第二講富集在海水中的元素一、選擇題1．美國宇航局“鳳凰”號(hào)火星登陸器的顯微、電子化學(xué)及傳導(dǎo)分析儀對(duì)兩份土壤樣本的分析發(fā)現(xiàn)，火星北極區(qū)表層土壤可能含有高氯酸鹽，可創(chuàng)造不利于任何潛在生命的惡劣環(huán)境。則下列說法錯(cuò)誤的是()。 A．含有高氯酸鹽的土壤不利于生命存在與高氯酸鹽具有較強(qiáng)的氧化性有關(guān) B．當(dāng)元素處于最高價(jià)態(tài)時(shí)一定具有強(qiáng)氧化性 C．可以考慮用加入亞鐵鹽等還原性物質(zhì)的方法改善這種土壤 D．一定條件下高氯酸鹽能與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣 解析本題主要考查氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)。高氯酸鹽中氯元素顯＋7價(jià)，由題給情境可知高氯酸鹽應(yīng)有強(qiáng)氧化性，能使蛋白質(zhì)變性，不利于生命存在，A正確；元素處于最高價(jià)態(tài)時(shí)未必具有強(qiáng)氧化性，如H3PO4，B錯(cuò)誤；亞鐵鹽可還原高氯酸鹽生成氯化物，氯化物不具有強(qiáng)氧化性，C正確；高氯酸鹽中氯元素顯＋7價(jià)，濃鹽酸中氯元素顯－1價(jià)，二者反應(yīng)可生成氯氣，D正確。 答案B2．某同學(xué)用下列裝置制備并檢驗(yàn)Cl2的性質(zhì)下列說法正確的是()A．Ⅰ圖中：如果MnO2過量，濃鹽酸就可全部消耗B．Ⅱ圖中：量筒中發(fā)生了加成反應(yīng)C．Ⅲ圖中：生成藍(lán)色的煙D．Ⅳ圖中：濕潤的有色布條能褪色，將硫酸溶液滴入燒杯中，至溶液顯酸性，結(jié)果有Cl2生成解析A項(xiàng)濃鹽酸與MnO2反應(yīng)需要較濃的鹽酸才可反應(yīng)，因此鹽酸不會(huì)因MnO2過量而完全消耗；B項(xiàng)中Cl2與CH4發(fā)生了取代反應(yīng)；C項(xiàng)生成CuCl2是棕黃色煙；D項(xiàng)Cl2被NaOH溶液吸收可生成NaCl、NaClO，當(dāng)加入稀H2SO4時(shí)，可發(fā)生歸中反應(yīng)生成Cl2。答案D3．在新制的氯水中存在下列平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，若向氯水中加入少量Na2CO3粉末，溶液中發(fā)生的變化是()。 A．pH增大，HClO濃度減小 B．pH減小，HClO濃度增大 C．pH增大，HClO濃度增大 D．pH減小，HClO濃度減小 解析加入少量Na2CO3粉末，會(huì)與其中的氫離子反應(yīng)，使平衡右移，HClO濃度增大，但因?yàn)闅潆x子發(fā)生反應(yīng)而濃度下降，pH增大。 答案C4．實(shí)驗(yàn)室既可用濃鹽酸與MnO2在加熱時(shí)反應(yīng)制備Cl2，也可用KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)制備Cl2，下列有關(guān)說法中不正確的是()。 A．由題目信息知：KMnO4的氧化性比MnO2的強(qiáng) B．制備氯氣的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，只需要使用氧化劑與還原劑 C．用排氣法收集不需要利用其他試劑就能確定集氣瓶中已收集滿氣體 D．用足量MnO2與含有4molHCl的濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)，得到Cl2的物質(zhì)的量小于1mol 解析比較反應(yīng)的條件即可說明KMnO4的氧化性強(qiáng)于MnO2，A正確；因氯氣有毒，需要用堿溶液吸收尾氣，B錯(cuò)誤；當(dāng)整個(gè)集氣瓶充滿黃綠色時(shí)表明已收集滿了，C正確；濃鹽酸變稀后不再與MnO2反應(yīng)，生成氯氣的物質(zhì)的量小于1mol，D正確。 答案B5．滴加新制氯水后，下列各組離子可能大量存在的是()。 A．Fe3＋、Al3＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3) B．K＋、Na＋、I－、SOeq\o\al(2－,4) C．Ag＋、Ca2＋、NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3) D．Na＋、Ba2＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4) 解析氯水中存在Cl2、HCl、HClO等微粒，B中I－能與Cl2發(fā)生反應(yīng)2I－＋Cl2=I2＋2Cl－，B錯(cuò)誤；C中Ag＋與Cl－發(fā)生反應(yīng)Ag＋＋Cl－=AgCl↓，C錯(cuò)誤；D中COeq\o\al(2－,3)與H＋反應(yīng)，COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑，Ba2＋與COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)也不共存，D錯(cuò)誤。 答案A6．如圖是一種檢驗(yàn)?zāi)硽怏w化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置，圖中B為開關(guān)。如先打開B，在A處 通入干燥氯氣，C中紅色布條顏色無變化；當(dāng)關(guān)閉B并繼續(xù)通氣時(shí)，C處紅色布 條顏色褪去。則D瓶中盛有的是() A．濃H2SO4 B．飽和NaCl溶液 C．濃NaOH溶液 D．Ca(OH)2懸濁液 解析氯氣無漂白性，要使紅色布條褪色，必須讓氯氣變得濕潤，符合要求的只有答案B。 答案B7．某興趣小組設(shè)計(jì)如圖裝置進(jìn)行氯氣與金屬鈉的反應(yīng)，先將鈉預(yù)熱，在鈉熔融成小球時(shí)，撤火，并通入氯氣即發(fā)生反應(yīng)，下列敘述中錯(cuò)誤的是() A．鈉在氯氣中燃燒產(chǎn)生黃色的火焰 B．反應(yīng)產(chǎn)生的大量白煙是氯化鈉固體 C．棉球①的作用是吸收過量氯氣防止產(chǎn)生污染 D．棉球②變藍(lán)色則證明氯氣已被堿液完全吸收 解析棉球②變藍(lán)則證明堿液已經(jīng)反應(yīng)完全，D項(xiàng)敘述錯(cuò)誤。 答案D二、非選擇題8．2012年9月?lián)腥A網(wǎng)報(bào)道：遼寧省某一化學(xué)試劑廠，發(fā)生氯氣泄漏事故，泄漏出的氯氣迅速向周圍的居民區(qū)蔓延，所到之處草木枯黃、大片蔬菜被毀。請(qǐng)回答下列問題： (1)如果你當(dāng)時(shí)在現(xiàn)場，你應(yīng)該往哪里撤離？(填“山坡上”或“低洼處”)________； (2)如果你在該廠實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備撤離時(shí)，應(yīng)該準(zhǔn)備什么樣的簡易“防毒面具”避免吸入較多的氯氣？ ________________________________________________________________________； (3)如果你當(dāng)時(shí)在距離化工廠較近的居民家中，如何利用家中現(xiàn)成物質(zhì)來制作簡易“防毒面具”？ ________________________________________________________________________； (4)消防官兵趕到現(xiàn)場處理，他們先把泄漏的氯氣鋼瓶投入一盛有某物質(zhì)水溶液的水池中，該物質(zhì)是________________________________________________________________________； (5)對(duì)彌漫在空氣中沒有散去的氯氣，消防隊(duì)員噴灑了一種揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)的水溶液進(jìn)行處理，該化學(xué)物質(zhì)是________。 解析性質(zhì)決定處理方案ρ(Cl2)比ρ(空氣)大→山坡上 答案(1)山坡上 (2)用蘸有稀碳酸鈉溶液的濕毛巾捂住口鼻 (3)用蘸有稀碳酸鈉溶液、小蘇打溶液或肥皂水的濕毛巾捂住口鼻 (4)NaOH(5)NH3·H2O9．A～G各物質(zhì)間的關(guān)系如圖，其中B、D為氣態(tài)單質(zhì)。 請(qǐng)回答下列問題。 (1)物質(zhì)C和E的名稱分別為________、________； (2)可選用不同的A進(jìn)行反應(yīng)①，若能在常溫下進(jìn)行，其化學(xué)方程式為 _________________；若只能在加熱情況下進(jìn)行，則反應(yīng)物A應(yīng)為________； (3)MnO2在反應(yīng)①和反應(yīng)②中的作用分別是________、________； (4)新配制的F溶液應(yīng)加入________以防止其轉(zhuǎn)化為G。檢驗(yàn)G溶液中陽離子的常 用試劑是________，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為______________________。 解析解答本題注意以下兩點(diǎn)： (1)MnO2常用作催化劑和制Cl2的氧化劑。 (2)Fe為變價(jià)金屬，F(xiàn)e2＋易被氧化。 答案(1)濃鹽酸四氧化三鐵 (2)2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑KClO3 (3)催化劑氧化劑 (4)鐵屑KSCN溶液溶液呈紅色10．某校課外小組的學(xué)生，利用排飽和食鹽水的方法收集了一平底燒瓶的氯氣，同時(shí)制備了一平底燒瓶的飽和氯水，探究完成以下性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)按照要求完成下列問題： (1)按如圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，U形管內(nèi)盛有有色墨水，A、B兩端液面相平，平底燒瓶盛滿氯氣。通過分液漏斗向圓底燒瓶中滴加少量氫氧化鈉溶液，觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 請(qǐng)簡單解釋原因________________________________________________。 (2)如圖所示，平底燒瓶盛滿飽和氯水，當(dāng)日光照射到盛有飽和氯水的裝置時(shí)，可觀察到平底燒瓶內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，放置一段時(shí)間后溶液顏色變淺，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是________________________________________________________________________； 當(dāng)氯水中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，某學(xué)生欲檢驗(yàn)該反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體，該同學(xué)可采取的合理操作是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析(1)Cl2是黃綠色氣體，Cl2與少量氫氧化鈉溶液反應(yīng)，消耗部分Cl2，氣體顏色變淺，同時(shí)平底燒瓶中氣體壓強(qiáng)減小。(2)次氯酸見光分解，產(chǎn)生HCl和氧氣，平衡反應(yīng)Cl2＋H2O=HCl＋HClO右移，氯氣與水反應(yīng)又會(huì)產(chǎn)生次氯酸，導(dǎo)致氯水中氯氣分子減少。使用帶火星的木條檢驗(yàn)氧氣。 答案(1)平底燒瓶內(nèi)氣體的顏色變淺U形管A端水位上升，B端水位下降Cl2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，導(dǎo)致氣體顏色變淺，同時(shí)平底燒瓶中氣體壓強(qiáng)減小，U形管A端水位上升，B端水位下降(2)氯水中含有次氯酸，次氯酸見光易分解，產(chǎn)生鹽酸和氧氣，又會(huì)有一部分氯氣與水反應(yīng)產(chǎn)生次氯酸，次氯酸見光再分解，產(chǎn)生鹽酸和氧氣。氯水中氯氣分子減少，導(dǎo)致溶液顏色變淺將平底燒瓶蓋上玻璃片，取出正放置在桌面上，移去玻璃片，將帶火星的木條，插入平底燒瓶的瓶口，木條復(fù)燃11．氯氣在298K、100kPa時(shí)，在1L水中可溶解0.09mol，實(shí)驗(yàn)測得溶于水的Cl2約有三分之一與水反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問題：(1)該反應(yīng)的離子方程式為__________；(2)估算該反應(yīng)的平衡常數(shù)__________(列式計(jì)算)；(3)在上述平衡體系中加入少量NaOH固體，平衡將向__________移動(dòng)；(4)如果增大氯氣的壓強(qiáng)，氯氣在水中的溶解度將_______(填“增大”“減小”或“不變”)，平衡將向________移動(dòng)。解析(1)氯氣與水反應(yīng)的離子方程式為：Cl2＋H2OHClO＋H＋＋Cl－。(2)由Cl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式可得三個(gè)階段各物質(zhì)的濃度(mol·L－1)：Cl2＋H2OHClO＋HCl起始0.0900反應(yīng)0.030.030.03平衡0.06