【鲁科版】高考化学一轮复习第13讲氯及其化合物卤族元素教案
展开第13讲 氯及其化合物 卤族元素
[考纲要求] 1.掌握氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。
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
刺激性气味
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+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+H2O⇌HCl+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.次氯酸
(1)不稳定性:2HClO2HCl+O2↑。
氯水须现用现配,保存在棕色瓶中,置于冷暗处。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质,有漂白性。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
NaClO溶液中通少量CO2,化学方程式为NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO。
5.漂白粉
—
必须密封保存
(1)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,漂白液“84”消毒液的有效成分是NaClO,二者的漂白原理相同。
(2)氯水中的HClO见光易分解,通常保存在棕色试剂瓶中并置于阴暗处。
(3)工业上制取漂白粉,是用Cl2与石灰乳而不是用Cl2与石灰水。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2(×)
(2)氯气溶于水得氯水,溶液呈酸性且可以导电,所以氯气是电解质(×)
(3)新制取的漂白粉是混合物(√)
(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色,但是实际起漂白作用的物质是次氯酸,而不是氯气(√)
(5)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂(×)
(6)标准状况下,11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA (×)
(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同,都是利用强氧化性(√)
2.在空气中长时间放置的漂白粉,最终得到的主要固体物质是
________________________________________________________________________,
其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(用化学方程式说明)。
答案: CaCO3和CaCl2 Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
3.根据下列装置图回答问题:
(1)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)集气瓶B中发生反应的离子方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)F装置的作用是
________________________________________________________________________。
(4)实验开始后,观察装置C中的现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: (1)干燥的红色(或A中)布条不褪色,湿润的红色(或B中)布条褪色 Cl2无漂白性,Cl2与水反应生成的HClO有漂白性
(2)Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO
(3)吸收氯气,防止污染环境
(4)溶液先变红色,然后褪色
(5)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(6)H2O+SO+Cl2===2H++SO+2Cl-
题组一 氯水中的平衡关系及多重性质
1.向新制氯水中加入少量下列物质,增强溶液漂白能力的是( )
A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸
C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液
A [新制氯水中存在平衡:Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,要增强溶液的漂白性,需要促进平衡正向移动,提高HClO的浓度。碳酸钙粉末消耗溶液中的H+,促进平衡正向移动,HClO的浓度增大,A项正确;加入稀硫酸会增大溶液中H+的浓度,促进平衡逆向移动,HClO的浓度减小,B项错误;加入CaCl2溶液会增大溶液中Cl-的浓度,促进平衡逆向移动,HClO的浓度减小,C项错误;二氧化硫具有还原性,能与Cl2、HClO发生氧化还原反应,使HClO浓度减小,D项错误。]
2.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
C [饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项错误;SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,Cl2+H2O⇌H++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+,使上述平衡正向移动,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。]
3.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应,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过程中的现象是
________________________________________________________________________,
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Cl2能氧化FeCl2,H+与Na2CO3、石蕊作用,Cl-能与Ag+生成AgCl,氯水成分中的HClO,具有漂白性,能使石蕊溶液褪色。
答案: (1)d (2)产生白色沉淀 2H++CO===H2O+CO2↑ (3)Cl2+2FeCl2===2FeCl3
从平衡角度理解氯水的多元性
(1)氯水成分的多样性
(2)氯水性质的多重性
题组二 Cl2与碱反应的计算
4.已知NaOH和Cl2反应的氧化产物与温度有关,在—定量的烧碱溶液中通入足量的氯气,二者恰好完全反应。生成Cl-、ClO-、ClO三种含氯元素的离子,其中ClO-、ClO两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如下图所示。
(1)t1时,开始有ClO生成的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)t2时,NaOH和Cl2发生反应的总离子方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)200 mL该烧碱溶液的物质的量浓度是________mol·L-1。
答案: (1)反应放热使温度升高,在较高温度下可生成ClO
(2)10OH-+5Cl2===2ClO-+ClO+7Cl-+5H2O
(3)5
考点二 氯气的实验室制法
1.实验装置
2.制取过程
验满方法→
(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)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。
(3)尾气吸收时,不能使用澄清石灰水,因为石灰水浓度太小,吸收不完全。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应 ( )
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,所以加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发 ( )
(3)MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式:MnO2+4HClMn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O ( )
(4)除去Cl2中少量HCl气体,可用饱和食盐水,也可用饱和碳酸氢钠溶液 ( )
(5)检验氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸 ( )
(6)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度 ( )
(7)实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应 ( )
(8)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时,为防止倒吸,导气管不能伸到液面以下( )
答案: (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√
(7)√ (8)×
2.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
________________________________________________________________________。
答案: 向上排空气收集氯气 安全瓶作用,防止D中的液体倒吸入B中 吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境
题组一 氯气的实验室制法
1.实验室用下列两种方法制氯气:①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应;②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气( )
A.①比②多 B.②比①多
C.一样多 D.无法比较
B [146 g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol,由方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O知,1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应,但是,应注意稀盐酸与MnO2不反应的事实,也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。]
2.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并使它与金属反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中错误的是( )
A.①和② B.②
C.②和③ D.②③④
D [NaOH与氯气反应,不能用氢氧化钠溶液除去氯气中的氯化氢杂质,②错误;③中的进气管短,出气管浸入液面下,错误;④为密闭装置,错误。]
3.实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气,主要操作有:①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上;②把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯确定铁圈的高度,固定好铁圈,放好石棉网;③用药匙向蒸馏烧瓶中加入MnO2,再向分液漏斗中加浓盐酸,并将导管放入集气瓶中;④检查气密性;⑤在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗,连接好导管。最好的实验操作顺序是________。
答案: ②①⑤④③
题组二 创新及综合应用
4.下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( )
A.a—b—c—d—e—f—g—h B.a—e—d—c—b—h—i—g
C.a—d—e—c—b—h—i—g D.a—c—b—d—e—h—i—f
B
5.已知:KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,如图所示,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
KI淀粉溶液变成蓝色
Cl2具有氧化性
D
6.某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉。
(1)装置④中的X试剂为
________________________________________________________________________。
(2)装置③中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
该反应是放热反应,反应温度较高时有副反应发生,改进该实验装置以减小副反应发生的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: (1)NaOH溶液
(2)2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 将装置③放于冷水浴中进行实验
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。
(3)都能与水反应:X2+H2O⇌HX+HXO(F2例外:2F2+2H2O===4HF+O2)。
(4)都能与碱溶液反应:X2+2OH-===X-+XO-+H2O(F2例外)。
3.卤素单质的递变性
3.卤素单质的递变性
颜色
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
还原性(X-)
阴离子还原性由强到弱顺序是I->Br->Cl-;
①Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子方程式为2Br-+Cl2===2Cl-+Br2;
②Br2能从I-的溶液中置换出I2,离子方程式为2I-+Br2===2Br-+I2
4.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-
(1)卤族元素单质能将同主族原子序数大的元素从其盐溶液中置换出来,但氟不能进行相应的置换,原因是F2易与NaX溶液中的水发生反应。
(2)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+。
(3)加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)海水提溴的过程中不发生氧化还原反应( )
(2)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3( )
(3)用CCl4萃取碘水中的碘,先振荡,后静置,液体分层,下层呈无色( )
(4)碘易升华,可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2( )
(5)实验室保存少量液溴时常加少量水液封,并用玻璃塞密封,不能用橡胶塞( )
(6)类比Fe与Cl2反应,可知Fe与I2反应产物为FeI3( )
(7)I-可使淀粉溶液变蓝( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
2.溴水是中学化学中常用的试剂,请思考总结中学化学实验中有哪些使溴水褪色的情况?
答案: (1)因萃取而褪色:苯、CCl4与溴水混合后,水层几乎为无色。
(2)因碱性条件下发生歧化反应而褪色:如溴水与强碱反应,即Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O。
(3)因被还原而褪色:如H2S、SO2、SO、Fe2+、I-等能将Br2还原为Br-而使溴水褪色。
(4)因生成沉淀而褪色:如溴水中加入AgNO3溶液,生成AgBr沉淀而使溴水褪色。
(5)因发生加成反应而褪色:含的有机物与Br2发生加成反应,而使溴水褪色。
(6)因发生取代反应而褪色:如OH+3Br2―→BrBrOHBr↓+3HBr,使溴水褪色。
3.检验Cl-时加入稀HNO3的作用是什么?能否用稀硫酸代替?
答案: 排除HCO、CO等离子的干扰;不能用稀硫酸代替,因为Ag2SO4微溶于水。
题组一 卤素性质的递变规律
1.(2019·深圳中学段考)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 [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-⇌I,可使其溶解度增大,D正确。]
2.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
C [①还原性F-
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
A [由①处产生的Cl2通过②时发生反应Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,通过③时发生反应Cl2+2KI===2KCl+I2,通过④时发生反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,因Cl2为黄绿色,Br2为橙色,淀粉遇I2变蓝,Cl2遇碱产生NaCl、NaClO,可知应选A。]
题组二 卤素单质及离子的鉴别
4.下列叙述中正确的是 ( )
A.能使湿润的淀粉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
B [还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I-氧化为I2,A错;碘单质的CCl4溶液显紫色,C项错;CCl4的密度比水大,应下层显橙红色,D项错。]
5.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
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。
解析: A中滴加浓盐酸后,发生反应:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,生成黄绿色气体Cl2,在A、B、C中分别发生反应:Cl2+2KI===2KCl+I2,Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色,打开活塞b,C中生成的Br2在D中发生反应:Br2+2KI===2KBr+I2。过程Ⅲ实验,当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时,溶液变为红棕色,以此为对照,说明C中黄色溶液无Cl2,从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
答案: (1)Cl·· Cl·· (2)湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(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层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰 (6)原子半径逐渐增大 提取卤素单质的化工流程
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
(2)发生反应的离子方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-。
[集训1] 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”
A [灼烧固体时应在坩埚中,A项不正确;H2O2能将I-氧化为I2,B项正确。]
[集训2] 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,需要消耗Cl2 44.8 L
D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
C [Na2SO3+Br2+H2O===Na2SO4+2HBr,A正确;步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴的强,利用置换反应制取Br2,B正确;反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2,故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气,但未标明氯气所处的温度和压强,C错误;从浓溴水中提取溴,可利用有机溶剂(如苯)萃取溴,然后分液得到溴的有机溶液,再经蒸馏可得纯净的溴,D正确。]
[集训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
D [可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO,钡离子和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,A正确;工业上电解熔融MgCl2冶炼金属镁,D错误。]
[集训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0.2 mol Br-需要消耗2.24 L Cl2
C [过程①中除去Mg2+、CO和SO需要用化学方法,A错误;根据已知信息可知B错误;过程⑤发生的反应为SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr,溶液呈强酸性,C正确;每氧化0.2 mol Br-需消耗0.1 mol Cl2,但不一定是2.24 L,只有在标准状况下才是2.24 L,D错误;选C。]
1.(2018·江苏,5)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是( )
甲 乙 丙 丁
A.用装置甲灼烧碎海带
B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2
D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气
B [灼烧应在坩埚中进行,A项错误;海带灰浸泡液通过过滤可得海带灰和滤液,B项正确;浓HCl与MnO2反应制备Cl2时需要加热,C项错误;Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小,应用碱液吸收,D项错误。]
2.下列说法不正确的是( )
A.漂白粉可用于生活用水的消毒(2018·全国卷Ⅱ,7B)
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(2018·北京,9B)
C.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等(2018·海南,5D)
D.清洗碘升华实验所用试管,先用酒精清洗,再用水清洗(2017·全国卷Ⅲ,9B)
B [B项,红色褪去是HClO表现强氧化性;D项,碘易溶于酒精,可用酒精清洗碘,又由于酒精与水互溶,再用水清洗即可洗净,正确。]
3.下列有关说法正确的是( )
A.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2(2016·全国卷Ⅰ,10D)
B.次氯酸盐具有氧化性,故漂白粉可以漂白织物(2016·全国卷Ⅲ,7C)
C.浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2,可将气体产物先通过浓硫酸,后通过饱和食盐水(2016·全国卷Ⅲ,9C)
D.向某食盐溶液中滴加淀粉溶液,溶液颜色不变,该食盐中一定没有添加KIO3(2016·四川,2C)
B [Cl2与HCl的混合气体先后通过饱和食盐水和浓硫酸,才可得到干燥纯净的Cl2,A项错误;漂白粉的主要成分是次氯酸钙,漂白织物是利用次氯酸盐的氧化性,B项正确;浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2,气体产物应先通过饱和食盐水,后通过浓硫酸,否则不能除去水蒸气,C项错误;淀粉遇到碘单质显蓝色,向食盐溶液中滴加淀粉溶液颜色不变,说明食盐中没有碘单质,无法确定其是否含有碘酸钾,D项错误。]
4.(2016·全国卷Ⅰ,28节选)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:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是________。
(4)“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。NaClO2的有效氯含量为________。(计算结果保留两位小数)
解析: (1)由化合价规则知,NaClO2中Cl的化合价为+3。
(2)由工艺流程图可以看出SO2、H2SO4、NaClO3为反应物,ClO2、NaHSO4为生成物,再根据化合价升降法配平得出化学方程式为SO2+H2SO4+2NaClO3===2ClO2+2NaHSO4。
(3)由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2知,反应物之一为ClO2,再由生产工艺流程图知,用的吸收试剂是NaOH、H2O2,由生产工艺流程图知产物之一为NaClO2,由ClO2生成NaClO2,Cl的化合价由+4价变为+3价,化合价降低,ClO2为氧化剂,则H2O2为还原剂,化合价升高,生成氧气,再由得失电子守恒得,此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,该反应中氧化产物是O2。
(4)由信息知,要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力,先求得1 g NaClO2变为Cl-转移的电子数为1÷90.5×4,再设x g Cl2变为Cl-的氧化能力与1 g NaClO2的氧化能力相当,列方程得1÷90.5×4=x÷71×2,解得x=1.57,即为有效氯含量。
答案: (1)+3
(2)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4
(3)2∶1 O2 (4)1.57
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