学年高考化学总复习讲义 专题三 第一单元 氯溴碘及其化合物 苏教版docdoc.docx
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学年高考化学总复习讲义专题三第一单元氯溴碘及其化合物苏教版docdoc
2019-2020学年高考化学总复习讲义专题三第一单元氯、溴、碘及其化合物苏教版
1.氯气
(1)物理性质
①色、味、态:
黄绿色有刺激性气味的气体。
②水溶性:
能溶于水。
③毒性:
有毒。
(2)化学性质
2.次氯酸(HClO)
(1)不稳定性,化学方程式为:
2HClO
2HCl+O2↑。
(2)弱酸性:
比碳酸酸性弱,电离方程式为:
HClO
H++ClO-。
(3)强氧化性:
用作消毒剂和漂白剂。
3.漂白粉
漂白粉—
必须密封保存
(1)发现氯气泄漏应如何自救?
(至少答2种方法)
(2)新制的氯水含有哪些微粒?
久置的氯水含有哪些微粒?
(3)向新制氯水中加入碳酸钙粉末,能增加氯水中HClO的浓度吗?
为什么?
(4)能否用pH试纸测量氯水的pH?
为什么?
(5)如何保存氯水、漂白粉?
说明原因。
提示:
(1)①Cl2密度比空气大,因此要逆着风向朝高处转移。
②由于Cl2易和碱性溶液反应,可用蘸有肥皂水或纯碱溶液的毛巾捂住鼻子。
③向空中喷洒石灰水用于处理Cl2。
(2)新制氯水含有Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-;久置氯水含有H2O、H+、Cl-、OH-。
(3)能;原因是氯水中存在平衡:
Cl2+H2O
HCl+HClO。
加入的CaCO3粉末会与HCl反应,从而使平衡右移,提高了HClO的浓度。
(4)不能;原因是氯水中含有HClO,能将pH试纸氧化而褪色。
(5)应避光(棕色试剂瓶中),密封保存。
原因:
氯水中的HClO见光易分解,氯水具有挥发性,易挥发出Cl2,漂白粉易吸收空气中的CO2和水蒸气生成HClO,HClO见光分解而使漂白粉失效。
1.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应得到,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.FeCl2 B.AlCl3
C.FeCl3D.CuCl2
答案:
B
2.把氯气通入下列各物质的溶液中,阴离子和阳离子都能被氧化的是( )
A.NaOHB.Na2SO3
C.FeBr2D.FeSO4
答案:
C
氯气的化学性质图示如下:
3.用经Cl2消毒的自来水配制下列溶液:
①Na2SO3;②KI;③AlCl3;④FeCl2;⑤AgNO3;⑥稀盐酸,发现部分药品变质,它们是( )
A.①②④⑤ B.①②③④
C.①②④D.③⑥
解析:
用Cl2消毒的自来水中,含有盐酸和氧化剂HClO,Cl-能使Ag+沉淀,HClO能将SO
、Fe2+、I-等氧化。
答案:
A
4.为了研究氯水能否和碳酸钙发生化学反应,某学生设计如下实验:
实验一:
向盛有饱和氯水的锥形瓶中加入大理石,并充分振荡,观察到氯水的黄绿色褪去并同时产生少量气体。
实验二:
取上述实验一后锥形瓶中清液,进行如下实验:
(1)该清液滴在有色布条上有极强的漂白作用。
(2)该清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀。
(3)该清液中滴加盐酸可产生大量气体。
(4)该清液加热后变浑浊并产生大量气体。
实验三:
该学生设想用下列装置收集实验二中产生的气体作进一步检验。
回答下列问题:
(1)在实验二中,清液滴在有色布条上有极强的漂白作用说明该清液中含有________(写化学式);清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀说明该清液中含有________离子;清液中滴加盐酸产生的气体是________;清液加热后产生浑浊的原因是因为生成了________(用化学式表示)。
(2)实验三中,洗气装置内的洗涤液一般用________溶液。
(3)该学生通过上述实验,写出了氯水和碳酸钙反应的化学方程式,为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
氯气溶解于水,发生反应:
Cl2+H2O
HCl+HClO,生成的HCl与CaCO3发生反应:
2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O,因实验一只产生少量气体,故发生反应CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2。
答案:
(1)HClO Ca2+ CO2 CaCO3
(2)饱和NaHCO3
(3)2CaCO3+2Cl2+2H2O===Ca(HCO3)2+2HClO+CaCl2
(1)氯水的成分
氯水中存在三个平衡关系:
①Cl2+H2O
HCl+HClO
②HClO
H++ClO-
③H2O
H++OH-
根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。
(2)氯水的性质
所加试剂
实验现象
参与反应的微粒
离子方程式或解释
AgNO3溶液
白色沉淀
Cl-
Cl-+Ag+===AgCl↓
Na2CO3固体
有气泡产生
H+
2H++CO
===CO2↑+H2O
有色布条
布条颜色褪去
HClO
发生氧化还原反应
FeCl2溶液
溶液变棕黄色
Cl2
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
SO2
黄绿色褪去
Cl2、H2O
SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO
石蕊试液
先变红后褪色
HClO、H+
酸性和漂白性
(3)三点说明
①氯水中含有强氧化性的物质有Cl2和HClO,但由于c(Cl2)远大于c(HClO),所以氯水加入还原性较强的溶液(如Fe2+、SO
、S2-、I-等)中时一般只考虑Cl2参加反应,不考虑HClO。
②ClO-本身具有强氧化性,在酸性、中性溶液中均能氧化还原性较强的物质(如Fe2+、SO
、S2-、I-等)。
③氯水中的次氯酸具有漂白性,氯水能使紫色石蕊试液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后褪色。
不能用pH试纸测定氯水的pH。
5.潮湿的氯气、新制的氯水、次氯酸钠溶液、漂白粉溶液均能使有色布条褪色,这是由于它们含有或能生成( )
A.氯气B.次氯酸
C.次氯酸根D.氯化氢
解析:
Cl2+H2O
HCl+HClO;ClO-+H2O
HClO+OH-。
答案:
B
6.下列关于漂白粉的叙述正确的是( )
A.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2
B.漂白粉在空气中久置后会变质
C.漂白粉是由Cl2与烧碱制得的
D.在使用漂白粉时应用浓盐酸
答案:
B
7.84消毒液的有效成分是__________。
向稀释后的84消毒液中加入3~4滴紫色石蕊试液的现象为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
原因是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:
NaClO 先变蓝后褪色 ClO-+H2O
HClO+OH-、ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
(1)HClO不稳定,不能单独存在,只存在于氯水或次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物里。
(2)次氯酸是一元弱酸,其酸性比碳酸弱。
(3)工业上制取漂白粉,是用Cl2与石灰乳反应制得而不是Cl2与石灰水反应。
(4)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,漂白液、84消毒液的有效成分是NaClO,漂白粉、漂白液的漂白、消毒原理相同,即在酸性条件下生成有漂白、消毒作用的次氯酸。
(5)漂白粉长期露置于空气中会失效,漂白粉中的Ca(ClO)2能与空气中的CO2反应,最终得到的是CaCl2。
考点二 氯气的生产原理
1.氯气的工业制法
化学反应原理:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。
以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为氯碱工业。
2.氯气的实验室制法
(1)制备流程
(2)验满方法
①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛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,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。
(1)含0.4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2共热,能否得到0.1molCl2?
为什么?
(2)进行Cl2的性质实验时,多余的Cl2如何吸收?
能否用澄清石灰水吸收?
提示:
(1)不能;因为浓盐酸与MnO2反应制取Cl2时,随着反应的进行盐酸的浓度降低,而MnO2与稀盐酸不反应,故产生的Cl2小于0.1mol。
(2)用NaOH溶液吸收;不能用澄清石灰水吸收,原因是澄清石灰水中Ca(OH)2量少,吸收量小。
1.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。
若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并使它与金属反应。
每个虚线框表示一个单元装置,其中错误的是( )
A.只有①和②处 B.只有②处
C.只有②和③处D.只有②③④处
答案:
D
2.某学生在实验室制取Cl2时可能进行如下操作:
①连接好装置检查气密性 ②缓慢加热 ③加入MnO2粉末 ④由分液漏斗向烧瓶里加浓盐酸 ⑤多余的Cl2用NaOH吸收 ⑥用向上排空气法收集Cl2
其正确操作顺序是( )
A.①②③④⑤⑥B.③④②①⑥⑤
C.①③④②⑥⑤D.③①④②⑥⑤
答案:
C
(1)制取氯气时要缓缓加热,温度过高会导致HCl大量挥发。
(2)注意盐酸的浓度对反应的影响。
制取Cl2所用的盐酸为浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应。
随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
3.为了讲授“氯气的性质和用途”,李老师以二氧化锰和浓盐酸为主要原料,设计了如下图所示装置(其中A是连有注射器针头的橡皮管,针头已插入并穿过橡皮塞)进行了教学。
试回答下列问题:
(1)乙中的现象是____________________,丙中的现象是________________,丁中的现象是__________________,分离丁中液体的方法是________________________________________________________________________;
(2)橡皮管连通后,分液漏斗中的气体压强p1与烧瓶中的气体压强p2的关系为________(填“>”、“<”或“=”),连接橡皮管的目的是________________________________________________________________________;
(3)烧瓶内发生反应的离子方程式为:
________________________________________________________________________
________________________________。
解析:
利用上图所示装置制备Cl2,制得Cl2通过浓H2SO4(甲中),浓H2SO4干燥Cl2;Cl2与干红布条不反应(乙中);Cl2与H2O反应生成的HClO起漂白作用(丙中);Cl2与KI溶液反应生成I2单质,CCl4萃取碘单质,溶液分层(丁中),下层是I2的CCl4溶液;用向上排空气法收集Cl2(戊中);进行尾气吸收(己中)。
利用针头连接后,分液漏斗与烧瓶内气压相等,有利于液体流下。
答案:
(1)干燥的红布条不褪色 湿润的红布条褪色 下层CCl4层呈紫红色 用梨形分液漏斗分液
(2)p1=p2 有利于球形分液漏斗里浓盐酸顺利流入烧瓶里
(3)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
性质验证型实验题解题策略
解性质验证型实验题的关键是结合题目要求和所给的仪器、装置以及所给的试剂,了解命题的意图。
一般思路是:
明确实验目的(该实验要求做什么);明确题干、题图含义(认真理解实验的设计思路、每一个装置的设计意图),理解题目给我们达成实验目的提供了什么依据和有效信息;明确解答问题的落点是什么?
即试题给我们设置了什么样的问题情境,要求我们回答什么问题。
考点三 卤素的性质及X-的检验
1.氟及其化合物
(1)氟气与水剧烈反应:
2F2+2H2O===4HF+O2。
(2)氢氟酸是弱酸,能与SiO2反应,用于刻蚀玻璃。
实验室里不能用玻璃瓶保存氢氟酸。
2.溴及其化合物
(1)Br2是深红棕色液体,易挥发。
实验室保存液溴时要加少量水进行水封,不用橡胶塞。
(2)AgBr具有感光性,可作感光材料。
3.碘及其化合物
(1)I2是紫黑色固体,易升华,使淀粉变蓝。
(2)AgI可用于人工降雨。
4.卤离子的检验
(1)AgNO3溶液和稀硝酸——沉淀法
无变化
(2)置换——萃取法
无色溶液
混合液
有机层
呈
有关反应的离子方程式为:
2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,2I-+Cl2===I2+2Cl-。
(1)请分类列举哪些物质能使溴水褪色?
(2)淀粉KI试纸常用于检验哪些物质?
提示:
(1)①被H2S、SO2、SO
、I-等还原剂还原而褪色。
②与NaOH等强碱溶液发生自身氧化还原反应而褪色:
Br2+2NaOH===NaBrO+NaBr+H2O。
③与较活泼金属(如Mg+Br2===MgBr2)反应而褪色。
④能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物,如烯烃、炔烃等。
⑤能被溴水氧化的、含有醛基的化合物。
⑥能与溴水发生反应的碱性物质,如Na2CO3等。
⑦加入活性炭等吸附剂,使溴水褪色。
(2)检验强氧化性物质如Cl2、Br2、FeCl3溶液、O3等,反应原理是I-被氧化成I2而使淀粉变蓝。
1.下列事实或实验能说明氧化性Cl2>Br2>I2的有________。
①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深,而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化,滴入KI淀粉溶液中,溶液变蓝
②H2和Cl2的混合气体光照爆炸,H2和Br2的混合气体加热才能反应,而H2和I2反应更困难
③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低
④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差
⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小
答案:
①②④
2.向含SO
、Fe2+、Br-、I-各0.1mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( )
解析:
本题以氧化还原反应过程为载体,旨在考查学生对化学反应图像的识别能力。
题中四种离子与Cl2反应的先后顺序依次是SO
(消耗2.24LCl2)、I-(消耗1.12LCl2)、Fe2+(消耗1.12LCl2)、Br-(消耗1.12LCl2),因此C选项正确。
答案:
C
F2、Br2、I2的特殊性
(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,通常用水液封来保存。
(2)I2易升华,I2遇淀粉变蓝。
(3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油、苯)萃取。
(4)氟元素无正价,F2与H2O发生置换反应生成O2(2F2+2H2O===4HF+O2)
(5)卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3+,而I2只能把铁氧化为Fe2+。
3.溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物,跟水反应的方程式为IBr+H2O===HBr+HIO,下列有关IBr的叙述中,不正确的是( )
A.IBr是双原子分子
B.在很多反应中,IBr是强氧化剂
C.和NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
D.和水反应时,既是氧化剂又是还原剂
答案:
D
4.氰(CN)2的结构简式为CNCN,其化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性介于Br2和I2之间。
下列有关反应的化学方程式不正确的是( )
A.(CN)2+H2===2HCN
B.MnO2+4HCN
Mn(CN)2+(CN)2↑+2H2O
C.向KCN溶液中加入碘水:
I2+2KCN===2KI+(CN)2
D.在NaBr和KCN混合液中通入少量Cl2:
Cl2+2KCN===2KCl+(CN)2
答案:
C
(1)卤素互化物
由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。
如IBr、ICl、BrF3、ClF3。
卤素互化物与卤素单质的性质相似,有较强的氧化性,如能与金属、H2O、NaOH等反应。
(2)拟卤素
有些多原子分子与卤素单质性质相似,其阴离子与卤素阴离子性质相似。
如:
氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。
解答这类题目时可用换元法,如把(SCN)2当作X2,把SCN-当作X-。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性(2012·山东理综,12A)( )
(2)冷的氢氧化钠溶液中通入氯气发生反应:
Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O(2012·大纲全国卷,7C)( )
(3)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度(2010·全国理综Ⅱ,8A)( )
(4)将氯气溶于水制备次氯酸:
Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-(2010·天津理综,5C)( )
(5)根据较强酸可以制取较弱酸的规律,推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO(2011·安徽理综,11D)( )
(6)
①湿润红纸条;②饱和氯水。
①中红纸条褪色(2012·北京理综,10D)( )
答案:
(1)×
(2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√
2.(2011·江苏化学·9)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质,如图所示。
下列说法正确的是( )
A.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不与铁反应
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
解析:
A项,25℃时,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3小,故不正确;B项,正确;C项,氯气与铁在加热或潮湿的环境下易反应,干燥和常温环境下反应速率较慢,不正确;D项,制备碳酸氢钠和碳酸氢钠分解的反应不是氧化还原反应,故不正确。
答案:
B
3.(2013·北京理综·28)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作
现象
取4g漂粉精固体,加入100mL水
部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色
ⅰ.液面上方出现白雾;
ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;
ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是________________________________________________________________________。
(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。
推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a的目的是________________________________________________________________________。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:
随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。
通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是________________________________________________________________________。
(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化。
取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
则沉淀X中含有的物质是________________________________________________________________________。
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式:
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(2)由pH试纸先变蓝后褪色可知,漂粉精溶液具有碱性和漂白性。
(3)向水中通入过量SO2不能形成白雾,说明二氧化硫不能形成白雾;用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化,说明白雾中不含氯气;根据实验a、b不能判断白雾中含有HCl,因为白雾中混有SO2时也能满足实验a、b的现象,最终生成硫酸银白色沉淀。
(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色,说明有氯气生成,即发生反应:
Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,为确认这种可能性,可向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色。
(5)①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化。
取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明上层清液中含有SO
,则沉淀X中含有CaSO4。
答案:
(1)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(2)碱性、漂白性
(3)①检验白雾中是否含有Cl2,排除Cl2干扰
②白雾中混有SO2,SO2可与酸化的AgNO3反应生成白色沉淀
(4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色
(5)①CaSO4 ②SO2+Cl2+2H2O===SO
+2Cl-+4H+
4.[2013·广东理综·33
(1)]
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