高考化学复习《核心素养下的氯及其化合物考向解析》.docx
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高考化学复习《核心素养下的氯及其化合物考向解析》
19-20高考一轮复习
————核心素养下氯及氯的化合物考向分析
考纲解读:
考纲要求掌握氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用,了解氯元素单质及其化合物对环境质量的影响,卤素元素性质的递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。
结合高考试题本节对氯及化合物的考察主要在氯气的性质及有关重要化合物的制备。
一、必备知识:
1、氯气的制法
(1)工业制法——电解法
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)实验室制法
氯气的实验室制法
(1)实验原理(写出反应的化学方程式):
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应,使用以上物质时,反应不需要加热,如2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。
(2)实验装置:
(3)验满方法:
①将湿润的淀粉_碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,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的集气瓶口,观察到试纸先变红后退色,则证明已集满。
③实验室制取Cl2时,常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。
2.注意事项
(1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热的温度不宜过高,以减少HCl的挥发。
(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,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。
[流程分析] 氯气制备与性质探究实验设计方法
2、重要转化
3、 卤素离子的检验方法
(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-
4、重要工艺:
(1)海水中溴的提取
主要过程及反应原理
①浓缩:
海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br-得到浓缩。
②氧化:
向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
③富集:
利用溴的挥发性,通入热空气和水蒸气,吹出的溴蒸气用SO2吸收,Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。
④氧化:
利用Cl2将HBr氧化得到溴单质,2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
(2)海带中提碘
反应原理
海带中的碘元素主要以碘离子的形式存在,提取时用适当的氧化剂(H2O2)将其氧化成单质碘,再用有机溶剂将碘萃取出来,反应的离子方程式为2H++2I-+H2O2===I2+2H2O。
(3)海水中精制饱和食盐水
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:
为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-;加入试剂的合理顺序
可以是先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3;也可以是先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
2、关键能力培养
(1)与氯气有关的物质制备、探究
例题:
【2
015海南化学】(11分)工业上,向500—600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。
现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验。
回答下列问题:
(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为
,装置B中加入的试剂是。
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取。
尾气的成分是。
若仍用D的装置进行尾气处理,存在的问题是、。
(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是。
欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先,再。
解析:
(1)制取无水氯化铁的实验中,装置A为氯气的制备装置,发生的反应为二氧化锰和浓盐酸共热生成二氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置B的作用是除去氯气中的水蒸气,故装置B中加入的试剂是浓硫酸。
(2)根据题给信息知制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取HCl;尾气的成分是HCl和H2;若仍用D的装置进行尾气处理,HCl气体极易溶于水,H2与氢氧化钠溶液不反应,则存在的问题是易发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收。
(3)检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液;欲制得纯净的FeCl2,应防止装置中氧气的干扰,在实验操作中应先点燃A处的酒精灯,利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气,再点燃C处的酒精灯。
答案:
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O 浓硫酸
(2)HCl HCl和H2 易发生倒吸 可燃性气体H2不能被吸收
(3)KSCN溶液 点燃A处的酒精灯 点燃C处的酒精灯
【练习】1、【2015新课标Ⅱ卷理综化学】(15分)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问題:
(1)工业上可用KC1O3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为。
②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是(填标号)。
a.水b.碱石灰C.浓硫酸d.饱和食盐水
(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50mL水溶解后,再加入3mL稀硫酸:
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:
Ⅴ.用0.1000mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液
(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00mL硫
代硫酸钠溶液。
在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为。
②玻璃液封装置的作用是。
③V中加入的指示剂通常为,滴定至终点的现象是。
④测得混合气中ClO2的质量为g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐。
若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是_______(填标号)。
a.明矾b.碘化钾c.盐酸d.硫酸亚铁
【答案】
(1)2:
1
(2)①NH4Cl+2HCl
3H2↑+NCl3②Cl—、OH—③c
(3)①2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)
③淀粉溶液;溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变
④0.02700
(4)d
2、(2019·武汉市高三调研)(14分)氧化二氯(Cl2O)是次氯酸的酸酐,用作氯化剂,其部分性质如下:
物理性质
化学性质
常温下,Cl2O是棕黄色有刺激性气味的气体熔点:
-120.6℃;沸点:
2.0℃
Cl2O不稳定,接触一般有机物易爆炸;它易溶于水,同时反应生成次氯酸
实验室制备原理:
2Na2CO3+H2O+2Cl2
2NaCl+2NaHCO3+Cl2O。
现用下列装置设计实验制备少量Cl2O,并探究相关物质的性质。
(1)装置A中仪器X的名称为________。
(2)若气体从左至右流动,装置连接顺序是A、________(每个装置限用一次)。
(3)装置F中盛装试剂的名称为____________。
(4)A中反应的离子方程式为_______________________________________。
(5)当D中收集适量液态物质时停止反应,设计简单实验证明B中残留固体中含有NaHCO3:
_____________________________________________。
(6)实验完成后,取E中烧杯内溶液滴加品红溶液,发现溶液褪色。
该课题组设计实验探究溶液褪色的原因。
①a=________。
②由上述实验得出的结论是_________________________________。
答案
(1)分液漏斗
(2)F、B、C、D、E
(3)饱和食盐水
(4)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(5)取B中固体少许于试管中,加蒸馏水溶解,滴加过量BaCl2溶液,振荡静置,取上层清液于另一试管中,再滴加Ba(OH)2溶液,有白色沉淀生成(合理即可)
(6)①5.0 ②其他条件相同,碱性越强,次氯酸钠溶液的漂白能力越弱
3、[2018北京卷]实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:
K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。
A中反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
③C中得到紫色固体和溶液。
C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH
2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有___________。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。
为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。
取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
i.由方案Ⅰ中溶液变红可知a
中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。
用KOH溶液洗涤的目的是__________。
②根据K2FeO4的制备实验得出:
氧化性Cl2________
(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和
的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性
>
,验证实验如下:
将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色。
该现象能否证明氧化性
>
。
若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。
理由或方案:
________________。
【答案】
(1)①2KMnO4+16HCl
2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
②
③Cl2+2OH−
Cl−+ClO−+H2O
(2)①i.Fe3+4
+20H+
4Fe3++3O2↑+10H2O
ii.排除ClO−的干扰
②>溶液酸碱性不同
③理由:
在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是
的颜色
方案:
向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色
4、某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计如下实验:
(1)①检查气体发生装置A的气密性的操作是__________________________
②整套实验装置存在一处明显的不足,请指出:
________________________
(2)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
实验操作
实验现象
结论
打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯
D装置中:
溶液变红
E装置中:
水层溶液变黄,振荡后,CCl4层无明
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- 核心素养下的氯及其化合物考向解析 高考 化学 复习 核心 素养 及其 化合物 解析