D.实验④:
ClO-与Al3+的水解相互促进
解析:
选AC NaClO溶液与饱和Ag2SO4溶液混合,发生相互促进的水解反应,生成AgOH和HClO,Ag++ClO-+H2O===AgOH↓+HClO,AgOH不稳定分解,2AgOH===Ag2O+H2O,合并后得2Ag++2ClO-+H2O===Ag2O↓+2HClO,A错误;醋酸酸性强于次氯酸,NaClO溶液与CH3COOH溶液反应生成次氯酸,次氯酸光照分解成O2,B正确;ClO-具有氧化性,Fe2+具有还原性,Fe2+被ClO-氧化为Fe3+,Fe3+遇KSCN溶液变红,所以还原性Fe2+>Cl-,C错误;NaClO溶液水解显碱性,AlCl3溶液水解显酸性,二者混合相互促进水解,D正确。
15.(2020·山东模考)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。
马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如图:
下列说法错误的是( )
A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2的氧化性
解析:
选C A项,根据流程图,反应①中氧化剂是NaClO3,还原剂是SO2,还原产物是ClO2,氧化产物是NaHSO4。
由化合价升降总数相等可得,NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1,正确;B项,由反应①化合价变化情况,再根据原电池正极表面发生还原反应可知,ClO2是正极产物,正确;C项,根据流程图,反应②是ClO2与H2O2的反应,ClO2转化为NaClO2,氯元素的化合价降低,作氧化剂;H2O2只能作还原剂,氧元素的化合价升高,不能用NaClO4代替H2O2,错误;D项,根据流程图,反应②是ClO2与H2O2反应的变价情况,ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂,可以推出ClO2的氧化性强于H2O2,正确。
16.卤素单质在碱性溶液中容易发生歧化反应,歧化产物依反应温度的不同而不同。
Cl2+2OH-
Cl-+ClO-+H2O 3Cl2+6OH-
5Cl-+ClO
+3H2O
下图为制取氯气、氯酸钾、次氯酸钠和检验氯气性质的微型实验装置:
装置中盛装的药品如下:
①多用滴管中装有5mL浓盐酸;②微型具支试管中装有1.5gKMnO4;③微型具支试管中装有2~3mL浓硫酸;④U形反应管中装有30%KOH溶液;⑤U形反应管中装有2mol·L-1NaOH溶液;⑥、⑦双U形反应管中分别装有0.1mol·L-1KI淀粉溶液和KBr溶液;⑧尾气出口用浸有0.5mol·L-1Na2S2O3溶液的棉花轻轻覆盖住。
(1)为了使装置④、⑤中的反应顺利完成,应该控制的反应条件分别为________________。
(2)装置⑥、⑦中能够观察到的实验现象分别是__________________________。
(3)如果把装置⑥、⑦中的试剂互换位置,还能否证明氧化性:
Cl2>I2,________(填“能”或“不能”),理由是:
________________________________________________________________________。
(4)尾气处理时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
解析:
(1)装置④中盛放30%KOH溶液,用于制备KClO3,发生的反应为3Cl2+6KOH===KClO3+5KCl+3H2O;装置⑤中盛放2mol·L-1NaOH溶液,用于制备NaClO,发生的反应为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O;根据题给信息,为使装置④中反应顺利完成,装置④应放入348K热水浴中;为使装置⑤中反应顺利完成,装置⑤应放入冰水浴中。
(2)装置⑥中盛放KI淀粉溶液,通入Cl2发生反应Cl2+2KI===2KCl+I2,淀粉遇I2呈蓝色,装置⑥的实验现象是:
溶液变蓝。
装置⑦中盛放KBr溶液,通入Cl2发生反应Cl2+2KBr===2KCl+Br2,装置⑦的实验现象是:
溶液变成橙色。
(3)如果把装置⑥、⑦中的试剂互换位置,装置⑥中盛放KBr溶液,装置⑥中发生反应Cl2+2KBr===2KCl+Br2,由此得出氧化性:
Cl2>Br2;装置⑦中盛放KI淀粉溶液,无论是Cl2还是装置⑥中挥发出来的Br2(g)都能与KI反应生成I2,能说明Cl2或Br2(g)的氧化性强于I2,结合装置⑥中结论也能证明Cl2的氧化性强于I2。
(4)尾气用0.5mol·L-1Na2S2O3溶液吸收,Cl2将S2O
氧化成SO
,Cl2被还原成Cl-,反应的离子方程式为4Cl2+S2O
+5H2O===2SO
+8Cl-+10H+。
答案:
(1)装置④放入348K(或75℃)热水浴中;装置⑤放入冰水浴中
(2)装置⑥中溶液变蓝;装置⑦中溶液变成橙色
(3)能 若互换装置⑥、⑦中的试剂,Cl2与KBr反应生成Br2,挥发出来的Br2与KI反应,也可以证明Cl2的氧化性强于I2
(4)S2O
+4Cl2+5H2O===2SO
+8Cl-+10H+
17.工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如图:
某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去):
(1)实验开始时,A装置中不通热空气,先通入a气体的目的是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。
(2)A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通热空气,通入热空气的目的是________________________________________________________________________。
(3)反应过程中,B装置中Br2与SO2反应的化学方程式:
__________________________。
(4)C装置的作用是_________________________________________________________。
(5)该小组同学向反应后B装置的溶液中通入氯气,充分反应得到混合液。
①一位同学根据溴的沸点是59℃,提出采用________方法从该混合液中分离出溴单质。
②另一位同学向该混合液中加入四氯化碳,充分振荡、静置后放出下层液体,这种方法是____________。
(6)某同学提出证明反应后B装置的溶液中含有溴离子的实验方案是:
取出少量溶液,先加入过量新制氯水,再加入淀粉KI溶液,观察溶液是否变蓝色。
该方案是否合理并简述理由:
___________________________________________。
解析:
(1)欲使溴离子变成溴单质,则通入的a气体能和溴离子发生反应生成溴单质,离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。
(2)溴易挥发,升高温度促进其挥发,所以通入热空气的目的是将溴从蒸馏烧瓶A中吹出。
(3)溴有强氧化性,能和二氧化硫在水中发生氧化还原反应,反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr。
(4)氯气不可能完全反应,氯气和溴离子反应生成溴单质,未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒,不能直接排空,且这几种物质都能和碱反应,所以C装置是尾气处理装置,即C的作用是吸收未反应完的Cl2、Br2和SO2等有毒气体,防止污染空气。
(5)①根据溴的沸点是59℃,采用蒸馏方法从该混合液中分离出溴单质,②向该混合液中加入四氯化碳,充分振荡、静置后放出下层液体,这种方法是萃取分液。
(6)加入过量新制氯水,再加入淀粉KI溶液,观察溶液是否变蓝色的方法不合理,因过量的氯水也能氧化碘离子生成单质碘,单质碘遇到淀粉变蓝色。
答案:
(1)Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
(2)将溴从蒸馏烧瓶A中吹出
(3)SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
(4)吸收未反应完的Cl2、Br2、SO2等有毒气体,防止污染空气
(5)①蒸馏 ②萃取分液
(6)不合理,氯水可能过量
18.IBr、ICl、BrF3等称为卤素互化物,(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等称为拟卤素,它们的化学性质均与卤素单质相似,请回答下列问题。
(1)氯化碘(ICl)中碘元素的化合价为________;它与水反应的化学方程式为ICl+H2O===HIO+HCl,该反应的反应类型为________(填中学常见的无机反应类型)。
(2)溴化碘(IBr)具有强氧化性,能与Na2SO3溶液反应,发生反应的离子方程式为____________________________。
(3)①已知某些离子的还原性强弱顺序为I->SCN->CN->Br->Cl-。
现将几滴KSCN溶液滴入到含少量Fe3+的溶液中,溶液立即变红,向其中逐滴滴入酸性KMnO4溶液,观察到红色逐渐褪去,请利用平衡移动原理解释这一现象:
________________________________
__________________。
②下列物质中,也可以使该溶液红色褪去的是________(填字母)。
A.新制氯水 B.碘水
C.SO2 D.盐酸
(4)KCN为剧毒物质,处理含有KCN的废水常用的方法:
在碱性条件下用NaClO溶液将CN-氧化为CO
和一种单质气体,该反应的离子方程式为__________________________
__________________。
解析:
(1)Cl的非金属性强于I,则ICl中Cl元素显-1价、I元素显+1价;此反应中没有元素化合价的变化,属于复分解反应(非氧化还原反应)。
(2)IBr具有强氧化性,I被还原成I-,SO
被氧化成SO
,因此离子方程式为IBr+SO
+H2O===I-+Br-+SO
+2H+。
(3)①溶液立即变红,发生反应Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3,加入酸性KMnO4溶液红色褪去,说明KMnO4把SCN-氧化,促使上述平衡向逆反应方向移动,最终Fe(SCN)3完全反应,溶液红色褪去;②能使红色褪去的物质,可以具有强氧化性,如新制氯水中Cl2将SCN-氧化,也可以具有还原性,如SO2将Fe3+还原,故A、C正确。
(4)CN-中N元素显-3价,C元素显+2价,另一种单质气体为N2,因此反应的离子方程式为2CN-+5ClO-+2OH-===2CO
+N2↑+5Cl-+H2O。
答案:
(1)+1 复分解反应
(2)IBr+SO
+H2O===I-+Br-+SO
+2H+
(3)①酸性高锰酸钾溶液将SCN-氧化,减小了SCN-的浓度,使反应Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3的平衡不断向左移动,最终Fe(SCN)3完全反应,红色消失 ②AC
(4)2CN-+5ClO-+2OH-===2CO
+5Cl-+N2↑+H2O