鲁科版高考化学一轮总复习第1章第2节氯及其化合物课时学案

这是一份鲁科版高考化学一轮总复习第1章第2节氯及其化合物课时学案，共26页。


氯气及氯的重要化合物的性质
[以练带忆]
1．制备金属氯化物时，常用两种方法：
①用金属与氯气直接化合制得；
②用金属与盐酸反应制得。
用以上两种方法都可制得的氯化物是( )
A．AlCl3 B．FeCl3 C．FeCl2 D．CuCl2
A 解析：铝与氯气或盐酸反应均生成AlCl3，但氯气与变价金属反应时生成高价态的氯化物，如与铁反应生成FeCl3，与铜反应生成CuCl2，但铁与盐酸反应生成FeCl2，铜不与盐酸反应。
2．(双选)下列关于氯水的叙述不正确的是( )
A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C．光照氯水有气泡逸出，该气体是O2
D．氯水在无色玻璃瓶中久置后pH增大
AD 解析：新制氯水中主要含有三种分子：H2O、Cl2、HClO，四种离子：H＋、Cl－、ClO－和极少量的OH－，A项错误；新制氯水中含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被HClO氧化褪色，B项正确；氯水被光照后，发生反应：2HClOeq \(=====,\s\up10(光照))2HCl＋O2↑，生成盐酸，放出O2，溶液酸性增强，pH减小，C项正确、D项错误。
3．ClO2和NaClO2均具有漂白性，工业上用ClO2气体制NaClO2的工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥
B．吸收器中生成NaClO2的离子方程式：2ClO2＋H2O2===2ClOeq \\al(－,2)＋O2↑＋2H＋
C．工业上可将ClO2制成NaClO2固体，便于贮存和运输
D．通入空气的目的是驱赶出ClO2，使其被吸收器充分吸收
B 解析：冷却结晶得到的固体需过滤，洗涤固体表面吸附的离子、干燥，A项正确；反应在碱性条件下发生，正确的离子方程式为2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClOeq \\al(－,2)＋O2↑＋2H2O，B项错误；通入空气可以使ClO2与溶液充分接触，D项正确。
4．氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与图中四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间的反应，且氯水足量。)
(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c过程的现象是_____________________________________，
b过程中反应的离子方程式为___________________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为_________________________。
解析：氯水中含Cl2，可将FeCl2氧化：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；含H＋，可使石蕊溶液变红，可与COeq \\al(2－,3)反应放出CO2：2H＋＋COeq \\al(2－,3)===CO2↑＋H2O；含Cl－，可与AgNO3溶液反应生成白色沉淀：Ag＋＋Cl－===AgCl↓；含HClO，有漂白性，可使变红的石蕊溶液褪色。
答案：(1)d (2)溶液中产生白色沉淀 2H＋＋COeq \\al(2－,3)===CO2↑＋H2O (3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
[练后梳理]
1．氯气的物理性质
2.由氯的原子结构认识氯气的氧化性
(1)与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。
(2)与非金属反应
与H2反应：H2＋Cl2eq \(=============,\s\up10(点燃或光照))2HCl。
(3)与还原性无机化合物反应(填离子方程式)
3．从化合价的角度认识Cl2与水和碱液反应的歧化反应(填写离子方程式)
与水反应：Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO；
与NaOH溶液反应：Cl2＋2OH－ ===Cl－＋ClO－＋H2O。
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－。
组成微粒——“三分子、四离子”
(2)氯水性质的多重性
5．氯的重要化合物
(1)次氯酸
(2)漂白粉
(1)氯气具有强氧化性，与变价金属反应时均生成
高价态的金属氯化物，如FeCl2不能由单质化合生成。
(2)干燥的氯气没有漂白性，不能使干燥的有色布条褪色，但可使湿润的有色布条褪色，实际起漂白作用的是HClO。
(3)常温下干燥的氯气与铁不反应，故可用钢瓶贮运液氯。
氯气的实验室制法
[以练带忆]
1．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，所用试剂只需要氧化剂与还原剂
C．用排空气法收集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 ml HCl的浓盐酸在加热条件下反应，得到Cl2的物质的量小于1 ml
B 解析：比较反应的条件即可证明KMnO4的氧化性强于MnO2，A项正确；Cl2有毒，需要用碱溶液吸收尾气，B项错误；当整个集气瓶充满黄绿色气体时表明已收集满，C项正确；浓盐酸变稀后不再与MnO2反应，故生成Cl2的物质的量小于1 ml，D项正确。
2．在实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥、纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图所示。
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母)：________接________；________接________；________接________；________接________。
(2)装置中，饱和食盐水的作用是__________________________；
NaOH溶液的作用是____________________________________。
(3)化学实验中常用湿润的淀粉­KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到________，反应的化学方程式为_____________________________。
(4)写出下列反应的化学方程式。
①气体发生装置中进行的反应：__________________________。
②NaOH溶液中发生的反应：____________________________。
解析：(1)制备干燥、纯净的氯气应按照气流方向连接各部分装置：制气装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置。(3)Cl2氧化KI生成碘，碘单质遇淀粉变蓝，故观察到的现象为试纸变蓝，反应的化学方程式为2KI＋Cl2===2KCl＋I2。
答案：(1)E C D A B G H F
(2)除去氯气中的HCl杂质 吸收过量的氯气
(3)试纸变蓝 2KI＋Cl2===2KCl＋I2
(4)①MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
②2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
[练后梳理]
1．反应原理
实验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等方法制取氯气。
MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
反应的离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up10(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－ ===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。
2．仪器装置

(1)气体发生装置类型：固＋液eq \(――→,\s\up10(△))气。
(2)发生装置所用仪器的名称为A：分液漏斗、B：圆底烧瓶。
(3)装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。
(4)装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。
3．收集方法
(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。
(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发出的氯化氢气体)。
4．验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，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氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
5．尾气处理
(1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。
(2)该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。
卤素离子的检验
[以练带忆]
1．自来水常用Cl2杀菌消毒，使水中含有Cl－，为了检验Cl－的存在，可选用的试剂是( )
A．酚酞溶液B．FeCl3溶液
C．AgNO3溶液D．NaOH溶液
C 解析：检验Cl－所用的试剂为AgNO3和HNO3，其化学方程式为AgNO3＋NaCl===NaNO3＋AgCl↓。
2．(双选)下列实验现象和结论或原因相符的是( )
AD 解析：液态铝不滴落，是因为金属铝表面生成了氧化铝，氧化铝的熔点高于铝的熔点，故A正确；溶液中可能含有COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)、SOeq \\al(2－,3)，加入AgNO3也会产生白色沉淀，故B错误；观察K＋的焰色，需要透过蓝色钴玻璃，故C错误；溶液中先加KSCN，无明显现象，说明不含Fe3＋，滴加氯水后变红，说明溶液中含有Fe2＋，故D正确。
3．下列能够检验出KI中含有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，取无色的水层并加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，则含有Br－
D 解析：A项，在KI中加入足量的新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有溴离子，错误；B项，溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，错误；C项，加入少量的碘水，再加入CCl4，振荡，有机层是萃取单质碘而显色，并没有溴单质产生，错误。
4．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少量水进行水封
B．能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C．某溶液中加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
D．某溶液中加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag＋
A 解析：因为液溴易挥发，在试剂瓶中存放时应加少量水进行水封，A项正确；只要能把碘化钾氧化成碘单质的物质都能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，B项不正确；某溶液中加入四氯化碳，四氯化碳层显紫色证明存在碘单质而不是I－，C项不正确；加入氯化钡溶液产生不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化银或硫酸钡，原溶液中可能存在Ag＋、SOeq \\al(2－,4)、SOeq \\al(2－,3)，D项不正确。
[练后梳理]
卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液—沉淀法
(2)置换—萃取法
未知液eq \(―――――――――――→,\s\up10(加适量新制饱和氯水),\s\d15(振荡)) eq \(――――――――――――――→,\s\up10(加入CCl4下层或汽油上层),\s\d15(振荡))
有机层呈eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(红棕色或橙红色，表明有Br－,紫色、浅紫色或紫红色，表明有I－))
(3)氧化—淀粉法检验I－
未知液eq \(―――――――――――――――――→,\s\up10(加入适量新制饱和氯水或双氧水),\s\d15(振荡))eq \(――――→,\s\up10(淀粉溶液),\s\d15(振荡))蓝色溶液，表明有I－。
卤素单质的性质与溴、碘的提取
[以练带忆]
1．(双选)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，跟水反应的化学方程式为IBr＋H2O===HBr＋HIO，下列有关IBr的叙述中，不正确的是( )
A．IBr是非极性分子
B．在很多反应中，IBr是氧化剂
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
AD 解析：IBr为极性分子，在IBr中Br为－1价，I为＋1价，在与水反应时，所有元素的化合价都没有发生变化，属于非氧化还原反应，D错误。
2．从海带中提取碘的实验过程涉及下列操作，其中正确的是( )
A．将海带灼烧成灰 B．过滤得含I－溶液
C．放出碘的苯溶液 D．分离碘并回收苯
D 解析：灼烧海带应用坩埚，A项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B项错误；苯的密度比水的小，萃取了单质碘的苯在上层，应从分液漏斗的上口倒出，C项错误。
3．海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：
(1)步骤①反应的离子方程式是___________________________。
(2)步骤③反应的化学方程式是___________________________。
从理论上考虑，下列也能吸收Br2的是________(填标号)。
A．NaOHB．FeCl2
C．Na2SO3D．H2O
(3)步骤⑤蒸馏的过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：___________________________。
解析：(1)步骤①的离子方程式为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。(2)步骤③的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。Br2的化学性质与Cl2相似，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，Fe2＋、SOeq \\al(2－,3)具有强还原性，也能吸收Br2，但Br2在水中的溶解度较小，不能用水吸收。(3)温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水蒸气的含量增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低。
答案：(1)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
(2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr ABC
(3)若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水蒸气的含量增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低
[练后梳理]
1．卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。
(3)都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外：2F2＋2H2O===4HF＋O2)。
(4)都能与碱溶液反应：X2＋2NaOH===H2O＋NaX＋NaXO(F2例外)。
2．卤素单质的递变性
3.海水提溴
(1)流程
(2)发生反应的离子方程式
①苦卤与氯气反应：2Br－＋Cl2 ===2Cl－＋Br2；
②含溴的空气、SO2在水溶液中反应：Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SOeq \\al(2－,4)。
4．海带提碘
(1)流程
(2)发生反应的离子方程式
①含I－的溶液通入Cl2：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－；
②碘与浓NaOH溶液反应：3I2＋6OH－ ===5I－＋IOeq \\al(－,3)＋3H2O；
③反萃取后的水层与硫酸反应：5I－＋IOeq \\al(－,3)＋6H＋===3I2＋3H2O。
考点1 氯及其化合物的性质及探究
[抓本质·悟考法]
下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O。
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
【解题关键点】 解答本题应注意以下两点：
(1)解答本题时，应从实验现象入手，全面分析产生现象的原因，而不能把已知的规律当成实验结论。
(2)理解氯气的氧化性、氯水的性质，注意在溶液中反应时，氯气表现出的多重性质。
【易错失分点】
(1)Cl2具有强氧化性，可以氧化Br－、I－、Fe2＋、SOeq \\al(2－,3)、S2－等。
(2)氯水中含有三种分子和四种离子：Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－和少量OH－，氯气使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色是H＋、HClO共同作用的结果。
(3)Cl2本身不具有漂白性，氯气溶于水生成的HClO具有漂白性。HClO的漂白性是因为其强氧化性。
[自主解答]
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
D 解析：A项，由现象得出氧化性：Cl2>Br2、Cl2>I2，但无法对比Br2与I2的氧化性强弱；B项，由现象可知在此过程中有酸性物质生成，同时还生成了漂白性物质；C项，在此过程中可能是溶液不再显碱性，无法判断有无漂白性物质生成；D项，此时Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋，而Cl2被还原为Cl－，还原剂Fe2＋的还原性强于还原产物Cl－的。
[多角度·突破练]
⊳角度1 氯气的性质
1．(双选)下列关于氯气的描述正确的是( )
A．氯气的液态形式可称为氯水或液氯
B．红热的铜丝在氯气中燃烧，生成棕黄色氯化铜固体
C．有氯气参加的反应不能在溶液中进行
D．氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口出现白雾
BD 解析：氯水为氯气的水溶液，故A错误；氯化铜固体为棕黄色，故B正确；氯气与氢氧化钠溶液反应在溶液中进行，故C错误；氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，所以瓶口出现的“白雾”是盐酸小液滴，故D正确。
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
B 解析：A项，活性炭具有吸附性，可以吸附氯气，错误；B项，氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐，正确；C项，氯水中的次氯酸具有漂白性，错误；D项，不能混用的原因是消毒液中的NaClO与“洁厕灵”中的HCl反应生成Cl2，错误。
3．(双选)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，eq \f(cH＋,cClO－)不变
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
AC 解析：饱和氯水中不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项正确；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错误；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使B项所述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。
氯水的组成及性质在应用中的常见误区
(1)氯水中因 HClO见光分解，随着HClO的消耗，溶液中的Cl2不断与水反应，最后成为稀盐酸，故久置氯水酸性增加，pH减小，无漂白性。因此保存氯水要使用棕色试剂瓶，且氯水一般要现用现配。
(2)氯气与水或NaOH溶液反应，Cl2既是氧化剂，又是还原剂。但向足量水或足量NaOH溶液中通入1 ml Cl2，转移电子数前者小于NA(氯气与水反应为可逆反应，NA表示何伏加德罗常数的值)，后者等于NA；1 ml Cl2在加热条件下与足量Fe反应转移的电子数为2NA。
(3)氯水中Cl2分子和HClO均具有强氧化性。一般认为，在与还原性离子如Fe2＋、Br－、I－、S2－、SOeq \\al(2－,3)等反应时是Cl2发生反应，在表现漂白性、消毒杀菌作用时，是HClO发生反应。
⊳角度2 含氯消毒剂
4．某研究小组为了探究NaClO溶液的性质，设计了下列实验，并记录实验现象。
则以下判断错误的是( )
A．实验①：发生的反应为Ag＋＋ClO－＋H2O===AgCl↓＋2OH－
B．实验②：无色气体为O2
C．实验③：还原性强弱顺序：Fe2＋＞Cl－
D．实验④：ClO－与Al3＋的水解相互促进
A 解析：A项没有还原剂，不可能将ClO－还原为Cl－，错误；B项NaClO和CH3COOH反应生成HClO，光照分解产生O2，会产生气泡，正确；C项，酸性条件下ClO－氧化Fe2＋生成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应得到红色溶液，正确；D项，ClO－和Al3＋在溶液中发生水解相互促进反应生成Al(OH)3沉淀，正确。
HClO和次氯酸盐的强氧化性
(1)漂白性
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。
HClO是一种弱酸，电离程度：H2CO3>HClO>HCOeq \\al(－,3)，漂白液或漂白粉中含有ClO－，在溶液中会与二氧化碳反应生成HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。
(2)能氧化还原性离子
ClO－不论在酸性还是碱性条件下都能跟I－、Fe2＋、S2－、SOeq \\al(2－,3)等发生氧化还原反应，因此ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SOeq \\al(2－,3)等不论是在酸性还是碱性条件下均不能大量共存。
⊳角度3 氯气的实验室制法
5．实验室制备Cl2通常采用反应：MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。据此，下列装置可用于制备并收集干燥、纯净Cl2的是( )
C 解析：依据反应原理，制备氯气需要加热，故A、D两项均错误；反应产生的氯气中会混有HCl和水蒸气，应先用饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸干燥氯气，因此C项正确。
6．(双选)某学习小组选用如下图所示装置制备Cl2、验证氯水的漂白性、氧化性并进行收集(夹持装置略去)。下列说法正确的是( )
A．用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时，①可代替②
B．③中通入Cl2使品红溶液褪色后，加热不能恢复红色
C．④中加入KI溶液和CCl4，可验证Cl2的氧化性
D．⑤用于Cl2收集时，a为进气口
BC 解析：A项，气体发生装置的选择要根据药品的状态和是否加热，①装置带有隔板，但高锰酸钾颗粒较小，无法实现液体与固体的分离；B项，③中的品红溶液通入Cl2后，因有HClO生成，可使品红溶液褪色，但加热后不恢复红色；C项，Cl2＋2KI===I2＋2KCl，I2在CCl4中的溶解度较大，且CCl4的密度比水大，下层溶液呈紫色，可验证Cl2的氧化性；D项，Cl2的密度比空气大，应用向上排空气法收集，故⑤装置应从b口进气。
用MnO2和浓盐酸制取Cl2时的注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(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，因为石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。
考点2 卤素的性质及X－的检验
[抓本质·悟考法]
为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如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。
【解题关键点】 解答本题应注意以下两点：
(1)根据题意要验证卤素单质氧化性的相对强弱，结合装置图中信息，应设计三个实验：Cl2置换Br2、Cl2置换I2，Br2置换I2，图中实验设计的关键是Br2置换I2的实验。
(2)看清B、C中所加入的NaBr溶液含有的NaBr物质的量相等，理解过程Ⅲ的目的是用于比较B、C中NaBr的反应情况，证明C中NaBr未完全反应，即C中没有过量Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
【易错失分点】
(1)思维不够深入，不能正确理解过程Ⅲ的实验目的，导致本题中(4)和(5)不能正确解答。
(2)卤素单质的氧化性顺序：F2>Cl2>Br2>I2，对应离子的还原性顺序：I－>Br－>Cl－>F－。
[自主解答]
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
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解析：(1)A中KMnO4氧化浓盐酸产生黄绿色气体Cl2，其电子式为。(2)圆底烧瓶上部湿润的淀粉­KI试纸是为了验证氯气的氧化性强于碘，Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，实验现象是淀粉­KI试纸变蓝。(3)B中是NaBr溶液，Cl2氧化Br－，离子方程式是Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr溶液被氯气氧化生成单质溴，将其放下和下面的KI溶液发生反应，便可验证。即打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层溶液变为紫红色。(5)过程Ⅲ实验的目的是确认C中的黄色溶液无Cl2，否则Cl2也能氧化KI溶液，对实验造成干扰。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因，从结构上进行分析就是同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。
答案：(1)
(2)淀粉­KI试纸变蓝
(3)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
(4)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，静置后CCl4层溶液变为紫红色
(5)确认C中的黄色溶液无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
[多角度·突破练]
⊳角度1 卤素的性质及卤素离子的检验
1．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
A 解析：元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关，可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较，A错误；I2在KI溶液中存在平衡I2＋I－Ieq \\al(－,3)，可使其溶解度增大，D正确。
2．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．①②④ B．②③⑥ C．②④⑤ D．④⑤⑥
C 解析：①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色，无法鉴别；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，可以鉴别；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，无法鉴别。
⊳角度2 海水提溴和海带提碘
3．(双选)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( )
A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌
B．在含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，I－发生还原反应
C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色
D．在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”
AB 解析：灼烧干海带应在坩埚中进行，而不应在蒸发皿中灼烧海带；在含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，I－反应生成I2，I－发生氧化反应。
4．将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。回答下列问题：
(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填标号)。
①用沉淀法获取淡水
②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种
④改进钾、溴、镁等的提取工艺
(2)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2，并用纯碱吸收。纯碱吸收溴的主要反应是Br2＋Na2CO3＋H2O―→NaBr＋NaBrO3＋NaHCO3，吸收1 ml Br2时，转移的电子数为________ ml。
解析：(1)海水中主要含有NaCl等盐，用沉淀法不能除去NaCl，错误。(2)由化学方程式可知，Br2既是氧化剂又是还原剂，根据得失电子守恒知，吸收1 ml Br2转移 eq \f(5,3) ml电子。
答案：(1)②③④ (2)eq \f(5,3)
对反萃取的认识
(1)反萃取：与萃取的过程相反，被萃取物从有机相返回水相的过程为萃取的逆过程。
(2)反萃取剂的作用：起破坏有机相中被萃取组分的结构，使被萃取组分生成易溶于水的化合物。
(3)实例：采用 Acrga M5640(美国 CYTEC公司生产)萃取剂能从含铜的水溶液中回收铜。萃取剂和料液是不相混溶的两种液体，在一定的条件下萃取剂可以将铜离子从水溶液中提取出来，这个过程可简单地用化学方程式表示：
2RH＋Cu2＋R2Cu＋2H＋
上式中，RH代表萃取剂。这个反应是可逆的，萃取剂RH可以与溶液中的Cu2＋作用生成R2Cu，这是正反应，称为萃取过程；当用硫酸与R2Cu作用又可以将铜离子释放出来，这是逆反应，称为反萃取过程。
1．(命题情境：化学与生活问题)当氯气泄漏时，下列处理方法和过程较合理的是( )
①及时转移疏散人群，同时向有关部门如实报告事故有关情况
②被转移人群可戴上用小苏打水浸湿的口罩
③用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液可解毒
④及时清理现场，检查水源和食物等是否被污染
⑤将人群转移到地势较低的地方即可，不必走太远
A．②③④⑤B．①②③④
C．①②③⑤D．①③④⑤
B 解析：氯气有毒，为避免人体中毒，应及时转移疏散人群，同时向有关部门如实报告事故相关情况，故①正确；氯气与水反应生成的盐酸可与碳酸氢钠反应，被转移人群可戴上用小苏打水浸湿的口罩来吸收氯气，以避免中毒，故②正确；氯气可与碱反应，因此碱性物质的水溶液可吸收Cl2，故③正确；及时清理现场，检查水源和食物等是否被污染，防止中毒事件的发生，故④正确；氯气的密度比空气大，应将人群转移到地势较高的地方，且远离污染源，故⑤错误。
2．(命题情境：化学实验探究)如下图所示实验装置，烧瓶内充满氯气，底部有一层细沙(不参与反应)，玻璃导管下口b处塞有一小块钠。从a口伸入一根细铁丝把钠块捅下去，再用滴管从a口滴下几滴水，恰好落在钠块上，立即剧烈反应。下列对此实验的说法不正确的是( )
A．氯气可用向上排空气法收集
B．玻璃导管只起到加入钠和水的作用
C．反应中，烧瓶内产生大量白雾
D．烧瓶中Cl2参与了多个化学反应
B 解析：氯气的密度比空气大，因此可用向上排空气法收集，故A正确；玻璃导管可以平衡烧瓶内外压强，故B错误；钠与水反应生成NaOH和H2，且反应放出大量的热，H2与Cl2反应有HCl生成，则烧瓶内产生大量白雾，故C正确；氯气可以与钠反应、与氢氧化钠反应、与氢气反应，涉及多个反应，故D正确。
3．水处理包括水的净化、杀菌消毒、蒸馏等，常见的水处理剂包括氯气、臭氧、漂白粉、活性炭等。游泳场馆往往用臭氧、活性炭对游泳池进行消毒和净化。下列说法中正确的是( )
A．臭氧、活性炭处理水的原理相同
B．氯气是一种常用的消毒剂，用氯气消毒的水可以用于配制化学试剂
C．氯气和二氧化硫都具有漂白性，等体积的二者混合后处理水会提高漂白的效率
D．漂白粉长期露置在空气中会失效
D 解析：臭氧处理水是利用其氧化性，活性炭处理水则是利用其吸附性，原理不同，A项错误；用氯气消毒的水含有氯气、次氯酸等成分，配制化学试剂时可能会使试剂变质，B项错误；氯气和二氧化硫等体积混合后处理水发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，会失去漂白性，C项错误。
4．(命题情境：化学与工业生产问题)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
C 解析：A项，向苦卤中通入Cl2 时发生反应Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，故其目的是提取溴，正确；B项，可将粗盐溶解、过滤，除去难溶性杂质，然后向滤液中加入沉淀剂，过滤后调节滤液pH以除去可溶性杂质，最后重结晶可得精盐，正确；C项，工业生产中常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂，错误；D项，由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小，因此利用Br2的挥发性，可先用热空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原为HBr进行富集，正确。
5．(双选)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4～5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
AC 解析：NH2Cl＋H2ONH3＋HClO，反应生成的HClO能杀菌消毒。该水解反应是一个可逆反应，HClO杀菌后浓度减小，平衡向右移动，氯胺转化成HClO；相反，当HClO浓度较高时，平衡向左移动，转化为氯胺，相当于暂时“贮存”，避免其分解损失，这样就延长了消毒时间。根据水解过程可以判断反应中Cl的化合价不变，Cl应显示＋1价。
6．(命题情境：化学与生活问题)消毒剂在生产、生活中有重要的作用，常见的含氯消毒剂有NaClO2、NaClO、ClO2 和Cl2。
(1)NaClO2所含的化学键类型有__________________________。
(2)“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。上述四种含氯消毒剂中消毒能力最强的是________。
(3)自来水厂用ClO2 处理后的水中，要求ClO2 的浓度在0.1～0.8 mg·L－1。用碘量法检测ClO2 处理后的自来水中ClO2 浓度的实验步骤如下：
步骤Ⅰ.取一定体积的水样，加入足量碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液。
步骤Ⅱ.用Na2S2O3溶液滴定步骤Ⅰ中所得的溶液。
已知：a.操作时，不同pH 环境中粒子种类如下表所示。
b.2S2Oeq \\al(2－,3)＋I2===S4Oeq \\al(2－,6)＋2I－。
①步骤Ⅱ中反应结束时溶液呈________(填“蓝色”或“无色”)。
②若水样的体积为1.0 L，在步骤Ⅱ中消耗10 mL 1.0×10－3 ml·L－1 Na2S2O3溶液，则该水样中c(ClO2)＝________mg·L－1。
解析：(2)NaClO2、NaClO、ClO2和Cl2表现氧化性被还原为Cl－，设上述四种物质各1 ml，得到电子分别为4 ml、2 ml、5 ml、2 ml，所以各1 ml NaClO2、NaClO、ClO2的氧化能力分别相当于2 ml、1 ml、2.5 ml Cl2的氧化能力，根据“有效氯含量”的定义，上述四种含氯消毒剂中消毒能力之比为eq \f(71×2,90.5)∶eq \f(71,74.5)∶eq \f(71×2.5,67.5)∶1，所以消毒能力最强的是ClO2。(3)①步骤Ⅰ生成I2，步骤Ⅱ中Na2S2O3溶液与I2反应生成I－，又因为加入淀粉作指示剂，所以步骤Ⅱ中反应结束时溶液呈无色。②步骤Ⅰ中ClO2与碘化钾溶液反应，用氢氧化钠溶液调节pH至中性，由题表可得，ClO2被还原为ClOeq \\al(－,2)，反应的离子方程式为2ClO2＋2I－===2ClOeq \\al(－,2)＋I2，步骤Ⅱ中反应的离子方程式为2S2Oeq \\al(2－,3)＋I2===S4Oeq \\al(2－,6)＋2I－，可得关系式ClO2～S2Oeq \\al(2－,3)，所以c(ClO2)＝10 mL×10－3 L·mL－1×1.0×10－3 ml·L－1×67.5 g·ml－1×1 000 mg·g－1÷1.0 L＝0.675 mg·L－1。
答案：(1)离子键、共价键
(2)ClO2
(3)①无色 ②0.675
考试评价解读
1．能利用化学方程式、离子方程式等正确表示氯气、漂白剂的主要化学性质，掌握氯气的实验室制法。
2．能根据氯气的性质分析其在实验室、生产、生活以及环境中的常见问题，说明妥善保存、合理使用氯气、漂白剂的常见方法。
3．能说明氯及其化合物的应用，以及对社会发展的价值、对环境的影响，能有意识地运用所学的氯及其化合物的相关知识参与社会性议题的讨论。
核心素养达成
变化观念
与
平衡思想
运用平衡的知识理解氯气与水的反应，体会氯水的成分和氯水发生的反应；从离子反应、氧化还原反应角度理解氯气发生的反应。
科学精神
与
社会责任
根据氯气及其化合物的性质，理解漂白粉、84消毒液的正确使用，对84消毒液在杀灭新型冠状病毒中的重要作用做出正确的价值判断。
颜色
状态
气味
毒性
密度
溶解性
黄绿色
气体
强烈的刺激性
有毒
比空气大
约1∶2
选项
操作及现象
原因或结论
A
一块表面打磨过的铝箔在酒精灯上加热至熔化，液态铝不会滴落
氧化铝的熔点高于铝
B
某溶液中加入硝酸银，产生白色沉淀
溶液中一定含有Cl－
C
用洁净铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色
溶液中有Na＋，无K＋
D
向某溶液中先加KSCN，无明显现象，再滴氯水，溶液变红
溶液中一定含有Fe2＋
颜色
eq \(―――――――――――――――――――――→,\s\up15(\a\al( F2,淡黄绿色) \a\al( Cl2,黄绿色) \a\al( Br2,深红棕色) \a\al( I2,紫黑色)),\s\d12(颜色逐渐加深))
熔、沸
点
eq \(―――――――――――――――→,\s\up15(\a\al( F2,气体) \a\al( Cl2,气体) \a\al( Br2,液体) \a\al( I2,固体)),\s\d12(逐渐升高))
密度
eq \(―――――――――――→,\s\up10(F2 Cl2 Br2 I2),\s\d12(逐渐增大))
水溶性
eq \(――――――――――――――――→,\s\up15(\a\al( F2,反应) \a\al( Cl2,不大) \a\al( Br2,不大) \a\al(I2,不大)),\s\d12(逐渐减小))
氧化性
eq \(――――――――――――――――――――――→,\s\up10(与氢气化合或与水反应由易到难),\s\d12(氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是Cl2>Br2>I2))
还原性
(X－)
阴离子还原性由强到弱的顺序是I－>Br－>Cl－；
①Cl2能从含Br－的溶液中置换出Br2，反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2；
②Br2能从含I－的溶液中置换出I2，反应的离子方程式为2I－＋Br2===2Br－＋I2。
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
氯气与水反应生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水反应生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋>Cl－
实验装置
实验序号
滴管试剂
试管试剂
实验现象
①
0.2 ml·L－1NaClO溶液
饱和Ag2SO4溶液
产生白色沉淀
②
CH3COOH 溶液
光照管壁有无色气泡产生
③
0.2 ml·L－1 FeSO4酸性溶液和KSCN溶液
溶液变红
④
0.2 ml·L－1AlCl3溶液
产生白色沉淀
卤族元素的特殊性
氟
(1)无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱
(2)2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2在暗处反应即爆炸
(3)氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中；有毒
溴
(1)Br2是深红棕色液体，易挥发
(2)Br2易溶于有机溶剂
(3)液溴保存在棕色试剂瓶中，并加水进行水封，保存液溴不能用橡胶塞
碘
(1)I2遇淀粉变蓝色
(2)I2加热时易升华
(3)I2易溶于有机溶剂
pH
2
7
粒子种类
Cl－
ClOeq \\al(－,2)