第9講 氯及其化合物 考綱導視 基礎(chǔ)反饋 1 判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 海水提溴的過程中不發(fā)生氧化還原反應 2 用CCl4萃取碘水中的碘 先振蕩 后靜置 液體分層 下層呈無色 3 能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍的氣體一定是Cl2 4 因漂白粉在空氣中不穩(wěn)定 故可用于漂白紙張 5 實驗室從海帶提取單質(zhì)碘的方法是 取樣 灼燒 溶解 過濾 萃取 6 制氯氣時 用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體 答案 1 2 3 4 5 6 2 下列哪些事實或?qū)嶒災苷f明氧化性 Cl2 Br2 I2 填 序號 氯水分別滴入KBr NaI溶液中顏色加深 而溴水滴入NaCl溶液中無明顯變化 滴入KI 淀粉溶液中 溶液變藍 H2和Cl2的混合氣體光照爆炸 H2和Br2的混合氣體加 熱才能反應 而H2和I2反應更困難 Fe分別與Cl2 Br2 I2反應生成Fe的化合物的化合價高 低 HCl HBr HI的熱穩(wěn)定性越來越差 Cl2 Br2 I2在水中的溶解度逐漸減小 答案 考點一 氯及其化合物 基礎(chǔ)梳理 1 氯的原子結(jié)構(gòu) 三 A 7 1 氯元素位于第 周期第 族 其原子結(jié)構(gòu)示意圖 為 氯原子最外層有 個電子易得到 個電 子而形成氯離子 是活潑的非金屬元素 在自然界中以化合態(tài)形式存在 黃綠 氣體 刺激性 大 有毒 易 2 氯氣的物理性質(zhì) 注意 在實驗室聞氯氣氣味時 應該用手輕輕在瓶口扇動 使極少量氯氣飄進鼻孔 聞其他氣體氣味時 也應采用這種方法 3 氯氣的化學性質(zhì) 黃色 2Fe 3Cl2 2FeCl3 3 H2 Cl2 2HCl 蒼白色 Cl2 H2O HCl HClO 續(xù)表 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O Cl2 2FeCl2 2FeCl3 淺綠 Cl2 2KI 2KCl I2 濕潤的淀粉 KI試紙 續(xù)表 CH3Cl HCl 取代反應 CH2ClCH2Cl 加成反應 2HClO 2HCl O2 棕色 弱 HClO H ClO 4 氯的化合物 1 次氯酸 HClO 不穩(wěn)定性 化學方程式為 氯水要現(xiàn)用現(xiàn)制 保存在 試劑瓶中 弱酸性 比碳酸酸性 電離方程式為 強氧化性 使有色布條褪色 用作消毒劑 漂白劑 2 次氯酸鹽 NaClO Ca ClO 2 NaClO 漂白液的有效成分 Ca ClO 2 漂白粉的有效成分 也具有漂白性和強氧化性 是常用的環(huán)境消毒劑 漂白粉的化學成分 漂白粉的制取原理 漂白粉的工作原理 CaCl2和Ca ClO 2 2Ca OH 2 2Cl2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 考點集訓 B 能溶于水D 能與銅反應 A 無氣味C 能與水反應答案 A 例2 設(shè)阿伏加德羅常數(shù) NA 的數(shù)值為nA N代表粒子數(shù)目 下列說法正確的是 思路指導 電子轉(zhuǎn)移數(shù)目判斷題型應該通過雙線橋去解 而不是憑經(jīng)驗猜測 答案 C 加硫酸調(diào)節(jié)水樣pH至1 3 操作時 不同pH環(huán)境中粒子種類如下圖所示 請回答 操作 中反應的離子方程式為 確定操作 完全反應的現(xiàn)象是 在操作 過程中 溶液又呈藍色 反應的離子方程式為 若水樣的體積為1 0L 在操作 時消耗了1 0 10 3 mol L 1 的Na2S2O3溶液10mL 則水樣中ClO2的濃度是 mg L 1 考點二 氯氣的制法及氯離子的檢驗 知識梳理 1 氯氣的實驗室制法 1 反應原理 是氧化劑 是還原劑 MnO2 HCl 2 儀器裝置 如下圖 使用的主要儀器有 等 鐵架臺 酒精燈 圓底燒瓶 分液漏斗 集氣瓶 燒杯 3 凈化方法 用飽和食鹽水除去揮發(fā)出來的HCl Cl2在飽和食鹽水中溶解度很小 常用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl雜 質(zhì) 再用濃硫酸除去水蒸氣 向上排空氣法 大 4 收集方法 Cl2的密度比空氣 5 驗滿方法 濕潤的淀粉碘化鉀試紙 將 靠近盛Cl2的瓶口 觀 察到試紙 則證明已集滿 變藍 先變紅后褪色 將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口 觀察到試紙 則證明已集滿 NaOH溶液 6 尾氣吸收處理 用 除去多余氯氣 2 氯氣的工業(yè)制法 1 電解飽和食鹽水 反應的化學方程式為 2 電解熔融NaCl 反應的化學方程式為 3 氯離子的檢驗 稀硝酸 AgNO3 白色沉淀 取少量待測液于試管中 先滴入足量 酸化 再滴加 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 幾滴 溶液 若有 產(chǎn)生 證明溶液中存在Cl 考點集訓 例4 2015年全國名校模擬題 下列實驗操作中 說法正確 的是 答案 D 例5 某同學用下圖所示裝置制備并檢驗Cl2的性質(zhì) 下列 說法正確的是 A 圖 中 如果MnO2過量 濃鹽酸就可全部消耗B 圖 中 濕潤的有色布條能褪色 將硫酸溶液滴入燒杯中 至溶液顯酸性 結(jié)果有Cl2生成C 圖 中 生成藍色的煙D 圖 中 量筒中發(fā)生了加成反應 思路指導 制氣裝置一般包括四個組成部分 制取 凈 化 收集 尾氣吸收 制取時要注意反應條件是 濃鹽酸 和 加熱 一旦 鹽酸變稀 反應將不再進行 解析 A項 與MnO2反應需要較濃的鹽酸才可反應 因此鹽酸不會因MnO2過量而完全消耗 B項 Cl2被NaOH溶液吸收可生成NaCl NaClO 當加入稀H2SO4時 可發(fā)生歸中反應生成Cl2 C項 生成CuCl2是棕黃色煙 D項 Cl2與CH4發(fā)生了取代反應 答案 B 例6 2015年湖北松滋模擬 用如圖所示方法 檢驗某固體 中是否含有Cl 下列說法正確的是 A 是BaCl2溶液 稀鹽酸B 是稀鹽酸 稀BaCl2溶液C 是稀硝酸 是AgNO3溶液D 是稀硫酸 是AgNO3溶液 解析 氯離子的特征離子反應是可以和銀離子反應生成不溶于硝酸的白色沉淀 氯離子的檢驗方法是 向待測液中滴加硝酸酸化 再加入硝酸銀溶液 如果出現(xiàn)白色沉淀 則含有銀離子 BaCl2溶液 稀鹽酸 引入氯離子 如果是稀硫酸 是AgNO3溶液 無氯離子 硫酸銀微溶干擾檢驗 所以C方法正確 答案 C 方法技巧 例7 2013年廣東卷 在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進行相關(guān)實驗 A B C D 下列收集Cl2的正確裝置是 將Cl2通入水中 所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 設(shè)計實驗比較Cl2和Br2的氧化性 操作與現(xiàn)象是 取少量新制氯水和CCl4于試管中 答案 C Cl2 HClO ClO 用膠頭滴管向試管中 滴加溴化鈉溶液 振蕩使其充分反應 發(fā)現(xiàn)溶液出現(xiàn)分層現(xiàn)象 下層溶液變?yōu)槌燃t色 歸納總結(jié)氯水的成分和性質(zhì) 考點三 鹵素元素 知識梳理 1 鹵素 A 雙原子 鹵素位于元素周期表中第 族 包括氟 F 氯 Cl 溴 Br 碘 I 砹 At 五種元素 它們的單質(zhì)都是 分子 除At外 化學式分別為 F2 Cl2 Br2 I2 2 結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 鹵素原子最外層都有 個電子 都是典型的非金屬元 素 其單質(zhì)具有相似的化學性質(zhì) 7 1 鹵素單質(zhì)和H2的反應 2 鹵素單質(zhì)和H2O的反應 2F2 2H2O 4HF O2 HX HXO X2 H2O X為Cl Br I 3 鹵素間的置換反應 減弱 2NaCl Br2 2KBr I2 氧化性按F2 Cl2 Br2 I2順序逐漸 可以發(fā)生反應 Cl2 2NaBr Br2 2KI 4 鹵素單質(zhì)的特性 2F2 2H2O 4HF O2 F2與H2反應在暗處即爆炸 生成HF HF是弱酸 能腐蝕玻璃 保存在鉛皿或塑料瓶中 有毒 在HX中沸點最高 液 藍 溴是常溫下唯一易揮發(fā)的 態(tài)非金屬單質(zhì) 盛液溴的試劑瓶中加水 進行水封 保存液溴不能用橡膠塞 碘加熱易升華 常利用該性質(zhì)來分離提純碘 淀粉遇碘變 色 常用于鑒別I2或淀粉的存在 考點集訓 例8 2015年黑龍江哈爾濱模擬 氯化碘 ICl 的化學性質(zhì)跟 氯氣相似 預計它跟水反應的最初生成物是 A HI和HClO B HCl和HIO C HClO3和HIOD HClO和HIO解析 ICl中I元素的化合價為 1 Cl元素的化合價為 1 與水反應的實質(zhì)為水解反應 反應方程式為 ICl H2O HCl HIO 生成物為HCl和HIO 答案 B 例9 下列關(guān)于鹵素的敘述 正確的是 A 單質(zhì)的顏色隨核電荷數(shù)的增加逐漸加深B 氫化物的穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)的增加逐漸增強C 單質(zhì)與水反應均可表示為 X2 H2O HX HXOD 隨核電荷數(shù)的增加X 的半徑遞增 還原性遞減 思路指導 從F I 原子的最外電子層都有7個電子 都易得1個電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 而原子半徑越來越大 得電子能力逐漸減弱 故所形成的單質(zhì)具有相似性和遞變性 解析 鹵素單質(zhì)的顏色從氟至碘依次為淡黃綠色 黃綠色 深紅棕色 紫黑色 逐漸加深 A項正確 氫化物的穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)的增加而逐漸減弱 HF HCl HBr HI B項錯誤 F2與水反應 2F2 2H2O 4HF O2 C項錯誤 隨核電荷數(shù)的增加 離子半徑逐漸增大 F Cl Br I 還原性逐漸增強 F Cl Br I D項錯誤 答案 A 例10 完成下列填空 了解工業(yè)上海水提溴的原理 1 用 法將海水濃縮 用硫酸將濃縮的海水 化 2 向酸化的海水中通入適量的氯氣 使 轉(zhuǎn)化為 寫出離子方程式 3 向含Br2的水溶液中通入空氣和水蒸氣 將Br2吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達到富集的目的 寫出化學方程式 4 向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣 寫 出化學方程式 5 用 填寫試劑名稱 萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的Br2 思路指導 從海水中提取溴 一般要經(jīng)歷三個步驟 即濃縮 氧化和提取 解析 從海水中提取溴 一般要經(jīng)歷三個步驟 即濃縮 氧化和提取 2NaBr Cl2 2NaCl Br2 溴的沸點比水低 根據(jù)溴的這個性質(zhì) 鼓入熱空氣或水蒸氣 可以蒸餾出苦鹵中的單質(zhì)溴 冷凝后得到粗溴 再把粗溴精制 便得到高純度的溴 答案 1 蒸餾 酸 2 Br Br2 2Br Cl2 2Cl Br2 3 SO2 Br2 2H2O 2HBr H2SO4 4 2HBr Cl2 2HCl Br2 5 四氯化碳 歸納總結(jié)海水提取溴 例11 某同學為了驗證海帶中含有碘 擬進行如下實驗 請回答相關(guān)問題 A 試管E 泥三角 B 瓷坩堝F 酒精燈 C 坩堝鉗G 燒杯 D 鐵三角架H 量筒 2 第2步 I 溶液的獲取 操作是 3 第3步 氧化 操作是依次加入合適的試劑 下列氧化劑最好選用 填代號 A 濃硫酸C KMnO4溶液 B 新制氯水D H2O2 理由是 反應的離子方程式是 4 第4步 碘單質(zhì)的檢驗 操作是取少量第3步的溶液 滴加淀粉溶液 如果溶液顯 色 則證明海帶中含碘 解析 1 固體灼燒需要用到坩堝和酒精燈 而坩堝需要放在泥三角上 所以答案選BEF 2 要獲得碘離子 則應該將灰燼轉(zhuǎn)到燒杯中 加適量蒸餾水 用玻璃棒充分攪拌 煮沸 過濾即可 3 雙氧水的還原產(chǎn)物是水 不會造成污染 也不會帶入雜質(zhì) 是最理想的綠色氧化劑 答案選D 4 檢驗單質(zhì)碘的試劑是淀粉 實驗現(xiàn)象是變藍色 歸納總結(jié)海帶提取碘 1 反應原理 海帶中的碘元素主要以I 的形式存在 提取 時用適當?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2 再萃取出來 2 流程 3 發(fā)生反應的化學方程式 Cl2 2I I2 2Cl 實驗探究 氯氣的制備 性質(zhì)探究 考向分析 氯氣作為鹵族元素的主要代表物 在高中鹵族元素的學習中起主導作用 也是高考在鹵族元素的考查中的?？贾R點 在考查氯氣的實驗室制法時 常常從以下幾個方面考查 考查反應方程式的書寫或電子轉(zhuǎn)移 考查制取氯氣時的除雜問題 常含HCl氣體 濃鹽酸揮發(fā)所致 考查裝置類型 考查制取氯氣時驗滿的具體方法 考查制取氯氣時尾氣的處理 常采用堿液 NaOH溶液 來吸收 近幾年的實驗試題 都是以元素化合物性質(zhì)為落點 在復習中應重視元素化合物知識跟化學實驗的綜合 估計近幾年內(nèi)這種命題趨向不會有太大的變化 典例 在實驗室里可用圖所示裝置制取氯酸鉀 次氯酸鈉 和探究氯水的性質(zhì) 圖中 為氯氣發(fā)生裝置 的試管里盛有15mL30 KOH溶液 并置于熱水浴中 的試管里盛有15mL8 NaOH溶液 并置于冰水浴中 的試管里加有紫色石蕊試液 為尾氣吸收裝置 請?zhí)顚懴铝锌瞻?1 制取氯氣時 在燒瓶里加入一定量的二氧化錳 通過 填寫儀器名稱 向燒瓶中加入適量的濃鹽酸 實驗時為了除去氯氣中的氯化氫氣體 可在 與 之間安裝盛有 填寫字母編號 的凈化裝置 A 堿石灰C 濃硫酸 B 飽和食鹽水D 飽和碳酸氫鈉溶液 2 比較制取氯酸鉀和次氯酸鈉的條件 二者的差異是 反應完畢經(jīng)冷卻后 的試管中有大量晶體析出 右圖中符合該晶體溶解度曲線的是 填寫字母編號 從 的試管中分離出該晶體的方法是 填寫實驗操作名稱 3 本實驗中制取次氯酸鈉的離子方程式是 4 實驗中可觀察到 的試管里溶液的顏色發(fā)生了如下變 化 請?zhí)顚懴卤碇械目瞻?方法技巧實驗室制取氣體的方法及裝置的選擇 1 選取試劑的主要依據(jù)是制取氣體的性質(zhì) 如氯氣具有氧化性 常用氧化氯離子的方法來制取 因此要選用含有待制取物質(zhì)元素的物質(zhì) 如鹽酸 和具有氧化性的物質(zhì) 如MnO2 KMnO4等 來制取 2 選取發(fā)生裝置的依據(jù)是制取氣體所用試劑的狀態(tài)和反應條件 如是否加熱 如實驗室用2NaCl 3H2SO4 MnO2 2NaHSO4 MnSO4 Cl2 2H2O的方法制取氯氣 也是加熱固體與液體的混合物 以此分析可知 發(fā)生裝置與實驗室制取氯氣的相同 應用 2015年海南卷 工業(yè)上 向500 600 的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無水氯化鐵 向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵 現(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過程進行實驗 回答下列問題 1 制取無水氯化鐵的實驗中 A中反應的化學方程式為 裝置B中加入的試劑是 2 制取無水氯化亞鐵的實驗中 裝置A用來制取 尾氣的成分是 若仍用D裝置進行尾氣處理 存在的問題是 3 若操作不當 制得的FeCl2會含有少量FeCl3 檢驗FeCl3常用的試劑是 欲制得純凈的FeCl2 在實驗操作中應先 再 答案 1 MnO2 4HCl 濃 MnCl2 Cl2 2H2O 濃 硫酸 2 HCl HCl和H2 發(fā)生倒吸 可燃性氣體H2不能被吸收 3 KSCN溶液 點燃A處的酒精燈 點燃C處的酒精燈