2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 第二講 富集在海水中的元素-鹵素
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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 第二講 富集在海水中的元素-鹵素 [考綱展示] 1.了解氯單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用?!?.了解氯單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。 3.掌握氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法)?!?.了解鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律及與化工生產(chǎn)相結(jié)合的資源綜合利用。 一、氯氣的物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 密度 溶解性 黃綠色 氣體 刺激性氣味 比空氣大 可溶于水 二、氯氣的化學(xué)性質(zhì) 1.與金屬反應(yīng) 2.與非金屬反應(yīng) 3.與水反應(yīng):H2O+Cl2HCl+HClO。 4.與堿液反
2、應(yīng) 5.與還原性物質(zhì)反應(yīng) 三、次氯酸和次氯酸鹽的性質(zhì) 1.次氯酸(HClO) (1)不穩(wěn)定性:見光易分解,化學(xué)方程式為2HClO2HCl+O2↑。 (2)弱酸性:比碳酸酸性弱,電離方程式為HClOH++ClO-。 (3)強(qiáng)氧化性:具有漂白性。 2.Ca(ClO)2的主要化學(xué)性質(zhì) (1)Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分,它的穩(wěn)定性比HClO強(qiáng)。 (2)水解顯堿性,其水解離子方程式為ClO-+H2OHClO+OH-。 (3)與CO2和水反應(yīng)生成HClO,作為漂白或消毒劑的原理可用化學(xué)方程式表示為Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。 (
3、1)氯氣具有強(qiáng)氧化性,與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)均生成高價(jià)態(tài)的金屬氯化物,如FeCl2不能由兩種單質(zhì)化合生成。 (2)氯氣沒有漂白性,不能使干燥的有色布條褪色,但可使?jié)駶?rùn)的有色布條褪色,實(shí)際起漂白作用的是HClO。 (3)HClO不穩(wěn)定,不能單獨(dú)存在,只存在于氯水、次氯酸鹽溶液或次氯酸鹽與酸反應(yīng)的混合物中。 (4)不能用pH試紙測(cè)量氯水的pH,原因是氯水中的HClO具有漂白性。 (5)工業(yè)上制取漂白粉是用氯氣與石灰乳反應(yīng)制得,而不是用氯氣與石灰水反應(yīng)。 (6)氯水中的HClO見光易分解,通常保存在棕色試劑瓶中并置于陰暗處。 (xx·高考江蘇卷)在探究新制飽和氯水成分的實(shí)驗(yàn)中,下列根據(jù)實(shí)
4、驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是( ) A.氯水的顏色呈淺黃綠色,說明氯水中含有Cl2 B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明氯水中含有Cl- C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有氣泡產(chǎn)生,說明氯水中含有H+ D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液顏色變成棕黃色,說明氯水中含有HClO [解析] A.Cl2的顏色為黃綠色,正因?yàn)槁人腥芙饬它S綠色的Cl2,才使得氯水顯示了淺黃綠色,A選項(xiàng)正確。B.Cl-與Ag+結(jié)合生成AgCl白色沉淀,B選項(xiàng)正確。C.Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO,H+與NaHCO3反應(yīng)生成CO2氣體,C選項(xiàng)正確。D.氯水中的Cl2也能將Fe2+
5、氧化為Fe3+,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案] D [思維建模]—氯水的成分及性質(zhì)模型 氯水性質(zhì)的多重性:新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì),在不同的化學(xué)反應(yīng)中,氯水中參與反應(yīng)的微粒不同。 1.(xx·河北秦皇島模擬)氯水中存在多種分子和離子,可通過實(shí)驗(yàn)的方法加以確定。下列有關(guān)氯水中存在的粒子的說法錯(cuò)誤的是( ) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象 結(jié)論 A 加入含有NaHSO3的石蕊試液,紅色褪去 說明有Cl2分子存在 B 加入有色布條,有色布條褪色 說明有HClO分子存在 C 氯水呈淺黃綠色,且有刺激性氣味 說明有Cl2分子存在 D 加硝酸酸化的AgNO3溶液
6、,產(chǎn)生白色沉淀 說明有Cl-存在 解析:選A。A項(xiàng)NaHSO3溶液顯酸性,能使石蕊試液變紅色,當(dāng)?shù)稳肼人蠹词笻SO被氧化,溶液也顯酸性,之所以褪色說明含有具有漂白性的物質(zhì),從而證明其中含有HClO;B項(xiàng)HClO具有漂白作用,可漂白有色布條;C項(xiàng)溶于水的Cl2,只有部分Cl2與水反應(yīng),其余Cl2溶于水,導(dǎo)致氯水呈淺黃綠色,具有刺激性氣味;D項(xiàng)Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO,滴加AgNO3溶液時(shí),產(chǎn)生白色沉淀AgCl。 題組一 氯氣的性質(zhì) 1.(教材改編)(1)如遇到氯氣泄漏應(yīng)如何自救? (2)將Cl2通入石蕊試液中的現(xiàn)象是什么?能用pH試紙測(cè)定氯水的pH嗎? 答案:(
7、1)用蘸有肥皂水或純堿溶液的毛巾捂住口鼻,并沿逆風(fēng)向往高處轉(zhuǎn)移。 (2)現(xiàn)象是先變紅后褪色。不能用pH試紙測(cè)定,因?yàn)槁人械腍ClO能將pH試紙漂白。 2.(xx·山東濰坊高三聯(lián)考)氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì),它具有較強(qiáng)的氧化性,下列敘述中不正確的是( ) A.紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒,生成棕黃色的煙 B.通常狀況下,干燥的氯氣能和Fe反應(yīng) C.純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,集氣瓶瓶口呈現(xiàn)霧狀;光照H2和Cl2的混合氣體時(shí),因迅速化合而爆炸 D.氯氣能與水反應(yīng)生成HClO和HCl,久置氯水最終變?yōu)橄←}酸 解析:選B。Cl2與鐵的反應(yīng)需要加熱,所以在
8、通常狀況下,干燥的Cl2與Fe不能反應(yīng)。 題組二 氯水的性質(zhì)及變化 3.氯氣溶于水達(dá)到平衡后,若其他條件不變,只改變某一條件,下列敘述正確的是( ) A.再通入少量氯氣,減小 B.通入少量SO2,溶液漂白性增強(qiáng) C.加入少量固體NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-) D.加入少量水,水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) 解析:選D。Cl2溶于水后,存在如下平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,HClOH++ClO-,前者程度大,后者程度小,c(H+)增大的多,c(ClO-)增大的少,增大,A錯(cuò);SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,溶液漂白性減
9、弱,B錯(cuò);加入少量NaOH固體后,當(dāng)溶液pH=7時(shí)選項(xiàng)中式子成立,故C錯(cuò);D中加入水后,水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),D對(duì)。 4.已知次氯酸是比碳酸還弱的酸,反應(yīng)Cl2+H2OHCl+HClO達(dá)到平衡后,要使HClO濃度增大,可加入( ) A.NaCl固體 B.水 C.CaCO3固體 D.NaOH固體 解析:選C。加入NaCl(s),c(Cl-)增大,平衡左移,c(HClO)減小,A錯(cuò)誤;加水平衡正向移動(dòng),但由于體積增大c(HClO)減小,B錯(cuò)誤;加CaCO3(s),只消耗HCl,平衡右移,c(HClO)增大,C正確,加入NaOH(s),可同時(shí)消耗HCl和HClO,
10、致使c(HClO)減小。 Cl2+H2OHCl+HClO平衡移動(dòng)的應(yīng)用 向氯水中加入的物質(zhì)(或改變的條件) 濃度變化 平衡移動(dòng)的方向 應(yīng)用 可溶性氯化物 c(Cl-)增大,c(HClO)減小 左移 ①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl ②用排飽和食鹽水法收集Cl2 鹽酸 c(H+)和c(Cl-)增大 左移 潔廁劑和“84”消毒液不宜混用 NaOH c(H+)減小 右移 用NaOH吸收多余的Cl2 光照 c(HClO)減小 右移 氯水應(yīng)避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配 碳酸鈣 c(HClO)增大 右移 制取次氯酸濃度較大的氯水 考 點(diǎn) 二 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制
11、法[學(xué)生用書P78] 一、實(shí)驗(yàn)室制取、收集干燥純凈氯氣的裝置 二、驗(yàn)滿方法 1.將濕潤(rùn)的淀粉-碘化鉀試紙靠近收集Cl2的瓶口,觀察到試紙立即變藍(lán),則證明已集滿。 2.將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙靠近收集Cl2的瓶口,觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化,則證明已集滿。 氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中易出現(xiàn)的錯(cuò)誤 (1)反應(yīng)物的選擇:必須用濃鹽酸,稀鹽酸與MnO2不反應(yīng),且隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時(shí),反應(yīng)停止,故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。 (2)加熱溫度:不宜過高,以減少HCl揮發(fā)。 (3)尾氣吸收:Cl2有毒,必須有尾氣吸收裝置,常用吸收劑為Na
12、OH溶液或堿石灰,不用澄清石灰水,因澄清石灰水中Ca(OH)2濃度小,吸收慢且吸收不完全。 (xx·高考江蘇卷)下列裝置應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室制氯氣并回收氯化錳的實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) A.用裝置甲制取氯氣 B.用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫 C.用裝置丙分離二氧化錳和氯化錳溶液 D.用裝置丁蒸干氯化錳溶液制MnCl2·4H2O [解析] A.MnO2固體與濃HCl要在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)制取Cl2,缺少加熱裝置。 B.除去Cl2中混有的HCl氣體,應(yīng)將混合氣體從長(zhǎng)導(dǎo)氣管通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶洗氣,較純凈的氣體從短導(dǎo)氣管流出。 C.制取Cl2實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將剩余物
13、過濾除去未反應(yīng)的MnO2,得到MnCl2溶液,從而回收MnCl2。 D.MnCl2為強(qiáng)酸弱堿鹽,易發(fā)生水解反應(yīng),直接蒸發(fā)溶劑,不能得到純凈的MnCl2·4H2O。 [答案] C 2.如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)制取氯氣并以氯氣為反應(yīng)物進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置。 (1)要將C裝置接入B和D之間。正確的接法是a→____→______→d。 (2)實(shí)驗(yàn)開始先點(diǎn)燃A處的酒精燈,打開旋塞K,讓Cl2充滿整個(gè)裝置,再點(diǎn)燃D處酒精燈。Cl2通過C裝置后進(jìn)入D,D裝置內(nèi)盛有炭粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成CO2和HCl(g),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________
14、____________________。為了使C裝置發(fā)揮更好的作用,可向燒杯中加入濃硫酸,加入濃硫酸的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)D處反應(yīng)完畢后,關(guān)閉旋塞K,移去兩個(gè)酒精燈,由于余熱的作用,A處仍有少量Cl2產(chǎn)生,此時(shí)B中的現(xiàn)象是________________________________,B的作用是_____
15、___________________________。 (4)用量筒量取20 mL E中溶液,倒入氣密性良好的分液漏斗中,然后再注入10 mL CCl4,蓋好玻璃塞,振蕩,靜置于鐵架臺(tái)上(如圖),等分層后取上層液和下層液,呈黃綠色的是________(填“上層液”或“下層液”),再裝入如圖所示的燒杯中,能使有色布條褪色的是________(填“上層液”或“下層液”)。 (5)在A、B、C、D、E裝置中有一處需要改進(jìn),說明需要改進(jìn)的理由并在方框中畫出改進(jìn)后的裝置圖______________________________________________。 解析:(1)連接的
16、關(guān)鍵是C裝置的作用,由于D中反應(yīng)生成了CO2和HCl,有氫元素存在,說明有水參加反應(yīng),反應(yīng)方程式為2Cl2+C+2H2O(g)4HCl+CO2,C裝置的作用是提供水蒸氣,而且Cl2從C中出來帶出水蒸氣,因此應(yīng)該是長(zhǎng)進(jìn)短出。(2)C中提供水蒸氣,燒杯中加入濃硫酸,濃硫酸溶于水放熱,有利于水蒸氣生成。(3)K關(guān)閉,此時(shí)B相當(dāng)于量氣裝置,生成的氣體將B中水壓入長(zhǎng)頸漏斗中。(4)此步操作是鹵素單質(zhì)的萃取,Cl2易溶于CCl4,而使CCl4層呈黃綠色,Cl2無漂白性,上層液中含有Cl2和水反應(yīng)生成的HCl和HClO,HClO具有漂白性,可以使有色布條褪色。(5)由于D中反應(yīng)生成了極易溶于水的HCl,E裝
17、置不正確,會(huì)造成E中水倒吸,可以用一個(gè)倒置的小漏斗防止倒吸。 答案:(1)c b (2)2Cl2+C+2H2O(g)4HCl+CO2 加入的濃硫酸溶于水能放出大量的熱,有利于試管中的水變?yōu)樗魵?,從而提供足量的水蒸氣供D中反應(yīng)需要 (3)瓶中液面下降,長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升 貯存少量Cl2,避免Cl2對(duì)環(huán)境造成污染 (4)下層液 上層液 (5)D中反應(yīng)生成的HCl氣體極易溶于水,易發(fā)生倒吸 改進(jìn)后裝置為 題組一 氯氣的制備 1.(教材改編)實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸來制取氯氣,主要操作有: ①將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺(tái)上;②把酒精燈放在鐵架臺(tái)上,根據(jù)酒精燈確定鐵圈的高度,固定好
18、鐵圈,放好石棉網(wǎng);③用藥匙向蒸餾燒瓶中加入MnO2,再向分液漏斗中加濃鹽酸,并將導(dǎo)管放入集氣瓶中;④檢查氣密性;⑤在蒸餾燒瓶上裝好分液漏斗,連接好導(dǎo)管。 最好的實(shí)驗(yàn)操作順序是( ) A.②③④①⑤ B.②①③⑤④ C.②①⑤④③ D.②①③④⑤ 解析:選C。安裝順序從下到上,從左到右,檢查氣密性要在加入試劑之前。 2.實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置如下圖。圖中涉及氣體發(fā)生、除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置,其中錯(cuò)誤的是( ) A.① B.② C.③ D.④ 解析:選C。裝置③的導(dǎo)氣管長(zhǎng)短錯(cuò)誤,應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出。 題組二 氯氣的制取和性質(zhì)綜合實(shí)驗(yàn) 3.(xx·
19、河北邢臺(tái)模擬)某學(xué)習(xí)小組通過查閱資料發(fā)現(xiàn)用KClO3和濃鹽酸反應(yīng)也可以制備氯氣。為此該小組利用如圖所示裝置在實(shí)驗(yàn)室中制取Cl2并探究其相關(guān)性質(zhì)。 (1)裝置A中存在一處錯(cuò)誤,請(qǐng)改正這處錯(cuò)誤:____________________________。 (2)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________。 (3)為了除去氯氣中的氯化氫,需要在裝置A、B之間添加裝置E,裝置E中所盛裝的試劑為________。為了探究使有色布條褪色的是氯氣還是氯氣與水反應(yīng)的生成物,需要在整套裝置中添加裝置E,其中加入濃硫酸,裝置E在整套裝置中的添加位置
20、為________(填序號(hào))。 a.A、B之間 b.B、C之間 c.C、D之間 d.D之后 (4)取下集氣瓶B,將鐵絲加熱至紅熱狀態(tài),伸入到集氣瓶B中,可以觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________, 能檢驗(yàn)該反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素價(jià)態(tài)的試劑是________(填序號(hào))。 a.氯水 b.蒸餾水和鐵粉 c.氫氧化鈉溶液 d.KSCN溶液 解析:(1)裝置A中如果使用普通漏斗,會(huì)造成氯氣的外逸,所以應(yīng)將A中的普通漏斗改為分液漏斗; (2)KClO3與濃鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物有KCl
21、、H2O和Cl2; (3)除去Cl2中所含的HCl應(yīng)選用飽和食鹽水,濃硫酸起到干燥Cl2的作用,所以盛有濃硫酸的裝置E應(yīng)添加在B、C之間; (4)氯氣與鐵反應(yīng)生成紅棕色的FeCl3,檢驗(yàn)產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài)可以選用的試劑有b、c、d,其現(xiàn)象分別是 ①將生成的產(chǎn)物溶解在蒸餾水中,加入鐵粉,如果溶液的顏色由棕黃色變成淺綠色,說明產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài)為+3價(jià); ②將生成的產(chǎn)物加入到NaOH溶液中,如果生成紅褐色沉淀,證明產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài)為+3價(jià); ③如果產(chǎn)物能使KSCN溶液變紅,說明產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài)為+3價(jià)。 答案:(1)普通漏斗換為分液漏斗 (2)KClO3+6HCl(濃)===KC
22、l+3Cl2↑+3H2O (3)飽和食鹽水 b (4)集氣瓶?jī)?nèi)有紅棕色煙產(chǎn)生 bcd 4.實(shí)驗(yàn)室常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2(發(fā)生裝置如右圖所示)。 (1)制備實(shí)驗(yàn)開始時(shí),先檢查裝置氣密性,接下來的操作依次是________________(填序號(hào))。 A.往燒瓶中加入MnO2粉末 B.加熱 C.往燒瓶中加入濃鹽酸 (2)制備反應(yīng)會(huì)因鹽酸濃度下降而停止。為測(cè)定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度,探究小組同學(xué)提出下列實(shí)驗(yàn)方案: 甲方案:與足量AgNO3溶液反應(yīng),稱量生成的AgCl質(zhì)量。 乙方案:采用酸堿中和滴定法測(cè)定。 丙方案:與已知量CaCO3(過量)反應(yīng),稱量剩余的CaC
23、O3質(zhì)量。 丁方案:與足量Zn反應(yīng),測(cè)量生成的H2體積。 繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn): ①判定甲方案不可行,理由是________________________________________。 ②進(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn):準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。 a.量取試樣20.00 mL,用 0.100 0 mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗22.00 mL,該次滴定測(cè)得試樣中鹽酸濃度為________mol·L-1; b.平行滴定后獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ③判斷丙方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果________(填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”)。 [已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp
24、(MnCO3)=2.3×10-11] ④進(jìn)行丁方案實(shí)驗(yàn):裝置如右圖所示(夾持器具已略去)。 (ⅰ)使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將________轉(zhuǎn)移到________中。 (ⅱ)反應(yīng)完畢,每間隔1分鐘讀取氣體體積,氣體體積逐次減小,直至不變。氣體體積逐次減小的原因是____________________________________(排除儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響因素)。 解析:(1)注意加藥品時(shí)先加入固體MnO2,再通過分液漏斗加入濃鹽酸,最后才能加熱。 (2)①根據(jù)反應(yīng)的離子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,可以看出反應(yīng)殘余液中c(C
25、l-)>c(H+),用甲方案測(cè)得的是c(Cl-),而不是c(H+)。
②根據(jù)c(鹽酸)×V(鹽酸)=c(氫氧化鈉)×V(氫氧化鈉),c(鹽酸)=c(氫氧化鈉)×V(氫氧化鈉)/V(鹽酸)=22.00 mL×0.100 0 mol·L-1/20.00 mL=0.110 0 mol·L-1。
③由于Ksp(MnCO3)
26、,n(Cl-)>n(H+)(或其他合理答案) ②0.110 0?、燮 、?ⅰ)Zn粒 殘余清液(按序?qū)懗鰞身?xiàng)) (ⅱ)裝置內(nèi)氣體尚未冷卻至室溫 高考實(shí)驗(yàn)中“三大創(chuàng)新”的啟示 (1)制取Cl2原理的創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)室制取Cl2不再用MnO2和濃鹽酸混合共熱,而采用常溫下就能發(fā)生反應(yīng)的濃鹽酸和KMnO4(或KClO3或K2Cr2O7),使制取Cl2的反應(yīng)更易進(jìn)行。 (2)制取Cl2裝置的創(chuàng)新 (3)化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化的“三大優(yōu)勢(shì)” ①儀器微型化:避免了常規(guī)實(shí)驗(yàn)中不同實(shí)驗(yàn)裝置的連接, 可以使實(shí)驗(yàn)在一個(gè)一體化實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)完成,從而減少了實(shí)驗(yàn)操作步驟、節(jié)省了資源。 ②試劑微量化:微型化
27、實(shí)驗(yàn)較常規(guī)實(shí)驗(yàn)達(dá)到同等實(shí)驗(yàn)效果節(jié)約試劑用量在以上。 ③減少污染,實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化:由于實(shí)驗(yàn)所用的試劑量較少,產(chǎn)生的有害物質(zhì)少,從而減少了對(duì)環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化要求。 (4)微型化實(shí)驗(yàn)示例 如下圖所示,利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì): 實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即用另一表面皿扣在上面,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 考 點(diǎn) 三 鹵素性質(zhì)及X-的檢驗(yàn)[學(xué)生用書P80] 一、結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 鹵素位于元素周期表中第ⅦA族,包括:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。鹵素原子最外層都有7個(gè)電子,都是典型的非金屬元素,其單質(zhì)具有相似的化學(xué)性質(zhì)。 1.鹵素單質(zhì)和H
28、2的反應(yīng):X2+H2===2HX。 2.鹵素單質(zhì)和H2O的反應(yīng):X2+H2OHX+HXO(X為Cl、Br)。 3.鹵素間的置換反應(yīng) 將氯水滴入溴化鈉溶液:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。 將溴水滴入碘化鉀溶液:Br2+2KI===2KBr+I(xiàn)2。 二、特殊性 鹵素單質(zhì)及其化合物除了具有共性外,都有其特殊性質(zhì)。 1.氟 (1)無正價(jià),非金屬性最強(qiáng),F(xiàn)-的還原性最弱。 (2)2F2+2H2O===4HF+O2,與H2反應(yīng)在暗處即爆炸。 (3)氫氟酸是弱酸,能腐蝕玻璃,故應(yīng)保存在鉛制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX中沸點(diǎn)最高。 2.溴 (1)Br2是深紅棕色液體,易揮
29、發(fā)。 (2)Br2易溶于有機(jī)溶劑。 (3)盛溴的試劑瓶中加水,進(jìn)行水封,保存液溴不能用橡膠塞。 3.碘 (1)I2遇淀粉變藍(lán)色。 (2)I2加熱時(shí)易升華。 (3)I2易溶于有機(jī)溶劑。 (4)食用鹽中加入KIO3可預(yù)防甲狀腺腫大。 三、鹵素離子的檢驗(yàn) 1.AgNO3溶液——沉淀法 未知液生成 2.置換——萃取法 未知液 有機(jī)層 3.氧化——淀粉法檢驗(yàn)I- 未知液藍(lán)色溶液,表明有I- (1)鹵族元素單質(zhì)能將同主族原子序數(shù)大的元素從其鹽溶液中置換出來,但氟不能進(jìn)行相應(yīng)的置換,原因是F2能與NaX溶液中的水發(fā)生反應(yīng)。 (2)鹵族元素的單質(zhì)F2、Cl2、Br2均能
30、將Fe氧化為Fe3+,而I2只能把鐵氧化為Fe2+。 (3)加碘食鹽中的碘是KIO3而不是I2或KI。 (4)ClO-、ClO、CCl4等微粒中的非離子型氯,不能與Ag+結(jié)合生成沉淀,故不能用AgNO3溶液直接檢驗(yàn)。 (xx·高考福建卷)元素周期表中第ⅦA族元素的單質(zhì)及其化合物的用途廣泛。 (1)與氯元素同族的短周期元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________。 (2)能作為氯、溴、碘元素非金屬性(原子得電子能力)遞變規(guī)律的判斷依據(jù)是________(填序號(hào))。 a.Cl2、Br2、I2的熔點(diǎn) b.Cl2、Br2、I2的氧化性 c.HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性 d.HCl、
31、HBr、HI的酸性 (3)工業(yè)上,通過如下轉(zhuǎn)化可制得KClO3晶體: NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶體 ①完成Ⅰ中反應(yīng)的總化學(xué)方程式:□NaCl+□H2O===□NaClO3+□________。 ②Ⅱ中轉(zhuǎn)化的基本反應(yīng)類型是________,該反應(yīng)過程能析出KClO3晶體而無其他晶體析出的原因是________________________________。 (4)一定條件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClO(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相對(duì)大小如圖所示。 ①D是________(填離子符號(hào))。 ②B→A+C反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____________
32、_________________________ (用離子符號(hào)表示)。 [解析] (1)根據(jù)題意可知,與Cl同族的短周期元素為F,其原子序數(shù)為9,最外層電子數(shù)為7,電子層數(shù)為2,故其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。 (2)比較元素的非金屬性強(qiáng)弱可以通過比較元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性或者最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),元素的非金屬性越強(qiáng),也可以通過單質(zhì)之間的置換反應(yīng),故只有b、c正確。 (3)①NaCl中Cl元素的化合價(jià)由-1價(jià)升高到NaClO3中的+5價(jià),故必定有一種元素的化合價(jià)要降低,經(jīng)分析只能是H元素由+1價(jià)降到0價(jià),因此結(jié)合原子守恒和電子守恒可
33、寫出化學(xué)方程式:NaCl+3H2O===NaClO3+3H2↑。 ②由NaClO3和KCl反應(yīng)生成KClO3和NaCl,元素的化合價(jià)都沒有變化,故為復(fù)分解反應(yīng);其他晶體沒有析出,只析出了KClO3,說明KClO3的溶解度較小,小于其他晶體。 (4)①根據(jù)圖示曲線可知Cl元素的化合價(jià)越來越高,由曲線可知D中Cl元素的化合價(jià)是+7價(jià),因此ClO中x=4,即D為ClO。 ②根據(jù)曲線可知A為Cl-、B為ClO-,故化學(xué)方程式為3ClO-===2Cl-+ClO,結(jié)合曲線可知ClO-相對(duì)Cl-的能量為60 kJ,ClO相對(duì)Cl-的能量為63 kJ,因此該反應(yīng)的反應(yīng)熱為ΔH=(63-60) kJ·mo
34、l-1-2×60 kJ·mol-1=-117 kJ·mol-1。 [答案] (1) (2)bc (3)①NaCl+H2O===NaClO3+H2↑ ②復(fù)分解反應(yīng) 室溫下,氯酸鉀在水中的溶解度明顯小于其他晶體 (4)①ClO?、?ClO-(aq)===2Cl-(aq)+ClO(aq) ΔH=-117 kJ·mol-1 3.(xx·東北師大附中高三模擬)向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水,CCl4層變成紫色。如果繼續(xù)向試管中滴加氯水,振蕩,CCl4層會(huì)逐漸變淺,最后變成無色。 完成下列填空: (1)寫出并配平CCl4層由紫色變成無色的化學(xué)反應(yīng)方程式(如果化學(xué)計(jì)量
35、數(shù)是1,不用填寫): ________+________+________===________+________ (2)整個(gè)過程中的還原劑是____________________________________________。 (3)把KI換成KBr,則CCl4層變?yōu)開_______色;繼續(xù)滴加氯水,CCl4層的顏色沒有變化。則Cl2、HIO3、HBrO3的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是__________________。 (4)加碘鹽中含碘量為20~50 mg/kg。制取加碘鹽(含KIO3的食鹽)1 000 kg,若用KI與Cl2反應(yīng)制KIO3,至少需要消耗Cl2________L(
36、標(biāo)準(zhǔn)狀況,保留2位小數(shù))。 解析:(1)I元素的化合價(jià)從0→+5,升高5價(jià),Cl元素的化合價(jià)從0→-1,降低1價(jià),所以I2與Cl2的物質(zhì)的量之比為1∶5;(2)兩個(gè)過程的還原劑分別為KI和I2;(3)KI換成KBr時(shí),得到的是溴單質(zhì),則其在CCl4中呈紅棕色,繼續(xù)滴加氯水時(shí),顏色不變,可知氯水不能將溴單質(zhì)氧化成HBrO3,故氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镠BrO3>Cl2>HIO3;(4)結(jié)合化學(xué)方程式:KI+3Cl2+3H2O===KIO3+6HCl來計(jì)算,按最小值計(jì)算時(shí),1 000 kg加碘食鹽中含碘20 g,則需要消耗Cl2的體積為×3×22.4 L/mol=10.58 L。 答案:(1)I2+5
37、Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl (2)KI、I2 (3)紅棕 HBrO3>Cl2>HIO3 (4)10.58 題組一 鹵素單質(zhì)的性質(zhì) 1.(教材改編)下列敘述中正確的是 ( ) A.碘易升華,所以要保存在有鐵蓋旋緊的密閉容器中 B.液溴應(yīng)保存在磨口玻璃塞棕色細(xì)口試劑瓶中,并加少量水進(jìn)行水封 C.碘易溶于酒精,所以可用酒精從碘水中將碘萃取出來 D.用加熱的方法可將碳酸氫鈉中混有的少量碘除去 解析:選B。碘能與鐵反應(yīng),不能保存在鐵蓋容器中,故A錯(cuò);酒精與水不能分層,故不可萃取碘,C錯(cuò);NaHCO3易分解,故不能用加熱法除去少量碘,D錯(cuò)。 2.下列哪些事實(shí)或?qū)嶒?yàn)
38、能說明氧化性Cl2>Br2>I2:________。 ①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(lán) ②H2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(yīng),而H2和I2反應(yīng)更困難 ③Fe分別與Cl2、Br2、I2反應(yīng)生成Fe的化合物的化合價(jià)高低 ④HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性越來越差 ⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐漸減小 解析:①顯示Cl2、Br2、I2的置換順序,②表示它們與H2化合的難易程度,④表示它們氫化物的穩(wěn)定性,以上都可反映其單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱,③無法判斷Cl2與Br2的氧化性強(qiáng)弱,因
39、Fe與它們都生成+3價(jià)化合物,⑤中單質(zhì)的水溶性與氧化性強(qiáng)弱無關(guān)。
答案:①②④
題組二 鹵素離子的檢驗(yàn)
3.甲、乙、丙三種溶液中各含有一種X-(X-為Cl-、Br-、I-中的一種),向甲溶液中加入淀粉溶液和新制氯水,則溶液變?yōu)槌壬?,再加入丙溶液,顏色無明顯變化。則甲、乙、丙依次含有的鹵素離子是( )
A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl-
C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-
解析:選B。根據(jù)鹵素單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱和X-還原性強(qiáng)弱的變化規(guī)律可知,X2的氧化性:Cl2>Br2>I2,X-的還原性:Cl-
40、可以推斷出:在甲中加入淀粉溶液和新制氯水,溶液不變藍(lán)色,而呈現(xiàn)橙色,可說明甲中有Br-,而無I-,發(fā)生反應(yīng)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,再加入丙溶液,顏色無明顯變化,可證明丙中無I-,由此可知甲中含有Br-,乙中含有I-,丙中含有Cl-。 4.在盛有溴水的三支試管中分別加入少量苯、四氯化碳和酒精,振蕩后靜置,出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象,以下結(jié)論正確的是( ) A.①加CCl4;②加苯;③加酒精 B.①加酒精;②加CCl4;③加苯 C.①加苯;②加CCl4;③加酒精 D.①加苯;②加酒精;③加CCl4 解析:選C。苯的密度小于水而CCl4密度大于水,酒精不分層,據(jù)此可判斷圖中的
41、萃取分層情況分別是苯、CCl4和酒精。 F2、Br2、I2的特殊性 (1)Br2是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬單質(zhì);液溴易揮發(fā)且有毒,通常用水液封來保存。 (2)I2易升華,I2使淀粉變藍(lán)。 (3)Br2和I2的水溶液都可被某些有機(jī)溶劑(如四氯化碳、汽油、苯)萃取。 (4)氟元素?zé)o正價(jià),F(xiàn)2與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成O2(2F2+2H2O===4HF+O2),F(xiàn)2與Xe、Kr等稀有氣體反應(yīng)生成白色氟化物。 (5)I2易與Na2S2O3溶液反應(yīng):I2+2S2O===2I-+S4O,用于通過滴定(以淀粉為指示劑)來定量測(cè)定碘的含量。 考 點(diǎn) 四 鹵素單質(zhì)的制備[學(xué)生用書P81]
42、 一、氯的提取——氯堿工業(yè) 海水―→粗鹽飽和食鹽水 化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 二、海水中提取溴 1.流程 2.發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ①2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2; ②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4; ③2HBr+Cl2===2HCl+Br2。 三、海帶中提取碘的工藝 1.流程 2.發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-。 F2、Br2、I2的特殊性 (1)Br2是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬單質(zhì);液溴易揮發(fā)且有毒,通常用水液封來保存。 (2)I2易升華,I2使
43、淀粉變藍(lán)。 (3)Br2和I2的水溶液都可被某些有機(jī)溶劑(如四氯化碳、汽油、苯)萃取。 (4)氟元素?zé)o正價(jià),F(xiàn)2與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成O2(2F2+2H2O===4HF+O2),F(xiàn)2與Xe、Kr等稀有氣體反應(yīng)生成白色氟化物。 (5)I2易與Na2S2O3溶液反應(yīng):I2+2S2O===2I-+S4O,用于通過滴定(以淀粉為指示劑)來定量測(cè)定碘的含量。 (xx·陜西寶雞高三模擬)海帶中含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘,某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn): (1)步驟①的實(shí)驗(yàn)操作名稱是________; (2)現(xiàn)有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要
44、的夾持儀器、物品。完成該實(shí)驗(yàn)尚缺少的玻璃儀器是________________________; (3)步驟③中能選用CCl4從碘水中萃取碘的原因是______; A.CCl4與水不互溶 B.CCl4與I2發(fā)生取代反應(yīng) C.CCl4的密度比水大 D.CCl4不易燃燒,可作滅火劑 E.碘在CCl4中的溶解度比在水中大很多 (4)步驟③中還可選擇____________作萃取劑; (5)步驟②中反應(yīng)的離子方程式是____________________________________; (6)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法,檢驗(yàn)提取碘后的水溶液中是否還含有單質(zhì)碘:___________
45、_____________________________________。 [解析] 由題意知固液分離操作①應(yīng)為過濾,根據(jù)過濾和分液所需儀器可知缺少漏斗和分液漏斗,萃取劑的選擇原則是萃取劑不能與原溶劑相互溶解,被萃取物質(zhì)在萃取劑中的溶解度要比在原溶劑中的溶解度大得多且被萃取物質(zhì)不與萃取劑反應(yīng)。 [答案] (1)過濾 (2)漏斗、分液漏斗 (3)AE (4)苯 (5)Cl2+2I-===2Cl-+I(xiàn)2 (6)取少量待測(cè)液注入試管中,滴加淀粉溶液,若溶液變藍(lán)色,說明水溶液中存在I2,否則水溶液中無I2 —分離方法的選擇和檢測(cè)型問題答題技巧 (1)根據(jù)混合物類型選擇分離方法 分離
46、(2)檢測(cè)型問題的答題要點(diǎn) 操作+試劑+現(xiàn)象+結(jié)論。 4.某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬從海水中提取溴的過程,其實(shí)驗(yàn)流程如下: 海水 Br2(g) Br2 (1)取24 L除去懸浮雜質(zhì)后的海水,濃縮至2 L; (2)向其中通入足量Cl2,反應(yīng)的離子方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, 通入熱空氣的目的:
47、________________________________________________________________________; (3)將吹出的Br2用純堿溶液吸收,反應(yīng)得到NaBr、NaBrO3和CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________, 產(chǎn)生的CO2通入足量澄清石灰水中,得到1 g白色沉淀; (4)將吸收Br2的溶液用足量硫酸處理得到Br2單質(zhì),反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________________________
48、__________________________________, 理論上可以得到Br2的質(zhì)量為________; (5)請(qǐng)計(jì)算海水中溴元素的濃度為________g/L。 解析:通過反應(yīng)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-置換出溴單質(zhì)后,一般用熱空氣或水蒸氣將Br2吹出;根據(jù)各步反應(yīng),可確定如下關(guān)系:Br2~CO2~CaCO3,根據(jù)CaCO3的質(zhì)量可求出原24 L海水中Br2的質(zhì)量為=1.6 g,則海水中溴元素的濃度為×2≈0.13 g/L。 答案:(2)Cl2+2Br-===Br2+2Cl- 將Br2吹出 (3)3Br2+3Na2CO3===5NaBr+NaBrO3+3CO
49、2↑ (4)5NaBr+NaBrO3+3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O 1.6 g (5)0.13 1.海洋是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫(kù),下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是( ) A.海水中含有鉀元素,只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質(zhì) B.海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化 C.從海水中可以得到NaCl,電解熔融NaCl可制備Cl2 D.利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 解析:選C。海水中的鉀元素是以化合態(tài)形式存在,要由化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài),一定發(fā)生氧化還原反應(yīng),A不正確;海水蒸發(fā)制海鹽,發(fā)生了物理變化,B不正確;電解熔融NaCl可以制得Na和Cl2,C正
50、確;潮汐發(fā)電是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,D不正確。 2.某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法,查閱了有關(guān)資料:Br2的沸點(diǎn)為59 ℃,微溶于水,有毒性和強(qiáng)腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后,繪制了如下裝置簡(jiǎn)圖: 請(qǐng)你參與分析討論: (1)圖中儀器B的名稱:________。 (2)整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管,其原因?yàn)開_________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好,要達(dá)到提純溴的目的,操作中如何控制關(guān)鍵條件:________________________________。 (4)C中液體產(chǎn)物顏色為________
51、,為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反應(yīng)后,再進(jìn)行的分離操作是______________。 解析:(3)蒸餾的目的,就是通過各物質(zhì)沸點(diǎn)不同而提純Br2,所以要把溫度控制在Br2的沸點(diǎn),盡可能只使Br2揮發(fā)。 答案:(1)冷凝管 (2)Br2腐蝕橡膠 (3)控制溫度計(jì)b的溫度,并收集59 ℃時(shí)的餾分 (4)深紅棕色 分液(或蒸餾) (1)牢記4種化學(xué)反應(yīng):①Cl2與金屬(Na、Fe、Cu)的反應(yīng);②Cl2與H2的反應(yīng);③Cl2與H2O的反應(yīng);④Cl2與堿[NaOH、Ca(OH)2]溶液的反應(yīng)。 (2)熟記“三分子四離子”:氯水中含有三種分子:Cl2、
52、H2O、HClO和四種離子:H+、Cl-、ClO-、OH-。 (3)掌握氯氣制備的4個(gè)裝置:①制氣;②凈化;③收集;④尾氣吸收。 (4)記住3種離子的檢驗(yàn)方法:Cl-、Br-、I-的檢驗(yàn)。 1.(xx·高考山東卷改編)下列與含氯化合物有關(guān)的說法正確的是( ) A.氯水是混合物,含有HCl、HClO兩種物質(zhì) B.向沸水中逐滴加入少量飽和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3膠體 C.HCl溶液和NaCl溶液均通過離子導(dǎo)電,所以HCl和NaCl均是離子化合物 D.電解NaCl溶液得到22.4 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),理論上需要轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù)) 解析:選
53、B。氯水是混合物,含有Cl2、HCl、HClO、H2O等多種物質(zhì);B項(xiàng)正確;HCl是共價(jià)化合物,其水溶液之所以導(dǎo)電是因?yàn)镠Cl在水分子的作用下電離產(chǎn)生了H+和Cl-,NaCl為離子化合物;電解NaCl溶液的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O電解,2NaOH+Cl2↑+H2↑,標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生22.4 L H2,理論上轉(zhuǎn)移2NA個(gè)電子。 2.(xx·高考上海卷)下圖所示是驗(yàn)證氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn),a、b、d、e是浸有相關(guān)溶液的濾紙。向KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸后,立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面。 已知:2KMnO4+16HCl===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O 對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的“解釋
54、或結(jié)論”正確的是( ) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋或結(jié)論 A a處變藍(lán),b處變紅棕色 氧化性:Cl2>Br2>I2 B c處先變紅,后褪色 氯氣與水生成了酸性物質(zhì) C d處立即褪色 氯氣與水生成了漂白性物質(zhì) D e處變紅色 還原性:Fe2+>Cl- 解析:選D。A項(xiàng),由現(xiàn)象得氧化性:Cl2>Br2、Cl2>I2,但無法判斷Br2與I2的氧化性強(qiáng)弱;B項(xiàng),由現(xiàn)象可知在此過程中有酸性物質(zhì)生成,同時(shí)生成了漂白性物質(zhì);C項(xiàng),在此過程中只能判斷溶液不再顯堿性,無法判斷有無漂白性物質(zhì)生成;D項(xiàng),此時(shí)Fe2+被Cl2氧化為Fe3+,而Cl2被還原為Cl-,還原劑Fe2+的還原
55、性強(qiáng)于還原產(chǎn)物Cl-。 3.(xx·高考江蘇卷)實(shí)驗(yàn)室從含碘廢液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其實(shí)驗(yàn)過程如下: (1)向含碘廢液中加入稍過量的Na2SO3溶液,將廢液中的I2還原為I-,其離子方程式為________________________________________________________________________; 該操作將I2還原為I-的目的是________________________________________________________________________。 (2)操作X的名稱為________。
56、 (3)氧化時(shí),在三頸燒瓶中將含I-的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2,緩慢通入Cl2,在40 ℃左右反應(yīng)(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)。實(shí)驗(yàn)控制在較低溫度下進(jìn)行的原因是____________________________________;錐形瓶里盛放的溶液為________________。 (4)已知:5SO+2IO+2H+=== I2+5SO+H2O。某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2,可能存在I-、IO中的一種或兩種。請(qǐng)補(bǔ)充完整檢驗(yàn)含碘廢水中是否含有I-、IO的實(shí)驗(yàn)方案:取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液,直到水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出有碘單質(zhì)存在;__________________
57、______________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑:稀鹽酸、淀粉溶液、F
58、eCl3溶液、Na2SO3溶液。 解析:(1)I2單質(zhì)被SO還原為I-,SO被氧化為SO,離子方程式為SO+I(xiàn)2+H2O===2I-+SO+2H+;使溶于CCl4中的碘進(jìn)入水層。(2)CCl4不溶于水,因此可以通過分液的方法使其與水分離。(3)溫度較低時(shí)Cl2的溶解度大,同時(shí)減少I2的升華;在錐形瓶里面加入NaOH溶液吸收尾氣。(4)要證明I-的存在,可以利用Fe3+將I-氧化為I2,利用淀粉遇I2變藍(lán)色,可以證明反應(yīng)的發(fā)生;要證明IO的存在,可以利用SO的還原性,將其還原為I2,利用淀粉遇I2變藍(lán)色,可以證明反應(yīng)的發(fā)生。 答案:(1)SO+I(xiàn)2+H2O===2I-+SO+2H+ 使溶于C
59、Cl4中的碘進(jìn)入水層 (2)分液 (3)使氯氣在溶液中有較大的溶解度(或防止I2升華或防止I2進(jìn)一步被氧化) NaOH溶液 (4)從水層取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加鹽酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液變藍(lán),說明廢水中含有I-;若溶液不變藍(lán),說明廢水中不含有I-。另從水層取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加鹽酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液變藍(lán),說明廢水中含有IO;若溶液不變藍(lán),說明廢水中不含有IO 4.(高考北京卷)為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱,某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗(yàn))。 實(shí)驗(yàn)過程:Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸。
60、 Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí),夾緊彈簧夾。 Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí),關(guān)閉活塞a。 Ⅳ.…… (1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其電子式是________________________________。 (2)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________。 (3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________。 (4)為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘的,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是 ______________________________________________。 (5)過
61、程Ⅲ實(shí)驗(yàn)的目的是_____________________________________。 (6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因:同主族元素從上到下________________________,得電子能力逐漸減弱。 解析:(1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2。(2)Cl2將KI中的I-氧化生成I2,遇淀粉則顯藍(lán)色。(3)B、C中發(fā)生的反應(yīng)為Cl2氧化Br-生成Br2。(4)將C中的Br2滴入D中,Br2將I-氧化生成I2,用CCl4萃取后,CCl4層呈現(xiàn)紫紅色。(5)Cl2自身為黃色,為避免Cl2氧化I-,故當(dāng)溶液變成棕紅色時(shí),則說明只能為Br2氧化I-。(6)同主族,從上至下,
62、原子半徑依次增大,原子核對(duì)電子的吸引能力減弱,得電子能力也減弱,則單質(zhì)的氧化性減弱。 答案:(1)CC (2)淀粉-KI試紙變藍(lán) (3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl- (4)打開活塞b,將少量C中溶液滴入D中,關(guān)閉活塞b,取下D振蕩,靜置后CCl4層溶液變?yōu)樽霞t色 (5)確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl2,排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾 (6)原子半徑逐漸增大 一、選擇題 1.(xx·黑龍江哈爾濱三中模擬)水處理包括水的凈化、殺菌消毒、蒸餾等。其中常見的殺菌消毒劑包括氯氣、臭氧、漂白粉、活性炭等。游泳場(chǎng)館往往用臭氧、活性炭對(duì)游泳池進(jìn)行消毒和凈化。下列說法中正確的是( )
63、A.臭氧、活性炭處理水的原理相同 B.氯氣是一種常用的消毒劑,用氯氣消毒的水可以用于配制化學(xué)試劑 C.氯氣和二氧化硫都具有漂白性,等體積的兩者混合會(huì)提高漂白的效率 D.漂白粉長(zhǎng)期露置在空氣中會(huì)失效 解析:選D。臭氧處理水是利用其氧化性,活性炭處理水則是利用其吸附性,A錯(cuò)誤;用氯氣消毒的水中含有氯氣、鹽酸、次氯酸等成分,配制化學(xué)試劑時(shí)可能會(huì)使試劑變質(zhì),B錯(cuò)誤;氯氣和二氧化硫等體積混合發(fā)生反應(yīng):SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,漂白性降低甚至消失,C錯(cuò)誤。 2.(xx·廣東揭陽檢測(cè))下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,與新制氯水中的某些成分(括號(hào)內(nèi)物質(zhì))沒有關(guān)系的是( ) A.向NaHC
64、O3固體中加入新制的氯水,有無色氣泡產(chǎn)生(H+) B.新制氯水使紅色布條褪色(HClO) C.將AgNO3溶液滴加到新制氯水中,有白色沉淀產(chǎn)生(Cl-) D.向FeCl2溶液中滴加新制氯水,再滴加KSCN溶液,溶液呈紅色(HCl) 解析:選D。A項(xiàng),新制氯水中存在H+,能與NaHCO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2;B項(xiàng),新制氯水中存在HClO,具有漂白性,能使紅色布條褪色;C項(xiàng),Ag+與氯水中的Cl-反應(yīng)生成白色沉淀AgCl;D項(xiàng),因氯水中含有氧化性的HClO和Cl2,可將Fe2+氧化成Fe3+,F(xiàn)e3+與SCN-反應(yīng)使溶液變紅色。 3.新制的飽和氯水與久置氯水的主要區(qū)別是( ) 序號(hào) 新制
65、氯水 久置氯水 A 含氯氣多,黃綠色 含氯氣極少或無氯氣 B 與NaHCO3不反應(yīng),漂白作用強(qiáng) 能與NaHCO3反應(yīng),無漂白作用或漂白作用極弱 C 不含氯離子 含較多氯離子 D 酸性強(qiáng) 酸性弱 解析:選A。氯水中HClO在光照條件下發(fā)生分解生成O2、HCl,隨著HClO的分解,溶液中n(H+)、n(Cl-)均增大,c(HClO)不斷減少,新制氯水和久置氯水中均有HCl,均能與NaHCO3反應(yīng)。 4.下列離子方程式正確的是( ) ①氯氣與水反應(yīng):Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO- ②氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng): Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+
66、H2O ③濃鹽酸與二氧化錳共熱: MnO2+4HClMn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O ④漂白粉溶液中通入少量的二氧化碳?xì)怏w: Ca2++2ClO-+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO A.①③ B.②④ C.②③ D.①④ 解析:選B。反應(yīng)①生成的HClO為弱酸,應(yīng)用HClO表示;反應(yīng)③中濃鹽酸可全部電離,應(yīng)寫成H+和Cl-的形式。 5.向盛有Cl2的三個(gè)集氣瓶甲、乙、丙中各注入下列液體中的一種,經(jīng)過振蕩,現(xiàn)象如下圖所示,則甲、乙、丙中注入的液體分別是( ) ①AgNO3溶液 ②NaOH溶液?、鬯? A.①②③ B.②①③ C.③②① D.①③② 解析:選B。甲中氣體和溶液都無色,說明不存在氯氣,是加入NaOH溶液;乙中氣體無色且溶液中出現(xiàn)白色渾濁,說明不存在氯氣且溶液中生成了白色沉淀,是加入AgNO3溶液;丙中氣體和溶液都呈淺黃綠色,說明存在氯氣分子,是加入水。 6.(xx·廣東廣州六校聯(lián)考)實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣,下列有關(guān)說法中正確的是(氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)( ) A.若提供0.4 mol HCl,M
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