高一化学常见无机物及其应用氯溴碘及其化合物.docx
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高一化学常见无机物及其应用氯溴碘及其化合物
授课类型
C氯溴碘及其化合物
授课日期及时段
教学内容
一、专题检测
1.下列氯化物既可由氯气与金属反应制得,又可由金属与盐酸反应制得的是()
A.CuCl2B.FeCl2C.FeCl3D.AlCl3
2.将足量的氯气通入下列溶液中,溶质中阴、阳离子的数目都明显改变的是()
A.AgNO3B.FeBr2C.NaOHD.Na2CO3
3.依据下述实验过程填空:
(1)写出上述反应的化学方程式:
①__________________________;②___________________________;③___________________________。
(2)填出a、b、c、d四处的颜色名称:
a__________;b_______;c_______;d_______。
4.为了提高氯水中次氯酸的浓度,增强氯水的漂白能力,可向氯水中加入的试剂是()。
A.CaCO3B.Na2SO3C.H2SO4D.Ca(OH)2
二、知识梳理
(一)、氯气
1、物理性质:
_________色,有____________气味,密度比空气_______的_______气体,____液化,
_______溶于水,______溶于饱和食盐水,据此实验室收集氯气的方法有_、
2、化学性质:
(1)与金属反应:
与Cu反应方程式:
__________________;现象:
__________________________________
与Fe反应方程式:
___________________;现象:
___________________________________
注意:
液氯保存在钢瓶中,原因是
(2)与非金属反应:
与H2反应方程式:
_________________;现象:
__________________________
_______________________;现象:
__________________________
(3)与水反应:
取一支盛满氯气的试管,将其倒扣在水槽中,静置一段时间后,现象是_______________________
__________________________________,反应的离子方程式是_________________;
在阳光下照射足够长时间,最终现象是_________________________________________________
(4)与碱反应:
氯气与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是__________________________________
【小结】
(1)氯气的化学性质非常_______,具有很强的______性,在一定的条件下几乎与所有的金属反应,且与Cu、Fe等变价金属反应时,均生成_______价金属氯化物;还可以与、、等非金属反应。
(2)氯气无论与什么物质反应,其结果有两种:
一是氯气只作氧化剂,其变化为Cl2→,
另一是氯气既作氧化剂又作还原剂,例如氯气与的反应。
3、氯气的实验室制法:
(1)反应原理是(用化学方程式表示)____________________________________
(2)制取氯气所需要的主要仪器有:
铁架台、、、、
(3)画出净化氯气的装置图,并注明所需试剂。
(4)验满的操作方法是______________________________________
(5)尾气处理的方法是___________________
4、工业制法——氯碱工业
(1)原料:
饱和NaCl溶液
(2)原理:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)主要设备:
(阳)离子交换膜电解槽
阳离子膜的作用:
将电解槽隔成阴极室和阳极室。
它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过,既防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2混合而引起爆炸,又避免了Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响NaOH溶液的质量。
5、氯气的用途:
、、
(二)、氯水
1、组成:
新制氯水显___________色,含有___________________________共7种微粒。
2、性质:
微粒
性质
表现形式
H+
酸性
氯水滴加到Na2CO3溶液中_____________________________
Cl-
沉淀反应
氯水滴加到硝酸银溶液中产生白色沉淀
Cl2
强氧化性
氯水滴加到碘化钾溶液中反应的离子方程式:
__________________
HClO
不稳定性
氯水久置变成________,反应的化学方程式:
_______________
因此氯水要保存在________________,放置在________处
漂白性/强氧化性
将紫色石蕊试液滴加到氯水中现象是____________________
(三)、次氯酸盐
1、漂白粉
(1)成份:
主要成份是____________,有效成份是________,用途_______________制
取反应的化学方程式是___________________________________
(2)性质:
①漂白原理:
____________________________________________(在空气中写方程式)
____________________________________________(盐酸条件写方程式)
②久置在空气中会失效,原因是(用化学方程式表示)_________________________
________________________________________________________________________
由此证明次氯酸的酸性比碳酸______(填“强”或“弱”)。
2、“84”消毒液的有效成分是_____________,其溶液PH_______7,用离子方程式表示原因:
___________________________________________________
3、ClO-无论在酸性或者碱性条件下都具有强的氧化性,不可与___________________________________________等还原性的离子大量共存。
(四)、卤族元素单质的性质
1、氯、溴、碘单质的物理性质
物理性质
氯单质
溴单质
碘单质
颜色
状态
溶解性和溶液颜色
水中
有机溶剂(CCl4、苯、汽油、酒精)
2、Br2的特性
(1)Br2是常温下唯一呈____态的非金属单质,且易_______,有毒。
(2)液溴应密封保存在带_______的细口瓶中,并向瓶中加入少量_______。
观察盛溴的试剂瓶,瓶中的现象是__________________________________________________________________
3、I2的特性
(1)I2易______,应密封保存在_________________,放在阴凉处。
取少量碘单质,放入烧杯中,将盛有冷水的圆底烧瓶置于烧杯上方,加热烧杯,现象是_____________________________
(2)I2的化学特性是__________________________________
(五)、溴、碘的提取
1、海水提取溴经过怎样的步骤?
写出所发生的离子方程式:
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2、生成的溴单质依然溶解在苦卤中怎样分离?
_________________________________________________________________________________________________
3、从海带中提取碘
4、溴、碘及其化合物的应用
溴可用于生产熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等;溴化银是感光材料,用于胶卷、变色眼镜等中;
碘是重要的药用元素,含碘食品的生产需要碘元素;碘化银可用于人工降雨。
三、专题突破
一、氯气的实验室制法
【教学法建议】
1.制Cl2的装置,可用于具有“固体(或液体)+液体
气体”特点的反应。
2.一套完整的制取气体的实验装置包括四个部分:
发生装置―→净化装置―→收集或性质验证装置―→尾气处理装置。
在组合装置制取气体时,可按此顺序选择需要的仪器和相应的药品,对有毒气体必须有尾气处理装置。
【典例1】无水氯化铝是白色晶体,易吸收水分,在178℃升华。
装有无水氯化铝的试剂瓶久置于潮湿空气中,会爆炸并产生大量白雾,氯化铝常作为石油化工的催化剂,并用于处理润滑剂等。
工业上用金属铝和氯气或无水氯化氢气体与熔融金属铝作用而制得无水氯化铝。
某课外兴趣小组在实验室里,通过如图所示装置制取少量纯净的无水氯化铝。
(1)A装置中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(2)在E处可收集到纯净的氯化铝,其原因是__________________________________。
(3)装置B、C中的试剂分别是________、________。
(4)从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D中玻璃管,将对实验产生的后果是_______________________________________。
(5)F装置所起的作用是_____________________________________。
【教学法建议】解答该类综合实验题首先应明确实验目的,然后根据气体的发生→气体的净化→主体实验→尾气处理的顺序分析仪器的使用及作用,再结合信息以及元素及其化合物的知识综合分析,整体解答。
【变式训练1】在实验室中用MnO2和浓盐酸反应制取纯净干燥的氯气时,用浓硫酸干燥氯气,用饱和食盐水吸收Cl2中的氯化氢气体.Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小.用氢氧化钠溶液吸收多余的Cl2,以防止污染空气.下图是某学生设计的实验装置图:
上述装置中有哪些错误?
请分别指出(有几处填几处).
(1)______________________________________________;
(2)______________________________________________;
(3)______________________________________________;
(4)______________________________________________;
二、氯水的成分及性质
1.氯水的成分
Cl2溶于水:
Cl2+H2O
H++Cl-+HClO
2.氯水的性质
新制氯水呈浅黄绿色、有刺激性气味,属混合物,其所含的多种微粒使氯水的化学性质表现出多重性。
(1)氯水中Cl2的强氧化性
氯水滴加溶液
反应化学方程式
实验现象
KI溶液(或HI溶液)
2KI+Cl2===2KCl+I2
溶液由无色变为棕黄色
NaBr溶液(或HBr溶液)
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
溶液由无色变为橙色
K2S溶液(或H2S溶液)
K2S+Cl2===2KCl+S↓
溶液变浑浊
Na2SO3溶液(或SO2)
Na2SO3+Cl2+H2O===Na2SO4+2HCl
氯水颜色褪去
FeCl2溶液
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
溶液由浅绿色变为棕黄色
(2)氯水的酸性和漂白性
向新制氯水中滴入NaOH等强碱溶液,氯水褪色,但向新制氯水中滴入石蕊试液,溶液先变红色,后来颜色又褪去,是由于HClO的强氧化性将色素氧化使之颜色褪去。
3.Cl2+H2O
HCl+HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质
浓度变化
平衡移动的方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-)增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H+)和c(Cl-)增大
左移
次氯酸与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH吸收多余的Cl2
光照
c(HClO)减小
右移
氯水应避光保存或现用现配
4.新制氯水、久置氯水、液氯的比较
名称
新制氯水
久置氯水
液氯
物质类别
混合物
混合物
纯净物
微粒种类
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
Cl2
主要性质
黄绿色溶液,能导电,有酸性、漂白性
即为稀盐酸,无色溶液,只有强酸性
黄绿色液体,不导电,有氧化性
【典例2】某学习小组设计了以下四个实验探究氯水的成分,请根据下表回答问题。
实验序号
实验方法
实验现象
结论
①
将氯水滴加到AgNO3溶液中
生成白色沉淀
②
将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
③
淀粉KI试纸变蓝色
氯水中含有Cl2
④
将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中
氯水中含有H+
(1)实验①得出的结论________________________________________________________________________。
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”:
②______________________________________,④___________________________________。
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是:
______________________________________。
(4)通过实验②的“实验现象”,同学们得出两个不同的结论。
这两个结论可能是a._________________________________________,b.__________________________________________。
请设计简单的实验证明哪一个是正确的_______________________________________________________________________________________________。
【变式训练2】氯气的水溶液称为“氯水”,为探究“氯水”的化学性质,某研究小组设计了如下的几个实验,其中对应的实验现象不正确的是( )
A.用pH试纸分别测量新制的氯水和稀盐酸的pH,将pH试纸放置一段时间后,试纸的颜色相近
B.在洁净的试管中加入少量碳酸氢钠粉末,再加入2mL新制氯水,产生大量气泡
C.取2mL新制氯水,滴入几滴蓝墨水,墨水褪色
D.取2mL新制氯水,滴入几滴硝酸银溶液和硝酸,产生白色浑浊
三、卤素单质及其化合物 溴、碘的提取
1.氟
(1)无正价无含氧酸,非金属性最强,F-的还原性最弱。
(2)与H2在暗处反应立即爆炸。
(3)2F2+2H2O===4HF+O2。
(4)HF是弱酸,能腐蚀玻璃,保存在铝制器皿或塑料瓶中;有毒,在HX中沸点最高,稳定性最强。
【教学法建议】此部分内容,考纲不作要求,供选择使用。
2.溴
(1)Br2是深红棕色液体,易挥发。
(2)Br2易溶于有机溶剂。
(3)盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞。
3.碘
(1)I2遇淀粉变蓝色。
(2)I2加热时易升华。
(3)I2易溶于有机溶剂。
(4)食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。
4.卤化银
(1)AgF易溶于水,AgCl白色不溶于水,AgBr淡黄色不溶于水,AgI黄色不溶于水。
AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。
(2)除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于制照相用的胶卷。
(3)AgI可进行人工降雨。
(4)Fe与I2反应生成FeI2,与其他卤素单质反应生成FeX3。
5.溴、碘的提取
(1)从海水中提取溴的常见工艺
从海水中提取溴,一般要经历三个步骤,即浓缩、氧化和提取。
①浓缩并酸化海水后,通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:
2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl。
②向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。
③向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
④用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。
(2)从海洋植物中提取碘的主要工艺
①用水浸泡海带或海藻灼烧后的灰烬。
②向水中通入适量的氯气,使碘离子转化为碘单质2NaI+Cl2===I2+2NaCl。
③过滤,用有机溶剂萃取碘单质。
【典例3】为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体,其电子式是________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是________。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是___________________________________。
(5)过程Ⅲ实验的目的是___________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:
同主族元素从上到下________,得电子能力逐渐减弱。
【变式训练3】下图是某老师设计的一个微型实验装置图:
请你说出实验过程中可能出现的现象,试写出有关化学方程式。
图中a、b、c、d均为止水夹,e、f为红皮头
四、专题过关
1.下列各组中的两种物质相互反应时,若改变反应条件(包括温度、反应物浓度、反应物用量比等),化学反应原理不改变的是
A.Na和O2B.NaOH和CO2C.NaHCO3与盐酸D.MnO2与盐酸
2.下列对氯气的性质及实验现象描述不正确的是
①钠在氯气中燃烧时产生白烟;②氢气在氯气中燃烧发出淡蓝色的火焰;③红热的铜丝在氯气中燃烧发出棕黄色的雾;④氯气跟水反应生成盐酸和次氯酸;⑤氯气有毒,液氯无毒
A.①②B.②③⑤C.②③④D.①④
3.可以用氯气对自来水进行消毒,若用这种自来水配制下列物质的溶液,不会引起药品明显变质的是
A、NaOHB、Na2CO3C、FeCl2D、NaCl
4.现有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水,浓度均为0.1mol/L,,如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体,在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体,丙瓶不变。
片刻后,甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系为(忽略溶液体积变化)()
A.甲=乙>丙B.甲>丙>乙C.丙>甲=乙D.乙>丙>甲
5.向含有NaBr、KI的混合溶液中通入过量的Cl2充分反应。
将溶液蒸干并灼烧,最后剩余的固体物质是()
A.NaCl和KIB.NaCl、KCl和I2C.KCl和NaBrD.KCl和NaCl
6.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.石灰乳与Cl2的反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂
B.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
C.常温下干燥Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2与铁不反应
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
7.向盛有Cl2的六个集气瓶甲、乙、丙、丁、戊、己中各注入下列液体中的一种,经过振荡,现象如下图所示,则甲、乙、丙、丁、戊、己注入的液体分别是
①AgNO3溶液;②NaOH溶液;③水;④淀粉-KI溶液;⑤FeCl2与KSCN混合液;⑥NaBr溶液
A.④①②⑥⑤③B.⑥①③④②⑤C.⑥③②④①⑤D.②①③④⑥⑤
8.氨气溶于水得到氨水,氯气溶于水得到氯水,下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是
A.“两水”都是混合物,溶液中含有的粒子种类、数目相同
B.“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡
C.“两水”都有刺激性气味,都能漂白有机色素
D.“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质
9.某化学小组用下图所示装置制取氯气,下列说法不正确的是
A.该装置图中至少存在两处明显错误
B.烧瓶中的MnO2可换成KMnO4
C.在乙后连一盛有饱和食盐水的烧杯可进行尾气处理
D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出
10.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,并试验它与金属的反应。
每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是…()
A.①和②处B.②处C.②和③处D.②③④处
11.关注饮用水,保证人民的生活质量。
回答下列两个问题:
(1)饮用水中的NO3-对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO3-的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2,其化学方程式为:
10Al+6NaNO3+4NaOH=10NaAlO2+3N2↑+2H2O。
请回答下列问题:
①上述反应中的氧化剂为。
②上述反应中若生成标况下3.36LN2,则转移的电子数为。
(2)洪灾过后,饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。
漂白粉是常用的消毒剂。
①工业上制取氯气的化学反应方程式为。
②漂白粉溶于水后,受空气中的CO2作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,反应的离子方程式为。
12.实验室制取氯气,将多余的氯气用100ml1.7mol/L的NaOH溶液完全吸收。
对吸收后的溶液进行分析化验,测知c(OH-)=0.1mol/L(不考虑反应前后溶液的体积变化)。
ClO-和ClO3-的物质的量浓度之比为5∶1。
请回答:
(1)吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为_______________mol。
(2)被氧化的氯气的物质的量为_______________mol,被还原的氯气的物质的量为_______________mol。
(3)若采用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制氯气,制备尾气中的氯气所消耗的二氧化锰的质量为_______________g。
13.实验室制取Cl2的化学方程式为MnO2+4HCl
MnCl2+Cl2↑+2H2O,当有146.0克HCl完全参加反时,有
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