2014年高考化学专题复习——氯及其化合物

2014高考化学必备专题氯气和卤族元素【考纲解读】1.了解氨气及重要的含氢化合物的主要性质及应用.2.了解氢气及其重要化合物对环境的影响.3.从原子的核外电子排布，了解卤族元素(单质、化合物)的相似性和递变性.4.了解工业上从海水中提取溴、碘的方法.5.以上各部分知识的综合利用.【高考预测】氯为非金属的代表元素，在生产生活中用途广泛。不仅在选择题中对其及其化合物经常考察外，还利用元素推断题、工业流程题、实验题等考察氯的结构、在周期表中位置、氯水的成分、以及氯化钠溶液的电解等相关知识和实验。一、知识网络1氯及其化合物 2.卤素及其化合物 二、重点知识（一）氯气的性质及用途1物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。2化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）如：2NaCl2 2NaCl（产生白烟）CuCl2 CuCl2（产生棕黄色的烟）2Fe3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中（2）与非金属反应如：H2Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）可用于工业制盐酸H2Cl22HCl（会发生爆炸）不可用于工业制盐酸2P3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）2P5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）（3）与水反应：Cl2H2O = HClHClO（4）与碱反应Cl22NaOH = NaClNaClOH2O（用于除去多余的氯气）2Cl22Ca(OH)2 = Ca(ClO)2CaCl22H2O（用于制漂粉精）Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO（漂粉精的漂白原理）（5）与某些还原性物质反应如：2FeCl2Cl2 = 2FeCl32KICl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）SO2Cl22H2O = 2HCl + H2SO4（6）与某些有机物反应如：CH4Cl2 CH3Cl + HCl（取代反应）CH2=CH2Cl2 CH2ClCH2Cl（加成反应）例1：（2013上海化学7）将X气体通入BaCl2溶液，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是选项XYASO2H2SBCl2CO2CNH3CO2DSO2Cl2【答案】B3氯水的成分及性质氯气溶于水得黄绿色的溶液-氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸)，大部分是以Cl2分子状态存在于水中注意：（1）在新制的氯水中存在的微粒有：H2O、Cl2、HClO、H+、；久置氯水则几乎是盐酸溶液 一元弱酸，比H2CO3弱（2）HClO的基本性质 不稳定，2HClO = 2HCl + O2 强氧化性； 漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。（3）几种漂白剂的比较漂白剂HClONa2O2（H2O2）SO2活性炭漂白原理氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附漂白品红溶液褪色褪色褪色褪色紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色稳定性稳定稳定不稳定例2：（2013四川理综化学1）化学与生活密切相关，下列说法不正确的是 A.二氧化硫可广泛用于食品的漂白 B.葡萄糖可用于补钙药物的合成 C.聚乙烯塑料制品可用于食品的包装 D.次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌【答案】A4氯气的制法 (1)实验室制法药品及原理: 强调:MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应.仪器装置:发生装置收集装置吸收装置实验步骤:检密装药固定加热收集收集方法:向上排空气法(或排饱和食盐水法)净化装置:用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥尾气处理:用碱液吸收 (2)氢气的工业制法:(氢碱工业)（二)氢化氢的性质和实验室制法1.物理性质:无色、有刺激性气味的气体;极易溶于水(1:500)其水溶液为盐酸.2.盐酸的化学性质:(挥发性强酸的通性)3.氨化氢的实验室制法(1)药品及反应原理: (2)装置：与制氯气的装置相似(3)收集方法:向上排空气法(4)检验方法:用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生(5)尾气处理:用水吸收(倒扣漏斗)例3：（2013福建理综24）（14分）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-，其原因是_【已知：Ksp(BaSO4)= 1.1 10-10 Ksp(BaCO3)= 5.1 10-9】该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有_（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为_。（2）纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式： （D） +24NaClO3+12H2SO4=ClO2+CO2+18H2O+_（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量得电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_倍【知识点】粗盐提纯，溶度积常数Ksp，化学方程式的书写，氧化还原反应类型的方程式的配平以及相关的化学计算。【答案】（1）BaCl2 BaSO4 和BaCO3 的Ksp 相差不大，当溶液中存在大量CO32-时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)（或其他合理答案） H2、Cl2 2NaClO3+ 4HCl= 2ClO2+Cl2+ 2NaCl + 2H2O（2）1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2+6CO2+18H2O+12Na2SO4（3）2.5（三）卤族元素1卤素及化合物的性质比较:氟氯溴碘单质物理性质状态气气（易液化）液（易挥发）固（易升华）熔、沸点熔、沸点逐渐升高颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色密度密度逐渐增大X2与H2化合条件冷暗处光照加热持续加热程度剧烈爆炸爆炸缓慢化合同时分解X2与H2O化合反应2F2+2H2O=4HF+O2X2 + H2O = HX + HXO程度剧烈缓慢微弱极弱水溶性反应生成氢氟酸水溶性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大化合价只有-1价有-1、+1、+3、+5、+7等含氧酸化学式无含氧酸有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等强弱程度同一价态的酸性依次减弱卤化银颜色AgF（白）AgCl（白）AgBr（淡黄）AgI（黄）水溶性易溶均难溶，且溶解度依次减小感光性难分解见光均易分解，且感光性逐渐增强 2.卤素元素的有关特性: (1) F2遇水发生置换反应，生成BF并放出O2. (2) HF是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃4HF+SiO2 =SiF4+2H2O; HF由于形成分子间氢键相互缔合，沸点反常的高. (3)溴是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封. (4)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. (5)AgX中只有AgF溶于水，且不具有感光性;CaF2中只有CaF2难溶. 3.卤素间的置换反应及X-离子的检验:（2）溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀到浓）的颜色变化 溶剂溶质 水 苯 汽 油四氯化碳 Br2 黄 橙橙 橙红橙 橙红橙 橙红 I2深黄 褐淡紫 紫红淡紫 紫红紫 深紫 密 度 比 水 轻 比 水 轻比 水 重（3）X-离子的检验 白色沉淀 + AgNO3 + HNO3 浅黄色沉淀 黄色沉淀例4：（2013海南化学14）（9分）溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料组燃剂等，回答下列问题：（1）海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入 ，将其中的Br-氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br-和BrO3-，其离子方程式为 。（2）溴与氯能以共价键结合形成BrCl。BrCl分子中， 显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为 。（3）CuBr2分解的热化学方程式为：2CuBr2(s)=2 CuBr(s)+ Br2(g)H=+105.4kJ/mol在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热分解，平衡时p(Br2)为4.66103Pa。如反应体系的体积不变，提高反应温度，则p(Br2)将会 (填“增大”、“不变”或“减小”)。如反应温度不变，将反应体系的体积增加一倍，则p(Br2)的变化范围为 。答案 （1）Cl23 Br2+6 CO32-+3H2O=5 Br-+ BrO3-+6HCO3-(或3 Br2+3CO32-=5 Br-+ BrO3-+3CO2)（2）Br BrCl+H2O=HCl+ HBrO （3）增大2.33103Pa丙B甲丙乙C丙甲乙 D乙丙甲12(2013南通质检)某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是()A图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗B图中：量筒中发生了加成反应C图中：生成蓝色的烟D图中：湿润的有色布条能退色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成二、非选择题(本题包括5小题，共52分)13(8分)用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，当滴到最后一滴时红色突然褪去，试回答下列问题：(1)实验室保存饱和氯水的方法是_。(2)产生上述现象的原因可能有两种(用简要文字说明)是由于_；是由于_。简述怎样用实验证明红色褪去的原因是或者是：_。14(10分) （2013北京理综28）（15分）某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：操作现象取4g漂粉精固体，加入100mL水部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝（约为12），后褪色i. 液面上方出现白雾；ii. 稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；iii. 稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去（1）Cl2和Ca（OH）2制取漂粉精的化学方程是 。（2）pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。（3）向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象i的白雾由HCl小液滴形成，进行如下实验：a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。 实验a目的是 。由实验a、b不能判断白雾中含有HC1，理由是 。 （4）现象ii中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和C1-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是 。（5）将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X向沉淀X中加入稀HC1，无明显变化。取上层清液，加入BaC12溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是 。 用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因： 。 15(12分)某学生用下图所示的方法研究物质的性质，其中气体A的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。回答下列问题：(1)该项研究(实验)的目的是_。(2)浓H2SO4的作用是_。与研究目的直接相关的实验现象是_。(3)从物质性质的方面看，这套设计还存在隐患，事故表现是_。请在图中的虚线框内以图的形式表明克服事故隐患的措施。16(10分) （2013四川理综化学8）（11分） X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢气可以化合生成气体G，其水溶液pH7;Y单质是一种黄色晶体；R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J，J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。 请回答下列问题： M固体的晶体类型是 。 Y基态原子的核外电子排布式是 ；G分子中X原子的杂化轨道的类型是 。 L的悬浊液加入Q的溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀，其原因是 。R的一种含氧酸根RO42具有强氧化性，在其钠盐中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生，该反应的离子方程式是 。17(12分)(2013河池质检)某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为：Ca(ClO)2CaCl22H2SO42CaSO42Cl22H2O他们设计下图所示装置制取氯气并验证其性质。试回答：(1)该实验中A部分的装置是_(填写装置的序号)。(2)请你帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤)：_。(3)写出在D装置中发生反应的离子方程式_。(4)该实验存在明显的缺陷，请你提出改进的方法。_。答案1D 2DCl2有毒且易挥发，HNO3具有腐蚀性，Na2O2能与水剧烈反应且生成的氢氧化钠具有腐蚀性，A、B、C错误；H2O2具有漂白性且无毒、无腐蚀性，D项正确。3C漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是空气中的CO2和H2O可以与Ca(ClO)2反应生成HClO，次氯酸不稳定，在光的作用下易分解，使漂白粉失效。发生反应的化学方程式为：Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO，2HClO2HClO2。4B通常状况下，干燥氯气不与Fe反应，但点燃条件下反应生成FeCl3。5A选项A，氯气是单质，既不是电解质也不是非电解质。选项D，氯水中存在如下平衡：Cl2H2OHClHClO，加入CaCO3粉末会与HCl反应，从而使平衡向着生成HClO的方向移动，从而提高HClO的浓度。6AB项，Cl2具有强氧化性，可以氧化I，错误。C项，氯水中含有Cl可以与Ag生成AgCl沉淀，错误。D项，氯水中含有H，可以与CO反应生成CO2气体，Ba2与SO反应生成BaSO4沉淀，错误。7CD根据题中混盐的定义，确定混盐中一定存在两种酸根，而Cl元素形成的酸根有Cl、ClO、ClO、ClO、ClO，结合混盐中Cl、O个数比的关系，确定该混盐的组成为CaCl2Ca(ClO)2，Cl、ClO在H作用下发生归中反应可生成Cl2。根据化合价代数和为0的原则，该混盐中Cl元素平均化合价为0，A错误；CaCl2溶液呈中性，Ca(ClO)2溶液呈碱性，B错误；由于ClClO2H=Cl2H2O，所以1 mol Cl2生成时转移1 mol e，C正确；Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分，则该混盐也具有漂白性。8B146 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：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O,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。9A锥形瓶中KClO3与浓盐酸反应生成Cl2，处气体呈黄绿色；氯气与NaBr溶液反应置换出Br2，处呈橙色；遇KI淀粉溶液，置换出I2，而I2遇淀粉变蓝色；氯气可被NaOH溶液吸收，处棉球仍为白色。10AX通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸，则一定含有HBr，由于HBr与Cl2不能共存，则一定不含Cl2；X通入澄清石灰水中，却不见沉淀产生，由于HBr能中和澄清石灰水，因此不能确定是否含有CO2，A项正确。11B氯水中存在下列平衡：Cl2H2OHClHClO，加入NaHCO3后，因为酸性：HClH2CO3HClO，所以NaHCO3与HCl反应而不与HClO反应，平衡向右移动，HClO浓度增大；又因Cl2具有强氧化性，可将NaHSO3氧化，当向其中加入NaHSO3时，平衡逆向移动，HClO浓度下降。12DA项：MnO2与浓盐酸反应生成Cl2，与稀盐酸不反应，该项说法错误；B项：应发生了取代反应；C项：应生成棕黄色的烟。13解析：能使变红的酚酞退色的原因是溶液碱性减弱(消耗OH)或过量氯水中的HClO将变红的酚酞漂白，若要设计实验证明退色的可能原因，最简便的方法就是退色后溶液中再滴加NaOH溶液，若不再出现红色，说明是HClO漂白作用的结果；若再出现红色，说明是氯水与NaOH反应，碱性减弱的结果。答案：(1)在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存(2)氯水与NaOH反应生成两种盐，碱性减弱氯水过量后HClO的漂白性将酚酞氧化变成无色向退色后的溶液中再滴加足量NaOH溶液，若不再出现红色，应为原因，若再出现红色，应为原因。14答案：（1）；（2）碱性、漂白性；（3）、检验白雾中是否Cl2，排除Cl2干扰； 、白雾中含有SO2，SO2可以使酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀；（4）向漂白精溶液中逐滴滴入硫酸，观察溶液颜色是否变为黄绿色；（5）、CaSO4； 、。15答案：(1)