- 氯气的应用
- 共578题
(14分)
研究小组用下图装置制取Cl2,证明产生的气体中含有HCl。
(1)仪器A的名称为 ;A中反应的离子方程式为 。
(2)甲同学将A中产生的气体通入下列溶液:
①实验a中的现象为 。
②不能证明产生的气体中含有HCl的实验是 (填字母序号)。
(3)已知将HCl气体通入饱和食盐水中有白色固体析出。乙同学将A中产生的气体通入饱和食盐水中,有白色固体析出,但该实验不能证明气体中含有HCl,结合化学用语解释其原因: 。
(4)已知:2S2O32- + I2 ="==" S4O62- + 2I-。丙同学将A中产生的气体通入蒸馏水中,得到溶液X,进行以下实验证明气体中含有HCl。
I.测定X中溶解的Cl2。取25.00 mL溶液X,加入过量KI溶液,然后用0.04 mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定生成的I2,达滴定终点时消耗Na2S2O3溶液V mL。
II.测定X中Cl元素总量。另取25.00 mL溶液X,选用适当的还原剂将溶解的Cl2全部还原为Cl-,再用0.10 mol•L-1 AgNO3溶液滴定所得溶液中的Cl-。
X中的HClO不会影响I的测定结果,原因是 。
由I、II 中实验数据可证明A中产生的气体中含有HCl,则II中消耗0.10 mol•L-1 AgNO3溶液的体积应大于 mL(用含V的代数式表示)。
正确答案
(14分)
(1)圆底烧瓶(1分) 4H++2Cl-+MnO2 2H2O + Cl2↑+Mn2+
(2)①溶液先变红再褪色 ②a、b
(3)Cl2+ H2OHCl+HClO,Cl2溶于水后使得溶液中的c(Cl-)增大,也能析出晶体。
(4)(3分)
①答案一:生成1 mol HClO需消耗1 mol Cl2(1分), HClO也有氧化性,1 mol HClO和1 mol Cl2均能将2 mol KI氧化成I2(2分)。
答案二: Cl2+ H2OHCl+HClO,Cl2发生反应时,上述平衡逆向移动,相当于Cl2全部参与氧化I-的反应。
②0.4V
试题分析:(1)仪器A的名称为圆底烧瓶;A是二氧化锰与浓盐酸制取氯气的反应,离子方程式为4H++2Cl-+MnO2 2H2O + Cl2↑+Mn2+
(2)①氯气溶于水生成氯化氢和次氯酸,溶液呈酸性,所以石蕊试液变红;次氯酸具有漂白性,随后溶液红色褪去;
②ab都不能证明产生的气体中含有HCl。因为氯气溶于水生成氯化氢,所以即使产生的气体中不含氯化氢,石蕊试液也会变红;同时生成的氯化氢与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀,不能说明产生的气体中有氯化氢;
(3)氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,Cl2+ H2OHCl+HClO,Cl2溶于水后使得溶液中的c(Cl-)增大,也能析出晶体。
(4)①生成1 mol HClO需消耗1 mol Cl2, HClO也有氧化性,1 mol HClO和1 mol Cl2均能将2 mol KI氧化成I2,所以HClO的存在不影响实验结果;或者Cl2+ H2OHCl+HClO,Cl2氧化KI时,上述平衡逆向移动,相当于Cl2全部参与氧化I-的反应。
②I中测定Cl2的物质的量是0.04 mol•L-1×V×10-3L×1/2,则转化为Cl-的物质的量是0.04V×10-3mol;不考虑气体中的氯化氢,氯气转化的Cl-需要硝酸银的体积是0.04V×10-3mol/0.1mol/L=0.4VmL,所以II中消耗0.10 mol•L-1 AgNO3溶液的体积应大于0.4VmL,说明气体中含有HCl。
某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题。
(1)下列方法中,可制得氯气的正确组合是 。
①MnO2和浓盐酸混合共热
②KMnO4和浓盐酸混合 ③氯酸钠和浓盐酸混合 ④K2Cr2O7和浓盐酸混合
(2)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是 。
(3)①装置B的作用是 ,现象是 。
②装置C和D出现的不同现象说明的问题是 。
③装置E的作用是
目前我国饮用水消毒主要用氯——通氯气,加漂白粉或漂白精。
(1) 漂白粉或漂白精长期放置于空气中会变质失效,其化学方程式是__________________。
(2)目前我国广泛采用经过干燥空气稀释的氯气,通入填有固体亚氯酸钠(NaClO2)的柱内
制得ClO2,这一反应的化学方程式是:_________________________________________。
正确答案
(1)D (2)浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低,最终变为稀盐酸,反应不再产生氯气
(3)①证明有水蒸气产生 白色固体变蓝色
②氯气无漂白性,氯气与水反应产生的次氯酸有漂白性
③吸收氯气
(1)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
(2)Cl2+2NaClO2=2ClO2+2NaCl
试题分析:(1)MnO2、KMnO4、NaClO3、K2Cr2O7都具有强氧化性,与浓盐酸反应都能生成Cl2,故D项正确。
(2)浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低,最终变为稀盐酸,反应不再产生氯气,HCl为0.2mol,所以生成的Cl2小于0.05mol,小于1.12L。
(3)①装置B中盛有无水硫酸铜,所起的作用为证明水蒸气的存在;现象为:白色固体变蓝色。
②装置D和E的区别在于布条是否干燥,而在湿润的布条中,氯气与水反应生成次氯酸,因此这两个装置说明了“氯气无漂白性,次氯酸有漂白性”。
③要检验有HCl挥发出来,需要除去Cl2,所以装置E的作用是:吸收氯气。
漂白粉长期放置于空气中,Ca(ClO)2与CO2、H2O反应生成HClO,HClO分解使漂白粉失效。
Cl2把NaClO2中的+3价Cl氧化为ClO2,配平可得化学方程式。
如图所示,将等物质的量的Cl2和CH4充入一容积为 25 mL的量筒,并将量筒倒置在盛有饱和食盐水的水槽中,用日光散射,可观察到的现象是;
①
②
③
④
正确答案
气体的黄绿色变浅,最后为无色 有油状液滴附着在量筒内壁
饱和食盐水中有晶体析出 量筒内气体体积减小,液面上升
试题分析:在光照的条件下氯气和甲烷发生取代反应生成卤代烃和氯化氢,卤代烃不能溶于水,氯化氢极易溶于水,所以实验中可以观察到的实验现象是气体的黄绿色变浅,最后为无色;有油状液滴附着在量筒内壁;饱和食盐水中有晶体析出;量筒内气体体积减小,液面上升。
点评:该题是基础性试题的考查,试题基础性强,难易适中。侧重对基础知识的巩固和训练的,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生规范严谨的实验设计能力,也有助于调动学生的学习兴趣和学习积极性,提升学生的学科素养。
(13分)如图所示,是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置,其中各试剂瓶装的试剂为:B(品红溶液;一种常见的红色溶液)C(KBr溶液)D(碘化钾-淀粉溶液)E(水)H(紫色石蕊试液)
(1)A是氯气发生装置,蒸馏烧瓶中盛放MnO2固体,其化学反应方程式是:
(2)实验开始时,先点燃A处酒精灯,打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞,让氯气充满整个装置,再点燃G处酒精灯,回答下列问题:
下列装置中的现象是B ;D
请写出C中的化学方程式
(3)在G装置的硬质玻璃管内盛有碳粉,发生氧化还原反应,一种产物能使H处紫色石蕊试液变红,另一产物能使澄清石灰水变浑浊,写出G中的反应的化学方程式 。
(4)在H处,紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,其原因是 。
(5)G处反应完毕后关闭分液漏斗旋塞,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有氯气产生,此时应该怎样操作 ;装置Ⅰ中的现象是 。
正确答案
(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)品红溶液褪色;溶液显蓝色; 2KBr+Cl2=2KCl+Br2
(3)C+2Cl2+2H2O4HCl+CO2
(4)生成的HCl使紫色石蕊试液变红色,剩余的Cl2会与水作用生成HClO,又起漂泊作用,使红色褪去
(5)关闭Ⅰ处活塞;Ⅰ处 b 瓶内液面下降,c处液面上升
试题分析:(1)实验室制取氯气的方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)氯气溶于水生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,B中品红溶液褪色,C中反应方程式为Cl2+2KBr=2KCl+Br2。D中发生反应为Cl2+2KI=2KCl+I2,淀粉遇碘变蓝。
(3)G中生成物一种为二氧化碳,另一种产物溶于水显酸性,根据元素守恒应为HCl,反应方程式为C+2Cl2+2H2O 4HCl+CO2
(4)生成的HCl使紫色石蕊试液变红色,剩余的Cl2与水作用生成HClO,又起漂泊作用,使红色褪去
(5)I的作用是贮存多余的氯气,所以反应完毕后应关闭I处活塞,b中压强增大,b瓶内液面下降,c处液面上升。
点评:本题综合考查氯气的实验室制法及氯气的性质,尾气处理与以往不同。
某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的性质及模拟工业制取漂白粉,设计了如下装置进行实验(实验室制取氯气的反应为MnO2 + 4 HCI(浓)MnCl2 + C12↑+ 2 H2O):
请按要求回答下列问题:
(1)淀粉碘化钾溶液中观察到的现象是_________,反应的离子方程式____________。
(2)若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,则甲中盛放________(填名称)。
(3)C12与石灰乳反应制取漂白粉的化学方程式为___________________。
(4)该兴趣小组用8.7g MnO2与足量的浓盐酸制备氯气,则理论上最多可制得标准状况下的Cl2______________L。
正确答案
(1)溶液变蓝色 Cl2+2I-=2Cl-+I2
(2)浓硫酸
(3)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(4)2.24
试题分析:(1)MnO2与浓盐酸混合加热发生反应制取Cl2,由于HCl有挥发性,实验在Cl2中含有杂质HCl,用饱和NaCl溶液来除去HCl杂质有可以减少Cl2的消耗。由于Cl2有氧化性,会与KI发生反应:Cl2+2KI=2KCl+I2。I2遇淀粉变蓝色。反应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2。(2)若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,则甲中盛放浓硫酸。(3)C12与石灰乳反应制取漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(4)n(MnO2)=8.7g÷87g/mol="0.1mol." 由于HCl过量。所以放出的气体由MnO2决定。根据方程式MnO2 + 4 HCI(浓)MnCl2 + C12↑+ 2 H2O可得放出的C12的物质的量为0.1mol.在标准状况下,其体积为2.24L。2的实验室制法及有关的性质、现象及有关气体摩尔体积的计算的知识。
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