2022新高考化学一轮复习训练:第4章第1讲氯及其重要化合物(附解析)
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课后达标检测一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。1.(2021·通化高三调研)氯胺(NH2Cl)是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍。下列有关氯胺的说法一定不正确的是( )A.氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HClB.氯胺的电子式为C.氯胺中氯元素的化合价为+1价D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似解析:选A。NH2Cl+H2ONH3+HClO,反应生成的HClO能杀菌消毒,故A不正确。2.向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是( )A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸C.氯化钙溶液D.二氧化硫水溶液解析:选A。氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO。A项,加入CaCO3粉末时,CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,c(H+)减小,导致平衡右移,c(HClO)增大,漂白能力增强;B项,加入稀硫酸,c(H+)增大,导致平衡左移,c(HClO)减小,漂白能力减弱;C项,加入氯化钙溶液,c(Cl-)增大,导致平衡左移,c(HClO)减小,漂白能力减弱;D项,Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4,导致平衡左移,c(HClO)减小,漂白能力减弱。3.(2021·北京房山区模拟)Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:包装钢瓶储运要求远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检
测仪泄漏处理NaOH、NaHSO3溶液吸收下列解释事实的方程式不正确的是( )A.电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-C.浓氨水检验泄漏的氯气,产生白烟:8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2D.氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HSO+Cl2+H2O===SO+3H++2Cl-解析:选B。电解饱和食盐水制取Cl2,反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,选项A正确;氯气用于自来水消毒,反应的离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO,选项B不正确;浓氨水检验泄漏的氯气,产生白烟,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2,选项C正确;氯气“泄漏处理”中用NaHSO3溶液吸收氯气,反应的离子方程式为HSO+Cl2+H2O===SO+3H++2Cl-,选项D正确。4.下列关于卤素(用X表示)的叙述,错误的是( )A.卤素单质与水反应均可用X2+H2OHXO+HX表示B.HX都极易溶于水,它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减弱C.卤素单质的颜色由F2→I2随相对分子质量的增大而变深D.X-的还原性依次为F-<Cl-<Br-<I-解析:选A。卤素单质中,氟气和水反应生成HF和O2,不符合X2+H2OHXO+HX,故A错误;卤素原子得电子的能力越强,HX的热稳定性越强,卤素原子的得电子能力随X的核电荷数的增加而减弱,所以HX的热稳定性随X的核电荷数的增加而减弱,故B正确;卤素单质的颜色从上到下逐渐加深,由F2→I2依次是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,故C正确;卤素单质的氧化性从上到下逐渐减弱,则对应阴离子的还原性:F-<Cl-<Br-<I-,故D正确。
5.下列不能检验溶液中I-的试剂是( )A.AgNO3溶液、稀硝酸B.氯水、CCl4C.氯水、淀粉D.KBr溶液、稀盐酸解析:选D。加入AgNO3溶液,如果生成黄色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解,说明原溶液中含有I-,A项不符合题意;I2易溶于有机溶剂,Cl2的氧化性强于I2,加入氯水、CCl4,振荡、静置后,溶液出现分层,上层为水层,下层溶液显紫红色,说明原溶液中含有I-,B项不符合题意;加入氯水后,再加入淀粉,如果溶液变蓝,说明原溶液中含有I-,反之不含I-,C项不符合题意;加入KBr溶液和稀盐酸后,溶液无明显现象,不能检验溶液中的I-,D项符合题意。6.(2021·北京101中学模拟)在探究新制氯水成分及性质的实验中,依据下列方法和现象,不能得出相应结论的是( )选项方法现象结论A观察氯水颜色氯水呈浅黄绿色氯水中含Cl2B向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水有无色气体产生氯水中含HClOC向红色纸条上滴加氯水红色纸条褪色氯水具有漂白性D向FeCl2溶液中滴加氯水溶液变成棕黄色氯水具有氧化性解析:选B。氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色是因为溶解了氯气,A正确;向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,是因为HCO与氯水中的H+发生反应生成水和二氧化碳,B错误;向红色纸条上滴加氯水,红色纸条褪色,说明氯水具有漂白性,C正确;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应2FeCl2+Cl2===2FeCl3,说明氯水具有氧化性,D正确。7.下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氯气B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O解析:选C。A项,利用MnO2和浓盐酸制氯气需要加热,故无法达到实验目的;B项,洗气装置中气体应该是长进短出,且Cl2和HCl都能与NaHCO3溶液反应,应用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,故无法达到实验目的;C项,MnO2不溶于水,MnCl2能溶于水,因此可以用过滤法分离,故能达到实验目的;D项,加热蒸干时MnCl2会发生水解:MnCl2+2H2OMn(OH)2↓+2HCl↑,无法制得纯净的MnCl2·4H2O,故无法达到实验目的。8.(2021·东营模拟)锡为ⅣA族元素,四碘化锡是常用的有机合成试剂(SnI4,熔点144.5℃,沸点364.5℃,易水解)。实验室以过量锡箔为原料通过反应Sn+2I2SnI4制备SnI4,实验装置如图所示(加持、加热装置等已略去)。下列说法错误的是( )A.加入碎瓷片的目的是防止暴沸B.SnI4可溶于CCl4中C.装置Ⅰ中a为冷凝水进水口D.装置Ⅱ的主要作用是吸收挥发的I2解析:选D。液体加热时,加入碎瓷片的目的是防止暴沸,A正确;根据题
干中SnI4的熔、沸点,从组成分析可知,SnI4与CCl4为同族元素形成的结构相似的物质,依据“相似相溶”规律可知,SnI4可溶于CCl4中,B正确;冷凝管的冷凝水应“下进上出”,所以装置Ⅰ中a为冷凝水进水口,C正确;据题意可知,SnI4易水解,所以装置Ⅱ的主要作用是防止水蒸气进入反应装置使SnI4水解,D错误。二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。9.(2021·重庆凤鸣山中学模拟)溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质,它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物,它也能与水发生以下反应:IBr+H2O===HBr+HIO。下列有关IBr的叙述中不正确的是( )A.在很多反应中IBr是强氧化剂B.IBr与水反应时既做氧化剂,又做还原剂C.IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀D.IBr与NaOH溶液反应时,生成NaBr和NaIO解析:选B。IBr中碘为+1价,溴为-1价,且IBr的化学性质很像卤素单质,则IBr是一种强氧化剂,故A正确;由IBr与水反应的化学方程式可知,该反应不是氧化还原反应,而是复分解反应,故B错误;由IBr与水反应生成HBr和HIO推测可知,IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀,故C正确;由IBr与水反应生成HBr和HIO推测可知,IBr与NaOH溶液反应时,生成NaBr和NaIO,故D正确。10.(2021·新密一中模拟)下列实验操作、现象和结论均正确的是( )选项实验操作现象结论A用双氧水滴定淀粉KI溶液溶液变蓝达到滴定终点B向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液,再加入CCl4,振荡,静置下层呈紫红色该食用加碘盐中含有KIO3
C用湿润的淀粉-KI试纸鉴别NO2、溴蒸气试纸变蓝该气体为溴蒸气D最后试管中有浅黄色沉淀该有机物分子中含有溴原子解析:选B。A项,用双氧水滴定淀粉KI溶液,有I2生成,溶液立刻变蓝,无法判断滴定终点,实验不合理,错误;B项,在酸性环境中,KIO3与KI反应生成I2,正确;C项,NO2溶于水生成硝酸,硝酸具有强氧化性,也可使淀粉-KI试纸变蓝,错误;D项,加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱,错误。11.(2021·天津新华中学模拟)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:下列说法错误的是( )A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是负极产物C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2解析:选BC。根据流程图可知,反应①中氧化剂是NaClO3,还原剂是SO2,还原产物是ClO2,氧化产物是NaHSO4,根据得失电子守恒可得参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1,A项正确;由反应①中各元素的化合价变化情况,再根据原电池正极上发生得电子的还原反应可知,ClO2是正极产物,B项错误;根据流程图可知,在ClO2与H2O2的反应中,ClO2转化为NaClO2时氯元素的化合价降低,做氧化剂,则H2O2做还原剂,氧元素的化合价升高,而NaClO4中的氯元素是最高价态,不能做还原剂,故不能用NaClO4代替H2O2,C
项错误;根据上述分析可知,反应②中ClO2做氧化剂,H2O2做还原剂,可以推出ClO2的氧化性大于H2O2,D项正确。12.某同学设计如图所示装置制备少量的AlCl3。下列说法错误的是( )A.装置B中所装试剂为饱和Na2CO3溶液,其作用是除去氯气中的HCl气体B.装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进入装置D和E中C.用50mL12mol·L-1的盐酸与足量的MnO2反应,所得氯气可以制取13.35gAlCl3D.实验过程中应先点燃A处的酒精灯,待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯解析:选AC。装置A制得的氯气中含有HCl气体和水蒸气,先通过饱和食盐水除去HCl气体,再通过浓硫酸除去水蒸气,A项错误;装置D为AlCl3的制备装置,装置E为AlCl3的收集装置,由于AlCl3易水解,故装置C、F中浓硫酸的作用是防止水蒸气进入装置D和E中,B项正确;MnO2与浓盐酸反应制氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止,故50mL12mol·L-1的盐酸与足量MnO2反应,制得的氯气的物质的量小于0.15mol,根据反应2Al+3Cl22AlCl3可知,生成的AlCl3的物质的量小于0.10mol,质量小于133.5g·mol-1×0.10mol=13.35g,C项错误;实验过程中先点燃A处的酒精灯,使产生的氯气排尽装置中的空气,再点燃D处的酒精灯,防止D处加热时铝和装置中的氧气发生反应,D项正确。三、非选择题
13.(2021·广州三中模拟)溴和碘的提取方法有多种,试解决下列问题。Ⅰ.全球海水中溴的储藏量丰富,约占地球溴总储藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴的含量为65mg/L。空气吹出法是目前海水提溴的最主要方法之一。其工艺流程如下:(1)写出步骤③的离子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)步骤⑤的蒸馏过程中,温度应控制在80~90℃,温度过高或过低都不利于生产。实验室里蒸馏所用的盛装混合物的仪器名称为________,为控制温度,最好采用的加热方式为________;溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离,分离仪器的名称是________。(3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气,因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过________(填试剂名称)溶液,以除去氯气。(4)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是____________________________________________________________________________________________________。(5)提取溴单质,采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”,请说明原因:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.实验室从含碘废液(除H2O外,还含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________;该操作将I2还原为I-的目的是__________________________________________。操作X的名称为________。解析:Ⅰ.从海水中提取溴,一般要经过浓缩、氧化、提取三个步骤。步骤①发生的反应是Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,生成的溴仍溶解在海水中,根据溴易挥发的性质,可以鼓入热空气(步骤②),使它随热空气一起挥发出来,再用SO2吸收(步骤③):Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO,这样可以得到较高浓度的含Br-的溶液,进一步用氯气氧化(步骤④),得到Br2,然后蒸馏便得到液溴。Ⅱ.SO将I2还原为I-,自身被氧化为SO,离子方程式为SO+I2+H2O===2I-+SO+2H+,该操作可使溶于CCl4中的碘进入水层。答案:Ⅰ.(1)Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO(2)蒸馏烧瓶 水浴加热 分液漏斗(3)溴化铁(或其他含Br-的盐类物质)(4)酸化可抑制Cl2与水反应(5)将“溴水混合物Ⅰ”转变为“溴水混合物Ⅱ”是Br2的浓缩过程,可提高效率,减少能耗,降低成本Ⅱ.SO+I2+H2O===2I-+SO+2H+ 使溶于CCl4中的碘进入水层 分液14.(2021·娄底三中模拟)ICl(氯化碘)是红棕色液体,熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,易水解,接触空气时能形成五氧化二碘,能与许多单质发生作用,溶于
乙醇、乙醚等。某校研究性学习小组的同学拟用下列仪器制备氯化碘。回答下列问题:(1)检查A装置气密性的方法为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)上述装置,按气流方向连接的顺序为____________(装置可重复使用),A装置中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)C装置的作用是________________________________________________________________________。(4)E装置中的物质反应时需放在水浴中,控制温度大约40℃,其目的是________________________________________________________________________。(5)按上述连接好的装置进行实验,实验步骤如下:①检查装置气密性后,装入药品②打开分液漏斗活塞③关闭分液漏斗活塞④停止加热E装置,充分冷却⑤水浴加热E装置请按正确的顺序填入上述步骤的序号:
________________________________________________________________________。(6)在A装置后可连接如图所示装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)ICl和水反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(2)利用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气,氯气中混有氯化氢、水蒸气,因此混合气体先通过饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸除去水蒸气,得到干燥纯净的氯气,氯气进入E装置中,与碘进行反应,由于ICl(氯化碘)是红棕色液体,易水解,所以E装置后面还必须连接B装置,最后多余的尾气被碱液吸收,则按气流方向装置的连接顺序为ACBEBD;A装置中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(5)装置连接好后,首先检查装置的气密性,不漏气后,加入药品;打开分液漏斗活塞,制取氯气;用水浴法给E装置加热,制备氯化碘;反应结束后,停止加热E装置,充分冷却,待温度降到室温后,关闭分液漏斗活塞;则正确的实验步骤为①②⑤④③。(6)在A装置后可连接如题图所示的装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置可以用来储存多余的Cl2,避免其释放到空气中污染空气。(7)ICl易发生水解,与水反应生成HCl和HIO,反应的化学方程式为ICl+
H2O===HIO+HCl。答案:(1)从A装置的导管口连接一个导管伸入水中,关闭分液漏斗活塞,微热圆底烧瓶,若导管口有气泡冒出,冷却后,有一段水柱倒吸入导管,说明A装置气密性良好(答案合理即可)(2)ACBEBD MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(3)除去Cl2中混有的HCl气体(4)减少I2的升华和ICl的挥发(5)①②⑤④③(6)储存多余的Cl2(7)ICl+H2O===HIO+HCl15.某化学小组同学发现“84”消毒液(主要成分为NaClO)与洁厕剂(主要成分为盐酸)室温下混合有Cl2生成,于是尝试在实验室利用该反应原理制取Cl2。(1)若用次氯酸钙、浓盐酸为原料,利用如图装置制取Cl2。装置中仪器a的名称为________。甲同学为证明Cl2溶于水有酸性物质生成,将发生装置产生的气体直接通入适量水中,并加入NaHCO3粉末,观察有无色气泡产生,乙同学认为不合理,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。设计如图所示装置制备无水FeCl3。①下列操作步骤的正确顺序为____________(填字母)。a.体系冷却后,停止通入Cl2b.通入干燥的Cl2赶尽装置中的空气
c.在铁屑下方加热至反应完成d.用干燥的H2赶尽Cl2e.检查装置的气密性②该实验装置存在的明显缺陷是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)世界环保联盟要求ClO2逐渐取代Cl2作为自来水消毒剂。已知:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。有关物质的熔、沸点如下表:物质熔点/℃沸点/℃ClO2-5911Cl2-107-34.6ClO2的生产流程示意图如下:该工艺中,需要补充的物质X为________(填化学式,下同),能参与循环的物质是______________。从ClO2发生器中分离出ClO2,可采用的方法是________________________________________________________________________________________________。解析:(2)①根据题给信息,无水氯化铁制备时,先检查装置的气密性,再通入干燥的氯气以排除装置内的空气,然后加热使氯气与铁屑反应生成氯化铁,因为氯化铁加热易升华,所以加热使反应完全后继续通入氯气至装置冷却,最后通入干燥的氢气以排尽氯气。②氯气是有毒气体,所以不能直接排放,因此该装置
的明显缺陷是缺少尾气吸收装置。(3)根据工艺流程可知,电解食盐水得到的是氯酸钠和氢气,而合成氯化氢需要氯气、氢气,所以需要补充的物质X是氯气;氯酸钠与氯化氢反应生成氯化钠、氯气及二氧化氯,且氯化钠、氯气又可参与反应,所以能参与循环的物质是氯化钠、氯气;二氧化氯的熔、沸点较低,但比氯气高,所以可将生成的气体冷凝,使二氧化氯转化为液体分离出来。答案:(1)分液漏斗 制取的氯气中含HCl气体,HCl溶于水后能与NaHCO3反应产生气泡(2)①ebcad ②缺少尾气吸收装置(3)Cl2 Cl2、NaCl 将生成的气体冷水浴降温,使ClO2液化分离出来