题目内容

4．实验小组以二氧化锰和浓盐酸为反应物，连接装置A→B→C制取氯水，并探究氯气和水反应的产物．

（1）A中发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
（2）B中得到浅黄绿色的饱和氯水，将所得氯水分三等份，进行的操作、现象、结论如下：
实验实验操作现象结论
Ⅰ向氯水中加入碳酸氢钠粉末有无色气泡产生氯气与水反应至少产生了一种酸性强于碳酸的物质
Ⅱ向品红溶液中滴入氯水溶液褪色氯气与水反应的产物有漂白性
①甲同学指出：由实验Ⅰ得出的结论不合理，原因是制取的氯水中含有杂质HCl（填化学式），也能与碳酸氢钠反应产生气泡．应在A、B间连接除杂装置，请画出除杂装置并标出气体流向和药品名称．
②乙同学指出由实验Ⅱ得出的结论不合理，原因是实验未证明Cl2（填化学式）是否有漂白性．
③丙同学利用正确的实验装置发现氯水中有Cl-存在，证明氯水中有Cl-的操作和现象是：取少量氯水于试管中，加入硝酸银和稀硝酸，若有白色沉淀产生，说明有Cl-存在．丙同学认为，依据上述现象和守恒规律，能推测出氯水中有次氯酸存在．这一推测是否正确，请说明理由不正确，从实验可知，氯水中含H+、Cl-，即氯气与水反应生成了H+和Cl-，氯的化合价从零价降低到-1价，必然要有元素化合价升高，H已是最高价，不再升高，一定有其他元素化合价的升高，而氯元素不一定只升高到+1价．
④丁同学利用正确的实验装置和操作进行实验，观察到实验现象与实验Ⅰ、Ⅱ相似，说明氯气和水反应的产物具有的性质是酸性和漂白性．
（3）戊同学将第三份氯水分成两等份，向其中一份加入等体积的蒸馏水，溶液接近无色．另一份中加入等体积饱和的氯化钠溶液，溶液为浅黄绿色．对比这两个实验现象能说明：加入蒸馏水溶液接近无色，说明c（Cl2）几乎降低为零，加入等体积的饱和氯化钠溶液，溶液还是浅黄绿色，说明氯离子的加入又生成了Cl2，即氯气和水的反应是可逆反应，增大氯离子浓度，平衡向反应物方向移动，使Cl2增多，所以呈现浅绿色．

分析 （1）二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水；
（2）①浓盐酸易挥发，制取的氯气含有氯化氢，依据氯化氢能够与碳酸氢钠反应生成二氧化碳解得；依据氯气和氯化氢在饱和食盐水中溶解性不同，选择除杂方法；
②验证氯气与水反应的产物具有漂白性应首先排除干燥氯气的影响，需要进行对比实验；
③依据氯离子能够与银离子反应生成氯化银白色沉淀，白色沉淀不溶于硝酸的性质检验氯离子的存在；根据元素化合价的升降来判断丙同学的推断；
④正确的实验装置和操作进行实验，观察到实验现象与实验Ⅰ、Ⅱ中相似，说明氯水具有漂白性和酸性；
（3）依据氯气溶液水，部分与水反应生成氯化氢和次氯酸，存在Cl2+H2O?H++Cl-+HClO，依据化学平衡移动影响因素分析解答．

解答 解：（1）二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水，离子学方程式：MnO2+4H++2Cl- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn2++Cl2↑+2H2O；
故答案为：MnO2+4H++2Cl- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn2++Cl2↑+2H2O；
（2）①浓盐酸易挥发，制取的氯气含有氯化氢，依据氯化氢能够与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，也会有无色气泡产生，对氯水性质检验造成干扰；
氯气在饱和食盐水中溶解度不大，氯化氢易溶于水，所以可以用盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢；
故答案为：HCl；；
②实验Ⅰ：没有事先证明干燥的氯气无漂白性，则不能证明氯气与水反应的产物是否具有漂白性；
故答案为：Cl2；
③氯离子能够与银离子反应生成氯化银白色沉淀，白色沉淀不溶于硝酸，所以检验氯离子存在的方法：取少量氯水于试管中，加入硝酸银和稀硝酸，若有白色沉淀产生，说明有Cl-存在；从实验可知，氯水中含H+、Cl-，即氯气与水反应生成了H+和Cl-，氯的化合价从零价降低到-1价，必然要有元素化合价升高，H已是最高价，不再升高，一定有其他元素化合价的升高，而氯元素不一定只升高到+1价；
故答案为：取少量氯水于试管中，加入硝酸银和稀硝酸，若有白色沉淀产生，说明有Cl-存在；不正确，从实验可知，氯水中含H+、Cl-，即氯气与水反应生成了H+和Cl-，氯的化合价从零价降低到-1价，必然要有元素化合价升高，H已是最高价，不再升高，一定有其他元素化合价的升高，而氯元素不一定只升高到+1价；
④正确的实验装置和操作进行实验，观察到实验现象与实验Ⅰ、Ⅱ中相似，说明氯水具有漂白性和酸性，
故答案为：酸性和漂白性；
（3）氯气溶液水，部分与水反应生成氯化氢和次氯酸，存在Cl2+H2O?H++Cl-+HClO，加入蒸馏水溶液接近无色，说明c（Cl2）几乎降低为零，加入等体积的饱和氯化钠溶液，溶液还是浅黄绿色，说明氯离子的加入又生成了Cl2，即氯气和水的反应是可逆反应，增大氯离子浓度，平衡向反应物方向移动，使Cl2增多，所以呈现浅绿色，
故答案为：加入蒸馏水溶液接近无色，说明c（Cl2）几乎降低为零，加入等体积的饱和氯化钠溶液，溶液还是浅黄绿色，说明氯离子的加入又生成了Cl2，即氯气和水的反应是可逆反应，增大氯离子浓度，平衡向反应物方向移动，使Cl2增多，所以呈现浅绿色．

点评 本题考查了实验室制备氯气的方法、氯水成分及性质的实验探究，明确氯气制备原理，氯水成分及性质是解题关键，注意实验设计严密性，侧重考查学生分析问题解决问题的能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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20．Na与H2O反应现象明显，下列现象中不符合事实的是（　　）
A．滴加了酚酞的溶液变红色B．产生气体推动Na游动
C．Na沉在水下D．Na熔成光亮小球
1．RCH═CHR′与碱性KMnO4溶液共热后酸化，发生双键断裂生成羧酸：
RCH=CHR′$\frac{①碱性KMn{O}_{4}溶液，△}{②酸化}$RCOOH+R′COOH
常利用该反应的产物反推含碳碳双键化合物的结构．
在催化剂存在下，1mol不饱和脂肪酸B和1molH2反应后经处理得到D和E的混合物，D和E互为同分异构体．当D和E的混合物与碱性KMnO4溶液共热后酸化，
得到如下四种产物
HOOC（CH2）10COOH           CH3（CH2）7COOH
HOOC（CH2）7COOH           CH3（CH2）4COOH
（1）写出D和E的结构简式：CH3（CH2）7CH═CH（CH2）7COOH、CH3（CH2）4CH═CH（CH2）10COOH．
（2）写出B的结构简式：CH3（CH2）4CH═CHCH2CH═CH（CH2）7COOH．
12．某烧碱样品中含有少量不与酸作用的可溶性杂质，为了测定其纯度，进行以下滴定操作：
A．在250mL容量瓶中定容成250mL烧碱溶液
B．用移液管移取25mL烧碱溶液于锥形瓶中并滴加几滴甲基橙指示剂
C．在天平上准确称取烧碱样品Wg，在烧杯中加蒸馏水溶解
D．将物质的量浓度为M mol/L的标准H2SO4溶液装入酸式滴定管，调整液面，记下开始刻度为V1mL
E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定到终点，记录终点刻度为V2mL
回答下列问题：
（1）正确的操作步骤的顺序是（用字母填写）C→A→B→D→E；．
（2）操作E中的锥形瓶下垫一张白纸的作用是便于准确判断终点时颜色的变化情况．
（3）滴定终点时锥形瓶内溶液颜色变化是溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复为原来的颜色．
（4）若酸式滴定管没有用标准H2SO4润洗，会对测定结果有何影响偏高（填“偏高”“偏低”或“无影响”，其它操作均正确）
（5）该烧碱样品的纯度计算式是$\frac{80c（{V}_{2}-{V}_{1}）}{m}$%．
19．CuCl晶体呈白色，熔点为430℃，沸点为1490℃，见光分解，露置于潮湿空气中易被氧化，难溶于水，稀盐酸和乙醇，易溶于浓盐酸生成H3CuCl4，反应的化学方程式为CuCl（s）+3HCl（aq）?H3CuCl4（aq）．
（1）实验室用如图1所示装置制取CuCl，反应原理为：
2Cu2++SO2+8Cl+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl43-+SO42-+4H+
CuCl43-（aq）?CuCl（s）+3Cl（aq）
①装置C的作用是吸收未反应的二氧化硫．
②装置B中反应结束后，取出混合物进行以下操作，得到CuCl晶体．
操作ii的目的是促进CuCl析出、防止CuCl被氧化；操作iv中宜选用的试剂是水、稀盐酸或乙醇．
③实验室保存新制CuCl晶体的方法是避光、密封保存．
④欲提纯某含有CuCl晶体，请简述实验方案将固体溶于浓盐酸后过滤，去滤液加入大量的水稀释，过滤、洗涤、干燥得到CuCl．
（2）某同学利用如图2装置，测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的百分组成．
已知：i：CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成Cu（CO）Cl•H2O．
ii：保险粉（Na2S2O4）和KOH的混合溶液能吸收氧气．
①D、F洗气瓶中宜盛放的试剂分别是氢氧化钡溶液、CuCl的盐酸溶液．
②写出保险粉和KOH的混合液吸收O2的离子方程式：2S2O42-+3O2+4OH-=4SO42-+2H2O．
9．如图1为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，回答下列问题：

（1）地壳中含量居于第二位的元素在周期表中的位置是第三周期第ⅣA族．
（2）②、⑦的最高价含氧酸的酸性是由强到弱的，用原子结构解释原因：同主族自上而下电子层增大，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱．
（3）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的离子化合物，写出其中一种化合物的电子式．
（4）由表中两种元素的原子按1：1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解，下列物质不能做该反应催化剂的是（填序号）c．
a．MnO2　　b．CuSO4     c．Na2SO3   d．FeCl3
（5）W与④是相邻的同主族元素．在下表中列出H2WO3的各种不同化学性质，举例并写出相应的化学方程式．
编号性质化学方程式
示例氧化性H2WO3+3H3PO3═3H3PO4+H2W↑
1还原性H2SO3+Br2+2H2O═H2SO3+2HBr
2酸性H2SO3+2NaOH═Na2SO3+2H2O
（6）由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生图2反应：
X溶液与Y溶液反应的离子方程式Al3++3NH3+3H2O═Al（OH）3↓+3NH4+，
N→⑥的单质的化学方程式为2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑，
M溶液中离子浓度由大到小的排列顺序是c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）或c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-），
M中阳离子的鉴定方法取少量M样品放入试管，加入氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明有铵根离子．
16．有aX n+、b Ym-两种元素的简单离子，若它们的电子层结构相同，则下列关系正确的是（　　）
A．b-a=n+mB．a-b=n+mC．核电荷数：Y＞XD．质子数：Y＞X
13．短周期主族元素W、R、X、Y、Z，原子序数依次增大．W、X、Y三种元素原子的最外层电子数之和为15，Y原子核电荷数等于W原子核电荷数的2倍，R原子最外层电子数与X原子最外层电子数相差1．下列叙述正确的是（　　）
A．R在化合物中显+1价B．最高价氧化物的水化物的碱性：X＞R
C．原子半径：W＜R＜XD．R与Z可以形成离子化合物
14．可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池，下列表示放电时的负极反应的是（　　）
A．Zn-2e-=Zn2+B．Br2+2e-=2Br-C．2Br--2e-=Br2D．Zn2++2e-=Zn

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