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考点专练11氯溴碘及其化合物
考点专练11 氯、溴、碘及其化合物
1.(2015·福建理综,9)纯净物X、Y、Z转化关系如右图所示,下列判断正确的是( )
A.X可能是金属铜B.Y不可能是氢气
C.Z可能是氯化钠D.Z可能是三氧化硫
2.海水开发利用的部分过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
3.下列有关海水综合利用的说法正确的是(双选)( )
A.电解饱和食盐水可制得金属钠B.海带提碘只涉及物理变化
C.海水提溴涉及到氧化还原反应D.海水提镁涉及到复分解反应
4.ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。
某兴趣小组通过如图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
(1)仪器D的名称是________。
安装F中导管时,应选用图2中的________。
(2)打开B的活塞,A中发生反应:
2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜________(填“快”或“慢”)。
(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是________________________________________________________________________。
(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为______________________________________。
在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是_________________________________________。
(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。
若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是________,原因是______________________。
图3
1.(2014·江苏化学,13)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
2.(2014·上海化学,38-40)氯气和氯乙烯都是非常重要的化工产品,年产量均在107t左右。
氯气的实验室制备和氯乙烯的工业生产都有多种不同方法。
完成下列填空:
(1)实验室制取纯净的氯气,除了二氧化锰、浓盐酸和浓硫酸。
还需要________、________(填写试剂或溶液名称)。
(2)实验室用2.00mol/L盐酸和漂粉精[成分为Ca(ClO)2、CaCl2]反应生成氯气、氯化钙和水,若产生2.24L(标准状况)氯气,发生反应的盐酸________mL。
(3)实验室通常用向上排空气法收集氯气。
设计一个简单实验,验证所收集的氯气中是否含有空气。
3.[2014·福建理综,23(3)(4)]元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:
NaCl溶液
NaClO3溶液
KClO3晶体
①完成Ⅰ中反应的总化学方程式:
NaCl+ H2O
NaClO3+ ________。
②Ⅱ中转化的基本反应类型是________,该反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是_______________________________________________
(2)一定条件下,在水溶液中1molCl-、ClO
(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。
①D是________(填离子符号)。
②B→A+C反应的热化学方程式为_____________________________________________
(用离子符号表示)。
4.(2013·上海化学,五)溴主要以Br-形式存在于海水中,海水呈弱碱性。
工业上制备Br2的操作步骤为
①一定条件下,将Cl2通入浓缩的海水中,生成Br2
②利用热空气将Br2吹出,并用浓Na2CO3溶液吸收,生成NaBr、NaBrO3等
③用硫酸酸化步骤②得到的混合物
完成下列填空:
(1)Cl2氧化Br-应在_______条件下进行,目的是为了避免__________________________。
(2)Br2可用热空气吹出,其原因是__________________________________________
(3)写出步骤③所发生的化学反应方程式_______________________________
用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是____________________________________________________
步骤②的产品有时运输到目的地后再酸化,主要是因为__________________________________________。
(4)为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中________。
a.通入HBrb.加入Na2CO3溶液c.加入NaBr溶液d.加入Na2SO3溶液
5.[2013·广东理综,33
(1)]化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。
在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
(1)下列收集Cl2的正确装置是________。
(2)将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。
(3)设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:
取少量新制氯水和CCl4于试管中,_________________________
6.(2013·北京理综,28)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操 作
现 象
取4g漂粉精固体,加入100mL水
部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色
ⅰ.液面上方出现白雾;
ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;
ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是_________________________________________
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是________。
(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。
推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a的目的是___________________________________。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是_________________________________________
(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:
随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。
通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是________________________________________
(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化。
取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
则沉淀X中含有的物质是________。
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因:
___________________________________________
1.(2015·南宁质检,1)卤族元素及其化合物在生活中应用广泛。
下列有关说法正确的是( )
A.氟氯烃作制冷剂会加剧雾霾天气的形成
B.只通过电解的方法就能实现从食盐水到“84”消毒液的生产
C.加碘食盐中含有碘元素,能使淀粉溶液变蓝
D.工业上制漂白粉,所得的氯化物都具有漂白性
2.(2015·西安调研,2)下列离子方程式正确的是( )
A.FeBr2溶液中通入少量Cl2:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
B.将氧气通入酸性碘化钾溶液中:
2I-+O2+4H+===I2+2H2O
C.实验室制取少量氯气:
MnO2+2H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+H2O
D.氯气溶于水:
Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-
3.(2014·杭州模拟,7)下列物质在空气中长期放置(不考虑溶剂的挥发),其pH的变化与图示相符的是( )
A.Ca(ClO)2溶液B.NaOH溶液C.氯水D.浓盐酸
4.(2014·山东青岛期末,5)实验室欲从海带中提取碘,主要操作步骤为:
①加入足量H2O2溶液;②将海带焙烧成灰后加水搅拌;③加CCl4振荡;④用分液漏斗分液;⑤过滤。
则合理的操作顺序是( )
A.①②③④⑤B.②⑤①③④C.①③⑤②④D.②①③⑤④
5.(2014·河北石家庄质检,12)在过量的FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变为棕黄色。
为检验上述反应中的还原产物,下列实验步骤中合理的组合是( )
①过滤,取滤液 ②加入硝酸酸化的AgNO3溶液出现白色沉淀 ③取一支试管,加入上述反应后的溶液少许 ④再加入过量Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀 ⑤再加入过量BaCl2溶液,出现白色沉淀( )
A.③⑤①②B.③②C.②③④⑤D.③④①②
6.(2015·贵阳质检,10)设NA代表阿伏加德罗常数的数值,下列各项中指定数目一定为NA的是( )
A.含2molHCl的浓盐酸与43.5gMnO2反应:
被氧化的HCl分子数
B.11.2LCl2与足量钠反应:
转移的电子数
C.KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中生成13.44L(标准状况)Cl2、转移的电子数
D.1molCl2与足量NaOH反应:
氧化剂的分子数
7.(2014·山东济南模拟,4)下列叙述中正确的是( )
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
8.(2014·云南重点高中高三联合考试)已知:
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,如图所示,将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上,并用表面皿盖好。
下表中由实验现象得出的结论完全正确的是( )
选项
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液褪色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液先变红后褪色
Cl2具有漂白性
D
KI淀粉溶液变蓝色
Cl2具有氧化性
9.(2015·江苏盐城调研,3)某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质,下列说法正确的是( )
A.Ⅰ图中:
如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗
B.Ⅱ图中:
湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有Cl2生成
C.Ⅲ图中:
生成蓝色的烟
D.Ⅳ图中:
量筒中发生了加成反应,量筒内液面上升,量筒壁上有无色液滴出现
10.(2015·河南郑州调研,17)某化工厂用氯气与氢氧化钙生产漂白粉,漂白粉的使用说明书如下:
使用说明书
【主要成分】次氯酸钙、氯化钙
【用途用量】取漂白粉2至3g,水1000g,配成溶液,将用具浸泡其中5至10分钟。
如需要,浓度可提高,时间可延长
【注意事项】密封避光保存于阴凉处,随配随用,有腐蚀性,少与手接触。
(1)漂白粉的有效成分是________(填化学式)。
(2)化工生产中Cl2来源于食盐水的电解。
电解过程中,阳极反应为2Cl--2e-===Cl2↑,阴极上发生的反应为___________________________________________________________。
(3)将氯气通入石灰乳中可生产漂白粉,其反应的离子方程式为________________________________。
(4)“密封避光保存于阴凉处,随配随用”是因为漂白粉的有效成分易与空气中的CO2、H2O反应生成不稳定的次氯酸,次氯酸见光分解而失效。
生成次氯酸的化学方程式为______________________________________。
(5)某次配制中,取一定质量的漂白粉溶解于1000g水中,所得溶液中次氯酸钙和氯化钙的物质的量浓度均为0.01mol·L-1。
假设漂白粉不含其他杂质,且所得溶液的体积仍为1L,则配制溶液时,所加漂白粉的质量为________g。
11.(2015·湖北黄冈调研,28)查阅资料知:
Br2的沸点为58.78℃,密度为3.119g·cm-3,微溶于水,有毒。
Ⅰ.
(1)常温下,单质溴通常呈________态,保存时通常在盛溴的试剂瓶中加入少量________。
Ⅱ.工业生产中,海水提溴常用空气吹出法。
其生产流程可用下图表示:
―→液溴
某化学实验小组模拟该法设计了如下实验装置(夹持装置略去)从浓缩的海水中提取溴。
实验步骤如下:
①关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2,至反应结束;
②关闭a、c,打开活塞b、d,向A中鼓入足量热空气;
③关闭b,打开a,再通过A向B中通入足量的Cl2;
④取B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
(2)当观察到A中液面上方出现:
________(实验现象),时即可判断步骤①中反应已经结束。
(3)X试剂可以是________(填序号),尾气处理选用________(填序号)。
a.H2O
b.饱和食盐水
c.氢氧化钠溶液
d.饱和Na2SO3溶液
B中X试剂发生反应的离子方程式为_________________________________________
12.(2014·河南洛阳统考,23)某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计如下实验:
(1)①检查气体发生装置A的气密性的操作是________________________________
②整套实验装置存在一处明显的不足,请指出:
_________________________________________。
(2)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
实验操作
实验现象
结论
打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯
D装置中:
溶液变红E装置中:
水层溶液变黄,振荡后,CCl4层无明显变化
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为________
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。
D装置中:
红色慢慢褪去。
E装置中:
CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。
氧化性:
Cl2>(SCN)2。
Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl,它呈红色(略带黄色),沸点约5℃,与水发生水解反应。
Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。
①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因:
_____________,
请设计简单实验证明上述解释:
________________________。
②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。
请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因:
_____________________________
③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中,该反应的化学方程式为_________
考点专练11 氯、溴、碘及其化合物
【三年高考真题演练】
[2015年高考真题]
1.A [A项,若X是Cu,Y是Cl2,Cu在Cl2中燃烧生成CuCl2,电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2,符合图中转化关系,正确;B项,若X是Cl2,Y是H2,H2在Cl2燃烧生成HCl,HCl溶于水生成盐酸,电解盐酸则生成H2和Cl2,也符合图中转化关系,错误;C项,若Z是氯化钠,则X、Y分别是Na和Cl2中的一种;电解氯化钠水溶液生成的是H2、Cl2、NaOH,不符合图中转化关系,错误;D项,若Z是SO3,而X、Y可能是O2和SO2中的一种,SO3溶于水生成硫酸,电解硫酸溶液实质是电解水,产生H2和O2,不符合图中转化关系,错误。
]
2.C [A项,向苦卤中通入Cl2时发生反应Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,故其目的是为了提取溴,正确;B项,可将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质,然后向滤液中加入沉淀剂,过滤后调节滤液pH以除去可溶性杂质,最后重结晶可得精盐,正确;C项,工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂,错误;D项,由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小,因此利用Br2的挥发性,可先用空气和水蒸气吹出Br2,再用SO2将其还原为HBr进行富集,正确。
]
3.CD [A项,电解饱和食盐水的产物为氢氧化钠、氢气和氯气,不可能制得金属钠,错误;B项,海带中的碘元素以碘离子的形式存在,海带提取碘涉及化学变化,错误;C项,海水的溴元素以化合态形式存在,从海水提取溴涉及到氧化还原反应,正确;D项,浓缩的海水中加入生石灰[与水反应生成Ca(OH)2]得到Mg(OH)2沉淀,Mg(OH)2又与盐酸发生分解反应Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O,故海水提取镁涉及到复分解反应,正确。
故选CD。
]
4.解析
(1)仪器D为锥形瓶。
根据实验分析,F装置中发生气体与KI反应,所以应“长进短出”,选择装置b。
(2)若盐酸滴加速度过快,则生成ClO2的速度快,稳定剂无法充分吸收,所以滴加盐酸速度要慢。
(3)F中的颜色不变,说明没有氯气进入F中与KI反应,装置C的作用是吸收氯气。
(4)酸性条件下ClO
发生歧化反应,生成Cl-和ClO2,歧化反应逆向配平。
“ClO2释放实验”说明D中发生反应生成ClO2,因此F中淀粉和KI溶液是验证是否有ClO2生成,若有ClO2生成,ClO2会氧化I-生成I2,使F中的淀粉溶液变蓝色。
(5)水果保鲜希望保鲜时间越长越好,所以选用稳定剂Ⅱ,因为其缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度。
答案
(1)锥形瓶 b
(2)慢
(3)吸收Cl2
(4)4H++5ClO
===Cl-+4ClO2↑+2H2O 验证是否有ClO2生成
(5)稳定剂Ⅱ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度
[两年经典高考真题]
1.D [A项,氯水因含氯分子而呈浅黄绿色,正确;B项,Ag+与Cl-生成AgCl白色沉淀,正确;C项,碳酸氢钠与酸发生反应:
H++HCO
===H2O+CO2↑,正确;D项,氯水中含有氯单质,也可与Fe2+发生反应:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,无法说明氯水中含有HClO,错误。
]
2.解析
(1)实验室用盐酸制备氯气,氯气中混有氯化氢,要得到纯净的氯气,应用饱和氯化钠溶液除去HCl,再用浓硫酸干燥,最后用氢氧化钠溶液进行尾气吸收;
(2)反应的离子方程式为ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,n(Cl2)=
=0.1mol,则需要n(HCl)=0.2mol,发生反应的盐酸的体积为V=
=0.1L=100mL;
(3)氯气可与氢氧化钠溶液反应,如含有空气,则与氢氧化钠反应后试管内有残留气体。
答案
(1)饱和氯化钠溶液 氢氧化钠溶液
(2)100
(3)用试管收集氯气,收集满后将试管倒立在氢氧化钠溶液中,观察试管内有无残留气体。
3.解析
(1)①电解NaCl溶液,阴极上产生H2,根据得失电子守恒和原子守恒配平为:
NaCl+3H2O
NaClO3+3H2↑,②Ⅱ中反应的方程式为:
NaClO3+KCl===KClO3↓+NaCl,属于复分解反应,在室温下,KClO3晶体在水中的溶解度远小于其他晶体的溶解度,故反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出。
(2)①根据D对应的化合价为+7价,可知D为ClO
。
②根据A、B、C对应的化合价,可知:
A为Cl-,B为ClO-,C为ClO
,B→A+C反应的热化学方程式为3ClO-(aq)===2Cl-(aq)+ClO
(aq) ΔH=-(3×60-2×0-1×63)=-117kJ·mol-1。
答案
(1)①
NaCl+
H2O
NaClO3+
H2↑
②复分解反应 室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体
(2)①ClO
②3ClO-(aq)===ClO
(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-117kJ·mol-1
4.
(1)酸性 Cl2发生歧化反应生成HClO和HCl
(2)Br2易挥发
(3)3H2SO4+5NaBr+NaBrO3===3Na2SO4+3Br2+3H2O
溴酸能将氯离子氧化成氯气 酸化后能生成溴,溴具有强氧化性(或易挥发、强腐蚀性)
(4)ac
5.解析
(1)氯气的密度比空气的大,故收集时应采用向上排空气法,又因为氯气有毒,故在收集装置之后要有尾气吸收装置(用NaOH溶液来吸收)。
(2)将Cl2通入水中,Cl2与水反应:
Cl2+H2O
HCl+HClO,HClO
H++ClO-,故具有氧化性的含氯粒子有Cl2、HClO、ClO-。
(3)比较Cl2和Br2的氧化性强弱,可以通过非金属单质间的置换反应来判断,即把溴化钠溶液加入到盛有新制氯水和CCl4的试管中,振荡,静置,发现液体中出现分层现象,下层溶液变为橙色,说明生成了溴单质,从而说明Cl2的氧化性强于Br2的氧化性。
答案
(1)C
(2)HClO、ClO-、Cl2 (3)用胶头滴管向试管中滴加溴化钠溶液、振荡使其充分反应,发现液体中出现分层现象,下层溶液变为橙色
6.解析
(1)联系氯的化合物基础知识和生产漂粉精的原理,化学方程式为:
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(2)pH试纸先变蓝,说明漂粉精溶液呈碱性,后褪色是由于ClO-的强氧化性所致。
(3)检验白雾中有无HCl的关键是检验出Cl-的存在,故实验a、b即围绕Cl-的检验展开。
实验a的目的是通过湿润碘化钾淀粉试纸是否变蓝判断有无Cl2的干扰。
实验b试图通过AgCl的生成来检验Cl-的存在,但应考虑到过量SO2和AgNO3溶液反应生成白色沉淀的可能性。
(4)题干具有明显的提示性,出现黄绿色的原因是随着酸性的增强而产生Cl2。
故应设计使用无还原性的硫酸来确认其原因的可能与否。
(5)①A瓶中所得沉淀的成分可能是CaSO3、CaSO4或二者的混合物,加入稀HCl,无明显变化,排除CaSO3,故X为CaSO4,因CaSO4微溶于水,在取上层清液加入BaCl2溶液时,产生BaSO4沉淀,进一步证明X为CaSO4。
②溶
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