高中 | 氯气 题目答案及解析

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必修一

第四章 非金属及其化合物

第二节 富集在海水中的元素——氯

氯气

Ⅰ.次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠$\left( \text{C}\text{N}\text{O}\text{Cl}\text{Na} \right)$都是常用的杀菌消毒剂。$\rm NaClO$可用于制备二氯异氰尿酸钠。

$\rm NaClO$溶液可由低温下将$\rm Cl_2$缓慢通入$\rm NaOH$溶液中而制得。制备$\rm NaClO$的离子反应方程式为                ;用于环境杀菌消毒的$\rm NaClO$溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是                

[["

$\\text{C}{{\\text{l}}_{\\text{2}}}\\text{+2O}{{\\text{H}}^{-}}\\text{=C}{{\\text{l}}^{-}}\\text{+Cl}{{\\text{O}}^{-}}+{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}$;次氯酸钠在空气中暴露时间过长生成$\\rm HClO$,光照条件下,$\\text{2HClO}\\begin{array}{*{20}{c}}{\\underline{\\underline {光照}} }\\\\{}\\end{array}\\text{2HCl+}{{\\text{O}}_{\\text{2}}}\\uparrow $

"]]

制备$\rm NaClO$的离子反应方程式为$\text{C}{{\text{l}}_{\text{2}}}\text{+2O}{{\text{H}}^{-}}\text{=C}{{\text{l}}^{-}}\text{+Cl}{{\text{O}}^{-}}+{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$;次氯酸钠在空气中暴露时间过长生成$\rm HClO$,光照条件下,$\rm HClO$分解,导致消毒作用减弱。

有研究显示,南极臭氧空洞中的污染物硝酸氯$\left( \text{ClONO}_2 \right)$与次氯酸钠在结构上有类似之处。下列推测有一项不合理,该选项是$(\quad\ \ \ \ )$

["

具有强氧化性

","

$\\rm NaOH$溶液反应可生成两种钠盐

","

与盐酸作用能产生氯气

","

水解生成盐酸和硝酸

"]
[["D"]]

$\rm A$.硝酸氯$\left( \text{ClONO}_2 \right)$与次氯酸钠在结构上有类似之处,次氯酸钠具有强氧化性,则硝酸氯也具有强氧化性,$\rm A$正确;

$\rm B$.硝酸氯$\left( \text{ClONO}_2 \right)$$\rm NaOH$溶液反应可生成次氯酸钠和硝酸钠,$\rm B$正确;

$\rm C$.硝酸氯$\left( \text{ClONO}_2 \right)$与盐酸作用能产生氯气,$\rm C$正确;

$\rm D$.硝酸氯$\left( \text{ClONO}_2 \right)$水解生成硝酸和次氯酸,$\rm D$错误;

故选:$\rm D$

Ⅱ.二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于$\rm 60\%$。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为:

$\text{C}\text{N}\text{O}\text{Cl}+\text{H}+2\text{H}\text{O}=\text{C}\text{H}\text{O}+2\text{HClO}$

$\rm \text{HClO}+2I^-+\text{H}=\text{I}+\text{C}{{\text{I}}^{-}}+\text{H}\text{O}$

${{\text{I}}_{2}}+2{{\text{S}}_{2}}\text{O}_{3}^{2-}={{\text{S}}_{4}}\text{O}_{6}^{2-}+2{{\text{I}}^{-}}$

准确称取$\rm 1.1200\;\rm g$样品,用容量瓶配成$\rm 250.0\;\rm mL$溶液;取$\rm 25.00\;\rm mL$上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量$\rm KI$溶液,密封在暗处静置$\rm 5\;\rm min$;用$0.1000\;\rm \text{mol}\cdot \text{L}{}^ {-1}\text{ Na}\text{S}\text{O}$标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗$\text{Na}\text{S}\text{O}$溶液$\rm 20.00\;\rm mL$

如何判断滴定达到了终点?                

[["

滴入最后半滴$\\text{Na}\\text{S}\\text{O}$标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复

"]]

通过滴入最后半滴$\text{Na}\text{S}\text{O}$标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复,可判断溶液达滴定终点。

通过计算判断该样品是否为优质品                $\rm ($写出计算过程$\rm )$该样品的有效氯$\rm =\dfrac{测定中转化为样品的质量元素\times 2}{样品的质量}\times 100\%$

[["

是优质品,样品有效氯含量为$\\dfrac{{1}{{{0}}^{{-3}}}{\\;\\rm mol}\\times {35}{.5\\;\\rm g/mol}\\times {2}}{{1}{.1200}\\times \\dfrac{{25\\;\\rm mL}}{250\\;\\rm {mL}}}\\times 100\\%{=63}{.39 }\\%$

"]]

$\begin{matrix} \rm {{{C}}_{{3}}}{{{N}}_{{3}}}{{{O}}_{{3}}}{C}{{{l}}_{{2}}} & \sim & \rm {2HClO} & \sim&\rm {2}{{{I}}_{{2}}} & \sim &\rm {4}{{{S}}_{{2}}}{O}_{{3}}^{{2-}} \\ {} & {} & 2 & {} & {} & {} & 4 \\ {} & {} & {n}\rm (HC{lO}) & {} & {} & {} & 20\times {{10}^{-3}}\times 0.1000\;\rm {mol} \\ \end{matrix}$

$ n{\rm (Cl)}=n\rm (HClO)=10^{-3}\;\rm mol$,则样品中有效氯为$\dfrac{{1}{{{0}}^{{-3}}}\rm \;{mol}\times {35}{.5\;\rm g/mol}\times {2}}{{1}{.1200}\times \dfrac{{25\;\rm mL}}{250\;\rm {mL}}}\times 100\%{=63}{.39 }\%\rm \gt 60\%$,则为优质品。

若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值                $\rm ($填“偏高”或“偏低”$\rm )$

[["

偏低

"]]

硫酸过少,将导致$\rm \text{C}\text{N}\text{O}\text{Cl}+\text{H}+2\text{H}\text{O}=\text{C}\text{H}\text{O}+2\text{HClO}$进行不充分,产生的$\rm HClO$量偏低,导致实验结果偏低。

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