2020-2021高考化学氯及其化合物综合题及详细答案

2020-2021高考化学氯及其化合物综合题及详细答案

一、 高中化学氯及其化合物

1．已知Cl2在70℃的NaOH水溶液中，能发生氧化还原反应后可生成NaClO与NaClO3现有63.9g Cl2，将其通入到足量70℃的NaOH水溶液中，反应完全后测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量比为4：1，并得到500mL溶液。

（1）写出Cl2在70℃的NaOH水溶液中发生上述反应的化学方程式______。

（2）计算完全反应后溶液中NaClO、NaClO3物质的量浓度____、______。

【答案】9Cl2+14NaOH=4NaClO+NaClO3+9NaCl+7H2O 0.8mol/L 0.2mol/L

【解析】

【分析】

先通过氯元素化合价的对比判断NaClO与NaClO3是氧化产物，氯气得电子化合价降低的产物是还原产物，所以还原产物是氯化钠，根据氧化还原反应中得失电子数相等配平方程式，从而得出反应中被氧化的Cl2与被还原的Cl2的物质的量之比。

【详解】

（1）该反应中NaClO与NaClO3是氧化产物，氯化钠是还原产物，反应完全后测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量比为4：1，根据氧化还原反应中得失电子数相等配平方程式，所以该方程式为：9Cl2+14NaOH=4NaClO+NaClO3+9NaCl+7H2O；

（2）49.7g Cl2的物质的量为63.9g71g/mol=0.9mol，根据反应9Cl2+14NaOH=4NaClO+NaClO3+9NaCl+7H2O可知，生成NaClO与NaClO3的物质的量分别为0.9mol40.4mol9、0.9mol10.1mol9，完全反应后溶液中NaClO、NaClO3物质的量浓度分别为0.4mol0.8/0.5molLL、0.1mol0.2/0.5molLL。

2．一定量氢气在氯气中燃烧，所得混合物用1100mL3.00molLNaOH溶液恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.0500 mol。

（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22nCl:nH=________。

【答案】2HOHHO、22Cl2OHClClOHO 0.250 3:2

【解析】

【分析】

由溶液中含有0.0500 mol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）=12×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0.0500 mol次氯酸钠消耗过量氯气0.0500 mol，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+Cl22HCl，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。

3．KClO3和浓盐酸在不同温度下反应，发生以下两个反应。其变化可表示为

反应1：2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O

反应2：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O

(1)已知反应1的还原产物为黄绿色的二氧化氯，该反应中被还原的是_________（填化学式），产生0.1 mol Cl2时，转移的电子的物质的量为_____。

(2)反应2中氧化产物和还原产物的物质的量之比是_____。

(3)上述反应中浓盐酸表现的性质是(填写编号)：反应1中为_________，反应2中为_________。

①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性

(4)将少量氯气通入NaBr溶液中，发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。将少量氯气通入FeBr2溶液中，发生反应的离子方程式是Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，将少量氯气通入FeI2溶液中，发生反应的离子方程式是Cl2+2I-=2Cl-+I2，这个事实说明上述反应中具有还原性粒子I-、Br-、Cl-、Fe2+的还原性由强到弱的顺序是________，标况下，将22.4 LCl2通入2 L 0.5

mol/L的FeBr2溶液中，发生反应的离子方程式_____________标况下，将22.4 LCl2通入2

L 0.5 mol/L的FeI2溶液中，发生反应的离子方程式_____________。

【答案】KClO3 0.2 mol 5：1 ② ② I-＞Fe2+＞Br-＞Cl- 2Cl2+2Fe2++2Br-=2Fe3++4Cl-+Br2

Cl2+2I-=2Cl-+I2

【解析】

【分析】 (1)同一元素的物质发生氧化还原反应时遵循：高高低低规律。

(2)同一元素的物质发生氧化还原反应时，产物中元素的化合价规律是：可相聚，不相交。

(3)根据HCl中Cl元素的化合价在反应前后的特点分析；

(4)分析每个反应中还原剂、还原产物，利用还原性：还原剂＞还原产物分析比较物质还原性的强弱，当同一溶液有多种还原性微粒时，还原性强的先发生反应；然后根据通入Cl2的物质的量与物质还原性强弱反应先后书写反应的离子方程式。

【详解】

(1)在反应1：2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O中，KClO3得到电子变为ClO2，KClO3是氧化剂被还原，ClO2是还原产物；HCl失去电子变为Cl2，HCl是还原剂被氧化，Cl2是氧化产物，反应过程中每产生1mol Cl2，需转移2 mol电子，则反应产生0.1 mol Cl2时，转移的电子的物质的量为0.2 mol；

(2)在反应2：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O中KClO3作氧化剂，HCl作还原剂，Cl2既是氧化产物又是还原产物，每有3 mol Cl2产生，反应中消耗1 mol氧化剂KClO3，5 mol还原剂HCl，转移5 mol电子，所以反应2中氧化产物和还原产物的物质的量之比是5：1；

(3)在上述两个反应中，HCl中的Cl部分化合价升高，失去电子，被氧化，作还原剂，表现还原性，部分Cl在反应前后化合价不变，与金属阳离子结合形成盐，起酸的作用，所以两个反应中浓盐酸表现的性质是还原性和酸性，选项序号为②；

(4)将少量氯气通入NaBr溶液中，发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，其中Br-作还原剂，Cl-是还原产物，说明还原性：Br-＞Cl-；将少量氯气通入FeBr2溶液中，发生反应的离子方程式是Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，其中Fe2+发生反应，而Br-未反应，说明还原性：Fe2+＞Br-；将少量氯气通入FeI2溶液中，发生反应的离子方程式是Cl2+2I-=2Cl-+I2，其中I-发生反应，而Fe2+未反应，说明还原性：I-＞Fe2+；综上所述可知，上述反应中具有还原性粒子I-、Br-、Cl-、Fe2+的还原性由强到弱的顺序是I-＞Fe2+＞Br-＞Cl-；标况下，将22.4 LCl2通入2 L 0.5 mol/L的FeBr2溶液中，n(Cl2)=1 mol，n(FeBr2)=1 mol，其中Fe2+为1 mol，Br-2

mol，n(FeBr2)：n(Cl2)=1：1，首先发生反应：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，1 mol Fe2+反应消耗0.5 mol Cl2，还有0.5 mol Cl2剩余，会再与溶液中Br-发生反应：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，0.5

molCl2反应消耗1 mol Br-，则总反应的离子方程式2Cl2+2Fe2++2Br-=2Fe3++4Cl-+Br2；标况下，将22.4 LCl2通入2 L 0.5 mol/L的FeI2溶液中，n(Cl2)=1 mol，n(FeI2)=1 mol，其中Fe2+有1 mol，I-有2 mol，n(FeI2)：n(Cl2)=1：1，首先发生反应：Cl2+2I-=2Cl-+I2，2 mol I-反应消耗1 mol Cl2，由于不再有Cl2剩余，因此不能进一步发生反应：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，故反应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2。

【点睛】

本题考查了同一元素发生氧化还原反应的规律、微粒氧化性还原性强弱比较的知识。同一元素发生氧化还原反应，若产物中价态不同，则元素化合价变化规律是：高高低低；元素化合价可相聚，不相交。当同一溶液中存在多种还原性微粒时，若加入氧化剂不足量则还原性强的首先发生反应；同理，当同一溶液中存在多种氧化性微粒时，若加入还原剂不足量则氧化性强的首先发生反应。同一反应中氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子总数，等于元素化合价升高或降低总数。

4．(1)单质钠是一种______色的金属，密度比水______(大/小)，钠在自然界中以______(化合/游离)态存在；金属钠与水反应的化学方程式：______，金属钠在空气中燃烧生成______色的______(化学式)，其生成物与水反应的化学方程式：______。

(2)氯气是一种______色的气体，密度比空气______，______溶于水，并可以和水发生反应，写出其反应的化学方程式：______，实验室中用______ 溶液(化学式)吸收多余的氯气。

铁丝在氯气中燃烧的化学方程式：______。漂白粉是______和______(化学式)的混合物，是利用氯气与氢氧化钙反应制成的，写出其反应的方程式：______。