高考化学专题复习氯及其化合物汇编.docx
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高考化学专题复习氯及其化合物汇编
2014高考化学必备专题——氯气和卤族元素
【考纲解读】
1.了解氨气及重要的含氢化合物的主要性质及应用.
2.了解氢气及其重要化合物对环境的影响.
3.从原子的核外电子排布,了解卤族元素(单质、化合物)的相似性和递变性.
4.了解工业上从海水中提取溴、碘的方法.
5.以上各部分知识的综合利用.
【高考预测】氯为非金属的代表元素,在生产生活中用途广泛。
不仅在选择题中对其及其化合物经常考察外,还利用元素推断题、工业流程题、实验题等考察氯的结构、在周期表中位置、氯水的成分、以及氯化钠溶液的电解等相关知识和实验。
一、知识网络
1.氯及其化合物
2.卤素及其化合物
二、重点知识
(一)氯气的性质及用途
1.物理性质:
常温下,氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。
2.化学性质:
氯气的化学性质很活泼的非金属单质。
(1)与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态)
如:
①2Na+Cl22NaCl(产生白烟)
②Cu+Cl2
CuCl2(产生棕黄色的烟)
③2Fe+3Cl2
2FeCl3(产生棕色的烟)
注:
常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中
(2)与非金属反应
如:
①H2+Cl2
2HCl(发出苍白色火焰,有白雾生成)——可用于工业制盐酸
H2+Cl2
2HCl(会发生爆炸)——不可用于工业制盐酸
②2P+3Cl2
2PCl3(氯气不足;产生白雾)
2P+5Cl2
2PCl5(氯气充足;产生白烟)
(3)与水反应:
Cl2+H2O=HCl+HClO
(4)与碱反应
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(用于除去多余的氯气)
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(用于制漂粉精)
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO(漂粉精的漂白原理)
(5)与某些还原性物质反应
如:
①2FeCl2+Cl2=2FeCl3
②2KI+Cl2=2KCl+I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)
③SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
(6)与某些有机物反应
如:
①CH4+Cl2
CH3Cl+HCl(取代反应)
②CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl(加成反应)
例1:
(2013·上海化学·7)将X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y气体,有沉淀生成,X、Y不可能是
选项
X
Y
A
SO2
H2S
B
Cl2
CO2
C
NH3
CO2
D
SO2
Cl2
【答案】
B
3.氯水的成分及性质
氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。
在氯水中有少部分氯分子与水反应,Cl2+H2O=HCl+HClO(次氯酸),大部分是以Cl2分子状态存在于水中
注意:
(1)在新制的氯水中存在的微粒有:
H2O、Cl2、HClO、H+、
、
、
;久置氯水则几乎是盐
酸溶液
①一元弱酸,比H2CO3弱
(2)HClO的基本性质②不稳定,2HClO===2HCl+O2↑
③强氧化性;
④漂白、杀菌能力,使色布、品红溶液等褪色。
(3)几种漂白剂的比较
漂白剂
HClO
Na2O2(H2O2)
SO2
活性炭
漂白原理
氧化漂白
氧化漂白
化合漂白
吸附漂白
品红溶液
褪色
褪色
褪色
褪色
紫色石蕊
先变红后褪色
褪色
只变红不褪色
褪色
稳定性
稳定
稳定
不稳定
——
例2:
(2013·四川理综化学·1)化学与生活密切相关,下列说法不正确的是
A.二氧化硫可广泛用于食品的漂白
B.葡萄糖可用于补钙药物的合成
C.聚乙烯塑料制品可用于食品的包装
D.次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌
【答案】A
4.氯气的制法
(1)实验室制法
药品及原理:
强调:
MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2,稀盐酸不与MnO2反应.
仪器装置:
发生装置——收集装置——吸收装置
实验步骤:
检密——装药——固定——加热——收集
收集方法:
向上排空气法(或排饱和食盐水法)
净化装置:
用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸干燥
尾气处理:
用碱液吸收
(2)氢气的工业制法:
(氢碱工业)
(二)氢化氢的性质和实验室制法
1.物理性质:
无色、有刺激性气味的气体;极易溶于水(1:
500)其水溶液为盐酸.
2.盐酸的化学性质:
(挥发性强酸的通性)
3.氨化氢的实验室制法
(1)药品及反应原理:
(2)装置:
与制氯气的装置相似
(3)收集方法:
向上排空气法
(4)检验方法:
用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生
(5)尾气处理:
用水吸收(倒扣漏斗)
例3:
(2013·福建理综·24)(14分)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。
其次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-,其原因是___________【已知:
Ksp(BaSO4)=1.1×10-10Ksp(BaCO3)=5.1×10-9】
②该法工艺原理如右。
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有____________(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为___________。
(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:
纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式:
□(D)+24NaClO3+12H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□_________
(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。
处理含CN-相同量得电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍
【知识点】粗盐提纯,溶度积常数Ksp,化学方程式的书写,氧化还原反应类型的方程式
的配平以及相关的化学计算。
【答案】
(1)①BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO32-时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(
或其他合理答案)
②H2、Cl22NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
(2)1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4
(3)2.5
(三)卤族元素
1.卤素及化合
物的性质比较:
氟
氯
溴
碘
单质物理性质
状态
气
气(易液化)
液(易挥发)
固(易升华)
熔、沸点
熔、沸点逐渐升高
颜色
淡黄绿色
黄绿色
红棕色
紫黑色
密度
密度逐渐增大
X2与H2化合
条件
冷暗处
光照
加热
持续加热
程度
剧烈爆炸
爆炸
缓慢
化合同时分解
X2与H2O化合
反应
2F2+2H2O=4HF+O2
X2+H2O=HX+
HXO
程
度
剧烈
缓慢
微弱
极弱
水溶性
反应生成氢氟酸
水溶性依次减小,有机溶剂中溶解性依次增大
化合价
只有-1价
有-1、+1、+3、+5、+7等
含氧酸
化学式
无含氧酸
有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等
强弱程度
同一价态的酸性依次减弱
卤化银
颜色
AgF(白)
AgCl(白)
AgBr(淡黄)
AgI(黄)
水溶性
易溶
均难溶,且溶解度依次减小
感光性
难分解
见光均易分解,且感光性逐渐增强
2.卤素元素的有关特性:
(1)F2遇水发生置换反应,生成BF并放出O2.
(2)HF是弱酸、剧毒,但能腐蚀玻璃4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O;HF由于形成分子间氢键相互缔合,沸点反常的高.
(3)溴是唯一的液态非金属,易挥发,少量的液溴保存要用水封.
(4)碘易升华,遇淀粉显蓝色;碘的氧化性较弱,它与变价金属反应时生成低价化合物.
(5)AgX中只有AgF溶于水,且不具有感光性;CaF2中只有CaF2难溶.
3.卤素间的置换反应及X-离子的检验:
(2)溴和碘在不同溶剂中所生成溶液(由稀到浓)的
颜色变化
溶剂
溶质
水
苯
汽油
四氯化碳
Br2
黄→橙
橙→橙红
橙→橙红
橙→橙红
I2
深黄→褐
淡紫→紫红
淡紫→紫红
紫→深紫
密度
比水轻
比水轻
比水重
(3)X-离子的检验
白色沉淀
+AgNO3+HNO3浅黄色沉淀
黄色沉淀
例4:
(2013·海南化学·14)(9分)
溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料组燃剂等,回答下列问题:
(1)海水提溴过程中,向浓缩的海水中通入,将其中的Br-氧化,再用空气吹出溴;然后用碳酸钠溶液吸收溴,溴歧化为Br-和BrO3-,其离子方程式为。
(2)溴与氯能以共价键结合形成BrCl。
BrCl分子中,显正电性。
BrCl与水发生反应的化学方程式为。
(3)CuBr2分解的热化学方程式为:
2CuBr2(s)=2CuBr(s)+Br2(g)△H=+105.4kJ/mol在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热分解,平衡时p(Br2)为4.66×103Pa。
①如反应体系的体积不变,提高反应温度,则p(Br2)将会(填“增大”、“不变”或“减小”)。
②如反应温度不变,将反应体系的体积增加一倍,则p(Br2)的变化范围为。
[答案]
(1)Cl23Br2+6CO32-+3H2O=5Br-+BrO3-+6HCO3-
(或3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2)
(2)BrBrCl+H2O=HCl+HBrO(3)①增大②2.33×103Pa
【考点精析】考点1氯水的成分的复杂性和多样性
[例1](2013届宿州第一学段考试)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()
A.将NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡(H+)
B.使红色布条褪色(HCl)
C.向FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,发现呈血红色(Cl2)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl-)
【答案】B
考点2氯气的制法
[例2]已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。
若用右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.只有②处
C.②和③处D.②③④处
【答案】D
考点3卤素及化合物的特性与卤素的检验
[例3](2013届湖州4月考)今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:
K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04mol
(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。
根据上述实验,以下推测正确的是()
A.K+一定存在B.100mL溶液中含0.01molCO32-
C.Cl-可能存在D.Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在
【答案】AC
考点4卤素互化物与拟卤素
1.与卤素单质的性质相似,其原子团是化合物中的阴离子,也有与卤素阴离子相似的性质。
如:
氰(CN)2,硫氰(SCN)2等物质,称为拟卤素。
可以和碱反应:
(CN)2+2NaOH
与氧化剂反应:
(CN)2+MnO2
2.不同的卤素之间可以互相化合,形成一系列化合物,如IBr等,这类化合物称为卤素互化物,与卤素单质的性质相似。
与水反应:
IBr+H2O
与碱反应:
IBr+2NaOH
其中非金属性弱的卤素显价。
[例4]卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物,XX’型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。
试回答下列问题:
(1)卤素互化物BrCl能发生下列反应
H2O+BrCl=HBrO+HClKBr+BrCl=KCl+Br2
①写出KI与IBr反应的化学方程式______________。
△obesityn.(过度)肥胖;②写出苯与(C6H6)与ICl发生取代反应生成一卤代物的化学方程式_____________。
consistof由……组成
(2)右图是部分卤素单质和XX’型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。
它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高,其原因是____________。
△Vikingn.北欧海盗;斯堪的纳维亚人(3)试推测ICl的沸点所处的最小范围______________。
【答案】
(1)①KI+IBr=KBr+I2
unusualadj.不同寻常的;独特的②C6H6+ICl→C6H5I+HCl;
(2)相对分子质量越大,分子间作用力越强。
(3)介于Br2的沸点和IBr的沸点之间
acknowledgevt.承认;确认;答谢【课后精练】一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
witnessvt.当场见到;目击1.(2013·福建理综·6)化学与社会、生产、生活紧切相关。
下列说法正确的是
△GeorgeStephenson乔治?
斯蒂芬森A.石英只能用于生产
光导纤维
setdown记下;放下;登记B.从海水提取物质都必须通过化学反应才能实现
C.为了增加食物的营养成分,可以大量使用食品添加剂
D.“地沟油”禁止食用,但可以用来制肥皂
2.(2013·安庆质检)洁白的牙齿,人人都喜欢。
将漂白剂沾到牙套上,然后咬住牙套一段时间,可使牙齿变得洁白。
下列物质溶于水后所得溶液可作为牙齿漂白剂的是( )
platformn.台;平台;讲台;A.Cl2B.HNO3C.Na2O2D.H2O2
adj.可能的;潜在的3.漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是( )
A.Ca(ClO)2不稳定,易分解
B.Ca(ClO)2易吸收水分而潮解
C.Ca(ClO)2跟空气中的水和CO2反应
D.Ca(ClO)2跟空气中的CO2反应
4.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是( )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
B.通常状况下,干燥的氯气能和Fe反应
C.纯净的H2在C
l2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
5.下列有关氯水的表述不正确的是( )
A.氯水可以导电,说明氯气是电解质
B.氯水中含有7种微粒,其可以与AgNO3、FeBr2等多种物质反应
C.蓝色石蕊试纸放入氯水中先变红后退色
D.向氯水中加入碳酸钙粉末,能提高溶液中HClO的浓度
6.滴加新制氯水后,下列各组离子可能大量存在的是( )
A.Fe3+、Al3+、Cl-、NO
B.K+、Na+、I-、SO
C.Ag+、Ca2+、NH
、NO
D.Na+、Ba2+、CO
、SO
7.由一种阳离子与两种酸根离子组成的盐酸为混盐。
混盐CaOCl2在酸性条件下可以产生Cl2。
下列关于混盐CaOCl2的有关判断正确的是(双选)( )
A.该混盐中氯元素的化合价为-1价
B.该混盐的水溶液呈中性
C.该混盐与硫酸反应产生1molCl2时转移1mol电子
D.该混盐具有和漂白粉相似的化学性质
8.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
9.(2013·常德质检)已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按如图进行卤素的性质实验。
玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是( )
选项
①
②
③
④
A
黄绿色
橙色
蓝色
白色
B
无色
橙色
紫色
白色
C
黄绿色
橙色
蓝色
无色
D
黄绿色
无色
紫色
白色
10.气体X可能含有Cl2、HBr、CO2中的一种或几种,已知X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸;若将X通入澄清石灰水中,却不见沉淀产生。
对于气
体X的成分,下列说法正确的是( )
A.一定含有HBr,可能含有CO2
B.一定不含CO2
C.一定不含Cl2和CO2
D.可能含有CO2和Cl2
11.今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水,浓度均为0.1mol·L-1。
如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(mmol),在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(mmol),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是(假设溶液体积不变)( )
A.甲=乙>丙B.甲>丙>乙
C.丙>甲=乙D.乙>丙>甲
12.(2013·南通质检)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,浓盐酸就可全部消耗
B.Ⅱ图中:
量筒中发生了加成反应
C.Ⅲ图中:
生成蓝色的烟
D.Ⅳ图中:
湿润的有色布条能退色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有Cl2生成
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
13.(8分)用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后一滴时红色突然褪去,试回答下列问题:
(1)实验室保存饱和氯水的方法是________________________________________________________________________。
(2)产生
上述现象的原因可能有两种(用简要文字说明)
①是由于________________________________________________________________________;
②是由于________________________________________________________________________。
简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①或者是②:
______________________________________________________
__________________
________________________________________________________________________。
14.(10分)(2013·北京理综·28)(15分)
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目的是。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HC1,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C1-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HC1,无明显变化。
取上层清液,加入BaC12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:
。
15.(12分)某学生用下图所示的方法研究物质的性质,其中气体A的主要成分是氯气,杂质是空气和水蒸气。
回答下列问题:
(1)该项研究(实验)的目的是________________________________________________________________________
______________________________。
(2)浓H2SO4的作用是________________________________________________________________________。
与研究目的直接相关的实验现象是________________________________________________________________________。
(3)从物质性质的方面看,这套设计还存在隐患,事故表现是________________________________________________________________________
________________________________________。
请在图中的虚线框内以图的形式表明克服事故隐患的措施。
16.(10分)(2013·四川理综化学·8)(11分)
X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。
X的单质与氢气可以化合生成气体G,其水溶液pH>7;Y单质是一种黄色晶体;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。
Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。
请回答下列问题:
⑴M固体的晶体类型是
。
⑵Y基态原子的核外电子排布式是①;G分子中X原子的杂化轨道的类型是②。
⑶L的悬浊液加入Q的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是。
⑷R的一种含氧酸根RO42-具有强氧化性,在其钠盐中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是。
17.(12分)(2013·河池质检)某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气,化学方程式为:
Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4
2CaSO4+2Cl2↑+2H2O
他们设计下图所示装置制取氯气并验证其性质。
试回答:
(1)该实验中A部分的装置是________(填写装置的序
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- 高考 化学 专题 复习 及其 化合物 汇编