备考2024届高考化学一轮复习分层练习第四章非金属及其化合物第1讲氯及其化合物

第1讲氯及其化合物1.下列有关氯气的说法不正确的是（　D　）A.常温下用钢瓶储运液氯B.光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸C.红热的铜丝在Cl2中燃烧，生成棕黄色固体CuCl2D.少量Cl2和Fe在加热时反应生成FeCl2解析　常温下Cl2与铁不反应，可用钢瓶储运液氯，A项正确；光照H2和Cl2的混合气体会发生爆炸，B项正确；红热的Cu丝在Cl2中燃烧，生成棕黄色的固体CuCl2，C项正确；Fe与Cl2在加热时反应只生成FeCl3，生成物与Cl2的用量无关，D项错误。2.下列说法错误的是（　B　）A.[全国Ⅰ高考改编]Cl2中含有的HCl杂质通过饱和食盐水除去B.[全国Ⅱ高考改编]甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，则生成的一氯甲烷具有酸性C.[浙江高考]电解饱和食盐水可制取氯气D.[全国Ⅰ高考改编]启普发生器不可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气解析　HCl极易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度很小，可用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，A项正确。CH4与Cl2发生取代反应生成的CH3Cl不具有酸性，但生成的HCl能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，B项错误。工业上通过电解饱和食盐水获得H2、Cl2和NaOH，C项正确。启普发生器不能加热，适合块状固体与液体在常温下反应，而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热，且二氧化锰是粉末状固体，故不能用启普发生器制备氯气，D项正确。3.[2024苏州模拟]氯及其化合物有重要应用，下列说法不正确的是（　D　）A.氯碱工业产生的H2和Cl2可用于工业制盐酸B.工业上用氯气与石灰乳制漂白粉C.侯氏制碱法应在饱和食盐水中先通氨气再通二氧化碳D.向84消毒液中添加洁厕灵，可增加其消毒能力解析　洁厕灵的主要成分是HCl，向84消毒液中添加洁厕灵，发生反应NaClO＋2HClNaCl＋Cl2↑＋H2O，生成有毒气体，消毒能力下降，D项错误。4.[2024南京六校调研]下列含氯物质的转化正确的是（　C　）A.漂白粉过量CO2HClO（aq）光照Cl2（g）B.MgCl2（aq）加热无水MgCl2电解Mg C.NaCl（aq）电解Cl2（g）Fe点燃FeCl3D.NaCl（aq）过量CO2NaHCO3（aq）△Na2CO3（s）解析　HClO在光照条件下分解生成HCl和O2，A错误；加热MgCl2溶液时，Mg2＋水解生成Mg（OH）2，得不到无水MgCl2，B错误；电解氯化钠溶液得到Cl2，Cl2与Fe在点燃条件下反应生成氯化铁，C正确；氯化钠溶液与CO2不反应，D错误。5.[2024辽宁锦州考试]向紫色石蕊溶液中持续通入氯气至过量，溶液颜色变化如图所示。下列叙述错误的是（　B　）A.引起过程Ⅰ溶液颜色变化的微粒是H＋B.过程Ⅱ溶液变成无色，证明溶液不再呈酸性C.过程Ⅲ溶液变成黄绿色，证明溶液中含有Cl2D.将Cl2换为Na2O2，溶液颜色变化可能为紫色→蓝色→无色解析　Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO，H＋能使紫色石蕊溶液变为红色，A项正确；Cl2与H2O反应产生的HClO具有漂白性，故过程Ⅱ溶液变为无色，与溶液是否呈酸性无关，B项错误；向无色溶液中继续通入Cl2，溶液中溶有Cl2，故溶液由无色变为黄绿色，C项正确；Na2O2与H2O反应生成NaOH、O2，NaOH能使紫色石蕊溶液变为蓝色，Na2O2与H2O反应的中间产物H2O2具有漂白性，又使溶液蓝色褪去，D项正确。6.[2024河北衡水模拟]下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是（　D　）A.该溶液中，H＋、NH4＋、SO42－、Br－可以大量共存B.该溶液中，Ag＋、K＋、NO3－、CH3CHO可以大量共存C.向该溶液中滴入少量FeSO4溶液，反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋Cl－＋2Fe3＋＋H2OD.向该溶液中加入浓盐酸，每产生1molCl2转移1mol电子解析　次氯酸是弱酸且ClO－具有强氧化性，故ClO－与H＋、Br－不能大量共存，A错误。Ag＋与Cl－不能共存，B错误。该混合溶液呈碱性，不能出现氢离子，C错误。NaClO＋2HCl（浓）NaCl＋H2O＋Cl2↑，故每生成1molCl2转移1mol电子，D正确。7.[数字化实验][2024河南部分学校联考]数字化实验将传感器、数据采集器和计算机依次相连，可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。某化学课外兴趣小组的同学利用数字化实验对光照过程中新制饱和氯水（盛装在广口瓶中）的变化进行检测。下列图像错误的是（　D　） A.氯水的pH随时间的变化B.氯水中氯离子的浓度随时间的变化C.广口瓶中氧气的体积分数随时间的变化D.氯水的电导率随时间的变化解析　光照过程中，新制饱和氯水中的次氯酸易分解放出氧气，随着次氯酸不断分解，最终氯水会转化为盐酸，c（H＋）增大，溶液的pH减小，同时c（Cl－）增大，广口瓶中氧气的体积分数不断增大，A、B、C正确；溶液的电导率与溶液中的离子浓度成正比，光照过程中，溶液中的离子浓度不断增大，则溶液的电导率也不断增大，最终当溶液完全变为盐酸时，溶液的电导率保持不变，D错误。8.[2024湖北襄阳考试]部分含氯物质的类别与相应氯元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是（　B　）A.a与d、a与e均能反应得到bB.c为一种新型自来水消毒剂，c代替b的原因是c不属于危险化学品 C.b的水溶液中加入CaCO3，可以增加d的产量D.e的固体可用于实验室制O2解析　根据题图可知：a、b、c、d分别为HCl、Cl2、ClO2、HClO，e为含ClO3－的盐。根据氧化还原反应归中规律，HCl与HClO，HCl与ClO3－发生归中反应，均可以得到Cl2，A项正确；ClO2为一种新型自来水消毒剂，代替Cl2的原因是它的消毒能力更强，B项错误；Cl2的水溶液里存在平衡：Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO，加入CaCO3，会与HCl反应，使平衡向右移动，HClO的含量增多，C项正确；e若为KClO3，KClO3固体可用于实验室制O2，D项正确。9.[化学实验与离子方程式的书写][2023泉州监测]为探究氯气的某些性质，设计如图装置。下列有关反应的离子方程式不正确的是（　B　）A.甲中产生黄绿色气体：2MnO4－＋10Cl－＋16H＋2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2OB.乙可制得饱和氯水：Cl2＋H2O⇌2H＋＋Cl－＋ClO－C.丙中溶液显棕黄色：Cl2＋2Fe2＋2Cl－＋2Fe3＋D.丁可用于处理尾气：Cl2＋2OH－H2O＋Cl－＋ClO－解析　高锰酸钾具有强氧化性，甲中高锰酸钾与浓盐酸发生氧化还原反应生成黄绿色的氯气，A正确；由于HClO为弱酸，在离子方程式中不能拆开，因此反应的离子方程式为Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO，B错误；丙中Fe2＋被氯气氧化为Fe3＋，溶液显棕黄色，C正确；NaOH溶液与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，D正确。10.[含氯物质在生活中的应用][2023河南安阳一中测试]含氯物质在生产生活中有重要作用。（1）次氯酸钙的制备：将氯气通入以电石渣[主要成分为Ca（OH）2和CaCO3]为原料打成的浆料中“氯化”，充分反应后，过滤除去过量的Ca（OH）2和CaCO3。①“氯化”时要适当减缓通入Cl2速率的目的是　使氯气被氢氧化钙充分吸收，提高氯气转化率　。②所得滤液中含有的阴离子有OH－、Cl－、ClO－、ClO3－，若Cl－、ClO－、ClO3－的物质的量分别为a、b、c，则a、b、c之间的关系为　a＝b＋5c　。（2）实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为　dcbae　（按气流方向由左向右）。 （3）某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中　HClO　已分解，检验此久置氯水中存在Cl－的操作及现象是　取少量样品于试管中，加入几滴AgNO3溶液，有白色沉淀生成，则该久置氯水中存在Cl－　。（4）相同温度和压强下，Cl2在不同溶液中的溶解度（用溶解Cl2的物质的量浓度表示）随溶液浓度而变化。在NaCl溶液和盐酸中Cl2的溶解度以及某些含氯微粒的浓度变化如图所示。①在氯化钠溶液中，生成Cl3－的离子方程式为　Cl2＋Cl－⇌Cl3－　。②随着盐酸浓度增大，氯气的溶解度先减小后增大的原因是　盐酸浓度较小时，随着盐酸浓度的增大，Cl2与H2O的反应被抑制，氯气溶解度减小，随后随着盐酸浓度的增大，Cl2与Cl－生成Cl3－，从而促进Cl2的溶解　。解析　（1）①“氯化”时要适当减缓通入Cl2速率的目的是使氯气被氢氧化钙充分吸收，以提高氯气的转化率。②生成Cl－时，Cl化合价降低1，生成ClO－和ClO3－时，Cl化合价分别升高1和5，根据得失电子守恒得出a＝b＋5c。（2）实验室制得的Cl2中含有HCl、H2O，可依次通过饱和食盐水、浓硫酸分别除去HCl、H2O，再收集Cl2，最后再进行尾气处理，因此装置的接口连接顺序为dcbae。（3）氯水中能使品红溶液褪色的物质是HClO，氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中HClO已分解。检验存在Cl－的方法是取少量样品于试管中，加入几滴AgNO3溶液，有白色沉淀生成，则该久置氯水中存在Cl－。（4）①Cl2会与Cl－发生络合反应Cl2＋Cl－⇌Cl3－。11.[2024江西吉安考试]实验室利用如图装置模拟盐酸的生产。下列说法错误的是（　B　） A.装置甲中发生反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2OB.装置丙中的产物只有CH3Cl和HClC.分离出装置戊中盐酸的最佳方法是分液D.该实验方案缺少多余氯气的处理装置解析　装置甲是用浓盐酸和MnO2在加热条件下制氯气的装置，A项正确；装置丙中Cl2和CH4在光照条件下发生取代反应，还可能生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4，B项错误；装置戊中是盐酸和卤代烃的混合物，由于二者互不相溶，故可用分液的方法进行分离，C项正确；氯气有毒，在水中的溶解度小，多余的氯气应用尾气处理装置除去，D项正确。12.[2023重庆三调]某研究性学习小组利用如图装置由二氧化氯制备NaClO2·3H2O，并探究其性质。Ⅰ.查阅资料：①NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。②ClO2易与碱溶液反应生成等物质的量的两种盐，其中一种为氯酸盐。Ⅱ.制备与分离：（1）装置A中盛放NaClO3和Na2SO3固体的仪器名称是　三颈烧瓶　，该装置中发生反应的化学方程式是　2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO4（浓）2Na2SO4＋2ClO2↑＋H2O　。（2）装置B的作用是　安全瓶或防止倒吸　。（3）若要从装置C反应后的溶液获得无水NaClO2晶体，操作步骤如下，请完成下列操作步骤②的内容。①减压，55℃蒸发结晶；②　趁热过滤　；③用38～60℃热水洗涤；④在38～60℃间进行干燥，得到成品。（4）装置D用于处理尾气，反应的离子方程式是　2ClO2＋2OH－ClO3－＋ClO2－＋H2O　。实验结束后，继续通入一段时间N2的目的是　将装置内残留的ClO2全部排出　。Ⅲ.测量与计算： 可以用“间接碘量法”测定NaClO2·3H2O样品（杂质与I－不发生反应）的纯度，过程如下：取样品2.890g配制成250mL溶液，从中取出25.00mL，加入足量KI固体和适量稀H2SO4，再滴加几滴淀粉溶液（已知：ClO2－＋4I－＋4H＋2H2O＋2I2＋Cl－），然后用cmol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准溶液的平均体积为VmL。（已知：I2＋2S2O32－S4O62－＋2I－）（5）滴定终点的现象是　滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色　。（6）样品中NaClO2·3H2O的纯度为　12.5cV　％（用含c、V的代数式表示）。（7）若滴定开始正确读数，滴定终点时俯视读数，则测定结果　偏低　（填“偏高”“偏低”或“不变”）。解析　（1）装置A的作用为制取ClO2，结合氧化还原反应规律可知，反应的化学方程式是2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO4（浓）2ClO2↑＋2Na2SO4＋H2O。（2）装置B中的进气管和出气管均较短，为防倒吸的安全瓶。（3）由资料①可知，温度在38～60℃之间时，才能得到无水NaClO2，结合步骤①中“结晶”可知，步骤②是趁热过滤。（4）装置D中的NaOH溶液用于吸收ClO2尾气，结合资料②可知，反应的离子方程式是2ClO2＋2OH－ClO3－＋ClO2－＋H2O。（5）碘的淀粉溶液显蓝色，滴定终点时，I2全部转化为I－，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色。（6）由题中给出的离子方程式可得关系式：ClO2－～2I2～4S2O32－，则样品中n（ClO2－）＝cV×10－34mol×250mL25.00mL＝cV400mol，NaClO2·3H2O的质量为144.5g·mol－1×cV400mol，故样品中NaClO2·3H2O的纯度为144.5cV400g÷2.890g×100％＝12.5cV％。（7）滴定终点时俯视滴定管读数，读数偏小，测得消耗的标准溶液体积偏小，测定结果偏低。13.[与物质结构结合考查][2024苏州考试]下列有关Cl－、ClO－、ClO2－、ClO3－和ClO4－的说法不正确的是（　A　）A.随Cl元素化合价升高，Cl－、ClO－、ClO2－、ClO3－和ClO4－的氧化性增强B.ClO2－、ClO3－和ClO4－中心原子的杂化类型均为sp3C.Cl－可提供孤电子对与CuCl形成CuCl2－D.ClO3－的空间构型为三角锥形解析　Cl－、ClO－、ClO2－、ClO3－和ClO4－的氧化性并不是随氯元素化合价的升高而增强，其中ClO－的氧化性反而比ClO4－的氧化性强，A错误。ClO2－的中心原子价层电子对数为2＋12×（7＋1－2×2）＝4，采取sp3杂化；ClO3－的中心原子价层电子对数为3＋12×（7＋1 －3×2）＝4，采取sp3杂化；ClO4－的中心原子价层电子对数为4＋12×（7＋1－4×2）＝4，采取sp3杂化，B正确。氯离子有孤电子对，亚铜离子有空轨道，Cl－可提供孤电子对与CuCl形成CuCl2－，C正确。ClO3－的中心原子价层电子对数为4，采取sp3杂化，有1对孤电子对，空间构型为三角锥形，D正确。14.[新角度/氯气与双氧水反应][2023河南郑州检测]某小组按如图装置探究氯气和双氧水的反应。将注射器中的浓盐酸注入具支试管中，在盛NaOH溶液的具支试管中收集到无色气体，该气体可以使带火星的木条复燃。下列说法错误的是（　C　）A.饱和食盐水的作用是除去氯气中的HClB.NaOH溶液不可以用水代替C.由反应H2O2＋Cl22HCl＋O2可证明非金属性：Cl＞OD.仅根据此实验现象无法证明一定是氯气氧化了H2O2解析　浓盐酸易挥发，KMnO4与浓盐酸反应制得的Cl2中含有HCl杂质，HCl易溶于饱和食盐水，而饱和食盐水抑制氯气的溶解，因此饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl，A项正确；NaOH溶液的作用是吸收氯气尾气，不可以用水代替，B项正确；由反应H2O2＋Cl22HCl＋O2可证明氧化性Cl2＞O2，但元素的非金属性O＞Cl，C项错误；H2O2分解也会产生氧气，因此仅根据此实验现象无法证明一定是氯气氧化了H2O2，D项正确。