專題20 氯及其化合物
1.利用海洋資源獲得的部分物質如圖所示，下列有關說法正確的是()
A.在化學反應中，H2O可轉變為D2O
B.「加碘食鹽」生產中碘添加劑為單質I2
C.實驗室用帶玻璃塞的棕色瓶貯存液溴
D.電解飽和MgCl2溶液時在陰極得到Mg
2．下列有關物質性質的敘述正確的是( ）
A．明礬和芒硝均具有淨水作用
B．氯水久置後，漂白性和酸性均增強
C．SO2通入Ba(NO3)2溶液中有沉澱產生
D．NH3通入AlCl3溶液至過量先沉澱後沉澱溶解
3.為驗證滷素單質氧化性的相對強弱，某小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗)。
實驗過程：
Ⅰ.打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。
Ⅱ.當B和C中的溶液都變為黃色時，夾緊彈簧夾。
Ⅲ.當B中溶液由黃色變為紅棕色時，關閉活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中產生黃綠色氣體，其電子式是________。
(2)驗證氯氣的氧化性強於碘的實驗現象是________。
(3)B中溶液發生反應的離子方程式是_____________________________________________________________________。
(4)為驗證溴的氧化性強於碘，過程Ⅳ的操作和現象是________________________。
(5)過程Ⅲ實驗的目的是________________。
(6)氯、溴、碘單質的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下________，得電子能力逐漸減弱。
4．下列實驗沉澱的過程中，與氧化還原反應無關的是
5.海水開發利用的部分過程如圖所示。下列說法錯誤的是()
A.向苦滷中通入Cl2是為了提取溴
B.粗鹽可採用除雜和重結晶等過程提純
C.工業生產中常選用NaOH作為沉澱劑
D.富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質溴，再用SO2將其還原吸收
(3）若用含有0.2molHCl的濃鹽酸與足量的氧化劑反應制Cl2，製得的Cl2體積(標準狀況下）總是小於1.12L的原因是(填序號)_____
A．濃鹽酸的濃度隨著反應的進行變稀以後，將不再反應
B．加熱時濃鹽酸因揮發而損失
C．氧化劑不足
(4）裝置E的作用是______。
(5）乙同學認為甲同學的實驗有缺陷，不能確保最終通入AgNO3溶液中的氣體只有一種。為了確保實驗結論的可靠性，證明最終通入AgNO3溶液的氣體只有一種，乙同學提出在某兩個裝置之間再加一個裝置。該裝置中應放入_______試劑。
(6）用如圖所示裝置，收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體，光照後觀察到量筒內形成一段水柱，認為有氯化氫生成。
①該反應的反應類型為_________；
②該反應的化學方程式為________；(只寫第一步）
專題20 氯及其化合物
1.
解析海水中存在重水，海水蒸餾是物理變化不能實現水變化為重水的分子變化，故A錯誤；加碘食鹽是添加了碘酸鉀，不是碘單質，故B錯誤；溴單質具有強氧化性和腐蝕性，不能用橡膠塞而用玻璃塞，易揮發，密度比水大，所以應保存在棕色瓶中，避免光照，放在陰涼處，同時在液溴表層加水，就是所謂的液封，防止其揮發，實驗室用帶玻璃塞的棕色瓶貯存液溴，故C正確；依據電解原理分析，電解氯化鎂溶液，陽離子是氫離子在陰極得到電子生成氫氣，鎂離子不能放電，工業上是通過電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，故D錯誤。
答案C
2．
【答案】C
【解析】A．明礬水解生成的氫氧化鋁具有吸附性，可以用來淨水；芒硝的主要成分為Na2SO4·10H2O，沒有淨水作用，不能用來淨水，故A錯誤；B．新制氯水久置後為鹽酸溶液，所以氯水久置後漂白性減弱、酸性增強，故B錯誤；C．NO3-在酸性條件下具有強氧化性，SO2通入Ba(NO3)2溶液中，溶液中硝酸根離子在酸溶液中能氧化二氧化硫為硫酸，硫酸根離子結合鋇離子生成硫酸鋇沉澱，故C正確；D．NH3通入AlCl3溶液反應生成氫氧化鋁沉澱，氨水是弱鹼，不能溶解生成的氫氧化鋁沉澱，氨氣過量後沉澱不溶解，故D錯誤。
3.
4．
【答案】D
【解析】A.將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，發生反應：2NaOH+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4，生成白色沉澱Fe(OH)2，Fe(OH)2不穩定，迅速被空氣中的氧氣氧化為紅褐色的Fe(OH)3，反應方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，第二個反應氧化還原反應，故A不符合題意；B.將SO2通入稀硝酸酸化的BaCl2溶液，二氧化硫與水反應生成亞硫酸，亞硫酸被硝酸氧化為硫酸，硫酸再與氯化鋇反應生成硫酸鋇白色沉澱和鹽酸，第二個反應為氧化反應，故B不符合題意；C.將Cl2通入稀硝酸酸化的AgNO3溶液中，氯氣與水反應生成HCl和HClO，HCl與AgNO3反應生成氯化銀白色沉澱和HNO3，第一個反應為氧化還原反應，故C不符合題意；D.將生石灰投入飽和Na2CO3溶液，生石灰與水反應生成Ca(OH)2，Ca(OH)2與Na2CO3溶反應生成碳酸鈣白色沉澱和氫氧化鈉，兩個反應均不是氧化還原反應，故D符合題意。
5.
解析 A項，向苦滷中通入Cl2 時發生反應Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，故其目的是為了提取溴，正確；B項，可將粗鹽溶解、過濾除去難溶性雜質，然後向濾液中加入沉澱劑，過濾後調節濾液pH以除去可溶性雜質，最後重結晶可得精鹽，正確；C項，工業生產常選用廉價的Ca(OH)2作為沉澱劑，錯誤；D項，由於通入Cl2後所得溶液中Br2的濃度很小，因此利用Br2的揮發性，可先用空氣和水蒸氣吹出Br2，再用SO2將其還原為HBr進行富集，正確。
答案 C
6．
【答案】B
【解析】A.海帶中的碘元素以I－形式存在，從海帶中提取單質碘時，過濾後要加入氧化劑將碘離子氧化為碘單質，再加入萃取劑進行萃取、分液，最後經蒸餾獲得單質碘，故A錯誤；B.二氧化鈦和焦炭、氯氣反應，產物是四氯化鈦和一氧化碳；鎂與TiCl4置換反應得到鈦和氯化鎂，稀有氣體化學性質穩定，不會參與化學反應，常做保護氣，故B正確；C.直接加熱蒸乾水分得不到氯化鎂固體，會促進氯化鎂水解，最後得到氫氧化鎂；應該蒸發濃縮、冷卻結晶得MgCl2·6H2O晶體，然後在HCl氣體環境中加熱MgCl2·6H2O可得MgCl2固體，故C錯誤；D.澄清石灰水濃度較低，用其製備次氯酸鈣效率較低，應用石灰乳，故D錯誤.
7.
解析通過過濾除去海藻灰懸濁液中難溶性雜質而得到含有I－的溶液，向該溶液中通入Cl2將I－氧化為I2，經萃取、蒸餾等操作後即得晶體I2，A正確，D錯誤；澱粉只能檢驗生成了I2，而不能說明I－已反應完全，B錯誤；裂化汽油中含有不飽和烴，能與I2發生反應，C錯誤。
答案A
8．
【答案】D
【解析】A.濃硫酸與銅反應製取SO2，SO2溶於水不可用排水法收集，故A錯誤；B.濃氨水與生石灰反應製取的氨氣極易溶於水，所以氨氣不能用排水法收集，故B錯誤；C.濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應製備氯氣，圖中沒有加熱裝置，故C錯誤；D.過氧化鈉與水反應製取O2,不需要加熱，製取的O2又不易溶於水，故D正確。
9.
解析氯氣是有毒的氣體，所以不能代替ClO2，則A項錯誤；用ClO2處理酸性汙水中的Mn2＋，反應的離子方程式為2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O===5MnO2↓＋2Cl－＋12H＋，所以處理後溶液的pH是減小的，故B項錯誤；該反應的氧化產物為MnO2，還原產物為Cl－，由反應方程式可知，二者的物質的量之比為5∶2，故C項錯誤；由反應的離子方程式可知，處理1 mol Mn2＋，需要0.4 mol的ClO2，在標準狀況下的體積為8.96 L，故D項正確。
答案D
10．
解析由於PCl3遇水會水解，所以氯氣必須乾燥，C裝置中可盛裝濃硫酸乾燥氯氣。利用二氧化碳排盡裝置中的空氣，防止PCl3被氧化。根據PCl3的沸點數據，利用E裝置收集PCl3。因尾氣中含有有毒氣體氯氣且空氣中的水蒸氣可能進入裝置，所以用F裝置中的鹼石灰可吸收多餘的氯氣及少量的HCl，同時防止空氣中的水蒸氣進入燒瓶與PCl3反應。
答案(1)恆壓分液漏鬥
(2)檢驗裝置的氣密性 打開彈簧夾K通一段時間的CO2，然後關閉彈簧夾K
(3)平衡三頸燒瓶與分液漏鬥上方的氣壓，使B儀器中的液體能夠順利滴下 冷凝並收集PCl3
(4)鹼石灰 C裝置只能吸收水，而F裝置還可以吸收多餘的氯氣及少量的HCl
12．
【答案】C
【解析】A.電解精煉銅，粗銅作陽極，純銅作陰極，含銅離子的電解質溶液，A錯誤；B.5.6g Fe物質的量為0.1mol，足量Cl2中完全燃燒生成氯化鐵，轉移電子數為0.3NA，B錯誤；C.氯化銨溶液中銨根離子水解溶液顯酸性，加水稀釋促進銨根的水解，溶液中增大，故C正確；D.BaCO3、BaSO4的飽和溶液中存在化學平衡BaCO3(s)+SO42-BaSO4(s)+CO32-(aq)，=，溶度積常數隨溫度變化，溫度不變，比值不變，D錯誤。
13.
14．
【答案】D
【解析】A．I2易溶於CCl4，被萃取到有機層，CCl4的密度比水大，有機層在下層，因溶有碘呈現紫紅色，A項結論正確；B．二氧化錳和濃鹽酸反應需要加熱，不加熱不反應，因此用澱粉碘化鉀試液檢驗時，不變藍，B項結論正確；C．滴加幾滴AgNO3溶液，生成了黃色沉澱AgI，AgCl和AgI均為難溶物，更難溶的先沉澱，所以Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C項結論正確；D．20%蔗糖溶液加入少量稀硫酸，加熱，再加入少量銀氨溶液會與硫酸反應，銀鏡反應成功需要在鹼性環境下，所以未出現銀鏡不能確定蔗糖是否水解，D項結論錯誤。
15．
【答案】B
【解析】A. 18g氨基(－ND2)的物質的量為1mol，一個氨基(－ND2)含有9個電子，即18g氨基(－ND2)中含有的電子數為9 NA，A項錯誤；B. 過量的Ba(OH)2，Al3+要變成AlO2-，SO42-轉化為硫酸鋇沉澱，銨根轉化為一水合氨，按照化學式中各離子的數量比例和電荷守恆可知，NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=
2BaSO4↓+AlO2-+2H2O+NH3·H2O，B項正確；C. 麥芽糖為還原性糖，MnO4-在酸性條件下具有強氧化性，不能大量共存，C項錯誤；D. 標準狀況下，2.24LCl2的物質的量是0.1mol，通入足量NaOH溶液中發生反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，轉移電子數為0.1NA，D項錯誤。
16．
17．
【答案】直形冷凝管2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O BIHEFNACDJK或BIHEFNACDKJ 關閉滴液漏鬥活塞，將裝置最後端的導氣管插入水中，微熱燒瓶，在導管末端有氣泡產生，冷卻燒瓶，在導管內形成一段高於液面的水柱，一段時間不發生變化，說明氣密性良好先打開Ⅱ中的活塞，待Ⅰ中燒瓶充滿黃綠色氣體後，點燃Ⅰ中的酒精燈 SnCl4+2H2O= SnO2+4HCl 855/m 2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O
【解析】
(1）「冷凝管」的名稱是直形冷凝管；裝置Ⅱ中是KMnO4和HC1製備氯氣的反應，高錳酸鉀中的錳元素由+7價降低到+2價生成Mn2+，HCl中的氯元素由-1價升高到0價生成氯氣，離子反應方程式為2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。本小題答案為：直形冷凝管；2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2）裝置Ⅱ為製備氯氣的裝置，產生的氯氣中會混有HCl和水蒸氣等雜質氣體，將氣體通過V裝置，V裝置中的飽和食鹽水可除去HCl，再將氣體通過Ⅳ裝置，Ⅳ裝置中的濃硫酸可除去水蒸氣，可得到乾燥、純淨的氯氣。將氯氣通入Ⅰ裝置，氯氣與Sn反應可製得SnCl4蒸氣，將SnCl4蒸氣經裝置Ⅲ冷卻，可得到SnCl4液體。由於SnCl4易水解，為防止外界空氣中的水蒸氣進入裝置Ⅲ以及吸收多餘Cl2防汙染大氣，可在裝置Ⅲ後連接Ⅵ裝置。根據上述分析該裝置的連接順序是BIHEFNACDJK或BIHEFNACDKJ 。本小題答案為：BIHEFNACDJK或BIHEFNACDKJ 。
(3）檢查裝置的氣密性用加熱法，操作為：關閉滴液漏鬥活塞，將裝置最後端的導氣管插入水中，微熱燒瓶，在導管末端有氣泡產生，冷卻燒瓶，在導管內形成一段高於液面的水柱，一段時間不發生變化，說明氣密性良好；防止Sn與O2反應以及防止生成的SnCl4水解，實驗開始應先通Cl2排盡裝置中空氣，故實驗開始時的操作為：先打開Ⅱ中的活塞，待Ⅰ中燒瓶充滿黃綠色氣體後，點燃Ⅰ中的酒精燈。本小題答案為：關閉滴液漏鬥活塞，將裝置最後端的導氣管插入水中，微熱燒瓶，在導管末端有氣泡產生，冷卻燒瓶，在導管內形成一段高於液面的水柱，一段時間不發生變化，說明氣密性良好；先打開Ⅱ中的活塞，待Ⅰ中燒瓶充滿黃綠色氣體後，點燃Ⅰ中的酒精燈。
(4）根據表格所給信息，SnCl4易水解生成固態二氧化錫，將四氯化錫少許暴露於空氣中，還可看到白色煙霧，說明水解產物中還有HCl，HCl與空氣中的水蒸氣形成鹽酸小液滴，現象為白霧，化學方程式為SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl。本小題答案為：SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl。
(5）用重鉻酸鉀滴定法測定SnCl2時，發生的反應為2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+、6Fe2++ Cr2O72- +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，可得關係式3Sn2+~Cr2O72-(或根據得失電子守恆判斷），實驗中消耗的n(K2Cr2O7)=0.1000mol·L-1×0.015L=0.0015mol，則25.00mLSnCl2溶液中n(SnCl2)=0.0015mol×3=0.0045mol，則250.00mLSnCl2溶液中n(SnCl2)=0.045mol，m(SnCl2)=0.045mol×190g/mol=8.55g，則mg產品中SnCl2的含量為8.55g/mg×100%=%；根據反應「2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+」得出Sn2+的還原性強於Fe2+，Sn2+在空氣中易被氧化，測定結果隨時間延長逐漸變小是因為SnCl2被氧氣氧化，發生2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O反應，滴定時消耗的重鉻酸鉀的量減少，由此計算出的SnCl2量減小，測量結果變小。本小題答案為：855/m ；2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O。
18．
19．
【答案】MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O c AB 吸收氯氣溼潤的澱粉KI試紙(或溼潤的有色布條）取代反應CH4+Cl2CH3Cl+HCl
【解析】
(1）實驗室製取氯氣一般用二氧化錳氧化濃鹽酸生成，方程式為MnO2＋4HClMnCl2＋Cl2↑＋H2O，離子方程式為MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O；(2）該實驗中A部分的裝置是固液加熱型，故答案選c；
(3）A．隨著反應的進行鹽酸的濃度會逐漸降低，而二氧化錳是不能氧化稀鹽酸的，所以實際生成的氯氣總是小於理論值，故A正確；
B．加熱時濃鹽酸因揮發而損失，還原劑減少，所以實際生成的氯氣總是小於理論值，故B正確；
C．0.2molHCl的濃鹽酸與足量的氧化劑反應，故C錯誤；
答案選AB；(4）由於F是用來檢驗氯化氫的，而氯氣也能和硝酸銀反應產生白色沉澱，所以在通入硝酸銀溶液之前要先除去氯氣。利用氯氣能溶解的有機溶劑中，裝置E的作用是除去氯氣；
(5）氯氣能溶解在四氯化碳中，但無法確定是否完全被吸收。所以需要在E和F之間連接1個裝置，用來檢驗氯氣是否完全被除去。可利用氯氣的氧化性，能把碘化鉀氧化生成單質碘，而單質碘能和澱粉發生顯色反應，使溶液顯藍色。所以試劑是溼潤的澱粉KI試紙。也可以通過漂白性來檢驗，因此也可以選擇溼潤的有色布條；
(6）①甲烷和氯氣發生反應，甲烷分子中的氫原子被氯原子取代，所以屬於取代反應；
②甲烷與氯氣在光照下發生取代反應，甲烷分子中的氫原子被氯氣分子中的氯原子取代，生成一氯甲烷和氯化氫，該反應的化學方程式為CH4+Cl2CH3Cl+HCl。
20．
【答案】KClO3+6HCl(濃) ═KCl+3Cl2↑+3H2O ih→de→fg(或gf）→bc(或cb）→de 飽和食鹽水硼粉與HCl氣體反應生成H2，加熱H2與Cl2的混合氣體易發生爆炸會生成B2O3，使產品不純BCl3+3H2O═H3BO3+3HCl↑ 2H2O - 4e-═O2↑+4H+ 陽極室的H+穿過陽膜擴散至產品室，原料室的B(OH)4- 穿過陰膜擴散至產品室，二者反應生成H3BO3
【解析】
(1)A裝置用氯酸鉀固體與濃鹽酸反應制氯氣，反應的方程式為：KClO3+6HCl(濃)═KCl+3Cl2↑+3H2O，故答案為：KClO3+6HCl(濃)═KCl+3Cl2↑+3H2O；
(2)根據分析，A製備氯氣，E中飽和食鹽水吸收HCl氣體，C中濃硫酸吸水乾燥，為保證除雜充分，導氣管均長進短出，乾燥純淨的氯氣與硼粉在D中發生反應，用B中冰水冷凝產物BCl3並收集，F中NaOH吸收尾氣，防止汙染空氣，為防止F中的水蒸氣進入B裝置，在B和F之間連接一個C乾燥裝置，故連接順序為：a→ih→de→fg(或gf)→bc(或cb)→de→j，故答案為：ih→de→fg(或gf)→bc(或cb)→de；
(3)裝置E中為飽和食鹽水，可以除去氯氣中的HCl氣體，若拆去E裝置，硼粉與HCl氣體反應生成H2，加熱H2與Cl2的混合氣體易發生爆炸，故答案為：飽和食鹽水；硼粉與HCl氣體反應生成H2，加熱H2與Cl2的混合氣體易發生爆炸；
(4)D裝置中發生反應前先通入一段時間的氯氣，排盡裝置中的空氣。若缺少此步驟，氧氣與硼粉會生成B2O3，使產品不純，故答案為：會生成B2O3，使產品不純；
(5)三氯化硼與水能劇烈反應生成硼酸(H3BO3)和白霧，白霧為HCl，反應的方程式為：BCl3+3H2O═H3BO3+3HCl↑；根據裝置，陽極室為硫酸，放電的是水中氫氧根離子，電極反應式為：2H2O-4e-═O2↑+4H+；陽極室的H+穿過陽膜擴散至產品室，原料室的B(OH)4-穿過陰膜擴散至產品室，二者反應生成H3BO3，故答案為：BCl3+3H2O═H3BO3+3HCl↑；2H2O-4e-═O2↑+4H+；陽極室的H+穿過陽膜擴散至產品室，原料室的B(OH)4-穿過陰膜擴散至產品室，二者反應生成H3BO3。