13.(14分)某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式为 。 (2)装置Ⅱ的作用是 。
(3)实验过程中,装置Ⅳ中的实验现象为 ;发生反应的化学方程式为 。
(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了看到预期现象,你认为还需在上图装置 与 之间添加下图中的 装置(填序号),该装置的作用是 。
(5)装置Ⅴ的目的是防止尾气污染空气,写出装置Ⅴ中发生反应的离子方程式: 。
课时规范练11 氯、溴、碘及其化合物
1.C 氯气可用于自来水消毒,残留比较少,不会影响健康,A项正确;Cl2+2NaOH
NaCl+NaClO+H2O
生成的两种正盐为NaCl和NaClO,B项正确;因为氯气具有强氧化性,与Fe反应生成FeCl3,C项错误;氯气在氢气中燃烧发出苍白色火焰,D项正确。
2.A 由于液溴容易挥发,密度大于水的密度,所以在存放液溴的试剂瓶中应加水封,A项正确;与KI反应生成单质碘的物质,都能使湿润的淀粉KI试纸变蓝,不一定是氯气,B项错误;碘离子是无色的,某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明溶液中存在碘单质,C项错误;某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液可能含有Ag或S
+
等,D项错误。
3.B 氯气与水反应生成的HClO为弱酸,在离子方程式中不能拆分书写,①错误;浓盐酸可全部电离,应写成H和Cl的形式,③错误。
4.D 灼烧物质应在坩埚中进行,A项错误;过滤需要玻璃棒引流,图中缺少玻璃棒,B项错误;碘的苯溶液在上层,应从分液漏斗的上口倒出,C项错误;碘与苯互溶,利用沸点不同选择图中蒸馏装置可分离,D项正确。
5.B A单质在碱性条件下发生反应生成B、C两种化合物,发生了氧化还原反应,元素A的化合价既升高又降低,存在负化合价,应为非金属元素,金属元素不存在负化合价,A项错误;A单质发生歧化反应生成B、C两种化合物,则A、B、C含有一种相同的元素,B项正确;若A单质为氯气,与氢氧化钠反应生成氯化钠,氯化钠的水溶液呈中性,C项错误;单质生成化合物,元素的化合价发生变化,化合物生成单质,元素的化合价也发生变化,所以反应①和反应②一定属于氧化还原反应,D项错误。 6.D 题述工艺流程中②电解熔融氯化钠制取氯气属于分解反应,③属于置换反应,工艺流程中没有涉及化合、复分解反应,故A错误;①只发生了物理变化,②是用电解熔融NaCl制备Cl2,故B错误;③④⑤涉及的反应均为氧化还原反应,故C错误;④中反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O
4H+S
+
+
-
+2Br,故D正确。
-
7.D a处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr反应生成I2、Br2,可证明氧化
性:Cl2>I2,Cl2>Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A错误;c处先变红,证明Cl2与水反应生成酸性物质,后褪色,证明Cl2与水反应生成具有漂白性的物质,B错误;d处立即褪色,也可能是因为Cl2与水生成酸性物质中和了NaOH,C错误;e处变红说明Cl2将Fe氧化为Fe,证明还原性:Fe>Cl,D正确。
8.A n(NaOH)=10 mol·L×0.05 L=0.5 mol,氯气和氢氧化钠恰好反应生成NaCl、NaClO及NaClO3,根据钠元素守恒n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3),再根据氯元素守恒有2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3),根据电子守恒得n(C1)=n(ClO)+5n(ClCl2+2NaOH
+
---1
2+
3+
2+
-
)。根据方程式
NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH
-
5NaCl+NaClO3+3H2O可知,当氧化产物只有NaClO
+
-
时,n(Na)∶n(Cl)最大为2∶1,当氧化产物只有NaClO3,n(Na)∶n(Cl)最小为6∶5,故反应后的溶
液中6∶5 2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=0.5 mol,故参加反应的氯气n(Cl2)=0.25 mol,B项正确;根据电子守恒得n(C1)=n(ClO)+5n(Cl -- +- ),若n(NaCl)∶n(NaClO)∶n(NaClO3)=10∶5∶1,符合电子守 恒关系,C项正确;NaCl是还原产物,NaClO和NaClO3均为氧化产物,当n(NaCl)为0.375 mol时,氯气与氢氧化钠浓溶液反应共转移电子一定是0.375 mol,D项正确。 9.A 本题所涉及的氧化还原反应有3个:Cl2+H2O,Cl2+S +H2O S +2Cl+2H;还涉及:Si -+ HCl+HClO,Cl2+2BrH2SiO3↓,C +2H + - Br2+2Cl - +2H ++ H2O+CO2↑,有气体产生;反 应过程中有胶状物质硅酸生成;因为有溴生成,溶液显橙色;N本保持不变。 10.A 氯胺与水的反应为NH2Cl+H2O 、Na不发生反应,反应前后浓度基 NH3+HClO,其中氯元素的化合价为+1价,反应生成的HClO能 杀菌消毒。该水解反应是一个可逆反应,HClO杀菌后浓度减小,平衡向右移动,氯胺转化成HClO;相反,当HClO浓度较高时,平衡向左移动,转化为氯胺,相当于暂时“贮存”,避免其分解损失,这样就延长了消毒时间。 11.答案 (1)HClO (2)Cl2+2OH - Cl+ClO+H2O -- (3)①越慢(或“越困难”) ②b烧杯中溶液的pH大于c烧杯中溶液的pH,HClO浓度较小,反应速率较慢,褪色较慢 (4)①SO2+2Cl 2ClO2+S ②0.5 解析 (1)氯水中的HClO具有强氧化性、漂白性。(2)工业上把氯气通入NaOH溶液中制备“84”消毒液的离子方程式为Cl2+2OH - Cl+ClO+H2O。(3)①依据实验记录表中数据知,溶液的pH在4~10 - -- 范围内,pH越大,红纸褪色越慢。②观察溶液中Cl2、HClO和ClO物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系图知,b烧杯中溶液的pH大于c烧杯中溶液的pH,HClO浓度较小,所以反应速率较慢,褪色较慢。(4)①用SO2通入硫酸酸化的NaClO3溶液中制备ClO2的离子方程式为SO2+2Cl 2ClO2+S 。②依据题意和氧化还原反应的规律知,NaClO3与盐酸反应制备ClO2,同时 2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O,该反应中生成2 mol ClO2 - 有Cl2生成的化学方程式为2NaClO3+4HCl - 转移2 mol e,即每生成0.5 mol ClO2转移0.5 mol e。 12.答案 (1)+1价 复分解反应 (2)IBr+S +H2O I+Br+S --- +2H -3+ - + (3)①酸性高锰酸钾溶液将SCN氧化,减小了SCN的浓度,使反应Fe+3SCN不断向左移动,最终Fe(SCN)3完全反应,红色消失 ②AC (4)2CN+5ClO+2OH(5)AD --- Fe(SCN)3的平衡 2C+5Cl+N2↑+H2O - 解析 (1)Cl得电子能力强于I,则ICl中Cl显-1价、I显+1价;ICl和H2O的反应中没有化合价的变化,属于复分解反应(非氧化还原反应)。(2)IBr具有强氧化性,其中I显+1价,和Na2SO3溶液反应时被还原成I,S - 被氧化成S 3+ - ,因此离子方程式为IBr+S+H2OI+Br+S -- +2H。(3)①溶液 - + 立即变红,发生反应Fe+3SCNFe(SCN)3,加入酸性KMnO4溶液红色褪去,说明KMnO4把SCN氧化, 促使上述平衡向逆反应方向移动,最终Fe(SCN)3完全消耗,红色褪去。②能使红色褪去的物质,可以具有强氧化性,如Cl2将SCN氧化,也可以具有还原性,如SO2将Fe还原,故A、C正确。(4)CN中N显-3价,C显+2价,则另一种气体为N2,因此反应的离子方程式为2CN+5ClO+2OH2C -----3+ - +N2↑+5Cl+H2O。(5)根据电离平衡常数大小,推出酸电离出氢离子的能力(酸性强弱)顺序 ,根据“强酸制取弱酸”的规律知,A、D正确。 MnCl2+Cl2↑+2H2O 为H2CO3>HCN>HC 13.答案 (1)MnO2+4HCl(浓) (2)除去氯气中的氯化氢气体 (3)无色溶液变蓝色 Cl2+2KI(4)Ⅱ Ⅲ ④ 干燥Cl2 (5)Cl2+2OH - I2+2KCl Cl+ClO+H2O -- 解析 (1)实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制备氯气。(2)加热时浓盐酸中的氯化氢气体易挥发,会导致生成的氯气中混有HCl杂质,装置Ⅱ的作用是除去氯气中的氯化氢气体。(3)氯气的氧化性大于碘单质,故氯气能把KI中的碘置换出来,所以装置Ⅳ中的实验现象为无色溶液变蓝色。(4)从装置Ⅱ出来的是湿润的氯气,能够使干燥的品红试纸褪色,要观察到“a无明显变化”这一预期现象,需要在Ⅱ与Ⅲ之间添加盛有浓硫酸的装置来干燥Cl2,从而达到预期效果。(5)防止尾气污染空气,可用氢氧化钠溶液除去氯气。
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