专题2.6 卤素及其化合物-备战2023年高考化学新编大一轮复习讲义·
展开专题2.6 卤素及其化合物
【氯的结构及性质】
氯原子结构示意图: ;价层电子排布图: ;
位于 p 区第 三 周期 ⅦA 族;结构分析,具有的主要化学性质:氧化性 ;也有还原性。
【明确转化关系】
一 氯气的有关性质
1.Cl2的物理性质
Cl2在通常情况下,是一种黄绿色具有强烈刺激性气味的有毒气体,可溶于水,通常状况下,1体积水能溶解约2体积Cl2,密度比空气的大。
强调:
①实验室里闻有毒性气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔。
②Cl2泄漏时,应逆风向高处跑。
2.Cl2的化学性质
(1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与钠反应:2Na+Cl22NaCl(有白烟生成)。
②与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3(生成棕红色烟,溶于水得黄色溶液)。
③与铜反应:Cu+Cl2CuCl2(生成棕黄色烟,溶于水呈蓝色)。
(2)与非金属反应
②与P反应:2P+3Cl22PCl3,PCl3+Cl2PCl5。
(3)与水反应
溶于水中的部分氯气与水反应,
离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
(4)与碱反应
①Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式:
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
②Cl2与石灰乳反应的化学方程式:
2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(5)与还原性无机化合物反应
①与碘化钾溶液反应:2KI+Cl2===2KCl+I2。
②与SO2水溶液反应:SO2+2H2O+Cl2===H2SO4+2HCl。
③与FeCl2溶液反应:2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
(6)与有机化合物反应
①光照条件下与CH4反应:
CH4+Cl2CH3Cl(主要)。
②一定条件下与CH2===CH2反应:
CH2===CH2+Cl2―→CH2ClCH2Cl。
强调:
①Cl2与变价金属反应,均生成高价态的金属氯化物。
②1 mol Cl2与水反应时(可逆反应),转移电子数小于NA;而1 mol Cl2与足量冷的NaOH溶液反应时,转移电子数为NA。
3.氯气的用途
(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精。
(2)工业制盐酸。
(3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、药品等。
精准训练01
1.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2 B.FeCl2
C.FeCl3 D.AlCl3
2.通过下列装置对Cl2的相关性质进行探究。
回答下列问题:
(1)装置A、B通入Cl2后,观察到的现象是________________________________________,
根据现象可得出的结论是_________________________________________________。
(2)装置B中发生反应的离子方程式是______________________________________。
(3)装置F的作用是___________________________________________________________。
(4)实验开始后,装置C中发生的现象是_____________________________________。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是___________________________________________。
(6)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是____________________________;
体现了Cl2____________性。
二 次氯酸及其盐、二氧化氯(ClO2)
1.次氯酸(HClO)
(1)不稳定性
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO2,离子方程式为
ClO-+CO2+H2O===HCO+HClO。
强调:
向NaClO溶液中通入CO2(无论是少量还是过量),均生成HCO和HClO。
原因是酸性:H2CO3>HClO>HCO。
2.次氯酸盐
(1)漂白液
(2)漂白粉
强调:
①向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,发生的反应为
Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
②向Ca(ClO)2溶液中通入SO2,生成的是CaSO4而不是CaSO3。
③次氯酸盐(ClO-)无论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、SO、S2-等还原性离子。
3.二氧化氯(ClO2)
ClO2为一种饮用水消毒剂,其原理是因为ClO2为强氧化剂。ClO2易溶于水难溶于有机溶剂。可以用NaClO2与Cl2反应制备。
①物理性质:是一种黄绿色到橙黄色的气体,极易溶于水。
②制取:Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl
或:5NaClO2+4HCl===4ClO2↑+5NaCl+2H2O。
③用途:是一种广谱、高效的灭菌剂。
精准训练02
1.某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏,下列关于安全处理措施不正确的是( )
A.紧急组织群众沿逆风方向疏散
B.消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液
C.处在该环境中的群众,应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子,趴在低洼处等待救援
D.处在该环境中的群众,应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子,向高处转移
2.已知:KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,如下图所示,将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上,并用表面皿盖好。下表中由实验现象得出的结论完全正确的是( )
选项
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液褪色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液先变红后褪色
Cl2具有漂白性
D
淀粉-KI溶液变成蓝色
Cl2具有氧化性
3.(双选)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.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
4.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
5.(双选)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的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Cl2杀菌效果比ClO2强
三 氯水的成分及性质
强调:
1.氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增强,无漂白性。因此,氯水要现用现配。
2.Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了具有强氧化性的HClO。
3.ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
4.液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
粒子
种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、
Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、
Cl-、OH-
5.氯水能使紫色石蕊溶液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后褪色。不能用pH试纸测定氯水的pH。
精准训练03
1.下列关于新制氯水及久置氯水的说法,不正确的是 ( )
A.新制的氯水呈浅黄绿色,而久置的氯水无色
B.新制的氯水漂白作用强,而久置的氯水漂白作用很弱
C.新制的氯水所含成分多,而久置的氯水所含成分少
D.新制的氯水中无氯离子,而久置的氯水中则含氯离子
2.氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论正确的是 ( )
A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2存在
B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在
四 Cl2的实验室制法
(一)氯气的实验室制法
1.制取原理
实验室通常用强氧化剂MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸制取氯气。
(1)用MnO2制取Cl2的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)其他制备Cl2的化学反应原理(特点:不需要加热)
①14HCl(浓)+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑
②16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
③6HCl(浓)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑
④4HCl(浓)+Ca(ClO)2===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
2.实验装置
注:实验装置改进
2.实验室制取氯气装置的改进
装置
装置图
说明
制取
装置
①用KMnO4代替MnO2,常温下即可反应,故不需要酒精灯加热,反应原理为2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②图中橡皮管a的作用是使分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等,便于分液漏斗的液体流下
除杂
装置
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(若装置某一位置堵塞,则长颈漏斗中的液面会迅速上升)②该装置的作用之一是观察气体的生成速率
干燥
装置
①用固体干燥剂CaCl2或P2O5同样能吸收Cl2中的水蒸气,但不能使用碱石灰作干燥剂,原因是Cl2能与之反应
②若用干燥管代替U形管(见下图)
则要求气体的流向为a管进气,b管出气
尾气
处理
①对于极易溶于水的气体(如NH3、HCl、HBr、HI等),要设置防倒吸装置
②该防倒吸装置中的倒扣漏斗边缘要刚好浸入到液面下,不能将整个漏斗都浸入到液面内
③防倒吸装置还有:
3.制取流程
(1)制备装置类型:固体+液体气体
(2)净化方法:用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。
(3)收集方法:①氯气的密度比空气大,可用向上排空气法收集②氯气在饱和食盐中的溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集。
(4)验满方法:①将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满;②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先变红后退色,则证明已集满;③根据氯气的颜色,装置充满了黄绿色气体,则证明已集满。
(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收,不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,吸收不完全。
强调:
实验室制取氯气的注意事项
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸。
(2)加热温度:不宜过高,以减少HCl挥发。
(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,吸收不完全。
(二)工业制法
电解饱和食盐水,反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(三)氯气的性质探究实验流程
A B C D E F G H
装置
试剂
实验现象
实验目的
A
浓硫酸
验证氯气无漂白作用,而湿润的红布条之所以褪色是因为Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用
B
干燥红布条
无明显变化
C
湿润红布条
红布条褪色
D
FeCl2溶液
溶液由浅绿
色变棕黄色
验证氯气具有强氧化性,可与金属及还原性物质反应
E
淀粉KI溶液
溶液变蓝色
F
浓硫酸
G
铁粉
产生棕色烟
H
NaOH溶液
吸收多余的氯气
精准训练04
1.下列装置不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙制取单质溴
C.用装置丙蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
D.用装置丁分离苯和KBr溶液
2.实验室利用如图所示装置制取并收集氯气,有关描述正确的是 ( )
A.发生装置应先加热再逐滴加入浓盐酸
B.饱和食盐水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替
C.若用稀盐酸代替浓盐酸不能制得氯气,说明浓盐酸的氧化性较强
D.可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满
3.Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体,是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯酸,与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知:Cl2O的熔点为-116 ℃,沸点为3.8 ℃;Cl2的沸点为-34.6 ℃;
HgO+2Cl2===HgCl2+Cl2O。下列说法中不正确的是( )
A.装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释减小爆炸危险
C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D.装置④与⑤之间不用橡胶管连接,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
五 卤素性质及X-检验
(一)卤素的性质
1.溴、碘单质的物理性质
性质
Br2
I2
颜色
深红棕色
紫黑色
状态
液体
固体
溶解性及
溶液颜色
水中
溶解度不大,橙色
溶解度不大,黄色
有机溶剂中
易溶,橙红色
易溶,紫红色
特性
易挥发、有毒
①易升华
②使淀粉溶液变蓝
2.卤素单质化学性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应,如溴与铁反应生成FeBr3,但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX(X代表F、Cl、Br、I)。
(3)都能与水反应:X2+H2OHX+HXO(X代表Cl、Br、I)。
(4)都能与碱溶液反应。
3.卤素单质性质的递变性
(1)颜色逐渐加深
(2)熔、沸点逐渐升高
(3)密度―→逐渐增大
(3)氧化性逐渐减弱
4.卤素性质的特殊性
(1)氟①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱;②F2与H2反应在暗处即爆炸,F2与水剧烈反应,化学方程式:2F2+2H2O===4HF+O2;③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中。
(2)溴:①Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;②Br2易溶于有机溶剂;③液态Br2有剧毒,易挥发,故盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞
(3)碘:①淀粉遇I2变色;②I2加热时易升华;③I2易溶于有机溶剂;④I2易与Na2S2O3反应:I2+2S2O===2I-+S4O,此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量。
(4)卤化银:AgBr、AgI均具有感光性,见光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光纸,AgI可用于人工降雨。
5.卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色
单质
水
CCl4
汽油(或苯)
酒精
Cl2
淡黄→黄绿
黄绿
黄绿
黄绿
Br2
黄→橙
橙→橙红
橙→橙红
橙→橙红
I2
深黄→褐
紫→深紫
淡紫→紫红
淡紫→紫红
6.卤族化合物的相似性和递变性
(1)卤素化合物的性质
化合物
性质
备注
氢化物
稳定性:HF>HCl>HBr>HI
还原性:HF
金属卤化物
卤素离子的还原性:
F-
次卤酸盐(XO-、F除外)
均具有氧化性(填“氧化”或“还原”)
次卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
卤酸盐(XO、
F除外)
均具有氧化性(填“氧化”或“还原”)
卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):如ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O
(2)卤化银的性质
溶解性
AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸,而AgF可溶于水
颜色
AgF、AgCl均为白色,AgBr为浅黄色,AgI为黄色
感光性
除AgF外,均有感光性,其中AgBr常作感光材料
强调:①F2能与水反应放出O2,故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。
②氯、溴单质的氧化性较强,能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===2Fe3++2Br-。
③卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3+,而I2只能将铁氧化为Fe2+。
④加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI。
⑤实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4反应在铅皿中制取HF,反应的化学方程式为CaF2+H2SO4CaSO4+2HF↑;氢氟酸保存在塑料瓶中。
7.卤素互化物
由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。如IBr、ICl、BrF3、ClF3。
卤素互化物与卤素单质的性质相似,有较强的氧化性,如能与金属、H2O、NaOH等反应:2IBr+2Mg===MgBr2+MgI2。
注意:卤素互化物中,非金属性弱的元素显正价,如:ICl中,I显+1价,Cl显-1价,所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应:
IBr+H2O===HBr+HIO,IBr+2NaOH===NaBr+NaIO+H2O。
8.拟卤素
有些多原子分子与卤素单质性质相似,其阴离子与卤素阴离子性质相似。如:氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答这类题目时可用换元法,如把(SCN)2当作X2,把SCN-当作X-。卤素单质和“类卤素”的氧化性由强到弱的顺序为:F2、(OCN)2、Cl2、Br2、(CN)2、(SCN)2、I2
(二)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-
未知液未知液 蓝色溶液,表明有I-
(三) 氯、溴、碘的提取——海水资源的开发利用
1.氯的提取——氯碱工业
海水―→粗盐饱和食盐水
(1)电解NaCl溶液(写出化学方程式,下同):2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(2)产物制盐酸:H2+Cl22HCl。
(3)制漂白液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
2.海水提溴
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
①浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中含Br-的溶液得到浓缩。
②氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
③吹出:利用溴的挥发性,通入热空气或水蒸气,将生成的溴吹出。
④吸收:吹出的溴蒸气用SO2吸收,使溴转化为HBr,反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。
⑤蒸馏:再用Cl2将HBr氧化为溴后蒸馏分离。
3.碘的提取
(1)海带中碘元素的检验
①实验步骤及检验方法
②反应原理:2H++2I-+H2O2===I2+2H2O。
(2)海带提碘
①工艺流程
②两种原理
a.化学原理:__Cl2+2KI===2KCl+I2;
b.物理原理:单质碘用苯或四氯化碳萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
精准训练05
1.以下关于氟、氯、溴、碘的性质叙述错误的是( )
①HF、HCl、HBr、HI中酸性最强的是HF
②单质F2、Cl2、Br2、I2中,I2沸点最高
③单质F2、Cl2、Br2、I2中,氧化性最强的是F2
④HF、HCl、HBr、HI还原性最强的是HI
⑤单质F2、Cl2、Br2、I2中,与氢化合最容易的是F2
⑥HF、HCl、HBr、HI沸点最高的是HI
⑦HF、HCl、HBr、HI稳定性逐渐减弱
A.只有① B.②⑤⑦
C.①⑥ D.③④
2.从某含Br-的废水中提取Br2的过程包括:过滤、氧化、萃取(需选择合适的萃取剂)及蒸馏等步骤。已知:
物质
Br2
CCl4
正十二烷
密度/(g·cm-3)
3.119
1.595
0.753
沸点/℃
58.76
76.8
215~217
下列说法不正确的是( )
A.甲装置中Br-发生的反应为2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
B.甲装置中NaOH溶液每吸收0.1 mol Cl2,转移0.1 mol e-
C.用乙装置进行萃取,含Br2的有机层在下层
D.用丙装置进行蒸馏,先收集到的是Br2
3.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”
4.下列能够检验出KI溶液中是否含有Br-的实验是( )
A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取少量无色水层试样,加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
5.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1 mol Br2,理论上需要消耗Cl2 44.8 L
D.步骤Ⅳ为蒸馏
6.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海带提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.在蒸发皿中灼烧干海带,并用玻璃棒搅拌
B.往含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,I-发生氧化反应
C.往碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.将碘水加入CCl4中,通过萃取、分液得到I2的CCl4溶液
7.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是( )
A.除去粗盐中的SO、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段
C.③④⑤中溴元素均被氧化
D.蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法
提升训练
1.下列说法不正确的是( )
A.漂白粉可用于生活用水的消毒
B.石蕊溶液滴入氯水中,溶液变红,随后迅速褪色,不涉及氧化还原反应
C.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等
D.清洗碘升华实验所用试管,先用酒精清洗,再用水清洗
2.下列有关说法正确的是( )
A.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
B.向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,加入淀粉后溶液变成蓝色,则氧化性:Cl2>I2
C.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可
D.启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
3.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
4.下列关于卤素的叙述正确的是 ( )
①卤素的钾盐中,最易被氧化的是氟化钾
②溴中溶有少量氯气,可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯
③溴化银具有感光性,碘化银不具有感光性
④氟气跟氯化钠水溶液反应,一定有氟化氢和氧气生成
⑤氯气跟水反应时,水既不是氧化剂也不是还原剂
A.①③④ B.②③⑤
C.②④⑤ D.①③
5.下列关于氯气及氯水的叙述中,正确的是( )
A.纯净的氯气是一种黄绿色、有毒的气体,具有漂白性
B.可用干燥的蓝色石蕊试纸验证氯水是否变质
C.氯气能与铁反应,因此液氯不宜贮存在钢瓶中
D.氯气、氯水、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物
6.某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是( )
A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强
B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强
C.E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
D.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O
7.鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是 ( )
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 ⑥CCl4、淀粉溶液
A.①②④ B.②③⑥
C.②④⑤ D.④⑤⑥
8.实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2,也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2,下列有关说法不正确的是( )
A.KMnO4的氧化性比MnO2的强
B.制备Cl2的整个实验过程中,只需要使用氧化剂与还原剂
C.用排气法收集Cl2时,不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满
D.用足量MnO2与含有4 mol HCl的浓盐酸在加热条件下反应,得到Cl2的物质的量小于1 mol
9.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(数量可满足需要,不含制气装置)如下。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.若实验中用到装置c且布条褪色,则说明湿润的氯气有漂白性
10.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.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
11.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0.2 mol Br-需要消耗2.24 L Cl2
【典例剖析】
高频考点1 考查氯及其重要化合物的性质和应用
例1.(2020·黑龙江伊春二中高三期中)下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e 是浸有相关溶液的滤纸。向 KMnO4晶体 滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性:Fe2+>Cl-
【变式训练】 (氯水的性质)(2021·甘肃武威十八中高三期末)氯气溶于水达到平衡后,若其他条件不变,只改变某一条件,下列叙述正确的是
A.加入少量水,水的电离平衡向电离的方向移动
B.再通入少量氯气,减小
C.通入少量SO2,溶液的漂白性增强
D.加入少量固体NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)
高频考点2 考查氯气及含氯化合物的实验室制法
例2.(2020·河南高三)某同学欲利用浓盐酸、MnO2、Fe等试剂制取无水氯化铁、收集一定量的氯气并验证其某些性质,实验装置如图所示(制气装置省略)。下列说法错误的是
A.④中a导管应向下延伸至接近瓶底
B.若撤去⑥,则⑤中可能有Fe2O3生成
C.当⑤中充满黄绿色气体时再点燃⑤处酒精灯
D.③中试纸若是湿润的,则根据产生的现象可证明氯气有酸性,漂白性
【解析】A. 氯气的密度比空气的大,应采用向上排空气法收集,故需要将a导管延长至接近瓶底,A正确;B. 若撤去⑥,则⑦中的水蒸气逆向进入⑤中,导致FeCl3水解生成Fe(OH)3,Fe(OH)3受热分解变为Fe2O3,B正确;C. 加热时装置中的空气会与与Fe反应,故应先通入一段时间Cl2,以排尽装置中的空气,防止加热时被被空气氧化,C正确;D. 干燥的氯气无漂白性、酸性,D错误;故合理选项是D。
【答案】D
【变式训练】(2020·哈尔滨市第一中学校高三期中)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
高频考点3 考查含氯消毒剂的性质和应用
例3.(2020·天津一中高三月考)氯胺(NH2Cl)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 4~5 倍。下列有关氯胺的说法一定不正确的是( )
A.氯胺中氯元素的化合价为+1 价
B.氯胺的电子式为
C.氯胺的水解产物为 NH2OH(羟氨)和 HCl
D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似
【解析】A.NH2Cl是用Cl替代了NH3中的一个H得到的,所以Cl的化合价为+1价,说法正确,A想错误;B.根据有机物的成键规则,N形成三条键,Cl和H分别形成一条键,并且电子式中的每个原子应当达到自己相对应的稳定结构,所以电子式是正确的,说法正确,B项错误;C.Cl为正一价,应当结合水电离出来的OH-形成HClO,另一个产物是NH3,说法错误,C项正确;D.根据分析,氯胺和漂白粉都是因为产生了HClO才具有杀菌消毒作用,说法正确,D项错误。
【答案】C
【点睛】本题考查物质结构、性质等知识点,侧重考查学生分析判断及获取信息解答问题能力,利用氯胺性质确定氯胺水解产物成分。易错点为A选项,氯的常见化合价为-1,故而认为氯胺中氯元素的化合价为-1价,因此错选A。
【变式训练1】(氯的氧化物)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水的消毒。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
【变式训练2】(氯的含氧酸盐)(2021·广东执信中学高三月考)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:下列有关说法不正确的是
A.NaClO2中Cl的化合价+3价
B.“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4
C.“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NaOH溶液和Na2CO3溶液
D.“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2,反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
高频考点4 考查卤素的性质及应用
例5. (2020·哈师大附属中学模拟)氯气性质的微型实验装置如图所示。①是浓盐酸,⑥是高锰酸钾,②~⑤是滤纸条,依次滴有石蕊溶液、淀粉KI溶液、KBr溶液、含KSCN的FeCl2溶液,实验时滴几滴浓盐酸,下列说法不正确的是( )
A.产生氯气的离子方程式为16H++10Cl-+2MnO===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
B.⑤处变红色,发生的反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
C.②处先变红后褪色,说明氯气溶于水后,溶液有酸性和强氧化性
D.③处变蓝色,④处变橙色,说明氧化性:Cl2>Br2>I2
【解析】高锰酸钾和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,反应的离子方程式为16H++10Cl-+2MnO===2Mn2++5Cl2↑+8H2O,A正确;氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁,铁离子遇到硫氰化钾溶液显红色,发生的反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,B正确;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,遇到石蕊溶液先变红后褪色,C正确;氯气和碘化钾反应生成碘单质,淀粉遇碘单质变蓝色,氯气和溴化钾反应生成溴单质,溶液变橙色,上述反应说明氯气的氧化性大于碘单质和溴单质,但不能说明溴单质的氧化性大于碘单质,D错误。
【答案】D
【变式训练1】(卤素的性质及递变规律)下列关于卤族元素的比较中,不正确的是( )
A.卤族元素的原子半径:F<Cl<Br<I
B.从上到下,卤素原子的电子层数依次增多,半径依次增大
C.单质与氢气化合的难易:F2>Cl2>Br2>I2
D.氢卤酸的酸性:HF>HCl>HBr>HI
【变式训练2】(卤素单质氧化性的实验探究)(2020·黑龙江大庆实验中学高三月考)证明卤族元素的非金属性强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检查)。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. 打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡。
下列说法错误的是
A.淀粉碘化钾试纸变蓝可验证氯气的氧化性强于碘
B.B中发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-= Br2+2Cl-
C.Ⅳ中的实验现象是四氯化碳层溶液变为橙红色
D.过程Ⅲ实验的目的是确认C的黄色溶液中无氯气,排除氯气对溴置换碘实验的干扰
高频考点5 考查卤素互化物和拟卤素的性质及应用
例5.(2020·安徽省怀宁中学高三月考)卤素间形成的化合物如“、、”等称为卤素互化物,化学性质与卤素单质类似,则下列关于卤素互化物的性质的描述及发生的相关反应不正确的是( )
A.是一种化合物 B.
C.的氧化性强于 D.可以与溶液反应生成2种盐
【变式训练】(拟卤素)(2020·四川邻水实验学校高三开学考试)(CN)2、(OCN)2、(SCN)2等化合物的性质与卤素单质相似,称为“类卤素”。已知卤素单质和“类卤素”的氧化性由强到弱的顺序为:F2、(OCN)2、Cl2、Br2、(CN)2、(SCN)2、I2。下列叙述正确的是( )
A.反应I2+2SCN-=2I-+(SCN)2能自发进行
B.反应Cl2+2CN-=2Cl-+(CN)2不能自发进行
C.还原性:F-
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