浙江专用高考化学一轮复习专题4非金属及其化合物第一单元氯溴碘及其化合物学案

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第一单元　氯、溴、碘及其化合物[考点分布]考点一　氯及其化合物的性质和应用[学生用书P48]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　实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)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＋3Cl22FeCl3。②与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2。(2)与非金属反应与H2反应：H2＋Cl22HCl。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氯气的化学性质——歧化反应氯气与水或碱反应，氯元素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＋H2OHCl＋HClO。(2)与碱反应(完成下列化学方程式)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．次氯酸和次氯酸盐的化学性质(1)次氯酸(HClO)①不稳定性：化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。②弱酸性：比碳酸酸性弱。③强氧化性：具有漂白性，能杀菌消毒。(2)次氯酸钙[Ca(ClO)2]①稳定性：Ca(ClO)2的稳定性比HClO强。②弱碱性：水解显碱性，其水解离子方程式：ClO－＋H2OHClO＋OH－。③漂白、消毒剂：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↓。题组一氯及其化合物的性质1．(2020·新高考天津卷)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84”消毒液的主要有效成分是(　　)A．NaOH　　　　　　 B．NaClC．NaClO  D．Na2CO3解析：选C。“84”消毒液可由氯气与NaOH溶液反应制取：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，“84”消毒液的主要有效成分是NaClO，C项正确。2．下列说法不正确的是(　　)A．氯气可用于自来水的消毒B．漂白粉是一种纯净物C．不能用自来水配制烧碱溶液D．将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中，可以看到石蕊溶液先变红后褪色解析：选B。漂白粉是以氯化钙和次氯酸钙为主要成分的混合物。3．(2016·浙江4月选考，T29)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3，c(Cl－)和c(ClO－)的比值与反应温度有关。用24 g NaOH配成的250 mL溶液，与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化)。(1)NaOH溶液的物质的量浓度：________mol·L－1。(2)某温度下，反应后溶液中c(Cl－)＝6c(ClO－)，则溶液中c(ClO－)＝________mol·L－1。解析：(1)n(NaOH)＝＝0.6 mol，c(NaOH)＝＝2.4 mol·L－1。(2)Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3，利用钠原子守恒和反应中的电子得失守恒，可设n(NaClO)＝x，则n(NaCl)＝6x，n(NaClO3)＝y，由钠原子守恒可列式为7x＋y＝0.6 mol；氯气发生本身的氧化还原反应，得电子为6x，失电子为x＋5y，由电子得失守恒可列式为6x＝x＋5y，解方程组可求：x＝0.075 mol，故c(ClO－)＝0.075 mol/0.25 L＝0.30 mol·L－1。答案：(1)2.4　(2)0.30题组二氯水的成分与性质　氯的含氧酸盐4．(2020·湖州中学高一期中)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存在解析：选B。A项，氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项，由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl－，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl－；D项，加入NaOH溶液时氯水的浅黄绿色消失，说明其中有Cl2存在。5．(2021·温州适应性考试)由一种阳离子与两种酸根阴离子构成的盐称为混盐，CaOCl2是一种常见的混盐。下列说法不正确的是(　　)A．CaOCl2有较强的氧化性B．CaOCl2水溶液呈碱性C．以氯气为原料，每生成1 mol CaOCl2，转移电子的物质的量为2 molD．向CaOCl2溶液中加入足量浓硫酸，有黄绿色的气体产生解析：选C。根据混盐的定义和CaOCl2的化学式，推测该混盐可表示为Ca(ClO)Cl，即酸根阴离子为氯离子和次氯酸根离子。CaOCl2中含有次氯酸根离子，次氯酸根离子有较强的氧化性，A项正确；CaOCl2中的次氯酸根离子能发生水解反应，使溶液呈碱性，B项正确；以氯气为原料，生成该混盐的化学方程式为Cl2＋Ca(OH)2===CaOCl2＋H2O，参加反应的氯气分子中，一个氯原子得到1个电子，另一个氯原子失去一个电子，即每生成1 mol CaOCl2，转移电子的物质的量为1 mol，C项错误；向CaOCl2溶液中加入足量浓硫酸，其中的氯离子和次氯酸根离子在酸性条件下可发生反应：2H＋＋ClO－＋Cl－===H2O＋Cl2↑，生成黄绿色的氯气，D项正确。6．(2020·高考全国卷Ⅲ)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。回答下列问题：(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________。a中的试剂为________。(2)b中采用的加热方式是________。c中化学反应的离子方程式是_______________________________________________________________，采用冰水浴冷却的目的是____________。(3)d的作用是________，可选用试剂________(填标号)。A．Na2S　　　　　　　　  B．NaClC．Ca(OH)2  D．H2SO4(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，______________，干燥，得到KClO3晶体。(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显________色。可知该条件下KClO3的氧化能力________NaClO(填“大于”或“小于”)。解析：(1)由装置图可知，盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气，制取的氯气中会混有杂质氯化氢和水蒸气，a中的试剂是饱和食盐水，可以除去杂质氯化氢。(2)b中采用的加热方式是水浴加热。c中氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；因为氯气与热的氢氧化钠溶液反应会生成氯酸钠，为防止生成氯酸钠，该反应需在冰水浴冷却的条件下进行。(3)氯气有毒，能污染空气，反应完剩余的氯气要进行尾气吸收，d的作用是吸收尾气(Cl2)，因为Cl2可和Na2S发生反应Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，故可用Na2S溶液吸收Cl2，A项正确；氯气与氯化钠不反应，不能用氯化钠溶液吸收，B项错误；因Cl2可和Ca(OH)2发生反应2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故可用Ca(OH)2溶液吸收Cl2，C项正确；氯气与H2SO4不反应，不能用H2SO4吸收，D项错误。(4)冷却结晶后要进行过滤，使晶体和液体分离，过滤得到的晶体要用少量冷水洗涤，防止氯酸钾溶解损失，洗涤后干燥就得到氯酸钾晶体。(5)2号试管溶液变为棕色说明发生了氧化还原反应，碘离子被氧化成单质碘，单质碘易溶于四氯化碳，碘的四氯化碳溶液呈紫色。同一还原剂(KI)和不同氧化剂作用，氯酸钾不与KI反应，次氯酸钠能与KI反应，说明氧化性氯酸钾小于次氯酸钠。答案：(1)圆底烧瓶　饱和食盐水(2)水浴加热　Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O　避免生成NaClO3(3)吸收尾气(Cl2)　AC(4)过滤　少量(冷)水洗涤(5)紫　小于1．氯水成分寻找方法氯水中存在三个平衡关系：(1)Cl2＋H2OHCl＋HClO(2)HClOH＋＋ClO－(3)H2OH＋＋OH－根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。2．氯水的多重性质氯水的各种成分决定了它具有多重性质。(1)Cl2的氧化性——与还原性物质反应例如：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(除去FeCl3溶液中的FeCl2)；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4(SO2和Cl2以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的酸性和Cl－的性质①向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。②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①在解释漂白性、杀菌消毒时，使用的是HClO的氧化性。②向氯水中滴加紫色石蕊溶液，先变红(H＋作用的结果)，后褪色(HClO作用的结果)。考点二　氯气的实验室制法[学生用书P50]氯气的实验室制法→用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O↓→↓→↓→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↓→题组一氯气制备原理、装置的考查1．(2020·湖州中学高一期末)如图装置应用于实验室制氯气和有关氯气性质的实验，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C．装置丙：生成棕色的固体，证明Cl2有强氧化性D．装置丁：湿润的有色布条褪色，证明Cl2有漂白性解析：选C。A.浓盐酸与二氧化锰反应需要加热，故A错误；B.氯化氢、氯气能够与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，吸收部分氯气同时引入二氧化碳新杂质，气体通入方向也不对，故B错误；C.氯气与铜反应生成氯化铜，氯元素化合价降低，表现氯气的强氧化性，故C正确；D.干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色，证明Cl2无漂白性，有漂白性的是次氯酸，故D错误。2．某兴趣小组利用下列装置，进行与氯气相关的实验。(1)装置④中NaOH溶液的作用是_____________________________。(2)实验结束后，取装置③中的溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到 FeCl3·6H2O晶体。在蒸发浓缩操作中，不需要的仪器是________。A．蒸发皿　　　　　　 B．漏斗C．玻璃棒  D．酒精灯(3)装置②中出现白色沉淀，据此现象能否推测装置①中生成Cl2？________，请说明理由：_______________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)吸收Cl2　(2)B　(3)否　浓盐酸挥发出来的HCl与硝酸银反应，也会出现白色沉淀题组二氯气制备与性质实验的综合考查3．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DACBEB．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为DABAEC．装置E的主要用途是制备NaClOD．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：选B。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。4．(2020·温岭选考模拟)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(部分夹持及加热仪器已略)。(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为___________________________________________________________。装置B中饱和食盐水的作用是______________________________。(2)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依次放入的物质为________(填字母)。选项abcdⅠ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条Ⅱ碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条(3)装置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余氯气，试写出相应反应的离子方程式：_____________________________________________________。答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O除去Cl2中的HCl　(2)d(3)SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋谨记涉及氯气制备与性质探究实验的典型装置 考点三　卤素的性质及生产流程　X－的检验[学生用书P52]一、卤素的性质1．溴、碘单质物理性质的比较性质Br2I2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、有毒易升华、使淀粉变蓝2.氯、溴、碘单质化学性质的比较(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＋X22NaX(X＝Cl、Br、I)。②氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性强弱顺序为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＋。二、卤素的生产流程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＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。2．海水提取溴(1)流程(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　 　H2O　　　　　　　Cl2　　　↓　　　　 　　　↓海带海带灰―→―→氧化―→―→(2)发生反应的化学方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。三、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(检验Br－、I－)未知液 有机层呈3．氧化——淀粉法(检验I－)未知液 蓝色溶液，则表明有I－题组一卤素单质的颜色及X－的检验1．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Cl2B．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，上层显橙红色解析：选B。还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I－氧化为I2，A项错；碘单质的CCl4溶液显紫色，C项错；CCl4的密度比水大，下层显橙红色，D项错。2．(2020·宁波月考)鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是(　　)①碘水、淀粉溶液　　　　　　②氯水、CCl4③溴水、苯  ④稀硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯  ⑥FeCl3溶液、CCl4A．①②④  B．②③⑥C．②④⑤  D．④⑤⑥解析：选C。①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色；②氯水加入NaBr、NaI中后，再加CCl4萃取，下层分别为橙红色和紫红色，加入NaCl中不发生反应，可以鉴别；③溴水与NaCl、NaBr不反应，与NaI反应生成I2，用苯萃取后，前两种上层均为橙红色，无法鉴别；④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀，且均不溶于稀HNO3，沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色；⑤与②的原理相似，只是有色层在上层；⑥FeCl3溶液只能氧化I－生成I2，不能鉴别。题组二卤素单质氧化性强弱规律的应用3．某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次)：a.KI溶液；b.淀粉溶液；c.NaOH 溶液；d.稀硫酸；e.氯水。发现溶液颜色按如下顺序变化：①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。下列对此过程进行的分析中错误的是(　　)A．加入以上药品的顺序是a→e→b→c→dB．③→④反应的化学方程式为3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2OC．溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色D．④→⑤反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－解析：选D。溶液颜色变化：①无色→②棕黄色说明有碘生成，②棕黄色→③蓝色说明是淀粉溶液遇碘显色，③蓝色→④无色说明碘被消耗，④无色→⑤蓝色说明又生成了碘，此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还原反应。4．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∶2  B．2∶1∶3C．6∶3∶2  D．3∶7∶1解析：选C。由于三种溶质与足量Cl2反应，1 mol KI→I2失去1 mol e－、1 mol Na2SO3→Na2SO4失去2 mol e－、1 mol FeBr2→Fe3＋和Br2失去3 mol e－，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1 mol e－，则需要：KI为1 mol、Na2SO3为 mol、FeBr2为 mol，则所求为1∶∶＝6∶3∶2，故选C项。题组三含卤物质生产流程的考查5．(2020·平湖中学高三期中)如图为从海带中提取碘的工业生产过程，有关说法错误的是(　　)A．因海水中蕴藏着极其丰富的碘元素，所以工业上也可以直接用海水来提取碘元素B．碱化操作时，加入NaOH溶液的原因是在碱性溶液中，可溶性有机质可形成沉淀C．在实验室进行氧化操作时，加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等D．在实验室进行过滤操作时，需要用到玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗答案：A6．南海是一个巨大的资源宝库，开发利用这些资源是科学研究的重要课题。如图为海水资源利用的部分过程，有关说法正确的是(　　)—A．海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、冰冻法B．氯碱工业中采用阴离子交换膜可提高产品的纯度C．由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2的关键是要低温小火烘干D．溴工业中，③④的目的是富集溴元素，溴元素在反应③⑤中均被氧化，在反应④中被还原解析：选D。A.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法，A错误；B.氯碱工业是电解饱和食盐水，溶液中阴极上氢离子和阳极上氯离子放电，在阴极产生氢氧化钠，为防止氯气与氢氧化钠反应采用阳离子交换膜，使钠离子转移到阴极，B错误；C.加热MgCl2溶液，镁离子水解生成氢氧化镁和氯化氢，氯化氢易挥发，使水解更完全，因此由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2的关键是抑制MgCl2的水解，C错误；D.海水提溴是先通入足量氯气将溴离子氧化为溴单质，然后用SO2水溶液将溴单质还原为溴化氢，再通入适量氯气将溴离子氧化为溴单质，因此溴工业中③④的目的是富集溴元素，溴元素在反应③⑤中均被氧化，在反应④中被还原，D正确。7．(2020·稽阳联谊学校高三联考)氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。模拟工业制备氢溴酸的流程如图所示：回答下列问题：(1)混合①中发生反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________。(2)加入Na2SO3的目的是除去过量的Br2，但要防止过量，原因是____________________________(用离子方程式表示)。(3)工业氢溴酸常带有淡淡的黄色，可能的原因是①含Fe3＋；②含Br2；③含Fe3＋和Br2。只用下列一种试剂就能分析产生淡黄色的原因，该试剂是_______(填字母)。a．KMnO4溶液　　　b．NaOH溶液c．KSCN溶液  d．淀粉­KI溶液e．CCl4解析：(1)Br2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4，自身被还原为HBr，反应的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO。(2)Na2SO3过量，能与HBr反应生成二氧化硫、溴化钠、水，反应离子方程式为SO＋2H＋===SO2↑＋H2O。(3)CCl4与溶液混合后分层，有机层在下层，水层在上层，若有机层无色，水层为黄色，则为①含Fe3＋所致，若有机层为橙色，水层为无色，则为②含Br2所致，若有机层为橙色、水层为黄色，则为③含Fe3＋和Br2所致，故选e。答案：(1)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO(2)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O(3)e