高考化學 專題十五 氯、溴、碘及其化合物試題

專題十五氯、溴、碘及其化合物考點一氯及其化合物1.（2014·江蘇化學，13，4分）在探究新制飽和氯水成分的實驗中，下列根據實驗現象得出的結論不正確的是（）A.氯水的顏色呈淺黃綠色，說明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉淀，說明氯水中含有Cl－C.向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產生，說明氯水中含有H＋D.向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明氯水中含有HClO解析氯水中含有“三分四離”[Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－（少）]，含Cl2，溶液呈淺黃綠色，A項正確；含Cl－，加入AgNO3反應生成AgCl沉淀，B項正確；能與NaHCO3反應生成CO2，說明有H＋，C項正確；氯水中Cl2可以將Fe2＋氧化為Fe3＋，D項錯誤。答案D2.（2014·浙江理綜，12，6分）氯在飲用水處理中常用作殺菌劑，且HClO的殺菌能力比ClO－強。25℃時氯氣氯水體系中存在以下平衡關系：Cl2（g）Cl2（aq）K1＝10－1.2Cl2（aq）＋H2OHClO＋H＋＋Cl－K2＝10－3.4HClOH＋＋ClO－Ka＝？其中Cl2（aq）、HClO和ClO－分別在三者中所占分數（α）隨pH變化的關系如圖所示。下列表述正確的是（）A.Cl2（g）＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－K＝10－10.9B.在氯處理水體系中，c（HClO）＋c（ClO－）＝c（H＋）－c（OH－）C.用氯處理飲用水時，pH＝7.5時殺菌效果比pH＝6.5時差D.氯處理飲用水時，在夏季的殺菌效果比在冬季好解析A項，在Cl2（g）＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－反應中，K＝eq\f(c2（H＋）·c（ClO－）·c（Cl－）,c[Cl2（g）])＝K1·K2·Ka，因Ka未知，故K也無法求出，A錯誤；B項，由電荷守恒知，c（H＋）＝c（ClO－）＋c（Cl－）＋c（OH－），c（Cl－）≠c（HClO），B錯誤；C項，由題意知，HClO殺菌能力比ClO－強，pH＝7.5時，HClO、ClO－濃度相同，而在pH＝6.5時，HClO濃度高于ClO－濃度，C正確；D項，夏季溫度高，Cl2溶解度降低，且HClO易分解，所以夏季殺菌效果比冬季差，D錯誤。答案C3.（2015·重慶理綜，9，15分）ClO2與Cl2的氧化性相近，在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應用廣泛。某興趣小組通過如圖1裝置（夾持裝置略）對其制備、吸收、釋放和應用進行了研究。（1）儀器D的名稱是。安裝F中導管時，應選用圖2中的。（2）打開B的活塞，A中發(fā)生反應：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，為使ClO2在D中被穩(wěn)定劑充分吸收，滴加稀鹽酸的速度宜（填“快”或“慢”）。（3）關閉B的活塞，ClO2在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO2，此時F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是___________________________________。（4）已知在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應生成NaCl并釋放出ClO2，該反應的離子方程式為__________________________________________________________________________________________________________________。在ClO2釋放實驗中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應，則裝置F的作用是__________________________________________________________________。（5）已吸收ClO2氣體的穩(wěn)定劑Ⅰ和穩(wěn)定劑Ⅱ，加酸后釋放ClO2的濃度隨時間的變化如圖3所示。若將其用于水果保鮮，你認為效果較好的穩(wěn)定劑是，原因是。圖3解析（1）儀器D為錐形瓶。根據實驗分析，F裝置中發(fā)生氣體與KI反應，所以應“長進短出”，選擇裝置b。（2）若鹽酸滴加速度過快，則生成ClO2的速度快，穩(wěn)定劑無法充分吸收，所以滴加鹽酸速度要慢。（3）F中的顏色不變，說明沒有氯氣進入F中與KI反應，裝置C的作用是吸收氯氣。（4）酸性條件下ClOeq\o\al(－,2)發(fā)生歧化反應，生成Cl－和ClO2，歧化反應逆向配平?！癈lO2釋放實驗”說明D中發(fā)生反應生成ClO2，因此F中淀粉和KI溶液是驗證是否有ClO2生成，若有ClO2生成，ClO2會氧化I－生成I2，使F中的淀粉溶液變藍色。（5）水果保鮮希望保鮮時間越長越好，所以選用穩(wěn)定劑Ⅱ，因為其緩慢釋放ClO2，能較長時間維持保鮮所需的濃度。答案（1）錐形瓶b（2）慢（3）吸收Cl2（4）4H＋＋5ClOeq\o\al(－,2)=Cl－＋4ClO2↑＋2H2O驗證是否有ClO2生成（5）穩(wěn)定劑Ⅱ穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO2，能較長時間維持保鮮所需的濃度4.（2015·福建理綜，25，15分）某化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關探究實驗。實驗一制取氯酸鉀和氯水利用下圖所示的實驗裝置進行實驗。（1）制取實驗結束后，取出B中試管冷卻結晶、過濾、洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有_________________________________________________。（2）若對調B和C裝置的位置，（填“能”或“不能”）提高B中氯酸鉀的產率。實驗二氯酸鉀與碘化鉀反應的探究（3）在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產物的影響，其中系列a實驗的記錄表如下（實驗在室溫下進行）：試管編號12340.20mol·L－1KI/mL1.01.01.01.0KClO3（s）/g0.100.100.100.106.0mol·L－1H2SO4/mL03.06.09.0蒸餾水/mL9.06.03.00實驗現象①系列a實驗的實驗目的是__________________________________________。②設計1號試管實驗的作用是_________________________________________。③若2號試管實驗現象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色；假設氧化產物唯一，還原產物為KCl，則此反應的離子方程式為___________________________________________________________________。實驗三測定飽和氯水中氯元素的總量（4）該小組設計的實驗方案為：使用下圖裝置，加熱15.0mL飽和氯水試樣，測定產生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是_________________________________________________________________。（不考慮實驗裝置及操作失誤導致不可行的原因）（5）根據下列資料，為該小組設計一個可行的實驗方案（不必描述操作過程的細節(jié)）：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。資料：i.次氯酸會破壞酸堿指示劑；ii.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2、FeCl2等物質還原成Cl－。解析（1）制取實驗結束后，由取出B中試管進行的操作（冷卻結晶、過濾、洗滌），可知該實驗操作過程中需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管；（2）Cl2與熱的KOH溶液反應生成KClO3、KCl和H2O，與冷的KOH溶液反應生成KClO、KCl和H2O。因此，若將裝置B、C的位置對調，可以除去Cl2中的雜質氣體HCl，故能提高B中KClO3的產率。（3）①根據表格中的數據可知：KI、KClO3的物質的量及濃度不變，改變的是硫酸溶液的體積和水的多少，二者的總體積相等，由此可見系列a實驗的目的是研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響；②設計1號試管實驗的作用是作對照實驗，比較影響結果。③根據2號試管實驗現象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色，證明生成了I2；若氧化產物唯一，還原產物為KCl，根據氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒及元素原子守恒可知該反應的離子方程式為：ClOeq\o\al(－,3)＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O。（4）該小組設計的實驗方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HClO分解生成HCl和O2等，無法測定試樣含氯總量。（5）由于HClO具有強氧化性會破壞酸堿指示劑，因此實驗設計時不能用酸堿指示劑，可以利用氯水的強氧化性，向該溶液中加入足量的H2O2溶液，H2O2把氯元素完全還原為Cl－，H2O2被氧化成O2，然后加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的AgNO3溶液，過濾、洗滌生成的AgCl沉淀，干燥后稱量沉淀質量，結合氯原子守恒即可確定其中含有的氯元素的質量。答案（1）燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管（不填“膠頭滴管”也可）（2）能（3）①研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響②硫酸濃度為0的對照實驗③ClOeq\o\al(－,3)＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O（4）因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案無法測定試樣含氯總量（或其他合理答案）（5）量取一定量的試樣，加入足量的H2O2溶液，加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，稱量沉淀質量（或其他合理答案）5.（2014·福建理綜，23，15分）元素周期表中第ⅦA族元素的單質及其化合物的用途廣泛。（1）與氯元素同族的短周期元素的原子結構示意圖為。（2）能作為氯、溴、碘元素非金屬性（原子得電子能力）遞變規(guī)律的判斷依據是（填序號）。a.Cl2、Br2、I2的熔點b.Cl2、Br2、I2的氧化性c.HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性d.HCl、HBr、HI的酸性（3）工業(yè)上，通過如下轉化可制得KClO3晶體：NaCl溶液eq\o(→,\s\up7(80℃，通電),\s\do5(Ⅰ))NaClO3溶液eq\o(→,\s\up7(室溫，KCl),\s\do5(Ⅱ))KClO3晶體①完成Ⅰ中反應的總化學方程式：eq\x()NaCl＋eq\x()H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))eq\x()NaClO3＋eq\x()。②Ⅱ中轉化的基本反應類型是，該反應過程能析出KClO3晶體而無其他晶體析出的原因是________________________________________________________________________________________________________________。（4）一定條件下，在水溶液中1molCl－、ClOeq\o\al(－,x)（x＝1，2，3，4）的能量（kJ）相對大小如下圖所示。①D是（填離子符號）。②B→A＋C反應的熱化學方程式為__________________________________________________________________________________________________（用離子符號表示）。解析（1）與Cl同族的短周期元素為F，其原子結構示意圖為。（2）非金屬元素氫化物的熱穩(wěn)定性和單質的氧化性均可作為非金屬性強弱的判斷依據，而單質的熔點、氫化物的酸性不能作為判斷依據。（3）①根據氧化還原反應規(guī)律，化合價有升有降，可推斷另一產物為H2；也可以用電解原理分析，陰極上H＋得電子生成H2，陽極上Cl－失電子生成ClOeq\o\al(－,3)，配平可得NaCl＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))NaClO3＋3H2↑。②Ⅱ中反應為復分解反應：NaClO3＋KCl=NaCl＋KClO3↓，原因為在室溫下，KClO3在水中的溶解度明顯小于其它晶體。（4）①由圖可知D中Cl元素化合價為＋7價，D為ClOeq\o\al(－,4)。②B→A＋C，即ClO－發(fā)生歧化反應生成Cl－和ClOeq\o\al(－,3)，由得失電子守恒可得：3ClO－=ClOeq\o\al(－,3)＋2Cl－，反應熱為ΔH＝E（ClOeq\o\al(－,3)）＋2E（Cl－）－3E（ClO－）＝63kJ·mol－1＋0－3×60kJ·mol－1＝－117kJ·mol－1，所以熱化學方程式為3ClO－（aq）=ClOeq\o\al(－,3)（aq）＋2Cl－（aq）ΔH＝－117kJ·mol－1。答案（1）（2）b、c（3）①eq\x(1)NaCl＋eq\x(3)H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))eq\x(1)NaClO3＋eq\x(3)H2↑②復分解反應室溫下，氯酸鉀在水中的溶解度明顯小于其它晶體（4）①ClOeq\o\al(－,4)②3ClO－（aq）=ClOeq\o\al(－,3)（aq）＋2Cl－（aq）ΔH＝－117kJ·mol－1考點二溴、碘及其化合物1.（2012·課標全國卷，7，6分）下列敘述中正確的是（）A.液溴易揮發(fā)，在存放液溴的試劑瓶中應加水封B.能使?jié)櫇竦牡矸跭I試紙變成藍色的物質一定是Cl2C.某溶液加入CCl4，CCl4層顯紫色，證明原溶液中存在I－D.解析能把I－氧化為I2的氧化劑很多，如HNO3、Fe3＋等，B選項錯誤；碘的四氯化碳溶液顯紫色，是因CCl4中溶解了I2，C選項錯誤；D選項不能排除SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)的干擾，錯誤。答案A2.（2012·北京理綜，10，6分）用下圖所示裝置進行下列實驗，實驗結果與預測的現象不一致的是（）中的物質②中的物質預測①的現象A淀粉KI溶液濃硝酸無明顯變化B酚酞溶液濃鹽酸無明顯變化CAlCl3溶液濃氨水有白色沉淀D濕潤紅紙條飽和氯水紅紙條褪色解析濃HNO3具有強氧化性和揮發(fā)性，揮發(fā)出的HNO3將I－氧化為I2，遇淀粉變藍，A錯；濃HCl揮發(fā)，但酚酞遇酸不變色，B對；濃氨水揮發(fā)出NH3，進入AlCl3，生成Al（OH）3白色沉淀，C對；飽和氯水揮發(fā)出Cl2，接觸濕潤的紅紙條，生成HClO將紅色紙條漂白褪色，D對。答案A3.（2015·課標全國卷Ⅱ，28，15分）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑。回答下列問題：（1）工業(yè)上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為。（2）實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO2：電解時發(fā)生反應的化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________。②溶液X中大量存在的陰離子有。③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是（填標號）。a.水 b.堿石灰c.濃硫酸 d.飽和食鹽水（3）用下圖裝置可以測定混合氣中ClO2的含量：Ⅰ.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；Ⅱ.在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒過玻璃液封管的管口；Ⅲ.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收；Ⅳ.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中；Ⅴ.用0.1000mol·L－1硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液（I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)），指示劑顯示終點時共用去20.00mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中：①錐形瓶內ClO2與碘化鉀反應的離子方程式為。②玻璃液封裝置的作用是。③Ⅴ中加入的指示劑通常為，滴定至終點的現象是。④測得混合氣中ClO2的質量為g。（4）用ClO2處理過的飲用水會含有一定量的亞氯酸鹽。若要除去超標的亞氯酸鹽，下列物質最適宜的是（填標號）。a.明礬 b.碘化鉀c.鹽酸 d.硫酸亞鐵解析（1）由KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制取ClO2的反應中，KCeq\o(l,\s\up6(＋5))O3→Ceq\o(l,\s\up6(＋4))O2，則KClO3作氧化劑；Na2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3→Na2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4，則Na2SO3作還原劑，根據電子守恒，n（KClO3）∶n（Na2SO3）＝2∶1。（2）①由制備ClO2的流程圖可知，電解NH4Cl溶液和鹽酸的混合物得到NCl3溶液和H2，根據電子守恒和質量守恒可寫出該反應的化學方程式。②由制備ClO2的流程圖可知，NaClO2和NCl3兩溶液反應生成NH3，說明溶液呈堿性；Ceq\o(l,\s\up6(＋3))Oeq\o\al(－,2)→Ceq\o(l,\s\up6(＋4))O2，eq\o(N,\s\up6(＋3))Ceq\o(l,\s\up6(－1))3→eq\o(N,\s\up6(－3))H3＋Ceq\o(l,\s\up6(－1))－，因此溶液X中大量存在的陰離子有OH－和Cl－。③ClO2和NH3均是易溶于水的氣體，a項錯誤，d項錯誤；b項，堿石灰與NH3不反應，錯誤；c項，濃硫酸易吸收NH3，而與ClO2不反應，正確。（3）①ClO2與KI溶液反應時，Ceq\o(l,\s\up6(＋4))O2→Ceq\o(l,\s\up6(－1))－，2I－→I2，反應環(huán)境為酸性，從而可寫出該反應的離子方程式。②玻璃液封裝置的作用是防止殘余的ClO2氣體揮發(fā)到空氣中，污染空氣。③步驟V反應中，I2→2I－，I2使淀粉溶液顯藍色，故可選用淀粉溶液作指示劑，滴定至終點時溶液由藍色變?yōu)闊o色。④由反應2ClO2＋10I－＋8H＋=2Cl－＋5I2＋4H2O、I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)可得關系式：2ClO2～5I2～10S2Oeq\o\al(2－,3)，n（S2Oeq\o\al(2－,3)）＝0.1000mol·L－1×20.00mL×10－3L/mL＝2×10－3mol，則n（ClO2）＝2×10－3mol×2/10＝4×10－4mol，m（ClO2）＝4×10－4mol×67.5g·mol－1＝0.02700g。（4）亞氯酸鹽（ClOeq\o\al(－,2)）具有氧化性，應選用還原劑將ClOeq\o\al(－,2)還原為Cl－。碘化鉀、鹽酸具有還原性，可分別被亞氯酸鹽氧化為I2、Cl2，二者均有毒，b錯誤，c錯誤；a項，明礬不具有還原性，錯誤；硫酸亞鐵具有還原性，可被亞氯酸鹽氧化為Fe3＋，且Fe3＋水解生成的Fe（OH）3膠體可凈水，d正確。答案（1）2∶1（2）①NH4Cl＋2HCleq\o(=,\s\up7(電解))3H2↑＋NCl3②Cl－、OH－③c（3）①2ClO2＋10I－＋8H＋=2Cl－＋5I2＋4H2O②吸收殘余的二氧化氯氣體（其他合理答案也可）③淀粉溶液溶液由藍色變?yōu)闊o色④0.02700（4）d4.（2014·江蘇化學，19，15分）實驗室從含碘廢液（除H2O外，含有CCl4、I2、I－等）中回收碘，其實驗過程如下：（1）向含碘廢液中加入稍過量的Na2SO3溶液，將廢液中的I2還原為I－，其離子方程式為______________________________________________________；該操作將I2還原為I－的目的是________________________________________。（2）操作X的名稱為。（3）氧化時，在三頸燒瓶中將含I－的水溶液用鹽酸調至pH約為2，緩慢通入Cl2，在40℃左右反應（實驗裝置如右圖所示）。實驗控制在較低溫度下進行的原因是；錐形瓶里盛放的溶液為。（4）已知：5SOeq\o\al(2－,3)＋2IOeq\o\al(－,3)＋2H＋=I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋H2O某含碘廢水（pH約為8）中一定存在I2，可能存在I－、IOeq\o\al(－,3)中的一種或兩種。請補充完整檢驗含碘廢水中是否含有I－、IOeq\o\al(－,3)的實驗方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗不出有碘單質存在；__________________________________________________