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课时提升作业 十一
富集在海水中的元素——氯
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题，每题5分，共50分)
1.(2017·周口模拟)化学与生活是紧密相联的，下列说法中正确的是( )
A.Cl2可用作消毒剂和漂白剂，是因为Cl2与水反应生成的HClO具有强还原性
B.地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒，主要是利用漂白粉溶液的碱性
C.Cl2与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
D.能用同一原理解释ClO-与Fe2+、H+均不能大量共存
【解析】选C。Cl2可用作消毒剂和漂白剂的原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性，A错误；地震灾区和洪涝灾区用漂白粉消毒是利用了漂白粉的强氧化性，B错误；ClO-与Fe2+因发生氧化还原反应而不能大量共存，ClO-与H+反应生成的HClO为弱酸，不能大量共存。
2.(2017·承德模拟)下列叙述中正确的是( )
A.碘易升华，所以要保存在有铁盖旋紧的密闭容器中
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B.液溴应保存在磨口玻璃塞棕色细口试剂瓶中，并加少量水进行水封
C.碘易溶于酒精，所以可用酒精从碘水中将碘萃取出来
D.用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去
【解析】选B。碘易与铁反应，不能用有铁盖的容器保存碘，A错误；酒精与水互溶，不能够从碘水中将碘萃取出来，C错误；加热时NaHCO3会分解生成Na2CO3、H2O和CO2，D错误。
3.下列叙述中正确的是( )
A.能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
B.用HNO3酸化的AgNO3溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C.向某溶液中加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I-
D.某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色
【解析】选B。还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I-氧化为I2，A项错；碘单质的CCl4溶液显紫色，C项错；CCl4的密度比水大，应下层显橙红色，D项错。
【方法规律】检验卤素离子的干扰离子及排除方法
(1)干扰离子C：C+2Ag+Ag2CO3↓(白)，Ag2CO3+2HNO32AgNO3+H2O+
CO2↑，故检验Cl-时，要加稀硝酸防止C的干扰。
(2)干扰离子P：AgI、AgBr和Ag3PO4是淡黄色或黄色沉淀，而Ag3PO4可溶于稀硝酸，故检验Br-、I-时，先加AgNO3溶液，再加稀硝酸防止P的干扰，反应离子方程式为Ag++Br-AgBr↓
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(淡黄色)，I-+Ag+AgI↓(黄色)。
4.(2016·上海高考)向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是( )
A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸
C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液
【解析】选A。氯水中存在平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，加入碳酸钙能和溶液中的H+反应，使平衡正向移动，c(HClO)增大，溶液的漂白能力增强，A项正确；加入稀硫酸，平衡逆向移动，c(HClO)减小，溶液的漂白能力减弱，B项错误；加入氯化钙，平衡逆向移动，c(HClO)减小，溶液的漂白能力减弱，C项错误；加入二氧化硫水溶液，发生反应：SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl，平衡逆向移动，c(HClO)减小，溶液的漂白能力减弱，D项错误。
5.(2017·运城模拟)为预防一种新型流感，同学们每天用“84”消毒液(含NaClO的溶液)消毒，下列说法正确的是( )
A.“84”消毒液的消毒原理是使蛋白质变性
B.1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移2 mol电子
C.NaClO溶液的漂白原理与Na2O2、SO2相同
D.NaClO具有强氧化性，其中氯元素的化合价为-1价
【解析】选A。1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移1 mol电子，B错；SO2的漂白原理是发生化合反应生成了不稳定的无色物质，而NaClO、Na2O2的漂白原理是由于NaClO、Na2O2具有强氧化性，C错；NaClO中Cl的化合价为+1价，具有强氧化性，D错。
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6.(2015·安徽高考)下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中，H+、N、S、Br-可以大量共存
B.该溶液中，Ag+、K+、N、CH3COO-可以大量共存
C.向该溶液中滴入少量FeSO4溶液，反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+Cl-+ 2Fe3++H2O
D.向该溶液中加入浓盐酸，每产生1 mol Cl2，转移电子约为6.02×1023个
【解析】选D。A项，HClO是弱酸，则溶液中H+不可能大量存在；B项，Ag+与Cl-能生成沉淀，不能大量共存；C项，因NaClO水解溶液显碱性，故生成的不是Fe3+，而是Fe(OH)3；D项，向溶液中加入浓盐酸发生：ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O，每产生1 mol Cl2时，转移1 mol电子，约为6.02×1023个。
7.下列离子方程式书写正确的是( )
A.漂白粉溶液在空气中失效：ClO-+CO2+H2OHClO+HC
B.用浓盐酸与MnO2反应制取少量氯气：MnO2+2H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
C.将Fe2O3溶解于足量HI溶液中：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
D.KI溶液与硫酸酸化的H2O2溶液混合：2I-+H2O2+2H+2H2O+I2
【解析】选D。A项，漂白粉溶液在空气中失效生成CaCO3沉淀，错误；B项，离子方程式中原子、电荷均不守恒，错误；C项，Fe3+与I-发生氧化还原反应生成Fe2+和I2，错误。
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8.(2017·长治模拟)下列有关Ca(ClO)2溶液的叙述正确的是 世纪金榜导学号30682269( )
A.该溶液中，K+、Cl-、HCOOH、I-可以大量共存
B.与Na2SO3反应的离子方程式：ClO-+SS+Cl-
C.不可使用pH试纸测定该溶液的pH
D.1 L 0.1 mol·L-1该溶液和足量的CO2充分反应，产生10 g沉淀
【解析】选C。ClO-、I-发生氧化还原反应，不能大量共存，A错误；与Na2SO3反应的离子方程式为Ca2++ClO-+SCaSO4↓+Cl-，B错误；溶液具有漂白性，则不可使用pH试纸测定该溶液的pH，可选pH计测定，C正确；和足量的CO2充分反应，生成碳酸氢钙和HClO，则不能生成沉淀，D错误。
9.(2017·湘潭模拟)向某含有S、Si、C、Br-、Na+的溶液中缓慢通入Cl2直至过量，下列对该反应过程的判断不正确的是( )
世纪金榜导学号30682270
A.整个过程共发生2个氧化还原反应
B.所有阴离子的浓度都发生了变化
C.溶液的颜色发生了变化
D.反应过程中既有气体产生，也有沉淀产生
【解析】选A。共发生了氯气氧化S、Br-2个氧化还原反应，另外还存在氯气和水的反应，A错误；S可以被氯气氧化为硫酸根离子；Si和氯水中的盐酸反应生成硅酸沉淀；Br-
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被氯气氧化为溴单质；C和氯水中的盐酸反应生成二氧化碳气体，所有阴离子的浓度都发生了变化，B正确；通过以上分析知，反应前溶液呈无色，反应后有溴单质生成，溴水呈橙色，所以溶液由无色变为橙色，C正确；由B可知生成硅酸沉淀和二氧化碳气体，D正确。
10.(能力挑战题)(2017·泰安模拟)向含S、Fe2+、Br-、I-各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2，通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是 ( )
世纪金榜导学号30682271
【解析】选C。题中四种离子与Cl2反应的先后顺序依次是S(消耗2.24 L Cl2)、I-(消耗1.12 L Cl2)、Fe2+(消耗1.12 L Cl2)、Br-(消耗1.12 L Cl2)，因此C选项正确。
二、非选择题(本题包括3小题，共50分)
11.(16分)(2017·怀化模拟)某化学实验小组为探究氯气漂白原理，设计了如图所示实验装置：
(1)将a中浓盐酸挤入试管中，发生反应的化学方程式为
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_________________。
(2)仪器c的名称为______________，固体也可用______________代替。
(3)当试管e中充满黄绿色气体时，观察到品红试纸颜色________(填“有”或“没有”，下同)变化，将注射器中的水注入e中，观察到品红试纸颜色________变化，由观察到的现象得出该实验的结论为__________________________。
(4)注射器在实验中除了可向试管e中加水，还有____________________的作用。
【解析】(1)高锰酸钾和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，反应的方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；(2)c为干燥管，用于干燥氯气，可装P2O5或硅胶，一般不用无水CuSO4；(3)干燥的氯气不具有漂白性，干燥的试纸不褪色，但加入水后，氯气和水反应生成具有漂白性的次氯酸，试纸褪色；(4)反应后装置内有剩余的气体，为防止污染空气，可向上拉针栓，从试管中抽出氯气，起到储存尾气的作用，防止污染。
答案：(1)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
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(2)干燥管 P2O5(或硅胶) (3)没有 有 干燥的氯气不能使品红试纸褪色，氯气溶于水后，和水反应生成的HClO具有强氧化性，能使品红试纸褪色 (4)反应结束后，可向上拉针栓，从试管中抽出氯气，起到储存尾气的作用，防止污染
12.(16分)(2017·衡阳模拟)ClO2气体是一种常用的消毒剂，我国已逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。 世纪金榜导学号30682272
(1)对饮用水进行消毒时，ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去，在这个过程中，Fe2+、Mn2+的化合价升高，说明ClO2具有________性。
(2)工业上可以通过下列方法制取ClO2，请完成该化学方程式：2KClO3+SO22ClO2+________。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，是放热反应，当1 mol Cl2参与反应时释放145 kJ的热量，写出这个反应的热化学方程式：___________。
(4)自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1～0.8 mg·L-1。碘量法可以检测水中ClO2的浓度，步骤如下：
Ⅰ.取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量Na2S2O3溶液。(已知：2S2+I2S4+2I-)
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1～3。
操作时，不同pH环境中粒子种类如图所示：
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请回答：
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是______________________。
②确定操作Ⅱ完全反应的现象是______________________。
③在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是__________________。
④若水样的体积为1.0 L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10 mL，则水样中ClO2的浓度是________mg·L-1。
【解析】(1)在这个过程中，Fe2+、Mn2+的化合价升高，则ClO2的化合价降低，为氧化剂，具有氧化性。
(2)由质量守恒可得2KClO3+SO22ClO2+K2SO4。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2是放热反应，当1 mol Cl2参与反应时释放145 kJ的热量，2 mol氯气完全反应放热290 kJ，热化学方程式为2Cl2(g)+ 2H2O(g)+ C(s)4HCl(g)+ CO2(g) ΔH=-290 kJ·mol-1。
(4)①用氢氧化钠溶液调至中性，由图知，此条件下粒子种类为ClO2，ClO2将加入的碘化钾氧化为I2，自身被还原成Cl，离子方程式为2ClO2+2I-2Cl+I2。
②加入一定量Na2S2O3溶液，发生反应2S2+I2S4+2I-，使I2
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变为I-，故蓝色会消失。③由图示可知，pH至1～3时，Cl将I-氧化成I2，离子方程式为Cl+4I-+4H+Cl-+2I2+2H2O。
④S2 ～ I- ～ClO2
1 1
1.0×10-3mol·L-1×0.01 L 1.0×10-5mol
m(ClO2)=n(ClO2)×M(ClO2)=1.0×10-5mol×67.5×103mg·mol-1=0.675 mg，由于水样为1.0 L，所以ClO2的浓度为=0.675 mg·L-1。
答案：(1)氧化 (2)K2SO4
(3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ·mol-1
(4)①2ClO2+2I-2Cl+I2
②蓝色消失，且半分钟内不变色
③Cl+4I-+4H+Cl-+2I2+2H2O
④0.675
13.(18分)(2017·聊城模拟)二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题： 世纪金榜导学号30682273
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：
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①电解时发生反应的化学方程式为___________________________。
②溶液X中大量存在的阴离子有________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。
a.水 b.碱石灰
c.浓硫酸 d.饱和食盐水
(3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100 0 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S22I-+S4)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为__________________。
②玻璃液封装置的作用是__________________。
③Ⅴ中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是_____________。
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④测得混合气中ClO2的质量为________g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是________(填标号)。
a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁
【解析】(1)该反应过程中，KClO3→ClO2，Cl的化合价由+5→+4，化合价降低1，Na2SO3→Na2SO4，S的化合价由+4→+6，化合价升高2，根据化合价升降守恒可知，氧化剂KClO3与还原剂Na2SO3的物质的量之比为2∶1。
(2)①电解NH4Cl和HCl的混合溶液，得H2和NCl3，故电解时发生反应的化学方程式为NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3。
②由题意和质量守恒定律，NaClO2溶液和NCl3溶液反应生成ClO2、NH3、NaCl、NaOH，反应的化学方程式为6NaClO2+NCl3+3H2O6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH，故溶液X中大量存在的阴离子有Cl-和OH-。
③由于ClO2易溶于水，故不能用水或饱和食盐水来除去ClO2中混有的NH3，a、d项不正确；碱石灰不能吸收NH3，b项不正确；浓硫酸能吸收NH3，且不能与ClO2反应，c项正确。
(3)①锥形瓶内ClO2与KI在酸性条件下发生氧化还原反应生成I2、KCl和水，反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+5I2+4H2O+2Cl-。
②玻璃液封装置可以吸收二氧化氯气体，同时避免碘的逸出。
③Ⅴ中加入的指示剂为淀粉溶液，当锥形瓶中的碘与滴入的硫代硫酸钠完全反应时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液的颜色不再发生变化，说明滴定到达终点。
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④由反应的离子方程式可得关系式：2ClO2～5I2～10S2，则n(ClO2)=n(S2) =×0.100 0 mol·L-1×0.020 00 L=0.000 4 mol，m(ClO2)=0.000 4 mol×
67.5 g·mol-1=0.027 00 g。
(4)明矾与亚氯酸盐不反应，a不符合题意；碘化钾与亚氯酸盐反应生成碘单质，而碘单质有毒，b不符合题意；加入盐酸，亚氯酸盐转化为亚氯酸，不能达到除去亚氯酸根的目的，c不符合题意；加入硫酸亚铁，亚氯酸盐被还原为Cl-，Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性，能起到净化水的目的，故d符合题意。
答案：(1)2∶1
(2)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3
②Cl-、OH- ③c (3)①2ClO2+10I-+8H+5I2+4H2O+2Cl-
②吸收残余的二氧化氯气体，同时避免碘的逸出
③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.027 00 (4)d
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