- 氯气的性质
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(8分)在加热的条件下,用MnO2与100mL物质的量浓度为12mol/L的浓盐酸反应,制得氯气2.24L(标准状况)。(已知MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O)
(1)需要消耗MnO2多少克?
(2)被氧化的HCl的物质的量是多少?
(3)若反应后溶液的体积不变,则反应后溶液中Cl-物质的量浓度是多少?
正确答案
(共8分)(1)(2分)8.7g (2)( 2分)0.2 (3)10
(4分)
略
某化学学习小组设计如图实验装置(夹持装置略去)制备Cl2,并探究氯气的相关性质。
(1)若A装置中固体药品为KClO3,则反应中每生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为________mol。
(2)装置B既能除去氯气中的氯化氢,还能检测实验过程中装置C是否发生堵塞。若C中发生堵塞,B中将观察到的现象是________。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ处是湿润的有色布条,则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是____________________。
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。请简述能说明氯、溴、碘非金属性强弱的实验操作及现象:_______________。
(5)请用化学方程式说明装置F的作用:____________________。
(6)甲同学提出,装置F中的试剂可改用足量的Na2SO3溶液,乙同学认真思考后认为此法不可行。请用离子方程式解释乙认为不可行的原因:____________________________________。
正确答案
(1)
(2)B中长颈漏斗中液面上升,形成液柱
(3)无水氯化钙(硅胶、P2O5)、干燥的有色布条
(4)打开A中分液漏斗活塞,一段时间后,D中的无色溶液变为橙色(橙红色或黄色),说明氯的非金属性大于溴;打开D中活塞,将D中少量溶液放入装置E中,振荡,下层为紫红色,说明溴的非金属性大于碘
(5)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
(6)SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+2H+、SO32-+2H+=SO2↑+H2O
(1)KClO3与浓盐酸发生反应:KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O,由氧化还原反应可知,生成3 mol Cl2,转移5 mol电子,因此当产生1 mol Cl2时,转移电子的物质的量为5/3 mol。(2)若装置C发生堵塞,则B内压强变大,导致B中长颈漏斗中液面上升,形成液柱。(3)为做对比,看干燥的氯气是否具有漂白性,Ⅱ处应放吸水剂,Ⅲ处放干燥的有色布条。
点拨:本题考查物质的制备与性质验证实验等,考查考生的实验能力。难度中等。
某化学小组为了证明SO2和Cl2的漂白性,设计了如下图所示的实验装置:
它们制备SO2和Cl2所依据的原理分别是:
Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+H2O+SO2↑ MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)用来制取Cl2的装置是 (填序号),反应中浓盐酸所表现出的化学性质是 和
(2)反应开始一段时间后, B、D试管中的品红溶液均褪色。停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,____ __ (填“B”或“D” )试管中无明显现象。
(3)装置C的作用是 ;
(4) 若装置D中的品红溶液换成紫色的石蕊溶液,则出现的现象是 。
(5)该小组同学将两种气体混合后通入品红溶液,一段时间后,品红溶液几乎不褪色。查阅资料得知:两种气体按体积比1:1混合,再与水反应可生成两种常见的酸,因而失去漂白作用,该反应的化学方程式是 。
正确答案
(1) E;还原性、酸性;(2) D ;(3)吸收多余的SO2和Cl2;(4)先变红,后褪色;
(5)SO2+Cl2+2H2O ==2HCl+H2SO4。
试题分析:(1)根据反应物的状态和反应条件选择反应装置,根据题给信息知,实验室制取氯气所用药品是固体和液体,反应条件是加热,所以应选用固液加热型装置,选E;实验室制取氯气的反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,由HCl生成MnCl2,氯元素化合价不变,由HCl生成Cl2,氯元素化合价降低,所以浓盐酸所表现出的性质是酸性和还原性;(2)氯气通入品红溶液中红色褪去,是利用次氯酸的强氧化性,生成的无色物质稳定,加热不复原;二氧化硫的漂白性是利用二氧化硫和有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,加热复原;选D;(3)氯气和二氧化硫有毒不能直接排空,需进行尾气处理,装置C的作用是吸收多余的SO2和Cl2;(4) 若装置D中的品红溶液换成紫色的石蕊溶液,则出现的现象是先变红,后褪色;氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子反应方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,二氧化硫和氢氧化钠反应生成盐和水,离子方程式为:SO2+2OH-=SO32-+H2O,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;SO2+2OH-=SO32-+H2O;(5)氯气有强氧化性,二氧化硫有还原性,二者能按1:1发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸而使气体失去漂白性,反应方程式为Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl。
氯水具有多种性质,根据新制氯水分别与如图五种物质发生的反应填空(氯水足量):
(1)a、b、c中反应的离子方程式为: 。
e中的化学反应方程式为 。上述反应中发生了氧化还原反应的是: (填“a”、“b”、“c”或“e”)。
(2)能证明氯水具有漂白性的现象是____________________________。
(3)久置的氯水变为________,用化学反应方程式表示为__________。
(4)实验室保存饱和氯水的方法是_____________________________。
正确答案
(1)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(1分)
2H++CO32-===H2O+CO2↑(1分)
Ag++Cl-===AgCl↓(1分)
2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O ,(2分)
ae(1分)
(2)氯水与石蕊试液反应,先变红后褪色(1分)
(3)稀盐酸(1分) 2HClO2HCl+O2↑(1分)
(4)在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存(1分)
试题分析:(1)a为Cl2氧化Fe2+,离子方程式:Cl2+2Fe2+=2Cl‾+2Fe3+,b为氯水中的盐酸与Na2CO3,离子方程式为:CO32‾+2H+= H2O+CO2↑,c为氯水中的Cl‾与AgNO3溶液中的Ag+反应,离子方程式为:Cl‾+Ag+===AgCl↓,e为Cl2与Ca(OH)2反应,离子方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O ,ae中反应元素化合价发生了变化,为氧化还原反应。
(2)把新制氯水加入石蕊试液,氯水显酸性使石蕊变红,HClO使石蕊褪色,说明氯水具有漂白性。
(3)HClO分解生成HCl和O2,所以久置的氯水变为稀盐酸,化学方程式为:2HClO2HCl+O2↑
(4)因为HClO在光照条件下易分解,所以氯水在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存。
氯气、氨气等物质在生产和科研中都有重要应用.
(1)若发生大量氯气泄漏事故,下列措施中正确的是______.
a.立即通报相关部门,迅速撤离事故现场
b.用蘸有肥皂水的毛巾捂住口鼻立即逆风疏散
c.用蘸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻立即顺风疏散
(2)事故发生后,可用NaOH稀溶液处理泄漏的氯气,反应的离子方程式是______.
(3)实验室用氨气还原氧化铜的方法,通过测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)],测定铜的近似相对原子质量.反应的化学方程式是:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O.备选仪器装置如下(装置内所发生的反应是完全的).
①用上述装置制氨气时,能否将碳酸盐换成氯化铵?______(回答“是”或“否”),用化学方程式说明理由.______.
②仪器从左到右的连接顺序(用字母编号表示,仪器可重复使用)是______.
C中的试剂是______,其作用是______.
③铜的相对原子质量是______[用含有m(CuO)、m(H2O)的式子表示].
(4)Cl2与NO2在一定条件下发生化合反应,生成一种气体,实验数据如图.图中横坐标是加入Cl2的物质的量,纵坐标是反应后气体物质的量总和.已知所取Cl2、NO2的物质的量总和为6mol.则生成物的化学式是______.
正确答案
(1)氯气有毒,密度比空气大,易于碱性溶液反应,所以当氯气泄漏时立即通报相关部门,迅速撤离事故现场
,NaOH具有较强的腐蚀性,应用用蘸有肥皂水的毛巾捂住口鼻而不能用NaOH溶液,并且逆风疏散,故答案为:a、b;
(2)氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠,可用NaOH吸收尾气,
反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(3)①制备氨气时应用碳酸铵和氢氧化钙反应,而不能用氯化铵,因氯化铵分解生成的氨气和氯化氢气体易反应而重新生成氯化铵,反应的方程式为HCl+NH3=NH4Cl,
故答案为:否;HCl+NH3=NH4Cl;
②氨气还原氧化铜时,应先制备氨气,并用碱石灰干燥氨气,生成的氨气在加热条件下与氧化铜反应,生成的水用碱石灰吸收以测定生成水的质量,最后用浓硫酸吸收氨气并防止空气中的水和CO2进入D装置以免造成误差,
故答案为:BDADC;浓硫酸;防止空气中的水和CO2进入D装置,吸收多余的氨气;
③根据反应的方程式计算
2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
3mol 3mol
mol
mol
M(CuO)=-16
故答案为:-16;
(4)由图象可知:当氯气的物质的量为2mol时反应后气体的总物质的量最小,说明此时完全反应,
此时n(Cl):n(N02)=1:1,则有Cl2+2NO2═2NO2Cl,所以生成物为NO2Cl,
故答案为:NO2Cl.
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