热点强化练6 含氯化合物的制备和性质探究文档格式.docx
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答案 AC
解析 阴极是氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,气体A为H2,故A符合题意;
在NCl3溶液中加入NaClO2溶液加热反应生成ClO2、NH3和溶液B,由氢元素守恒可知,有水参加反应,结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知,反应还生成NaCl与NaOH,方程式为:
6NaClO2+NCl3+3H2O===3NaCl+6ClO2+NH3+3NaOH,参加反应的NaClO2和NCl3的物质的量之比为6∶1,故B不符合题意;
根据分析,结合反应6NaClO2+NCl3+3H2O===3NaCl+6ClO2+NH3+3NaOH可知,溶液B中含有NaCl与NaOH,则含有大量的Na+、Cl-、OH-,故C符合题意;
二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,不可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3,故D不符合题意。
3.(2020·
陕西西安高三月考)ClO2是一种广谱消毒剂,可杀死新冠病毒。
以氯化钠溶液为原料制取ClO2的流程如下图所示:
其中特定条件下,电解NaCl溶液可得到NaClO3,下列说法不正确的是( )
A.ClO2可消毒是由于其具有强氧化性
B.该法中仅Cl2可循环利用
C.ClO2发生器中的化学方程式为2NaClO3+4HCl===2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
D.电解池阴极产生的气体与补充的气体X物质的量之比为6∶5时,理论上原子利用率可达100%
解析 ClO2可消毒是由于其具有强氧化性,故A正确;
该工艺中循环利用的物质有Cl2和NaCl,故B错误;
ClO2发生器中的化学方程式为2NaClO3+4HCl===2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,故C正确;
电解池阴极产生的气体是氢气,要合成HCl应补充的气体为氯气,如果电解生成的氢气为6mol,根据得失电子守恒可得:
6molH2~2molNaClO3,结合上述方程式知在ClO2发生器中生成1molCl2,故只需补充5molCl2,当电解质阴极产生的气体与补充的气体X物质的量之比为6∶5时,理论上原子利用率可达100%,故D正确。
4.(双选)某学习小组在实验室通过6NaClO3+CH3OH+3H2SO4===6ClO2↑+5H2O+3Na2SO4+CO2↑制备ClO2,并将其转化为便于运输和储存的NaClO2固体,实验装置如图所示。
(已知ClO2沸点为10℃,浓度较高时易发生爆炸)下列说法正确的是( )
A.试剂X是硫酸
B.B中开始反应后立即停止通二氧化碳
C.此实验可以不用冰水浴
D.C中发生的反应方程式为:
2ClO2+2NaOH+H2O2===2NaClO2+2H2O+O2
答案 AD
解析 根据装置图和方程式6NaClO3+CH3OH+3H2SO4===6ClO2↑+5H2O+3Na2SO4+CO2↑可知X是硫酸,A项正确;
ClO2浓度较高时易发生爆炸,所以反应中不能停止通二氧化碳,B项错误;
ClO2沸点为10℃,冰水浴可以使其液化,使反应更加充分,C项错误;
C中反应将ClO2转化为NaClO2,反应方程式为:
2ClO2+2NaOH+H2O2===2NaClO2+2H2O+O2,D项正确。
5.(2020·
天津南开高三模拟)以NaClO为有效成分的“84”消毒液在抗击新冠疫情的消毒杀菌工作中起到了重要作用。
某研究小组设计下列实验探究NaClO的性质。
(已知电离常数:
H2CO3:
K1=4.4×
10-7,K2=4.7×
10-11;
HClO:
Ka=2.9×
10-8)
实验
装置
试剂(少量)
预测可能的现象
①
酚酞
无色溶液最终呈红色
②
CO2
无明显现象
③
淀粉-KI溶液
+稀硫酸
无色溶液立即变蓝
④
FeCl3溶液
溶液略呈浅绿色
结合上述实验探究,预测的现象以及解释均正确的是( )
A.实验①:
NaClO溶液呈碱性ClO-+H2OHClO+OH-
B.实验②:
NaClO可用于制得HClO ClO-+CO2+H2O===2HClO+CO
C.实验③:
NaClO具有氧化性ClO-+2I-+2H+===Cl-+I2+H2O
D.实验④:
NaClO具有还原性ClO-+4Fe3++2H2O===ClO
+4Fe2++4H+
答案 C
解析 虽然次氯酸根水解使溶液显碱性,但次氯酸根具有强氧化性,指示剂变色后会被漂白,所以溶液最终无色,预测现象错误,故A错误;
根据电离平衡常数可知酸性:
H2CO3>HClO>HCO
,所以二氧化碳与次氯酸钠溶液反应时无法生成碳酸根,故B错误;
次氯酸根在酸性环境下可将碘离子氧化成碘单质,根据得失电子守恒和元素守恒可得离子方程式为ClO-+2I-+2H+===Cl-+I2+H2O,淀粉遇碘变蓝,所以可以观察到无色溶液立即变蓝,故C正确;
Fe3+的氧化性不足以将ClO-氧化,不会生成Fe2+,所以溶液不会是浅绿色,故D错误。
6.(2020·
山东潍坊高三二模)亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,其沸点为-5.5℃,易水解。
已知:
AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3===AgNO3+HNO2,某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度,相关实验装置如图所示。
(1)制备Cl2的发生装置可以选用________(填字母代号)装置,发生反应的离子方程式为____________________________________________________________。
(2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择合适的装置,其连接顺序为a→________________(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)实验室可用图示装置制备亚硝酰氯:
①实验室也可用B装置制备NO,X装置的优点为____________________________
____________________________________________________________。
②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是____________________________________________________
____________________________________________________________,
然后进行其他操作,当Z中有一定量液体生成时,停止实验。
(4)已知:
ClNO与H2O反应生成HNO2和HCl。
①设计实验证明HNO2是弱酸:
_________________________________
_____________________________________________________________。
(仅提供的试剂:
1mol·
L-1盐酸、1mol·
L-1HNO2溶液、NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)。
②通过以下实验测定ClNO样品的纯度。
取Z中所得液体mg溶于水,配制成250mL溶液;
取出25.00mL样品溶于锥形瓶中,以K2CrO4溶液为指示剂,用cmol·
L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00mL。
滴定终点的现象是_______________________________________________________________
______________________________________________________________,
亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为________。
[已知:
Ag2CrO4为砖红色固体;
Ksp(AgCl)=1.56×
10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×
10-12]
答案
(1)A(或B) MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O(或2MnO
+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O)
(2)f→g→c→b→d→e→j→h (3)①随开随用,随关随停 ②排干净三颈烧瓶中的空气
(4)①用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明HNO2是弱酸 ②滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化
%
解析
(1)可以用二氧化锰和浓盐酸加热制备氯气,发生装置属于固液加热型的,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,离子方程式为:
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O,或用KMnO4与浓盐酸常温下制备Cl2,发生装置属于固液不加热型,反应的离子方程式为2MnO
+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2)制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢,用饱和食盐水除氯化氢,浓硫酸吸收水分,用向上排空气法收集氯气,最后进行尾气处理,故其连接顺序为f→g→c→b→d→e→j→h。
(3)①实验室也可用B装置制备NO,X装置的优点为随开随用,随关随停。
②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止NO被空气中的氧气氧化;
(4)①要证明HNO2是弱酸可证明HNO2中存在电离平衡或证明NaNO2能发生水解,根据题目提供的试剂,可证明NaNO2溶液呈碱性。
②以K2CrO4溶液为指示剂,用cmol·
L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:
滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;
取Z中所得液体mg溶于水,配制成250mL溶液;
取出25.00mL中满足:
n(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+)=c×
0.02L=0.02cmol,则250mL溶液中n(ClNO)=0.2cmol,m(ClNO)=n×
M=0.2cmol×
65.5g/mol=13.1cg,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为(13.1cg÷
mg)×
100%=
%。
7.(2020·
广东茂名二模)ICl(氯化碘)是红棕色液体,熔点为13.9℃,沸点为974℃,易水解,接触空气时能形成五氧化二碘,能与许多单质发生作用,溶于乙醇、乙醚等。
某校研究性学习小组的同学拟用下列仪器制备氯化碘。
回答下列问题:
(1)检查A装置气密性的方法为__________________________________________。
(2)上述装置,按气流方向连接的顺序为______________________(装置可重复使用)。
(3)C装置的作用是___________________________________________________。
(4)E装置中的物质反应时需放在水中,控制温度大约40℃,其目的是______________________________________________________________。
(5)按上述连接好的装置进行实验,实验步骤如下:
①检查装置气密性后,装入药品 ②打开分液漏斗活塞
③关闭分液漏斗活塞 ④停止加热E,充分冷却
⑤水浴加热E
请按正确的顺序填入上述步骤的序号____________________________。
(6)在A装置后可连接右图所示装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置的作用是_____________________________________________。
(7)ICl和水反应的化学方程式为________________________________________
答案
(1)从A装置的导管口连接一个导管伸入水中,关闭分液漏斗活塞,手握圆底烧瓶,若导管口有气泡冒出,手放开烧瓶后,有一段水柱倒吸入导管,说明A装置气密性良好
(2)ACBEBD (3)除去Cl2中混有的HCl (4)减少I2的升华和ICl的挥发 (5)①②⑤④③ (6)储存多余的Cl2 (7)ICl+H2O===HIO+HCl
解析
(2)利用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气,氯气中含有氯化氢、水蒸气,因此混合气体先通过饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸除去水蒸气,得到干燥纯净的氯气,氯气进入装置E中,与碘进行反应,由于ICl(氯化碘)是红棕色液体,易水解,所以还必须连接装置B,最后多余的尾气被碱液吸收,按气流方向装置的连接顺序为ACBEBD。
(5)装置连接好后,首先检查装置的气密性,不漏气后,加入药品,打开分液漏斗活塞,反应开始进行,水浴加热装置E,反应结束后,停止加热E,充分冷却,待温度降到室温后,关闭分液漏斗活塞,正确的实验步骤为①②⑤④③。
8.(2021·
武汉质量检测)二氯异氰尿酸钠(NaC3N3O3Cl2)是一种高效广谱杀菌消毒剂,它常温下为白色固体,难溶于冷水。
实验室利用下列装置先制备高浓度的NaClO溶液,再由三颈烧瓶上口加入氰尿酸(C3H3N3O3)固体,在10℃下反应制备二氯异氰尿酸钠。
2NaClO+C3H3N3O3―→NaC3N3O3Cl2+NaOH+H2O
(1)装置A中的化学反应方程式为________________________________
__________________________________________________________。
(2)装置B内盛装的试剂为________________________________________。
(3)装置C内制备NaClO溶液完成的现象是______________________
(4)反应过程中仍需不断通入气体的原因是_________________________
(5)反应结束后,C中浊液经过滤、________、干燥得粗产品二氯异氰尿酸钠。
(6)通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品中有效氯的含量。
实验检测原理为:
C3N3O3Cl
+H++2H2O===C3H3N3O3+2HClO
HClO+2I-+H+===I2+Cl-+H2O
I2+2S2O
===S4O
+2I-
准确称取1.1000g样品,用容量瓶配成100mL溶液;
取10.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min;
用0.1000mol·
L-1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
该样品的有效氯为________(计算结果保留三位有效数字,该样品的有效氯=
×
100%)。
答案
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)饱和NaCl溶液 (3)C装置液面上方有黄绿色气体
(4)使反应生成的NaOH再次生成NaClO并参与反应,提高原料的利用率 (5)冰水洗涤 (6)64.5%
解析
(1)装置A为氯气的发生装置,发生反应的化学方程式为:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑。
(2)制得的氯气中含有HCl和水蒸气,装置C中制得高浓度的NaClO溶液,因此装置B的作用是除去HCl,盛装的试剂为饱和NaCl溶液。
(3)装置C内制备NaClO完成时,液面上方充满黄绿色气体。
(4)根据制备原理2NaClO+C3H3N3O3―→NaC3N3O3Cl2+NaOH+H2O知,制备二氯异氰尿酸钠的同时有副产物NaOH生成,反应过程中仍不断通入氯气,可使反应生成的NaOH再次生成NaClO并参与反应,提高原料的利用率。
(5)根据提供信息,二氯异氰尿酸钠难溶于冷水,知C中浊液经过滤后,用冷水洗涤、干燥即可得到粗产品。
(6)根据测定原理,可得关系式HClO~I2~2Na2S2O3,则由样品得到的n(HClO)=
n(Na2S2O3)×
=
0.1000mol·
L-1×
0.02L×
=0.01mol,故该样品的有效氯为
100%=64.5%。
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