化学步步高高考总复习专题5 第一单元知识点+经典例题+易混点纠正.docx
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化学步步高高考总复习专题5第一单元知识点+经典例题+易混点纠正
[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.氯气的净化、收集和检验,尾气的处理
b
b
4.氯气的物理性质及用途
a
a
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 氯及其化合物的性质和应用
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
注意 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔。
(如图所示)
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。
①与铁反应:
2Fe+3Cl2
2FeCl3。
②与铜反应:
Cu+Cl2
CuCl2。
(2)与非金属反应
与H2反应:
H2+Cl2
2HCl。
(3)与还原性无机化合物反应
①与碘化钾溶液反应:
Cl2+2KI===2KCl+I2。
②与SO2水溶液反应:
Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
③与FeCl2溶液反应:
Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
3.从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应
氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应
氯气与水反应的化学方程式:
Cl2+H2OHCl+HClO。
(2)与碱反应(完成下列化学方程式)
①与烧碱反应:
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+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。
4.从平衡的角度理解氯水的成分
氯水中存在三个平衡关系:
(1)Cl2+H2OHCl+HClO
(2)HClOH++ClO-
(3)H2OH++OH-
根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。
①三种分子H2O、Cl2、HClO;
②四种离子H+、Cl-、ClO-和OH-。
5.次氯酸和次氯酸盐的性质
(1)次氯酸
次氯酸见光分解的化学方程式:
2HClO
2HCl+O2↑。
(2)Ca(ClO)2的主要化学性质
①Ca(ClO)2的稳定性比HClO强。
②水解显碱性,其水解离子方程式:
ClO-+H2OHClO+OH-。
③与酸反应生成HClO,作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。
题组一 识记氯气的性质与用途
1.若遇氯气泄露时,通常可选用的防御办法是( )
①人躲到低洼的地方去 ②人躲到较高的地方去 ③多饮豆浆和牛奶 ④用沾有肥皂水(呈弱碱性)的软布蒙面
A.①④B.②③
C.②④D.②③④
答案 C
解析 Cl2比空气密度大,故人应躲到较高的地方去。
肥皂水呈弱碱性,可以吸收有毒的Cl2,使其转化成无毒的Cl-。
2.下列现象不属于H2在Cl2中燃烧现象的是( )
A.苍白色火焰
B.瓶口有白雾
C.集气瓶内气体颜色变浅
D.爆炸
答案 D
3.下列选项与氯气的用途无关的是( )
A.杀菌消毒B.制漂白粉
C.制取盐酸D.海水提盐
答案 D
解析 海水提盐是从海水中提取NaCl、CaCl2、MgCl2等盐,利用这些盐可制取Cl2,并非是Cl2的用途。
4.下列有关氯气的叙述中正确的是( )
A.Cl2是无色无味的气体
B.自来水用液氯消毒,利用的是氯气的毒性
C.氯气与碱的反应属于复分解反应
D.Cl2能与变价金属发生化合反应,且生成高价金属氯化物
答案 D
题组二 理解氯水的成分和次氯酸的性质
5.下列叙述中能证明次氯酸是一种弱酸的是( )
A.次氯酸不稳定,易分解
B.次氯酸钙能与碳酸作用生成碳酸钙和次氯酸
C.次氯酸是一种强氧化剂
D.次氯酸能使染料和有机色素褪色
答案 B
6.饱和氯水中,不存在的分子是( )
A.Cl2B.HClO
C.HClD.H2O
答案 C
7.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.漂白粉是将Cl2通入石灰水中制得
D.漂白粉的主要成分是CaCl2
答案 B
解析 漂白粉是由Cl2和石灰乳反应制得,它的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,故A、C、D错;Ca(ClO)2易和空气中的CO2和H2O反应而失效,故B正确。
8.下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是( )
A.将NaHCO3固体加入新制氯水中,有无色气泡产生(H+)
B.新制氯水使红色布条褪色(HCl)
C.向FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液呈血红色(Cl2)
D.向氯水中滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生(Cl-)
答案 B
解析 由于氯水中存在HCl,加入NaHCO3固体,发生反应NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,表现出酸性,即H+的性质,A项正确;新制氯水使红色布条褪色是次氯酸的漂白作用,B项错误;氯气具有强氧化性,能把Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+遇KSCN溶液呈血红色,C项正确;氯水中滴加AgNO3溶液能发生反应HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3,表现出Cl-的性质,D项正确。
题组三 从平衡移动的角度分析氯水中的变化(加试)
9.在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是( )
A.再通入少量氯气,
减小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增强
C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强
D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱
答案 C
解析 饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项错;通入少量SO2,发生反应:
SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,使Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的浓度减小,漂白性减弱,B项错;加入少量的碳酸钠粉末,消耗H+,使上述平衡正向移动,HClO的浓度增大,C项正确;光照过程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D项错误。
10.饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。
某同学运用这一方法,尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL饱和氯水,充分反应,有少量气泡产生,溶液的黄绿色褪去;
②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其漂白性更强;
③为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立刻产生大量气泡;
第三份加热,看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。
(1)试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因:
____________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出步骤③中第一份及第二份滤液发生反应的离子方程式:
第一份________________________________________________________________________;
第二份________________________________________________________________________。
(3)试根据所学知识推测,②的滤液中含有的溶质,除溶解的极少量氯气外,还含有的其他溶质为__________________________________________(写化学式)。
答案
(1)由于饱和氯水中存在Cl2+H2OHCl+HClO,加入CaCO3后,2HCl+CaCO3===CaCl2+CO2↑+H2O,使平衡右移,HClO的浓度增大
(2)Ca2++HCO
+OH-===CaCO3↓+H2O
HCO
+H+===CO2↑+H2O
(3)CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO
解析 饱和氯水中存在Cl2+H2OHCl+HClO的平衡体系,加入过量CaCO3后,2CaCO3+2HCl===Ca(HCO3)2+CaCl2,CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,使HCl浓度减小,平衡右移,Cl2浓度减小,溶液黄绿色褪去,HClO浓度增大,溶液漂白性增强。
由于滤液中含有HClO、CaCl2、Ca(HCO3)2等成分,Ca(HCO3)2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,与HCl反应产生CO2气体,Ca(HCO3)2受热分解生成CaCO3沉淀和CO2气体。
1.氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
2.氯水中平衡移动的应用
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
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
c(H+)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H+)减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)减小
右移
氯水避光保存或现用现配
考点二 氯气的制法
1.工业制法
(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。
(2)反应原理:
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(3)实验装置及现象
实验现象
结论
①
把a管移近点燃的酒精灯出现爆鸣声
a管中气体为氢气
②
b管中产生黄绿色的气体
b管中气体为氯气
③
铁棒端溶液变红,石墨棒端溶液不变色
U形管左端溶液显碱性
U形管右端溶液不显碱性
(4)海水中提取氯的过程
海水→粗盐
饱和食盐水
2.实验室制法
实验室通常用浓盐酸与二氧化锰共热制取Cl2。
题组一 氯气的工业制法
1.设计电解食盐水制Cl2的装置时,不需要考虑的是( )
A.避免H2与Cl2的接触
B.避免Cl2与NaOH的接触
C.避免H2与NaOH的接触
D.避免电极本身发生反应
答案 C
2.下列关于电解饱和食盐水过程说法正确的是( )
A.电解饱和食盐水的工厂可以生产盐酸
B.与电源负极相连的电极区有NaOH生成
C.与电源负极相连的电极上有氯气生成
D.电解饱和食盐水的过程中Na+的物质的量减小
答案 B
解析 电解饱和食盐水的工厂可生产H2、Cl2、NaOH,不能生产盐酸;与电源正极相连的电极区有Cl2产生,与负极相连的电极区产生H2和NaOH;由于Na+不参与反应,其物质的量保持不变。
3.氯碱工业生产中,每生产1tCl2,理论上应得到烧碱的质量为( )
A.1.127tB.1t
C.2tD.2mol
答案 A
解析 设生成烧碱的质量为x,则
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
80 71
x 1t
x≈1.127t。
题组二 氯气的实验室制法
4.工业上电解饱和食盐水制Cl2和实验室用MnO2与浓盐酸反应制Cl2,相同的原理是( )
A.都是将负价的氯转变为零价的氯
B.都是将正价的氯转变为零价的氯
C.都是复分解反应
D.都是置换反应
答案 A
5.实验室制取Cl2的气体发生装置,不需要的仪器是( )
A.长颈漏斗B.分液漏斗
C.圆底烧瓶D.铁架台
答案 A
解析 使用分液漏斗可以控制药品用量,不用液封只要关闭活塞就可以保证气密性,所以通常用分液漏斗而不是长颈漏斗。
6.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。
7.实验室用下列两种方法制氯气:
①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应;②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。
所得的氯气( )
A.①比②多B.②比①多
C.一样多D.无法比较
答案 B
解析 146gHCl的物质的量为4mol,87gMnO2的物质的量为1mol,由方程式:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O知,1molMnO2可以与4molHCl反应,但是应注意稀盐酸与MnO2不反应,也就是说1molMnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。
题组三 氯气制备与性质实验的融合
8.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。
下列说法正确的是( )
A.Ⅰ图中:
如果MnO2过量,浓盐酸就可全部被消耗
B.Ⅱ图中:
量筒中发生了加成反应
C.Ⅲ图中:
发生的反应不是燃烧反应
D.Ⅳ图中:
湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有Cl2生成
答案 D
解析 A项,稀盐酸与MnO2不反应;B项,发生的为取代反应;C项,Cu在Cl2中发生了燃烧反应;D项,Cl-、ClO-在酸性条件下有Cl2生成。
9.下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是
B________________________________________________________________________;
C________________________________________________________________________;
D________________________________________________________________________。
答案 向上排空气收集氯气 安全瓶作用,防止D中的液体倒吸入B中 吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境
实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点
1.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的挥发。
2.必须用浓盐酸加热才可反应,稀盐酸不反应。
3.实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
4.尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为溶液中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
考点三 溴、碘的性质及X-的检验
1.溴、碘单质物理性质比较
性质
Br2
I2
颜色
深红棕色
紫黑色
状态
液体
固体
溶解性
水中
溶解度不大
溶解度不大
有机溶剂中
易溶
易溶
特性
易挥发、有毒
①易升华
②使淀粉变蓝
2.氯、溴、碘单质化学性质比较
(1)与碱溶液反应,如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+X2===NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)。
(2)氧化性
①都能与金属反应生成金属卤化物,如与钠反应的化学方程式为2Na+X2===2NaX(X=Cl、Br、I)。
②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-
Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,其离子方程式:
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2;同理,Br2能置换出I2,其离子方程式:
Br2+2I-===2Br-+I2。
③与一些还原性离子反应,如Br2与SO
、Fe2+反应的离子方程式分别为SO
+Br2+H2O===SO
+2Br-+2H+,2Fe2++Br2===2Br-+2Fe3+。
3.Br-、I-的检验方法(加试)
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液
生成
(2)置换——萃取法
未知液
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液
蓝色溶液,表明有I-
题组一 识记溴、碘的物理性质
1.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.欲将食盐固体与碘的混合物分开,最好的方法是( )
A.溶解、过滤
B.溶解、过滤、蒸发
C.溶解、加AgNO3溶液、过滤
D.加热使碘升华
答案 D
题组二 卤族元素的性质
3.下列有关卤素的说法错误的是( )
A.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,还原性依次增强
C.淀粉KI溶液在空气中变蓝:
4I-+O2+2H2O===2I2+4OH-
D.碘在KI溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
答案 A
解析 元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性无关,可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较,A错误;I2在KI溶液中存在I2+I-I
,可使其溶解度增大,D正确。
4.下列关于卤素的叙述正确的是( )
①卤素的钾盐中,最易被氧化的是氟化钾
②溴中溶有少量氯气,可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯
③溴化银具有感光性,碘化银不具有感光性
④氟气跟氯化钠水溶液反应,一定有氟化氢和氧气生成
⑤氯气跟水反应时,水既不是氧化剂也不是还原剂
A.①③④B.②③⑤
C.②④⑤D.①③
答案 C
解析 本题涉及卤素单质及其化合物的性质和用途。
易被氧化的物质应具有较强还原性,各卤素离子中,以I-的还原性最强,故卤素的钾盐中,最易被氧化的是碘化钾;卤化银中除氟化银外均有感光性。
题组三 氯、溴、碘单质氧化性强弱的应用
5.下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:
Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变血红色
还原性:
Fe2+>Cl-
答案 D
解析 选项A的实验现象只能说明氧化性:
Cl2>Br2和Cl2>I2,不能说明氧化性:
Br2>I2;选项B的实验现象还可以说明氯气与水生成了漂白性物质;选项C中,氯气与水生成酸性物质也可以出现对应的实验现象;e处变血红色是氯气氧化Fe2+生成Fe3+的结果,选项D正确。
6.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中溶液由黄色变为红棕色时,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。
答案
(1)
(2)湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(4)打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰 (6)原子半径逐渐增大
解析 A中滴加浓盐酸后,发生反应:
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,生成黄绿色气体Cl2,在A、B、C中分别发生反应:
Cl2+2KI===2KCl+I2,Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色,打开活塞b,C中生成的Br2在D中发生反应:
Br2+2KI===2KBr+I2。
过程Ⅲ实验,当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时,溶液变为红棕色,以此为对照,说明C中黄色溶液无Cl2,从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
题组四 卤素单质及离子的鉴别
7.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。
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