高考化学氯及其化合物大题培优附答案.docx
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高考化学氯及其化合物大题培优附答案
2020-2021高考化学氯及其化合物(大题培优)附答案
一、高中化学氯及其化合物
1.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。
2.氧化物X、单质Y都能对大气造成污染。
已知X是红棕色气体,能与水反应;Y是黄绿色气体,能使湿润的有色布条褪色。
请回答下列问题:
(1)X的化学式为_________;
(2)X与水反应生成NO和一种酸,该酸的名称为________;
(3)Y能使湿润的有色布条褪色,说明Y的水溶液具有____(填“漂白”或“酸”)性。
【答案】NO2硝酸漂白
【解析】
【分析】
氧化物X、单质Y都能对大气造成污染。
已知X是红棕色气体,能与水反应;X为NO2,Y是黄绿色气体,能使湿润的有色布条褪色,Y为Cl2。
【详解】
⑴X的化学式为NO2;故答案为:
NO2。
⑵X与水反应生成NO和一种酸,3NO2+H2O=2HNO3+NO,该酸的名称为硝酸;故答案为:
硝酸。
⑶Y能使湿润的有色布条褪色,Cl2+H2O=HCl+HClO,HClO具有漂白性,说明Y的水溶液具有漂白性;故答案为:
漂白。
3.室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体,在合适反应条件下,它们可按下面框图进行反应。
又知E溶液是无色的。
请回答:
(1)A是________,B是________,C是________(填化学式)。
(2)反应①的化学方程式为____________________________。
(3)反应③的化学方程式为____________________________。
(4)反应④的化学方程式为______________________。
【答案】FeCl2H22Fe+3Cl2
2FeCl3Fe+2HCl===FeCl2+H2↑2FeCl2+Cl2===2FeCl3
【解析】
【分析】
B为黄绿色气体,应为Cl2,C为无色气体且与Cl2能发生反应,则C为H2,E为HCl;由反应③、④可以推出,A为排在H前面的金属,且A为变价金属,因此A为Fe,结合物质的相关性质解答该题。
【详解】
B为黄绿色气体,应为Cl2,C为无色气体且与Cl2能发生反应,则C为H2,E为HCl;由反应③、④可以推出,A为排在H前面的金属,且A为变价金属,因此A为Fe。
(1)由以上分析可知A为Fe,B为Cl2,C为H2,故答案为:
Fe;Cl2;H2;
(2)反应①为Fe和Cl2的反应,反应的化学方程式为2Fe+3Cl2
2FeCl3,故答案为:
2Fe+3Cl2
2FeCl3;
(3)反应③为Fe和HCl的反应,反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,故答案为:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(4)反应④为FeCl2和Cl2的反应,化学方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3,故答案为:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
4.某溶液中可能含有K+、Na+、
、Cl-中的一种或几种,为鉴别其中所含离子,现进行如下实验:
请回答下列问题:
(1)原溶液中一定存在的离子是______(填离子符号,下同),一定不存在的离子是______________,可能存在的离子是__________________。
(2)为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在,应进行的实验操作及判断依据是_________
【答案】Na+和
K+Cl-取原溶液,向溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成,再加入足量稀硝酸,若白色沉淀不消失,则原溶液中存在Cl-,若白色沉淀消失,则原溶液中不存在Cl-
【解析】
【分析】
钠的焰色反应是黄色,钾的焰色反应(透过蓝色钴玻璃)是紫色;
能和盐酸反应生成气体。
检验Cl-的试剂是稀硝酸和硝酸银溶液。
【详解】
(1)根据焰色反应显黄色、透过蓝色钴玻璃无紫色,说明含有Na+、无K+;加入盐酸有气体产生,说明存在CO32-,但不能确定是否有Cl-;则原溶液中一定存在Na+和CO32-,一定不存在K+,可能存在的是Cl-。
(2)要检验是否存在Cl-选用AgNO3溶液和稀HNO3,所进行的操作和判断的依据为:
取原溶液,向溶液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成,再加入足量稀硝酸,若白色沉淀不消失,则原溶液中存在Cl-,若白色沉淀消失,则原溶液中不存在Cl-。
5.某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。
已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。
M与其他物质的转化关系如下图所示(部分产物、反应条件已略去):
(1)常温下,用惰性电极电解M溶液(足量)发生反应的离子方程式为__________,电解一段时间后,让溶液复原的方法为_____,若M溶液为0.5L,电解一段时间后,两极共生成气体1.12L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为_____(忽略溶液的体积变化)。
(2)若A是一种常见的难溶于水的酸性氧化物,可用于制造玻璃,则E溶液的俗称是_______。
(3)若A是CO2气体,将一定量的A通入B溶液,得到溶液W,再向溶液W中滴入盐酸,相关量如图所示,则溶液W中的溶质及其物质的量分别为_____、_____。
(4)若A是一种化肥。
A和B反应可生成气体E,E与D相遇产生白烟,工业上可利用E与D的反应检查输送D的管道是否泄漏,是因为E与D可发生反应:
_________(写化学方程式)。
【答案】2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑通入HCl13水玻璃Na2CO3,0.005molNaHCO3,0.005mol3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl
【解析】
【分析】
C可在D中燃烧发出苍白色火焰,则C为H2,D为Cl2;其生成的产物为HCl,F为HCl;用惰性电极电解M溶液,产生H2、Cl2,则M为NaCl,B为NaOH。
【详解】
(1)常温下,用惰性电极电解NaCl溶液(足量)时,生成氢气、氯气和氢氧化钠,则反应的离子方程式为2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑;溶液中出来的为氢气和氯气,则溶液还原时,应加入HCl恢复;两极共生成气体1.12L,则生成n(H2)=n(Cl2)=
=0.025mol,则溶液中产生0.05mol的OH-,c(OH-)=
=0.1mol/L,则c(H+)=10-13mol/L,pH=13;
(2)若A是一种常见的难溶于水的酸性氧化物,可用于制造玻璃,A为二氧化硅,与NaOH反应生成硅酸钠,其溶液俗称水玻璃;
(3)若A是CO2气体,根据图像可知,开始时未产生气体,且生成气体消耗盐酸与未生成气体消耗的盐酸的体积比为2:
1,则溶液为碳酸钠与碳酸氢钠的混合液,且其物质的量之比为1:
1,则Na2CO3,0.005mol;NaHCO3,0.005mol;
(4)若A是一种化肥,E与HCl相遇产生白烟,则E为氨气,氨气与氯气反应生成氮气和氯化铵固体,方程式为3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl。
6.有X、Y、Z三种元素:
①X、Y、Z的单质在常温下均为气体,②X单质可以在Z的单质中燃烧,生成化合物XZ,火焰呈苍白色,③XZ极易溶于水,在水溶液中电离处X+和Z﹣,其水溶液能使蓝色石蕊试纸变红,④每两个X2分子能与一个Y2分子化合成两个X2Y分子,X2Y常温下为液体,⑤Z单质溶于X2Y中,所得的溶液具有漂白性。
(1)写出下列微粒的电子式:
X+_____,Z﹣______,Y原子_____。
(2)写出X2Y的化学式_____。
按要求与X2Y分子具有相同电子数的微粒的化学符号:
两个原子核的阴离子_____,5个原子核的分子_____。
(3)写出Z单质溶于X2Y中发生反应的离子方程式:
_____,所得溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝,主要起作用的微粒是_____。
(4)实验室制备XZ的化学方程式:
_____,如何检验XZ是否收集满__________。
【答案】H+
H2OOH﹣CH4Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClOCl2NaCl(s)+H2SO4(浓)
NaHSO4+HCl↑用湿润的蓝色石蕊试纸放置于集气瓶口,试纸变红,则已收集满,否则未收集满
【解析】
【分析】
XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z﹣,XZ的水溶液可使石蕊试液变红,溶液呈酸性,则X为氢元素,X单质为H2,结合X的单质在Z的单质中燃烧生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色,可知Z为Cl元素,Z的单质为Cl2,故XZ为HCl.X2Y常温下为液体,则X2Y为H2O,说明Y为O元素,Cl2溶于H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白作用,符合题意,据以上分析解答。
【详解】
XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z﹣,XZ的水溶液可使石蕊试液变红,溶液呈酸性,则X为氢元素,X单质为H2,结合X的单质在Z的单质中燃烧生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色,可知Z为Cl元素,Z的单质为Cl2,故XZ为HCl,
X2Y常温下为液体,则X2Y为H2O,说明Y为O元素,Cl2溶于H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白作用,符合题意;
(1)X+为H+,其电子式为H+,Z﹣为Cl﹣,其电子式为
,Y为O元素,其原子电子式为
;
故答案为:
H+、
、
;
(2)X2Y的化学式为H2O;与H2O分子具有相同电子数的微粒的化学符号:
两个原子核的阴离子为OH﹣,5个原子核的分子为CH4;
故答案为:
H2O;OH﹣;CH4;
(3)Z单质溶于X2Y中发生反应的离子方程式:
Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO,所得溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝,主要起作用的微粒是:
Cl2;
故答案为:
Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO;Cl2;
(4)实验室制备HCl的化学方程式:
NaCl(s)+H2SO4(浓)
NaHSO4+HCl↑;检验HCl是否收集满方法:
用湿润的蓝色石蕊试纸放置于集气瓶口,试纸变红,则已收集满,否则未收集满;
故答案为:
NaCl(s)+H2SO4(浓)
NaHSO4+HCl↑;用湿润的紫色石蕊试纸放置于集气瓶口,试纸变红,则已收集满,否则未收集满。
7.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________、E________。
(2)写出下列反应的化学方程式(请注明反应条件):
A+H2O:
____________________;
A→D:
____________________。
【答案】Cl2HClOHClNaClOCl2+H2O
HCl+HClOCl2+H2
2HCl
【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,C为NaCl,D为HCl,E为NaClO,依据推断出的物质结合物质性质回答问题。
【详解】
依据转化关系图分析,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,C为NaCl,D为HCl,E为NaClO;
(1)根据以上分析,A为Cl2、B为HClO,D为HCl,E为NaClO;
(2)氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,化学方程式为:
Cl2+H2O
HCl+HClO;
氯气可以与氢气反应生成氯化氢,反应方程式为:
。
8.A—E五种物质都含有同一种元素,它们之间的转化关系如图所示,其中A为淡黄色固体化合物,B为单质。
(1)固体A的名称为____,单质B的常见用途有:
_____(任写一条)。
(2)写出下列反应的化学方程式
①B→C__________
②A→D__________
(3)写出将氯气通入C溶液中的化学方程式_____,其溶液有漂白作用,漂白原理是______。
(写反应方程式)
【答案】过氧化钠;制作高压钠灯,Na-K液态合金做原子反应堆的导热剂,制备钠的化合物,制备某些金属等(任写一条);2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO。
【解析】
【分析】
A~E五种物质都含有同一种元素,A为淡黄色固体化合物,可由单质B转化得到,且A又能与二氧化碳反应生成D,则A为Na2O2,D为Na2CO3,而B能与氯气反应生成E,则B为Na、E为NaCl,A、B均可以转化生成C,C可以转化得到D、E,可推知C为NaOH,据此进行解答。
【详解】
(1)固体A的名称为过氧化钠,钠的常见用途有:
制作高压钠灯,Na-K液态合金做原子反应堆的导热剂,制备钠的化合物,制备某些金属等;
故答案为:
过氧化钠;制作高压钠灯,Na-K液态合金做原子反应堆的导热剂,制备钠的化合物,制备某些金属等(任写一条);
(2)①B→C的化学方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,②A→D的化学方程式:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
故答案为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(3)将氯气通入C溶液中的化学方程式:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,其溶液有漂白作用,漂白原理是:
NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO;
故答案为:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO。
【点睛】
1.本题中学生们由于不按要求作答造成失分,有两点:
①第
(1)问经常会出现学生将名称写成化学式;②第
(2)、(3)问将化学方程式错写成离子方程式;学生们做题时一定要认真审题,按要求作答,可以用笔进行重点圈画,作答前一定要看清是让填化学式还是名称,让写化学方程式还是离子方程式。
学生们一定要养成良好的审题习惯,不要造成不必要的失分。
2、第(3)问漂白液的漂白原理位为:
NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO,学生们容易将NaHCO3写成Na2CO3,由于酸性强弱顺序为:
H2CO3>HClO>HCO3-,因此根据强酸制弱酸的原理知,无论CO2是过量还是少量,产物均为NaHCO3。
9.常温、常压下X2、Y2、Z2三种气体有如下转化关系:
(1)X2、Y2、Z2分别是___________、___________、__________(填化学式)
(2)Z2与X2Y反应的化学方程式为_________________.
(3)Z2与NaOH溶液反应的离子方程式为________________.
【答案】H2O2Cl2Cl2+H2O=HCl+HClO2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
【解析】
【详解】
X2、Y2、Z2三种气体,Y2和Z2都能与X2点燃反应,一个呈液态为水,一个产生苍白色火焰为氯化氢气体;所以X2为氢气;Y2为氧气、Z2为氯气;氯气与水反应的方程式为Cl2+H2O==HCl+HclO;2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O;2OH-+Cl2==Cl-+ClO-+H2O
10.利用下图,可以从不同角度研究含氯物质的性质及其转化关系,图中甲~辛均含氯元素。
回答下列问题:
(1)丙的化学式为_______;从组成和性质上分析,丁属于_______(填“酸性”或“碱性”)氧化物。
(2)图中甲、乙、丁、戊中,属于电解质的是__________(填化学式);根据氯元素的化合价判断,乙物质__________。
a只有氧化性b既有氧化性又有还原性
c只有还原性d既能做氧化剂也能做还原剂
(3)电解甲溶液制备己的化学反应为:
甲+H2O→己+H2↑,反应中甲与H2O的物质的量之比是______。
(4)庚是漂白粉的有效成分,用乙制取庚的化学反应方程式为_________。
(5)辛在MnO2催化下受热分解可用于制备一种常见气体,这种气体的化学式是____。
【答案】ClO2酸性HCl、HClObd1﹕42Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2OO2
【解析】
【详解】
(1)丙中氯元素的化合价为+4价,丙为氧化物,所以丙是二氧化氯;丁是+7价的含氯氧化物,为七氧化二氯,能与碱反应生成盐和水,为酸性氧化物,故答案为:
ClO2;酸性;
(2)常见的电解质为酸碱盐、水和活泼金属氧化物,甲为氯化氢,乙为氯气,丁为七氧化二氯,戊为次氯酸,属于电解质的为甲和戊;
乙为氯气,氯元素的化合价为0,处于氯元素的中间价态,既有氧化性又有还原性,既能做氧化剂也能做还原剂,故答案为:
HCl、HClO;bd;
(3)甲为氯化氢,己为高氯酸,氯元素由﹣1价变为+7价,氢元素由+1变为0,根据得失电子数相等,n(HCl):
n(H2O)=1:
4,故答案为:
1:
4;
(4)庚为次氯酸钙,乙为氯气,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应方程式为:
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,故答案为:
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O;
(5)氯酸钾中的氯元素为+5价,且它在二氧化锰催化下会生成氯化钾和氧气,故答案为:
O2。
【点睛】
解答第3小题时要注意,氢元素由+1变为0,一个氢气分子含有两个氢原子,则生成一个氢气转移两个电子;在氧化还原反应配平时一定要注意物质分子式(离子)右下角标,例如O从-2价变为0价,则生成一个氧气转移的电子数时4;C2O42-被氧化生成CO2,则一个C2O42-被氧化失去的电子数是2。
11.MnO2是一种重要无机材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。
某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验,流程:
(1)第一次过滤后,所得滤液中含有的主要阳离子为____________________;所得滤渣需要洗涤,判断滤渣已洗涤干净的方法是__________________________________________
(2)完成第②步相关的离子反应:
________________________________________________.
(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、玻璃棒、酒精灯、_______________,已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还含有____________(写化学式)。
(4)粗MnO2样品的质量为12.69g,第①步反应后,过滤得到8.7gMnO2,并收集到0.224LCO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要_______molNaClO3。
【答案】H+、Mn2+向最后一次洗涤液中加入BaCl2溶液,无浑浊,说明沉淀已洗涤干净
蒸发皿NaCl0.02
【解析】
【分析】
由制备流程可知,MnO2不溶于硫酸,样品中的MnO、MnCO3和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,滤液中含MnSO4,为保证固体充分溶解,硫酸是过量的,第②步发生5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,第③步中氯气与热的NaOH发生氧化还原反应生成NaCl、NaClO3、水,溶液蒸发可得到固体,以此解答。
【详解】
(1)加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,为保证固体充分溶解,硫酸是过量的,第一次过滤后,所得滤液中含有的主要阳离子为:
H+、Mn2+;所得滤渣需要洗涤,判断滤渣已洗涤干净,只需检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子即可,方法是:
向最后一次洗涤液中加入BaCl2溶液,无浑浊,说明沉淀已洗涤干净,故答案为:
H+、Mn2+;向最后一次洗涤液中加入BaCl2溶液,无浑浊,说明沉淀已洗涤干净;
(2)MnSO4要转化为MnO2,需失去电子,故需要加入NaClO3做氧化剂,Mn元素化合价从+2价升高至+4价,Cl元素化合价从+5价降低至0价,依据得失电子守恒以及原子守恒可以配平,所以反应的化学方程式是:
5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+Na2SO4+4H2S
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- 高考 化学 及其 化合物 大题培优附 答案