1、第第 2 2 讲讲富集在海水中的元素富集在海水中的元素氯、溴和碘氯、溴和碘 考试要点核心素养 1.了解氯元素的单质及其重要化合 物的制备方法。 2.掌握氯元素的单质及其重要化合 物的主要性质及其应用。 3.了解氯元素的单质及其重要化合 物对环境的影响。 1.宏观辨识与微观探析:认识氯气及其化合物的性质与 应用,形成“性质决定应用”的观念;能从氯原子的结 构理解 Cl2的性质,形成“结构决定性质”的观念。 2.科学探究与创新意识:探究 Cl2的制备原理及其性质, 并进行实验探究验证。 3.科学精神与社会责任:认识氯及其化合物对环境的影 响,具有绿色和环保的意识。 一、氯元素的单质及其化合物的性质
2、及应用 1.氯气的物理性质 颜色状态气味密度毒性溶解性 黄绿色气体有刺激性气味比空气大有毒1 体积水溶解约 2 体积 Cl2 注意实验室里闻有毒气体及未知气体的气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少 量气体飘进鼻孔(如图所示)。 2.氯气的化学性质 (1)与金属反应 (2)与非金属单质反应 与 H2反应:H2+Cl22HCl (3)与水反应 溶于水的氯气部分与水反应的离子方程式为Cl2+H2OH +Cl-+HClO 。 (4)与碱反应 (5)与还原性无机化合物反应 (6)与有机物反应 3.氯水的性质 氯气能溶于水,氯气的水溶液被称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。 (1)氯水的成分 (2
3、)氯水性质的多重性 4.次氯酸 次氯酸见光分解的化学方程式:2HClO2HCl+O2。 5.次氯酸盐 (1)漂白液 (2)漂白粉 二、氯气的实验室制法及实验探究 1.氯气的实验室制法 (1)反应原理: MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O 注意实验室制氯气时也可以用 KMnO4、K2Cr2O7、KClO3代替 MnO2,且反应不需要加热,如 2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O。 (2)装置类型:固体+液体气体。 (3)净化方法:通过盛饱和食盐水的洗气瓶除去 HCl,再通过盛浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气。 (4)收集方法:向上排空气法或排饱和食盐
4、水法。 (5)尾气吸收:用强碱溶液(如 NaOH 溶液)吸收,离子方程式为Cl2+2OH - Cl -+ClO- +H2O。 2.验满方法 (1)将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛 Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证 明已集满。 (2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛 Cl2的集气瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明 已集满。 三、卤素单质及其工业制备方法 1.卤素单质的物理性质 单质颜色状态水溶液颜色有机溶剂中的颜色 F2浅黄绿色气体 Cl2黄绿色气体浅黄绿色黄绿色 Br2深红棕色液体橙黄色橙红色 I2紫黑色固体深黄色褐色紫红色 2.卤素单质性质的相似性 (1)都能与大多数金属反应:如 2Fe+
5、3Br22FeBr3、Fe+I2FeI2。 (2)都能与 H2反应生成HX(X 代表 F、Cl、Br、I,下同)。 (3)都能与水反应:X2+H2OHX+HXO(F2例外)。 (4)都能与碱液(如 NaOH 溶液)反应:X2+2NaOHNaX+NaXO+H2O(F2例外)。 3.卤素单质性质的递变性 4.卤素离子的检验方法 (1)AgNO3溶液沉淀法 未知液生成 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 (3)氧化淀粉法检验 I - 未知液溶液呈蓝色,表明有 I - 1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)新制氯水显酸性,向其中滴加
6、少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色 () (2)将 CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸() (3)液氯和氯水是同一物质 () (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)氯气作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化 () (6)Cl2能使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝,说明 Cl2具有氧化性() (7)溴化银具有感光性,碘化银不具有感光性() (8)加碘食盐可用淀粉溶液检验其中的碘 () (9)类比 Fe 与 Cl2的反应判断 Fe 与 I2反应时生成 FeI3() (10)向无色溶液中滴加氯水和 CCl4,振荡、静置,下层溶液显紫红色,证明原溶液中含
7、有 I - () 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 2.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)实验室保存新制饱和氯水的方法是。 (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:。 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 将酚酞漂白向无色溶液中再滴 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 3.关于氟、氯、溴、碘
8、的下列说法中,错误的是 () A.它们最外层电子数都是 7 B.原子核外电子层数依次增多 C.原子半径依次减小 D.原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱 答案C氟、氯、溴、碘原子核外最外层电子数相同,都是 7,A 正确;随着原子序数增加,它们 的电子层数依次增加,B 正确;随着原子序数增加,它们的电子层数依次增加,原子半径依次增 大,C 错误;随着原子序数增加,原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱,D 正确。 考点一氯元素的单质及其化合物的性质及应用 典例探究 例在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是 () A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有 Cl2 B.向
9、氯水中滴加硝酸酸化的 AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有 Cl - C.向氯水中加入 NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有 H + D.向 FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有 HClO 答案D氯水中含有“三分四离”Cl2、HClO、H2O、H +、Cl-、ClO-、OH-(少),含 Cl 2,溶 液呈浅黄绿色,A 项正确;含 Cl -,加入 AgNO 3溶液反应生成 AgCl 沉淀,B 项正确;能与 NaHCO3反应 生成 CO2,说明含有 H +,C 项正确;氯水中 Cl 2可以将 Fe 2+氧化为 Fe3+,D 项错误。 名师点拨 氯水中平衡(C
10、l2+H2OH +Cl-+HClO)移动的应用 向氯水中加入的物 质或改变的条件 浓度变化 平衡移动 的方向 应用 可溶性氯化物c(Cl -)增大 左移 用饱和食盐水除 Cl2中的 HCl; 用排饱和食盐水法收集 Cl2 盐酸c(H +)和 c(Cl -)增大 左移洁厕剂和“84”消毒液不宜混合使用 NaOHc(H +)减小 右移用 NaOH 吸收多余的 Cl2 光照c(HClO)减小右移氯水应避光保存或现用现配 碳酸钙c(H +)减小 右移制取次氯酸浓度较大的氯水 题组训练 题组一氯气的化学性质 1.下列关于氯气的叙述中不正确的是() A.氯气呈液态时称为液氯 B.氯气的密度比空气的大 C.
11、氯气的水溶液中含有多种分子 D.氯气在碱性溶液中漂白性会增强 答案D氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,氯气在碱性溶液中漂白性会降低,D 错误。 2.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淀粉-KI 溶液变成蓝色Cl2具有氧化性 答案DA 项是因为 Cl2具
12、有强氧化性,错误;Cl2本身没有酸性,溶液褪色,可能是 Cl2与水反应 生成 HCl 和 HClO,再与 NaOH 溶液发生中和反应生成盐而使溶液褪色,还可能是生成的 HClO 的漂 白性使溶液褪色,B 项错误;Cl2本身不具有漂白性,而是 Cl2与 H2O 作用生成的 HClO 具有漂白 性,C 项错误。 题组二氯水的性质 3.新制氯水与久置的氯水相比较,下列结论不正确的是 () A.颜色相同 B.前者能使有色布条褪色 C.都含有 H + D.加 AgNO3溶液都能生成白色沉淀 答案A新制氯水显浅黄绿色,而久置的氯水几乎无色,颜色不相同,A 错误。 4.(2020 四川绵阳诊断一)数字化实验
13、是利用传感器和信息处理终端进行数据采集与分析的实验 手段。下图是利用数字化实验测定光照氯水过程中得到的图像,该图像表示的意义是 () A.氯离子浓度随时间的变化B.氧气体积分数随时间的变化 C.氯水的 pH 随时间的变化D.氯水导电能力随时间的变化 答案C氯水光照发生反应:2HClO2HCl+O2,则随着横坐标时间的增大,氯离子浓度应该 越来越大,故 A 错误;随着横坐标时间的增大,氧气体积分数应该越来越大,故 B 错误;随着横坐 标时间的增大,弱酸 HClO 分解生成强酸 HCl,则氯水的 pH 越来越小,故 C 正确;随着横坐标时间 的增大,氯水导电能力也越来越大,故 D 错误。 题组三次
14、氯酸与次氯酸盐 5.下列有关 NaClO 和 NaCl 混合溶液的叙述正确的是() A.该溶液中,H +、NH 4 +、Ag+可以大量共存 B.向该溶液中通入 CO2,不发生化学反应 C.该溶液可作游泳池的消毒剂,有效成分是 NaCl D.常温下,将氯气通入 NaOH 溶液中可以得到该溶液 答案DH +与 ClO-,Cl-与 Ag+不能大量共存,A 错误;向题给溶液中通入 CO 2,酸性:H2CO3HClO,所 以 CO2与 NaClO 溶液发生强酸制取弱酸的反应生成 HClO,B 错误;NaClO 具有强氧化性,可杀菌、 消毒,可作游泳池的消毒剂,有效成分是 NaClO,C 错误。 6.(2
15、020 北京高三二模)漂白粉和漂粉精是常用的消毒清洁用品,有效成分均为 Ca(ClO)2,相应的 生产流程如下: 下列说法不正确的是() A.中阳极的电极反应式为 2Cl -2e- Cl2 B.中反应的化学方程式为 2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O C.上述过程涉及氧化还原反应、化合反应、复分解反应 D.制备漂粉精过程中,Cl2转化为 Ca(ClO)2时,Cl 的原子利用率为 100% 答案DA 项,电解过程中阳极失电子,溶液中的 Cl -在阳极发生反应生成 Cl 2,阳极的电极反应 式为 2Cl -2e- Cl2,正确;B 项,反应为氯气和氢氧化钙反应,反应的
16、化学方程式为 2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,正确;C 项,题述过程中反应、均为氧化还原反 应,反应为化合反应,反应为复分解反应,正确;D 项,制备漂粉精过程中,Cl2与 Na2CO3反应 时,Cl2中的 Cl 原子没有全部转化为 Cl2O,因此 Cl 的原子利用率不为 100%,错误。 考点二考点二氯气的实验室制法、性质及实验探究氯气的实验室制法、性质及实验探究 典例探究 例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,浓盐酸就可全部反应 B.图中:生成蓝色的烟 C.图中:用日光照射量筒,量筒中会产生大量白雾,
17、液面会迅速上升 D.图中:a 中有色布条褪色,b 中不褪色 答案C浓盐酸与 MnO2共热发生反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O,随着反应的进 行 HCl 的量不断减少,而且反应生成水的量逐渐增多,使浓盐酸逐渐变稀,但稀盐酸不能与 MnO2 反应,所以即使 MnO2过量,浓盐酸也不可能完全反应,A 错误;铜丝在 Cl2中点燃产生棕黄色的 烟,B 错误;因 Cl2不具有漂白性,故干燥的有色布条 a 不会褪色,而 Cl2溶解在湿润的有色布条 b 中生成了 HClO,HClO 具有漂白性,故 b 中有色布条褪色,D 错误。 名师点拨 实验室用 MnO2和浓盐酸制取 Cl2时的注
18、意事项 (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)实验结束后,先使反应停止并排出残留的 Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。 (4)尾气处理时,用 NaOH 溶液吸收 Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含 Ca(OH)2的量少,吸收不完全。 题组训练 1.(2020 全国高三模拟)某化学实验创新小组设计了如图所示的检验 Cl2某些性质的一体化装置。 下列有关描述不正确的是() A.浓盐酸滴到氯酸钾固体上反应的离子方程式为
19、 5Cl -+ClO 3 -+6H+ 3Cl2+3H2O B.无水氯化钙的作用是干燥 Cl2,且干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色 C.2 处溶液中出现白色沉淀,3 处溶液变蓝,4 处溶液变为橙色,三处现象均能说明 Cl2具有氧化 性 D.5 处溶液变为红色,底座中溶液红色消失,氢氧化钠溶液的作用为吸收剩余的 Cl2以防止污染 答案C浓盐酸滴到氯酸钾固体上可生成 Cl2,含不同化合价的同种元素的物质间发生氧化还 原反应时,化合价只靠近不交叉,故反应的离子方程式为 5Cl -+ClO 3 -+6H+ 3Cl2+3H2O,A 项正 确;为了检验 Cl2有无漂白性,应该先把 Cl2干燥,故无水
20、氯化钙的作用是干燥 Cl2,然后会出现干 燥的有色布条不褪色而湿润的有色布条褪色的现象,B 项正确;Cl2与水反应生成 HCl 和 HClO,HCl 与硝酸银溶液反应产生白色沉淀,无法说明 Cl2具有氧化性,C 项错误;Cl2与 5 处硫酸 亚铁溶液反应生成 Fe 3+,Fe3+与 SCN-反应生成红色配合物,氢氧化钠溶液可以吸收剩余的 Cl 2,防止 污染空气,D 项正确。 2.纯净干燥的氯气与熔融金属锡反应可制备 SnCl4,某化学小组的同学设计了如下实验装置进行 制备。 已知:金属锡熔点为 231,化学活泼性与铁相似;SnCl4的沸点为 114;SnCl4易与水反应。 请根据上图装置回答
21、: (1)装置中发生反应的化学方程式为。 (2)试管中的试剂是,装置的作用是。 (3)装置最好选用下列装置中的(填标号)。 (4)实验结束后,欲回收利用装置中未反应完的 MnO2,需要的分离方法。 (5)为了顺利完成实验,点燃酒精灯的正确操作是(填字母)。 A.先点燃处酒精灯,后点燃处酒精灯 B.先点燃处酒精灯,后点燃处酒精灯 C.同时点燃、两处酒精灯 答案(1)Sn+2Cl2SnCl4(2)饱和食盐水冷却和收集 SnCl4(3)B(4)过滤(5)A 考点三考点三卤素单质及其工业制备方法卤素单质及其工业制备方法 题组一卤素单质性质的相似性与递变性 1.(2020 福建南平一诊)某小组比较 Cl
22、 -、Br-、I-的还原性,实验如下: 实验 1实验 2实验 3 装置 现象 溶液颜色无明显变化;把蘸浓氨水 的玻璃棒靠近试管口,产生白烟 溶液变黄;把湿润的淀粉-KI 试纸靠近试管口,变蓝 溶液变成深紫色;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)2SO4 B.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 H2SO4的强酸性、强氧化性等性质 答案B硫酸不具有挥发性,白烟不是(NH4)2SO4,而是浓硫酸与 NaCl 固体反应生成的挥发性酸 HCl 与氨气反应生成的氯化铵,故
23、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,溴单质将湿润的淀粉-KI 试纸中的碘离子氧化成碘单质,使淀粉-KI 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:Cl 2Br2, 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,中溶液中还有剩余的浓 硫酸,也能将 I -氧化成碘单质;所以试验 3 中无法确定是何种物质将碘离子氧化成 I 2,故 C 错误。 中为难挥发性酸制备易挥发性酸,为浓硫酸氧化溴离子,所以利用了浓 H2SO4的难挥发性、 强氧化性,故 D 错误。 2.某混合溶液中
24、含有 NaI、NaBr、Na2SO4三种溶质,其物质的量均为 1mol,向混合溶液中通入一 定量的氯气。下列说法正确的是() A.将溶液蒸干最多可以得到 4molNaCl B.将溶液蒸干并燃烧,得到的固体可能是 NaCl、NaBr、Na2SO4 C.向溶液中滴加淀粉-KI 溶液,溶液变蓝,则氯气一定过量 D.若通入氯气的体积为 22.4L(标准状况),反应的离子方程式为 2I -+Cl 2 I2+2Cl - 答案B氯气与硫酸钠不反应,因此将溶液蒸干最多可以得到 2molNaCl,A 错误;若氯气与部分 溴化钠反应,则将溶液蒸干并灼烧,得到的固体可能是 NaCl、NaBr、Na2SO4,B 正确
25、;向溶液中滴 加淀粉-KI 溶液,溶液变蓝,说明有碘生成,氯气可能只与部分的 NaI 反应,C 错误;D 项,正确的离 子方程式为 2I -+Cl 2 I2+2Cl -、2Br-+Cl 2 Br2+2Cl -,错误。 题组二卤素单质的工业制备方法 3.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下: 下列说法中正确的是() A.进入吹出塔前,Br -被还原成了 Br 2 B.从吹出塔进入吸收塔的物质只有 Br2 C.经过吸收塔后,溴元素得到了富集 D.蒸馏塔中只发生了物理变化 答案C进入吹出塔前,发生反应:Cl2+2Br - 2Cl -+Br 2,溴元素的化合价升高,Br -被氧化,A 项 错误;根据题
26、给流程,从吹出塔进入吸收塔的物质除 Br2外,还有空气、水蒸气、过量的氯气等,B 项错误;吸收塔中发生的反应是 SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,海水中c(Br -)很小,因此吸收塔的 目的是富集溴元素,C 项正确;蒸馏塔中发生的主要反应为 Cl2+2Br - Br2+2Cl -,存在化学变化, 同时也存在物理变化,D 项错误。 4.用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以 I -形式存在)的工艺流程如下: 下列说法不正确的是() A.经和所得溶液中,c(I -)后者大于前者 B.的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子树脂 C.若和中分别得到等量 I2,则消耗的n(Cl2)n(KClO3
27、)=52 D.由得到碘产品的过程,主要发生的是物理变化 答案CA 项,题给流程是碘元素富集的过程,正确;B 项,需要将树脂上吸附的 I2解脱为溶液 中的 I -再进行中的反应,正确;C 项,中反应:Cl 2I2,中反应:ClO3 -3I 2,根据比例关系,生成 等量的 I2时,消耗 Cl2和 KClO3的物质的量之比应为 31,错误;D 项,升华为物理变化,正确。 1.(2020 天津,1,3 分)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84 消毒液”的主要有效 成分是() A.NaOHB.NaClC.NaClOD.Na2CO3 答案CNaClO 水解产生的 HClO 具有强氧化性,可以杀
28、死病毒,故 C 项正确。 2.(2020 课标,26,14 分)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室 中利用下图装置(部分装置省略)制备 KClO3和 NaClO,探究其氧化还原性质。 回答下列问题: (1)盛放 MnO2粉末的仪器名称是,a 中的试剂为。 (2)b 中采用的加热方式是。c 中化学反应的离子方程式是, 采用冰水浴冷却的目的是。 (3)d 的作用是,可选用试剂(填标号)。 A.Na2SB.NaClC.Ca(OH)2D.H2SO4 (4)反应结束后,取出 b 中试管,经冷却结晶,干燥, 得到 KClO3晶体。 (5)取少量 KClO3和 NaClO 溶液分别
29、置于 1 号和 2 号试管中,滴加中性 KI 溶液。1 号试管溶液颜 色不变。2 号试管溶液变为棕色,加入 CCl4振荡,静置后 CCl4层显色。可知该条件下 KClO3的 氧化能力(填“大于”或“小于”)NaClO。 答案(1)圆底烧瓶饱和食盐水(2)水浴加热Cl2+2OH - ClO -+Cl-+H 2O 避免生成 NaClO3 (3)吸收尾气(Cl2)AC(4)过滤少量(冷)水洗涤(5)紫小于 解析(1)a 装置的作用是除去 Cl2中混有的 HCl 气体,所以 a 中试剂为饱和食盐水。(2)b 中采 用的加热方式为水浴加热。冰水浴温度下,Cl2与 NaOH 反应生成 NaCl、NaClO
30、 和 H2O;b 中温度较 高,生成的是 KClO3,则进入 c 中的 Cl2温度较高,为防止生成 NaClO3,所以用冰水浴冷却。(3)d 装置的作用是吸收多余的 Cl2。Cl2能与 Na2S 发生置换反应生成 S 和 NaCl;Cl2与 NaCl 溶液不反 应;Cl2能与 Ca(OH)2反应生成 CaCl2、Ca(ClO)2和 H2O;Cl2与 H2SO4不反应;故选 A、C。(4)b 中得 到温度较高的 KClO3和 KCl 的混合溶液,降低温度,KClO3的溶解度明显降低,而 KCl 的溶解度随 温度变化不明显,所以采用降温结晶的方法得到 KClO3;由于低温时,KClO3的溶解度较小
31、,所以用 冷水洗涤 KClO3晶体。(5)2 号试管中棕色溶液为碘水,说明 NaClO 将 I -氧化为 I 2,加入 CCl4萃取 分层,碘的 CCl4溶液为紫色;1 号试管溶液颜色不变,说明 KClO3不能氧化 I -,该对照实验说明 NaClO 的氧化性强于 KClO3。 3.(2020 课标,26 节选)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是 重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题: (3)Cl2O 为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的 HgO 和 Cl2反应来制备,该反应为歧化反 应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备 Cl2O
32、的化学方程式为 。 (4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为 NaClO2、 NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到 ClO2溶液。上述过程 中,生成 ClO2的反应属于歧化反应,每生成 1molClO2消耗 NaClO2的量为mol;产生“气泡” 的化学方程式为。 (5)“84 消毒液”的有效成分为 NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是 (用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到 30%的 NaOH 溶液中来制备 NaClO 溶液,若 NaClO 溶液中 NaOH 的质量分数为 1%,则生产 1000kg
33、 该溶液需消耗氯气的质量为kg(保留 整数)。 答案(3)2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O (4)1.25NaHCO3+NaHSO4CO2+Na2SO4+H2O (5)ClO -+Cl-+2H+ Cl2+H2O203 解析(3)HgO 与 Cl2的反应为歧化反应,Cl2既是氧化剂又是还原剂,汞元素与氧元素化合价不变, 故 HgO 与 Cl2反应生成 Cl2O 的同时还生成 HgCl2,依据得失电子守恒可知,生成 HgCl2与 Cl2O 的物 质的量之比为 11。(4)由题意可知 NaClO2生成 ClO2的反应为歧化反应,故,依 据得失电子守恒可得,生成 ClO2与 NaCl 的物质的量之
34、比为 41,依据氯原子守恒可得,NaClO2与 ClO2的物质的量之比为 54,每生成 1molClO2消耗 NaClO2的量为 1.25mol;ClO2易溶于水,故 “气泡”的成分只能是 CO2,NaHSO4与 NaHCO3反应生成 Na2SO4、H2O 和 CO2。(5)酸性条件下 ClO -与 Cl -可发生氧化还原反应生成 Cl 2和 H2O;设反应前 NaOH 溶液的质量为akg,消耗氯气的质量为 xkg,则x+a=1000;反应消耗 NaOH 的质量为(0.3a-10001%)kg=(0.3a-10)kg,由化学方程式 Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O 可知: ? 0
35、.3?-10= 71 80,与 x+a=1000 联立可求出x203。 4.(2020 江苏单科,18 节选)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒 剂。NaClO 可用于制备二氯异氰尿酸钠。 (1)NaClO 溶液可由低温下将 Cl2缓慢通入 NaOH 溶液中而制得。制备 NaClO 的离子方程式为 ;用于环境杀菌消毒的 NaClO 溶液须稀释并及时使用,若在 空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是 。 答案(1)Cl2+2OH - ClO -+Cl-+H 2O NaClO 溶液吸收空气中的 CO2后产生 HClO,HClO 见光分解 解析
36、(1)低温下 Cl2与 NaOH 溶液发生反应可制得 NaClO,则 Cl2与 NaOH 发生的反应为 Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,故制备 NaClO 的离子方程式为 Cl2+2OH - Cl -+ClO-+H 2O;NaClO 溶液吸收空气中的 CO2发生反应:NaClO+CO2+H2ONaHCO3+HClO,HClO 不稳定,见光易分 解:2HClO2HCl+O2,故 NaClO 溶液在空气中暴露时间过长且见光会导致消毒作用减弱。 A A 组组基础达标基础达标 1.下列叙述中正确的是() A.能使润湿的淀粉-KI 试纸变成蓝色的物质一定是 Cl2 B.用硝酸酸化的硝酸银
37、溶液能鉴别 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 答案B很多氧化剂(如 HNO3、O3等)能将 I -氧化为 I 2,A 项错;碘单质的 CCl4溶液显紫色,C 项 错;CCl4的密度比水的大,应是下层显橙红色,D 项错。 2.(2020 吉林松原模拟)某化学兴趣小组利用 MnO2、浓盐酸及如图装置制备 Cl2。下列分析中不 正确的是() A.中可用分液漏斗代替长颈漏斗 B.中缺少加热装置 C.中盛放的 NaOH 溶液可以净化 Cl2 D.中的导管口若连接倒
38、置漏斗可防止倒吸 答案C氯气能与氢氧化钠溶液反应,故中不能盛放氢氧化钠溶液。 3.(2020 江苏高三三模)“84 消毒液”可杀灭病毒,可用 Cl2与 NaOH 溶液反应制备。下列关于 “84 消毒液”的说法不正确的是() A.属于胶体B.有效成分为 NaClO C.室温下溶液 pH 大于 7D.有强氧化性 答案A“84 消毒液”分散质直径小于 1nm,属于溶液,故 A 错误;氯气和 NaOH 溶液反应生成 氯化钠和次氯酸钠,次氯酸根离子具有强氧化性,可以消毒杀菌,所以有效成分为 NaClO,故 B 正 确;次氯酸为弱酸,所以次氯酸钠为强碱弱酸盐,溶液显碱性,故 C 正确;次氯酸根离子具有强氧
39、 化性,所以“84 消毒液”具有强氧化性,故 D 正确。 4.某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是 () A.E 处棉花球变成黄色,说明 Cl2的氧化性比 Br2强 B.F 处棉花球变成蓝色,说明 Br2的氧化性比 I2强 C.E 处发生反应的离子方程式为 Cl2+2Br - 2Cl -+Br 2 D.G 装置中 NaOH 溶液与 Cl2反应的离子方程式为 2OH -+Cl 2 ClO -+Cl-+H 2O 答案BCl2与 NaBr 反应:Cl2+2Br - 2Cl -+Br 2,故 A、C 正确;氯气和溴蒸气都能与 KI 反应生 成碘单质,故 F 处棉花球
40、变成蓝色,不能说明溴的氧化性比碘的强,B 错误;Cl2与 NaOH 反应,其离 子方程式为 Cl2+2OH - Cl -+ClO-+H 2O,D 正确。 5.在实验室利用浓盐酸和二氧化锰制氯气,制备装置中应使用分液漏斗而不能使用长颈漏斗。 下列有关理由错误的是() A.防止氯气扩散到空气中造成污染 B.便于控制加入盐酸的量 C.长颈漏斗便于添加液体 D.尽量避免氯化氢挥发到空气中 答案C用分液漏斗既可防止氯化氢气体和氯气挥发污染环境,又可控制滴加盐酸的量和滴加 速度,从而控制反应速率,提高盐酸的利用率。 6.某溶液中除 Na +外,还含有 SO 4 2-、HCO 3 -、SO 3 2-和 CO
41、 3 2-等离子,通入足量 Cl 2,溶液中浓度增大的 离子是() A.SO4 2- B.HCO3 - C.SO3 2- D.CO3 2- 答案A溶液中通入氯气时,发生反应 Cl2+SO3 2-+H 2O 2Cl -+2H+SO 4 2-,SO 3 2-浓度减小,SO 4 2-浓 度增大;又有 Cl2+H2OH +Cl-+HClO,生成的 H+使 HCO 3 -、CO 3 2-转化成二氧化碳气体,HCO 3 -、CO 3 2- 浓度减小。 7.(2020 云南昆明月考)溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属 卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物,跟水反应的
42、化学方程式为 IBr+H2OHBr+HIO,下列有关 IBr 的叙述中,不正确的是() A.IBr 是双原子分子 B.在很多反应中,IBr 是强氧化剂 C.和 NaOH 溶液反应生成 NaBr 和 NaIO D.和水反应时,既是氧化剂又是还原剂 答案DIBr 中 I 为+1 价,Br 为-1 价,是双原子分子,A 正确;IBr 的化学性质与卤素相似,B 正 确;与碱反应的实质可看成是 IBr 先与水反应,生成物 HBr 和 HIO 再与碱反应,C 正确;IBr 跟水 反应的化学方程式为 IBr+H2OHBr+HIO,反应前后各元素的化合价均未发生变化,仍然是 I 为 +1 价,Br 为-1 价
43、,故这个反应不是氧化还原反应,D 错误。 8.(2020 河南高三一模)某同学欲利用浓盐酸、MnO2、Fe 等试剂制取无水氯化铁、收集一定量的 氯气并验证其某些性质,实验装置如图所示(制气装置省略)。下列说法错误的是() A.中 a 导管应向下延伸至接近集气瓶底 B.若撤去,则中可能有 Fe2O3生成 C.当中充满黄绿色气体时再点燃处酒精灯 D.中试纸若是湿润的,则根据产生的现象可证明氯气有酸性、漂白性 答案D氯气的密度比空气的大,应采用向上排空气法收集,故需要将 a 导管延长至接近集气 瓶底,A 正确;若撤去,则中的水蒸气会进入中,导致 FeCl3水解生成 Fe(OH)3,Fe(OH)3受热
44、 分解变为 Fe2O3,B 正确;加热时装置中的空气会与 Fe 反应,故应先通入一段时间 Cl2,以排尽装置 中的空气,防止加热时铁被空气氧化,C 正确;干燥的氯气无漂白性、酸性,D 错误。 9.(2020 黑龙江实验中学摸底)瑞典化学家舍勒将软锰矿(主要成分为 MnO2)与浓盐酸混合加热, 在世界上首先得到了氯气。已知 Cl2和碱溶液在不同条件下,得到的产物不同,某兴趣小组用如 图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。 图中:A 为氯气发生装置;B 的试管里盛有 15mL30%KOH 溶液,并置于水浴中;C 的试管里盛有 15mL8%NaOH 溶液,并置于冰水浴中,D 的试管里盛有紫
45、色石蕊溶液。 请填写下列空白: (1)制取氯气时,在圆底烧瓶里加入一定质量的二氧化锰,通过(填仪器名称)向圆底烧 瓶中加入适量的浓盐酸,装置 A 中反应的离子方程式是。 (2)制取氯酸钾是在装置 B 中进行的,装置 B 中制取氯酸钾的化学方程式 是。该小组同学发现制得的氯酸钾产量偏低,原因是氯气中含有杂质, 改进方法是。 (3)实验中装置 D 的试管中产生的现象是。 (4)请在装置图方框中画出上述实验还缺少的装置,并注明试剂。 (5)该小组同学认为:SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强,但是如果将 SO2和 Cl2同时通入品红溶液中,则会发现褪色效果并不像该小组同学想象的那样,
46、请你分析原因: (用离子方程式表示)。 答案(1)分液漏斗MnO2+4H +2Cl- Mn 2+Cl 2+2H2O (2)3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O在装置 A、B 之间加一个盛饱和食盐水的洗气瓶 (3)溶液先变红后褪色 (4) (5)SO2+Cl2+2H2O4H +SO 4 2-+2Cl- 解析(1)制备氯气的原理是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,浓盐酸从 分液漏斗中加入,反应的离子方程式为 MnO2+4H +2Cl- Mn 2+Cl 2+2H2O。(2)氯气与氢氧化钾 在加热条件下生成氯化钾、氯酸钾和水,化学方程式为 3Cl2+6KOHKClO3+5K
47、Cl+3H2O,氯气中 可能含有氯化氢气体,A、B 间需增加一个洗气装置,可加一个盛饱和食盐水的洗气瓶,吸收氯化 氢,避免产生误差。 B B 组组综合提升综合提升 10.(2020 上海高三二模)锥形瓶中装有部分变质的漂粉精粉末和红色纸花,向其中注射浓盐酸, 观察到纸花褪色,并有黄绿色气体生成,该实验可以得到的结论是() A.说明 Ca(ClO)2具有漂白性 B.实验中只发生了氧化还原反应 C.浓盐酸被氧化 D.反应中生成的气体只有 Cl2 答案C锥形瓶中装有部分变质的漂粉精粉末和红色纸花,漂粉精没有使红色纸花褪色,所以 该实验不能说明 Ca(ClO)2具有漂白性,故 A 错误;部分变质的漂粉
48、精粉末中含有碳酸钙,加入浓 盐酸,浓盐酸和次氯酸钙发生氧化还原反应生成氯气,浓盐酸与碳酸钙发生复分解反应生成二氧 化碳,故 B 错误;浓盐酸中 HCl 与 Ca(ClO)2反应生成氯气,浓盐酸中 Cl 元素的化合价升高,发生 氧化反应,浓盐酸被氧化,故 C 正确;变质的漂粉精粉末中含有碳酸钙,加入浓盐酸可生成氯气和 二氧化碳气体,故 D 错误。 11.(2020 河南洛阳模拟)依据下列实验现象,所得结论不正确的是() 实验实验现象 品红溶液红色褪去,经检验溶液中含有 SO4 2-; 加热褪色后的溶液至沸腾,未见颜色恢复,有气体逸出,可使湿润的蓝 色石蕊试纸变红,遇湿润的淀粉-KI 试纸,无明显
49、变化 A.品红溶液褪色是氯水漂白所致 B.集气瓶中发生了反应:Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl C.依据现象可确定产生的气体为 SO2 D.检验 SO4 2-的试剂为盐酸、BaCl 2溶液 答案C氯水中的次氯酸能使品红溶液褪色,选项 A 正确;集气瓶中氯气与二氧化硫发生氧化 还原反应生成硫酸和盐酸,反应的化学方程式为 Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,选项 B 正确;依据 现象加热褪色后的溶液至沸腾,未见颜色恢复,有气体逸出,说明不含有二氧化硫,产生的气体 可能为次氯酸分解产生的 O2和 HCl,选项 C 不正确;检验 SO4 2-的试剂为盐酸、BaCl 2溶液,往溶液
50、 中加入过量的盐酸酸化,再滴加 BaCl2溶液,若产生白色沉淀则溶液中含有 SO4 2-,选项 D 正确。 12.(2020 福建高三二模)卤素互化物如 ICl、ICl3等具有与卤素单质相似的性质。利用反应 I2+Cl22ICl,实验室可用如图所示装置(夹持仪器已略去)制取少量 ICl。已知:ICl 的熔点为 27.2,沸点为 97.4,容易水解,能发生反应:ICl+Cl2ICl3。下列叙述错误的是 () A.圆底烧瓶中的固体可以为 KMnO4或 KClO3 B.装置 B、C 中的试剂分别为饱和食盐水和浓硫酸 C.装置 E 的作用为吸收尾气,可用装置 F 替代 D.盐酸的滴加速度过快,ICl
