题目内容

氯气是一种重要的化工原料,自来水的消毒、农药的生产、药物的合成等都需要用氯气.
I.工业上通常采用电解法制氯气:观察图1,回答:

(1)若饱和食盐水中通电后b侧产生的气体通入NaOH溶液中所发生的反应的离子方程式为
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

(2)电解反应的化学方程式为
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2

II.某学生设计如图2所示的实验装置,利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应),回答下列问题:
(1)在A装置中用固体二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气,反应化学方程式为
MnO2+4HCl(浓)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4HCl(浓)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
,若在标准状态下收集到22.4升的氯气,则被氧化的HCl的物质的量是
2mol
2mol

(2)漂白粉将在U形管中产生,其化学方程式是
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

(3)C装置的作用是
吸收未反应完的氯气,防止污染空气
吸收未反应完的氯气,防止污染空气

(4)此实验所得漂白粉的有效成分偏低,该学生经分析并查阅资料发现,主要原因是在U形管中还存在两个副反应.
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO32,为避免此副反应的发生,可采取的措施是
冷却B装置
冷却B装置

②试判断另一个副反应(用化学方程式表示)
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
.为避免此副反应的发生,可将装置作何改进
在B、C之间连接一个盛有饱和食盐水的洗气瓶
在B、C之间连接一个盛有饱和食盐水的洗气瓶

(5)家庭中使用漂白粉时,为了增强漂白能力,可加入少量的物质是
B
B

A.食盐      B.食醋       C.烧碱       D.纯碱.
分析:Ⅰ.(1)b连接电源正极,为电解槽的阳极,发生氧化反应生成氯气,写出氯气与氢氧化钠反应的离子方程式;
(2)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气,据此写出反应的化学方程式;
Ⅱ.(1)加热条件下,二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气;根据原子守恒判断被氧化的氯化氢物质的量;
(2)氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙;
(3)氯气有毒,但能和强碱反应;
(4)①根据温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO32进行分析;
②氢氧化钙能和氯化氢反应生成氯化钙;
(5)次氯酸的酸性比碳酸弱,在空气中可生成具有漂白性的次氯酸,生成的次氯酸浓度越大,漂白效果更好.
解答:解:I.(1)b连接电源的正极,所以为电解槽的阳极,产生的气体是氯气,氯气与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl -+ClO-+H2O,
故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)电解饱和食盐水的化学方程式为:2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑,故答案为:2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
 II.(1)加热条件下,二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)
  △  
.
 
MnCl2+2H2O+Cl2↑;氯化氢被氧化成氯气,根据原子守恒,标准状态下收集到22.4升的氯气的物质的量是1mol,被氧化的氯化氢是2mol,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O;2mol;
(2)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;
(3)氯气有毒不能直接排空,但氯气能和氢氧化钠反应生成无毒物质,所以D中试剂是氢氧化钠溶液,
故答案为:吸收未反应完的氯气,防止污染空气;
(4))①温度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO32,为避免副反应发生,应该降低温度,所以可以采取将U型管置于冷水浴中的措施,
故答案为:冷却B装置;
②盐酸易挥发,加热过程中生成的氯气中含有氯化氢,氯化氢能和碱反应,所以反应方程式为:Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O,为避免副反应发生,可以在B、C之间连接一个盛有饱和食盐水的洗气瓶,
故答案为:Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O;在B、C之间连接一个盛有饱和食盐水的洗气瓶;
(5)次氯酸的酸性比碳酸弱,在空气中可生成具有漂白性的次氯酸,反应的方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3,为生成更多的HClO,可加入醋酸,
故选B.
点评:本题考查了氯气的实验室制法、尾气的处理等知识点,考查较为综合,设计元素化合物知识以及实验设计等问题,题目难度中等,建议在学习中牢固把握相关物质的性质.
练习册系列答案
相关题目
氯气是一种重要的化工原料,在工农业生产、生活中有着重要的应用.请回答下列问题:
(1)实验室制取氯气的反应原理为:MnO2+4HCl(浓) 
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
①该反应中被还原的元素是
Mn
Mn
,还原剂是
HCl
HCl

②取一定量的浓盐酸使其与二氧化锰反应,产生的氯气在标准状况下的体积为33.6L,则被氧化的HCl的物质的量为
3mol
3mol
,反应中转移电子数为
3NA或1.806×1024
3NA或1.806×1024

(2)某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质.
下列说法正确的是
b
b


a.Ⅰ图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗
b.Ⅱ图中:湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有Cl2生成
c.Ⅲ图中:生成蓝色的烟
(3)若氯气罐发生泄漏,当人们逃离爆炸现场时,可以用浸有一定浓度的某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子,最适宜采用的该物质是
d
d

a.NaOH      b.NaCl       c. KOH      d. Na2CO3
(4)将SO2和Cl2分别通入装有品红溶液的两个试管中,两溶液的红色均褪去.加热后,有一支试管中的溶液又呈现红色,该试管通入的气体是
SO2
SO2
.将SO2和Cl2按1:1体积比(同温同压)混合后通入品红溶液中,溶液不褪色.为检验两种气体在溶液中是否发生了氧化还原反应,应向所得溶液加入的试剂是
BaCl2
BaCl2
(填化学式).经实验证明,SO2和Cl2在溶液中发生了氧化还原反应,且SO2被氧化,该反应的离子方程式是
SO2+C12+2H2O=4H++SO42-+2Cl-
SO2+C12+2H2O=4H++SO42-+2Cl-
氯气是一种重要的化工原料.某学习小组在实验室中利用如图所示装置制取氯气并探究其性质.

(1)若A是用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的发生装置,除圆底烧瓶和导管外还用到的玻璃仪器有
分液漏斗、酒精灯
分液漏斗、酒精灯

(2)①装置B中盛有的试剂是
饱和食盐水
饱和食盐水
,作用是
除去氯气中的氯化氢杂质
除去氯气中的氯化氢杂质

②若E中品红溶液褪色,则C装置中发生反应的离子方程式是
2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++6Cl-+2Br2
2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++6Cl-+2Br2
.证明FeBr2与Cl2发生了氧化还原反应的实验方法是
实验后取下装置C的橡胶塞,取少量C中溶液于试管中,滴加KSCN溶液
实验后取下装置C的橡胶塞,取少量C中溶液于试管中,滴加KSCN溶液
(填操作方法).
③已知碳酸的酸性强于次氯酸,则装置D中反应的化学方程式为
2Cl2+Na2CO3 +H2O=CO2+2NaCl+2HClO
2Cl2+Na2CO3 +H2O=CO2+2NaCl+2HClO

(3)某研究性学习小组用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收处理上述实验后的尾气.吸收尾气一段时间后,吸收液(呈强碱性)中肯定存在Cl-、OH-、CO32-和SO42-.请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑盐类的水解;在碱性条件下ClO-也有强氧化性.).
①提出合理假设:
假设1:只存在SO32-
假设2:只存在ClO-
假设3:既存在SO32-,也存在ClO-
假设4:既不存在SO32-,也不存在ClO-
指导老师经分析认为,其中一个假设并不合理,它是
假设3
假设3
;判断的原因是
ClO-与SO32-因发生氧化还原反应而不能大量共存
ClO-与SO32-因发生氧化还原反应而不能大量共存

②设计实验方案,进行实验,请写出实验步骤以及预期现象和结论.限选实验试剂.
a.3mol/L H2SO4     b.0.01mol/L KMnO4 c.1mol/L BaCl2溶液
d.淀粉一KI溶液    e.酚酞试液             f.品红溶液
步骤一;取少量吸收液于试管中,滴加3mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分装于A、B两试管中.
步骤二:向A试管中滴加1~2滴
b
b
 (填序号).若溶液
褪色
褪色
(填现象),则假设1成立.
步骤三:向B试管中滴加1~2滴
d
d
(填序号);若溶液
变蓝色
变蓝色
(填现象),则假设2成立.
③若假设2成立;写出步骤三中的离子方程式:
2I-+ClO-+2H+═I2+H2O+Cl-
2I-+ClO-+2H+═I2+H2O+Cl-

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