2024届高三新高考化学大一轮专题练习题—卤素及其化合物
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一、单选题
1.(2023·辽宁·统考高考真题)某小组进行实验,向蒸馏水中加入,充分振荡,溶液呈浅棕色,再加入锌粒,溶液颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知为棕色,下列关于颜色变化的解释错误的是
选项
颜色变化
解释
A
溶液呈浅棕色
在水中溶解度较小
B
溶液颜色加深
发生了反应:
C
紫黑色晶体消失
()的消耗使溶解平衡右移
D
溶液褪色
与有色物质发生了置换反应
A.A B.B C.C D.D
2.(2023·四川·高三统考学业考试)下列反应的离子方程式错误的是
A.与KI溶液反应:
B.盐酸与KOH溶液反应:
C.Fe与溶液反应:
D.溶液与氨水反应:
3.(2023·重庆·统考三模)通过下列实验操作和现象能得出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
取适量火柴头的浸泡液于试管中,滴加AgNO3溶液和稀HNO3
无白色沉淀
火柴头一定不含氯元素
B
向样品溶液中先加入溶液,然后再加入稀盐酸
生成白色沉淀,加入稀盐酸,沉淀不溶解
样品溶液已经变质
C
向盛有溶液的试管中滴加5滴溶液,待生成白色沉淀后,再向其中滴加溶液
先有白色沉淀生成,后有黄色沉淀出现
D
向中加入,充分反应,用四氯化碳充分萃取后取上层溶液滴加
四氯化碳层显紫色,上层溶液试样变红
和的反应存在限度
A.A B.B C.C D.D
4.(2023春·上海浦东新·高三上海市进才中学校考期中)某温度下,将Cl2通入KOH溶液中,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液。经测定ClO-与离子的物质的量浓度之比是3:1,则Cl2与KOH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
A. B. C. D.
5.(2023春·安徽·高三校联考开学考试)关于甲、乙、丙、丁四套装置的说法正确的是
A.用装置甲配制0.10mol/LNaOH溶液 B.用装置乙制取氯气
C.用装置丙除去氯气中的少量氯化氢 D.用装置丁制备氢氧化铁胶体
6.(2023春·湖北·高三校联考阶段练习)某无色溶液可能含有、、、、、中的若干种,依次进行下列实验(每一步所加试剂均过量),观察到的现象如下:
步骤
操作
现象
(1)
向溶液中滴加氯水,再加入振荡、静置
下层呈橙红色
(2)
分液,向水溶液中加入溶液和稀
有白色沉淀产生
(3)
过滤,向滤液中加入方稀溶液和稀
有白色沉淀产生
下列结论正确的是
A.肯定含有的离子是、
B.肯定没有的离子是、
C.如果步骤(2)没有加入稀,白色沉淀可能含有
D.如果将步骤(1)中氯水换成,对结论没有影响
7.(2023秋·福建龙岩·高三校联考期末)某实验小组制备高铁酸钾()装置如图所示。下列说法错误的是
A.分液漏斗中溶液可以为浓盐酸
B.C中发生的反应:
C.净水原理:(胶体)
D.D装置起到吸收尾气并防止倒吸的作用
8.(2023春·湖北省直辖县级单位·高三统考阶段练习)下列实验装置不能达到实验目的的是
A
B
C
D
“喷泉实验”
制备并收集少量氨气
吸收氨气,且防止倒吸
除去NO中的NO2
A.A B.B C.C D.D
9.(2023·全国·高三专题练习)下列离子方程式正确的是
A.Cl2通入冷的NaOH溶液:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
B.用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的IO:IO+5I-+6H+=3I2+3H2O
C.FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀:2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+
D.NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合:HCO+Ba2++OH-=BaCO3↓+CO+2H2O
10.(2023春·广东广州·高三广州市第七十五中学校考期中)下列有关实验现象与分析或结论都正确的是
实验现象
分析或结论
A
光照新制氯水有气泡冒出
氯水含有Cl2,光照Cl2逸出
B
常温下,将Al片放入浓H2SO4中,无明显现象
Al与浓H2SO4不反应
C
将浓硫酸滴到蔗糖中,蔗糖膨胀变黑
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
D
CO2通入CaCl2溶液中,产生白色沉淀
CO2与CaCl2反应生成难溶的CaCO3
A.A B.B C.C D.D
11.(2023春·贵州贵阳·高三校联考阶段练习)据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置,图1中虚线框内的装置是图2),其中能达到相应实验目的的是
选项
a中的物质
b中的物质
实验目的、试剂和操作
实验目的
c中的物质
进气口
A
浓硝酸
Al
收集贮存NO2
空气
M
B
浓硫酸
Na2SO3
检验SO2的氧化性
Na2S溶液
M
C
浓氨水
碱石灰
收集贮存氨气
饱和NH4Cl溶液
N
D
浓盐酸
MnO2
检验Cl2的氧化性
Na2S溶液
M
A.A B.B C.C D.D
12.(2023春·广东广州·高三广州市第七十五中学校考期中)下列解释过程或事实的方程式不正确的是
A.氨气遇浓盐酸产生白烟:
B.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:
C.室温下,Cl2通入NaOH溶液中制取漂白液:
D.氯化铝溶液加入过量氨水:
13.(2023春·山东临沂·高三统考期中)已知:。下列说法错误的是
A.相同条件下,生成在点燃或光照条件下放出的能量不同
B.燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D.可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
14.(2023春·湖北恩施·高三校联考期中)通过实验、观察、类比、推理等方法得出正确结论是化学学习的方法之一,下列实验操作、现象和推理或结论正确的是
选项
实验操作及现象
推理或结论
A
向装Na2O2固体的试管中加水并滴加酚酞,只变红
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
B
向某溶液中加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液,振荡,观察溶液中有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SO
C
将潮湿的氯气通过盛有干燥红纸条的集气瓶,褪色
氯气具有漂白性
D
向某溶液中滴加新制的氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变红
原溶液中不一定有Fe2+
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题
15.(2022秋·河南焦作·高三沁阳市第一中学校考阶段练习)某化学兴趣小组在课外活动中对某溶液进行了多次检测,其中三次检测的结果如表所示,请回答下列问题。
检测次数
溶液中检测出的物质
第一次
、、、
第二次
、、、
第三次
、、、
(1)三次检测结果中第____________次检测结果不正确。
(2)在检测时,为了确定该溶液中是否存在、和,进行了如下操作:
①向溶液中滴加_______ (填化学式)溶液;继续滴加过量的该溶液,其目的是____________。
②向①所得溶液中滴加____(填化学式)溶液,其目的是_________。
③第三种离子由其他试剂检验。
16.(2022秋·江苏盐城·高三校联考阶段练习)现有下列十种物质(微粒):①氢氧化铁胶体 ②氯水 ③四氯化碳 ④CO2 ⑤CuSO4•5H2O ⑥漂白粉 ⑦0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液 ⑧0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液 ⑨溴水 ⑩KI。
(1)属于电解质的有________。
(2)将⑦⑧两溶液等体积混合,所得溶液中Na+的物质的量浓度约 ________ 。
(3)往往用 ________ 来证明①为胶体。
(4)实验室欲配制480 mL的⑧,下列说法正确的是 ________ 。
a.应选用480 mL容量瓶
b.需称量6.8 g Na2SO4固体
c.实验前,容量瓶需洗净并干燥
d.在其他操作正确情况下,定容时,俯视刻度线会导致所配溶液浓度偏大
(5)⑥在使用时需加水浸泡片刻,才能发挥更好的漂白效果,请用离子方程式表示相应的反应原理 ________ 。
17.(2023·湖北·高三统考期末)用轰击 ,生成g并放出3个中子()。
(1)g的原子核内中子数是_______。
(2)推测Og在元素周期表的位置_______。
(3)2019年科学家首次合成全碳的环形分子,下列说法正确的是_______
A.C18和金刚石、石墨互为同素异形体
B.C18是一种性质很稳定的化合物
C.C20O2、C22O4、C24O6随着碳原子数的增大,氧元素的质量百分含量依次增大
D.C22O4、CO、CO2都是碳元素的氧化物
(4)写出实验室制取氯气的化学方程式_______;
(5)在383K时,将二氧化锰溶解于浓硫酸中,可得硫酸锰[ Mn2 ( SO4)3]并放出氧气。试写出该反应的化学方程式_______;
(6)已知铋酸钠( NaBiO3 )是一种浅黄色的粉末,不溶于冷水,它可以在高酸度的溶液中将Mn2+氧化成 ,自身被还原成Bi3+。试写出该反应的离子方程式_______。
18.(2023秋·辽宁锦州·高三统考期末)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。如图为氯元素的“价类”二维图。
请回答下列问题:
(1)二维图中类别A是______;B可以代替Cl2成为新时代自来水消毒剂,则B是_____(填化学式);C的焰色试验呈紫色,则C是_____(填化学式)。
(2)某同学利用①FeO②KMnO4③NaOH探究盐酸的性质,进行了如下预测:从物质类别上看,盐酸属于酸,可能与______(填标号)发生反应;从化合价角度看,盐酸中Cl-具有______性,可能与______(填标号)发生反应。
(3)将传感器插入盛有新制氯水的广口瓶中,强光照射氯水,采集并分析数据绘制图像,图像中纵坐标代表的物理量可能是______(填标号)。
a.溶液颜色的变化 b.氯水中氧气的体积分数
c.氯水的pH d.溶液的漂白能力
(4)若将84消毒液与双氧水混用给游泳池消毒,反应产生的O2促进藻类快速生长,使池水变绿。其反应原理用化学方程式表示为:NaClO+H2O2=NaCl+O2↑+H2O。
①该反应说明氧化性:NaClO______O2(填“>”“<”或“=”)。
②用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目:NaClO+H2O2=NaCl+O2↑+H2O。______
(5)一定温度下,Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和NaClO3的混合物,若NaClO与NaClO3的物质的量之比为3∶1,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
参考答案:
1.D
【详解】A.向10mL蒸馏水中加入0.4gI2,充分振荡,溶液呈浅棕色,说明I2的浓度较小,因为I2在水中溶解度较小,A项正确;
B.已知(aq)为棕色,加入0.2g锌粒后,Zn与I2反应生成ZnI2,生成的I-与I2发生反应I-+I2⇌,生成使溶液颜色加深,B项正确;
C.I2在水中存在溶解平衡I2(s)⇌I2(aq),Zn与I2反应生成的I-与I2(aq)反应生成,I2(aq)浓度减小,上述溶解平衡向右移动,紫黑色晶体消失,C项正确;
D.最终溶液褪色是Zn与有色物质发生了化合反应,不是置换反应,D项错误;
答案选D。
2.A
【详解】A.原子不守恒,A错误;
B.盐酸与KOH溶液反应的实质是氢离子和氢氧根离子反应生成水,B正确;
C.Fe与溶液反应的实质是三价铁氧化铁为亚铁离子,自身也被还原为亚铁离子,C正确;
D.溶液与氨水反应的实质是铝离子结合一水合氨电离的氢氧根离子生成氢氧化铝沉淀,D正确;
故选A。
3.D
【详解】A.火柴头中含氯酸根离子,不能电离出氯离子,不能加AgNO3溶液和稀HNO3检验氯元素的存在,由实验操作和现象,不能证明火柴头是否含氯元素,A错误;
B.酸性溶液中硝酸根离子可氧化亚硫酸钠,生成的硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡沉淀,由实验操作和现象可知,不能证明Na2SO3样品溶液已经变质,B错误;
C.由于实验中AgNO3过量,故AgNO3溶液与KCl、KI反应生成沉淀,不存在AgCl转化为AgI的过程,由实验操作和现象可知,不能比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)的大小,C错误;
D.氯化铁不足,充分反应后,用四氯化碳充分萃取后取上层溶液滴加KSCN(aq),四氯化碳层显紫色,上层溶液试样变红,可知铁离子不能完全转化,则I-和Fe3+的反应存在限度,D正确;
故答案为:D。
4.C
【详解】Cl2生成ClO-与是被氧化的过程,化合价分别由0价升高为+1价和+5价,ClO-与的物质的量浓度之比为3:1,则可设为1mol,ClO-为3mol,被氧化的Cl共为4mol,失去电子的总物质的量为1mol×(5-0)+3mol×(1-0)=8mol,氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等,Cl2生成KCl是被还原的过程,化合价由0价降低为-1价,则得到电子的物质的量也应为8mol,则被还原的Cl的物质的量为8mol,所以被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为8mol:4mol=2:1,故答案为:C。
5.B
【详解】A.配氢氧化钠溶液不能直接将氢氧化钠溶解于容量瓶中,A选项错误;
B.高锰酸钾与浓盐酸制氯气用固体和液体不加热的装置,B选项正确;
C.氯气也会和碳酸氢钠溶液反应,C选项错误;
D.氢氧化铁胶体制备应该将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,D选项错误;
故选B。
6.A
【分析】由步骤(1)可知,溶液中一定存在;由步骤(2)可知,白色沉淀为,但能被氧化为,则、至少有一种,因、均与不能大量共存,则一定没有;由步骤(3)可知,白色沉淀可能为,步骤(1)中引入,不能确定原溶液是否含有,又溶液为电中性,一定存在阳离子,则一定存在;
综上所述,一定存在、,、至少有一种,一定不存在,不能确定的离子为。
【详解】A.由分析可知,肯定含有的离子是、,A正确;
B.、至少有一种,一定不存在,,B错误;
C.步骤(1)氯水过量,也能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,故白色沉淀只能是,C错误;
D.如果将步骤(1)中氯水换成,由步骤(3)可知,白色沉淀一定为,可确定原溶液含有,对结论有影响,D错误;
故选A。
7.B
【分析】A装置中生成氯气,氯气通过B净化后进入C装置和氢氧化钾、氯化铁反应生成,尾气有毒使用碱液吸收;
【详解】A.浓盐酸和二氧化锰加热可以生成氯气,A正确;
B.C中氯气和氢氧化钾、氯化铁反应生成:,B错误;
C.具有强氧化性,能灭菌,且生成的铁离子可以生成氢氧化铁胶体能加速水中悬浮颗粒沉降,净水原理:(胶体),C正确;
D.氯气能碱液反应,D装置起到吸收尾气且球形管有能防止倒吸的作用,D正确;
故选B。
8.B
【详解】A.氯气和氢氧化钠溶液极易反应,造成较大的压强,能形成喷泉实验,故A不符合题意;
B.氯化铵受热分解得到氨气和氯化氢,试管口氨气和氯化氢反应生成氯化铵,因此不能制得氨气,故B符合题意;
C.四氯化碳密度比水大,氨气难溶于四氯化碳,因此该装置可以防倒吸,故C不符合题意;
D.二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,因此可以用水除掉一氧化氮中二氧化氮,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
9.A
【详解】A.Cl2通入冷的NaOH溶液:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,A正确;
B.醋酸为弱酸,应写成分子形式,用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的IO:IO+5I-+6CH3COOH=3I2+3H2O+6CH3COO-,B错误;
C.FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀:6Fe2++3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe3+,C错误;
D.所给离子方程式电荷不守恒,NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合:2HCO+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO+2H2O,D错误;
故答案选A。
10.C
【详解】A.HClO光照分解生成氧气,有气泡冒出,即光照新制氯水有气泡冒出,该气泡主要是O2,A错误;
B.常温下将Al片放入浓硫酸中,无明显变化,是因为铝和浓硫酸发生钝化现象,反应生成一薄层致密的氧化物薄膜阻止反应进行,铝与浓硫酸发生了反应,B错误;
C.将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,浓硫酸具有脱水性使蔗糖脱水生成碳变黑,碳和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫气体,表现浓硫酸的氧化性,C正确;
D.由于HCl的酸性强于H2CO3,故CO2通入CaCl2溶液中不反应,不能产生白色沉淀,D错误;
故答案为C。
11.B
【详解】A.Al和浓硝酸常温下发生钝化,不能用于制备NO2,A不合题意;
B.Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,SO2通入Na2S溶液中可以观察到溶液变浑浊,产生S单质,证明SO2的氧化性,B符合题意;
C.NH3极易溶于水,不能用排饱和NH4Cl溶液的方法来收集NH3,C不合题意;
D.实验室用MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需要加热,D不合题意;
故答案为:B。
12.D
【详解】A.氨气遇浓盐酸产生白烟即为NH4Cl小颗粒,反应方程式为::NH3+HCl=NH4Cl,A正确;
B.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O,故离子方程式为:,B正确;
C.室温下,Cl2通入NaOH溶液中制取漂白液的方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+ H2O,故离子方程式为,C正确;
D.氨水为弱碱,离子方程式书写时不能拆,且Al(OH)3不溶于过量的氨水中,故氯化铝溶液加入过量氨水的离子方程式为:,D错误;
故答案为:D。
13.A
【详解】A.反应放出的能量等于反应物的总能量减去生成物的总能量,故相同条件下,生成在点燃或光照条件下放出的能量相同,A错误;
B.HCl气体极易溶于水,遇到空气中的水蒸气后立即形成盐酸小液滴,即白雾,B正确;
C.浓氨水易挥发,挥发的氨气和HCl气体反应,化学方程式NH3+HCl=NH4Cl,生成NH4Cl氯化铵固体小颗粒,固体粉末就是白烟,C正确;
D.H2与Cl2的反应是能够自发进行的氧化还原反应,可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能,D正确;
故选A。
14.D
【详解】A.向装Na2O2固体的试管中加水并滴加酚酞,先变红后褪色,Na2O2与水反应生成氢氧化钠,还有强氧化性,故A错误;
B.向某溶液中加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液,振荡,观察溶液中有白色沉淀生成,溶液中存在硫酸根或者银离子,故B错误;
C.将潮湿的氯气通过盛有干燥红纸条的集气瓶,褪色,是氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性,故C错误;
D.向某溶液中滴加新制的氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变红,原溶液中不一定有Fe2+也可能含有铁离子,故D正确;
故选:D。
15.(1)二
(2) HNO3 除尽CO Ba(NO3)2 检验SO
【详解】(1)因与、在溶液中均可发生反应,故第二次检测结果不正确;
(2)①检测用,检测用,检测一般用加入强酸的方法,因在确定氯离子和硫酸根离子时,必须排除碳酸根离子的干扰,所以我们首先检验并除去碳酸根离子.所以我们首先加过量的HNO3,检验并除去;
②在检验氯离子和硫酸根离子时,我们先检验硫酸根离子,因硝酸银能跟硫酸根离子生成硫酸银,是一种沉淀干扰检验.所以我们先加过量的Ba(NO3)2溶液,检验并除去离子.最再用硝酸银来检验氯离子。
16.(1)⑤⑩
(2)0.1 mol·L-1
(3)丁达尔效应
(4)d
(5)Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
【详解】(1)电解质是指在水溶液或熔融状态下能导电的化合物,单质和混合物均不是电解质,则属于电解质的有⑤⑩;
(2)0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液中Na+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,Ba(OH)2与Na2SO4反应生成BaSO4和NaOH,Na+的物质的量不变,将⑦⑧两溶液等体积混合,所得溶液中Na+的物质的量浓度约为原来的一半,即为0.1 mol·L-1;
(3)用丁达尔效应证明①氢氧化铁胶体为胶体;
(4)a.实验室中没有480mL规格的容量瓶,应选用500 mL容量瓶,a错误;
b. 配制500mL0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液的物质的量为n=c∙V=0.1 mol·L-1×0.5L=0.05mol,需称量Na2SO4固体质量m=nM=0.05mol×142g/mol=7.1g,b错误;
c.实验前,容量瓶需洗净但不需要干燥,c错误;
d.在其他操作正确情况下,定容时,俯视刻度线加入水的体积偏小,会导致所配溶液浓度偏大,d正确;
故选d;
(5)漂白粉的有效成分为次氯酸钙,加水浸泡时与二氧化碳反应是次氯酸,漂白性增强,反应的离子方程式为:Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO。
17.(1)176
(2)第七周期0族
(3)ACD
(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(5)4MnO2+6H2SO4(浓)2Mn2(SO4)3+6H2O+O2↑
(6)2Mn2++5NaBiO3+14H+ =2+5Na++5Bi3++7H2O
【详解】(1)该过程放出3个中子,则A=48+249-3=294,则中子数=294-118=176;
(2)原子序数决定了元素在周期表中的位置,则118号元素Og在元素周期表的位置是第七周期0族;
(3)A. C18和金刚石、石墨都是氧元素形成的结构不同的单质,故互为同素异形体,A正确;
B. 根据结构可知,C18中含有碳碳三键,容易被氧化,故其性质不稳定,B错误;
C. 根据分子式C20O2、C22O4、C24O6可知,随着碳原子数的增大,氧元素的质量百分含量依次增大,C正确;
D.氧化物是两种元素形成的,其中一种元素是氧元素的化合物,故C22O4、CO、CO2都是碳元素的氧化物,D正确;
故选ACD;
(4)实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制备氯气,方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(5)根据题给信息可知,在该反应中,锰元素由+4价降到+3价,氧元素由-2价升高到0价,根据得失电子守恒可知,方程式为:4MnO2+6H2SO4(浓)2Mn2(SO4)3+6H2O+O2↑;
(6)在该反应中,锰元素由+2价升高到+7价,Bi由+5价降到+3价,根据得失电子守恒可知,离子方程式为:2Mn2++5NaBiO3+14H+ =2+5Na++5Bi3++7H2O。
18.(1) 单质 ClO2 KClO3
(2) ①③ 还原 ②
(3)b
(4) >
(5)2∶1或2
【详解】(1)根据价类图可知A是Cl2,仅含有Cl一种元素,因此该物质属于单质;
B是+4价的Cl元素的氧化物,则B是ClO2;C是+5价Cl元素的化合物,C的焰色试验呈紫色,说明其中含有K元素,则C是KClO3;
(2)从物质类别上看,HCl能够与FeO反应产生FeCl2、H2O;能够与NaOH反应产生NaCl和H2O,故合理选项是①③;从化合价角度看,HCl中Cl元素为-1价,具有强的还原性,能够与具有强氧化性的KMnO4发生氧化还原反应产生Cl2,故合理选项是②;
(3)a.Cl2与水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,强光照射时,HClO分解,该反应正向进行,导致溶液颜色变浅,与图像变化不吻合,a不符合题意;
b.Cl2与水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,强光照射时,HClO分解产生HCl、O2,故强光照射氯水,氯水中氧气的体积分数增大,与图像变化吻合,b符合题意;
c.Cl2与水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,强光照射时,HClO分解产生HCl,使溶液中H+增大,则溶液的pH减小,与图像变化不吻合,c不符合题意;
d.氯水是由于含有HClO而具有漂白性,当强光照射时,HClO发生分解反应,导致c(HClO)降低,溶液的漂白能力减弱,与图像变化不吻合,d不符合题意;
故合理选项是b;
(4)①在反应NaClO+H2O2=NaCl+O2↑+H2O中,NaClO为氧化剂,H2O2为还原剂,物质的氧化性:氧化剂>还原剂,说明氧化性:NaClO>H2O2;
②在反应NaClO+H2O2=NaCl+O2↑+H2O中,Cl元素化合价由反应前NaClO中的+1价变为反应后NaCl中的-1价,化合价降低2价;O元素化合价由反应前H2O2中的-1价变为反应后O2中的0价,化合价升高1×2=2价,化合价升降最小公倍数是2,所以NaClO、H2O2、NaCl、O2的系数是1,根据原子守恒可知H2O的系数是1,则用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目为:;
(5)一定温度下,Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和NaClO3的混合物,若NaClO与NaClO3的物质的量之比为3∶1,假设NaClO3的物质的量是1 mol,则NaClO的物质的量是3 mol,根据氧化还原反应中电子转移数目相等,可知反应产生NaCl的物质的量是3×1 mol+1×5 mol=8 mol,根据Cl元素守恒,可知Cl2的系数是6;根据Na元素守恒,可知NaOH的系数是12,最后根据H、O原子守恒,可知H2O的系数是6,该反应的方程式为:6Cl2+12NaOH=8NaCl+3NaClO+NaClO3+6H2O;在该反应中Cl2既作氧化剂,也作还原剂,在参加反应的6个Cl2中,8个Cl为氧化剂,4个为还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为8:4=2:1。
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