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文档简介

第1讲氯及其化合物考点一氯气重要的含氯物质1.氯气的性质(1)氯气的物理性质颜色气味密度特性__黄绿__色__刺激性__气味比空气__大____易__液化(2)氯气的化学性质①氯气是一种有毒气体。实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔。(如右图所示)②氧化性原子结构:Cleq\o(→,\s\up7(得e-))Cl-Cl2是活泼的非金属单质,能氧化许多非金属、金属以及一些具有还原性的物质。a.与非金属反应与H2反应:H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl。现象eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(点燃时:安静地燃烧,发出苍白色火焰,,瓶口有白雾产生,光照时:剧烈反应,发生爆炸,瓶口有,白雾产生))b.与金属反应与铁反应:__2Fe+3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3__。与铜反应:__Cu+Cl2eq\o(=,\s\up7(△))CuCl2__。氯气与变价金属反应只能生成高价态金属氯化物。c.能与某些还原性物质反应(书写离子方程式)与碘化钾溶液反应__2I-+Cl2=I2+2Cl-__(碘化钾淀粉试纸用于氯气检验)与SO2水溶液反应__Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SOeq\o\al(2-,4)__与FeCl2溶液反应__2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-__③歧化反应氯气与水或碱反应,氯元素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。歧化反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水:Cl2+H2O⥬H++Cl-+HClO(写离,子方程式),碱\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与烧碱:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+,H2O(写化学方程式,下同),制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+,Ca(ClO)2+2H2O))))④还原性:遇到氧气等强氧化剂,氯气也可以表现出还原性,自身被氧化。(3)氯水的成分和性质氯气能溶于水(1∶2),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。①氯水中存在的三种平衡关系Cl2+H2O⥬HCl+HClOHClO⥬H++ClO-H2O⥬H++OH-②氯水成分图解(可简记作“三分四离”)③氯水性质具有多重性新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。氯水中OH—和ClO—浓度很低,基本不表现出其性质。④液氯、新制氯水、久置氯水的比较物质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性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性微粒种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-H2O、H+、Cl-、OH-2.次氯酸(1)结构式:__H—O—Cl__。(2)性质①强氧化性:具有漂白、杀菌能力,用作消毒剂、漂白剂,可以使有色布条、品红溶液等褪色。②弱酸性:一元弱酸,酸性比H2CO3还弱。Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)③不稳定性:见光易分解,2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl+O2↑,因此次氯酸要现用现配,保存在__棕色__试剂瓶中。3.次氯酸盐(1)漂白液(“84”消毒液)它与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合会立即产生氯气,其离子方程式是__ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O__。(2)漂白粉向次氯酸钙溶液中通入过量CO2的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HCOeq\o\al(-,3)+HClO。易错易混判断下列说法正误(正确的画“√”,错误的画“×”,并说明错因)。(1)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。()错因:(2)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2。()错因:(3)漂粉精的主要成分是次氯酸钙。()错因:(4)氯气具有漂白性,可用作棉、麻和纸张的漂白剂。()错因:(5)标准状况下,11.2LCl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。()错因:(6)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂。()错因:(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2相同,都是利用强氧化性。()错因:解析:(1)×电解质是化合物,氯气既不是电解质,也不是非电解质。(2)×过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl3,剩余部分铁粉末反应。(3)√(4)×氯气没有漂白性,体现漂白性的微粒是HClO分子。(5)×该反应为可逆反应,Cl2不能完全反应。(6)×Cl2也可以既是氧化剂又是还原剂,如反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。(7)√题组一氯气的性质及其应用1.(2024·长沙市一中高三月考)已知:H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl。下列说法不正确的是()A.Cl2中的p­pσ键电子云轮廓图:B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状C.久置工业盐酸常显黄色,是盐酸中溶解了氯气的缘故D.可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能解析:Cp电子云呈哑铃形,氯气是利用两个p轨道上的电子形成共用电子对的,所以p­pσ键电子云轮廓图为,故A正确;HCl极易溶于水,氢气在氯气中燃烧生成的氯化氢与空气中的水蒸气结合呈雾状,故B正确;久置工业盐酸常显黄色,是盐酸中有三价铁离子的缘故,故C错误;氢气和氯气发生的反应是自发的氧化还原反应,可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能,故D正确。【题源】必修第一册第45页2.(2024·湖南入学检测)某同学在培养皿上做如下实验(如图所示),a、b、c、d是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O下列对“实验现象”的“解释或结论”描述,不正确的是()选项实验现象解释或结论Aa处试纸变蓝氧化性:Cl2>I2Bb处试纸变红Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+Cc处试纸褪色Cl2与H2O反应生成了具有漂白性的物质Dd处红色褪去Cl2和NaOH反应使溶液呈中性解析:DCl2与KI作用生成I2,a处变蓝,可证明氧化性:Cl2>I2,故A正确;b处试纸变红,说明有Fe3+生成,即氯气将亚铁离子氧化为铁离子,离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,故B正确;c处试纸褪色,Cl2与H2O反应生成了HClO,HClO具有漂白性,从而使试纸褪色,故C正确;Cl2和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,可能是消耗了氢氧化钠使溶液接近中性,所以红色褪去,也可能是生成物质具有漂白性,故D错误。题组二氯水的多重性质3.(2024·湖南攸县高三月考)将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中,用强光照氯水,测得的实验数据如图所示。下列说法正确的是()A.由图甲可推知光照可促进Cl2与水反应B.由图乙可推知c(Cl-)增大的主要原因是HClO能电离出Cl-C.由图丙可推知光照可催化水分解D.由图甲、乙、丙可验证HClO见光分解的产物解析:D图甲中溶液pH降低的原因还有HClO见光分解,A项错误;HClO不能电离出Cl-,B项错误;图丙中氧气体积分数增大的主要原因是HClO见光分解,且光照不易使水分解,C项错误;综合图甲、乙、丙中信息可推知,HClO见光分解的产物中有HCl和O2,HCl在水中电离出H+和Cl-,D项正确。【题源】必修第一册第48页4.(2024·湖南益阳二模)氯气的水溶液简称氯水,具有较强的杀菌、消毒和漂白能力。25℃时,氯水体系中存在以下平衡关系,且Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图所示:已知:①Cl2(g)⥬Cl2(aq)K1=10-1.2②Cl2(aq)+H2O⥬HClO+H++Cl-K2=10-3.4③HClO⥬H++ClO-Ka=10-7.5④H2CO3的K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11。下列说法中错误的是()A.向氯水中滴加NaOH溶液至中性的过程中,溶液中c(Na+)<c(HClO)+c(Cl-)B.向“84”消毒液中通入少量CO2:CO2+H2O+ClO-=COeq\o\al(2-,3)+HClOC.增大压强,溶液的漂白性和酸性均增强D.增大压强,氯气的溶解度增大,K1不变解析:B向氯水中滴加NaOH溶液至中性,溶液中存在物料守恒,2c(Na+)=c(Cl-)+c(HClO),则c(Na+)<c(HClO)+c(Cl-),A正确;由HClO和H2CO3的电离平衡常数可知,酸性:H2CO3>HClO>HCOeq\o\al(-,3),因此向“84”消毒液中通入少量CO2:CO2+H2O+ClO-=HCOeq\o\al(-,3)+HClO,B错误;增大压强,氯气的溶解度增大,溶液的漂白性、酸性均增强,C正确;温度不变,反应的平衡常数不改变,故增大压强,K1不变,D错误。易错警示氯水的组成及性质在应用中的常见误区(1)制取氯水的反应为Cl2+H2O⥬HCl+HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂。(2)氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性会增强,但其漂白性会逐渐减弱直至消失。因此,氯水要现用现配。(3)Cl2有较强的氧化性,但没有漂白性;氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了具有强氧化性的HClO。(4)ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SOeq\o\al(2-,3)等在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。题组三其他含氯化合物的性质与探究5.(2024·河南安阳高三月考)含氯物质在生产生活中有重要作用。(1)次氯酸钙的制备:将氯气通入以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料打成的浆料中“氧化”,充分反应后,过滤[滤去过量的Ca(OH)2和CaCO3]。①“氯化”时要适当减缓通入Cl2速率的目的是________________________。②所得滤液中含有的阴离子有OH-、Cl-、ClO-、ClOeq\o\al(-,3),若Cl-、ClO-、ClOeq\o\al(-,3)的物质的量分别为a、b、c,则a、b、c之间的关系为____________。(2)实验室制取干燥Cl2时,净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为__________(按气流方向由左向右)。(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是____________________________________。(4)相同温度和压强下,Cl2在不同溶液中的溶解度(用溶解Cl2的物质的量浓度表示)随溶液浓度变化。在NaCl溶液和盐酸中Cl2的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如图。①在氯化钠溶液中,生成Cleq\o\al(-,3)的离子方程式为__________________________。②随着盐酸浓度增大,氯气的溶解度先减小后增大的原因是__________________________________________________________________________________。解析:(1)①使氯气被氢氧化钙充分吸收而反应,提高氯气转化率②a=b+5c(2)cdbae(3)HClO取少量样品于试管中,加入几滴AgNO3溶液,有白色沉淀生成,则该久置氯水中存在Cl-(4)①Cl2+Cl-=Cleq\o\al(-,3)②盐酸浓度较小时,随着盐酸浓度的增大,Cl2与H2O的反应被抑制,氯气溶解度减小,随后随着盐酸浓度的增大,生成Cleq\o\al(-,3)为主要反应,从而促进Cl2溶解6.(2024·湖南师大附中一模)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。二氧化氯的制备以及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂——亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图:已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下以保证安全。下列说法正确的是()A.工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)用的是阴离子交换膜B.“ClO2发生器”中鼓入空气的作用是将NaClO3氧化成ClO2C.“吸收塔”内发生反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2=NaClO2+H2O+NaClO3D.对NaClO2·3H2O晶体进行重结晶可获得纯度更高的晶体解析:D工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气),为防止生成的氯气与OH-接触反应,应用阳离子交换膜,故A错误;由已知②可知,纯二氧化氯易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全,则发生器中鼓入空气的作用应是稀释二氧化氯以防止爆炸,故B错误;吸收塔内发生的反应为在碱性条件下,二氧化氯与过氧化氢发生氧化还原反应生成亚氯酸钠、氧气和水,反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2,故C错误;粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体,则要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是重结晶,故D正确。考点二氯气的实验室制法1.制取原理实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。经典方法用MnO2制取Cl2的化学方程式为__MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O__。简易装置制取氯气,也可以用KMnO4、KClO3、K2Cr2O7与浓盐酸反应,分别写出KMnO4、KClO3、K2Cr2O7与浓盐酸反应制Cl2的化学方程式:①__2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O__。②__KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O__。③__K2Cr2O7+14HCl(浓)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O__。2.实验装置(1)实验装置(2)实验“四”注意①反应物的选择,必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。②加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。③尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为溶液中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。④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.制取过程温馨提示实验室中制取气体装置的设计实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置,根据实际需要,还可增加除杂装置和尾气处理装置等。选择各部分装置时,应注意:依据反应物的状态和反应条件,选择气体的发生装置;依据气体及其所含杂质的性质,选择除杂装置;依据气体的密度、气体在水中的溶解性,以及是否与水反应,选择收集装置;依据气体的性质,选择尾气处理装置。装置的连接顺序一般为发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置→尾气处理装置(如需要)。4.工业制法电解饱和食盐水(氯碱工业):__2NaCl+2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))H2↑+2NaOH+Cl2↑__。电解熔融NaCl:__2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na+Cl2↑__。易错易混判断下列说法正误(正确的画“√”,错误的画“×”,并说明错因)。(1)含1molHCl的浓盐酸与足量MnO2共热,生成Cl2分子数为0.25NA。()错因:(2)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4。()错因:(3)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。()错因:(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2。()错因:(5)用干燥的碘化钾淀粉试纸检验Cl2是否收集满。()错因:解析:(1)×随着反应的进行,浓盐酸会变成稀盐酸,稀盐酸不再与MnO2反应生成氯气。(2)×用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2。(3)×用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl,会引入杂质气体CO2,应用饱和NaCl溶液除去Cl2中混有的HCl,再用浓硫酸干燥。(4)√(5)×应用湿润的碘化钾淀粉试纸检验Cl2是否收集满。题组一氯气的制备与性质实验的综合1.(2024·湖南衡阳二模)实验室用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2时用不到的实验仪器有()A.①②④⑤B.③⑥C.②③⑤D.③④⑤解析:B用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2,属于固体和液体反应加热生成气体,此类装置为固液混合加热型装置,故①②⑤都能用到;装置③为100mL容量瓶,此实验不需要溶液配制;收集到的氯气密度比空气大,可用向上排空气法收集,故④能用到;装置⑥无法控制浓盐酸的流速,此实验需用分液漏斗。【题源】必修第一册第48页2.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)2+CaCl2+2H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4+2Cl2↑+2H2O,他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题:(1)该实验中A部分的装置是________(填字母)。(2)装置B中的现象是_____________________________________________。(3)请写出装置D中反应的离子方程式:__________________________,装置E的作用是__________________________________。(4)请帮助他们设计一个实验,证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤):_________________________________________________。(5)制取Cl2的方法有多种,若A部分的装置是a,请再写出一种制备方法:__________________________________(用化学方程式表示)。解析:(1)b(2)溶液变蓝色(3)Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+吸收多余的Cl2,防止污染空气(4)取少量C中溶液于小试管中,加入足量稀盐酸,充分振荡后滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成且沉淀不消失,则证明C中亚硫酸钠已被氧化(5)2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O题组二氯气与其他含氯化合物制备的综合3.(2024·贵州高三诊断联考三)实验室制备易溶于水的ClO2气体的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应:2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl,实验装置如图。下列有关实验叙述错误的是()A.F为ClO2收集装置,应选用的装置是①B.A中烧瓶内发生反应的离子方程式:MnO2+4H++2Cl-eq\o(=,\s\up7(△))Mn2++Cl2↑+2H2OC.E中盛有CCl4液体目的是用于除去ClO2中的未反应的Cl2D.ClO2作为一种广谱型的消毒剂,将成为自来水的消毒剂新品解析:AF为ClO2收集装置,ClO2的密度比空气密度大,应该用向上排空气法,所以选择②,故A错误;装置A是氯气的制备装置,烧瓶内发生反应的离子方程式:MnO2+4H++2Cl-eq\o(=,\s\up7(△))Mn2++Cl2↑+2H2O,故B正确;装置E是为了除去过量的氯气,ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,根据“相似相溶”可用装置E盛有CCl4液体,故C正确;ClO2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求,ClO2将逐渐取代Cl2成为新时代绿色消毒剂,故D正确。4.(2024·湖南邵东高三月考八)DCCNa()是一种高效、安全的消毒杀菌剂。它常温下为白色固体,难溶于冷水,受热易分解。利用NaClO溶液和氰尿酸(C3H3N3O3)溶液反应制备DCCNa。实验装置如图所示:已知:2NaClO+C3H3N3O3=NaC3N3O3Cl↓+NaOH+H2O;回答下列问题:(1)装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为____________________________。(2)仪器b的名称为__________。(3)装置Ⅱ中溶液a为______________。(4)当装置Ⅲ中的三颈烧瓶内液面上方有黄绿色气体时,再加入氰尿酸溶液。并在整个过程中不断通入一定量的氯气,其原因是__________________________。(5)装置Ⅳ中的试剂可选用__________(填字母)。a.Na2Sb.NaClc.Ba(OH)2d.H2SO4(6)反应结束后,装置Ⅲ中三颈烧瓶内的浊液经过滤、______________、干燥,得DCCNa粗产品。(7)有效氯含量是判断产品质量的标准。通过下列方法测定有效氯含量的原理为:C3N3O3Cleq\o\al(-,2)+H++2H2O=C3H3N3O3+2HClOHClO+2I-+H+=I2+Cl-+H2OI2+2S2Oeq\o\al(2-,3)=S4Oeq\o\al(2-,6)+2I-准确称取1.2000g样品,配成250mL溶液。取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min,用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉溶液作指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。该样品的有效氯为________%(计算结果保留三位有效数字)。已知:该样品的有效氯=eq\f(测定中转化为HClO的氯元素质量×2,样品的质量)×100%。解析:(1)MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)分液漏斗(3)饱和食盐水(4)使Cl2与反应生成的NaOH再次生成次氯酸钠,提高原料的利用率(5)ac(6)冰(冷)水洗涤(7)59.2解析:(7)n(Na2S2O3)=0.1000mol·L-1×0.02L=0.002mol,根据已知离子方程式可列关系式为C3N3O3Cleq\o\al(-,2)~2HClO~2I2~4S2Oeq\o\al(2-,3),250mL样品溶液中,n(C3N3O3Cleq\o\al(-,2))=eq\f(0.002mol,4)×eq\f(250mL,25.00mL)=0.005mol,样品的有效氯eq\f(0.005mol×35.5g·mol-1×2×2,1.2000g)×100%≈59.2%。考点三卤素海水资源的开发与利用1.卤素(1)卤素单质的相似性①都能与H2反应生成HX:X2+H2=2HX(X代表Cl、Br、I,下同)。②都能与碱溶液反应:X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2例外,不符合此化学方程式)。③都能与水反应:X2+H2O⥬HX+HXO(F2例外,不符合此化学方程式)。④都能与大多数金属反应,如2Fe+3Br2=2FeBr3,但I2与Fe反应生成__FeI2__。(2)卤素单质的递变性颜色eq\o(→,\s\up7(\o(\s\up5(F2)),\s\do5(\s\do5(淡黄绿色))\o(\s\up5(Cl2),\s\do5(黄绿色))\o(\s\up5(Br2),\s\do5(深红棕色))\o(\s\up5(I2),\s\do5(紫黑色))))逐渐__加深__熔、沸点eq\o(→,\s\up7(气体气体液体固体))逐渐__升高__密度→逐渐__增大__氧化性eq\o(→,\s\up7(与H2化合由易到难))逐渐__减弱__还原性(X-)→逐渐增强(3)卤素单质的特殊性①氟元素无正化合价,F2与水剧烈反应:2F2+2H2O=4HF+O2。F2与酸碱盐溶液反应时,先和水反应,产物再和酸碱盐反应。②Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用水液封保存。③Br2和I2在水中溶解度较小,都可被四氯化碳、苯等非极性溶剂从水溶液中萃取。④I2易升华,淀粉遇I2变蓝。⑤I2+I-⥬Ieq\o\al(-,3),浓的KI可以将I2从有机溶剂中萃取到水溶液中,实现碘的富集。(4)卤素离子的检验方法①AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加,AgNO3溶液,和稀硝酸))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白色沉淀,则有Cl-,淡黄色沉淀,则有Br-,黄色沉淀,则有I-))②置换——萃取法未知液eq\o(→,\s\up7(加适量新制氯水),\s\do5(振荡))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4(下层)或汽油(上层)),\s\do5(振荡))有机层eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(红棕色或橙红色,表明有Br-,紫色、浅紫色或紫红色,表明有I-))③氧化——淀粉法检验I-未知液eq\o(→,\s\up7(加入适量新制氯水(或过氧化氢)),\s\do5(振荡))eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液),\s\do5(振荡))蓝色溶液,表明有I-2.海水资源的开发与利用(1)海水资源的利用(2)海水蒸馏原理装置图及注意事项注意以下几点:①温度计水银球的位置位于__支管口__。②冷凝管水流方向为__自下而上__。③为防止暴沸应加__碎瓷片__或__沸石__。④应垫__陶土网__对蒸馏烧瓶加热。(3)海水中化学资源的开发利用①海水提取氯——氯碱工业海水→精盐eq\o(→,\s\up7(精制))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(饱和,食盐水))eq\o(→,\s\up7(电解))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(阳极产物:Cl2,阴极产物:H2、NaOH))a.电解饱和NaCl溶液:(写出化学方程式,下同)__2NaCl+2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH+H2↑+Cl2↑__。b.产物制盐酸:__H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl__。c.制漂白液:__Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O__。②海水提镁海水eq\o(→,\s\up7(CaO),\s\do5(过滤))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(盐酸))MgCl2(溶液)eq\o(→,\s\up7(浓缩结晶))MgCl2·6H2Oeq\o(→,\s\up7(脱水))无水MgCl2eq\o(→,\s\up7(电解))Mg。③海水提溴主要过程及反应:④海带提碘工艺流程eq\x(干海带)eq\o(→,\s\up7(灼烧))eq\x(海带灰)eq\o(→,\s\up7(浸泡))eq\x(悬浊液)eq\o(→,\s\up7(过滤))eq\x(\o(\s\up7(含I-的),\s\do5(溶液)))eq\o(→,\s\up7(适量Cl2))eq\x(\o(\s\up7(含I2的),\s\do5(溶液)))eq\o(→,\s\up7(加CCl4或苯),\s\do5(萃取、分液))eq\x(\o(\s\up7(碘的有),\s\do5(机溶液)))eq\o(→,\s\up7(蒸馏))eq\x(晶体碘)b.两种原理主要的化学原理:__Cl2+2KI=2KCl+I2__(写化学方程式)。主要的物理原理:单质碘用CCl4或苯萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。3.海水其他资源的开发利用(1)从海水中提取核能的重要原料:__铀和重水__。(2)潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。易错易混判断下列说法正误(正确的画“√”,错误的画“×”,并说明错因)。(1)卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO。()错因:(2)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3。()错因:(3)浓硫酸不能干燥HBr、HI。()错因:(4)实验室保存液溴时要加少量水进行水封,不用橡胶塞。()错因:(5)向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡,静置,下层溶液显紫色说明原溶液中含有I-。()错因:(6)从海水中提取任何物质都必须通过化学反应才能实现。()错因:(7)实验室从海带中提取单质碘的方法:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取。()错因:解析:(1)×卤素单质F2与水反应生成HF和O2。(2)×Fe与I2反应时生成FeI2。(3)√(4)√(5)√(6)×从海水中提取物质不是都必须通过化学反应才能实现,如可用蒸馏法从海水中提取淡水。(7)×实验室从海带中提取单质碘的方法是取样→灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取→蒸馏。题组一卤素的性质及递变规律1.(2024·长郡中学高三月考五)某小组比较Cl-、Br-、I-的还原性,实验如下:项目装置现象实验1①试管内颜色无明显变化;用蘸浓氨水的玻璃棒靠近管口,产生白烟实验2②溶液变黄;把湿润的碘化钾淀粉试纸靠近试管口,变蓝实验3③溶液变深紫色;经检验溶液含单质碘下列对实验的分析合理的是()A.实验1中,白烟是(NH4)2SO4B.根据实验1和实验2判断还原性:Br->Cl-C.根据实验3判断还原性:I->Br-D.上述实验利用了浓硫酸的强酸性、强氧化性等性质解析:B硫酸不具有挥发性,白烟不可能是(NH4)2SO4,而是浓硫酸与NaCl固体反应生成的挥发性酸HCl与氨气生成的氯化铵,故A错误;浓硫酸具有氧化性,将溴离子氧化成具有挥发性的溴单质,溴单质将湿润碘化钾淀粉试纸中的碘离子氧化成碘单质,使得碘化钾淀粉试纸变蓝,可知氧化性:浓硫酸>Br2;而浓硫酸不能氧化Cl-得到氯气,说明氯气的氧化性强于浓硫酸,则氧化性Cl2>Br2,还原性Br->Cl-,故B正确;结合试验2可知浓硫酸的氧化性大于溴,②中溶液中还有剩余的浓硫酸,也能氧化I-成碘单质;所以试验3中无法确定是何种物质将碘离子氧化,故C错误;①中为难挥发性酸制备易挥发酸,②为浓硫酸氧化溴离子,所以利用了浓硫酸的难挥发性、强氧化性,故D错误。2.向溶质为FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为红色,则下列叙述不正确的是()A.原溶液中的Br-不一定被氧化B.通入氯气之后原溶液中的Fe2+一定被氧化C.不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+D.若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液,静置、分液,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,能产生淡黄色沉淀解析:D还原性:I->Fe2+>Br-,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为红色,说明Fe2+部分或全部被氧化,Br-可能被氧化,A、B正确;通入氯气之后原溶液中的Fe2+部分或全部被氧化,所以不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+,C正确;如Br-全部被氧化生成Br2,则萃取后加入硝酸银,没有淡黄色沉淀生成,D错误。题组二单质氧化性的实验探究3.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的实验目的是____________________________________________。(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:(1)eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)(2)湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝(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)原子半径逐渐增大题组三卤素互化物4.(2024·安徽师大附中高三测试)卤素间形成的化合物如“IF5、BrCl、IBr”等称为卤素互化物,化学性质与卤素单质类似。下列关于卤素互化物性质的描述及发生的相关反应正确的是()A.IF5和卤素单质一样,元素化合价都是0B.IBr与Fe反应的化学方程式为3IBr+2Fe=FeI3+FeBr3C.1molBrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子为1molD.IBr与水发生的反应不是氧化还原反应解析:DF的非金属性比I强,IF5中元素化合价依次为+5和-1,故A错误;氧化性:Fe3+>I2,IBr与Fe反应生成FeI2,故B错误;BrCl与足量FeBr2反应的化学方程式为3BrCl+6FeBr2=FeCl3+5FeBr3,BrCl中Br元素在反应中由+1价变为-1价,故1molBrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子为2mol,故C错误;IBr中溴电负性较强,溴显-1价、碘显+1价,IBr可以与水生成HIO和HBr,各元素化合价没有改变,不是氧化还原反应,故D正确。5.(2024·黑龙江大庆期末)氯化碘(ICl)可用作分析试剂和有机合成。查阅资料可知,ICl的相关信息如表所示。物理性质颜色、状态通常为红棕色液体密度/(g·cm-3)3.24沸点/℃97.4化学性质(部分)水解生成HIO和HCl;与金属氧化物反应生成氧气、碘化物和氯化物制备方法在碘上通氯至生成物完全液化,蒸馏收集100~101.5℃的馏分下列说法正确的是()A.ICl+H2O=HIO+HCl是氧化还原反应B.FeO与ICl反应的化学方程式为2FeO+2ICl=FeCl2+FeI2+O2↑C.制备ICl时,反应完全的标志是固体全部转化为液体D.ICl适合盛放在带胶塞的细口试剂瓶中解析:CICl中碘为+1价,反应过程中无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,A项错误;生成的氧气与亚铁盐不共存,B项错误;碘单质为固体,ICl为液体,故制备ICl时,反应完全的标志是固体全部转化为液体,C项正确;ICl有强氧化性,适合盛放在带玻璃塞的细口瓶中,D项错误。题组四海水资源的开发与利用6.(2024·上海交大附中期末)海水是资源丰富的大宝库,开发和利用海洋资源是当前科学研究的一项重要任务。空气吹出法是海水提溴的常用方法,溴及其衍生物是制药业和制取阻燃剂、钻井液等的重要原料,海水提溴的一般流程如下:(1)吸收塔中用SO2的水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,写出有关反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目:____________________________________。(2)进行虚线框内的工艺流程的目的是______________。(3)已知海水中Br-含量为64mg·L-1,依据上述流程,若将5m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为________L(忽略Cl2的溶解)。解析:(1)+2H2O=2HBr+H2SO4(2)富集溴元素(3)89.6解析:(3)由图可知,提取溴的过程中需要通入2次氯气,则将5m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下氯气的体积为eq\f(5000L×0.064g/L×\f(1,2),80g/mol)×2×22.4L/mol=89.6L。【题源】必修第二册第101页1.(2024·浙江卷)工业上将Cl2通入冷的NaOH溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是()A.漂白液的有效成分是NaClOB.ClO-水解生成HClO使漂白液呈酸性C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强D.NaClO溶液比HClO溶液稳定解析:B漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl),有效成分是次氯酸钠,A正确;ClO-水解生成HClO,水解方程式为ClO-+H2O⥬HClO+OH-,使漂白液呈碱性,B错误;通入CO2后,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,漂白液消毒能力增强,C正确;次氯酸不稳定,次氯酸盐稳定,所以热稳定性:NaClO>HClO,D正确。2.(2024·广东卷)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是()解析:A利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;实验室制得的氯气中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水氯化钙干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;H2可以在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,氯气将氢气氧化,验证了氯气的氧化性,D不符合题意。3.(2023·辽宁卷)某小组进行实验,向10mL蒸馏水中加入0.4gI2,充分振荡,溶液呈浅棕色,再加入0.2g锌粒,溶液颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知Ieq\o\al(-,3)(aq)为棕色,下列关于颜色变化的解释错误的是()选项颜色变化解释A溶液呈浅棕色I2在水中溶解度较小B溶液颜色加深发生了反应:I2+I-⥬Ieq\o\al(-,3)C紫黑色晶体消失I2(aq)的消耗使溶解平衡I2(s)⥬I2(aq)右移D溶液褪色Zn与有色物质发生了置换反应解析:D向10mL蒸馏水中加入0.4gI2,充分振荡,溶液呈浅棕色,说明I2的浓度较小,因为I2在水中溶解度较小,A正确;已知Ieq\o\al(-,3)(aq)为棕色,加入0.2g锌粒后,Zn与I2反应生成ZnI2,生成的I-与I2发生反应I-+I2⥬Ieq\o\al(-,3),生成Ieq\o\al(-,3)使溶液颜色加深,B正确;I2在水中存在溶解平衡I2(s)⥬I2(aq),Zn与I2反应生成的I-与I2(aq)反应生成Ieq\o\al(-,3),I2(aq)浓度减小,上述溶解平衡向右移动,紫黑色晶体消失,C正确;最终溶液褪色是Zn与有色物质发生了化合反应,而不是置换反应,D错误。4.(2024·福建卷)多卤离子Ieq\o\al(-,3)、IBreq\o\al(-,2)、ICleq\o\al(-,2)在水溶液中的分解反应及平衡常数值如下:离子分解反应平衡常数值Ieq\o\al(-,3)(aq)Ieq\o\al(-,3)(aq)⥬I2(aq)+I-(aq)1.4×10-3ICleq\o\al(-,2)(aq)ICleq\o\al(-,2)(aq)⥬ICl(aq)+Cl-(aq)6.0×10-3IBreq\o\al(-,2)(aq)IBreq\o\al(-,2)(aq)⥬IBr(aq)+Br-(aq)K下列说法错误的是()A.K<6.0×10-3B.上述分解反应均为氧化还原反应C.共价键极性:ICl>IBrD.BrCleq\o\al(-,2)(aq)可分解为BrCl(aq)和Cl-(aq)解析:B已知电负性:Cl>Br,因此氯在化合物中更容易吸引电子,导致I—Cl比I—Br更容易断裂,所以电离程度:ICleq\o\al(-,2)>IBreq\o\al(-,2),K<6.0×10-3,A正确;每个碘离子可以与一个碘分子结合,形成Ieq\o\al(-,3),Ieq\o\al(-,3)能够离解成碘和碘离子,形成平衡反应:I-+I2⥬Ieq\o\al(-,3),所以溶液中存在Ieq\o\al(-,3)(aq)⥬I2(aq)+I-(aq)的电离平衡,此变化不是氧化还原反应;三个变化过程中,各元素化合价都没有改变,不是氧化还原反应,B错误;同主族元素从上往下,电负性逐渐减小,因此氯的电负性大于溴的电负性,形成共价键的两元素之间的电负性的差值越大,则键的极性越强,因此共价键极性的大小关系为ICl>IBr,C正确;已知电负性:Cl>Br,因此氯在化合物中更容易吸引电子,导致Br—Cl容易断裂产生为BrCl(aq)和Cl-(aq),D正确。1.(2024·湖南部分学校临考模拟)化学与生产、生活等社会实际密不可分,下列说法正确的是()A.高铁酸钾(K2FeO4)可以用来进行自来水消毒,还可净水B.氯气和活性炭均可作漂白剂,若同时使用,其漂白效果会明显增强C.海水提溴工艺中,用二氧化硫进行吸收,利用了二氧化硫的氧化性D.暖宝宝主要含有铁粉、水、活性炭、食盐等,其原理主要是利用铁粉与水反应放热解析:A2.(2024·湖南百师联盟三模)某同学利用W形管和V形管安装了下面微型实验装置,进行Cl2的制备及探究Cl2的漂白性实验。下列说法正确的是()A.固体粉末甲为二氧化锰B.鲜花花瓣褪色说明Cl2具有漂白性C.W形管和V形管的玻璃泡能防止倒吸D.溶液乙为碱液,与安全气球共同防止Cl2逸出解析:D3.(2024·山东日照高三三模)类比推理是化学中常用的思维方法,下列说法正确的是()A.PCl3水解生成H3PO3和HCl,则NCl3水解生成HNO2和HClB.Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO,则Pb3O4可以写为PbO2·2PbOC.CO2与Ca(ClO)2反应生成CaCO3和HClO,则CO2与NaClO反应生成Na2CO3和HClOD.CH3CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH,则HOCH2CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为HOOC—COOH解析:B由于电负性:N>Cl>P,故PCl3中P为+3价,Cl为-1价,则PCl3水解生成H3PO3和HCl,则NCl3中N为-3价,Cl为+1价,因此水解生成NH3和HClO,A不符合题意;已知Fe常见化合价为+3价和+2价,则Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO,而Pb的常见化合价为+4价和+2价,故Pb3O4可以写为PbO2·2PbO,B符合题意;HClO的酸性大于HCOeq\o\al(-,3),则CO2与NaClO溶液反应生成NaHCO3和NaClO,C不符合题意;乙二醇、乙二酸均可被酸性KMnO4溶液氧化,即CH3CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH,则HOCH2CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CO2,D不符合题意。4.浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源,其中海水提溴工艺如图所示,下列说法中不正确的是()A.吹出塔中采用热空气有利于溴的吹出B.吸收塔中SO2被氧化C.吸收时可用Fe2(SO4)3溶液代替SO2和水D.若用该法得到1mol溴单质,至少消耗氯气2mol解析:C海水中通入氯气和酸,发生反应:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,因为液溴易挥发,采用热空气吹出溴单质,A正确;吸收塔中发生反应:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,硫元素化合价升高,SO2被氧化,B正确;根据B选项分析,SO2被氧化,SO2作还原剂,Fe2(SO4)3中Fe3+具有强氧化性,不与溴单质反应,因此Fe2(SO4)3不能代替SO2,C错误;若用该法得到1mol溴单质,在溴的富集过程中消耗1molCl2,最后制备过程中再消耗1molCl2,所以至少消耗氯气2mol,D正确。5.(2024·江西赣州高三二模)二氧化氯(ClO2)是一种高效、安全的杀菌消毒剂。一种综合法制备ClO2的工艺流程及ClO2分子的结构(O—Cl—O的键角为117.6°)如图所示。下列说法正确的是()A.Cl2与ClO2分子中所含化学键类型完全相同B.ClO2分子中含有大π键(πeq\o\al(5,3)),Cl原子杂化方式为sp2杂化C.“ClO2发生器”中,NaClO3的还原产物为Cl2D.“电解”时,阳极与阴极产物的物质的量之比为3∶1解析:BCl2分子中含有非极性共价键,而ClO2分子中含有极性共价键且由题干信息可知含有配位键,即二者所含化学键类型不相同,A错误;由题干ClO2的分子结构可知,ClO2分子中含有大π键(πeq\o\al(5,3)),Cl原子周围的价层电子对数为3,故杂化方式为sp2杂化,B正确;由题干流程图可知,NaClO3的还原产物为ClO2,C错误;由题干流程图可知,“电解”时,阳极发生氧化反应,即Cl--6e-+3H2O=ClOeq\o\al(-,3)+6H+,阴极发生还原反应,即2H2O+2e-=H2↑+2OH-,根据电子守恒可知,阳极与阴极产物的物质的量之比为1∶3,D错误。6.下列实验操作、现象和结论均正确的是()选项实验操作现象结论A用过氧化氢滴定碘化钾淀粉溶液溶液变蓝达到滴定终点B向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液,再加入CCl4振荡,静置下层呈紫红色该食用加碘盐中含有KIO3C用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别NO2、溴蒸气试纸变蓝该气体为溴蒸气D最后试管有浅黄色沉淀有机化合物中含有溴原子解析:BA项,碘化钾淀粉溶液一般作为指示剂,设计用过氧化氢滴定碘化钾淀粉溶液无法判定终点,实验不合理;B项,在酸性环境中,KIO3与KI反应生成I2,正确;C项,NO2溶于水变为硝酸,硝酸也具有强氧化性,也可使碘化钾淀粉试纸变蓝,错误;D项,加入AgNO3溶液之前必须要用硝酸中和溶液中的碱,错误。7.某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分及应,静置后取上层清液于试管中,将KSCN溶液滴入清液中,观察到瞬间产生白色沉淀,局部出现红色;振荡试管,红色又迅速褪去。已知:①CuCl2+Cu=2CuCl↓(白色),该反应速率很慢。②2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl,该反应速率很快。③(SCN)2是拟卤素,化学性质和氯气相似。下列说法正确的是()A.用KSCN溶液检验Fe3+时,Cu2+的存在不会对检验产生干扰B.局部出现红色主要是因为溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化成Fe3+,Fe3+与KSCN反应生成Fe(SCN)3C.白色沉淀是CuCl,是溶液中CuCl2与Cu反应生成的D.红色迅速褪去的原因可能是振荡试管时Cu2+与SCN-发生反应,从而使Fe3++3SCN-⥬Fe(SCN)3平衡逆移解析:D用KSCN溶液检验Fe3+时,根据2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl,Cu2+存在干扰,故A错误;红色物质是Fe(SCN)3,(SCN)2为拟卤素,化学性质和氯气相似,说明也具有氧化性,溶液中的Fe2+也可能是被(SCN)2氧化成Fe3+,故B错误;瞬间产生白色沉淀可能是溶液中的CuCl2与Cu反应生成,也可能是CuCl2、KSCN之间反应生成,故C错误;Cu只要与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+,Cu2+就会与SCN-反应,故红色褪去也有可能是溶液中的SCN-被消耗,从而使Fe3++3SCN-⥬Fe(SCN)3平衡逆移,故D正确。8.(2024·贵阳一中高三三模)无水AlCl3(178℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用Al和氯气通过如图所示装置制备。下列说法正确的是()A.试剂瓶B、C、F中分别盛饱和NaHCO3溶液、浓硫酸、浓硫酸B.反应开始时,应先点燃A处酒精灯,待观察到装置中充满黄绿色气体时,再点燃D处酒精灯C.若D中生成的AlCl3凝华堵塞导管,B中可观察到的现象为长颈漏斗中液面下降D.装置F和G可用装有无水CaCl2的干燥管替换解析:BA中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气,氯气中有氯化氢、水等杂质,先用B中饱和食盐水除氯化氢,再用C中浓硫酸干燥,氯气与铝在D中加热条件下反应制得氯化铝,反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收,为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸气反应,所以在收集装置和尾气吸收装置之间加一干燥装置F,E为收集瓶,以此解答该题。B用于除去氯化氢,应为饱和食盐水,A错误;反应开始时,应先点燃A处酒精灯开始反应,待观察到装置中充满黄绿色气体时,再点燃D处酒精灯,B正确;若D中生成的AlCl3凝华堵塞导管,B中压强增大,可观察到的现象为长颈漏斗中液面上升,C错误;无水氯化钙不能吸收氯气,不能起到尾气处理作用,D错误。9.碘及其化合物广泛应用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如图所示,下列说法不正确的是()A.加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe=2Ag+Fe2++2I-B.生成的沉淀与硝酸反应,生成AgNO3后可循环使用C.氧化步骤:若反应物用量比eq\f(n(氧化剂),n(还原剂))=1.5时,氧化产物为I2D.氧化步骤:若反应物用量比eq\f(n(氧化剂),n(还原剂))>1.5时,I2会被进一步氧化,造成单质碘的收率降低解析:C加入Fe粉,与AgI发生反应,生成Ag和FeI2,离子方程式为2AgI+Fe=2Ag+Fe2++2I-,A正确;生成的沉淀为Ag,与硝酸反应3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,生成AgNO3后可循环使用,B正确;氧化步骤:若反应物用量比eq\f(n(氧化剂),n(还原剂))=1.5时,发生反应3Cl2+2Fe2++4I-=6Cl-+2Fe3++2I2,氧化产物为Fe3+和I2,C不正确;氧化步骤:若反应物用量比eq\f(n(氧化剂),n(还原剂))>1.5时,I2会被过量Cl2进一步氧化为碘的含氧酸,造成单质碘的收率降低,D正确。10.海洋中有丰富的NaCl资源。研究表明,氯离子的侵入是造成钢筋混凝土腐蚀的主要原因(Na+对腐蚀无影响)。海砂经淡化后,Cl-的含量达到一定标准才能用作建筑用砂。某合作学习小组猜测Cl-会增大金属与盐溶液或酸溶液的反应速率。(1)工业上通过电解饱和NaCl溶液制Cl2的离子方程式为_______________________________________。(2)实验室用如图所示装置模拟工业上制Cl2。检验产生的Cl2的操作及现象是____________________________________________________________________。(3)探究Cl-是否会增大金属与盐溶液的反应速率。①小组同学利用图1所示装置进行探究。当Zn­Cu原电池工作约30s后,向电池槽内加入少量NaCl固体,电流随时间的变化如图2所示。甲同学认为加入NaCl固体后电流强度增大并不能说明Cl-会增大金属与盐溶液的反应速率,其理由可能是_____________________________________________________________。eq\o(\s\up7(),\s\do5(图1))eq\o(\s\up7(),\s\do5(图2))②乙同学利用温度传感器进行探究。分别取20mL0.1mol/LCuSO4溶液于A、B两个100mL烧杯中;向B烧杯中加入5gNaCl固体,使其溶解。在相同温度下,分别往两个烧杯中加入相同的用砂纸打磨过的镁条,采集温度数据,得出Cl-会增大金属与盐溶液的反应速率。已知0~100sA烧杯中溶液温度随时间的变化如图所示,请在相应位置画出0~100sB烧杯中溶液温度随时间的变化情况(100s时反应仍在进行)。(4)探究Cl-是否会增大金属与酸溶液的反应速率。小组同学的实验记录如表:实验序号Zn片酸其他试剂生成VmLH2的时间Ⅰ完全相同100mL0.1mol/L硫酸溶液—t1Ⅱ100mL0.2mol/L盐酸—t2Ⅲ100mLamol/L硫酸溶液少量bt3其中,t1>t2,t1>t3。①由实验Ⅰ和实验Ⅱ_____(填“能”或“不能”)推知Cl-会增大金属与酸溶液的反应速率,理由是______________________________________________。②小组同学一致认为,由实验Ⅰ和实验Ⅲ可推知Cl-会增大金属与酸溶液的反应速率,则实验Ⅲ中,a=____________________________________________,b处填__________。(5)提出一种合理的降低海砂中Cl-含量的方法:_________________________。解析:(1)2Cl-+2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2OH-+Cl2↑+H2↑(2)将碘化钾淀粉试纸湿润,粘在玻璃棒的一端,将此端靠近a管口,试纸变蓝,则表明反应生成Cl2(3)①加入NaCl固体后,溶液中离子浓度增大,导电能力增强②见下图(4)①不能Zn与酸反应时,c(H+)相同,但盐酸与Zn反应所用时间比硫酸短,可能是Cl-增大反应速率,也可能是SOeq\o\al(2-,4)减慢反应速率②0.1NaCl固体(5)用淡水冲洗(或其他合理方法)(2024·泉州五中高三适应检测)氯化磷酸三钠熔点67℃,常温下较稳定,受热易分解,具有良好的消杀、漂白作用,广泛用于医药、餐饮行业。某小组设计如下流程制备氯化磷酸三钠。下列叙述错误的是()A.理论上制得的氯化磷酸三钠不超过0.3molB.“反应池1”中最少应加入400mL3mol·L-1磷酸溶液C.“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤和高温烘干D.氯化磷酸三钠因含NaClO而具有消杀、漂白作用解析:Cn(NaOH)=4.2mol,根据Na守恒,1个(Na3PO4·12H2O)4·NaClO中含有13个Na原子,所以则n[(Na3PO4·12H2O)4·NaClO]最多为0.3mol,A正确;(Na3PO4·12H2O)4·NaClO中,n(Na)∶n(P)=13∶4,n(NaOH)=4.2mol,所以n(P)=1.2mol,浓度为3mol·L-1,所以体积为400mL,B正确;氯化磷酸三钠的熔点为67℃,常温下较稳定,受热易分解,所以不能高温烘干,C错误;NaClO具有强氧化性,所以具有漂白、杀菌和消毒的作用,D正确。12.(2024·河北沧县一中高三模拟)三氯乙醛是无色易挥发油状液体,有刺激性气味,易溶于乙醇、乙醚和氯仿,能与水化合生成三氯乙醛水合物,易被HClO氧化生成CCl3COOH。实验室设计如下图所示装置,测定K2Cr2O7样品的质量分数,并用制得的Cl2在83~85℃下与乙醇制备少量三氯乙醛。(1)A中发生反应的化学方程式为____________________________________。(2)装置D、G内所盛试剂的作用为______________________________,导气管a的作用是________________________________________________。(3)标准状况下,测定K2Cr2O7样品的质量分数时,若实验前后集气管中液面读数分别为V1mL、V2mL,则K2Cr2O7样品的质量分数的表达式为______________________(无需化简)。(4)该实验装置中三通阀的孔路位置如下所示,测定K2Cr2O7样品的质量分数时调节为______,制备少量三氯乙醛时三通阀的孔路调节为______,并将水准管向______(填“上”或“下”)移动,使Cl2进入右侧装置。(5)仪器F的加热方式为________,仪器b中冷凝水下进上出的目的是____________________________________,由于实验过程中可能会生成C2H5Cl等杂质,从F中分离出CCl3CHO,需要进行蒸馏操作,蒸馏时不能选用仪器b的原因是__________________________________________。(6)装置H的作用是吸收过量的Cl2,其离子方程式为________________________________。解析:(1)K2Cr2O7+14HCl(浓)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O(2)吸收水蒸气,防止Cl2与水反应生成的HClO将CCl3CHO氧化生成CCl3COOH平衡压强,有利于液体顺利流下,消除由于滴加浓盐酸造成的误差(3)eq\f(\f((V2-V1)×10-3,22.4)×\f(1,3)×294,a)×100%(4)CD上(5)水浴加热使冷凝水充满整个管道,提高冷凝效果会有部分馏分残留在球形冷凝管中,不利于收集(6)Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O解析:(3)测定实验前后集气管中液面读数分别为V1mL、V2mL,则标准状况下氯气的体积为(V2-V1)×10-3L,氯气的物质的量为eq\f((V2-V1)×10-3,22.4)mol,根据K2Cr2O7+14HCl(浓)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,可知K2Cr2O7的物质的量为eq\f((V2-V1)×10-3,22.4)×eq\f(1,3)mol,根据公式m=M×n可知,K2Cr2O7的质量为eq\f((V2-V1)×10-3,22.4)×eq\f(1,3)×294g,则样品中K2Cr2O7样品的质量分数的表达式为eq\f(\f((V2-V1)×10-3,22.4)×\f(1,3)×294,a)×100%。

第2讲硫及其化合物考点一硫及其氧化物的性质1.硫单质硫元素在元素周期表中的位置是第__三__周期,__Ⅵ__族。原子结构示意图为____,价层电子排布式和价层电子排布图分别为__3s23p4__、。(1)硫元素的存在形态eq\o(\s\up7(存在),\s\do5(形态))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(游离态:火山喷口附近或地壳的岩层里,化合态:主要以硫化物和硫酸盐,的形式存在))(2)硫单质的物理性质俗称颜色状态溶解性水酒精CS2硫黄__黄色__晶体__不溶__微溶__易溶__(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质①能与单质反应:eq\o(S,\s\up6(-2))eq\o(←,\s\up7(氧化性))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(→,\s\up7(还原性))eq\o(S,\s\up6(+4))②能与强氧化剂反应(如浓硫酸)S+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑+2H2O,表现__还原__性。③能与NaOH溶液反应3S+6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S+Na2SO3+3H2O,表现__氧化性和还原性__。特别提醒(1)硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。(2)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。(3)实验室中,残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶液除去。2.硫的氧化物(SO2、SO3)(1)二氧化硫(SO2)①物理性质色、态、味密度溶解性无色、有刺激性气味的气体比空气__大__易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约__40__体积SO2②化学性质SO2在化学试剂中,只能漂白品红溶液,与其他物质均不是体现漂白性。③SO2实验室制备与探究流程原理性质探究尾气处理Na2SO3固体与70%左右的浓硫酸反应:__Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O__a.酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性,反应的离子方程式为__2MnOeq\o\al(-,4)+5SO2+2H2O=2Mn2++5SOeq\o\al(2-,4)+4H+__。b.Na2S溶液中有淡黄色浑浊生成,证明SO2具有氧化性,化学方程式为__3SO2+2Na2S=2Na2SO3+3S↓__。c.品红溶液褪色,证明SO2具有漂白性,但褪色后的液体加热后又会恢复红色用__NaOH溶液__吸收尾气(2)三氧化硫(SO3)①物理性质:熔点16.8℃,沸点44.8℃,在常温下为__液__态,在标准状况下为无色、针状晶体(__固__态)。②化学性质:SO3具有酸性氧化物的化学通性,主要反应如下(写出化学方程式)。a.与H2O反应:__SO2+H2O=H2SO4__(工业制硫酸的重要步骤)。b.与碱性氧化物反应(如与CaO反应):__CaO+SO2(g)=CaSO4__。c.与碱反应[如与Ca(OH)2的反应]:__SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O__。(3)硫的氧化物的污染与治理①硫的氧化物的来源、危害及治理②硫酸型酸雨的形成过程特别提醒(1)SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀。(2)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。(3)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性。易错易混判断下列说法正误(正确的画“√”,错误的画“×”,并说明错因)。(1)硫在自然界中仅以化合态存在。()错因:(2)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。()错因:(3)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。()错因:(4)二氧化硫漂白纸浆,没发生化学反应。()错因:(5)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同。()错因:(6)SO2和Cl2的水溶液都有漂白性,混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好。()错因:(7)标准状况下,22.4LSO3中含有硫原子数为NA。()错因:解析:(1)×硫在自然界中不仅以化合态存在,还能以单质形式存在。(2)×硫在空气或纯氧中燃烧

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