2022年高三化学一轮复习第章卤族元素第节氯气习题详解 .pdf

- 1 - 第二章卤素第一节氯气一、选择题1在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是（） 。A向氯水中加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有2Cl 存在B溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有2Cl 分子存在C先加入盐酸酸化，再加入3AgNO溶液产生白色沉淀，说明溶液中有Cl 存在D加入 NaOH 溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO 分子存在解答：本题考查氯水的成分及氯水中各微粒的性质。解：氯气通入溶液中，与水反应发生22ClH OHClHC1O ，氯水中存在的微粒有2Cl 、2H O 、 HC1O 、 H、 Cl 、 ClO、 OH。次氯酸具有漂白性，则加入有色布条后，有色布条褪色，说明有HC1O 分子存在，所以选项A错误；氯气为黄绿色气体，具有刺激性气味，则氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有2Cl 分子存在，所以选项B正确；因 AgCl 不溶于水，则加入盐酸酸化的3AgNO溶液产生白色沉淀，说明有Cl 存在，但不能证明氯水中是否含有氯离子，所以选项C错误；因氯气和氢氧化钠反应，不能说明有HC1O 存在，所以选项D错误。本题答案为选项B。2除去氯气中混有的少量的氯化氢气体，最好选用（） 。A水B饱和食盐水C纯碱溶液D烧碱溶液解答：本题考查气体的除杂问题。解：因氯气与水发生：22ClH OHClHClO ，氯气难溶于饱和食盐水，但HC1 极易溶于水，可以用饱和食盐水除去氯气中含有的少量氯化氢气体；氯气和氯化氢都能与氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液反应，不能用于除杂，所以最好选用饱和食盐水。本题答案为选项B。3下列制备气体的发生装置相同的一组是（） 。A2Cl 和2HB2H 和2OC2H 和2COD2Cl 和2CO解答：本题考查实验室制备气体装置的选择。解：适合用固体加热制备的气体有：2O ；适合固体与液体反应不需要加热制备的气体有：2H 和2CO ；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 2 - 适合固体与液体反应需要加热制备的气体有：2Cl 。本题答案为选项C。4某学生在实验室制2Cl 时可能进行如下操作：连接好装置，检查气密性；缓缓加热；加入2MnO粉末；把分液漏斗中浓盐酸滴入烧瓶中；多余的2Cl 用 NaOH 溶液吸收；用向上排空气法收集2Cl 。其中正确的操作顺序是（） 。ABCD解答：本题考查实验室制2Cl 过程中的操作顺序。解：连接好装置后，首先检查装置气密性，再加入固体，然后加入液体，进行反应；所以该反应的顺序为：连接好装置，检查气密性；加入2MnO粉末；从装有浓盐酸的分液漏斗中向娆瓶里滴加浓盐酸；缓缓加热；用向上排空气法收集2Cl ；多余的2Cl 用 NaOH 溶液吸收。本题答案为选项D。5某温度下将氯气通入氢氧化钾溶液中，反应后得到KC1 、 KC1O 、3KClO的混合溶液，经测定 ClO和3ClO的浓度之比为111，则氯气和氢氧化钾溶液反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为（） 。A13 B43 C21 D31 解答：本题考查氧化还原反应的计算，可以从氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等的角度来计算，注意守恒法的应用。解：2Cl 生成 ClO与3ClO是被氧化的过程，化合价分别由0 价升高到1价和5 价，2Cl 生成KC1 是被还原的过程，化合价由0价降低为1价。因 ClO 与3ClO的物质的量浓度之比为111，可设 ClO为11mol ，3ClO为1mol ，则被氧化的 Cl 共为 12mol 。失去电子的总物质的量为11mol101mol5016mol 。可知得到电子的物质的量也应为16mol ，因此被还原的Cl 的物质的量为 16mol 。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16mol 12mol43。本题答案为选项B。6分别向相同体积的KI、2Na S和2FeBr 溶液中通入足量的2Cl ，当反应恰好完成时，消耗2Cl的体积相同（同温同压），则KI、2Na S、2FeBr 溶液的物质的量浓度之比为（） 。A112 B213 C632 D321 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 3 - 解答：本题主要考查有关化学方程式的计算和物质的量的计算。解：首先，写出相关反应的化学方程式22222KICl2KClINa SCl2NaClS22322FeBr3C12FeCl2Br ，可知在2Cl相等的情况下KI、2Na S、2FeBr 的物质的量之比为2n n263n32，由于三种溶液体积相等，则物质的量浓度之比等于溶质的物质的量之比。本题答案为选项C。7在一密闭容器中盛有以2L Cla和2H 的混合气体，用电火花引燃后，恢复到原来状态，发现气体体积仍为La。用足量的 NaOH 溶液吸收燃烧后的气体，结果无气体剩余。推知原混合气体中2Cl 和2H 的物质的量之比一定是（） 。A2Cln2H1n1 B2Cln2Hln1 C2Cln2H1n 1 D2C1n2H1n1 解答：本题考查阿伏加德罗定律的使用。解：因22C1H2HC1点燃，该反应中反应前盾气态物质的体积不变，反应后气体组成有三种情况： HCl ， HC1 和2Cl ， HC1 和2H 。其中氢气与碱不反应，而氯气与碱可以反应，由于用足量的NaOH 溶液吸收燃烧后的气体，结果无气体剩余，则说明氯气的体积一定大于或等于氢气的体积，即2Cl 2H1。本题答案为选项C。8已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按图2-13进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位颜色描述正确的是（） 。A 黄绿色橙色蓝色白色B 无色橙色紫色白色C 黄绿色橙色蓝色无色D 黄绿色无色紫色白色解答：本题考查氯气的制备及性质。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 4 - 解：常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出2Cl ，所以处充满黄绿色2Cl ；氯气进入玻璃管后与处的NaBr 溶液发生置换反应生成2Br ，白色棉球变为橙色；氯气与处KI溶液反应置换出2I ，2I 与淀粉相遇变成蓝色；在处利用氯气与氢氧化钠溶液反应进行2Cl 的尾气吸收，由于反应生成的物质均为无色，但棉球本身是白色的，所以处的颜色应为白色。本题答案为选项A。9将一盛满2Cl 的试管倒立在水槽中，当日光照射相当一段时间后，试管中最后剩余气体约占试管容积的（） 。A23B12C13D14解答：本题考查氯的单质及化合物的性质。氯气与水反应平衡向正反应方向移动，光照相当长一段时间后试管内的气体为2O 。解：本题涉及的反应有22ClH OHClHC1O ，22HC1O2HClO光照，可得关系式222Cl2HC1OO，所以最后剩余的气体体积约占试管容积的12。本题答案为选项B。10次氯酸盐的最大用途是漂白和消毒作用。这类漂白剂氧化能力是以“有效氯”的含量来标志。“有效氯”的含量定义为：从HI中氧化出相同量的2I 所需2Cl 的质量与指定化合物的质量之比，常用质量分数表示。纯LiClO 的“有效氯”为（） 。A121% B100% C89% D21% 解答：本题考查化学方程式的计算。解： “有效氯”的含量定义为：从HI中氧化出相同量的2I 所需2Cl 的质量与指定化合物的质量之比。若生成 1mol 的碘单质，消耗的氯气1mol ，质量就是 71g 。根据反应的化学方程式I22LiClO2HILiClIH O 可知：生成 1mol 碘单质，需要 LiClO 的质量为： 58.5g。则所需2Cl 的质量与指定化合物的质量之比71100%121%58.5=。本题答案为选项A。11实验室用2MnO和浓盐酸制氯气时，有14.6g HC1被氧化，所得氯气全部用石灰乳吸收，可制得漂白粉的质量是（） 。A 14.3gB 25.4gC 28.6gD 50.8g解答：本题考查氯气的实验室制备及漂白粉的工业制备。漂白粉的成分有氯化钙及次氯酸钙，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 5 - 其中有效成分是次氯酸钙。解：在2MnO4HCl （浓）222MnClCl2H O反应中，当有0.4 mol HCl 被氧化时，生成氯气 0.2mol 。222222Cl2Ca OHCaClCa ClO2H O2mol111g143g0.2mol11.1g14.3g可得漂白粉的质量为11.1g14.3g25.4g。本题答案为选项B。12某温度下将2Cl 通入 KOH 溶液中，反应后得到KC1 、 KC1O 、3KClO混合溶液。若2Cl 与KOH 溶液反应时，被还原与被氧化的氯元素的物质的量之比是113，则混合液中ClO与3ClO的物质的量之比是（） 。A11 B12 C13 D21 解答：本题考查氧化还原反应的计算，要注意从氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等的角度进行分析计算，注意得失电子守恒的利用。解：2Cl 生成 ClO与3ClO是被氧化的过程，化合价分别由0 价升高为1价和5 价，2Cl 生成KC1 是被还原的过程，化合价由0 价降低为1价。被还原与被氧化的氯元素物质的量之比是113，可设被还原的Cl 的物质的量为 11mol ， ClO 为mola，3ClO为molb，被还原的 Cl 的物质的量为11mol ，可知得到电子的物质的量也应为11mol ，被氧化的 Cl 共为mo13molab，失去电子的总物质的量为mol10mol505molabab，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，可得511ab。解得：1a，2b，即混合液中ClO 与3ClO 的物质的量之比是12。本题答案为选项B。二、填空题13请利用下列装置及试剂组装一套装置。其流程是，先制取纯净干燥的2Cl （不收集），后试验干燥的2Cl 和潮湿的2Cl 有无漂白性。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 6 - （1）接气体从左向右流向将各装置依次连接起来（填接口标号） ：a接_，_接_，_接_，_接_，_接_。（2）烧瓶中发生反应的化学方程式是_ 。（3）D装置的作用是 _，E装置的作用是 _，F装置的作用是_。（4 ）C瓶中的现象是 _，B瓶 中的 现 象 是_ 。以上事实说明起漂白作用的物质是_。解答：本题考查氯气的制备及氯化氢的漂白性。解： （1）一般来讲实验装置的连接顺序为：发生装置除杂装置性质检验装置尾气处理装置；制备的氯气中混有氯化氢和水，可利用饱和食盐水除去混有的氯化氢，然后连接盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氯气（注意除杂装置中长管进气，短管出气）； 试验干燥的2Cl 和潮湿的2Cl有无漂白性，因为湿润的有色布条有水分，所以要先连接C 后连接B。答案为：aijfgdebeh。（2）实验室制备氯气的反应原理：2222MnO4HCl()MnClCl2H O浓。（3）实验过程中氯气中会混有氯化氢和水蒸气；浓硫酸有吸水性，且不和氯气反应，所以可用浓硫酸干燥氯气。氯气有毒，会污染环境，所以不能直接排空；借助于氯气能和氢氧化钠反应来吸收多余的氯气，防止污染环境。氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水，且与水反应，22ClH OHClHC1O ，食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解，降低氯气的溶解度，所以可用饱和食盐水除去HCl 气体。所以答案为：干燥2Cl ；吸收多余的氯气，防止污染环境；除去HC1 气体。（4） C 瓶中的成分是干燥的氯气，不能使有色布条褪色；氯气能与水反应，B瓶中会有次氯酸生成，使有色布条褪色。故答案为：B中湿润的有色布条褪色，C 中干燥的有色布条不褪色，说明起漂白作用的物质是次氯酸。本题答案为：（1） i j f g d e bc h 。（2）2MnO4HCl （浓）222MnCl2H OCl。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 7 - （3）干燥氯气；吸收多余的氯气；除去HC1 气体。（4）有色布条不褪色；有色布条褪色；次氯酸HCIO。14现有mola由2H 和2Cl 组成的混合气体，使之在适宜条件下充分反应后，用足量的NaOH溶液吸收反应后残余气体，消耗mol NaOHb。试回答下列问题：（1）通过计算，将计算结果填入下表：2H 和2Cl 物质的量的关系生成 NaCl 的物质的量22HClnn22HClnn（2）当22HClnn时，生成 NaCl 的物质的量。解答：本题考查氯气与氢气反应的计算。解： （ 1）当22HClnn=，氢气和氯气恰好完全反应生成氯化氢，氯化氢与氢氧化钠反应生成氯化钠。由此可得关系式：22HCl2HCl2NaOH2NaCl1 1 2 2 2a2abx解得molxab当22HClnn， 氯气完全反应生成氯化氢，所得混合气体与氢氧化钠反应只生成氯化钠。可得关系式：2Cl2HC12NaOH2NaCl2 2 bx解得molxb所以：2H 和2Cl 物质的量的关系生成 NaCl 的物质的量22HClnnmola或molb22HClnnmolb（2）当2mol Ha和2Cl 组成的混合气体中22ClHnn时，可设混合气体中2H 物质的量为molx，则2Clmolnax=，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 8 - 22HCl2HCl点燃+2HClNaOHNaClH Omol molxx2 molx2 mol 2 molxx2 mol 2 molxx与 NaOH 溶液反应的2Cl2molnaxxax，由22Cl2NaOHNaClNaClOH O 可知，生成2mol NaClax所以共生成NaCl2 mol2molmolnxaxa=。本题答案为：（1）2H 和2Cl 物质的量的关系生成 NaCl 的物质的量22HClnnmola或molb22HClnnmolb（2）共生成NaClmolna。15氙和氟反应，生成2XeF 和4XeF 的固体混合物（设其平均分子式为XeFa） ，将此混合物分为两等份，分别进行下列实验。（ 1）用水处理一份固体，反应为：223XeFH OXeOXeOHFa（未配平） ，得到60.00mL 气体，其中24.00mL 为2O ，其余为 Xe 。溶液中的3XeO 能氧化 30.00mL l.000molL的2Fe，生成 Xe 和3+Fe，则3XeO 的物质的量为_mol 。若化学方程式中2O 的系数为 24，XeFa的系数为1206a，则3Xe O的系数为 _（用a表示）。（2）用KI处理另一份固体，得到单质Xe 和碘，这些碘需要35.00mL2232.000mol / LNa S O 溶液与之完全反应：22322462Na S OINa S O2NaI XeFa的总物质的量为_ mol （用a表示）。a_。固体混合物中2XeF 与4XeF 的物质的量之比2XeFn4(XeF )_。解答：本题考查关于质量守恒定律的应用及得失电子守恒的计算。解： （ 1）3XeO 中 Xe 的化合价为6 价，降为 0 价，可设3XeO 的物质的量为moln，根据得名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 9 - 失电子守恒，得：60.03L1.000molL1n，解得：0.005 moln；2O 的体积为24mL，可知 Xe 体积为 60mL24mL36mL ，因体积之比等于化学计量数之比，所以2O 、 Xe 的系数之比为2436，氧气的系数为24，则 Xe 的系数 36利用 Xe 元素守恒可得3XeO 的系数为36966aa。（2） Xe 在 XeFa中为a价，设 XeFa的总物质的量为b ，利用得失电子守恒可得，XeFa获得的电子等于35.00mL2.000molL223Na S O 溶液失去的电子，0.035mL2.000molL2(2.5 ?2)ba, 解得：0.07ba=由（ 1）可知0.07molXeFaa与水反应生成30.005 mol XeO ，XeFa与3XeO 的物质的量之比等于化学计量数之比，可得3.5a；F原子平均数为3.5 ，则2424XeF2XeF43.5XeF(XeF )nnnn，可得2XeFn4XeF1n 3。本题答案为：（1） 0.005 ；36966aa。（2）0.07a； 3.5 ； 13。三、计算题16将 15.68L （标准状况）的氯气通入70500mL氢氧化钠溶液中，氯气发生了两个自身氧化还原反应，其氧化产物分别为次氯酸钠和氯酸钠。若取此溶液25.00mL 稀释到 250.0mL 。再量取此稀溶液25.00mL ，用醋酸酸化后，加入过量碘化钾溶液充分反应，此时只有次氯酸钠 氧 化 碘 化 钾 。 用 浓 度 为 0.2000molL硫 代 硫 酸 钠 溶 液 滴 定 生 成 的 碘 ：2222346I2S O2IS O，消耗硫代硫酸钠溶液5.00mL 时恰好达到终点。将滴定后的溶液再用盐酸酸化至强酸性，此时氯酸钠亦能氧化碘化钾，生成的碘再用上述硫代硫酸钠溶液滴定到终点，需要硫代硫酸钠溶液30.00mL 。（1）计算氯气反应后的溶液中次氯酸钠和氯酸钠的物质的量之比。（2）写出符合上述条件的总反应的化学方程式。（3）若氢氧化钠溶液在通入氯气前后的体积变化可忽略不计，计算通入氯气后各生成物的物质的量浓度。解答：本题考查的是电子守恒的应用及关系式法的使用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 10 - 解：（ 1）用醋酸酸化，加入过量碘化钾可保证次氯酸钠反应完全，根据得失电子守恒可得1molHC1O可 氧 化 2mol I， 1mol 碘 消 耗2232molS O消 耗223N a S O， 可 得 关 系 式 ：2223ClO2II2S O。因此2NaClOI0.50.2000molL0.005L0.0005molnn=。用盐酸酸化至强酸性，氯酸钾氧化碘化钠，根据得失电子守恒可得31mol ClO可氧化 6mol I ，1mol 碘消耗2232 mol S O，即消耗223Na S O ，可得关系式：23223ClO6I3I6S O； 。因此31NaClO0.2000mol / L0.03L0.001mol6n=。所以NaClOn3NaClO1n2 （2）根据得失电子守恒可得：2327C114NaOHNaClO2NaClO11NaCl7H O 。（3）NaClO0.0005100.0250.2mol / Lc，3NaClO0.0010 100.0250.4mol / Lc，NaCl0.2mol / L112.2mol / Lc。本题答案为：（1）NaClOn3NaClO1n2。（2）2327C114NaOHNaClO2NaClO11NaCl7H O 。（3）NaClO0.2mol / Lc=；3NaClO0.4mol / Lc=；NaCl2.2mol/Lc=。17工业上电解质量分数为23.4%的精制食盐水kga，电解后残液的密度为kg / L 。将产生的2H 、2Cl 在一定条件下反应制成质量分数为36.5%的盐酸kgb，已知2H 、2C1 的利用率均为%c。试计算（用题中字母的代数式表示）：（1）制得氯化氢 _ mol 。（2）残液中氯化钠的质量_ kg 。（3）残液中氢氧化钠的物质的量浓度_ molL。解答：本题考查关于溶液及氧化还原的简单计算。（1）mnM； （2）质量守恒定律的应用； （3）残液中氢氧化钠的物质的量等于反应的氯化钠的物质的量，根据mnM 计算生成的2H 、2Cl的质量，进而计算剩余溶液的质量，根据ncV计算氢氧化钠的物质的量浓度。解： （1）氯化氢溶于水得质量分数为36.5%的盐酸kgb，即HClkg36.5%mb，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 11 - HCl1000g36.5%36.510molnbb；（ 2 ） 转 化 为 HC1 的 氯 气 的 物 质 的 量 为 10mol0.55bb ， 故 电 解 生 成 的 氯 气 为5%500bbcc=，根据氯原子守恒可知参加反应的2500NaCl2 (Cl )2bnnc，所以剩余的氯化钠为31000kg23.4%0.23458.558.510baabcc= ；（3）残液中氢氧化钠的物质的量等于反应的氯化钠的物质的量等于1000bc。剩余溶液的质量3350036.5kg(210 kg / mol71 10 kg / mol)kgbbaacc=，所以氢氧化钠的物质的量浓度为1000mol / L36.5bacb。本题答案为：（1） 10b ； （2）0.23458.5acbc； （ 3）1000mol / L36.5bac。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -