最新版高考化学大一轮复习专题4非金属及其化合物第一单元氯溴碘及其化合物学案.docx
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最新版高考化学大一轮复习专题4非金属及其化合物第一单元氯溴碘及其化合物学案
第一单元氯、溴、碘及其化合物
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.氯气的工业制法
a
b
2.实验室制取氯气的反应原理及其装置
a
b
3.氯气的物理性质及用途
a
a
4.氯气的净化、收集和检验,尾气的处理
b
b
5.氯气的化学性质(跟某些金属、H2、H2O、碱的反应),
HClO的漂白作用
c
c
6.溴、碘单质的物理性质
a
a
7.氯、溴、碘单质间的置换反应
b
b
8.海水中提取溴、碘
b
9.检验Br-、I-的常用方法
b
考点一氯气的性质与制法
(一)氯气的性质和制法
1.氯气的物理性质
颜色
状态
气味
密度
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
有毒
1体积水溶解约2体积Cl2
2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性
(1)与金属反应:
与变价金属反应生成高价金属氯化物。
点燃
①与铁反应:
2Fe+3Cl2=====2FeCl3。
点燃
②与铜反应:
Cu+Cl2=====CuCl2。
(2)
与非金属反应
(3)与水反应
氯气与水反应的化学方程式:
Cl2+H2OHCl+HClO。
(4)与碱反应(完成下列化学方程式)
①与烧碱反应:
Cl2+2NaOH===NaC+lNaClO+H2O。
②制取漂白粉:
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2。
注意氯水能漂白某些有色物质是因为其中HClO具有漂白性,而这种漂白性源于该物质具有
强氧化性,同理,NaClO和Ca(ClO)2的漂白原理也是如此。
3.氯气的制法
(1)工业制取
①原料:
工业上通常用电解饱和食盐水的方法制取Cl2,称为氯碱工业。
通电
②反应原理:
2NaCl+2H2O====2=NaOH+Cl2↑+H2↑。
(2)实验室制取
实验室通常用浓盐酸与二氧化锰共热制取Cl2。
反应原理→用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸
MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O
制备装置类型→固体+液体―△―→气体
净化方法→用饱和食盐水除去HCl气体,再用浓H2SO4除去水蒸气
收集方法→向上排空气法或排饱和食盐水法
尾气吸收→用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收
1将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的瓶
口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满
2将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,
验满方法观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,
则证明已集满
3实验室制取Cl2时,常常根据氯气的
颜色判断是否收集满
(3)注意事项
①必须用浓盐酸,稀盐酸不反应。
②为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。
③实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。
④尾气吸收时,不能使用澄清的石灰水,因为石灰水浓度太小,吸收不完全。
(二)氯水
1.氯水的多种成分决定了它具有多重性质
(1)Cl2的强氧化性;
(2)HCl的强酸性;
(3)HClO的强氧化性、弱酸性;
(4)Cl-的性质。
在不同的反应中,氯水起作用的成分不同,如下表:
参与反应的微粒
所加试剂
实验现象
离子方程式或解释
Cl-
AgNO3溶液
白色沉淀
Cl-+Ag+===AgCl↓
H+
Na2CO3固体
有气泡产生
2H++CO23-===CO2↑+H2O
HClO
有色布条
布条颜色褪去
发生氧化还原反应
Cl2
FeCl2溶液
溶液变棕黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Cl2、H2O
SO2
黄绿色褪去
SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO42-
HClO、H+
石蕊溶液
先变红后褪色
酸性和漂白性
Cl2、H+
镁粉
氯水的颜色褪去并有气泡产生
Mg+Cl2===Mg2++2Cl-、Mg+2H+===Mg2++H2↑
2.液氯、新制氯水与久置氯水的区别
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
(三)次氯酸的性质
(1)弱酸性:
比碳酸还弱,HClOH++ClO-,在写离子方程式时,不可拆开。
(2)不稳定性:
见光分解,2HClO=光===2=HCl+O2↑,由于氯水中含有HClO,故需要保存在棕色试
剂瓶中,且现用现配。
(3)强氧化性:
可以氧化还原性的粒子,如Fe2+、I-、SO32-等。
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)次氯酸钙是漂白粉的主要成分(√)
(2016·浙江11月选考,6D)
(2)氯化氢气体能使干燥的蓝色石蕊试纸变红(×)
(2016·浙江10月选考,10C)
(3)氯气可用于自来水的消毒(√)
(2016·浙江4月选考,6A)
(4)氯气有毒,不能用于药物的合成(×)
(2015·浙江10月选考,19D)
(5)将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,可以看到石蕊溶液先变红后褪色(√)
(2015·浙江10月选考,24C)
2.(2015·浙江9月选考,28)实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2,气体发生和收集装置如图。
请回答:
(1)实验装置连接完成后,首先应进行的操作是。
(2)MnO2和浓盐酸反应制取Cl2的化学方程式为。
(3)为得到干燥、纯净的Cl2,在收集Cl2之前应依次通过装有、(填试剂名称)
的洗气瓶。
答案
(1)检查装置的气密性
△
(2)MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)饱和食盐水浓硫酸
备考导向氯气是一种典型的非金属单质,高考命题中主要以选择题、实验探究题的形式考
查,常将氯气的性质、应用、实验探究交织在一起进行考查;对于氯水,要注意其性质的多
样性,如氯气的氧化性、HClO的漂白性及HCl的酸性等;氯气的制备及其性质实验探究是高
考热点知识,在考查氯气的实验室制备的同时,一般要涉及氯气化学性质的探究。
题组一氯气及其化合物的性质
1.(2017·台州9月选考质量评估)下列有关氯及其化合物的说法正确的是()
A.常温下干燥的Cl2可储存于钢瓶中,说明Cl2不与铁反应
B.电解饱和氯化钠溶液可得到氯气、氢气和钠
C.工业上以氯气和澄清石灰水为原料制取漂白粉
D.次氯酸能使染料等有机色素褪色,有漂白性,还能杀死水中的细菌,起消毒作用
答案D
解析A项,Cl2与铁在点燃的条件下可生成FeCl3,错误;B项,电解饱和食盐水可得到Cl2、
H2和NaOH,错误;C项,工业上可用Cl2和石灰乳为原料制取漂白粉,错误;D项正确。
2.(2017·温州中学高一上学期期中)下列关于氯水的叙述正确的是()
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B.新制氯水不能使干燥的有色布条褪色
C.光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2
D.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
答案D
解析新制的氯水中含有氯气分子、水分子、次氯酸分子,A项错误;新制氯水中含有HClO,
HClO能使有色布条褪色,B项错误;光照氯水有气泡逸出,由次氯酸分解可知,该气体是氧气,
C项错误;新制的氯水中含HCl和HClO,盐酸使蓝色石蕊试纸变红,HClO使石蕊试纸褪色,D
项正确。
3.(2017·温州中学高一上学期期中)“绿色化学实验”进课堂,某化学教师为氯气与金属钠
反应设计了如下装置与操作以替代相关的课本实验。
实验操作:
钠与氯气反应的装置作如下图
改进,将一根玻璃管与氯气发生器相连,玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油),玻
璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球。
先给钠预热,到钠熔融成圆球时,撤火、通入氯气,
即可见钠着火燃烧,生成大量白烟。
以下叙述错误的是()
A.反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B.玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气
C.钠着火燃烧产生苍白色火焰
D.若在棉球外沿滴一滴淀粉碘化钾溶液,据其颜色变化可判断氯气是否被碱液完全吸收
答案C
解析氯气性质活泼,易与活泼金属钠发生化合反应生成NaCl,反应时有大量白烟,A项正确;
氯气有毒,不能排放到空气中,氯气易与NaOH溶液反应而被吸收,B项正确;钠着火燃烧产生
黄色火焰,C项错误;氯气具有强氧化性,能与碘化钾发生置换反应,可根据其颜色变化判断
氯气是否被碱液完全吸收,D项正确。
4.(2017·慈溪市慈中书院高三测试)右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
答案B
解析3Cl2+2NH3===N2+6HCl,HCl+NH3===NH4Cl,所以应看到白烟。
题组二氯气的制法及性质探究
5.某化学小组用如图所示装置制取氯气。
下列说法正确的是()
A.该装置图中至少存在三处明显错误
B.该实验中收集氯气的方法不正确
C.如果需要得到干燥纯净的Cl2,只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的
洗气瓶即可
D.含有2molHCl的某浓盐酸与足量MnO2混合,在一定条件下反应,转移1mol电子
答案A
解析A项,该装置的错误有:
没有用酒精灯加热,MnO2不与浓盐酸发生反应,从而得不到Cl2;
装置中没有用分液漏斗而采用长颈漏斗导致气体外逸和HCl的挥发;没有进行尾气处理;B项,
Cl2的密度比空气大,该收集方法正确;C项,要得到干燥纯净的Cl2,首先应将气体通过饱和
食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气;D项,根据反应:
MnO2+4HCl(浓)==△===MnCl2+Cl2↑
+2H2O,盐酸浓度变稀后便不再反应,使产生的Cl2的物质的量小于0.5mol,转移的电子小于
1mol。
6.下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略)。
(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,则相关的化学反应方程式为
。
装置B中饱和食盐水的作用是。
(2)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。
当向D中缓缓通入少量氯气时,
可以看到无色溶液逐渐变为色,打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡。
观察到的现象是。
(3)装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯,试写出相应的化学方程式:
。
(4)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,因此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ应依次放入
(填字母)。
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
无水氯化钙
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条
答案
(1)MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O除去Cl2中的HCl
(2)黄(或橙黄,棕黄等)E中溶液分为两层,下层(四氯化碳)为紫红色
(3)2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O(4)d
解析
(1)固体二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下发生反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化
学方程式为MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O;饱和食盐水可吸收HCl,装置B中饱和食
盐水的作用是除去Cl2中的HCl。
(2)当向D中缓缓通入少量氯气时,氯气和溴化钠反应生成溴单质,发生反应Cl2+2NaBr===Br2
+2NaCl,溴水呈黄色,所以可以看到无色溶液逐渐变为黄色;打开活塞,将装置D中含溴单
质的少量溶液加入含碘化钾和四氯化碳的装置E中,溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质
溶于四氯化碳呈紫红色,振荡,观察到的现象是E中溶液分为两层,下层(四氯化碳)为紫红色。
(3)氯气能与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+Cl2===NaCl
+NaClO+H2O。
(4)氯气不能使干燥的有色布条褪色,可以使湿润的有色布条褪色,氯气从装置B中出来,含
有少量水蒸气,所以Ⅰ处放湿润的有色布条,Ⅱ处放无水氯化钙,干燥氯气,Ⅲ处放干燥的有
色布条,若Ⅰ处放干燥的有色布条,因为氯气中含有水蒸气,所以实验现象与Ⅲ处可能相同,
不能检验氯气是否具有漂白性,答案选d。
考点二溴、碘的制备与性质
(一)卤素单质的相似性、递变性和特殊性
1.相似性
点燃
(1)都能与大多数金属反应:
2Fe+3X2=点燃====2FeX3(I2除外)。
(2)都能与H2反应生成HX。
(3)都能与H2O反应:
X2+H2OHX+HXO(F2、I2除外)。
(4)都能与碱液反应:
X2+2NaOH===Na+XNaXO+H2O(F2、I2除外)。
2.递变性
颜色:
浅黄绿色――
F2Cl2Br2I2
黄绿色――――――深红棕色―――――――→紫黑色逐渐加深密度:
―
水溶性:
反应―――――溶解―――――――溶解―――――→微溶逐渐减小
氧化性:
―与―H―2化合或与水反应由易到难――――――――――――――→逐渐减弱
还原性(X-):
―――――――――――――――→逐渐增强
3.特殊性
(1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用水液封保存。
(2)I2易升华,淀粉遇I2显蓝色;I2易与Na2S2O3溶液反应:
I2+2S2O23-===2I-+S4O62-,用于通过
滴定实验(以淀粉溶液为指示剂)来定量测定碘的含量。
(3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳)萃取。
(4)氟元素无正价,F2与H2O发生置换反应生成O2(2F2+2H2O===4H+FO2),F2与Xe、Kr等稀有气
体反应生成白色氟化物。
(二)Cl2、Br2、I2之间的置换
氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2>Br2>I2,阴离子的还原性强弱是Cl-
如下反应:
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2;
Cl2+2I===2Cl+I2;
Br2+2I===2Br+I2。
(三)海水中提取溴、碘(加试)
1.海水提溴
(1)流程
蒸馏-H2SO4酸化
海水―浓缩―→富含Br的海水――C―l―2→含Br2的溶液
Cl2SO2
Br2←――C―Cl―4HBr溶液←――――Br2
(2)发生反应的化学方程式依次为
2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl;
Br2+SO2+2H2O===2HB+rH2SO4;
2HBr+Cl2===2HC+lBr2。
2.海水提碘
(1)流程
工业生产中,氧化剂用Cl2,而实验室中,氧化剂用H2O2(还可用MnO2等),加入氧化剂后用CCl4
萃取得到粗碘。
(2)分别写出Cl2、H2O2与滤液反应的离子方程式:
Cl2+2I-===I2+2Cl-;
2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。
(四)卤素离子的检验(注:
Br-、I-的检验属于加试要求)
1.银盐法
产生白色沉淀
加入AgNO3溶液
未知液――振荡、静置――――――→产生淡黄色沉淀
产生黄色沉淀
―再加稀――――H―N→O3白溶解,有淡黄色沉淀色沉淀不溶解,不有Cl-Br
振荡
黄色沉淀不溶解,有I-
2.置换—萃取法
常温下
水
苯
CCl4
汽油
乙醇
F2
浅黄绿色
强烈反应
反应
反应
反应
反应
Cl2
黄绿色
黄绿色
黄绿色
黄绿色
黄绿色
黄绿色
Br2
深红棕色
黄→橙
橙→橙红
橙→橙红
橙→橙红
橙→橙红
I2
紫黑色
深黄→褐
浅紫→紫
紫→深紫
浅紫红→紫红
棕→深棕
题组一溴、碘的物理性质及应用
1.(2017·嘉兴一中高三月考)下列说法正确的是()
A.碘易升华,可保存在酒精中
B.液溴应保存在棕色磨口玻璃塞的试剂瓶中,并加少量水进行水封
C.新制的氯水长期保存在无色玻璃瓶中
D.用酒精可以从碘水中萃取碘
答案B
2.(2017·杭州学军中学高三月考)下列试剂的保存不正确的是()
A.漂白粉必须密封保存
B.新制的氯水用棕色瓶保存
C.液溴用一层水封盖再密封保存
D.固体碘放在棕色细口瓶中
答案D
3.在盛有碘水的试管中,加入少量CCl4后振荡,静置片刻后()
A.整个溶液变紫色
B.整个溶液变为棕黄色
C.上层为无色,下层为紫红色
D.下层无色,上层紫红色
答案C
题组二卤素间的置换反应
4.(2017·浙江省余姚中学高三上学期期中)三支试管中分别盛有含Cl-、Br-、I-的溶液,向
试管A中加入淀粉溶液和新制的氯水,溶液变为橙黄色;再将此溶液倒入试管C中,无明显现
象。
A、B、C三支试管中所含有的离子依次是()
A.I-、Br-、Cl-B.Br-、Cl-、I-
C.Cl-、I-、Br-D.Br-、I-、Cl-
答案D
解析向A试管中加入淀粉溶液和新制氯水,溶液变成橙黄色,这是溴水的颜色,所以A中必
含Br-,再将此溶液倒入C试管中,无变化,说明C试管中不含I-,只能含有Cl-,答案选D。
5.(2017·浙江省余姚中学高三上学期期中)向NaBr、NaI混合液中,通入一定量氯气后,将
溶液蒸干并充分灼烧,得到固体剩余物质的组成不可能是()
A.NaClNaBrNaIB.NaClNaBr
C.NaClNaID.NaCl
答案C
解析在Br-、I-中,还原性由弱到强为Br-
量氯气发生:
2NaI+Cl2===2NaC+lI2、2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,溴易挥发,碘易升华。
当氯
气少量时,只发生部分2NaI+Cl2===2NaCl+I2反应,加热过程中,碘升华,所以固体是氯化钠
和溴化钠、碘化钠,故A不选;当氯气少量时,发生反应2NaI+Cl2===2NaCl+I2,部分2NaBr
+Cl2===2NaCl+Br2反应,加热过程中,碘升华,所以固体是氯化钠和溴化钠,故B不选;当
加入氯气,氯气先和碘离子反应,后和溴离子反应,所以固体中不可能是氯化钠和碘化钠,故
C选;当氯气过量时,发生反应2NaI+Cl2===2NaCl+I2、2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,加热过程
中,溴挥发,碘升华,所以剩余固体是氯化钠,故D不选。
题组三卤素单质及离子的鉴别
6.下列叙述中正确的是()
A.能使润湿的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
B.用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某浅黄色的溴水,加入CCl4振荡静置后,上层显橙红色
答案B
解析还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I-氧化为I2,A项错;碘单质的CCl4溶液显紫色,
C项错;CCl4的密度比水大,应下层显橙红色,D项错。
7.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是()
①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④稀硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥FeCl3
溶液、CCl4
A.①②④B.②③⑥C.②④⑤D.④⑤⑥
答案C
解析①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色;②氯水加入NaBr、NaI中后,再加
CCl4萃取,下层分别为橙红色和紫红色,加入NaCl中不发生反应,可以鉴别;③溴水与NaCl、
NaBr不反应,与NaI反应生成I2用苯萃取后,前两种上层均为橙红色,无法鉴别;④NaCl、
NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀,且均不溶于稀HNO3,沉淀颜色
依次为白色、淡黄色、黄色;⑤与②的原理相似,只是有色层在上层;⑥FeCl3溶液只能氧化I
-生成I2,不能鉴别。
题组四溴、碘的提取
8.工业上常用如下的方法从海水中提溴:
氯气通入空气和水蒸气SO2氯气
浓缩海水―①―→粗产品溴――――②―――→溴蒸气――③→物质X―④―→产品溴
下列说法错误的是()
A.步骤①的主要反应为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
B.物质X为HBrO
C.步骤②③的目的是富集溴元素
D.步骤②利用了溴易挥发的性质
答案B
解析X应为HBr。
9.(2017·浙江省余姚中学高三联考)从海带中提取碘,有甲、乙两种实验方案如下:
已知:
3I2+6NaOH===5Na+INaIO3+3H2O。
请回答:
(1)步骤X使用分液漏斗前须检漏,检漏方法为
(2)用下图所示装置进行蒸馏。
指出下图所示实验装置中的任意两处错误:
②。
__
(3)进行上述操作时,使用水浴加热更好的原因是
最后碘晶体在里聚集。
(4)下列有关步骤Y的说法,正确的
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- 最新版 高考 化学 一轮 复习 专题 非金属 及其 化合物 第一 单元 氯溴碘