高中化学大一轮复习第04章非金属及化合物 导学案16第02讲 富集在海水中的元素卤素创新设计.docx
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高中化学大一轮复习第04章非金属及化合物导学案16第02讲富集在海水中的元素卤素创新设计
高中化学大一轮复习第03章非金属及其化合物导学案16
第02讲富集在海水中的元素—卤素
LexLi
最新考纲:
1.掌握氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。
4.了解卤族元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
考点一 氯及其重要化合物(频数:
★★☆ 难度:
★☆☆)
1.1、氯气的物理性质
1.2、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:
离子方程式为Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-。
1.3、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,氯的化合价既有降低又有升高,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
1.4、从平衡的角度理解氯水的成分和性质
(1)氯水中存在三个平衡关系:
①Cl2+H2O
HCl+HClO②HClO
H++ClO-③H2O
H++OH-
(2)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-。
(3)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。
1.5、氯的重要化合物
(1)次氯酸
(2)漂白粉
①HClO不稳定,不能单独存在,只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。
②不能用pH试纸测量氯水的pH,原因是氯水中的HClO具有漂白性。
③工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得,而不是用氯气与石灰水反应。
④“84”消毒液的主要成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。
“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用,其原因是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
01、(RJ必修1·P872改编)下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是( )
①氯气 ②液氯 ③新制的氯水 ④氯气的酒精溶液 ⑤盐酸 ⑥盐酸酸化的漂白粉溶液
A.①②③B.①②③⑥
C.③⑥D.②④⑤⑥
02、(溯源题)(2016·上海化学,9)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是_____。
①碳酸钙粉末②稀硫酸
③氯化钙溶液④二氧化硫水溶液
题组一 氯气及其水溶液(氯水)的性质
03、下列说法错误的是( )
A.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
B.氯气易液化,液氯可以保存在钢瓶中
C.氯水、氯气、液氯均能与硝酸银溶液反应产生白色沉淀
D.过量的铁在氯气中燃烧时生成FeCl2
04、下列关于新制氯水的说法正确的是( )
A.新制氯水长期放置后溶液的酸性减弱
B.新制氯水中含有H2O、Cl2、HClO、HCl等多种分子
C.新制氯水具有较强的杀菌消毒能力是因为其中含有HCl
D.向新制氯水中加入适量碳酸钙,过滤,可以制得较大浓度的次氯酸
05、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
题组二 含氯化合物的性质及综合探究
06、下列与含氯化合物有关的说法正确的是( )
A.HClO是弱酸,所以NaClO是弱电解质
B.向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3胶体
C.HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电,所以HCl和NaCl均是离子化合物
D.电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况),理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数的值)
07、二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。
下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是( )
A.NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl,则n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶4
B.ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是2ClO2+2OH-===ClO
+ClO
+H2O
C.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D.等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强
【归纳总结】含氯消毒剂及其消毒效率
含氯消毒剂的共同特点是利用本身的强氧化性,或与水反应产生HClO,杀灭具有生命活性的微生物。
其消毒效率通常是指单位质量的消毒剂所得到的电子数,例如ClO2的消毒效率是Cl2的消毒效率的
=2.63倍。
考点二 氯气的实验室制法(频数:
★★☆ 难度:
★☆☆)
2.1、实验装置
2.2、制取过程
2.3、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,所以加热温度不宜过高,减少HCl的挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的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。
(5)酸性KMnO4溶液,用的是H2SO4酸化而不是盐酸。
08、教材制备原理及判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)除去Cl2中少量HCl气体,可用饱和食盐水,也可用饱和碳酸氢钠溶液( )
(2)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度( )
(3)实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应( )
(4)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时,为防止倒吸,导气管不能伸到液面以下( )
09、教材制备装置拓展探究
(1)制备装置,问题:
①用KMnO4代替MnO2,常温下即可反应,故不需要,反应原理为
。
②图中橡皮管a的作用是使
,便于分液漏斗中的液体流下。
(2)净化装置,问题:
①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。
若发生堵塞现象为:
。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
题组一 氯气的制备及性质探究
10、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
11、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
题组二 以氯气制备为起点的含氯化合物的制取
12、下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( )
A.a—b—c—d—e—f—g—h
B.a—e—d—c—b—h—i—g
C.a—d—e—c—b—h—i—g
D.a—c—b—d—e—h—i—f
13、某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉,并进行漂白粉有效成分的质量分数的测定。
(1)装置④中的X试剂为。
(2)装置③中发生反应的化学方程式为:
,该反应是放热反应,
反应温度较高时有副反应发生,改进该实验装置以减少副反应发生的方法是
。
(3)测定漂白粉有效成分的质量分数:
称取1.000g漂白粉于锥形瓶中,加水溶解,调节溶液的pH,以淀粉为指示剂,用0.1000mol·L-1KI溶液进行滴定,溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。
反应原理为:
3ClO-+I-===3Cl-+IO
;IO
+5I-+3H2O===6OH-+3I2
实验测得数据如下表所示。
滴定次数
1
2
3
KI溶液体积/mL
19.98
20.02
20.00
该漂白粉中有效成分的质量分数为;若滴定过程中未充分振荡溶液,局部变浅蓝色时就停止滴定,则测定结果将(选填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
考点三 卤素的来源及性质(频数:
★☆☆ 难度:
★★☆)
3.1、卤素的来源
(1)氯的提取——氯碱工业
海水―→粗盐
饱和食盐水
化学方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(2)海水提取溴
①流程:
②发生反应的化学方程式
a.2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl;
b.Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4;
c.2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
(3)海带中提取碘
①流程
②发生反应的化学方程式:
Cl2+2I-===I2+2Cl-。
3.2、卤素单质性质的递变性、相似性
(1)卤素单质的递变性
颜色
F2 Cl2 Br2 I2
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
还原性(X-)
(2)相似性
①都能与大多数金属反应:
2Fe+3Br2===2FeBr3;I2+Fe===FeI2;
②都能与H2反应:
H2+X2===2HX;
③都能与H2O反应:
X2+H2O
HX+HXO(F2例外);
④都能与碱液反应:
X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2例外)。
3.3、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-
14、(RJ必修1·P88,12改编)下列事实或实验不能说明氧化性Cl2>Br2>I2的是( )
A.氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深,而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化,滴入KI淀粉溶液中,溶液变蓝
B.H2和Cl2的混合气体光照爆炸,H2和Br2的混合气体加热才能反应,而H2和I2反应更困难
C.Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低
D.HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差
15、(溯源题)(2015·全国Ⅱ,12)海水开发利用的部分过程如图所示。
判断下列说法是否正确。
(1)向苦卤中通入Cl2是为了提取溴( )
(2)粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯( )
(3)工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂( )
(4)富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收( )
题组一 卤素的来源及性质
16、下列从海洋中获取物质的方案不合理的是( )
A.粗盐
饱和食盐水
Cl2
漂白粉
B.苦卤
Br2(aq)
HBr(aq)
粗Br2
C.干海带
浸取液
含I2溶液
碘
D.海水
Mg(OH)2
MgCl2溶液
Mg
17、某混合溶液中含有NaI、NaBr、Na2SO4三种溶质,其物质的量均为1mol,向混合溶液中通入一定量的氯气。
下列说法正确的是( )
A.将溶液蒸干最多可以得到4molNaCl
B.将溶液蒸干并灼烧,得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4
C.向溶液中滴加淀粉KI溶液,溶液变蓝,则氯气一定过量
D.若通入氯气的体积为22.4L(标准状况),反应的离子方程式为2I-+Cl2===I2+2Cl-
18、(2018·日照质检)溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物,与水反应的化学方程式为IBr+H2O===HBr+HIO。
下列有关IBr的叙述不正确的是( )
A.IBr是双原子分子B.在很多反应中,IBr是强氧化剂
C.与NaOH溶液反应生成NaBr和NaIOD.与水反应时,IBr既是氧化剂又是还原剂
【归纳反思】卤素单质性质的特殊性
(1)Br2在常温下呈液态,是唯一的液态非金属单质。
液态Br2有剧毒,易挥发,故保存Br2时在试剂瓶中Br2液面上需用水封,磨口的玻璃塞用蜡封。
(2)淀粉遇I2显蓝色,这是碘单质的特殊性质,该性质可用于检验Cl2。
Cl2可使湿润的淀粉KI试纸变蓝,其实质是Cl2+2I-===2Cl-+I2。
此外碘单质易升华,是常温下固体单质中唯一的双原子分子。
(3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯)萃取。
(4)氟元素无正价,F2与H2O发生置换反应生成O2:
2F2+2H2O===4HF+O2。
(5)F2不能从NaX溶液中置换出X2(X代表Cl、Br、I)。
题组二 卤素离子的检验及递变性探究
19、鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4 ③溴水、苯
④硝酸、AgNO3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥FeCl3溶液、CCl4
A.①②④B.②③⑥
C.②④⑤D.④⑤⑥
20、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。
21、(2016·课标全国Ⅰ,28)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:
。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。
“电解”中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。
此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:
每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为________。
(计算结果保留两位小数)
命题意图:
该题以杀菌消毒剂NaClO2的生产为背景,综合考查了化合价、氧化剂、还原剂、氧化产物、氧化还原反应方程式的书写、物质的提纯和分离、电解原理、有关物质的量的计算等知识点;题目要求考生具有思维的广阔性、深刻性和灵活性,要求考生具有接受、吸收和整合化学信息的能力以及分析和解答(解决)化学问题的能力的考查。
题目兼有“定性与定量”、“模型”、“守恒”、“对立统一”、“物质变化是有条件的”、“化学与社会和谐发展”等化学思想方法的考查。
本题问题设计层次分明,有很好的区分度。
本题抽样统计难度为0.36。
22、正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)清洗碘升华实验所用试管,可先用酒精清洗,再用水清洗( )
(2)用氯气处理水中的Cu2+、Mg2+等重金属离子( )
(3)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2( )
(4)氯气作水的杀菌消毒剂,没有发生化学变化( )
(5)向某食盐溶液中滴加淀粉溶液,溶液颜色不变,该食盐中一定没有添加KIO3( )
(6)卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小( )
23、(2015·海南化学,20-Ⅰ改编)下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A.电解饱和食盐水可制得金属钠B.海带提碘只涉及物理变化
C.海水提溴涉及到氧化还原反应D.海水提镁没有涉及到复分解反应
24、(2015·北京理综,11)某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。
下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:
饱和NaClO溶液的pH约为11)( )
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:
Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
B.该消毒液的pH约为12:
ClO-+H2O
HClO+OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:
2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:
CH3COOH+ClO-===HClO+CH3COO-
25、(2012·全国卷)下列叙述中正确的是( )
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
一、选择题
26、化学来源于生活,也服务于生活。
下列有关生活中的化学知识叙述正确的是( )
A.氯气和活性炭均可作为漂白剂,若同时使用,漂白效果会明显加强
B.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
C.测定溶液pH的实验中,用干燥pH试纸测定新制氯水的pH,测定结果无影响
D.洁厕灵不能与“84”消毒液混用,原因是两种溶液混合产生的HClO易分解
27、(2018·岳阳期末)下列关于氯气或含氯化合物的叙述不正确的是( )
A.过量的铁粉与氯气反应生成FeCl3
B.少量SO2通入Ca(ClO)2溶液生成CaSO3沉淀
C.氯气能使润湿的淀粉碘化钾试纸变蓝
D.次氯酸钙比次氯酸稳定
28、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
29、(2018·苏锡常镇四市调研)下列有关实验装置进行的相应实验,不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢和水蒸气
C.用装置丙可证明Cl2的氧化性强于S
D.用装置丁可以完成“喷泉”实验
30、下列离子方程式书写正确的是( )
A.漂白粉溶液在空气中失效:
ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
B.用浓盐酸与MnO2反应制取少量氯气:
MnO2+2H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
C.将Fe2O3溶解于足量HI溶液中:
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
D.KI溶液与硫酸酸化的H2O2溶液混合:
2I-+H2O2+2H+===2H2O+I2
31、(2017·南通二模)从海带中制取单质碘需要经过灼烧、溶解、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作。
下列图示对应的装置合理、操作规范的是( )
32、(2018·成都调研)从淡化海水中提取溴的流程如下:
则下列有关说法不正确的是( )
A.X试剂可以为Na2SO3饱和溶液
B.步骤Ⅲ的离子反应:
2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
C.工业上每获得1molBr2,需要消耗Cl244.8L
D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
33、如图所示,将甲、乙两个装有不同物质的针筒用橡皮管连接起来,将甲针筒内的气体物质推压到乙针筒内,对乙针筒里的现象所作的判断不正确的是( )
实验序号
甲针筒内物质
乙针筒内物质
乙针筒里的现象
A
HCl
AgNO3溶液
产生白色沉淀
B
NH3
FeCl3溶液
出现红褐色沉淀
C
CO2
BaCl2溶液
产生白色沉淀
D
Cl2
紫色石蕊溶液
先变红后褪色
34、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.淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝,4I-+O2+2H2O===2I2+4OH-
D.碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
35、向含SO
、Fe2+、Br-、I-各0.1mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( )
36、碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。
下列说法中不正确的是( )
A.用淀粉KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉KI试纸会变蓝
B.足量Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉KI试纸褪色的原因可能是5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl
C.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IO
D.途径Ⅱ中若生成1molI2,则反应中转移的电子数为10NA
二、填空题
37、含氯化合物的应用越来越广泛,请完成下列有关问题:
(1)亚氯酸钠(NaClO2)是一种漂白织物的漂白剂,具有较强的氧化性。
亚氯酸钠中氯元素的化合价为________,其水溶液显碱性的原因为________________________,其水溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________。
(2)亚氯酸钠在碱性溶液中稳定,在酸性溶液中生成ClO2和氯元素的另一种稳定离子,写出亚氯酸钠在酸性条件下反应的离子方程式________________________。
(3)ClO2是一种新型安全多功能型杀菌剂,其制备方法有多种,其中一种为SO2通入NaClO3中,其氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(4)一定条件下,KClO3与硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液反应可制备ClO2,该反应的离子方程式为。
(5)AgNO3溶液可以用来检验水溶液中的Cl-或Br-。
若向AgCl悬浊液中加入NaBr溶液,可把AgCl转化为AgBr,已知AgCl(s)+Br-(aq)
AgBr(s)+Cl-(aq)达到平衡时,c(Cl-)∶c(Br-)=23.4∶1,已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则Ksp(AgBr)=________(不要求写单位)。
38、(2018·安徽省“江淮十校”高三第一次联考)轻质氧化镁是新型功能复合材料的重要添加剂,可由菱镁矿(含MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料制备
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