全国高考化学氯及其化合物的综合高考真题分类汇总附详细答案.docx
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全国高考化学氯及其化合物的综合高考真题分类汇总附详细答案
全国高考化学氯及其化合物的综合高考真题分类汇总附详细答案
一、高中化学氯及其化合物
1.已知Cl2在70℃的NaOH水溶液中,能发生氧化还原反应后可生成NaClO与NaClO3现有63.9gCl2,将其通入到足量70℃的NaOH水溶液中,反应完全后测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量比为4:
1,并得到500mL溶液。
(1)写出Cl2在70℃的NaOH水溶液中发生上述反应的化学方程式______。
(2)计算完全反应后溶液中NaClO、NaClO3物质的量浓度____、______。
【答案】9Cl2+14NaOH=4NaClO+NaClO3+9NaCl+7H2O0.8mol/L0.2mol/L
【解析】
【分析】
先通过氯元素化合价的对比判断NaClO与NaClO3是氧化产物,氯气得电子化合价降低的产物是还原产物,所以还原产物是氯化钠,根据氧化还原反应中得失电子数相等配平方程式,从而得出反应中被氧化的Cl2与被还原的Cl2的物质的量之比。
【详解】
(1)该反应中NaClO与NaClO3是氧化产物,氯化钠是还原产物,反应完全后测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量比为4:
1,根据氧化还原反应中得失电子数相等配平方程式,所以该方程式为:
9Cl2+14NaOH=4NaClO+NaClO3+9NaCl+7H2O;
(2)49.7gCl2的物质的量为
=0.9mol,根据反应9Cl2+14NaOH=4NaClO+NaClO3+9NaCl+7H2O可知,生成NaClO与NaClO3的物质的量分别为
、
,完全反应后溶液中NaClO、NaClO3物质的量浓度分别为
、
。
2.Cl2通人70℃的NaOH水溶液中,发生氧化—还原反应,反应完成后,测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量之比为4∶1,则:
(1)配平溶液中所发生反应的化学方程式:
____Cl2+______NaOH=____NaCl+____NaClO3+_____NaClO+________
(2)反应中的氧化产物为_________________。
(3)已知生成0.1molNaClO,反应中转移的电子总数是__________mol,若溶液的体积正好为100mL,则溶液中NaCl的物质的量浓度为________mol/L。
【答案】7149147NaClO 3NaClO0.2252.25
【解析】
【分析】
【详解】
(1)据题设条件,先定NaClO、NaClO3的化学计量数为4、1,再利用化合价升降法:
升高总数为4×1+1×5=9,降低总数为1,配平得7Cl2+14NaOH=9NaCl+NaClO3+4NaClO+7H2O;
(2)分析反应得氧化剂、还原剂均为Cl2,Cl元素被氧化生成NaClO3与NaClO,氧化产物为NaClO3与NaClO;
(3)由反应知每转移9mol电子,生成4molNaClO,则生成0.1molNaClO,反应中转移的电子总数是0.225mol,同时生成NaCl为0.225mol,若溶液的体积正好为0.1L,则溶液中NaCl的物质的量浓度为2.25mol·L-1。
3.氯及其化合物在工农业生产和人类生活中有着重要的作用。
回答下列问题:
(1)25℃时将氯气溶于水形成“氯气-氯水”体系,该体系存在多个含氯元素的平衡关系,其中之一为:
Cl2(溶液)+H2O
HClO+H++Cl-,体系中Cl2(溶液)、HClO和ClO-三者的物质的量分数(α)随pH(酸碱度)变化的关系如图所示。
已知HClO的杀菌能力比ClO-强,用氯气处理饮用水时,杀菌效果最强的pH范围为__(填字母)。
A.0~2B.2~4.7C.4.7~7.5D.7.5~10
(2)写出次氯酸光照分解的化学方程式___,如果在家中直接使用自来水养金鱼,除去其中残留的次氯酸可采取的简易措施为__。
(3)NaClO、NaClO2、ClO2等含氯化合物都是常见的消毒剂,这是因为它们都具有强氧化性。
①写出工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的化学方程式___;
②84消毒液(主要成分是NaClO)与洁厕灵(主要成分是盐酸)混在一起使用会产生有毒气体Cl2,其反应的离子方程式为__;
③NaClO2中Cl元素化合价为__;
④ClO2的杀菌效果比Cl2好,等物质的量的ClO2杀菌效果是Cl2的__倍(杀菌效果与单位物质的量的氧化剂得电子的物质的量有关,ClO2与Cl2消毒杀菌后均被还原为Cl-)。
【答案】B2HClO
2HCl+O2↑用容器盛放,在太阳光下曝晒一段时间Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O+32.5
【解析】
【分析】
图中信息告诉我们,在氯水中,具有杀菌能力的微粒主要是Cl2和HClO,随着溶液pH的不断增大,α(Cl2)不断减小,当pH=2时,α(Cl2)接近于0;随着溶液pH的不断增大,α(HClO)不断增大,当pH=2时,α(HClO)达到最大值;当pH升高到4.7时,α(HClO)开始减小,当pH接近10时,α(HClO)=0;从pH=4.7开始,α(ClO-)开始增大,pH=10时,α(ClO-)达最大值。
【详解】
(1)根据题目信息得知HClO的杀菌能力比ClO-强,依据图中信息可知pH为2~4.7时HClO含量最多,因此用氯气处理饮用水时,杀菌效果最强的pH范围为2~4.7,应选B。
答案为:
B;
(2)次氯酸光照分解生成盐酸和氧气,化学方程式为2HClO
2HCl+O2↑,由于次氯酸见光易分解,如果在家中直接使用自来水养金鱼,除去其中残留的次氯酸可采取的简易措施为用容器盛放,在太阳光下曝晒一段时间。
答案为:
2HClO
2HCl+O2↑;用容器盛放,在太阳光下曝晒一段时间;
(3)①工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的化学方程式为Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O。
答案为:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
②NaClO与盐酸反应生成氯气、氯化钠和水,离子方程式为2H++Cl-+ClO-==Cl2↑+H2O。
答案为:
2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O;
③NaClO2中Na显+1价,O显-2价,则Cl元素化合价为+3。
答案为:
+3;
④根据题中信息已知杀菌效果与单位物质的量的氧化剂得电子的物质的量有关,ClO2与Cl2消毒杀菌后均被还原为Cl-,1molClO2能够得到5mol电子,1molCl2能够得到2mol电子,因此等物质的量的ClO2杀菌效果是Cl2的2.5倍。
答案为:
2.5。
【点睛】
杀菌消毒是利用氧化剂的氧化能力实现的,氧化能力又是依据得电子能力衡量的,所以一种氧化剂,在通常情况下,得电子数目越多,得电子能力越强。
4.氯气是一种具有重要用途的气体,在工业上大量用于制造盐酸、有机溶剂和杀菌消毒剂等。
甲同学在实验室进行氯气性质的研究
(1)甲同学依次进行了
与①钠、②铜、③氢气、④水反应的实验。
上述反应中属于氧化还原反应的是___________(填序号)。
(2)写出铁丝在氯气中燃烧的化学方程式:
________。
(3)氯气溶于水得到的溶液称为氯水,新制的氯水呈_________色,新制的氯水中含有的物质为(水除外)________(填化学式)。
(4)甲同学探究氯气能否与水发生反应
①B中纸条褪色,结合化学方程式解释原因:
________。
②装置A的作用是___________。
③烧杯中发生反应的化学方程式为_________。
【答案】①②③④
黄绿
Cl2+H2O⇌HCl+HClO,生成的次氯酸有漂白性对照实验,证明氯气自身没有漂白性,说明B中起漂白作用的是其他物质,从而证明氯气与水发生了反应
【解析】
【分析】
(1)氯气具有强氧化性,可与金属、非金属单质发生化合反应,与水反应生成HClO和HCl;
(2)铁在氯气中燃烧生成氯化铁;
(3)氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸,该反应为可逆反应:
Cl2+H2O⇌HCl+HClO;
(4)①氯气和水发生反应生成的HClO具有漂白性;
②氯气不具有漂白性,干燥红纸不褪色,可作对照实验;
③烧杯中应盛放氢氧化钠溶液,用于吸收氯气,避免污染环境。
【详解】
(1)氯气具有强氧化性,可与金属、非金属单质发生化合反应,与水反应生成HClO和HCl,则①②③④都为氧化还原反应,故答案为:
①②③④;
(2)铁在氯气中燃烧生成氯化铁,反应的化学方程式为
,故答案为:
;
(3)氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸,该反应为可逆反应:
Cl2+H2O⇌HCl+HClO,则新制的氯水中含有的物质为(水除外)
,新制氯水中由于含有氯气,所以溶液呈黄绿色,故答案为:
黄绿;
;
(4)①氯气和水发生反应Cl2+H2O⇌HCl+HClO,生成HClO,由于HClO具有漂白性,可使红纸条褪色,故答案为:
Cl2+H2O⇌HCl+HClO,生成的次氯酸有漂白性;
②氯气不具有漂白性,干燥红纸不褪色,作对照实验,证明氯气自身没有漂白性,说明B中起漂白作用的是其他物质,从而证明氯气与水发生了反应,故答案为:
对照实验,证明氯气自身没有漂白性,说明B中起漂白作用的是其他物质,从而证明氯气与水发生了反应;
③烧杯中应盛放氢氧化钠溶液,用于吸收氯气,避免污染环境,发生反应的化学方程式为
,故答案为:
。
【点睛】
氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸,该反应为可逆反应:
Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,新制氯水中存在氯气、盐酸、次氯酸,因此新制氯水就具有了氯气、盐酸、次氯酸的性质,溶液具有强氧化性且显酸性,这是学生们的易错点。
5.实验室迅速制备少量氯气可利用如下反应:
KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平),此反应常温下就可以迅速进行。
请回答下列问题:
(1)上述反应中被氧化的元素是_________。
当生成3.36L(标准状况下)Cl2时,转移电子的物质的量为_________。
(2)如果上述化学方程式中KMnO4化学计量数是1,则HCl的化学计量数是_________。
(3)实验室通常利用MnO2与浓盐酸共热反应制得氯气,据此可知KMnO4、Cl2、MnO2三种物质的氧化性由强到弱的顺序为________。
(4)酸性KMnO4溶液与Fe2+反应生成Mn2+,该反应的离子方程式是________。
(5)下列物质既有氧化性,又有还原性的是________(填字母代号)。
A.I-B.HClC.MnCl2D.Cl2
【答案】
0.3mol8
BCD
【解析】
【分析】
比较氧化还原反应中物质的氧化性和还原性时,若两物质在同一反应中,则满足氧化性:
氧化剂>氧化产物,还原性:
还原剂>还原产物;若两物质在两个不同反应中时,可借助一个“桥”,即第三者产生联系,若找不到第三者,需比较反应条件,反应条件越高,氧化剂的氧化能力或还原剂的还原能力越弱。
【详解】
对于反应KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O,KMnO4+5e-→MnCl2,2HCl-2e-→Cl2↑,依据电子守恒,则为2KMnO4+10e-→2MnCl2,10HCl-10e-→5Cl2↑,再考虑质量守恒,即可配平2KCl+2MnCl2,最后配HCl。
因为前面配的只是表现出还原性的部分,生成(2KCl+2MnCl2)的部分表现出酸性,于是得出配平后的方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
(1)上述反应中,HCl中的Cl由-1价升高到0价,则被氧化的元素是Cl。
当生成3.36L(标准状况下)Cl2时,n(Cl2)=
=0.15mol,由Cl2—2e-,可得出转移电子的物质的量为0.15mol×2=0.3mol;
答案为:
Cl;0.3mol;
(2)上述化学方程式中,2KMnO4——16HCl;若KMnO4化学计量数是1,则HCl的化学计量数是8;
答案为:
8;
(3)在2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中,氧化性KMnO4>Cl2;在MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化性MnO2>Cl2,那么KMnO4与MnO2的氧化性哪个更强?
因为找不到可联系二者的物质,所以我们只能利用反应条件,前一反应不需条件,后一反应需加热,所以氧化性KMnO4>MnO2。
从而得出氧化性KMnO4>MnO2>Cl2;
答案为:
KMnO4>MnO2>Cl2;
(4)酸性KMnO4溶液与Fe2+反应生成Mn2+,该反应的离子方程式是5Fe2++MnO4-+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O;
答案为:
5Fe2++MnO4-+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O;
(5)A.I-化合价为最低价,只能失电子,即只具有还原性,A不合题意;
B.HCl中,H+具有氧化性,Cl-具有还原性,B符合题意;
C.MnCl2中,Mn2+价态既能升高又能降低,既具有氧化性又具有还原性,C符合题意;
D.Cl2中,Cl的价态既能升高又能降低,D符合题意;
答案为:
BCD。
【点睛】
判断物质具有的氧化性和还原性时,应从物质中含有的所有元素考虑,不可拘泥于一种元素,否则易得出错误的结论。
6.现有A、B、C、D四种气体,A是密度最小的气体,B在通常情况下呈黄绿色,把四种气体分别通入酸化的硝酸银溶液中,通入B、D气体时立即出现白色沉淀,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D。
把无色无刺激性气味的气体C通入澄清石灰水时,石灰水变浑浊。
(1)A、B、C、D的化学式分别为:
A________;B________;C________;D________。
(2)写出下列各反应的化学方程式:
A与B________________________________。
B与水______________________________。
C与澄清石灰水________________________。
【答案】H2Cl2CO2HClH2+Cl2
2HClH2O+Cl2=HCl+HClOCO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】
【分析】
现有A、B、C、D四种气体,A是密度最小的气体,则A为氢气,B在通常情况下呈黄绿色,则B为氯气,把四种气体分别通入酸化的硝酸银溶液中,通入B、D气体时立即出现白色沉淀,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D,则D为HCl,把无色无刺激性气味的气体C通入澄清石灰水时,石灰水变浑浊,则C为CO2。
【详解】
(1)根据上面分析得到A、B、C、D的化学式分别为:
A为H2;B为Cl2;C为CO2;D为HCl;故答案为:
H2;Cl2;CO2;HCl。
(2)A与B是氢气在氯气中点燃生成氯化氢,反应方程式为:
H2+Cl2
2HCl;B与水是氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应方程式为H2O+Cl2=HCl+HClO;C与澄清石灰水是二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水,反应方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;故答案为:
H2+Cl2
2HCl;H2O+Cl2=HCl+HClO;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
7.某溶液的溶质可能由下列离子组成:
H+、SO42-、CO32-、Cl―、Na+、Ba2+中的一种或几种。
某同学做如下实验来确定溶液的成分:
①向溶液中加入过量的BaCl2溶液,有白色沉淀产生,过滤。
②向①中的滤液里加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生。
③将足量稀盐酸加入①的沉淀中,沉淀部分消失,有气体产生。
依据以上实验回答下列问题:
(1)原溶液中一定有__________________。
(2)一定没有__________________。
(3)可能含有_____________。
(4)如果要确定原溶液中是否存在该离子,应选用试剂是__________________。
A.稀硝酸B.Ba(NO3)2C.AgNO3D.Na2CO3
(5)写出中沉淀消失的离子方程式________________。
【答案】SO42-、CO32-、Na+H+、Ba2+Cl-BCBaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑
【解析】
【详解】
①向溶液中加入过量的BaCl2溶液,有白色沉淀产生,过滤,则含SO42-、CO32-中的一种或都有,则一定没有Ba2+;
②将①中滤液里加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生,白色沉淀为AgCl,但引入氯离子,则不能确定原溶液中是否含Cl-;
③将①中的沉淀加入稀盐酸中,沉淀部分消失,有气体产生,则一定含SO42-、CO32-,则没有H+,因溶液不显电性,则一定含Na+;
综上所述:
(1)一定含SO42-、CO32-、Na+;
(2)一定没有H+、Ba2+;
(3)可能含有Cl-;
(4)若要确定Cl-是否存在,应首先排除SO42-和CO32-的干扰,故原溶液中加入硝酸钡除去SO42-和CO32-,过滤后往滤液中加入硝酸银,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-,故答案为BC;
(5)碳酸钡与稀盐酸反应生成氯化钡和二氧化碳气体,离子反应方程式为:
BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑。
8.已知X、Y均为有刺激性气味的气体,且几种物质间有以下转化关系,部分产物未标出。
请回答下列问题。
(1)写出下列各物质的化学式:
X______、Y______、A______、B______、C______。
(2)反应①的离子方程式为____________。
【答案】Cl2SO2HClH2SO4FeCl32Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
【解析】
【分析】
A与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀,A中含Cl-;B与盐酸酸化的BaCl2溶液反应产生白色沉淀,B中含SO42-;又根据X、Y均为有刺激性气味的气体,且X能与
反应,则X为Cl2,Y为SO2,A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
【详解】
(1)分析可知,X为Cl2,Y为SO2,A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
(2)反应①为氯化铁与二氧化硫发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+。
9.常温下,A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体,A、B、C、D、E都含X元素,其转化关系如图所示:
(1)请分别写出下列物质的化学式(如为溶液请填溶质的化学式):
A________、B________、D________。
(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式(请注明反应条件):
A+H2O(离子方程式):
_________;A+NaOH(离子方程式):
_______________;D→A(化学方程式):
____________________。
【答案】Cl2HClOHClCl2+H2O=H++Cl-+HClOCl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O
【解析】
【分析】
常温下,A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体,判断为Cl2,A、B、C、D、E都含X元素,B为HClO,D为HCl,C为NaCl,E为NaClO,依据推断出的物质结合物质性质回答问题。
【详解】
(1)据上所述可知A为Cl2、B为HClO,D为HCl;
(2)Cl与H2O反应产生HCl和HClO,反应的离子方程式是:
Cl2+H2O=HCl+HClO;Cl与NaOH溶液反应,产生NaCl、NaClO和H2O,反应离子方程式为:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;MnO2与浓盐酸在加热条件下,发生反应产生MnCl2、Cl2和水,反应的化学方程式为:
4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
10.现有A、B、C、D四种气体,A是密度最小的气体,B在通常情况下呈黄绿色,把四种气体分别通入硝酸银和稀硝酸混合溶液中,通入B、D气体时立即出现白色沉淀,纯净的A可以在B中安静的燃烧,发出苍白色的火焰并生成D。
把无色无刺激气味的气体C通入澄清石灰水时变浑浊。
(1)ABCD的化学式分别为:
A___________,B_________,C__________,D___________。
(2)写出下列各反应的离子方程式:
B与水_________________________________________________。
B与NaOH溶液_________________________________________。
C与澄清石灰水_________________________________________。
D与AgNO3溶液_______________________________________。
【答案】H2Cl2CO2HClCl2+H2O=H++Cl-+HClOCl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2OCO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2OAg++Cl-=AgCl↓
【解析】
【分析】
A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D,反应生成HCl,则D为HCl,把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊,应为CO2,结合对应物质的性质解答该题。
【详解】
A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D,反应生成HCl,则D为HCl,把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊,应为CO2;
(1)由以上分析可知,A为H2,B为Cl2,C为CO2,D为HCl;
(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的离子方程式为:
Cl2+H2O=H++Cl-+HClO;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为:
Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O;二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水,反应的离子方程式为:
CO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2O;稀HCl与AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀,反应的离子方程式为:
Ag++Cl-=AgCl↓。
11.某待测溶液(阳离子为Na+)中只可能含有SO42-、SO32-、Cl-、Br-、NO3-、HCO3-中的一种或若干种,进行下列实验(每次实验所加试剂均足量);回答下列问题:
(1)待测液中是否含SO42-、SO32-离子__________________________________________
(2)气体D的化学式为____________,反应生成沉淀B的离子方程式为:
____________
(3)根据以上实验,待测液中肯定没有的离子__________________________;肯定存在的离子是_____________________。
【答案】一定有SO32-,而SO42-可能存在可能不存在NOHCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H
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