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文檔簡介

微專題18氯及其化合物的制備與性質(zhì)探究

,考情分析)

1.(2023?山東?統(tǒng)考高考真題)三氯甲硅烷(SiHCL)是制取高純硅的重要原料,常溫下為無色液體,沸點(diǎn)為

A

31.8℃,熔點(diǎn)為-1265C,易水解。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)反應(yīng)Si+3HCl=SiHCL+H2,禾U用如下裝置制備SiHC^粗品

(加熱及夾持裝置略)?;卮鹣铝袉栴}:

CD

⑴制備SiHCL時(shí)進(jìn)行操作:(回)......;(助將盛有硅粉的瓷舟置于管式爐中;(回)通入HC1,一段時(shí)間后接通冷

凝裝置,加熱開始反應(yīng)。操作圓為—;判斷制備反應(yīng)結(jié)束的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是—=圖示裝置存在的兩處缺陷

是O

(2)已知電負(fù)性C1>H>Si,SiHCl3在濃NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為—。

⑶采用如下方法測(cè)定溶有少量HC1的SiHCL純度。

m^g樣品經(jīng)水解、干燥等預(yù)處理過程得硅酸水合物后,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作:①—,(2)—(填操作名稱),

③稱量等操作,測(cè)得所得固體氧化物質(zhì)量為叫g(shù),從下列儀器中選出①、②中需使用的儀器,依次為—(填

標(biāo)號(hào))。測(cè)得樣品純度為—(用含叫、m?的代數(shù)式表示)。

【答案】(1)檢查裝置氣密性當(dāng)管式爐中沒有固體剩余時(shí)C、D之間沒有干燥裝置,沒有處

理氫氣的裝置

/

(2)SiHCI3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCI+H2r+2H2O

135.5m,

⑶身溫灼燒冷卻AC——Lxl00%

60%

【解析】氯化氫氣體通入濃硫酸干燥后,在管式爐中和硅在高溫下反應(yīng),生成三氯甲硅烷和氫氣,由于三

氯甲硅烷沸點(diǎn)為31.8回,熔點(diǎn)為-1265C,在球形冷凝管中可冷卻成液態(tài),在裝置C中收集起來,氫氣則通

過D裝置排出同時(shí)D可處理多余吸收的氯化氫氣體。

(1)制備SiHCb時(shí),由于氯化氫、SiHCb和氫氣都是氣體,所以組裝好裝置后,要先檢查裝置氣密性,然后

將盛有硅粉的瓷舟置于管式爐中,通入氯化氫氣體,排出裝置中的空氣,一段時(shí)候后,接通冷凝裝置,加

熱開始反應(yīng),當(dāng)管式爐中沒有固體剩余時(shí),即硅粉完全反應(yīng),SiHCb易水解,所以需要在C、D之間加一個(gè)

干燥裝置,防止D中的水蒸氣進(jìn)入裝置C中,另外氫氧化鈉溶液不能吸收氫氣,需要在D后面加處理氫氣

的裝置,故答案為:檢查裝置氣密性;當(dāng)管式爐中沒有固體剩余時(shí);C、D之間沒有干燥裝置,沒有處理氫

氣的裝置;

(2)已知電負(fù)性CI>H>Si,則SiHCb中氯元素的化合價(jià)為-1,H元素的化合價(jià)為;,硅元素化合價(jià)為+4,

所以氫氧化鈉溶液和SiHCb反應(yīng)時(shí),要發(fā)生氧化還原反應(yīng),得到氯化鈉、硅酸鈉和氫氣,化學(xué)方程式為:

//

SiHCI3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCI+H2r+2H2O,故答案為:SiHCI3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCI+H2l'+2H2O;

(3)mig樣品經(jīng)水解,干燥等預(yù)處理過程得到硅酸水合物后,高溫灼燒,在干燥器中冷卻后,稱量,所用

儀器包括地堀和干燥器,所得固體氧化物為二氧化硅,質(zhì)量為m2g,則二氧化硅的物質(zhì)的量為n(SiO2)=笠mol,

60

樣品純度為脂x(28;35.5x3、oo%=端I*]。。%故答案為:高溫灼燒;冷去人人匚端/xl。。%。

實(shí)驗(yàn)室制取氯氣裝置的改進(jìn)

裝置裝置圖說明

①用KM11O4代替MnCh,常溫下即可反應(yīng),故不需要

1

.橡皮管a

濃鹽酸-

酒精燈加熱,反應(yīng)原理為2KMnO4+16HC1=2KC1+

制取

2MnCl2+5Cl2T+8H2O

裝置

②圖中橡皮管a的作用是使分液漏斗和圓底燒瓶中的

KMnC4

氣壓相等,便于分液漏斗的液體流下

P

C①裝置中長頸漏斗的作用除用于檢查裝置氣密性外還

除雜可以檢查整套裝置是否發(fā)生堵塞(若裝置某一位置堵

t

裝置塞,則長頸漏斗中的液面會(huì)迅速上升)

②該裝置的作用之一是觀察氣體的生成速率

1飽和嗜[鹽水

①用固體干燥劑CaCl2或P2O5同樣能吸收CL中的水蒸

氣,但不能使用堿石灰作干燥劑,原因是Cb能與之反

應(yīng)

干燥

②若用干燥管代替U形管(見下圖)

裝置

1a-(E^=-b

無L水(:1aCh

無水氯化鈣

則要求氣體的流向?yàn)閍管進(jìn)氣,b管出氣

①對(duì)于極易溶于水的氣體(如NH3、HC1、HBr、HI等),

要設(shè)置防倒吸裝置

②該防倒吸裝置中的倒扣漏斗邊緣要?jiǎng)偤媒氲揭好?/p>

尾氣

下,不能將整個(gè)漏斗都浸入到液面內(nèi)

處理

③防倒吸裝置還有:

N10H溶液

NH3一0

(或H6D、,(

一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

實(shí)驗(yàn)室制取氣體裝置由發(fā)生裝置、凈化裝置、收集裝置以及尾氣吸收裝置組成。以CI2的實(shí)驗(yàn)室制法為例(見

下圖):

⑴反應(yīng)原理:用MnCU或其他強(qiáng)氧化劑,如KMnO”K2Cr2O7>KCIO3等)氧化濃鹽酸。

其他制取Cl2的原理:

/s

MnC)2+4HCI(濃)^=MnCI2+Cl2|+2H2O

①14HCI+K2Cr2O7==2KCI+2CrCl3+7H2O+3Cl2個(gè)

②16HCl+2KMnC)4==2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2個(gè)

③6HCI(濃)+KCIO3==KCI+3H2O+3Cl2個(gè)

@4HCI+Ca(CIO)2==CaCI2+2H2O+2Cl2^

2NaCI+3H2so,濃)+MnO2==2NaHSO4+MnSC)4+2H2O+Cl2個(gè)

其中,①②④使用稀鹽酸就可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氯氣。

⑵制備裝置類型:固體+液體上〉氣體

(3)凈化方法:用.飽和食鹽水除去HC1,再用濃硫酸除去水蒸氣。

(4)收集氣體:向上排空氣法或排飽和食鹽水法。

⑸尾氣吸收:用強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液)吸收,不用Ca(0H)2溶液吸收的原因是Ca(0H)2溶解度小,溶液濃

度低,吸收不完全。

(6)驗(yàn)滿方法:

①將濕潤的淀粉-碘化鉀試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口,觀察到試紙立即變膻,則證明已集滿。

②將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛C12的集氣瓶口,觀察到試紙先變紐后褪色,則證明已集滿。

③實(shí)驗(yàn)室制取C12時(shí),常常根據(jù)集氣瓶中氣體的顏色判斷是否集滿。

二、工業(yè)制取氯氣:氯堿工業(yè)

海粗精制電解[陽極產(chǎn)物:C12

水—"鹽*飽和食鹽水'[陰極產(chǎn)物:H2、NaOH

通電

化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O=2NaOH+H2f+C12f。

1.(向23?北京?統(tǒng)考高考真事)完成下述實(shí)驗(yàn),裝置或試劑不正確的是

A.實(shí)驗(yàn)室制Cl?B.實(shí)驗(yàn)室收集C2H4C.驗(yàn)證NH3易溶于水且溶液呈堿性D.除去CO?中混有的少

量HC1

【答案】D

【解析】A.MnC)2固體加熱條件下將HCI氧化為Cb,固液加熱的反應(yīng)該裝置可用于制備CI2,A項(xiàng)正確;

B.C2H4不溶于水,可選擇排水收集,B項(xiàng)正確;

C.擠壓膠頭滴管,水進(jìn)入燒瓶將NH3溶解,燒瓶中氣體大量減少壓強(qiáng)急劇降低打開活塞水迅速被壓入燒瓶

中形成紅色噴泉,紅色噴泉證明NH,與水形成堿性物質(zhì),C項(xiàng)正確;

D.NazCCh與HCI、CO2發(fā)生反應(yīng),不能達(dá)到除雜的目的,應(yīng)該選用飽和NaHCC)3溶液,D項(xiàng)錯(cuò)誤;

故選Do

2.(2023?浙江?統(tǒng)考高考真,)氯堿工業(yè)能耗大,通過如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)可大幅度降低能耗,下列說法不E碗

的是

A.電極A接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電極B的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-=H2T+2OH-

C.應(yīng)選用陽離子交換膜,在右室獲得濃度較高的NaOH溶液

D.改進(jìn)設(shè)計(jì)中通過提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓,減少能耗

【答案】B

【解析】A.電極A是氯離子變?yōu)槁葰?,化合價(jià)升高,失去電子,是電解池陽極,因此電極A接電源正極,

發(fā)生氧化反應(yīng),故A正確;

B.電極B為陰極,通入氧氣,氧氣得到電子,其電極反應(yīng)式為:2H2O+4e+O2=4OH-,故B錯(cuò)誤;

C.右室生成氫氧根,應(yīng)選用陽離子交換膜,左邊的鈉離子進(jìn)入到右邊,在右室獲得濃度較高的NaOH溶液,

故C正確;

D.改進(jìn)設(shè)計(jì)中增大了氧氣的量,提高了電極B處的氧化性,通過反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓,減少能

耗,故D正確。

綜上所述,答案為B。

3.4023?廣東?統(tǒng)考高考真題)利用活性石墨電極電解飽和食鹽水,進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)。閉合K-一段時(shí)間

A.U型管兩側(cè)均有氣泡冒出,分別是CL和O?B.a處布條褪色,說明CL具有漂白性

c.b處出現(xiàn)藍(lán)色,說明還原性:cr>rD.斷開K,,立刻閉合K”電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)

【答案】D

【解析】閉合K,,形成電解池,電解飽和食鹽水,左側(cè)為陽極,陽極氯離子失去電子生成氯氣,電極反應(yīng)

電解

為2CI=2e-=Cl2個(gè),右側(cè)為陰極,陰極電極反應(yīng)為2H++2e=H2個(gè),總反應(yīng)為2NaCI+2H2。==2NaOH+Hz個(gè)+CL個(gè)。

A.根據(jù)分析,U型管兩側(cè)均有氣泡冒出,分別是CU和H?,A錯(cuò)誤;

B.左側(cè)生成氯氣,氯氣遇到水生成HCI。,具有漂白性,則a處布條褪色,說明HCIO具有漂白性,B錯(cuò)誤;

C.b處出現(xiàn)藍(lán)色,發(fā)生Cl2+2KI=l2+2KCI,說明還原性:I>CT,C錯(cuò)誤;

D.斷開K-立刻閉合K2,此時(shí)構(gòu)成氫氯燃料電池,形成電流,電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn),D正確;

故選D。

4.(2023?湖北?統(tǒng)考高考真題)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池,實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。

該裝置工作時(shí)陽極無C"生成且KOH溶液的濃度不變,電解生成氫氣的速率為xmoLh-。下列說法錯(cuò)誤的是

A.b電極反應(yīng)式為2H2。+2片=凡,+2011一

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過PTFE膜

D.海水為電解池補(bǔ)水的速率為ZxmoLhT

【答案】D

【解析】由圖可知,該裝置為電解水制取氫氣的裝置,a電極與電源正極相連,為電解池的陽極,b電極與

電源負(fù)極相連,為電解池的陰極,陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2個(gè)+2OH-,陽極反應(yīng)為4OH--4e-=C)2個(gè)+2出0,電池

通電

總反應(yīng)為2H2。=2H2個(gè)+O2個(gè)。

A.b電極反應(yīng)式為b電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2個(gè)+2OH-,故A正確;

B.該裝置工作時(shí)陽極無CL生成且KOH濃度不變,陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH--4e-=O2個(gè)+2展0,為保持0什

離子濃度不變,則陰極產(chǎn)生的OH-離子要通過離子交換膜進(jìn)入陽極室,即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換摸,故

B正確;

C.電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗,海水中的動(dòng)能高的水可穿過PTFE膜,為電解池補(bǔ)水,故C正確;

D.由電解總反應(yīng)可知,每生成ImolHz要消耗ImoIWO,生成出的速率為xmokhT,則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是

Amol-h-1,故D錯(cuò)誤;

答案選D。

,1-------------------------------------------------tSatx

1基就菊

“023?江蘇?統(tǒng)考二.)實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置制備氯酸鈉。下列實(shí)驗(yàn)裝置和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.

C.用裝置丙除去氯化氫D.用裝置戊檢驗(yàn)氯氣

【答案】A

【解析】A.裝置甲中濃鹽酸和二氧化鋅反應(yīng)生成氯氣,但該反應(yīng)需要在加熱的條件下進(jìn)行,故A錯(cuò)誤;

B.氯氣能夠和NaOH溶液反應(yīng),可以用裝置乙處理多余的氯氣,故B正確;

C.生成的氯氣中混有HCI氣體,可以用飽和食鹽水除去氯氣中的HCI氣體,故C正確;

D.氯氣具有氧化性,能夠和KI溶液反應(yīng)生成b,淀粉遇12變藍(lán),可以用裝置戊檢驗(yàn)氯氣,故D正確;

故選A。

2.山023春?河北滄州?高三??茧A段練習(xí))下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

A.裝置甲:制備少量"84"消毒液

B.裝置乙:除去Fe(OH)3膠體中的FeCh

C.裝置丙:電解飽和食鹽水并檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物

D.裝置丁:測(cè)定草酸溶液的濃度

【答案】D

【解析】A.Mt!。?和濃鹽酸反應(yīng)需要加熱,A項(xiàng)錯(cuò)誤;

B.Fe(OH%膠體粒子和Fe3+、CT都能透過濾紙,B項(xiàng)錯(cuò)誤;

C.電解飽和食鹽水時(shí),陽極生成C",用淀粉KI溶液檢驗(yàn),陰極生成風(fēng),用向下排空氣法收集,C項(xiàng)錯(cuò)誤;

D.酸性KMnO,溶液有強(qiáng)氧化性,用酸式滴定管盛裝,且酸性KMnO,溶液呈紫色,可指示滴定終點(diǎn),D項(xiàng)

正確;

答案選D。

3.(向23?江蘇鹽城?統(tǒng)考三邦在指定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是

A.NaCl(aq)電解>CL(g)澄清有、水>漂白粉(s)

B.CuO(s)比。。)>Cu(OH)1s))需>C%O(s)

C.Fe2O3(s)—盤,Fe(s)—>FeCl2(s)

濃HNO3Ca(OH)2(aq)

D-Cu(s)-NO?(g)-Ca(NC>3)2(叫)

【答案】D

【解析】A.電解NaCI溶液生成NaOH、氫氣、Cl2,CI2和石灰乳反應(yīng)得到漂白粉,故A不符合題意,

B.Cu。不和水反應(yīng),故B不符合題意;

C.FezO3和AI高溫下反應(yīng)生成Fe,Fe和Cb反應(yīng)生成FeCb,故C不符合題意;

D.Cu和濃硝酸反應(yīng)生成N02,NO?和Ca(OH)2溶液反應(yīng)生成Ca(NO3)2和NO,故D符合題意;

故選Do

占燃

4.(2023春?湖南長沙?高三長沙一中校考階段練習(xí))已知:H2+C12-2HC1O下列說法不正確的是

出在。2中燃燒

A.C%中的P—Pb鍵電子云輪廓圖:<z>

B.燃燒生成的HCI氣體與空氣中的水蒸氣結(jié)合呈霧狀

C.久置工業(yè)鹽酸常顯黃色,是因鹽酸中溶解了氯氣的緣故

D.可通過原電池將H。與C1?反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

【答案】C

【解析】A.p電子云呈啞鈴形,氯氣是利用兩個(gè)p軌道上的電子形成共用電子對(duì)的,所以P-P。鍵電子云

輪廓圖為:,故A正確;

B.HCI極易溶于水,氫氣在氯氣中燃燒生成的氯化氫與空氣中的水蒸氣結(jié)合呈霧狀,故B正確;

C.久置工業(yè)鹽酸常顯黃色,是因鹽酸中有三價(jià)鐵離子的緣故,故C錯(cuò)誤;

D.氫氣和氯氣發(fā)生的反應(yīng)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng),可通過原電池將出與CL反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,

故D正確;

故選Co

5.(1o23?全國?高三專題練習(xí))海水綜合利用的工藝流程如圖所示(粗鹽中的可溶性雜質(zhì)有MgCL、CaCL、

Na2so4),下列說法不無破的是

粗鹽?精鹽--?氯堿工業(yè)

fMg(OH)2-^->MgCl2-6H2O—>無水MgCE

母液一

—M口里R④SC>2水溶液通⑤、c

」MgBr----?Br2-------4------?吸收液---?Br2

<A.過程①加入的藥品順序?yàn)镹a2CO3溶液玲BaCb溶液玲NaOH溶液玲過濾后加鹽酸

B.過程②中所加的試劑是鹽酸

+

C.過程④的離子方程式:SO2+Br2+2H2O=SOf+2Br+4H

D.在過程③或⑤反應(yīng)中每氧化0.2molB「需消耗標(biāo)況下2.24LCL

【答案】A

【解析】A.Ca2+用碳酸鈉除去,Mg2+用氫氧化鈉除去,用氯化鋼除去,最后加入鹽酸酸化。但用于過

量的氯化鋼要用碳酸鈉來除,所以碳酸鈉必需放在氯化領(lǐng)的后面,而氫氧化鈉可以隨意調(diào)整,A錯(cuò)誤;

B.氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水,所以過程②中所加的試劑是鹽酸,B正確;

+

C.過程④中二氧化硫和澳反應(yīng)生成硫酸和氫澳酸,離子方程式:SO2+Br2+2H2O=SO;+2Br+4H,C1E5^;

D.在過程③或⑤反應(yīng)中均是澳離子被氧化為澳單質(zhì),根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒每氧化0.2molB「需O.lmol氯氣,

標(biāo)況下2.24LCL,D正確;

故選Ao

6.(2023?全國?模擬預(yù)測(cè))實(shí)驗(yàn)室以Mil。?和濃鹽酸為原料,制備C1?并獲得漂白粉。下列圖示裝置和原理能

達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

針鹽酸Cl2f

灰飽和r

水NaCl溶液^

A制備ci2B.收集氯氣C.制備漂白粉D.尾氣處理

A.AB.BC.CD.D

【答案】B

【解析】A.實(shí)驗(yàn)室利用濃鹽酸和MnO2制備CL時(shí)需要加熱,A不符合題意;

B.CU的密度比空氣的大,應(yīng)選用向上排空氣法收集B符合題意;

C.石灰水中Ca(OH)?的濃度較小,應(yīng)利用石灰乳與C"反應(yīng)制備漂白粉,C不符合題意;

D.ClZ在飽和NaCI溶液中的溶解度很小,應(yīng)用NaOH溶液吸收尾氣,D不符合題意。

故選Bo

7.小023?廣東?高三專題練習(xí))將分液漏斗中的濃鹽酸滴入具支試管中生成Cb,將Cb通入后續(xù)的玻璃彎管

中,進(jìn)行如下圖探究實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是

A.固體X為MnCh

B.a處花瓣褪色,說明Cb具有漂白性

C.加熱b處,可見白煙,Na與Cb反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

D.d處玻璃管膨大處起防止液體沖出的作用

【答案】D

【解析】A.濃鹽酸與二氧化鋅反應(yīng)制取氯氣需要加熱,A錯(cuò)誤;

B.a處花瓣褪色,鮮花花瓣中有水分,不能說明具有漂白性,B錯(cuò)誤;

C.加熱b處,可見白煙,Na與Cb反應(yīng)是放熱反應(yīng),C錯(cuò)誤;

D.d處玻璃管膨大處起緩沖,防止液體沖出的作用,D正確;

故選D。

8.(2023?北京西城?高三北京師大附中??茧A段練習(xí))以下關(guān)于C"的制備、干燥、收集、吸收(如下圖所示)

的說法正確的是

A.生成氯氣的同時(shí),MnO?可能轉(zhuǎn)化為MnO,

B.a中加入飽和食鹽水,b中加入濃硫酸

C.用NaOH溶液吸收C1?時(shí),C1?體現(xiàn)氧化性,NaOH體現(xiàn)還原性

D.每消耗8.7克Mi!。?,生成氯氣2.24L

【答案】B

【解析】A.生成氯氣的同時(shí),是MnO2將鹽酸中的氯元素由;價(jià)氧化為。價(jià),MnO2為氧化劑,本身被還

原,化合價(jià)降低,不可能轉(zhuǎn)化為MnO;選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.濃鹽酸易揮發(fā),制得的氯氣中含有氯化氫及水蒸氣,通過a中加入飽和食鹽水除去氯化氫,再通過b中

加入濃硫酸干燥得到純凈干燥的氯氣,選項(xiàng)B正確;

C.用NaOH溶液吸收CU時(shí),發(fā)生反應(yīng)2NaOH+C12=NaCI+NaCIO+H2。,反應(yīng)中只有氯元素化合價(jià)由0價(jià)變

為-1價(jià)和+1價(jià),C1?既體現(xiàn)氧化性也體現(xiàn)還原性,而NaOH既沒有體現(xiàn)氧化性也沒有體現(xiàn)還原性,選項(xiàng)C

錯(cuò)誤;

A

D.根據(jù)反應(yīng)MnC)2+4HCI(濃)=MnCl2+Cl2T+2H2??芍?,每消耗8.7克MnO2,生成氯氣O.lmol,且沒有說明

標(biāo)準(zhǔn)狀況,不能確定氣體的體積,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;

故選Bo

[提升練)

1.(2023?江蘇揚(yáng)州,揚(yáng)州中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))氯及其化合物應(yīng)用廣泛。氯的單質(zhì)CL可由MnCh與濃鹽酸共熱

得到,CL能氧化B「,可從海水中提取Br2;氯的氧化物aCh可用于自來水消毒,CIO2是一種黃綠色氣體,

易溶于水,與堿反應(yīng)會(huì)生成CIO]與CIO];亞氯酸鈉(NaCIOz)是一種高效漂白劑和氧化劑。實(shí)驗(yàn)室欲由下列

裝置制取高濃度的HCIO溶液,有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置和原理能達(dá)到各自實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

制取氯氣

提高HCIO濃度分離HCIO

【答案】C

【解析】A.濃鹽酸與MnCh加熱條件制取CL,該裝置中少了酒精燈,A項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

B.制取的CL含有HCI,需要用飽和氯化鈉洗氣裝置長進(jìn)短處,該裝置達(dá)到無法除雜的目的,B項(xiàng)不能達(dá)到

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

C.氯氣溶于水存在平衡CI2+H2。.HCI+HCIO,加入CaCCh消耗HCI使平衡正向HCIO濃度增大,C項(xiàng)能達(dá)到

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

D.最終得到濃的HCIO中含有CaCOs固體,需要進(jìn)行過濾除去,該裝置錯(cuò)誤,D項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

故選C。

2.(2023.山東青島?統(tǒng)考二,)用如圖裝置制備次氯酸并驗(yàn)證其氧化性。Cl2可以與含水碳酸鈉反應(yīng)得到Cl20

B.裝置乙中盛裝的是濃硫酸

C.將裝置丙中次氯酸溶液轉(zhuǎn)移到裝置丁中的具體操作是打開除關(guān)閉K1

D.裝置丁中溶液酸性顯著增強(qiáng)可證明次氯酸的氧化性

【答案】B

【解析】A.裝置甲中發(fā)生氧化還原反應(yīng):2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCI,每生成16.8g(0.2mol)

碳酸氫鈉則生成O.lmoICbO,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L,A項(xiàng)正確;

B.裝置乙的作用是吸收多余的CI2,防止干擾后續(xù)氧化性的驗(yàn)證,濃硫酸不能除去多余CI2,故裝置乙中盛

裝的不是濃硫酸,B項(xiàng)錯(cuò)誤;

C.打開K2關(guān)閉Ki,則利用壓強(qiáng)能將裝置丙中液體壓入裝置丁,C項(xiàng)正確;

D.裝置丁中溶液酸性顯著則說明發(fā)生了HCI0+HC00H=HCI+C02個(gè)+H2。,可證明次氯酸的氧化性,D項(xiàng)正確。

答案選B。

3.(2023?遼寧?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))高鐵酸鉀可以用于飲用水處理。工業(yè)上制備KFeO,的一種方法是向KOH

溶液中通入氯氣,然后再加入Fe(NC>3)3溶液:

①Cl2+KOHTKC1+KC1O+KC1O3+H2O;

②Fe(NC)3)3+KC1O+KOHfKFeOg+KNO3+KCI+H2O?(方程式均未配平)

下列說法正確的是

A.氯氣與熱的石灰乳反應(yīng)制得的漂白粉或漂粉精可以用于游泳池等場(chǎng)所的消毒

B.若反應(yīng)①中n(ClO)n(ClO;)=3:l,則該反應(yīng)還原產(chǎn)物與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2

C.用上述方法得到2molK2FeO4時(shí)最多消耗3moic1?

D.處理飲用水時(shí),加入高鐵酸鉀效果相當(dāng)于加入氯氣和鋁鹽兩種物質(zhì)

【答案】D

【解析】A.氯氣與熱的石灰乳反應(yīng)生成Ca(CIO3)2、CaCh,制備漂白粉不能用熱的石灰乳和氯氣反應(yīng),故A

錯(cuò)誤;

B.若反應(yīng)①中n(C10)n(a0j=3:l,根據(jù)得失電子守恒,反應(yīng)方程式為

6C12+12KOH=8KC1+3KC1O+KC1O3+6H2O,則該反應(yīng)還原產(chǎn)物與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2:1,故B

錯(cuò)誤;

C.若反應(yīng)①中不生成KCI03,得到2moiKzFeO”轉(zhuǎn)移6moi電子,根據(jù)得失電子守恒,消耗3moic匕,由于反

應(yīng)①中生成KCI03,所以消耗氯氣的物質(zhì)的量最少為3mol,故C錯(cuò)誤;

D.KzFeO,具有強(qiáng)氧化性,能殺菌消毒,同時(shí)還原產(chǎn)物Fe3+發(fā)生水解生成氫氧化鐵膠體,能吸附懸浮雜質(zhì),

所以處理飲用水時(shí),加入高鐵酸鉀效果相當(dāng)于加入氯氣和鋁鹽兩種物質(zhì),故D正確;

選D。

4.(2023?山東東營?東營市第一中學(xué)??级?白色粉末氯化亞銅(CuCl)微溶于水。熱解CuCl「2Hq并進(jìn)

行相關(guān)物質(zhì)轉(zhuǎn)化,圖示如下。下列說法不正確的是(已知:酸性條件下Cu+不穩(wěn)定)

X氣體

CUC12-2H2O-----二CuCl2IUU\CuCl+Cb途徑1

140℃

加熱200℃蓬久c

-------------?CU2(OH)2C12--------?CuO途徑2

A.X是HC1,可抑制Ci?+水解

B.途徑1中產(chǎn)生的C"可回收利用,也可用NaOH溶液處理

200℃

C.途徑2中200團(tuán)反應(yīng)的化學(xué)方程式為C%(OH)2cl2-2CUO+2HC1+H2。

D.CuCl與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為2Cu++4H++SO:=2Cu2++SC>2個(gè)+2H2。

【答案】D

【解析】A.氯化銅水解呈酸性,鹽酸可抑制Ct?+水解,需要在氯化氫氣流中加熱,所以X是HC1,故A

正確;

B.氯氣有毒,氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉,途徑1中產(chǎn)生的C"可回收利用,也可用NaOH

溶液處理,故B正確;

C.途徑2中200回時(shí),(:%(011)202反應(yīng)生成3。,元素化合價(jià)不變,根據(jù)元素守恒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

/、200℃

Cu2(OH)2Cl22CuO+2HC1+H2O,故C正確;

D.酸性條件下Cu+不穩(wěn)定,CuCl與稀硫酸反應(yīng)生成氯化銅和銅,反應(yīng)的離子方程式為

2CuClCu2++Cu+2Cr,故D錯(cuò)誤;

選Do

5.4023?湖北?校聯(lián)考二模)如圖是制備漂白粉的實(shí)驗(yàn)裝置,下列說法正確的是

A.將Mn5和濃鹽酸置于錐形瓶中反應(yīng)制備CL

B.三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2NaOH=NaCI+NaCIO+H2。

C.冰水浴的作用是降低反應(yīng)溫度,防止發(fā)生副反應(yīng)

D.錐形瓶和三頸燒瓶之間應(yīng)加裝一個(gè)盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶

【答案】C

【解析】A.MnCh和濃鹽酸反應(yīng)制備U2需加熱,故A錯(cuò)誤;

B.漂白粉的成分是Ca(CIO)2和CaCL,應(yīng)由CL和Ca(0H)2制備,故B錯(cuò)誤;

C.該反應(yīng)放熱,為避免次氯酸鈣受熱分解,需用冰水浴降低溫度,故c正確;

D.飽和碳酸氫鈉溶液會(huì)吸收CL,且有二氧化碳產(chǎn)生,應(yīng)用飽和氯化鈉溶液吸收Cb中的HCI,故D錯(cuò)誤;

故答案選Co

6.(2022秋?廣東廣州?高三華南師大附中校考階段練習(xí))氯氣是一種重要的化工原料,在生產(chǎn)生活中有著重

要的應(yīng)用。

⑴某研究小組探究氯氣和氯水的漂白性,用濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制備氯氣,其化學(xué)反應(yīng)方程式為o生

成的氯氣通入如圖裝置,所需裝置的接口連接順序?yàn)椋ㄌ钭帜感蛱?hào))。

」—R,b

[濕洞的

干蟆的]

紅布條書d療紅布條

飽和

I}NaOH溶液

Jt水CK1:食鹽水

證明氯水具有漂白性是由于CI2與H2。反應(yīng)生成了具有漂白性的物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

(2)在用濃鹽酸與Mn02混合加熱制氯氣過程中,發(fā)現(xiàn)氯氣不再逸出時(shí),固液混合物A中仍存在鹽酸和MnCh。

關(guān)于MnCh剩余的原因,該小組提出如下猜想:

猜想機(jī)隨著反應(yīng)進(jìn)行,c(H+)降低,CI-的還原性減弱,不能還原MnCh。

猜想回:隨著反應(yīng)進(jìn)行,c(H+)降低,MnCh的氧化性減弱,不能氧化CL

猜想畫:隨著反應(yīng)進(jìn)行,c(CI-)降低,小的還原性減弱,不能還原MnCh。

猜想iv:隨著反應(yīng)進(jìn)行,c(MM+)升高,MnCh的氧化性減弱,不能氧化Cl\

該小組設(shè)計(jì)原電池裝置驗(yàn)證上述猜想,請(qǐng)補(bǔ)充橫線部分的內(nèi)容。(恒溫裝置未畫出)

MWnCXftlN?iClli&

依酸溶液液

實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)反思與評(píng)價(jià)

編號(hào)結(jié)論

猜想i該操作不能驗(yàn)證猜想i,

i向右側(cè)燒杯中滴入幾滴濃鹽酸

成立理由①_____o

猜想ii正極的電極反應(yīng)方程式

ii②—③—

成立④_____。

..

在驗(yàn)證了猜想ii和市均成立以后,向左側(cè)燒杯中加猜想

電流表幾

iv入⑤_____(填化學(xué)式),向右側(cè)燒杯中加入⑥_____iv成

乎無示數(shù)

(填化學(xué)式)。

A

【答案】⑴MnCh+4HCI(濃)=MnCl2+Cl2個(gè)+2出0cdbae干燥的紅色布條不褪色,濕潤的紅色

布條褪色

⑵加入濃鹽酸同時(shí)增大了左側(cè)燒杯中的c(H+)和c(CI-),從而無法判斷猜想i成立還是猜想iii成立向

左側(cè)燒杯中滴入少量濃硫酸電流表示數(shù)增大(或指針有偏轉(zhuǎn)),右側(cè)燒杯中產(chǎn)生黃綠色氣體

+2+

MnO2+4H+2e=Mn+2H2OMnSO4NaCI

A

【解析】(1)濃鹽酸與MnCh反應(yīng)制備氯氣,其化學(xué)反應(yīng)方程式為MnC)2+4HCI(濃)=MnCl2+Cl2個(gè)+2出。,生

成的氯氣通入飽和食鹽水除去HCI進(jìn)入b中,Cb通過濕潤的紅布條褪色驗(yàn)證漂白性,經(jīng)過無水CaCI2除去水,

經(jīng)過干燥的通過干燥的紅色布條,觀察到布條不褪色,最后多余的Cb通入氫氧化鈉溶液中除去,因此

裝置的接口連接順序?yàn)閏dbae;干燥的紅色布條不褪色,濕潤的紅色布條褪色說明氯水具有漂白性是由于

CI2與H20反應(yīng)生成了具有漂白性的物質(zhì);

(2)根據(jù)小組提出的猜想,進(jìn)行驗(yàn)證,變量必須是唯一的實(shí)驗(yàn)i不能驗(yàn)證猜想i和iii:因?yàn)榧尤霛恹}酸同時(shí)

增大了左側(cè)燒杯中的c(H+)和c(CI),從而無法判斷猜想i成立還是猜想iii成立,實(shí)驗(yàn)ii向左側(cè)燒杯中滴入少

量濃硫酸增大溶液c(H+),可以觀察到電流表示數(shù)增大(或指針有偏轉(zhuǎn)),右側(cè)燒杯中產(chǎn)生黃綠色氣體,正極

+2+

的電極反應(yīng)方程式:MnO2+4H+2e-=Mn+2H2O;在驗(yàn)證了猜想ii和iii均成立以后,向左側(cè)燒杯中加入MnSO4,

增大c(Mn2+),向右側(cè)燒杯中加入NaCI,增大c(CI),電流表幾乎無示數(shù),說明隨著反應(yīng)進(jìn)行,c(Mn2+)升高,

MnCh的氧化性減弱,不能氧化Ch猜想iv成立。

7.(|。22秋?廣東惠州?高三統(tǒng)考階段練習(xí)|)TiCL是制備金屬鈦的重要中間體。某小組同學(xué)利用如下裝置在實(shí)

驗(yàn)室制備TiCl4(夾持裝置略去)。

氫氧

化鈉

溶液

已知:TiCL易揮發(fā),高溫時(shí)能與。2反應(yīng),不與HCI反應(yīng),其他相關(guān)信息如下表所示:

熔點(diǎn)/回沸點(diǎn)/回密度/(gvm-3)水溶性

TiCI4-24136.41.7易水解生成白色沉淀,能溶于有機(jī)溶劑

CCI4-2376.81.6難溶于水

回答下列問題:

(1)A裝置儀器b的名稱是,E裝置中的試劑是o

⑵裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

⑶在通入Cb前,先打開開關(guān)k,從側(cè)管持續(xù)通入一段時(shí)間的C02氣體的目的是

⑷裝置C中除生成TiCL外,還生成一種氣態(tài)不成鹽氧化物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:_o

⑸制得的TiCk中常含有少量CCI4,從混合液中分離出TiCL,操作的名稱是0

⑹利用如圖裝置測(cè)定所得TiCI4的純度:

取wg產(chǎn)品加入燒瓶,向安全漏斗中加入適量蒸儲(chǔ)水,待TiCU充分反應(yīng)后,將燒瓶和漏斗中的液體一并轉(zhuǎn)入

錐形瓶中,滴加幾滴O.lmorLLCrCU溶液作指示劑,用cmol-FAgNCh標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液

1012

VmL?已知:常溫下Ksp(AgCI)=1.8xl0>Ksp(Ag2CrO4)=l.lxl0,AgzCrCU呈磚紅

色,TiCl4+(2+n)H2O=TiO2-nH2O^+4HCI

①滴定終點(diǎn)的判斷方法是。

②產(chǎn)品的純度為(用含w、c和V的代數(shù)式表示)。

【答案】(1)蒸儲(chǔ)燒瓶濃硫酸

+2+

(2)2MnO;+16H+10CI=2Mn+5CI2^+8H2O

⑶排除裝置中的空氣,防止TiCl4和。2反應(yīng)

A

(4)TiO2+2C+2Cl2=TiCI4+2CO

(5)蒸儲(chǔ)

1QV

(6)當(dāng)加入最后半滴AgNQ標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),溶液恰好出現(xiàn)磚紅色沉淀,且半分鐘不消失。4—C%

【解析】(1)根據(jù)裝置圖可知,A裝置儀器b的名稱是蒸儲(chǔ)燒瓶。E裝置中的試劑是濃硫酸,防止F中的水

蒸氣進(jìn)入D裝置中,使TiCL水解。

+2+s

(2)裝置A中KMnCM與濃鹽酸反應(yīng)制CL,反應(yīng)的離子方程式為:2MnO4+l6H+lOCI=2Mn+5CI21+8H2Oo

(3)TiCl4高溫時(shí)能與。2反應(yīng),在通入Cb前,從側(cè)管持續(xù)通入一段時(shí)間的C5氣體的目的是排除裝置中的

空氣,防止TiCl4和。2反應(yīng)。

A

(4)一種氣態(tài)不成鹽氧化物是CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:TiC)2+2C+2c12=TiCl4+2CO。

(5)TiCL和CCI4互溶,但沸點(diǎn)差異比較大,故從混合液體分離出TiCk的操作名稱是蒸儲(chǔ)。

(6)滴定終點(diǎn)的判斷方法是當(dāng)加入最后半滴AgNOs標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),溶液恰好出現(xiàn)磚紅色沉淀,且半分鐘不消

失。

-3

根據(jù)關(guān)系TiCL?4HCI?4AgNO3,n(TiCI4)=^-n(AgNO3)=^-cV?10mol,TiCk的純度為

1,

-CV?103?190A

4--------------------xl00%=總%

w4w

8.(2023?湖北武漢,湖北省武昌實(shí)驗(yàn)中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))[Co(NH3)6]Cb(三氯化六氨合鉆)屬于經(jīng)典配合物,實(shí)

驗(yàn)室以Co為原料制備[Co(NH3)6]Cb的方法和過程如下:

I.制備CoCI2

已知:鉆單質(zhì)與氯氣在加熱條件下反應(yīng)可制得純凈C0CI2,鉆單質(zhì)在300回以上易被氧氣氧化;C0CI2熔點(diǎn)為

86回,易潮解。制備裝置如圖:

⑴試劑X通常是(填名稱)。

⑵試劑Z的作用為O

⑶為了獲得更純凈的CoCI2,開始點(diǎn)燃N處酒精噴燈的標(biāo)志是o

此制備[CO(NH3)6]Cl3一一配合、氧化

已知:①C02+不易被氧化;[CO(NH3)6]2+具有較強(qiáng)還原性,[CO(NH3)6產(chǎn)性質(zhì)穩(wěn)定。

(2)[CO(NH3)6]CI3在水中的溶解度曲線如圖所示:

20

ao15

s/

f1

謹(jǐn)0

5

③加入少量濃鹽酸有利于[Co(NH3)6]Cb析出。

⑷按圖組裝好裝置玲(填序號(hào),下同)好打開磁力攪拌器玲控制溫度在10回以下玲玲今

加熱至60回左右,恒溫20min玲在冰水中冷卻所得混合物,即有晶體析出(粗產(chǎn)品)。

①緩慢加入出。2溶液

②滴加稍過量的濃氨水

③向三頸燒瓶中加入活性炭、C0CI2、NH4a和適量水

⑸氧化階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為o

⑹粗產(chǎn)品可用重結(jié)晶法提純:向粗產(chǎn)品中加入80回左右的熱水,充分?jǐn)嚢韬螅?冷卻后向?yàn)V液中加入

少量_____,邊加邊攪拌,充分靜置后過濾,用無水乙醇洗滌晶體2?3次,低溫干燥,得純產(chǎn)品[Co(NH3)6]Cl3。

【答案】(1)飽和食鹽水或飽和氯化鈉溶液

⑵吸收多余Cb,防止污染空氣;防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入收集器中,導(dǎo)致CoCb潮解

⑶硬質(zhì)玻璃管中充滿黃綠色氣體(或收集器中出現(xiàn)黃綠色氣體)

⑷③②①

2+3+2+3+

(5)2[CO(NH3)6]+H2O2+2NH:=2[Co(NH3)6]+2NH3?H2O或2[Co(NH3)6]+H2O2+2NH4=2[Co(NH3)6]+2H2O+2NH3

(6)趁熱過濾濃鹽酸

【解析】M裝置Mn5和濃鹽酸共熱制備氯氣,氣體通過試劑X(飽和食鹽水)除HCI氣體,通過試劑丫(濃

硫酸)除水,裝置N中Co和氯氣反應(yīng)生成CoCL,在收集器收集到C0CI2,試劑Z為堿石灰,吸收多余CL,

防止污染空氣,同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入收集器中,導(dǎo)致CoCb潮解。

(1)制得的氯氣中含有HCI氣體,通過試劑X可除去HCI氣體,則X為飽和食鹽水或飽和氯化鈉溶液;

(2)試劑Z應(yīng)為堿石灰,其作用是吸收多余CI2,防止污染空氣,同時(shí)可防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入收集器中,

導(dǎo)致CoCb潮解;

(3)為了獲得更純凈的CoCb,需先將體系空氣排盡,當(dāng)硬質(zhì)玻璃管中充滿黃綠色氣體或收集器中出現(xiàn)黃綠

色氣體時(shí),開始點(diǎn)燃N處酒精噴燈;

(4)按圖組裝好裝置,③向三頸燒瓶中加入活性炭、C0CI2、NH4cl和適量水,由于Co?+不易被氧化,因此

②滴加稍過量的濃氨水,將CO?+轉(zhuǎn)化為具有較強(qiáng)還原性的[CO(NH3)6]2+,再①緩慢加入出。2溶液,將

[CO(NH3)6]2+氧化為性質(zhì)穩(wěn)定的[CO(NH3)6產(chǎn)。故答案

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