为Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
(3)Cl2通过蘸有石蕊溶液的棉花时，会使石蕊溶液先变红后褪色。
(4)甲同学实验的原理如下：用铜丝网证明剩余气体中含有Cl2(若铜网颜色变化，可以证明含有Cl2)；根据Cl2易液化的性质用冰水将Cl2冷凝从而除去；再根据剩余气体与硝酸银溶液的反应情况验证是否存在HCl气体。
【答案】 (1)分液漏斗
(2)b Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
(3)先变红后褪色
(4)①验证HCl气体中含有Cl2(或验证HCl气体中含有Cl2和除去HCl气体中的Cl2)
②有白色沉淀产生 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
14．某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题(Cl2易溶于CCl4)。
(1)若用含有0.2 ml HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是___________________________________________________。
(2)①装置B中盛放的试剂名称为__________________________，
作用是___________________________，现象是
__________________________________________________。
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是______________________________________________
_______________________________________________。
③装置F的作用是_____________________。
(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在________与________之间(填装置字母)，装置中应放入________(填写试剂或用品名称)。
【解析】 浓盐酸被氧化生成Cl2，浓盐酸反应一段时间后，溶液浓度变小，就不会再被氧化。本实验要检验Cl2中含有水蒸气和HCl气体，要先用无水CuSO4检验水的存在，用CCl4吸收Cl2后，再用AgNO3溶液验证HCl的存在。为了验证Cl2是否除尽，可以在F和G中间加一个装置，放置湿润的淀粉­KI试纸。
【答案】 (1)浓盐酸的浓度随着反应的进行逐渐变稀，变为稀盐酸以后将不再与MnO2反应；加热时浓盐酸因挥发而损失
(2)①无水硫酸铜 证明有水蒸气产生 白色固体变蓝色 ②氯气无漂白性，次氯酸有漂白性 ③吸收氯气。
(3)F G 湿润的淀粉­KI试纸(或湿润的有色布条)
[教材习题解答]
1．氯气溶于水发生反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，HClO具有强氧化性，能杀灭水中的病菌。
2.
3.CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2、2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
4．D 5.C 6.B 7.C
8．Ca(ClO)2；氯水为液体，其中的HClO不稳定，难以保存，而漂白粉或漂粉精为固体，有效成分Ca(ClO)2相对稳定，易于保存和运输；化学技术的进步依靠人们的探索与创新。(答案合理即可)
9．观察包装袋是否密封，看其是否结块变硬，注意使用期限，购买之后应密封保存。
10．(1)应在通风橱中进行；(2)应安装尾气吸收装置；(3)可以戴一个装有活性炭的防毒面具。
11．(1)氯气有毒，会顺风扩散，易对人的呼吸道黏膜造成刺激，所以应逆风疏散群众。(2)喷洒稀NaOH溶液的目的是吸收Cl2：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
12．(1)2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2；2KI＋Cl2===2KCl＋I2。
(2)2KI＋Br2===2KBr＋I2。
13．方法一：分别取少量固体配成溶液，加入盐酸，有气体生成的是Na2CO3。方法二：分别取少量固体配成溶液，加入AgNO3溶液，再加入稀HNO3，仍有白色沉淀的样品是食盐。(答案合理即可)
14．(1)1.43 g。(2)生成的氯气不可能完全被收集到集气瓶中。
15．提示 资料卡片上应包括含氯化合物的名称、化学式、性质、用途等。
实验现象
解释或离子方程式
滴入AgNO3溶液
白色沉淀
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
滴在蓝色石蕊试纸上
先变红后
很快褪色
氯水具有酸性和漂白性
滴入红墨水
褪色
氯水具有漂白性