高考化学氯及其化合物经典压轴题及答案.docx

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高考化学氯及其化合物经典压轴题及答案

高考化学氯及其化合物-经典压轴题及答案

一、高中化学氯及其化合物

1．Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途．将氯气溶于水能形成氯气﹣氯水体系．

完成下列填空：

（1）氯原子最外层电子的电子排布式是__．与电子排布式相比，轨道表示式增加了对核外电子运动状态中__描述．

（2）氢、氯、氧三种元素各能形成一种简单阴离子，按离子半径由大到小的顺序排列这些离子__．

（3）氯气﹣氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，请分别用平衡方程式表示：

__．已知HClO的杀菌能力比ClO﹣强，氯处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季差，可能原因是__（一种原因即可）．

（4）在氯水中，下列关系正确的是__（选填编号）．

ac（HClO）+c（ClO﹣）=c（H+）﹣c（OH﹣）

bc（H+）=c（ClO﹣）+c（Cl﹣）+c（OH﹣）

cc（HClO）＜c（Cl﹣）

dc（Cl﹣）＜c（OH﹣）

（5）ClO2是一种更高效、安全的消毒剂，工业上可用ClO2与水中的MnCl2在常温下反应，生成MnO2和盐酸，以除去水中Mn2+，写出该反应的化学方程式（需配平）__．有人认为产物MnO2和盐酸会继续反应生成氯气，这种认识对吗？

__（填“对”或“错”），说明理由__．

【答案】3s23p5自旋方向Cl﹣、O2﹣、H﹣Cl2（aq）+H2O

HClO+H++Cl﹣、HClO

H++ClO﹣、Cl2（g）

Cl2（aq）夏季温度高，HClO易分解，杀菌效果比在冬季差bc2ClO2+5MnCl2+6H2O=5MnO2+12HCl错MnO2和浓盐酸加热的条件下才能反应

【解析】

【分析】

【详解】

（1）氯是17号元素，其最外层电子的电子排布式为

，若用轨道表示式来描述，则可以描述其电子的自旋方向；

（2）

相当于光秃秃的质子，

填满了前两层电子，而

填满了前三层电子，半径由大到小为

；

（3）首先氯气存在溶解—挥发平衡，即

，其次氯气还能和水发生可逆反应，即

，而

是一个弱酸，存在电离平衡

；夏季和冬季最大的区别在温度，我们知道

受热易分解，因此杀菌效果变差；

（4）a.溶液中存在质子守恒

，若要a项成立除非

，但是二者不可能相等，a项错误；

b.该项即溶液中存在的质子守恒，b项正确；

c.氯气和水反应得到等量的

和

，

是强酸可以完全电离，因此溶液中

的量等于生成的

的量，而

是弱电解质部分电离，因此剩余的

的浓度将小于

的浓度，c项正确；

d.氯水呈酸性，因此溶液中的

极低（室温下

），因此不可能出现

的情况，d项错误；

答案选bc；

（5）

作氧化剂，

作还原剂，二者发生氧化还原反应

，该反应得到的盐酸较稀，且没有加热，因此不太可能被

继续氧化变成氯气，反应在这一步就停止了。

2．氯及其化合物在工农业生产和人类生活中有着重要的作用。

回答下列问题：

（1）25℃时将氯气溶于水形成“氯气-氯水”体系，该体系存在多个含氯元素的平衡关系，其中之一为：

Cl2（溶液）＋H2O

HClO＋H＋＋Cl-，体系中Cl2（溶液）、HClO和ClO-三者的物质的量分数（α）随pH（酸碱度）变化的关系如图所示。

已知HClO的杀菌能力比ClO-强，用氯气处理饮用水时，杀菌效果最强的pH范围为__（填字母）。

A．0~2B．2~4.7C．4.7~7.5D．7.5~10

（2）写出次氯酸光照分解的化学方程式___，如果在家中直接使用自来水养金鱼，除去其中残留的次氯酸可采取的简易措施为__。

（3）NaClO、NaClO2、ClO2等含氯化合物都是常见的消毒剂，这是因为它们都具有强氧化性。

①写出工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的化学方程式___；

②84消毒液（主要成分是NaClO）与洁厕灵（主要成分是盐酸）混在一起使用会产生有毒气体Cl2，其反应的离子方程式为__；

③NaClO2中Cl元素化合价为__；

④ClO2的杀菌效果比Cl2好，等物质的量的ClO2杀菌效果是Cl2的__倍（杀菌效果与单位物质的量的氧化剂得电子的物质的量有关，ClO2与Cl2消毒杀菌后均被还原为Cl-）。

【答案】B2HClO

2HCl+O2↑用容器盛放，在太阳光下曝晒一段时间Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O+32.5

【解析】

【分析】

图中信息告诉我们，在氯水中，具有杀菌能力的微粒主要是Cl2和HClO，随着溶液pH的不断增大，α（Cl2）不断减小，当pH=2时，α（Cl2）接近于0；随着溶液pH的不断增大，α（HClO）不断增大，当pH=2时，α（HClO）达到最大值；当pH升高到4.7时，α（HClO）开始减小，当pH接近10时，α（HClO）=0；从pH=4.7开始，α（ClO-）开始增大，pH=10时，α（ClO-）达最大值。

【详解】

（1）根据题目信息得知HClO的杀菌能力比ClO－强，依据图中信息可知pH为2~4.7时HClO含量最多，因此用氯气处理饮用水时，杀菌效果最强的pH范围为2~4.7，应选B。

答案为：

B；

（2）次氯酸光照分解生成盐酸和氧气，化学方程式为2HClO

2HCl+O2↑，由于次氯酸见光易分解，如果在家中直接使用自来水养金鱼，除去其中残留的次氯酸可采取的简易措施为用容器盛放，在太阳光下曝晒一段时间。

答案为：

2HClO

2HCl+O2↑；用容器盛放，在太阳光下曝晒一段时间；

（3）①工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的化学方程式为Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O。

答案为：

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；

②NaClO与盐酸反应生成氯气、氯化钠和水，离子方程式为2H++Cl－+ClO-==Cl2↑+H2O。

答案为：

2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O；

③NaClO2中Na显+1价，O显-2价，则Cl元素化合价为+3。

答案为：

+3；

④根据题中信息已知杀菌效果与单位物质的量的氧化剂得电子的物质的量有关，ClO2与Cl2消毒杀菌后均被还原为Cl－，1molClO2能够得到5mol电子，1molCl2能够得到2mol电子，因此等物质的量的ClO2杀菌效果是Cl2的2.5倍。

答案为：

2.5。

【点睛】

杀菌消毒是利用氧化剂的氧化能力实现的，氧化能力又是依据得电子能力衡量的，所以一种氧化剂，在通常情况下，得电子数目越多，得电子能力越强。

3．已知X、Y均为有刺激性气味的气体，且几种物质间有以下转化关系，部分产物未标出。

请回答下列问题。

（1）写出下列各物质的化学式：

X______、Y______、A______、B______、C______。

（2）反应①的离子方程式为____________。

【答案】Cl2SO2HClH2SO4FeCl32Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+

【解析】

【分析】

A与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀，A中含Cl-；B与盐酸酸化的BaCl2溶液反应产生白色沉淀，B中含SO42-；又根据X、Y均为有刺激性气味的气体，且X能与

反应，则X为Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。

【详解】

（1）分析可知，X为Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。

（2）反应①为氯化铁与二氧化硫发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+。

4．某溶液中可能含有K＋、Na＋、

、Cl－中的一种或几种，为鉴别其中所含离子，现进行如下实验：

请回答下列问题：

（1）原溶液中一定存在的离子是______（填离子符号，下同），一定不存在的离子是______________，可能存在的离子是__________________。

（2）为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在，应进行的实验操作及判断依据是_________

【答案】Na＋和

K＋Cl－取原溶液，向溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀硝酸，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－

【解析】

【分析】

钠的焰色反应是黄色，钾的焰色反应（透过蓝色钴玻璃）是紫色；

能和盐酸反应生成气体。

检验Cl-的试剂是稀硝酸和硝酸银溶液。

【详解】

（1）根据焰色反应显黄色、透过蓝色钴玻璃无紫色，说明含有Na＋、无K＋；加入盐酸有气体产生，说明存在CO32-，但不能确定是否有Cl－；则原溶液中一定存在Na+和CO32-，一定不存在K+，可能存在的是Cl-。

（2）要检验是否存在Cl-选用AgNO3溶液和稀HNO3，所进行的操作和判断的依据为：

取原溶液，向溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀硝酸，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－。

5．某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。

已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。

M与其他物质的转化关系如下图所示（部分产物、反应条件已略去）：

（1）常温下，用惰性电极电解M溶液（足量）发生反应的离子方程式为__________，电解一段时间后，让溶液复原的方法为_____，若M溶液为0.5L，电解一段时间后，两极共生成气体1.12L（已折算为标准状况下的体积），则电解后溶液的pH为_____（忽略溶液的体积变化）。

（2）若A是一种常见的难溶于水的酸性氧化物，可用于制造玻璃，则E溶液的俗称是_______。

（3）若A是CO2气体，将一定量的A通入B溶液，得到溶液W，再向溶液W中滴入盐酸，相关量如图所示，则溶液W中的溶质及其物质的量分别为_____、_____。

（4）若A是一种化肥。

A和B反应可生成气体E，E与D相遇产生白烟，工业上可利用E与D的反应检查输送D的管道是否泄漏，是因为E与D可发生反应：

_________（写化学方程式）。

【答案】2Cl－＋2H2O

2OH－＋H2↑＋Cl2↑通入HCl13水玻璃Na2CO3，0.005molNaHCO3，0.005mol3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl

【解析】

【分析】

C可在D中燃烧发出苍白色火焰，则C为H2，D为Cl2；其生成的产物为HCl，F为HCl；用惰性电极电解M溶液，产生H2、Cl2，则M为NaCl，B为NaOH。

【详解】

（1）常温下，用惰性电极电解NaCl溶液（足量）时，生成氢气、氯气和氢氧化钠，则反应的离子方程式为2Cl－＋2H2O

2OH－＋H2↑＋Cl2↑；溶液中出来的为氢气和氯气，则溶液还原时，应加入HCl恢复；两极共生成气体1.12L，则生成n（H2）=n（Cl2）=

=0.025mol，则溶液中产生0.05mol的OH－，c（OH－）=

=0.1mol/L，则c（H+）=10-13mol/L，pH=13；

（2）若A是一种常见的难溶于水的酸性氧化物，可用于制造玻璃，A为二氧化硅，与NaOH反应生成硅酸钠，其溶液俗称水玻璃；

（3）若A是CO2气体，根据图像可知，开始时未产生气体，且生成气体消耗盐酸与未生成气体消耗的盐酸的体积比为2：

1，则溶液为碳酸钠与碳酸氢钠的混合液，且其物质的量之比为1：

1，则Na2CO3，0.005mol；NaHCO3，0.005mol；

（4）若A是一种化肥，E与HCl相遇产生白烟，则E为氨气，氨气与氯气反应生成氮气和氯化铵固体，方程式为3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl。

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．现有A、B、C、D四种气体，A是密度最小的气体，B在通常情况下呈黄绿色，把四种气体分别通入硝酸银和稀硝酸混合溶液中，通入B、D气体时立即出现白色沉淀，纯净的A可以在B中安静的燃烧，发出苍白色的火焰并生成D。

把无色无刺激气味的气体C通入澄清石灰水时变浑浊。

（1）ABCD的化学式分别为：

A___________，B_________，C__________，D___________。

（2）写出下列各反应的离子方程式：

B与水_________________________________________________。

B与NaOH溶液_________________________________________。

C与澄清石灰水_________________________________________。

D与AgNO3溶液_______________________________________。

【答案】H2Cl2CO2HClCl2+H2O=H++Cl-+HClOCl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2OCO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2OAg++Cl-=AgCl↓

【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，发出苍白色的火焰并生成D，反应生成HCl，则D为HCl，把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊，应为CO2，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，发出苍白色的火焰并生成D，反应生成HCl，则D为HCl，把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊，应为CO2；

（1）由以上分析可知，A为H2，B为Cl2，C为CO2，D为HCl；

（2）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为：

Cl2+H2O=H++Cl-+HClO；氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为：

Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水，反应的离子方程式为：

CO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2O；稀HCl与AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀，反应的离子方程式为：

Ag++Cl-=AgCl↓。

8．现有A、B、C、D四种气体，A是密度最小的气体，B在通常情况下呈黄绿色，把四种气体分别通入酸性硝酸银溶液中，通入B、D气体时立即出现白色沉淀，纯净的A可以在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D。

把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊。

（1）A、B、C、D的化学式分别为：

A_______；B______；C______；D_____。

（2）写出下列各反应的化学方程式：

A与B_______；

B与水_______。

【答案】H2Cl2CO2HCl

Cl2+H2O=HCl+HClO

【解析】

【分析】

A是密度最小的气体即为氢气，B在通常情况下呈黄绿色即为氯气，纯净的A可以在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D即氢气和氯气反应生成氯化氢气体的特征现象，即D为氯化氢，把四种气体分别通入酸性硝酸银溶液中，通入B、D气体时立即出现白色沉淀，进一步验证B为氯气，D为氯化氢，无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊即为二氧化碳气体。

【详解】

⑴A是密度最小的气体即为氢气，A为H2；

B在通常情况下呈黄绿色即为氯气，B为Cl2；

无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊即为二氧化碳气体，C为CO2；

纯净的A可以在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D即生成HCl，D为HCl；

⑵A与B反应方程式为：

；

B与水反应方程式为：

Cl2＋H2O=HCl＋HClO。

【点睛】

①根据PV=nRT可以推出

，所以相同条件下，气体的密度和其摩尔质量呈正比，即相同条件下密度最小的气体即为氢气；②纯净的A可以在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，这是氢气与氯气反应生成氯化氢反应。

9．某待测溶液（阳离子为Na+）中只可能含有SO42-、SO32-、Cl－、Br－、NO3-、HCO3-中的一种或若干种，进行下列实验（每次实验所加试剂均足量）；回答下列问题：

（1）待测液中是否含SO42-、SO32-离子__________________________________________

（2）气体D的化学式为____________，反应生成沉淀B的离子方程式为：

____________

（3）根据以上实验，待测液中肯定没有的离子__________________________；肯定存在的离子是_____________________。

【答案】一定有SO32-，而SO42-可能存在可能不存在NOHCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2OBr－HCO3-、SO32-

【解析】

【分析】

待测液与氯化钡溶液反应生成沉淀A，则溶液中可能含有SO32-、SO42-，向沉淀中加入稀硝酸生成气体D，白色沉淀D，因为亚硫酸钡具有还原性，能够与硝酸反应生成硫酸钡和一氧化氮气体，而硫酸钡不溶于硝酸，所以溶液中一定存在SO32-，可能存在SO42-；溶液A中加入过量的NaOH溶液得到白色沉淀B，则溶液中一定含有HCO3-，白色沉淀B为BaCO3；溶液B中加入氯水，得无色溶液，溶液中一定不存在Br-；溶液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀,白色沉淀为AgCl，说明滤液B中含有Cl-，因为加入氯化钡溶液引入Cl-，不能确定原溶液中是否含有Cl-；据以上分析解答。

【详解】

待测液与氯化钡溶液反应生成沉淀A，则溶液中可能含有SO32-、SO42-，向沉淀中加入稀硝酸生成气体D，白色沉淀D，因为亚硫酸钡具有还原性，能够与硝酸反应生成硫酸钡和一氧化氮气体，而硫酸钡不溶于硝酸，所以溶液中一定存在SO32-，可能存在SO42-；溶液A中加入过量的NaOH溶液得到白色沉淀B，则溶液中一定含有HCO3-，白色沉淀B为BaCO3；溶液B中加入氯水，得无色溶液，溶液中一定不存在Br-；溶液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀,白色沉淀为AgCl，说明滤液B中含有Cl-，因为加入氯化钡溶液引入Cl-，不能确定原溶液中是否含有Cl-；

（1）根据以上分析可以知道，待测液中一定有SO32-，而SO42- 可能存在可能不存在；

答案是:

一定有SO32-，而SO42- 可能存在可能不存在；

（2）根据分析可以知道，气体D的化学式为NO；碳酸氢根离子与钡离子、氢氧根离子生成碳酸钡，反应生成沉淀B的离子方程式为：

HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O；

答案是:

NO；HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O；

（3）根据分析可以知道，待测液中一定不存在的离子为Br－；肯定存在的离子为:

HCO3-、SO32-；

答案是:

Br－；HCO3-、SO32-。

10．A、B、C、D是高中阶段学习的四种物质，单质A在单质B中燃烧产生苍白色的火焰，产物溶于水得到常见的强酸。

化合物C、D是刚学过的两种有重要用途的物质，化合物C具有强氧化性、漂白性，是单质B与水反应的产物之一。

化合物D是淡黄色物质，可用于呼吸面具，可由一种活泼金属与氧气燃烧得到。

回答下列问题：

（1）单质A与单质B反应的化学方程式：

__________。

（2）单质B与水反应的化学方程式：

_____________。

（3）D用于呼吸面具中，发生反应的化学方程式：

_________。

（4）C与NaOH溶液反应的化学方程式：

_____。

【答案】H2＋Cl2

2HClCl2＋H2O=HCl＋HClO2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑HClO＋NaOH=NaClO＋H2O

【解析】

【分析】

根据单质A在单质B中燃烧产生苍白色的火焰可知A为H2，B为Cl2；根据化合物D是淡黄色物质，可用于呼吸面具可知D为Na2O2，根据化合物C具有强氧化性、漂白性，是单质B与水反应的产物之一可知C为HClO。

【详解】

（1）氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，反应的化学方程式为H2＋Cl2

2HCl，故答案为：

H2＋Cl2

2HCl；

（2）氯气和水反应生成生成盐酸和次氯酸，反应的化学方程式为Cl2＋H2O=HCl＋HClO，故答案为：

Cl2＋H2O=HCl＋HClO；

（3）过氧化钠能与人呼吸出的二氧化碳和水反应生成氧气，可供人呼吸，常用于呼吸面具中，发生反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，故答案为：

2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑；

（4）HClO是弱酸，能与NaOH溶液发生中和反应生成次氯酸钠和水，反应的化学方程式为HClO＋NaOH=NaClO＋H2O，故答案为：

HClO＋NaOH=NaClO＋H2O。

【点睛】

单质A在单质B中燃烧产生苍白色的火焰、化合物D是淡黄色物质，可用于呼吸面具，可由一种活泼金属与氧气燃烧得到是解答的突破口。

11．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