氯的性质.docx

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氯的性质

1.氯气的生产原理：

（1）工业制法

工业上制Cl2通常是用电解饱和食盐水的方法，方程式是。

（2）实验室制法

①原理：

实验室制Cl2通常用浓盐酸和MnO2加热的方法，反应的化学方程式是

。

在反应中作氧化剂，HCl表现的性质是和酸性。

②装置类型：

属于固＋液气体。

③收集方法：

向排空气法或排法。

④除杂：

实验室制得的Cl2常含有HCl、H2O等杂质，通常使混合气体通过饱和食盐水，以除去，再通过浓硫酸以除去。

⑤尾气处理：

实验室制取Cl2时应防止尾气对空气的污染，多余的Cl2用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式是。

⑥装置展示：

实验室制氯气装置如下：

2．氯气的性质

（1）氯气的主要物理性质

氯气呈色，有气味，有毒，通常情况下1体积水能溶解2体积Cl2，氯气易液化。

（2）氯气的重要化学性质

①与金属反应

填写下列金属与Cl2反应的现象和化学方程式：

③Cl2与H2O的反应

将Cl2通入水中时，发生的化学反应为：

。

氯水呈色，说明氯水中存在。

从而说明Cl2与H2O的反应属于反应，存在平衡。

氯水中有三种分子，它们是；氯水中有4种离子，它们是。

④Cl2与碱的反应

完成方程式：

Cl2＋NaOH===，

Cl2＋Ca（OH）2===。

漂白粉的主要成分是，有效成分是，漂白粉如保存不当会发生变质，变质的化学方程式是。

下列关于氯水的叙述正确的是

（　　）

A．新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子

B．新制的氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后变白

C．光照氯水有气体逸出，该气体是Cl2

D．氯水放置数天后，pH会变小

[解析]新制氯水中除含有Cl2和H2O分子外，还含有HClO，故A项错误；蓝色石蕊试纸遇新制氯水中的H＋变红，又因其中HClO具有漂白性，可使变红后的试纸褪色，B项正确；光照氯水，发生反应2HClO

2HCl＋O2↑，逸出的气体是O2，C项错误；氯水久置，HClO（弱酸）转化为HCl（强酸），溶液的酸性增强，pH变小，D项正确。

[例2]（2009·天津理综，9）海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。

从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的两种方法：

________、________。

（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、________或H2、________。

（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为______________。

（4）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为__________。

由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是________________________。

（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料；Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。

他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：

请你参与分析讨论：

①图中仪器B的名称：

_______。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为____________________________________。

③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：

________________________。

④C中液体产物颜色为________，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是__________________。

[解析]

（2）电解NaCl溶液的产物有H2、Cl2、NaOH，若发生反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，则产物为H2和NaClO。

（5）提纯溴的实验中，要注意Br2的沸点高低，溴的沸点低于100℃，应采用水浴加热，并通过温度计控制温度。

除去Br2（液）中少量Cl2，加NaBr溶液后，Br2在水中溶解度不大，出现分层现象，可分液得到纯溴，亦可采用再次蒸馏的方法。

[答案]

（1）蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种。

（2）Cl2　NaOH　NaClO　（3）富集溴元素　（4）Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO42－＋2Br－

强酸对设备的严重腐蚀

（5）①冷凝管　②Br2腐蚀橡胶　③控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分　④深红棕色　分液（或蒸馏）

[方法点拨]溴的制取

（1）海水制溴原理

海水―→浓缩―→氧化―→提取

（2）工业上以海水为原料制溴的方法

①将氯气通入提取食盐后的苦卤中，使化合态的溴氧化成单质溴：

Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2

②用热空气将溴吹出，再用纯碱溶液吸收单质溴，生成NaBr、NaBrO3和CO2：

3Na2CO3＋3Br2===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑

③用硫酸酸化，NaBr与NaBrO3发生反应，结果化合态的溴又转化为溴单质：

5Br－＋BrO3－＋6H＋===3Br2＋3H2O

④用有机溶剂萃取后制得液态溴。

（3）实验室制溴一般用NaBr、浓H2SO4、MnO2共热。

2NaBr＋2H2SO4（浓）＋MnO2

Na2SO4＋MnSO4＋Br2＋2H2O

海带中含有丰富的碘。

为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

请填写下列空白：

（1）步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是________（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）。

A．烧杯　B．坩埚　C．表面皿　D．泥三角　E．酒精灯

F．干燥器

（2）步骤③的实验操作名称是____________；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是____________。

（3）步骤④反应的离子方程式是______________。

（4）步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是____________________________________________。

（5）请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法___________________。

[解析]本实验的基本思路是：

从海水提取含I－的碘化物（通过灼烧、浸泡等方法），再用氧化剂（MnO2）氧化I－得到I2，最后用萃取剂（苯）从水溶液中萃取I2。

萃取剂选择有两个条件：

①与原来的溶剂（水）互不相溶；②被萃取物质在萃取剂中溶解度较大。

[答案]

（1）BDE　

（2）过滤　蒸馏

（3）2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O

（4）苯与水互不相溶，I2在苯中的溶解度比在水中大

（5）取少量提取I2后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，观察是否出现蓝色，如果变蓝，说明还有单质I2

3．下列关于氯的说法正确的是

（　　）

A．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂

B．1735Cl、1737Cl为不同的核素，有不同的化学性质

C．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集

D．1.12LCl2含有1.7NA个质子（NA表示阿伏加德罗常数）

[解析]本题主要考查基本概念、基本理论、实验室制法等。

Cl2中的氯元素化合价为0处于中间价态，既有氧化性又有还原性，A错误；同位素原子的质子数和电子数分别相等，所以化学性质几乎完全相同，B错误；通过实验室制得的Cl2中含有少量HCl，Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，而HCl易溶，C正确；没有指明气体所处状态，D错误。

[答案]C

4．（2010·湖北省襄樊市高三调研）海带中含碘元素，从海带中提取碘有如下步骤：

①通入足量Cl2；②将海带焙烧成灰后加水搅拌；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液；⑤过滤。

则合理的操作顺序是（　　）

A．①②③④⑤B．②⑤①③④

C．①③⑤②④D．②①③⑤④

[解析]从海带中提取碘经历以下步骤：

海带的灼烧，海带灰的溶解、过滤，海带中I－的氧化，I2的萃取分液。

[答案]B

5．（2010·全国Ⅰ，12,6分）一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25g磷消耗掉314mL氯气（标准状况），则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于（　　）

A．3∶1　　B．5∶3　　C．2∶3　　D．1∶2

[解析]该题考查物质反应和化学计算，尤其是原子守恒法在该题中的应用。

若生成的PCl3的物质的量为n1mol，PCl5的物质的量为n2mol，则有P原子守恒和Cl原子守恒可得n1mol＋n2mol＝n（P）、3n1mol＋5n2mol＝n（Cl），可得n1＝0.006mol、n2＝0.002mol，故两者的物质的量之比接近3∶1。

[答案]A

一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分）

1．相同质量的钠、镁、铝分别跟氯气发生反应，消耗氯气的物质的量由大到小的顺序是（　　）

A．Na>Mg>AlB．Mg>Al>Na

C．Al>Na>MgD．Al>Mg>Na

[解析]设质量都是1g，则Na、Mg、Al与Cl2反应所需Cl2的物质的量分别为：

×

＝

mol，

×1＝

mol，

×

＝

mol。

[答案]D

2．漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是（　　）

A．Ca（ClO）2不稳定，易分解

B．Ca（ClO）2易吸收水分而潮解

C．Ca（ClO）2跟空气中的水和CO2反应

D．Ca（ClO）2跟空气中的CO2反应

[答案]C

[解析]漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是CO2和水可以与Ca（ClO）2反应生成HClO，次氯酸不稳定，在光的作用下易分解，使漂白粉失效。

Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,2HClO

2HCl＋O2↑。

3．氯气是一种重要的工业原料。

工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。

下列说法错误的是（　　）

A．若管道漏气遇氨就会产生白烟

B．该反应利用了Cl2的强氧化性

C．该反应属于复分解反应

D．生成1molN2有6mol电子转移

[解析]根据题目提供的化学反应分析得出：

该反应为置换反应，由化合价变化判断生成1molN2，转移电子6mol；该反应表现了Cl2的强氧化性；过量的氨气与生成的HCl会生成NH4Cl白烟。

[答案]C

4．（2010·上海，18,4分）下图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是（　　）

A．烧瓶中立即出现白烟

B．烧瓶中立即出现红棕色

C．烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性

D．烧杯中的溶液是为了吸收有害气体

[解析]烧瓶中的反应为：

3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl，故烧瓶中出现白烟，无红棕色；该反应中NH3表现还原性。

故选B。

[答案]B

9．氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是（　　）

A．灼热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，产生棕黄色的烟

B．通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应

C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，迅速化合而爆炸

D．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸

[解析]灼热的铁丝和铜丝在氯气中燃烧均产生棕黄色的烟，干燥的氯气与铁不反应，C、D项所述Cl2与H2和水的反应及相关现象均正确。

[答案]B

10．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是（　　）

A．用干燥的蓝色石蕊试纸

B．用干燥有色布条

C．将气体通入硝酸银溶液

D．用湿润的淀粉碘化钾试纸

[解析]HClO具有漂白性，而Cl2不具有，A、B两项中是在干燥环境下，Cl2都不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区别。

C中将气体通入AgNO3溶液都产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－。

D中Cl2与KI反应产生I2，I2遇淀粉变蓝，可以与HCl区别开。

[答案]D

11．溴化碘的分子式为IBr，它的化学性质活泼，能与大多数金属反应，其与H2O反应的化学方程式：

IBr＋H2O===HBr＋HIO。

下列叙述不正确的是（　　）

A．溴化碘为共价化合物

B．把0.1molIBr加水配制成500mL溶液，所得溶液中的Br－和I＋浓度均为0.2mol·L－1

C．IBr与水的反应为非氧化还原反应

D．在化学反应中，IBr可以作为氧化剂

[解析]溴化碘与溴、碘单质一样分子中原子以共价键结合，具有与溴、碘单质相似的化学性质，如在化学反应中可作氧化剂等。

但溴化碘与水发生化学反应IBr＋H2O===HBr＋HIO，分析可知没有化合价的变化，故为非氧化还原反应。

[答案]B

12．下列能够检验出KI中是否含有Br－的实验是（　　）

A．加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br－

B．加入酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色是否褪去

C．加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则有Br－

D．加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，在无色的水层中加入氯水，溶液呈橙色，则含有Br－

[解析]A中，在KI中加入足量新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有溴离子；B中，溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色；C中，加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层可能是萃取单质碘而显色，并没有溴单质产生；D中，加入足量FeCl3溶液，KI与Fe3＋反应产生单质碘，再用CCl4萃取后，在无色的水层中加入氯水，会置换出单质溴而使溶液呈橙色。

[答案]D

13．（8分）从海水中提取溴的方法之一是：

①向海水中通入Cl2；②向所得的溶液中鼓入热空气把溴吹出；③用纯碱溶液吸收溴生成NaBr、NaBrO3；④在上述溶液中加入稀硫酸使溴析出；⑤加汽油，振荡、静置、分液。

根据以上叙述，回答下列问题。

（1）写出①中反应的离子方程式：

________________________________________________________________________。

（2）步骤②中利用了溴的哪些性质？

________________________________________________________________________

（3）写出步骤③、④发生反应的化学方程式：

③__________________________________________________________________，

④____________________________________________________________________。

（4）④中反应的氧化剂是________，还原剂是________。

（5）能否将⑤中的汽油换成酒精？

为什么？

_____________________________________

________________________________________________________________________。

[解析]海水中的溴元素主要以Br－形式存在，Cl2通入后发生反应：

2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，溴易挥发，所以鼓入热空气便可将溴吹出。

Br2再与Na2CO3反应：

3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑，然后加入稀H2SO4又发生了5Br－＋BrO3－＋6H＋===3Br2＋3H2O的反应。

加入有机溶剂汽油便可将生成的溴萃取出来，但不能用酒精，因为酒精与水互溶。

[答案]

（1）2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－

（2）易挥发性，不易溶于水

（3）③3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑

④5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3Br2＋3H2O

（4）NaBrO3　NaBr

（5）不能，因为酒精易溶于水

14．（10分）下图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质，其中C、D为非金属单质，E为人类使用量最大的一种金属单质，其余为化合物。

它们存在如下转化关系，反应中生成的水及次要产物均已略去。

（1）写出有关物质的名称或化学式：

B________，F________，H________

（2）指出MnO2在相关反应中的作用：

反应①中是________剂，反应②中是________剂。

（3）写出B与MnO2共热获得D的化学方程式__________________。

（4）写出鉴别G与H的两种试剂________________。

[解析]从题中的信息比较容易推出E是金属铁单质，通过回忆中学阶段所学的用MnO2制取非金属单质的反应，联想到用过氧化氢与二氧化锰制氧气、用浓盐酸和二氧化锰制氯气的反应。

在此基础上整体分析就可推出全部物质。

鉴别三价铁离子和二价铁离子，可以利用三价铁离子遇硫氰化钾显血红色的特性，也可利用三价铁离子和二价铁离子与碱反应生成不同颜色的沉淀物。

[答案]

（1）浓盐酸　Fe3O4　FeCl3　

（2）催化　氧化　（3）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　（4）KSCN溶液　NaOH溶液（其他合理答案也可）

15．（14分）（2010潍坊3月统考）某校化学实验兴趣小组欲采用如图所示的实验装置制备Cl2，同时进行与氯气有关的某些实验，按要求回答问题。

（1）A是浓盐酸，B为二氧化锰，将A滴入B中时发生反应的离子方程式为__________________________________________；

（2）甲同学用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，结果制得的Cl2体积（标准状况下）小于1.12L，这是由于反应过程中盐酸浓度变小造成的。

请列举导致盐酸浓度变小的原因：

__________________________________________________。

（3）在实验室中，乙同学欲用下图中的装置净化氯气，则瓶①②中应盛放的试剂分别是①________________，②________________（填试剂名称）。

（4）丙同学将纯净的Cl2通入一定量石灰乳中来制取漂白粉，若通入224mL（标准状况下）Cl2完全反应，则反应过程中转移电子的物质的量为____________。

[解析]实验室制氯气是利用二氧化锰和浓盐酸反应，MnO2＋4HCl（浓）,△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－,△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O反应中随着盐酸的消耗和挥发浓度减小，反应停止，故制取Cl2的量小于理论值，Cl2中含有HCl和水蒸汽，故可用饱和食盐水和浓硫酸除去，用Cl2制漂白粉的反应为2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O，反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂，224mL氯气，物质的量为0.01mol，故转移电子的物质的量为0.01mol。

[答案]

（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－,△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

（2）①随着反应进行，HCl不断被消耗，盐酸浓度变小，②反应中HCl挥发

（3）饱和食盐水　浓硫酸

（4）0.01mol