化学氯及其化合物的专项培优练习题含答案及答案解析.docx

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化学氯及其化合物的专项培优练习题含答案及答案解析

化学氯及其化合物的专项培优练习题(含答案)及答案解析

一、高中化学氯及其化合物

1.一定量氢气在氯气中燃烧,所得混合物用

溶液恰好完全吸收,测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.0500mol。

(1)所得混合物与NaOH溶液反应的离子方程式______

(2)所得溶液中NaCl的物质的量为________。

(3)所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比

________。

【答案】

0.250

【解析】

【分析】

由溶液中含有0.0500mol次氯酸钠可知,氢气在氯气中燃烧时,氯气过量,反应得到氯化氢和氯气的混合气体。

【详解】

(1)氯化氢和氯气的混合气体被氢氧化钠溶液吸收时,氯化氢与氢氧化钠溶液发生中和反应生成氯化钠和水,氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为OH—+H+=H2O,Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O,故答案为:

OH—+H+=H2O,Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O;

(2)根据溶液电中性原则可知:

n(Na+)=n(Cl-)+n(ClO-),n(Cl-)=n(Na+)-n(ClO-)=0.1L×3.00mol/L-0.0500mol=0.250mol,则所得溶液中NaCl的物质的量为0.250mol,故答案为:

0.250;

(3)根据Cl原子守恒可知,n(Cl2)=

×n(NaOH)=0.15mol,由氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式可知,生成0.0500mol次氯酸钠消耗过量氯气0.0500mol,则与氢气反应的氯气为0.15mol-0.05mol=0.1mol,氢气在氯气中燃烧的化学方程式为H2+Cl2

2HCl,由化学方程式可知氢气的物质的量为0.1mol,故氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n(Cl2):

n(H2)=0.15mol:

0.1mol=3:

2,故答案为:

3:

2。

【点睛】

所得混合物冷却后用NaOH溶液恰好完全吸收,测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.05mol,说明氢气与氯气反应中氯气有剩余,溶液为氯化钠和次氯酸钠的混合液,根据钠元素及氯元素守恒可知2n(Cl2)=n(Na+)=n(Cl-)+n(ClO-);根据电子转移守恒,计算氯气发生氧化还原反应生成的氯离子的物质的量,溶液中Cl-来源于氯化氢及氯气与氢氧化钠的反应,计算反应后混合气体中氯化氢的物质的量,根据氢元素守恒计算氢气的物质的量是解答关键。

 

2.肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料,可通过反应NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O制取。

某化学兴趣小组尝试在实验室制取N2H4,设计了如下实验:

(1)制备NaClO溶液,装置如图所示。

(已知:

3Cl2+6NaOH

5NaCl+NaClO3+3H2O)

①仪器A的名称是________________。

②连接好装置,装药品之前,必须进行的一项操作是_________。

③圆底烧瓶内发生反应的化学方程式为_______________;当生成71g氯气时,被氧化的HCl为_________mol。

试管内发生反应的离子方程式为_________。

④饱和食盐水的作用是_____________,冰水的作用是____________。

(2)将NaClO溶液倒入烧杯中,持续通入NH3制取N2H4。

制取氨气的化学方程式为_______。

(3)火箭发射时用N2H4作燃料,用N2O4助燃,燃烧生成两种可参与大气循环的物质。

写出该反应的化学方程式______________。

【答案】分液漏斗检查装置的气密性MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+Cl2↑+2H2O2Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O除去Cl2中的HCl气体防止溶液温度过高发生副反应2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O2N2H4+N2O4

3N2+4H2O

【解析】

【分析】

(1)①根据仪器的构造判断;

②检查装置的气密性,以防止漏气;

③该装置是用来制备氯气的,MnO2与浓盐酸反应生成MnCl2、Cl2和H2O;试管内氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水;

④饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体,冰水的作用是防止溶液温度过高发生副反应;

(2)实验室利用加热氯化铵和氢氧化钙混合固体制取氨气;

(3)火箭发射时用N2H4作燃料,用N2O4助燃,燃烧生成两种可参与大气循环的物质氮气和水蒸气。

【详解】

(1)①根据仪器的构造可知,仪器A的名称是分液漏斗;

②化学实验装置连接以后,在装药品之前,必须进行的一项操作是检查装置的气密性,以防止漏气;

③该装置是用来制备氯气的,所以圆底烧瓶内发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+Cl2↑+2H2O;根据反应可知,当生成71g氯气时,被氧化的HCl为2mol;试管内氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;

④饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体,冰水的作用是防止溶液温度过高发生副反应;

(2)实验室利用加热氯化铵和氢氧化钙混合固体制取氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O;

(3)火箭发射时用N2H4作燃料,用N2O4助燃,燃烧生成两种可参与大气循环的物质氮气和水蒸气,反应的化学方程式为2N2H4+N2O4

3N2+4H2O。

3.Cl2通人70℃的NaOH水溶液中,发生氧化—还原反应,反应完成后,测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量之比为4∶1,则:

(1)配平溶液中所发生反应的化学方程式:

____Cl2+______NaOH=____NaCl+____NaClO3+_____NaClO+________

(2)反应中的氧化产物为_________________。

(3)已知生成0.1molNaClO,反应中转移的电子总数是__________mol,若溶液的体积正好为100mL,则溶液中NaCl的物质的量浓度为________mol/L。

【答案】7149147NaClO 3NaClO0.2252.25

【解析】

【分析】

【详解】

(1)据题设条件,先定NaClO、NaClO3的化学计量数为4、1,再利用化合价升降法:

升高总数为4×1+1×5=9,降低总数为1,配平得7Cl2+14NaOH=9NaCl+NaClO3+4NaClO+7H2O;

(2)分析反应得氧化剂、还原剂均为Cl2,Cl元素被氧化生成NaClO3与NaClO,氧化产物为NaClO3与NaClO;

(3)由反应知每转移9mol电子,生成4molNaClO,则生成0.1molNaClO,反应中转移的电子总数是0.225mol,同时生成NaCl为0.225mol,若溶液的体积正好为0.1L,则溶液中NaCl的物质的量浓度为2.25mol·L-1。

4.氯气是一种具有重要用途的气体,在工业上大量用于制造盐酸、有机溶剂和杀菌消毒剂等。

甲同学在实验室进行氯气性质的研究

(1)甲同学依次进行了

与①钠、②铜、③氢气、④水反应的实验。

上述反应中属于氧化还原反应的是___________(填序号)。

(2)写出铁丝在氯气中燃烧的化学方程式:

________。

(3)氯气溶于水得到的溶液称为氯水,新制的氯水呈_________色,新制的氯水中含有的物质为(水除外)________(填化学式)。

(4)甲同学探究氯气能否与水发生反应

①B中纸条褪色,结合化学方程式解释原因:

________。

②装置A的作用是___________。

③烧杯中发生反应的化学方程式为_________。

【答案】①②③④

黄绿

Cl2+H2O⇌HCl+HClO,生成的次氯酸有漂白性对照实验,证明氯气自身没有漂白性,说明B中起漂白作用的是其他物质,从而证明氯气与水发生了反应

【解析】

【分析】

(1)氯气具有强氧化性,可与金属、非金属单质发生化合反应,与水反应生成HClO和HCl;

(2)铁在氯气中燃烧生成氯化铁;

(3)氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸,该反应为可逆反应:

Cl2+H2O⇌HCl+HClO;

(4)①氯气和水发生反应生成的HClO具有漂白性;

②氯气不具有漂白性,干燥红纸不褪色,可作对照实验;

③烧杯中应盛放氢氧化钠溶液,用于吸收氯气,避免污染环境。

【详解】

(1)氯气具有强氧化性,可与金属、非金属单质发生化合反应,与水反应生成HClO和HCl,则①②③④都为氧化还原反应,故答案为:

①②③④;

(2)铁在氯气中燃烧生成氯化铁,反应的化学方程式为

,故答案为:

(3)氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸,该反应为可逆反应:

Cl2+H2O⇌HCl+HClO,则新制的氯水中含有的物质为(水除外)

,新制氯水中由于含有氯气,所以溶液呈黄绿色,故答案为:

黄绿;

(4)①氯气和水发生反应Cl2+H2O⇌HCl+HClO,生成HClO,由于HClO具有漂白性,可使红纸条褪色,故答案为:

Cl2+H2O⇌HCl+HClO,生成的次氯酸有漂白性;

②氯气不具有漂白性,干燥红纸不褪色,作对照实验,证明氯气自身没有漂白性,说明B中起漂白作用的是其他物质,从而证明氯气与水发生了反应,故答案为:

对照实验,证明氯气自身没有漂白性,说明B中起漂白作用的是其他物质,从而证明氯气与水发生了反应;

③烧杯中应盛放氢氧化钠溶液,用于吸收氯气,避免污染环境,发生反应的化学方程式为

,故答案为:

【点睛】

氯气溶于水后和水反应生成盐酸和次氯酸,该反应为可逆反应:

Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,新制氯水中存在氯气、盐酸、次氯酸,因此新制氯水就具有了氯气、盐酸、次氯酸的性质,溶液具有强氧化性且显酸性,这是学生们的易错点。

5.现有A、B、C三种气体,A是密度最小的气体,B在通常情况下呈黄绿色,纯净的A可以在B中安静地燃烧生成C。

把气体B通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D。

请据此回答下列问题:

(1)写出下列各反应的化学方程式

①纯净的A在B中安静地燃烧生成C_______________

②将气体B通入到水中:

__________。

③将气体B通入到NaOH溶液中:

_______________________

④将气体B通入到适量石灰乳中:

_______________________

(2)把三种气体分别通入酸性硝酸银溶液中,出现白色沉淀的气体是________(用字母表示)。

(3)将白色浑浊物D溶于水得到澄清溶液,分别取适量该澄清液两份。

①向第一份中滴加碳酸钠溶液观察到出现沉淀,发生反应的化学方程式为______________、________。

②向第二份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,会观察到____________(填现象)。

③白色浑浊物D因具有漂白性又称为______________,该物质在空气中容易变质的原因为_______________(用化学方程式表示)。

【答案】H2+Cl2

2HClCl2+H2O⇌HCl+HClOCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OBCCaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClCa(ClO)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClO生成白色沉淀漂白粉Ca(ClO)2+H2O+CO2=2HClO+CaCO3、2HClO

2HCl+O2↑

【解析】

【分析】

A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧生成D,则D为HCl,把气体Cl2通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D,则D为CaCl2和Ca(ClO)2的混合物,结合对应物质的性质解答该题。

【详解】

A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧生成D,则D为HCl,把气体Cl2通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D,则D为CaCl2和Ca(ClO)2的混合物,

(1)①A与B反应是氢气在点燃条件下与氯气反应生成氯化氢,反应方程式为:

H2+Cl2

2HCl,

故答案为:

H2+Cl2

2HCl;

②氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的方程式为:

Cl2+H2O⇌HCl+HClO,

故答案为:

Cl2+H2O⇌HCl+HClO;

③氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的方程式为:

Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,

故答案为:

Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O;

④氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应的方程式为:

2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,

故答案为:

2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;

(2)氯气溶于水会生成盐酸能与硝酸银生成氯化银沉淀,HCl与硝酸银反应生成氯化银沉淀,

故答案为:

BC;

(3)①D为CaCl2和Ca(ClO)2的混合物,滴加碳酸钠溶液发生的化学反应为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl、Ca(ClO)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClO,

故答案为:

CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl、Ca(ClO)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClO;

②向第二份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,氯离子和银离子反应生成氯化银白色沉淀,

故答案为:

生成白色沉淀;

③因为具有漂白性又称为漂白粉;在空气中容易与二氧化碳、水发生反应变质,其反应的方程式为:

Ca(ClO)2+H2O+CO2=2HClO+CaCO3、2HClO

2HCl+O2↑;

故答案为:

漂白粉;Ca(ClO)2+H2O+CO2=2HClO+CaCO3、2HClO

2HCl+O2↑。

【点睛】

氯气是一种强氧化剂,与水或是碱都发生歧化反应,本题考察氯气及其化合物的性质,解题时需注意化学方程式的书写。

6.有X、Y、Z三种元素,已知:

①X、Y、Z的单质在常温下均为气体;②X单质可在Z单质中燃烧,生成XZ,火焰为苍白色;③XZ极易溶于水,其水溶液可使蓝色石蕊试纸变红;④每2个X2分子可与1个Y2分子化合生成2个X2Y分子,X2Y在常温下为液体;⑤Z单质溶于X2Y中,所得溶液具有漂白作用;⑥细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧,且产生红棕色烟。

推断:

(1)X、Y两种元素的名称X___,Y___。

(2)化合物的化学式:

XZ___,X2Y___。

(3)过程⑥中涉及的化学反应方程式为___。

【答案】氢氧HClH2O2Fe+3Cl2

2FeCl3

【解析】

【分析】

细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧,且产生红棕色烟,Z是Cl元素;X单质可在Z单质中燃烧,生成XZ,火焰为苍白色,XZ是氯化氢,所以X是H元素;氯气溶于X2Y中,所得溶液具有漂白作用,则X2Y是水,Y是O元素。

【详解】

根据以上分析,

(1)X是氢元素,Y是氧元素、Z是氯元素。

(2)化合物的化学式:

XZ是氯化氢,化学式是HCl,X2Y是水,化学式是H2O;

(3)过程⑥是铁与氯气反应生成氯化铁,反应方程式为2Fe+3Cl2

2FeCl3。

【点睛】

本题考查了物质性质的分析判断,抓住物质转化关系,特别是抓住反应现象的特征进行分析;如:

根据细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧,产生红棕色烟,可推知Z2(g)是氯气;火焰为苍白色是氢气在氯气中燃烧。

7.无色气体A在一种黄绿色气体B中可安静地燃烧,发出苍白色火焰,反应生成气体C。

B与金属D反应可生成白色固体E,D在空气中燃烧生成浅黄色固体F,F与CO2反应可得到气体G,D与水反应可生成A,A在G中燃烧生成水。

推断出各种物质后,回答下列问题:

(1)E的化学式为_____。

(2)由D生成F的化学方程式为:

_____。

(3)D与H2O反应的离子方程式为:

______。

(4)写出F与CO2反应的化学方程式,并用双线桥表示该反应的电子转移____。

【答案】NaCl2Na+O2

Na2O22Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑

【解析】

【分析】

无色气体A在一种黄绿色气体B中可安静地燃烧,发出苍白色火焰,反应生成气体C。

可得出A为氢气,B为氯气,C为氯化氢,D在空气中燃烧生成浅黄色固体F,D为金属钠,F为过氧化钠,F与CO2反应可得到气体G,G为氧气,B与金属D反应可生成白色固体E,E为氯化钠。

【详解】

⑴根据以上分析得E为氯化钠,E的化学式为NaCl,

故答案为NaCl;

⑵钠在氧气中反应生成过氧化钠,D生成F的化学方程式为:

2Na+O2

Na2O2,

故答案为:

2Na+O2

Na2O2;

⑶钠和水反应生成氢氧化钠和水,D与H2O反应的离子方程式为:

2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,

故答案为:

2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;

⑷过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,F与CO2反应的化学方程式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑,用双线桥表示该反应的电子转移

故答案为:

8.X,Y,Z三种元素,它们具有下述性质:

(1)X,Y,Z的单质在常温下均为气体;

(2)X的单质可以在Z的单质中燃烧,燃烧时生成化合物XZ;

(3)化合物XZ极易溶于水,并电离出X+和Z-,其水溶液可使蓝色石蕊试纸变红;

(4)2分子X的单质可与1分子Y的单质化合,生成2分子X2Y,X2Y在常温下液体;

(5)Z的单质溶于X2Y中,所得溶液具有漂白作用。

根据上述事实,试判断X,Y,Z各是什么元素,XZ和X2Y各是什么物质:

X(_______________),Y(_______________)Z(________________),

XZ(_______________)X2Y(_______________)。

【答案】HOClHClH2O

【解析】

【分析】

结合物质的性质、反应的实验现象分析解答。

【详解】

XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z-,XZ的水溶液可使石蕊试液变红,溶液呈酸性,则X为氢元素,X单质为H2;结合X的单质在Z的单质中燃烧生成XZ,可知Z为Cl元素,Z的单质为Cl2,故XZ为HCl;2个H2分子能与1个Y2分子化合成2个X2Y分子,X2Y常温下为液体,则X2Y为H2O,说明Y为O元素;Cl2溶于H2O中,反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白作用,符合题意;根据上述分析,X为H,Y为O,Z为Cl,XZ为HCl,X2Y为H2O,故答案为:

H;O;Cl;HCl;H2O。

9.有X、Y、Z、W四种元素,它们的单质X、Y、Z在常温常压下皆为气体,W为固体。

①X单质可在Z单质中燃烧生成XZ,其火焰为苍白色;W单质在Y单质中剧烈燃烧产生黄色火焰,生成W2Y2;

②每2molX2可与1molY2化合生成2molX2Y,X2Y在常温下为液体;

③化合物XZ的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红;W与水反应后的溶液可使无色酚酞试液变红色;

④Z单质溶于化合物X2Y,所得溶液具有漂白作用;请回答:

(1)画出Z原子的原子结构示意图________;实验室中的W应保存在________中(填试剂名称)。

(2)写出化学式W2Y2___________。

(3)写出与W+具有相同核外电子数的分子或原子,请写出任意2种的化学式______。

(4)Z单质与水反应的离子方程式:

________________________。

(5)W单质与X2Y化学反应方程式:

__________________________。

【答案】

煤油Na2O2CH4HFNH3·H2ONeCl2+H2O

H++Cl-+HClO2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

【解析】

【分析】

①X单质可在Z单质中燃烧生成XZ,其火焰为苍白色,可以确定X为H元素,Z为Cl元素,W单质在Y单质中剧烈燃烧产生黄色火焰,生成W2Y2;黄色火焰是钠所特有的颜色,因此W为Na元素,Y为O元素。

②每2molX2可与1molY2化合生成2molX2Y,X2Y在常温下为液体,表明X2Y为H2O;③化合物XZ的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红,XZ为HCl;④Z单质溶于化合物X2Y,所得溶液具有漂白作用。

氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性。

据此解答。

【详解】

根据以上分析可知X、Y、Z、W四种元素分别是H、O、Cl、Na。

(1)Z原子是Cl,其原子结构示意图为

;钠极易与水和氧气反应,实验室中的Na应保存在煤油中。

(2)W2Y2的化学式为Na2O2。

(3)钠离子互为电子数是10个,则与Na+具有相同核外电子数的分子或原子有CH4、HF、NH3·H2O、Ne等。

(4)氯气与水反应的离子方程式为Cl2+H2O

H++Cl-+HClO。

(5)Na单质与H2O反应的化学反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。

10.利用下图,可以从不同角度研究含氯物质的性质及其转化关系,图中甲~辛均含氯元素。

回答下列问题:

(1)丙的化学式为_______;从组成和性质上分析,丁属于_______(填“酸性”或“碱性”)氧化物。

(2)图中甲、乙、丁、戊中,属于电解质的是__________(填化学式);根据氯元素的化合价判断,乙物质__________。

a只有氧化性b既有氧化性又有还原性

c只有还原性d既能做氧化剂也能做还原剂

(3)电解甲溶液制备己的化学反应为:

甲+H2O→己+H2↑,反应中甲与H2O的物质的量之比是______。

(4)庚是漂白粉的有效成分,用乙制取庚的化学反应方程式为_________。

(5)辛在MnO2催化下受热分解可用于制备一种常见气体,这种气体的化学式是____。

【答案】ClO2酸性HCl、HClObd1﹕42Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2OO2

【解析】

【详解】

(1)丙中氯元素的化合价为+4价,丙为氧化物,所以丙是二氧化氯;丁是+7价的含氯氧化物,为七氧化二氯,能与碱反应生成盐和水,为酸性氧化物,故答案为:

ClO2;酸性;

(2)常见的电解质为酸碱盐、水和活泼金属氧化物,甲为氯化氢,乙为氯气,丁为七氧化二氯,戊为次氯酸,属于电解质的为甲和戊;

乙为氯气,氯元素的化合价为0,处于氯元素的中间价态,既有氧化性又有还原性,既能做氧化剂也能做还原剂,故答案为:

HCl、HClO;bd;

(3)甲为氯化氢,己为高氯酸,氯元素由﹣1价变为+7价,氢元素由+1变为0,根据得失电子数相等,n(HCl):

n(H2O)=1:

4,故答案为:

1:

4;

(4)庚为次氯酸钙,乙为氯气,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应方程式为:

2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,故答案为:

2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O;

(5)氯酸钾中的氯元素为+5价,且它在二氧化锰催化下会生成氯化钾和氧气,故答案为:

O2。

【点睛】

解答第

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