【讲通练透】高考化学知识清单10 氯及其重要化合物(思维导图+知识解读+易混易错+典例分析)
展开2.精练高考真题,明确方向。经过对近几年高考题的横、纵向分析,可以得出以下三点:一是主干知识考查“集中化”,二是基础知识新视角,推陈出新,三是能力考查“综合化”。
3.摸清问题所在,对症下药。要提高后期的备考质量,还要真正了解学生存在的问题,只有如此,复习备考才能更加科学有效。所以,必须加大信息反馈,深入总结学情,明确备考方向,对症开方下药,才能使学生的知识结构更加符合高考立体网络化要求,才能实现基础→能力→分数的转化。
4.切实回归基础,提高能力。复习训练的步骤包括强化基础,突破难点,规范作答,总结方法,通过这样的总结,学生印象深刻,应用更加灵活。
知识清单10 氯及其重要化合物
知识点01 卤素单质的结构和性质
一、卤素单质的结构
1.卤族元素:F、Cl、Br、I、At、Ts(,tián)
2.价电子排布式:ns2np5
(1)化合价:最高正价为+7(氟无正价),最低负价为-1
(2)未成对电子数:1
(3)形成共价键个数:1
3.单质的结构和性质
(1)晶体类型:分子晶体
(2)作用力:范德华力
(3)熔沸点:相对分子质量越大,熔沸点越高
二、卤素单质的物理性质
1.溶解性
(1)水溶性:在水中溶解度较小,得到卤水
(2)易溶于酒精、苯、分馏汽油、四氯化碳等有机溶剂
(3)氯气不溶于饱和氯化钠溶液
2.物理特性:Cl2易液化,Br2易挥发,I2易升华
3.颜色
4.元素存在:在自然界中全部以化合态存在
5.卤素的保存
(1)液氯:常存放干燥的钢瓶中
(2)卤水:放在棕色瓶中,阴暗处密封保存
(3)溴的保存
①密封:防止溴挥发出来
②液封:瓶中加少量水做液封,以减少挥发
③瓶塞:不能用橡胶塞,而应用玻璃塞
三、卤素单质的化学性质
1.与金属单质反应
(1)Naeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(点燃))NaCl,黄色火焰,冒白色烟
(2)Feeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(点燃))FeCl3,生成棕红色烟
(3)Cueq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(点燃))CuCl2,生成棕黄色烟
(4)Feeq \(-------→,\s\up7(Br2),\s\d5(常温))FeBr3;Feeq \(---------→,\s\up7(I2),\s\d5(加热))FeI2
2.与氢气反应
(1)通式:H2+X22HX
(2)氢气和氟气反应的现象:黑暗处剧烈反应,发生爆炸
(3)氢气和氯气反应的现象
①点燃:安静燃烧,产生苍白色火焰,瓶口有白雾
②光照:发生爆炸
(4)卤化氢
①氢卤酸的酸性:HX的水溶液,除HF外,都是强酸
②还原性:HAt>HI>HBr>HCl>HF
③熔沸点:HF>HAt>HI>HBr>HCl
3.氯水的成分和多重性质
(1)三平衡
①氯气的化学平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO
②次氯酸电离平衡:HClOH++ClO-
③溶质水电离平衡:H2OH++OH-
(2)三分子、四离子
(3)新制氯水的多重性质
4.与还原性化合物反应
(1)氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2>S
(2)非金属单质之间的置换
①Cl2置换Br2、I2、S:Br-Br2,I-I2,H2SS
②Br2置换I2、S:I-I2,H2SS
③I2置换S:Na2SS
(3)与SO2反应
①Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl(与还原性漂白剂混合,失去漂白性)
②Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr(检验SO2或除去CO2气体中的SO2气体)
③I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI(定量测定SO2的含量)
(4)与Fe2+反应
①Cl2:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
②Br2:2Fe2++Br22Fe3++2Br-
③I2:不反应
5.与有机物的反应
(1)取代反应:
①CH4+Cl2CH3Cl+HCl(第一步)
②+Cl2Cl +HCl
③CH3+Cl2CH2Cl+HCl(第一步)
④CH3+Cl2Cl-CH3+HCl
⑤OH+3Br2
(2)加成反应
①CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br
②+3Cl2
6.各类物质与溴水作用的现象
(1)溴水褪色(化学反应)
①氢前的活泼金属(K~Pb):直接化合
②碱性物质:NaOH、Na2CO3、NaHCO3等
③还原性物质:、、、含的醛基有机物
④易加成物质:碳碳双键(烯、植物油、裂化汽油、天然橡胶、焦炉气)和碳碳叁键
⑤取代而褪色:酚类物质
(2)溴水层褪色(萃取,物理褪色)
①上层颜色深:苯、分馏汽油
②下层颜色深:四氯化碳、氯仿
(3)吸附褪色(物理褪色):活性炭和××胶体
(4)互溶不褪色:乙醇和乙酸
易错点1:卤素单质及卤化物的特殊性
(1)F2遇水会置换出O2且生成HF。所以F2与其它卤化物溶液不会发生卤素间的置换反应,而先与水反应。
(2)氟可以与稀有气体元素形成化合物。
(3)HF有剧毒,且腐蚀玻璃,氢氟酸应保存在塑料瓶中;制备HF时应用铅皿。
(4)CaF2难溶于水,其它CaX2可溶于水。
(5)溴是唯一的液态非金属,易挥发,少量的液溴保存要用水封。
(6)碘易升华,遇淀粉显蓝色;碘的氧化性较弱,它与变价金属反应时生成低价化合物。
易错点2:Cl2的特殊性质
(1)Cl2可使湿润的有色布条褪色,不能使干燥的有色布条褪色,说明Cl2没有漂白性,HClO有漂白作用。
(2)Cl2可使湿润的石蕊试纸先变红后褪色,原因是Cl2与水反应生成的盐酸使石蕊试纸先变红,HClO使变色后的石蕊试纸褪色。
(3)常温下液态氯与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。
易错点3:液氯、新制氯水、久置氯水的比较
【典例01】如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法错误的是( )。
A.单质①是最活泼的非金属单质
B.单质②能使品红溶液褪色
C.单质③保存时加少量水进行水封
D.单质的氧化性是④>③>②>①
【解析】选D。卤素单质都属于分子晶体,其单质的沸点与其相对分子质量成正比,根据图象知,①②③④分别是F2、Cl2、Br2、I2。卤族元素中,非金属的非金属性随着原子序数增大而减弱,非金属性越强,其单质越活泼,所以单质活泼性最强的是F2,故A正确;氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,所以单质②能使品红溶液褪色,故B正确;溴易挥发,在水中的溶解度较小,且密度大于水,所以为防止溴挥发,可以用水液封,则单质③保存时加少量水进行水封,故C正确;卤族元素单质的氧化性随着原子序数增大而减小,所以氧化性从弱到强顺序是④<③<②<①,故D错误。
【典例02】(2022·许昌高三质检)取一定量的饱和氯水与CaCO3粉末混合,观察到氯水的黄绿色褪去,静置后取上层澄清溶液四份,分别进行以下实验:①一份滴加盐酸,产生大量气泡;②一份滴加NaOH溶液,出现白色沉淀;③一份用酒精灯加热出现白色沉淀;④将有色布条浸入第四份溶液,布条立即褪色。根据以上判断下列说法中错误的是( )。
A.整个实验过程中未涉及氧化还原反应
B.由①、②可知澄清溶液中的含有Ca(HCO3)2
C.②、③中的白色沉淀为CaCO3
D.由④可知澄清溶液中含有HClO
【解析】选A。氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸酸性比碳酸弱。①一份滴加盐酸,产生大量气泡,说明溶液中含有Ca(HCO3)2,②一份滴加NaOH溶液,出现白色沉淀,反应为Ca(HCO3)2与NaOH反应生成CaCO3;③一份用酒精灯加热出现白色沉淀,Ca(HCO3)2加热分解生成CaCO3;④将有色布条浸入第四份溶液,布条立即褪色,说明溶液中含有HClO。饱和氯水与CaCO3粉末发生反应的化学方程式为:2CaCO3+2Cl2+2H2O=Ca(HCO3)2+CaCl2+2HClO,属于氧化还原反应,故A错误;滴加NaOH溶液,出现白色沉淀,反应为Ca(HCO3)2与NaOH反应生成CaCO3,可知澄清溶液中的含有Ca(HCO3)2,故B正确;滴加NaOH溶液,出现白色沉淀,反应为Ca(HCO3)2与NaOH反应生成CaCO3,Ca(HCO3)2受热分解为碳酸钙、水以及二氧化碳,即②、③中的白色沉淀为CaCO3,故C正确;有色布条浸入第四份溶液,布条立即褪色,则溶液中一定会含有次氯酸,故D正确。
知识点02 次氯酸和次氯酸盐
1.次氯酸
(1)不稳定性:2HClO2HCl +O2↑
(2)弱酸性;比碳酸弱
①酸的酸性:H2CO3>HClO>HCO3-
②盐的碱性:HCO3-<ClO-<CO32-
(3)强氧化性
①ClO-+S2-+2H+S↓+H2O+Cl-
②SO32-+ClO-SO42-+Cl-
③ClO-+2I-+2H+I2+H2O+Cl-
④2Fe2++2H++ClO-2Fe3+ +H2O+Cl-
⑤ClO-+2Br-+2H+Br2+H2O+Cl-
⑥2H++Cl-+ClO-H2O+Cl2↑
(4)漂白性:氧化性、永久性和选择性
①有色布条eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(现象))褪色
②石蕊试液eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(现象))先变红,后褪色
③碳素墨水eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(现象))不褪色
2.84消毒液
(1)制备
①常规制备:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②电解制备:NaCl+H2ONaClO+H2↑
(2)主要成分:NaClO和NaCl,有效成分NaClO
(3)消毒原理:NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO
(4)ClO-的强氧化性
3.漂白粉
(1)制备
①化学反应:2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
②离子反应:2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(2)主要成分:CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分:Ca(ClO)2
(3)漂白原理:Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO
(4)变质
①变质过程:Ca(ClO)2HClOHCl
②最终产物:在空气中长期放置最终生成的固体是CaCO3
③检验变质:取固体药品,加入稀盐酸,有气泡产生
(5)水解
①离子反应:ClO-+H2OHClO+OH-
②加热蒸干:Ca(ClO)2CaCl2
③Ca(ClO)2eq \(------------→,\s\up7(石蕊试液),\s\d5(现象))先变蓝,后褪色
易错点:次氯酸、次氯酸盐的易错知识点
(1)次氯酸的结构式不是H-Cl-O,而是H-O-Cl,电子式为
(2)NaClO、Ca(ClO)2没有漂白性,起漂白作用的是它们与酸性物质反应生成的次氯酸。
(3)漂白粉属于混合物,其主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2。
(4)制漂白粉的原料的氯气和石灰乳,该反应不是在水溶液中进行的,不能写成离子方程式形式。
(5)漂白粉溶液能使有色物质褪色,不能用pH试纸测其pH。
(6)Ca(ClO)2具有强氧化性,能够将浓盐酸氧化成Cl2;但与稀盐酸只发生复分解反应生成HClO和CaCl2。
【典例03】已知反应:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O。下列说法正确的是( )。
A.符合该离子方程式的化学方程式可以是:HClO+HCl=Cl2↑+H2O
B.标准状况下,每生成1.12LCl2,转移0.05NA电子
C.在无色碱性溶液中,ClO-、Cl-、Al3+、Na+能大量共存
D.洁厕灵(主要成分是盐酸)和84消毒液(主要成分是次氯酸钠)混合使用效果更好、更安全
【解析】选B。HClO为弱酸,应写成化学式,故A错误;标准状况下,每生成1.12LCl2,即0.05ml,由方程式可知,转移电子为0.05ml×(1-0)=0.05ml,故B正确;碱性条件下,Al3+不能大量共存,故C错误;洁厕灵(主要成分是盐酸)和84消毒液(主要成分是次氯酸钠)混合使用,发生氧化还原反应生成氯气,可导致失效,且易中毒,故D错误。
【典例04】(2023·齐齐哈尔一模)漂白粉和漂粉精是常用的消毒清洁用品,有效成分均为Ca(ClO)2,相应的生产流程如下。
下列说法不正确的是( )。
A.①中阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
B.②中反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
C.上述过程涉及氧化还原反应、化合反应、复分解反应
D.制备漂粉精过程中,Cl2转化为Ca(ClO)2时,Cl的原子利用率为100%
【解析】选A。在蒸发浓缩NaClO2溶液时,由于NaClO2不稳定,受热易分解,产品中可能含有NaCl,故A正确;反应Ⅱ:2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2,H2O2作还原剂,故B错误;NaClO2的漂白性是利用其强氧化性,SO2的漂白性是其易与有色物质结合生成不稳定无色物质,故两者漂白原理不同,C错误;实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行,故D错误。
知识点03 实验室制取氯气
1.制备原理:在酸性条件下,利用强氧化剂将Cl−氧化成Cl2
2.常见反应
(1)常规方法:“固体+液体气体”型
①化学反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②离子反应:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)其他方法:“固体+液体气体”型
①2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②K2Cr2O7+14HCl(浓)2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
③KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O
④Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O
⑤Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O
3.制气完整装置
4.气体净化装置
(1)试剂:先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸、P2O5、硅胶、无水CaCl2除去水蒸气
(2)装置:洗气瓶,导气管口长进短出
5.气体收集装置
(1)排空气法:向上排空气法,导气管口长进短出
(2)排液体法:排饱和食盐水法,导气管口短进长出
6.尾气吸收装置
(1)装置作用:吸收多余的氯气,防止污染空气
(2)酸性气体:一般用饱和的碱性溶液吸收
①NaOH:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②Na2CO3或NaHCO3
(3)氧化性气体:一般用饱和的强还原性溶液吸收
①FeCl2:2FeCl2+Cl22FeCl3
②Na2S:Na2S+Cl2S↓+2NaCl
③Na2SO3:Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl
④KI:Cl2+2KI2KCl+I2
7.检验方法
(1)最佳方法:用湿润的淀粉碘化钾试纸,现象是变蓝
(2)可用方法:用湿润的蓝色石蕊试纸,现象是先变红后褪色
易错点1:实验室制氯气的操作步骤
(1)先连接装置,后检查气密性;
(2)先检查气密性,后加药品;
(3)先加固体,后加液体;
(4)先排出空气,后收集氯气;
(5)实验结束后,先停止反应并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。
易错点2:实验室制氯气的易错知识点
(1)实验中不能用长颈漏斗,避免盐酸挥发,气体逸出。
(2)MnO2与浓盐酸反应制Cl2,随着反应的进行,浓盐酸变稀,稀盐酸不能与MnO2反应,所以盐酸有剩余。
(3)不能用浓度比较小的澄清石灰水吸收多余的氯气。
易错点3:证明Cl2中含有水蒸气和HCl
(1)实验装置
(2)所用试剂及作用
①A中:无水CuSO4,检验水蒸气
②B中:四氯化碳,除去HCl中的Cl2
③C中:硝酸银溶液,检验HCl气体
④D中:NaOH溶液,吸收多余的HCl气体,防止污染空气
【典例05】(2020·山东省等级考真题)某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如下图所示(夹持装置略):
已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3MnO42-+2H2O=2MnO4-+MnO2↓+4OH-。
回答下列问题:
(1)装置A中a的作用是________________;装置C中的试剂为________________;装置A中制备Cl2的化学方程式为________________________。
(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是________________。
(3)KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂,滴定时应将KMnO4溶液加入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;在规格为50.00mL的滴定管中,若KMnO4溶液起始读数为15.00mL,此时滴定管中KMnO4溶液的实际体积为________________(填标号)。
A.15.00mL B.35.00mL C.大于35.00mL D.小于15.00mL
(4)某FeC2O4·2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:
Ⅰ.取mg样品于锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解,水浴加热至75℃。用cml·L-1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1mL。
Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀H2SO4酸化后,在75℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,又消耗KMnO4溶液V2mL。
样品中所含H2C2O4·2H2O(M=126g·ml-1)的质量分数表达式为________________。
下列关于样品组成分析的说法,正确的是________(填标号)。
A.=3时,样品中一定不含杂质
B.越大,样品中H2C2O4·2H2O含量一定越高
C.若步骤I中滴入KMnO4溶液不足,则测得样品中Fe元素含量偏低
D.若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,则测得样品中Fe元素含量偏高
【解析】漂白粉的有效成分Ca(ClO)2具有强氧化性,和浓盐酸在A中发生归中反应产生Cl2,Cl2和K2MnO4在B中反应产生KMnO4,反应不完的Cl2用C吸收,据此解答。(1)装置A为恒压分液漏斗,它的作用是平衡气压,使浓盐酸顺利滴下,C的作用是吸收反应不完的Cl2,可用NaOH溶液吸收,Ca(ClO)2和浓盐酸在A中发生归中反应产生Cl2,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O;(2)锰酸钾在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生3MnO42-+2H2O=2MnO4-+MnO2↓+4OH-,一部分MnO42-转化为了MnO2,导致最终KMnO4的产率低,而浓盐酸易挥发,直接导致B中NaOH溶液的浓度减小,故改进措施是在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶吸收挥发出来的HCl;(3)高锰酸钾有强氧化性,强氧化性溶液加入酸式滴定管,滴定管的“0”刻度在上,规格为50.00mL的滴定管中实际的体积大于(50.00-15.00)mL,即大于35.00mL;(4)设FeC2O4·2H2O的物质的量为xml,Fe2(C2O4)3的物质的量为yml,H2C2O4·2H2O的物质的量为zml,步骤I中草酸根和Fe2+均被氧化,结合得失电子守恒有:2KMnO4~5H2C2O4(C2O42-),KMnO4~5Fe2+,所以x+(x+3y+z)=cV1×10-3,步骤II中Fe2+被氧化,由KMnO4~5Fe2+可知,(x+2y)=cV2×10-3,联立二个方程解得:z=2.5(cV1-3V2)×10-3,所以H2C2O4·2H2O的质量分数=×100%=×100%。关于样品组成分析如下:=3时,H2C2O4·2H2O的质量分数=×100%=0,样品中不含H2C2O4·2H2O,由x+(x+3y+z)=cV1×10-3和(x+2y)=cV2×10-3可知,y≠0,样品中含Fe2(C2O4)3杂质,A错误;越大,由H2C2O4·2H2O的质量分数表达式可知,其含量一定越大,B正确;Fe元素的物质的量=cV2×10-3ml,若步骤I中KMnO4溶液不足,则步骤I中有一部分Fe2+没有被氧化,不影响V2的大小,则cV2×10-3不变,则对于测得Fe元素的含量无影响,C错误;结合C可知:若KMnO4溶液浓度偏低,则消耗KMnO4溶液的体积V1、V2均偏大,Fe元素的物质的量偏大,则测得样品中Fe元素含量偏高,D正确。
【答案】(1)平衡气压,使浓盐酸顺利滴下;NaOH溶液;
Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(2)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
(3)酸式;C
(4)×100%;B、D
知识点04 溴、碘的制备
1.从海水中提取溴
(1)常规流程
(2)其他流程:浓缩→氧化→富集→提取
①步骤②硫酸的作用:使平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO逆向移动,减少Cl2的溶解
②步骤③的离子方程式:Br2+SO2+2H2O4H++SO42-+2Br-
2.从海带中提取碘
(1)灼烧操作
(2)萃取和分液操作
①仪器:梨形分液漏斗和烧杯
②操作顺序:振荡和静置之间的步骤是放气
(3)蒸馏实验
①实验装置和仪器
②蒸馏烧瓶规格的选择:液体体积占烧瓶容积的1/3
③温度计水银球的位置:蒸馏烧瓶支管口处
④冷却水的进出口:下进上出,采用逆流原理冷却效果好
⑤蒸馏过程:开始时,先通冷凝水,再加热;结束时,先停热,再停通冷凝水
⑥防暴沸方法:预先加入沸石或碎瓷片或用磁力搅拌器
易错点:海水提溴、提碘的易错知识点
(1)使用分液漏斗前,先检查漏斗是否漏液,再洗净备用。
(2)分液时,先打开分液漏斗上端的活塞,以保证漏斗内的液体能够流出。
(3)分液时,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
(4)萃取卤素单质的萃取剂不能选用酒精和裂化汽油。
(5)蒸馏过程中所用的冷凝管必须是直形冷凝管。
(6)蒸馏过程中必须加入沸石或碎瓷片防暴沸。若忘记加沸石:则先停热,再冷却,后补加。
【典例06】(2023·山西晋中一模)工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如下:
下列说法正确的是( )。
A.海水需要浓缩,是因为海水中的Br2含量较低
B.热空气的作用是将多余的Cl2吹出
C.吸收塔中发生的反应是3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑
D.反应釜2中发生的反应是5Br-+BrO3-+3H2O=3Br2+6OH-
【解析】选C。由于海水中溴离子含量较低,因此海水需要浓缩,海水中不存在单质溴,A错误;热空气的作用是将生成的溴排入吸收塔中,B错误;吸收塔中单质溴与碳酸钠反应,反应的方程式为3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑,C正确;溶液显酸性,则反应釜2中发生的反应是5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O,D错误。
【典例07】实验室从含碘废液(含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,向废液中加入Na2SO3溶液反应后进行分离除去CCl4,再向反应液中通入Cl2进行氧化、富集等系列操作获得碘单质。下列说法不正确的是( )。
A.加入Na2SO3溶液发生的氧化还原反应为:SO32-+I2+H2O=SO42-+2I-+2H+
B.氧化时应控制在较低温度(40℃左右),可增大Cl2的溶解度并减少I2的损失
C.分离除去CCl4的操作为萃取,应在分液漏斗中进行
D.工业上常在干海带浸泡液中通入适量氯气,再采用过滤的方法得到粗碘
【解析】选C。Na2SO3具有还原性,能够将I2还原成I-,自身被氧化成Na2SO4,反应的离子方程式为SO32-+I2+H2O=SO42-+2I-+2H+,A选项正确;温度升高Cl2会挥发,I2会升华,所以氧化时应控制在较低温度(40℃左右),B选项正确;CCl4不溶于水,分离除去CCl4的操作为分液,C选项错误;海带浸泡液中含有I-,Cl2可以将I-氧化成I2,I2在水中的溶解度很小,可以用过滤的方法得到粗碘,D选项正确。
知识点05 卤素离子的检验
1.硝酸银-稀硝酸法
(1)流程:X-eq \(--------------→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5(硝酸银溶液))有色沉淀
(2)现象
①白色沉淀含Cl-
②浅黄色沉淀含Br-
③黄色沉淀含I-
2.置换-萃取法
3.氧化-淀粉法(I-的特殊检验方法)
(1)流程:I-eq \(---------→,\s\up7(氧化剂),\s\d5())I2eq \(-------→,\s\up7(淀粉),\s\d5(溶液))变蓝
(2)氧化剂:氯水、氯化铁溶液、酸性的双氧水
①Cl2:Cl2+2I-2Cl-+I2
②FeCl3:2Fe3++2I-2Fe2++I2
③H2O2:H2O2+2I-+2H+I2+2H2O
易错点:卤素检验的易错知识点
(1)检验Cl-时加入稀硝酸的作用是排除溶液中CO32-、PO43-等离子的干扰。
(2)氧化-淀粉法检验I-时,不能用稀硝酸作氧化性,以免产生NO污染空气。
(3)四氯化碳、氯仿等有机溶剂的密度比水的大,萃取卤素单质后,下层溶液颜色深。
(4)分馏汽油、苯等有机溶剂的密度比水的小,萃取卤素单质后,上层溶液颜色深。
【典例08】已知在过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变黄.
(1)甲同学推测该反应的还原产物有两种可能:①Cl2 ②Cl-,乙同学结合甲的推测,认为其中一种可能可以排除,你认为可以排除的可能是(填序号)________,并用简要的文字或离子方程式说明理由____________________________。
(2)上述反应的离子方程式为________________________________________。
(3)为检验上述反应中的还原产物,请选择所需实验步骤,并按先后顺序排列:_____。
A.取一支试管,加入上述反应后的溶液少许
B.再加入过量Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀
C.再加入过量BaCl2溶液,出现白色沉淀
D.过滤;取滤液,加入硝酸酸化的AgNO3溶液出现白色沉淀
【解析】(1)题中给出硫酸亚铁过量,则具有氧化性的氯气肯定不能存在,也就是NaClO被还原的产物中肯定不会出现氯气。根据氯元素的常见化合价可推出该还原产物一定是Cl-,则反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+。(2)根据第一步的分析与推断,即可写出反应的离子方程式。(3)为检验反应中的还原产物Cl-,需要用硝酸银溶液生成氯化银白色沉淀;而溶液中的硫酸根离子也可与银离子反应产生白色沉淀,故首先要排除硫酸根离子的干扰,而且除去硫酸根离子时,不能引入氯离子。
【答案】(1)① 因为FeSO4过量,反应中有剩余,而Cl2与Fe2+不能共存,因此还原产物不可能为Cl2(或2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+)(2)2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O(3)ABD
知识点01卤素单质的结构和性质
知识点03实验室制取氯气
知识点05卤素离子的检验
知识点02次氯酸和次氯酸盐
知识点04溴、碘的制备
氯
溴
碘
单质
黄绿色
深红棕色
紫黑色
卤水
浅黄绿色
橙色
褐色
有机溶剂
黄绿色
红棕色
紫红色
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
微粒种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
化学性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
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