考点14 氯元素单质及其重要化合物
一、选择题
1.(2018·全国卷Ⅱ·7)化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.碳酸钠可用于去除餐具的油污
B.漂白粉可用于生活用水的消毒
C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸
D.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查
【命题意图】本题考查生活中的化学知识,意在考查学生利用所学化学知识解释生活中化学问题的能力。
【解析】选D。碳酸钠溶液显碱性,会使油污中的油脂发生水解生成可溶性的物
质而除去,故A项正确;漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,其中Ca(ClO)2具有强氧化性能够杀菌消毒,可用于生活用水的消毒,故B项正确;胃酸的主要成分为HCl,而氢氧化铝能够中和胃酸,故可用于治疗胃酸过多,C项正确;碳酸钡能够溶于胃酸而形成可溶性的钡盐,重金属盐溶液能使蛋白质变性而造成人体中毒,故D项错误。
【教材回扣】硫酸钡不溶于水,不溶于酸,不能够被X 射线透过,因此在医学上常用作钡餐,用于肠胃X射线造影检查。
二、非选择题
2.(2018·北京高考·28)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①Ａ为氯气发生装置。A中反应方程式是(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
③Ｃ中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得方案Ⅱ
到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
i.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能
由
产生(用方程式表示)。
ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2Fe-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和Fe-的氧化性强弱关系相反,原因是。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性Fe->Mn-,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性Fe->Mn-。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案: 。
【命题意图】本题考查了实验方案设计与评价、含铁化合物、Cl2、氧化还原反应等的相关知识,意在考查化学实验设计与科学探究能力、分析问题和解决问题
的能力。
【解题关键】解答本题需要注意以下点:
(1)装置C中存在过量KOH,Cl2能与KOH反应。
(2)K2FeO4具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,根据氧化还原反应原理可知,铁元素价态降低,生成Fe3+。
【解析】(1)①Ａ中KMnO4与浓盐酸反应,锰被还原为Mn2+,故反应方程式是2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。②Cl2中混有HCl,可用饱和食盐
水除去,故除杂装置B为。③由图示信息,溶液中有KOH,故还有Cl2与KOH之间的歧化反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(2)①“取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色”,说明a中含Fe3+,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,因为K2FeO4具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,还可能由4Fe-+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O产生。K2FeO4在碱性溶液中较稳定。ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl2,用KOH溶液洗涤的目的是排除ClO-的干扰。
②Ｋ2FeO4的制备实验中,溶液呈碱性,发生反应3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:Cl2>Fe-。实验Ⅱ中加入了盐酸,溶液的酸碱性发生变化,Cl2和Fe-的氧化性强弱关系发生变化。③若能证明,根据题意K2FeO4在足量H2SO4溶液中会转化为Fe3+和O2,最后溶液中不存在Fe-,溶液振荡后呈浅紫色一定是Mn-的颜色,说明Fe-将Mn2+氧化成Mn-,所以该实验方案能证明氧化性Fe->Mn-。(或不能证明,因溶液b呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,c(Fe-)变小,溶液的紫色也会变浅;则设计一个空白对比的实验方案,方案为向紫色溶液b中滴加过量稀硫酸,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)。
答案:(1)①2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
②
③Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(2)①i.Fe3+4Fe-+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O
ii.排除ClO-的干扰
②＞溶液的酸碱性不同
③能证明,理由:Fe-在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是Mn-的颜色
(或不能证明,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀硫酸,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)
3.(2018·江苏高考·19)以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下:
