2014届高三化学一轮复习教学案4.2富集在海水中的元素卤素

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2014届高三化学一轮复习教学案 4.2富集在海水中的元素——卤素

[考纲要求]

1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

3.卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。 考点一 氯及其化合物的性质和应用

1．氯气的物理性质

颜色 状态 气体 气味 密度 比空气大 毒性 有毒 溶解性 1体积水溶解 黄绿色 刺激性 2体积Cl2 注意 实验室里闻有毒气体及未知气体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．从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性

――――→H，Fe，I

－

得1e

－

2

(1)与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。 ①与铁反应：2Fe＋3Cl2=====2FeCl3。 ②与铜反应：Cu＋Cl2=====CuCl2。

(2)与非金属反应: 与H2反应：H2＋Cl2=======2HCl。

燃烧时

?――→安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾?现象—光照时 ?――→剧烈反应，发生爆炸，瓶口有白雾?

点燃或光照

点燃点燃

(3)与还原性无机化合物反应：

①与碘化钾溶液反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。

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2

②与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 ③与FeCl2溶液反应：Cl2＋2Fe===2Fe＋2Cl。 3．从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应

氯气与水或碱反应，氯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。 (1)与水反应

氯气与水反应的化学方程式：Cl2＋H2O(2)与碱反应(完成下列化学方程式)

①与烧碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O； ②制取漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2，有效成分是Ca(ClO)2。 4．次氯酸和次氯酸盐的性质 (1)次氯酸(HClO)

①不稳定性：化学方程式为2HClO=====2HCl＋O2↑。 ②弱酸性：比碳酸酸性弱，电离方程式为HClO③强氧化性：具有漂白性。 (2)Ca(ClO)2的主要化学性质

①Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分，它的稳定性比HClO强。 ②水解显碱性，其水解离子方程式：ClO＋H2O

－

2＋3＋

－

HCl＋HClO。

光?或△?

H＋＋ClO－。

HClO＋OH－。

③与酸反应生成HClO，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为

Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。

深度思考

1．如遇到氯气泄漏应如何自救？

答案 Cl2密度比空气大，因此要逆着风向往高处转移。由于Cl2易和碱反应，可用蘸有肥皂水或纯碱溶液的毛巾捂住鼻子。

2．将Cl2通入石蕊试液中的现象是什么？能用pH试纸测定氯水的pH值吗？

答案 现象是先变红后褪色。不能用pH试纸测定，因为氯水中的HClO能将pH试纸漂白。

3．如何保存氯水、漂白粉？说明原因。

答案 应避光(棕色试剂瓶中)，密封保存。

原因：氯水中的HClO见光易分解，氯水具有挥发性，易挥发出Cl2，漂白粉易吸收空气中的CO2和水蒸气生成HClO，HClO

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见光分解而使漂白粉失效。

题组一 氯气的氧化性

1．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应得到，又能由金属和盐酸反应制得的是 ( B ) A．FeCl2

B．AlCl3

C．FeCl3

D．CuCl2

解析 因为Cl2具有较强的氧化性，当Cl2与金属反应时，都可把金属氧化成最高价态的金属氯化物，而盐酸中H的氧化能力较弱，只能把Fe氧化成Fe2，而不能把Cu氧化。

＋

＋

2．把氯气通入下列各物质的溶液中，阴离子和阳离子都能被氧化的是( C ) A．NaOH

B．Na2SO3

C．FeBr2

＋

－

－

D．FeSO4

解析 Cl2具有较强的氧化性，而Fe2、Br、SO23都能被Cl2氧化。故C项符合要求。

3．氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是 ( C )

A．若管道漏气遇氨就会产生白烟 B．该反应利用了Cl2的强氧化性 C．该反应属于复分解反应 D．生成1 mol N2有6 mol电子转移 解析 根据题给反应知，其产物氯化氢遇氨产生白色NH4Cl固体，产生白烟现象，A正确；从方程式看Cl元素化合价降低，氮元素化合价升高，所以Cl2为氧化剂，B正确；生成1 mol N2时，2个N从－3价升高到0价转移6 mol电子，故D正确；根据复分解反应的定义，C错。 题组二 氯水的成分及性质多重性的应用

4．氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是 ( B )

A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在 B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在

C．先加盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl存在 D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在 解析 A项，氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项，由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl；D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。

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－

－

－

4

5．氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述正确的是( D )

c?H?

A．再通入少量氯气，－减小

c?ClO?B．通入少量SO2，溶液漂白性增强

C．加入少量固体NaOH，一定有c(Na)＝c(Cl)＋c(ClO) D．加入少量水，水的电离平衡向正反应方向移动

解析 Cl2溶于水后，存在如下平衡Cl2＋H2OH＋Cl＋HClO，HClOH＋ClO，前者程度大，后者程度小，c(H)增大的多，c(ClO

－

＋

－

＋＋

－

＋

－

－

＋

c?H?

)增大的少，－增大，A错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，

c?ClO?

＋

溶液漂白性减弱，B错；加入少量NaOH固体后，当溶液pH＝7时选项中式子成立，故C错；D中加入水后，溶液中c(H)减小，平衡向c(H)增大的方向移动，因此水的电离平衡向正反应方向移动，D对。 6．今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1 mol·L1。如果在

－

＋

＋

甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(n mol)，在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(n mol)，丙瓶不变。片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系是(溶液体积变化忽略不计) ( B ) A．甲＝乙>丙 C．丙>甲＝乙

B．甲>丙>乙 D．乙>丙>甲

解析 氯水中存在下列平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入NaHCO3后，因为酸性：HCl>H2CO3>HClO，所以NaHCO3与HCl反应而不与HClO反应，平衡向右移动，HClO浓度增大；乙瓶中因HClO具有强氧化性，可将NaHSO3氧化，从而使HClO浓度下降。 题组三 有关氯水性质的实验探究

7．某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题。 实验实验方法 序号 ① 将氯水滴加到AgNO3溶液中 将氯水滴加到含有酚酞的② ③ ④ NaOH溶液中 将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中 (1)实验①得出的结论氯水中含有Cl。

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－实验现象 生成白色沉淀 淀粉-KI试纸变蓝色 结论 氯水中含有Cl2 氯水中含有H ＋ 5

(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”： ②溶液褪色，④有气泡冒出。

(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是：

取一片淀粉-KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上。

(4)通过实验②的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是：

a. 氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色 b．氯水中含有H，中和OH使溶液褪色。

请设计简单的实验证明哪一个是正确的向褪色后的溶液中滴加

＋

－

NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H＋的中和作用引起的。

8．饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。某同学运用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：

①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去；

②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强； ③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验： 第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀； 第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；

第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。 经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。

(1)试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：由于饱和氯水中存在：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，2HCl

＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的浓度增大。

(2)写出步骤③中第一份及第二份滤液发生反应的离子方程式： 第一份Ca＋HCO3＋OH== CaCO3↓＋H2O。 第二份HCO3＋H== CO2↑＋H2O。

(3)试根据所学知识推测，在②的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为(写化学式) CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO。

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－

＋

2＋

－－

6

解析 饱和氯水中存在：Cl2＋H2OHCl＋HClO的平衡体系，加入过量CaCO3后，2CaCO3＋2HCl===Ca(HCO3)2＋CaCl2，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使HCl浓度降低，平衡右移，Cl2浓度降低，溶液黄绿色褪去；HClO浓度增大，溶液漂白性增强。由于滤液中含有HClO、CaCl2、Ca(HCO3)2等成分，Ca(HCO3)2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀；与HCl反应产生CO2气体；Ca(HCO3)2受热分解生成CaCO3沉淀和CO2气体。

氯水成分寻找方法及氯水性质的探究

1．氯水成分寻找方法

氯水中存在三个平衡关系： (1)Cl2＋H2O(2)HClO

H＋ClO (3)H2O

＋

－

＋

HCl＋HClO

－

H＋OH

根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。 2．氯水的多重性质

氯水的各种成分决定了它具有多重性质： (1)Cl2的氧化性——与还原性物质反应。如：

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(除去FeCl3溶液中的FeCl2)

SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4(SO2和Cl2 1∶1混合物通入水中

不再具有漂白性)

Na2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋Na2SO4 (除去水中的余氯) (2)HCl酸性和Cl的性质

向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。 加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl，现象是有白色沉淀生成。 (3)HClO的氧化性

在解释漂白性、杀菌消毒时，使用的是HClO的氧化性。

向氯水中滴加紫色石蕊试液，先变红(H作用的结果)，后褪色(HClO作用的结果)。

考点二 氯气的实验室制法

氯气是一种性质活泼的气体，以氯气的实验室制备、性质实验为素材的实验题目在高考实验类试题中占有很重要的位置，复习中应高度重视。

＋－

－

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题组一 氯气制备原理、装置的考查

1．(2011·上海春季，19)实验室制备氯气的装置如下图。图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是 (

C

)

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A．①

B．②

C．③

D．④

解析 装置③的导气管长短错误，应长进短出。

2．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2

反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气 ( A．①比②多 B．②比①多 C．一样多

B

)

D．无法比较

解析 146 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：MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应，也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。 题组二 氯气制备与性质实验的综合考查

3．如图所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：B(氢硫酸)、C(溴化亚铁溶液)、D(KI-淀粉溶液)、E(混有二氧化硫的氯化钡溶液)、F(水)、H(紫色石蕊试液)。

△

(1)A是氯气发生装置，其化学反应方程式是：

△ MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。

(2)Ⅰ中b瓶内加入的液体最好是饱和食盐水。 (3)用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？Ⅱ可行，Ⅲ不行。

简要说明理由：Ⅱ与Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，体积不能

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改变，压强增大会有危险。

(4)实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃G处酒精灯，回答下列问题：

①怎样证明氯气已充满了整个装置？观察，当整个装置内充满黄绿色

气体时，说明氯气已充满整个装置。

②下列装置中的现象是C溶液由浅绿色变为深红棕色； D溶液变蓝；E生成白色沉淀；F溶液变为浅黄绿色。

(5)G装置的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，写出G中反应的化学方程式： C＋2H2O＋2Cl2=====CO2＋4HCl。 装置F的作用是向G中提供反应所需的水蒸气。

(6)在H处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是生成的HCl使紫色石蕊试液变红色，剩余的氯气又与水作用

△生成次氯酸，起漂白作用，使红色褪去。

解析 (1)MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)b瓶的作用是贮存多余的Cl2，试剂最好为饱和食盐水。 (3)Ⅱ原理同Ⅰ，可代替Ⅰ；Ⅲ中c瓶口密封，不安全。 (4)①当黄绿色气体充满整个装置时，说明Cl2已充满。

②Cl2有强氧化性，可将Fe2、Br、I、SO2氧化为Fe3、Br2、I2、SO24，

＋

－

－

＋

－

△

故C中溶液由浅绿色变为深红棕色；D中溶液变蓝；E中产生白色沉淀BaSO4；F中由于吸收了Cl2变为浅黄绿色。

(5)C＋2H2O＋2Cl2=====CO2＋4HCl，F的作用是提供G中发生反应所需的水蒸气。

(6)生成的HCl使紫色石蕊试液变红色，剩余的Cl2与水反应生成HClO又起漂白作用。

性质验证型实验题解题策略

解性质验证型实验题的关键是结合题目要求和所给的仪器、装置以及所给的试剂，了解命题的意图。一般思路是：明确实验目的(该实验要求做什么)；明确题干、题图含义(认真理解实验的设计思路、每一个装置的设计意图)，理解题目给我们达成实验目的提供了什么依据和有效信息；明确解答问题的落点是什么？即试题给我们设置了什么样的问题情境，要

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△

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求我们回答什么问题。

1．已给出试剂或装置(仪器)的实验

该类题目的关键是通读全题，结合题意或元素化合物的性质，弄清楚在某一仪器处发生的反应或该反应的现象，同时要理解设置的仪器或装置的目的。这样问题就能迎刃而解。 2．已知反应或反应现象及仪器操作要求

该类题目的关键是根据题目的现象或操作要求等，通过所学元素化合物的性质或化学实验的仪器使用和基本操作，确定此处缺少的试剂或缺少的装置或仪器。

考点三 卤素的性质及X的检验

1．氯、溴、碘的存在及单质的物理性质

(1)氯、溴以化合态的形式存在于海水和陆地的盐矿中。碘则主要存在于海草(如海带)中，也存在于海水和盐矿中。 (2)溴、碘单质的物理性质

Br2是一种深红棕色液体，易挥发；I2是一种紫黑色固体，易升华。Br2溶解在水中的颜色是黄色→橙色，I2溶解在水中的颜色是深黄色→

－

褐色，Br2溶解在CCl4中的颜色是橙色→橙红色，I2溶解在CCl4中的

颜色是紫色→深紫色。 2．氯、溴、碘单质化学性质比较

(1)与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。 (2)氧化性

①都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为2Na＋X2===2NaX(X＝Cl、Br、I)。

②氯、溴、碘单质的氧化性强弱是:Cl2 > Br2 > I2，

阴离子的还原性：Cl < Br < I。

－

－

－

Cl2能从Br的溶液中置换出Br2，其离子方程式：Cl2＋2Br===2Cl－

－－

＋Br2；同理，Br2能置换I2，其离子方程式：Br2＋2I－===2Br－＋I2。

③与一些还原性离子反应，如Br2与SO2Fe2反应的离子方程式分别为3、

－

＋

SO22Fe2＋Br2===2Br＋2Fe3＋Br2＋H2O===SO4＋2Br＋2H，

－

＋

2－

－＋－

3

＋

。

3．卤素离子的检验方法

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(1)AgNO3溶液——沉淀法

白色沉淀，则有Cl??滴加AgNO3溶液－

未知液――――――→生成?淡黄色沉淀，则有Br和稀硝酸

??黄色沉淀，则有I－(2)置换——萃取法

未知液――――――――→ ―――――――――――→ 振荡振荡

??红棕色或橙红色，表明有Br有机层呈?－ ??紫色、浅紫色或紫红色，表明有I－－

加适量新制饱和氯水加入CCl4下层或汽油上层 (3)氧化——淀粉法检验I

未知液――――――――――――→ ――→蓝色溶液，表明有I 振荡振荡深度思考

1．请列举哪些物质能使溴水褪色？

－－答案 (1)被H2S、SO2、SO23、I等还原剂还原而褪色。

－

加入适量新制饱和氯水双氧水淀粉溶液－

(2)与NaOH等强碱溶液发生自身氧化还原反应而褪色： Br2＋2NaOH===NaBrO＋NaBr＋H2O。

(3)与较活泼金属(如Mg＋Br2===MgBr2)反应而褪色。

(4)能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物，如烯烃、炔烃。 (5)能被溴水氧化的、含有醛基的化合物。 (6)能与溴水发生反应的碱性物质，如Na2CO3等。 (7)加入活性炭等吸附剂，使溴水褪色。

2．下列哪些事实或实验能说明氧化性：Cl2>Br2>I2_①②④_。

①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深，而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入KI-淀粉溶液中，溶液变蓝

②H2和Cl2的混合气体光照爆炸，H2和Br2的混合气体加热才能反应，而H2和I2反应更困难

③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低 ④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差 ⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小 3．淀粉-KI试纸常用于检验哪些物质？

【答案】 检验强氧化性物质如Cl2、Br2、FeCl3溶液、O3等，反应原理是I－被氧化成I2而使淀粉变蓝。

4．请设计多种方案鉴别NaCl、NaBr、KI三种白色固体。

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【答案】

方法一：可用氯水鉴别。把这三种物质各取少量配成溶液，加入新制的氯水和汽油(或四氯化碳)，振荡，分层，使汽油层呈无色的是NaCl；使汽油层呈橙色的是NaBr；呈紫红色的是KI。 方法二：可先用焰色反应将KI区分出来。然后再将另外两种物质各取少量配成溶液，加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是NaCl，有淡黄色沉淀生成的是NaBr。

方法三：分别取少量固体配成溶液，分别加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是NaCl，有淡黄色沉淀生成的是NaBr，有黄色沉淀生成的是KI。

题组一 卤素单质氧化性强弱比较

1．(2010·北京理综，27)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：

A中湿润的淀粉-KI试纸变蓝。 (3)B中溶液发生反应的离子方程式是 Cl2＋2Br===Br2＋2Cl。 (4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是打开活塞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层溶液变为紫红色。

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(5)过程Ⅲ实验的目的是确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴

置换碘实验的干扰 。

(6)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电子

层数增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。

解析 A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。过程Ⅲ实验，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。 2．向含SO2Fe2、Br、I各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2，3、

－

＋

－

－

通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( C )

解析 本题以氧化还原反应过程为载体，旨在考查学生对化学反应图像的识别能力。题中四种离子与Cl2反应的先后顺序依次是SO23(消耗2.24

－

L Cl2)、I(消耗1.12 L Cl2)、Fe2(消耗1.12 L Cl2)、Br(消耗1.12 L Cl2)，

－

＋

－

因此C选项正确。

题组二 卤素性质的拓展与延伸——卤素互化物和拟卤素的性质

3．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，跟水反应的方程式IBr＋H2O===HBr＋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

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D

)

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解析 IBr中I为＋1价，Br为－1价。2个原子组成1个IBr分子，A正确；因为其化学性质与卤素相似，所以B也是正确的；跟水反应的方程式IBr＋H2O===HBr＋HIO中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，故这个反应不是氧化还原反应，选项D错误；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，所以2NaOH＋IBr===NaBr＋NaIO＋H2O也是正确的。 4．氰(CN)2的结构简式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素(X2)很相似，化学上称之为拟卤素，其氧化性介于Br2和I2之间。下列有关反应的化学方程式不正确的是( C ) A．(CN)2＋H2===2HCN

B．MnO2＋4HCN=====Mn(CN)2＋(CN)2↑＋2H2O C．向KCN溶液中加入碘水：I2＋2KCN===2KI＋(CN)2

D．在NaBr和KCN混合液中通入少量Cl2：Cl2＋2KCN===2KCl＋(CN)2 解析 选项A，根据Cl2与H2反应推知正确；选项B，根据实验室制备Cl2原理推知正确；选项C，因I2的氧化性比(CN)2弱，向KCN溶液中加入碘水不能发生如C所述的反应；选项D，在NaBr和KCN混合液中通入少量Cl2时，Cl2优先氧化 CN，生成(CN)2。

卤素互化物和拟卤素

1．卤素互化物

由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。如IBr、ICl、BrF3、ClF3。卤素互化物与卤素单质的性质相似，有较强的氧化性，如能与金属、H2O、NaOH等反应：2IBr＋2Mg===MgBr2＋MgI2。但应注意：卤素互化物中，非金属性弱的元素显正价，如：ICl中，I显＋1价，Cl显－1价，所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应：IBr＋H2O===HBr＋HIO，IBr＋2NaOH===NaBr＋NaIO＋H2O。 2．拟卤素

有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似。如：氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答这类题目时可用换元法，如把(SCN)2当作X2，把SCN当作X。

考点四 卤素单质的工业制法

1．氯的提取——氯碱工业

－

－

－

△

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15

?阳极产物：Cl2电解?

海水―→粗盐――→饱和食盐水――→?

?阴极产物：H2、NaOH?化学方程式为2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 2．海水提取溴 (1)流程

电解

精制

(2)发生反应的化学方程式 ①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl； ②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4； ③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。 3．海带中提取碘 (1)流程

(2)发生反应的化学方程式：Cl2＋2I===I2＋2Cl。 题组训练 卤素单质的工业制法

1．空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：

－

－

(1)步骤③的离子方程式：Br2＋SO2＋2H2O===4H＋2Br＋SO4。 (2)步骤⑤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是: 分液漏斗。 (3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气，因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过溴化铁(或其他含Br的盐类物质)(填试剂名称)溶液，以除去氯气。

(4)步骤⑤的蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：

－

＋

－

2－

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温度过高，大量水蒸气被蒸出，溴蒸气中水增加；温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低。

(5)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是: 酸化可抑制Cl2、Br2与水反应。

提取溴单质，采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”，请说明原因：将“溴水混合物Ⅰ”转变为“溴水混合物Ⅱ”是Br2的浓缩过程，可提高效率，减少能耗，降低成本。

解析 海洋是资源的宝库，海水化工是考试的热点。占地球储量99%的溴分布在海洋中，从海水中提取溴，一般要经过浓缩、氧化、提取三个步骤。

步骤①的氯气氧化发生的反应是Cl2＋2Br===2Cl＋Br2，生成的溴仍溶解在海水中，怎样才能把溴提取出来呢？根据溴的沸点比水低的性质，可以鼓入热空气(步骤②)，使它和热空气一起挥发出来，再用SO2吸收(步骤③)：Br2＋SO2＋2H2O===4H＋2Br＋SO24，这样可以得到较大浓度

＋

－

－

－

－

的含Br的溶液，进一步用氯气氧化(步骤④)，得到Br2，然后蒸馏便得到了液溴。

2．海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

－

请填写下列空白：

(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是

BDE(从下列仪器中选出所需的仪器，将标号字母填写在空白处)。

A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角

E．酒精灯

F．干燥器

(2)步骤③的实验操作名称是过滤；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是蒸馏。 (3)步骤④反应的离子方程式是:

2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O。

(4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是:苯与水互不相溶；碘 第 16 页 共 16 页

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在苯中的溶解度比在水中大；苯与碘不反应 。

(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：

取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明还有单质碘)。

解析 本题以提取碘为背景，综合考查了灼烧固体、过滤等实验基本操作，(5)问是一个实验方案的设计题，所以该题很好地综合考查了学生的动手动脑能力。

(1)该实验是对固体海带加热灼烧，与三脚架一起使用的常常是泥三角、坩埚和酒精灯。

(2)步骤③是由海带灰悬浊液得到含碘离子的溶液，因此一定要进行过滤。 (3)结合“碘离子――――――→含碘水溶液”，再联想实验室中Cl2的制备不难写出④的离子方程式为

2I＋MnO2＋4H===Mn2＋I2＋2H2O。

－

＋

＋

MnO2＋H2SO4稀(5)根据碘单质遇淀粉变蓝这一现象，可以取少量提取碘之后的溶液，加入淀粉看是否变蓝来检验。

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)在“火柴头中氯元素的检验”实验中，摘下几根未燃过的火柴头，将其浸于水中，稍后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银溶液和稀硝酸后，即可判断氯元素的存在(×) (2012·浙江理综，8B)

解析 火柴头中氯元素是以KClO3的形式存在，不存在Cl。

(2)根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO 溶液中能

生成HClO (√) (2011·安徽理综，11D)

(3)漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中变质，能用同一原理解释 (×) (2008·江苏，4C) 解析 漂白粉失效涉及反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,2HClO=====2HCl＋O2↑。而水玻璃失效涉及反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，二者原理不一样。 (4)已知I3

－

－

光

I2＋I，向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4，振荡静

－

置后CCl4层显紫色，说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大 (×)

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(2011·江苏，13D)

解析

CCl4层显紫色，说明I2的溶解度在CCl4中比在水中的大，而不是KI3。

(5)

①湿润红纸条；②饱和氯水。①中红纸条褪色 (√)

(2012·北京理综，10D)

(6)

①酚酞溶液；②浓盐酸。①中无明显变化 (√)

(2012·北京理综，10B)

2．(2012·山东理综，8)下列与含氯化合物有关的说法正确的是( B ) A．HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质

B．向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液，可制得Fe(OH)3胶体 C．HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电，所以HCl和NaCl均是离子化合物

D．电解NaCl溶液得到22.4 L H2(标准状况)，理论上需要转移NA个电子

(NA表示阿伏加德罗常数)

解析 HClO是弱酸，是弱电解质，而NaClO是盐，是强电解质；B项正确；HCl是共价化合物，其水溶液之所以导电是因为HCl在水分子的作用下电离产生了H和Cl，NaCl为离子化合物；电解NaCl溶液的化学方程式为2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，标准状况下产生22.4 L H2，理论上转移2NA个电子。

3．(2012·上海，15)下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。

已知：2KMnO4＋16HCl―→2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O

电解

＋

－

对实验现象的“解释或结论”正确的是 (

D

)

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选项 A B C D 实验现象 a处变蓝，b处变红棕色 c处先变红，后褪色 d处立即褪色 e处变红色 解释或结论 氧化性：Cl2>Br2>I2 氯气与水生成了酸性物质 氯气与水生成了漂白性物质 还原性：Fe2>Cl ＋－解析 选项A的实验现象只能说明氧化性：Cl2>Br2和Cl2>I2，不能说明氧化性Br2>I2；选项B的实验现象还可以说明氯气与水生成了漂白性物质；选项C中，氯气与水生成酸性物质也可以出现对应的实验现象；e处变红色是氯气氧化Fe2生成Fe3的结果，选项D正确。

＋

＋

4．[2012·新课标全国卷，27(1)(3)]光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。 (1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为:

MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为:CHCl3＋H2O2===COCl2＋HCl＋H2O。

解析 (1)实验室制备Cl2的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

(3)H2O2具有强氧化性，反应过程中被还原为H2O，根据氧化还原反应原理写出反应的化学方程式为CHCl3＋H2O2===COCl2＋H2O＋HCl。 5．[2008·山东理综，30(4)]实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应： Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置_e (填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置_d (填代号)。 可选用制备气体的装置：

△

△

△

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解析 由Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

可见氢气的反应装置应是固体和液体不用加热生成气体，而Cl2是固体和液体加热制取气体，但是Cl2要干燥、纯净，应用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，用浓H2SO4除去水蒸气，应选d。 6．(2012·福建理综，25)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如图所示)。

(1)制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是ACB(按序号写出三项)(填序号)。 A．往烧瓶中加入MnO2粉末 B．加热

C．往烧瓶中加入浓盐酸

(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：

甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。 乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。

丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3质量。 丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。 继而进行下列判断和实验：

①判定甲方案不可行，理由是残余清液中，n(Cl)>n(H) (或其他合理答案)。 ②进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。 a．量取试样20.00 mL，用0.100 0 mol·L1 NaOH标准溶液滴定，消耗

－

△

－＋

22.00 mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为0.110 0mol·L1；

－

b．平行滴定后获得实验结果。

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③判断丙方案的实验结果偏小(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×109、Ksp(MnCO3)＝2.3×10

－

－11

]

④进行丁方案实验：装置如右图所示(夹持器具已略去)。

(ⅰ) 使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将

Zn粒转移到残余清液中。(按序写出两项)

(ⅱ)反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气

体体积逐次减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是装置内气体尚

未冷却至室温(排除仪器和实验操作的影响因素)。

解析 (1)注意加药品时先加入固体MnO2，再通过分液漏斗加入浓盐酸，最后才能加热。

(2)①根据反应的离子方程式：MnO2＋4H＋2Cl=====Mn2＋Cl2↑＋

＋

－

＋

△

2H2O，可以看出反应残余液中c(Cl)>c(H)，用甲方案测得的是c(Cl)，而不是c(H)。

②根据c(盐酸)×V(盐酸)＝c(氢氧化钠)×V(氢氧化钠)，c(盐酸)＝c(氢氧化钠)×V(氢氧化钠)/V(盐酸)＝22.00 mL×0.100 0 mol·L1/20.00 mL＝0.110 0

－

＋

－＋－

mol·L1。

－

③由于Ksp(MnCO3)M(CaCO3)，故最终剩余的固体质量增加，导致测得的c(H)偏小。

④Zn与盐酸反应放热，因此，冷却后气体的体积将缩小。

＋

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③判断丙方案的实验结果偏小(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×109、Ksp(MnCO3)＝2.3×10

－

－11

]

④进行丁方案实验：装置如右图所示(夹持器具已略去)。

(ⅰ) 使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将

Zn粒转移到残余清液中。(按序写出两项)

(ⅱ)反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气

体体积逐次减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是装置内气体尚

未冷却至室温(排除仪器和实验操作的影响因素)。

解析 (1)注意加药品时先加入固体MnO2，再通过分液漏斗加入浓盐酸，最后才能加热。

(2)①根据反应的离子方程式：MnO2＋4H＋2Cl=====Mn2＋Cl2↑＋

＋

－

＋

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2H2O，可以看出反应残余液中c(Cl)>c(H)，用甲方案测得的是c(Cl)，而不是c(H)。

②根据c(盐酸)×V(盐酸)＝c(氢氧化钠)×V(氢氧化钠)，c(盐酸)＝c(氢氧化钠)×V(氢氧化钠)/V(盐酸)＝22.00 mL×0.100 0 mol·L1/20.00 mL＝0.110 0

－

＋

－＋－

mol·L1。

－

③由于Ksp(MnCO3)M(CaCO3)，故最终剩余的固体质量增加，导致测得的c(H)偏小。

④Zn与盐酸反应放热，因此，冷却后气体的体积将缩小。

＋

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