高一化学氯气的性质2

【典例】按要求完成下列实验报告：【实验名称】氯水的性质实验【实验目的】验证氯水：①有酸性，②有漂白性（氧化性），③存在Cl-。【实验用品】主要仪器用品：_____________。【选用试剂】新制氯水、NaOH溶液、滴有酚酞的NaOH溶液，请添加其他必需试剂：_______。【实验步骤】依次验证氯水的上述三项化学性质。【实验记录表】【实验探究】如果你在步骤①中使用了滴有酚酞的NaOH溶液，如何确定步骤①中氯水是否表现出漂白性？【思路点拨】解答本题应注意以下两点：（1）明确实验目的和氯水中各成分所体现的性质。（2）HClO能使酸碱指示剂因氧化而褪色。【自主解答】若步骤①中使用了滴有酚酞的NaOH溶液，溶液红色褪去，则有两种可能的原因：一是氯水中的酸中和了NaOH溶液，二是氯气与水反应生成的HClO氧化酚酞而褪色，为了确定是哪种原因，可以向褪色的溶液中再滴入NaOH溶液，若又显红色说明是因中和而褪色；若颜色不变说明是因氧化而褪色。答案:【实验用品】试管、胶头滴管【选用试剂】品红溶液、硝酸银溶液、稀硝酸（其他答案合理也可）【实验探究】取步骤①所得的无色溶液少量于试管中，向其中滴加NaOH溶液，若溶液变红，即可确定步骤①中氯水没有表现出漂白性，反之则有漂白性知识点一：氯气的性质1.下列关于Cl2的描述中，正确的是（）A.Cl2以液态形式存在时可称作氯水或液氯B.红热的铜丝在Cl2中燃烧后生成蓝色的CuCl2C.自来水常用氯气来杀菌、消毒D.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2【解析】选C。氯水为混合物，CuCl2是棕黄色，Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3。2.（2010·菏泽高一期末）制备金属氯化物时，常用两种方法：①用金属和氯气直接化合制得；②用金属和盐酸反应制得。用以上两种方法都可制得的氯化物是（）A.CuCl2B.FeCl2C.FeCl3D.AlCl3【解析】选D。氯气具有强氧化性，能够将变价金属氧化成高价金属氯化物。而盐酸具有弱氧化性，只能将变价金属氧化成低价金属氯化物。Fe和Cl2反应生成FeCl3，Fe和HCl反应生成FeCl2，Cu在金属活动性顺序表中位于氢的后面，不能和盐酸反应。知识点二：氯水的成分和性质3.下列关于氯水的叙述，正确的是（）A.新制氯水中只含有Cl2和H2O分子B.光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2C.氯水放置数天后，会因Cl2挥发而造成pH变大D.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色【解析】选D。氯水中除了含Cl2和H2O分子外，还含有HClO分子，故A错；光照氯水发生反应：2HClO2HCl+O2↑，逸出的气体是O2而不是Cl2，该反应进行后，弱酸（HClO）转化为强酸（HCl），溶液酸性增强，pH将变小，因此，B、C都错；在氯水中因为存在着H+，所以能使蓝色石蕊试纸变红，同时存在着HClO，可以漂白试纸，故D正确。光照====4.自来水可以用氯气消毒，某学生用这种自来水去配制下列物质的溶液，不会产生明显的药品变质问题的是（）A.AgNO3B.NaOHC.Na2SO4D.Na2CO3【解析】选C。用氯气消毒的自来水中所含有的微粒和氯水的相同：即含H+、Cl-、ClO-、OH-四种离子，Cl2、H2O、HClO三种分子。能够和这些微粒反应的物质会变质。含有的H+可以和Na2CO3及NaOH反应，Cl-可以和AgNO3反应生成AgCl沉淀，都将导致药品变质。5.某化学课外活动小组应用如图所示的方法研究物质的性质，其中气体E的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。回答下列问题：(1)该项研究（实验）的主要目的是＿＿＿＿＿＿。(2)浓H2SO4的作用是＿＿＿，与研究目的直接相关的实验现象是＿＿＿＿。(3)从物质性质的方面来看，这样的实验设计存在事故隐患，事故隐患是＿＿＿。请在图中的D处以图的形式表明消除事故隐患的措施。【解析】本题的实验目的是探究氯气本身还是氯气与水反应生成的HClO具有漂白作用，依据此目的，本题设计了氯气分别与干燥的有色布条和湿润的有色布条作用。事故隐患是Cl2有毒，Cl2易与NaOH溶液发生反应：Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O,利用此反应可以除去多余的氯气。答案：（1）探究Cl2与HClO谁有漂白性（表述合理即可）（2）吸收气体E中的水B内的有色布条不褪色，C内的有色布条褪色（3）氯气有毒，会污染大气一、选择题（本题包括5个小题，每小题4分，共20分）1.（2010·盐城高一检测）2010年4月14日青海玉树发生7.1级地震，为防止发生疾病，在抗震救灾中使用大量漂白粉和漂白液杀菌消毒。下列说法中正确的是（）A.漂白粉是纯净物，漂白液是混合物B.漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2C.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉D.漂白液的有效成分是Na2O2【解析】选B。工业上通常是以Cl2和石灰乳为原料制漂白粉，其反应的化学方程式为2Cl2+2Ca（OH）2====CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，其主要成分是CaCl2和Ca（ClO）2，有效成分是Ca（ClO）2。澄清石灰水浓度太小，不适合用于工业生产。漂白液是电解饱和食盐水制得的有消毒作用的水溶液，其主要成分是NaClO和NaCl，有效成分是NaClO，反应的化学方程式为：①2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；②2NaOH+Cl2====NaCl+NaClO+H2O。电解====2.如图所示，①②两个集气瓶装满干燥的Cl2，分别投入干燥的红纸和湿润的红纸，过一段时间，红纸的变化是（）A.①和②都褪色B.①和②都不褪色C.①褪色，②不褪色D.①不褪色，②褪色【解析】选D。干燥的氯气没有漂白作用，潮湿的氯气中含有具有漂白作用的HClO，所以干燥的红纸不褪色，湿润的红纸褪色。3.（2010·阳江高一检测）向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体的一种，经过振荡，现象如下图所示，则甲、乙、丙注入的液体分别是（）①AgNO3溶液②NaOH溶液③水A.①②③B.②①③C.③②①D.①③②【解析】选B。甲中Cl2完全被NaOH溶液吸收，生成两种可溶性盐，故上下二层均显无色；乙中Cl2跟水作用生成HCl，再跟AgNO3溶液充分作用，生成白色难溶盐AgCl，故上层显无色，下层有白色浑浊；丙中少量Cl2溶于水形成氯水，故上、下二层均呈浅黄绿色。4.(双选)(2010·安阳高一检测)如图，从A处通入Cl2，关闭B阀时，C处的红色布条上看不到明显现象；当打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色。则D瓶中装的是（）A.浓H2SO4B.NaOH溶液C.H2OD.饱和NaCl溶液【解析】选A、B。先应判断A处通入Cl2是否带有水蒸气。根据B阀打开时，C褪色，说明A处Cl2为潮湿的，潮湿的Cl2在B阀关闭时通过D，看不到C处红色布条有明显变化，说明D处溶液吸收了氯气或者是吸收了潮湿氯气中的水蒸气。5.下列各步变化：A(HCl)→B(Cl2)→C［Ca(ClO)2］→D（HClO）→E（CO2），其中不能直接一步实现的是（）A.A→BB.B→CC.C→DD.D→E【解析】选D。浓盐酸和MnO2在加热条件下反应生成Cl2，Cl2和Ca（OH）2反应生成Ca（ClO）2，Ca（ClO）2和H2O、CO2反应生成HClO，HClO的酸性比碳酸弱，所以它不能和碳酸盐反应生成CO2。二、非选择题（本题包括1个小题，共10分）6.（2010·龙岩高一检测）某化工厂用氯气与氢氧化钙生产漂白粉。该厂出厂产品说明书如下：（1）漂白粉的有效成分是＿＿＿＿（填化学式）。（2）生产漂白粉原理是（用化学方程式表示）＿＿＿。（3）“密封避光保存于阴凉处，随用随配”是因为漂白粉有效成分与空气中CO2、H2O反应生成不稳定的次氯酸而易失效。生成次氯酸的化学方程式为＿＿＿＿。（4）某次配制中，取一定质量漂白粉溶解于1000g水中，所得溶液次氯酸钙和氯化钙的物质的量浓度均为0.01mol/L。假设漂白粉不含其他杂质，且所得溶液的体积仍为1L，则此次溶液配制中，所加漂白粉的质量为＿＿＿＿g。【解析】工业上通常是以Cl2和石灰乳为原料制漂白粉，其反应的化学方程式为2Cl2+2Ca（OH）2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，其主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2的混合物，起漂白作用的是Ca(ClO)2，所以其有效成分是Ca(ClO)2。漂白粉久置于空气中会吸收空气中的CO2和水蒸气变成HClO，HClO不稳定，在光照或加热条件下容易分解而失效。n（CaCl2）=n［Ca（ClO）2］＝0.01mol/L×1L＝0.01mol，m（CaCl2）＝0.01mol×111g/mol＝1.11g。m［Ca（ClO）2］＝0.01mol×143g/mol＝1.43g，所以m（漂白粉）＝1.11g+1.43g＝2.54g。答案:（1）Ca（ClO）2（2）2Cl2+2Ca（OH）2====CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O（3）Ca（ClO）2+H2O+CO2====CaCO3+2HClO（4）2.541.（5分）（2010·常德高一检测）如图所示为钠、镁、铝、铁分别跟足量的氯气反应时，消耗金属的质量与反应的氯气的质量之间的关系，其中表示铝与氯气反应的是（）A.aB.bC.cD.d【解析】选D。由图可知，当消耗相同质量的氯气时，消耗金属的质量的大小关系是：a＞b＞c＞d。再由反应的化学方程式：2Na+Cl2====2NaCl、Mg+Cl2MgCl2、2Al+3Cl22AlCl3、2Fe+3Cl22FeCl3可知，当有3molCl2参加反应时，消耗金属的质量分别为：m（Na）=6mol×23g/mol＝138g，m（Mg）=3mol×24g/mol=72g，m（Al）=2mol×27g/mol=54g，m（Fe）=2mol×56g/mol=112g，即m（Na）＞m（Fe）＞m（Mg）＞m（Al），所以d表示铝与氯气反应。点燃====点燃====点燃====2.（15分）一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100mL3.00mol/L的NaOH溶液(密度为1.12g/mL)恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.0500mol。（1）原NaOH溶液的质量分数为________。（2）所得溶液中Cl-的物质的量为_______mol。（3）所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（Cl2）︰n（H2）＝________。【解析】（1）原NaOH溶液的质量为：m（溶液）＝100mL×1.12g/mL＝112g，n（NaOH）＝3.00mol/L×0.1L＝0.300mol，m（NaOH）＝0.300mol×40g/mol＝12g，所以原NaOH溶液的质量分数为w（NaOH）=×100%＝10.7%。12g112g（2）Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O0.0500mol0.100mol0.0500mol0.0500mol所以和HCl反应的NaOH的物质的量为n（NaOH）=0.300mol-0.100mol＝0.200molHCl+NaOH====NaCl+H2O0.200mol0.200mol0.200molCl2+H22HCl0.100mol0.100mol0.200moln（Cl-）＝n（NaCl）＝0.200mol+0.0500mol＝0.250mol点燃====（3）反应的氯气的物质的量n（Cl2）＝0.0500mol+0.100mol＝0.150mol，所以n（Cl2）︰n（H2）＝0.150mol∶0.100mol＝3︰2。答案:（1）10.7%（2）0.250（3）3︰2