氯气学案.docx
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氯气学案
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
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。
现象—
(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(完成下列反应的化学方程式)
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和性质
(1)氯水中存在三个平衡关系:
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH++ClO-
③H2OH++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。
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,作为漂白剂或消毒剂的原理可用化学方程式表示为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。
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
题组一 氯气和氯水的性质
1.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.②①③C.③②①D.①③②
2.氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出不同的性质。
下列结论正确的是( )
A.加入有色布条,片刻后有色布条褪色,说明有Cl2存在
B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水的浅黄绿色消失,说明有HClO存在
3.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
4.氯气对水杀菌消毒体系中起杀菌作用的主要是HClO。
25℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系:
(1)Cl2(g)Cl2(aq) K1=10-1.2
(2)Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl- K2=10-3.4
25℃时,将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后向所得饱和氯水中滴加0.1mol·L-1的NaOH溶液,溶液pH变化的曲线如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.用氯气对水杀菌消毒,夏季要比冬季好
B.Cl2(g)+H2OHClO+H++Cl- K=10-4.6
C.图中①→②的变化,两个平衡均向右移动,Cl2(aq)的浓度减小,HClO浓度增大
D.图中点③所示溶液中饱和氯水恰好与NaOH反应,溶质只有NaCl和NaClO
题组三 次氯酸盐和其他含氯消毒剂
5.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-+H2OHClO+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-
6.氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4倍~5倍,下列有关氯胺(NH2Cl)的说法一定不正确的是( )
A.氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HCl
B.氯胺的电子式为
C.氯胺中氯的化合价为+1
D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似
7.二氧化氯(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
氯气的实验室制法
氯气是一种性质活泼的气体,以氯气的实验室制备、性质实验为素材的实验题目在高考实验类试题中占有很重要的位置,复习中应高度重视。
→用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸
↓MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
→固体+液体
气体
↓
→用饱和食盐水除去HCl气体,再用浓H2SO4除去水蒸气
↓
→向上排空气法或排饱和食盐水法
↓
→用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收
→
原因:
(1)随反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,不能再被MnO2氧化;
(2)由于盐酸具有挥发性,反应过程中HCl挥发。
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)因Cl-浓度越小,其还原性越弱,所以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
3.下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
思考装置B、C、D的作用分别是:
B________________________________________________________________________;
C________________________________________________________________________;
D________________________________________________________________________。
题组一 氯气制备与性质实验
1.实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时,有如下操作:
①连好装置,检查气密性;②缓缓加热;③加入MnO2粉末;④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸;⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收;⑥用向上排气收集氯气。
顺序正确的是( )
A.①②③④⑥⑤B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤D.①③④②⑥⑤
2.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
全。
题组二 氯化物的制取
3.二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。
为在实验室合成S2Cl2,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,得到信息:
①将干燥的氯气在110~140℃与硫反应,即可得S2Cl2粗品。
②有关物质的部分性质如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
化学性质
S
112.8
444.6
略
S2Cl2
-77
137
遇水生成HCl、SO2、S;300℃以上完全分解:
S2Cl2+Cl2
2SCl2
设计实验装置图如下:
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善,请你提出改进意见________________
________________________________________________________________________,
利用改进后的正确装置进行实验,请回答下列问题:
(2)B中反应的离子方程式__________________________________________________;
E中反应的化学方程式____________________________________________________。
(3)C、D中的试剂分别是____________、____________________________________。
(4)仪器A、B的名称是________、________,F的作用是______________。
(5)如果在加热E时温度过高,对实验结果的影响是____________,在F中可能出现的现象是________________________________________________________________________。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是________、________(填两种),为了提高S2Cl2的纯度,关键的操作是控制好温度和__________________________________________________。
(7)装置H中盛有NaOH溶液,其作用是_____________________________________,
发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
许多金属氯化物如FeCl3、AlCl3,非金属氯化物,如PCl3、SiCl4、S2Cl2都易水解。
涉及此类物质的制备问题,除了要重视Cl2制备、净化、尾气处理,还要考虑产品的纯度,防水解等措施。
考点三 卤素的性质及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使淀粉溶液变蓝
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:
Cl-<Br-<I-。
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.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-
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)I2遇淀粉显蓝色,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)。
题组一 卤素的性质
1.已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按下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,对图中指定部分颜色描述正确的是( )
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
2.(2016·临沂二模)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-
题组二 卤素单质及离子的鉴别
3.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
4.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稀硝酸、AgNO3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥FeCl3溶液、CCl4
A.①②④B.②③⑥C.②④⑤D.④⑤⑥
5.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层显橙色,证明原溶液中存在Br-
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+
题组三 卤素单质氧化性强弱的实验探究方法
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。
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
通热空气和↓水蒸气吹出
(2)发生反应的化学方程式
①2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl;
②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4;
③2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
3.海带中提取碘
(1)流程
H2OCl2
↓↓
海带
―→
―→
―→
―→
(2)发生反应的离子方程式:
Cl2+2I-===I2+2Cl-。
1.(2016·长春模拟)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下。
下列关于海水制碘的说法,不正确的是( )
干海带
海带灰
悬浊液
滤液
碘水
I2的CCl4溶液
I2
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应
C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
2.(2017·成都调研)从淡化海水中提取溴的流程如下:
下列有关说法不正确的是( )
A.X试剂可用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
3.海洋约占地球表面积的71%,对其进行开发利用的部分流程如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO
B.从苦卤中提取Br2反应的离子方程式为2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
C.试剂1可以选用石灰乳
D.工业上电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁
4.根据下图海水综合利用的工艺流程图,判断下列说法正确的是( )
已知:
MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。
A.过程①的提纯是物理过程,过程②通过氧化还原反应可产生2种单质
B.在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C.过程⑤反应后溶液呈强酸性,生产中需解决其对设备的腐蚀问题
D.在过程④、⑥反应中每氧化0.2molBr-需要消耗2.24LCl2
1.下列说法正确的是( )
①氯气的性质活泼,它与氢气混合后立即发生爆炸 ②实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气可以用氢氧化钙溶液吸收 ③新制氯水的氧化性强于久置氯水的 ④检验HCl气体中是否混有Cl2,方法是将气体通入硝酸银溶液 ⑤除去HCl气体中的Cl2,可将气体通入饱和食盐水中
A.①②③B.②③④C.③D.③⑤
2.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
3.近期在西非国家爆发的埃博拉疫情呈加速蔓延之势,已知该病毒对化学药品敏感,乙醇、高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液、双氧水等消毒剂可以完全消灭该病毒,下列有关说法正确的是( )
A.乙醇、次氯酸钠溶液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的
B.高锰酸钾溶液和双氧水的消毒原理相同
C.双氧水具有较强的腐蚀性,不能用于皮肤的消毒
D.向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化硫可得到亚硫酸钠和次氯酸
4.如图所示,在A处通入氯气,关闭B阀时,C处干燥的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处干燥的红布条逐渐褪色。
则D瓶中盛放的溶液不可能是( )
A.浓硫酸B.NaOH溶液
C.饱和Na2SO3溶液D.饱和氯化钠溶液
5.(2016·山东曲师大附中模拟)某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2,若先向该溶液中通入一定量的氯气。
再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为红色,则下列叙述正确的是( )
①原溶液中的Br-一定被氧化 ②通入氯气之后原溶液中的Fe2+一定有部分或全部被氧化 ③不能确定通入氯气后的溶液中是否存在Fe2+ ④若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液充分振荡,静置、分液,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,只产生白色沉淀,说明原溶液中的I-、Fe2+、Br-均被完全氧化
A.①②③B.②③④
C.①③④D.①②③④
6.下列实验现象描述正确的是( )
A.碘水中加入少量汽油振荡,静置后上层颜色变浅,下层颜色变为紫红色
B.红热的铜丝在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟雾
C.电解氯化钠饱和溶液,将阴极气体产物通入KI淀粉溶液中,溶液变蓝
D.溴化钠溶液中加入少量新制的氯水振荡,再加入少量四氯化碳振荡,静置后上层颜色变浅,下层颜色变为橙红色
7.(2017·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,跟水反应的方程式为IBr+H2O===HBr+HIO。
下列有关IBr的叙述中,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.和NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
D.和水反应时,既是氧化剂又是还原剂
8.海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。
下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。
→
晶体碘
→
下列判断正确的是( )
A.步骤①
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- 关 键 词:
- 氯气