高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第2讲富集在海水中的元素卤素习题详解.docx
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高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第2讲富集在海水中的元素卤素习题详解
富集在海水中的元素-卤素
(时间:
45分钟)
一、选择题
1.(高考选项组合题)下列关于氯及其化合物的说法正确的是( )
A.氯气溶于水的离子方程式为:
Cl2+H2O
2H++Cl-+ClO-
B.氯分子的电子式:
C.生活中漂粉精用作消毒剂时是因为起还原作用
D.HClO见光不会分解
解析:
A项,次氯酸是弱酸,不能拆写,应以HClO的形式存在,故错误;B项,满足氯原子的最外层都有8个电子,正确;C项,漂粉精主要成份是Ca(ClO)2,空气中发生反应Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,作消毒剂时是因为起氧化作用,错误;D项,次氯酸光照分解为氯化氢和氧气,错误。
答案:
B
2.向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙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、丙中注入的液体分别是( )
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
A.①②③B.②①③
C.③②①D.①③②
解析:
甲中气体和溶液都无色,说明不存在氯气,是注入了NaOH溶液;乙中气体无色且溶液中出现白色浑浊,说明不存在氯气且溶液中生成了白色沉淀,是注入了AgNO3溶液;丙中气体和溶液都呈浅黄绿色,说明存在氯气分子,是注入了水。
答案:
B
3.(2015·安徽卷)下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中,H+、NH
、SO
、Br-可以大量共存
B.该溶液中,Ag+、K+、NO
、CH3CHO可以大量共存
C.向该溶液中滴入少量FeSO4溶液,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O
D.向该溶液中加入浓盐酸,每产生1molCl2,转移电子约为6.02×1023个
解析:
选项A,在酸性的条件下次氯酸根离子与氯离子会反应生成氯气,因此不能大量共存,错误。
选项B中氯离子会与银离子反应生成AgCl的沉淀,因此不能大量共存,错误。
选项C中不符合客观事实,次氯酸钠溶液是碱性溶液,该离子方程式是在酸性条件下的反应,故错误。
选项D,在酸性条件下,次氯酸根离子与氯离子反应生成氯气的过程是归中反应,次氯酸根离子中Cl的化合价是+1价的,氯离子的化合价是-1价的,因此生成1mol的Cl2转移1mol的电子。
答案:
D
4.下列离子方程式书写不正确的是( )
A.氯水和碘化钾反应:
Cl2+2I-===2Cl-+I2
B.二氧化锰和盐酸制氯气:
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
C.氢氧化钙溶液吸收氯气:
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
D.氯气和水反应:
Cl2+H2O
2H++Cl-+ClO-
解析:
HClO是弱酸,不能写成离子形式,D项错误。
答案:
D
5.(2016·辽宁大连高三检测)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℃时,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.图示转化反应都是氧化还原反应
解析:
A项,NaHCO3在水中的溶解度比NaCO3小,错误;C项,氯气与铁在加热或潮湿的环境下易反应,干燥和常温条件下不反应,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
6.某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性,所用装置如图所示(可重复使用,不含制气装置)。
下列说法正确的是( )
A.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为DACBE
B.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为DABAE
C.装置E的主要用途是制备NaClO
D.若实验中使用到装置C且有色布条褪色,则说明湿润的氯气有漂白性
解析:
为验证干燥的氯气有无漂白性,就需要使进入到B装置中的氯气不含HCl及水蒸气,故应先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气,为防止E装置中水蒸气进入B装置中,在B、E装置之间还应加装一个A装置,尾气用NaOH溶液吸收,A、C错误,B正确;本实验的目的是验证干燥的Cl2是否具有漂白性,故不需要使用装置C,且Cl2使湿润的有色布条褪色是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,D错误。
答案:
B
7.(2015·福建三明一中高三期中)取体积相同的KI、Na2SO3、FeBr2溶液,分别通入足量氯气,当恰好完全反应时,三种溶液消耗氯气的物质的量相同,则KI、Na2SO3、FeBr2溶液的物质的量浓度之比为( )
A.2∶1∶2B.2∶1∶3
C.6∶3∶2D.3∶7∶1
解析:
由于三种溶质与足量Cl2反应,1molKI→
I2失去1mole-、1molNa2SO3→Na2SO4失去2mole-、1molFeBr2→Fe3+和Br2失去3mole-,当反应的n(Cl2)相同时,即三种溶质失去相同的电子数。
假设均失去1mole-,则需要:
KI为1mol、Na2SO3为
mol、FeBr2为
mol,则所求物质的量浓度之比为1∶
∶
=6∶3∶2,故选C项。
答案:
C
二、非选择题
8.(高考组合题)
(1)(2014·上海卷)完成下列填空:
①实验室制取纯净的氯气,除了二氧化锰、浓盐酸和浓硫酸,还需要________________、________________(填写试剂或溶液名称)。
②实验室用2.00mol/L的盐酸和漂粉精[成分为Ca(ClO)2、CaCl2]反应生成氯气、氯化钙和水,若产生2.24L(标准状况)氯气,发生反应的盐酸为__________________mL。
③实验室通常用向上排空气法收集氯气。
设计一个简单实验,验证所收集的氯气中是否含有空气。
______________________________________________________。
(2)(2014·安徽卷)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。
写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目。
__________________________________________________________。
解析:
(1)①浓盐酸易挥发,生成的氯气中含有氯化氢,应该用饱和氯化钠溶液除去;氯气有毒需要处理尾气,用氢氧化钠溶液吸收。
②根据反应物和生成物可知,反应的化学方程式为4HCl+Ca(ClO)2===CaCl2+2H2O+2Cl2↑,反应中生成氯气的物质的量是0.1mol,则消耗氯化氢的物质的量是0.2mol,盐酸的浓度是2.00mol/L,因此需要盐酸的溶液的体积是100mL。
③氯气能与氢氧化钠溶液完全反应,而空气与氢氧化钠不反应,据此检验,即用试管收集氯气,收集满后将试管倒立在氢氧化钠溶液中,观察试管内有无残留气体。
(2)Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,ClO
被氧化为ClO2,而Cl2被还原为Cl-,根据氧化还原反应中元素化合价升降总数守恒可得离子方程式为Cl2+2ClO
===2ClO2+2Cl-。
答案:
(1)①饱和氯化钠溶液 氢氧化钠溶液 ②100
③用试管收集氯气,收集满后将试管倒立在氢氧化钠溶液中,观察试管内有无残留气体
(2)Cl2+2C2e-lO
===2ClO2+2Cl-
9.(2016·洛阳复习效果测评)高锰酸钾是一种典型的强氧化剂,无论在实验室还是在化工生产中都有重要的应用。
如下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
(1)制备氯气选用的药品为高锰酸钾和浓盐酸,相应的离子方程式为___________。
(2)装置B的作用是________________,实验进行时C中可能发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象:
________________________。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入________(选“a”“b”或“c”)。
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。
当向D中缓缓通入足量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为红棕色,说明氯的非金属性大于溴。
打开活塞,将D中的少量溶液加入E中,振荡E,观察到的现象是_______________________________。
该现象________(填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘,原因是__________________________________________________________。
解析:
(2)盐酸易挥发,反应制取的氯气中含有氯化氢,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B也兼起安全瓶的作用,实验进行时若C中发生堵塞,B中的压强增大,B中长颈漏斗中的液面上升,形成水柱。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性。
验证干燥氯气无漂白性,而湿润的有色布条中氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性。
所以装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ应依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,故选c。
(4)打开活塞,将装置D中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾溶液和苯的装置E中,溴单质和碘化钾溶液反应生成碘单质,碘单质溶于苯呈紫红色。
振荡,观察到的现象是E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色。
但是若通入的氯气过量,Cl2也能将I-氧化为I2,则不能说明溴的非金属性比碘强。
答案:
(1)2MnO
+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)除杂和安全瓶 锥形瓶中的液面下降,长颈漏斗中的液面上升 (3)c (4)E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色 不能 过量的Cl2也可将I-氧化为I2
10.某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现;在足量的氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈出黄色。
(1)提出问题:
Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(2)猜想:
①甲同学认为氧化性:
Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生氧化还原反应所致,则溶液呈黄色是含________(填化学式,下同)所致。
②乙同学认为氧化性:
Br2>Fe3+,故上述现象是发生氧化还原反应所致,则溶液呈黄色是含________所致。
(3)设计实验并验证:
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂:
a.酚酞试液 b.CCl4 c.无水酒精 d.KSCN溶液
请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象(试剂填序号)。
选用试剂
实验现象
方案1
________
__________________________________
方案2
________
__________________________________
(4)结论:
氧化性:
Br2>Fe3+。
故在足量的氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为__________________________________________________________。
(5)实验后的思考。
①根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中通入氯气,首先氧化的离子是________(填离子符号)。
②在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2(标准状况),溶液中有
的Br-被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液的物质的量浓度为________。
解析:
(2)①因溴水的颜色为黄色,则溶液呈黄色是因为含有Br2所致。
②氧化性:
Br2>Fe3+,则发生2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-,生成Fe3+且Fe3+在水中为黄色,溶液呈黄色是因为含有FeCl3、FeBr3(或Fe3+)所致。
(3)因Fe3+遇KSCN溶液变为红色,溴易溶于四氯化碳中,且四氯化碳与水不溶,则
选用试剂
实验现象
方案1
d
溶液变成(血)红色
方案2
b
下层的四氯化碳溶液依然无色
(4)由氧化性Br2>Fe3+,则氯化亚铁溶液中加入1~2滴溴水发生氧化还原反应生成Fe3+,反应为2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。
(5)①因还原性Fe2+>Br-,通入氯气时还原性强的离子先被氧化,即Fe2+先被氧化;②设FeBr2的物质的量浓度为c,由电子守恒可知,
×2×1=c×0.1L×(3-2)+c×0.1L×2×
×(1-0),解得c=1.2mol·L-1。
答案:
(2)①Br2 ②FeCl3、FeBr3(或Fe3+)
(3)
选用试剂
实验现象
方案1
d
溶液变成(血)红色
方案2
b
下层的四氯化碳溶液依然无色
(4)2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
(5)①Fe2+ ②1.2mol·L-1
11.(2014·江苏卷)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为________________________________;该操作将I2还原为I-的目的是____________________________。
(2)操作X的名称为________。
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图所示)。
实验控制在较低温度下进行的原因是__________________________;锥形瓶里盛放的溶液为____________。
(4)已知:
5SO
+2IO
+2H+===I2+5SO
+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO
中的一种或两种。
请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO
的实验方案:
取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;
__________________________________________________________。
实验中可供选择的试剂:
稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。
解析:
(1)I2具有氧化性,能将SO
氧化为SO
,自身被还原为I-,离子方程式为SO
+I2+H2O===SO
+2I-+2H+。
含碘废液中碘以I-、I2的形式存在,将废液中的I2还原为I-的目的是使CCl4中碘进入水层。
(3)碘易升华,且氯气的溶解度随着温度的升高而减小,温度越高,反应越不充分,故反应应该在低温条件下进行。
氯气、碘蒸气都有毒,不能直接排空。
锥形瓶中溶液的作用是吸收过量的Cl2和碘蒸气,故锥形瓶中盛放的溶液为NaOH溶液。
(4)检验I-,可以利用I-的还原性,先加入淀粉溶液,再加盐酸酸化,最后滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,则说明废水中含有I-,若溶液不变蓝,则说明废水中不含有I-;检验IO
,可以利用IO
的氧化性,先加入淀粉溶液,再加盐酸酸化,最后滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,则说明废水中含有IO
,若溶液不变蓝,则说明废水中不含有IO
。
答案:
(1)SO
+I2+H2O===2I-+SO
+2H+ 使CCl4中的碘进入水层
(2)分液
(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度,防止I2升华 NaOH溶液
(4)从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-;另从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有IO
,若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO
阶段微专题提升(四)
硅、氯及其化合物
[基础整合]__________________________________
一、碳、硅及其化合物
1.常见转化关系
写出下列反应的方程式,是离子反应的写离子方程式。
(1)SiO2和NaOH溶液的反应:
____________________________。
(2)工业上制粗硅:
______________________________________。
(3)SiO2和氢氟酸的反应:
________________________________。
(4)向Na2SiO3溶液中通入过量CO2气体:
__________________。
(5)向澄清石灰水中通入少量CO2气体:
___________________。
(6)向澄清石灰水中通入过量CO2气体:
___________________。
(7)除去CO2中的CO:
__________________________________。
(8)生产普通玻璃的原理:
________________________________。
答案:
(1)SiO2+2OH-===SiO
+H2O
(2)SiO2+2C
Si+2CO↑
(3)SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
(4)SiO
+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO
(5)Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O
(6)OH-+CO2===HCO
(7)CO+CuO
CO2+Cu
(8)Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑
2.要点归纳
(1)Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:
SiO2+2C
Si+2CO↑。
(2)非金属单质大多为非导体,但Si为半导体材料。
(3)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接与水作用制备H2SiO3。
(4)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用:
SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。
(5)SiO2不是导体,但SiO2能制备光导纤维。
(6)无机酸一般易溶于水,但H2SiO3难溶于水。
二、氯气及其化合物
1.常见转化关系
写出下列反应的方程式,是离子反应的写离子方程式。
(1)Cl2和H2O的反应:
___________________________________。
(2)Cl2和NaOH的反应:
________________________________。
(3)Cl2和石灰乳的反应:
_________________________________。
(4)把Cl2通入到Na2SO3溶液中:
_________________________。
(5)将Cl2和SO2混合通入H2O:
__________________________。
(6)将Cl2通入到氢硫酸溶液中:
___________________________。
(7)实验室制氯气:
______________________________________。
(8)电解饱和食盐水:
____________________________________。
(9)将浓盐酸与漂白液混合:
______________________________。
(10)将浓盐酸与KClO3溶液混合:
________________________。
(11)向KMnO4固体滴加浓盐酸:
_________________________。
(12)向漂白粉溶液中通入少量CO2气体:
__________________。
答案:
(1)Cl2+H2O
H++Cl-+HClO
(2)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(3)Cl2+Ca(OH)2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
(4)Cl2+SO
+H2O===SO
+2H++2Cl-
(5)SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO
(6)Cl2+H2S===S↓+2H++2Cl-
(7)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(8)2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
(9)Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
(10)6H++5Cl-+ClO
===3Cl2↑+3H2O
(11)2MnO
+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(12)Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
2.要点归纳
氯水的各种成分决定了它具有多重性质。
(1)Cl2的氧化性——与还原性物质反应。
如:
2FeCl2+Cl2===2FeCl3(除去FeCl3溶液中的FeCl2);
SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4(SO2和Cl2按1∶1混合通入水中不再具有漂白性);
Na2SO3+Cl2+H2O===2HCl+Na2SO4(除去水中的余氯)。
(2)HCl酸性和Cl-的性质。
向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生就是利用了HCl的酸性。
加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl-,现象是有白色沉淀生成。
(3)HClO的氧化性。
在解释漂白性、杀菌消毒时,使用的是HClO的氧化性。
向氯水中滴加紫色石蕊试液,先变红(H+作用的结果),后褪色(HClO作用的结果)。
(4)次氯酸盐的强氧化性。
ClO-不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与Fe2+、I-、S2-、SO
不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。
如漂白粉遇到亚硫酸盐:
Ca2++ClO-+SO
===CaSO4↓+Cl-。
[提升演练]__________________________________
1.下列对氯及其化合物的说法正确的是( )
A.过量的铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁
B.用pH试纸测得氯水的pH=4
C.溴化钠溶液中加入少量新制氯水振荡,再加入少量四氯化碳振荡,静置后,上层颜色变浅,下层颜色变橙红色
D.由Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO可推出Ca(ClO)2+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO
解析:
Cl2与变价金属反应生成高价金属氯化物,其产物与氯气和金属的相对量无关,A错误;氯水中含有漂白作用的HClO,不能用pH试纸测定氯水的pH,B错误;2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,Br2易溶于CCl4而被萃取,故上层颜色变浅,下层颜色变橙红色,C正确;HClO有强氧化性,能将CaSO3氧化为CaSO4,D错误。
答案:
C
2.下列说法正确的是( )
A.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
B.化工生产时将氯气通入到饱和的石灰水中可制得大量漂粉精
C.SO2被氧气氧化的条件一般选择高温、高压、催化剂
D.矿物青石棉的化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2,改写成氧化物的形式则为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
解析:
A.高纯度的硅单质广泛用于制作半导体材料,二氧化硅可以制作光导纤维,A不正确;B.氢氧化钙在水中的溶解度较小,因此化工生产时将氯气通入到石灰乳中可制得大量漂粉精,B不正确;C.常压下SO2与氧气反应生成三氧化硫的转化率就已经很高,因此SO2被氧气氧化的条件一般选择高温、常压、催化剂,C不正确;D.硅酸盐改写成氧化物的形成一般是按照金属活动性排列,最后是水,所以矿物青石棉的化学式为:
Na2Fe5Si8O22(OH)2改写成氧化物
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