《2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)12 氯氣的性質(zhì)及其制備考點(diǎn)過關(guān).docx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)12 氯氣的性質(zhì)及其制備考點(diǎn)過關(guān).docx（15頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)12 氯氣的性質(zhì)及其制備考點(diǎn)過關(guān) 氯氣的性質(zhì)及應(yīng)用 【基礎(chǔ)梳理】 氯氣的性質(zhì) (1)通常情況下，氯氣是　　　　、有　　　　氣味、密度比空氣　　　　的　　　　毒氣體，　　　　液化，　　　　溶于水。 (2)氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑，是一種活潑的非金屬單質(zhì)和強(qiáng)氧化劑。 ①跟金屬反應(yīng)(變價(jià)金屬均氧化至　　　　　　價(jià)) 2Na+Cl2　　　　(現(xiàn)象:　　　　　　) Cu+Cl2　　　　(現(xiàn)象:　　　　　　) 2Fe+3Cl2　　　　(現(xiàn)象:　　　　　　) ②跟非金屬反應(yīng) H2+Cl2　　　 　點(diǎn)燃:火焰為　　　　色，有白霧產(chǎn)生。工業(yè)上用此原理制　　　　。 　光照:會(huì)發(fā)生　　　　。 　?、鄹磻?yīng) 化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　 離子方程式:　　　　　　　　　　　 HClO是一元弱酸， 由反應(yīng)Ca(ClO)2 + CO2 + H2O　　　　　　　　　，說明HClO的酸性比H2CO3　　　　。 HClO不穩(wěn)定，見光分解的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　。 氯水保存方法:　　　　　　　　　　　。 ④跟堿反應(yīng) Cl2+2NaOH　　　　　　　　　(用于氯氣的尾氣處理) 工業(yè)制漂白粉的方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　，漂白粉的有效成分為　　　　。 ⑤與還原性化合物反應(yīng) Cl2+2FeCl2　　　　(除FeCl3中FeCl2雜質(zhì)) Cl2+H2S　　 　 Cl2+2KI　　　　(氯氣的檢驗(yàn)) Cl2+Na2SO3 +H2O　　 　 Cl2+2NaBr　　　 Cl2+SO2+2H2O　　 　 微課1　Cl2與Ca(OH)2的反應(yīng) (xx上海黃浦區(qū)期末)已知Ca(OH)2和Cl2反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與溫度有關(guān)，在一定量的石灰乳中通入足量的氯氣，二者恰好完全反應(yīng)。生成Cl-、ClO-、Cl三種含氯元素的離子，其中ClO-、Cl兩種離子的物質(zhì)的量(n)與反應(yīng)時(shí)間(t)的曲線如右圖所示。 (1)t1時(shí)，開始有Cl生成的原因是　 。 (2)t2時(shí)，Ca(OH)2和Cl2發(fā)生反應(yīng)的總的化學(xué)方程式為　 。 (3)該石灰乳中Ca(OH)2的物質(zhì)的量是　　　　mol (4)若反應(yīng)物的量不變，在某溫度下恰好完全反應(yīng)時(shí)，氧化產(chǎn)物比值=a，則n(Cl-)=　　　　(用含a的代數(shù)式來表示)mol。 分析: 問題1　t1時(shí)，開始有Cl生成的原因 Ca(OH)2和Cl2反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與溫度有關(guān) 問題2　 問題3　 問題4　求n(Cl-)用含a的代數(shù)式來表示→與問題3相似綜合運(yùn)用電子得失、電荷守恒 答案　(1)反應(yīng)放熱使溫度升高，在較高溫度下可生成Cl (2)10Cl2+10Ca(OH)2Ca(ClO3)2+2Ca(ClO)2+7CaCl2+10H2O (3)5　(4) 解析　(1)根據(jù)圖示氯氣與Ca(OH)2開始反應(yīng)生成次氯酸鹽，隨著反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)放熱，在較高溫度下發(fā)生副反應(yīng)生成氯酸鹽;(2)t2時(shí)，生成ClO- 2 mol，生成Cl 1 mol，同時(shí)生成Cl-，根據(jù)電子得失守恒配平得到離子方程式為5Cl2+10OH-Cl+2ClO-+7Cl-+5H2O，化學(xué)方程式為10Cl2+10Ca(OH)2Ca(ClO3)2+2Ca(ClO)2+7CaCl2+10H2O;(3)t2時(shí)，n(ClO-)=2 mol，n(Cl)=1 mol，根據(jù)離子方程式:n(Cl-)=7 mol，電荷守恒:2n(Ca2+)=n(Cl)+n(ClO-)+n(Cl-)=2 mol+1 mol+7 mol，n[Ca(OH)2]=n(Ca2+)=5 mol;(4)反應(yīng)物的量不變，n[Ca(OH)2]=n(Ca2+)=5 mol，假設(shè)n(Cl-)=x mol，n(Cl)=y mol，則n(ClO-)=ay mol，由電荷守恒得:x+y+ay=10　①;由電子得失相等得:x=5y+ay?、?，解①②得x=。 【典型例題】 一、 氯氣的性質(zhì) 下列變化過程不能直接實(shí)現(xiàn)的是 (　　) ①HCl　②Cl2?、跜a(ClO)2　④HClO?、軨O2 A. ①→②　　B. ②→③　　C. ③→④　　D. ④→⑤ [答案]　D [解析]　由濃鹽酸與MnO2、Cl2與Ca(OH)2、Ca(ClO)2與HCl的反應(yīng)可知A、B、C均正確;HClO的酸性小于碳酸，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 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，下列敘述不正確的是 (　　) A. 紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，生成CuCl2 B. 固體FeCl3與過量Fe粉加熱能生成FeCl2 C. 純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，集氣瓶口呈現(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 [答案]　B [解析]　A項(xiàng)，生成CuCl2;B項(xiàng)，F(xiàn)eCl3與Fe在溶液中可反應(yīng)生成FeCl2，而固體狀態(tài)下不反應(yīng)。 二、 漂白粉 工業(yè)上用Cl2和堿制漂白粉、漂粉精及漂白液。請回答下列問題: (1)工業(yè)上將氯氣制成漂粉精的主要目的是　　　　　　　　　，漂粉精的主要成分是　　　　　　　　　。 (2)下列物質(zhì)露置在空氣中會(huì)變質(zhì)，在變質(zhì)過程中既有非氧化還原反應(yīng)發(fā)生，又有氧化還原反應(yīng)發(fā)生的是　　　　(填字母)。 A. 生石灰　　B.漂白粉　　C.NaOH　　D.Na2SO3 (3)寫出下列兩個(gè)化學(xué)方程式，并注明反應(yīng)類型。 漂白粉+醋酸:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，屬　　　　反應(yīng)。 漂白粉+濃鹽酸:　　　　　　　　　　　　　　　　　　，屬　　　　反應(yīng)。 (4)用貯存很久的漂白粉與濃鹽酸反應(yīng)制得的氯氣中，可能含有的雜質(zhì)氣體是　　　　(填序號(hào))。 ①HCl ②O2 ③CO2 ④H2O(g) [答案]　(1)漂粉精比HClO(Cl2)穩(wěn)定，且便于貯存和運(yùn)輸　CaCl2和Ca(ClO)2 (2)B (3)Ca(ClO)2+2CH3COOH (CH3COO)2Ca+2HClO　復(fù)分解(或非氧化還原)　Ca(ClO)2+4HCl(濃)CaCl2+2Cl2↑+2H2O　氧化還原 (4)①③④ [解析]　(1)由于2HClO2HCl+O2↑，故HClO(Cl2)不易保存，但漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2，較穩(wěn)定，便于貯存和運(yùn)輸。 (2)變質(zhì)的反應(yīng)分別是 A:CaO+H2OCa(OH)2 B:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO、 2HClO2HCl+O2↑ C:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O D:2Na2SO3+O22Na2SO4 可見B項(xiàng)既有氧化還原反應(yīng)發(fā)生，也有非氧化還原反應(yīng)發(fā)生。 (3)由于醋酸酸性大于HClO，故漂白粉與醋酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。由于濃鹽酸具有還原性，HClO具有強(qiáng)氧化性，故漂白粉與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 (4)貯存很久的漂白粉中含有CaCO3，加入濃鹽酸時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO2，同時(shí)還揮發(fā)出HCl氣體和水蒸氣。 漂白粉是一種常用的消毒劑。 (1)工業(yè)上生產(chǎn)漂白粉反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　，漂白粉的有效成分為　　　　。 (2)某探究小組從市場上購買了一袋包裝破損的漂白粉，對該漂白粉的成分進(jìn)行探究。根據(jù)下列試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 限選試劑:2 molL-1 NaOH溶液、2 molL-1HCl溶液、2 molL-1HNO3溶液、0.5 molL-1BaCl2溶液、0.01 molL-1AgNO3溶液、澄清石灰水、石蕊試液、酚酞試液、蒸餾水。 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟1:取適量漂白粉溶于足量蒸餾水，充分?jǐn)嚢?，靜置，過濾，得沉淀和濾液 步驟2:向沉淀中加入適量2 molL-1 HCl溶液，將產(chǎn)生的氣體通入　　　　　 現(xiàn)象:　　　　 　　　　　 結(jié)論:　　　　　　　　　 　 步驟3:取濾液分裝A、B兩支試管。向A試管中 現(xiàn)象:溶液先變紅色，然后褪色 結(jié)論:　　　　　　　　　 　 步驟4:向B試管中　　　　　　 　　 現(xiàn)象:產(chǎn)生白色沉淀 結(jié)論:　　　　　　　　　 　 　　(3)探究小組為測定漂白粉中Ca(ClO)2的含量:稱取漂白粉b g加水溶解后配制成100 mL溶液，準(zhǔn)確量取25.00 mL于錐形瓶中并加入足量鹽酸和KI溶液，充分反應(yīng)后，溶液中的游離碘用0.100 0 molL-1 Na2S2O3溶液滴定，滴定2次，平均消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。則該漂白粉中Ca(ClO)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　　。[只列算式，不做運(yùn)算。已知:Ca(ClO)2+4HCl2Cl2↑+CaCl2+2H2O，2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI] [答案]　(1)2Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O　Ca(ClO)2 (2) 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟2:適量澄清石灰水 現(xiàn)象:沉淀溶解，產(chǎn)生的氣體使澄清石灰水變渾濁(產(chǎn)生沉淀)[或石灰水先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解] 結(jié)論:該漂白粉含有CaCO3 步驟3:滴加2滴酚酞試液 結(jié)論:該漂白粉含有Ca(ClO)2，可能含有Ca(OH)2 步驟4:滴加過量2 molL-1HNO3溶液和0.01 molL-1AgNO3溶液 結(jié)論:該漂白粉含有CaCl2 (3)% (或100%或100%) 　 氯水的成分及檢驗(yàn) 氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)，①Cl2的強(qiáng)氧化性;②HCl的強(qiáng)酸性;③HClO的強(qiáng)氧化性、弱酸性;④Cl-的性質(zhì)。在不同的反應(yīng)中，氯水起作用的成分不同，現(xiàn)列表如下: 參與反應(yīng)的微粒 所加試劑 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 離子方程式或解釋 Cl- 稀硝酸酸化的AgNO3溶液 白色沉淀 Cl-+Ag+AgCl↓ H+ Na2CO3固體 有氣泡產(chǎn)生 2H++CCO2↑+H2O HClO 有色布條 布條顏色褪去 發(fā)生氧化還原反應(yīng) Cl2 FeCl2 溶液 溶液變黃色 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- Cl2、H2O SO2 黃綠色褪去 SO2+Cl2+2H2O4H++2Cl-+S HClO、H+ 石蕊溶液 先變紅，后褪色 酸性和漂白性 Cl2、H+ 鎂粉 氯水的顏色褪去并有氣泡產(chǎn)生 Mg+Cl2Mg2++2Cl- Mg + 2H+Mg2++H2↑ 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備 【基礎(chǔ)梳理】 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備 (1)制取原理:　 。 (2)除雜、收集、尾氣處理: 制備的Cl2通常含有　　　　和　　　　雜質(zhì)，一般將氣體先通過飽和食鹽水，再通過濃硫酸，以獲得純凈干燥的氯氣。氯氣的收集方法是　　　　　　　(或排　　　　　　);檢驗(yàn)是否集滿的方法是　　　　　　　　　　　　　　。尾氣處理:用NaOH溶液吸收。 【典型例題】 一、 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備 下圖是某學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制備干燥Cl2及吸收多余氯氣的實(shí)驗(yàn)裝置圖，請回答下列問題: (1)指出上述圖中的各處錯(cuò)誤: ①　 。 ②　　 。 ③　　 。 ④　　 。 (2)在改過后的裝置中，下列物質(zhì)的作用分別是 ①飽和食鹽水:　 　 。 ②濃硫酸:　 　 。 ③NaOH溶液:　 　 。 [答案]　(1)①不能用稀鹽酸，而應(yīng)用濃鹽酸　 ②應(yīng)有加熱裝置，應(yīng)用酒精燈加熱　 ③盛濃硫酸和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒　 ④兩洗氣瓶里進(jìn)氣導(dǎo)管和出氣導(dǎo)管的長短不對 (2)①除去Cl2中的氯化氫?、诔l2中的水蒸氣?、畚斩嘤嗟穆葰? [解析]　制備氯氣的發(fā)生裝置采用“固+液氣”，圖中沒有加熱，且稀鹽酸不與MnO2反應(yīng)。凈化氣體，若為洗氣，通常為“長進(jìn)短出”。雜質(zhì)水蒸氣，應(yīng)放在最后除去，因?yàn)槿粼谥俺偻ㄟ^溶液吸收其他氣體時(shí)，又會(huì)混入水蒸氣。 化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí)，形成化學(xué)觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學(xué)素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。 (1)下列收集Cl2的正確裝置是　　　　(填字母)。 (2)將Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是　　　　　　　　。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較Cl2和Br2的氧化性，操作與現(xiàn)象是:取少量新制氯水和CCl4于試管中，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 [答案]　(1)C　(2)Cl2、HClO、ClO-　(3)向試管中加入適量的NaBr溶液，充分振蕩，靜置。溶液分層，下層液體顏色為橙色　 [解析]　(1)Cl2是有刺激性氣味、密度比空氣大、有毒的黃綠色氣體，在制備和收集Cl2時(shí)必須有尾氣吸收裝置。A項(xiàng)沒有排氣管不能用于收集氣體;B項(xiàng)用于收集密度比空氣小的氣體;C項(xiàng)用于收集密度比空氣大的氣體，且有尾氣吸收裝置;D項(xiàng)吸收氯氣不能收集。(2)氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，次氯酸為弱酸部分電離，所以有氧化性的含氯粒子是Cl2、HClO和ClO-。(3)比較Cl2和Br2的氧化性，可以利用置換反應(yīng)，所以其具體操作是:取少量新制氯水和CCl4于試管中，向試管中加入NaBr溶液，振蕩靜置，溶液下層呈橙色。 二、 實(shí)驗(yàn)探究 氯元素(Cl)是最重要的“成鹽元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陸地的鹽礦中。食鹽不僅是人體必需的物質(zhì)，而且是重要的化工原料，從海水中提取氯并應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的圖示如下。 (1)粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、S等雜質(zhì)、精制后可得飽和NaCl溶液。精制時(shí)通常在溶液中依次加入的試劑及操作正確的是　　　　　　(填字母)。 A. 過量的BaCl2→過量NaOH→過量Na2CO3→過濾→HCl B. 過量的NaOH→過量Na2CO3→過量BaCl2→過濾→HCl C. 過量的BaCl2→過量Na2CO3→過量NaOH→過濾→HCl D. 過量的NaOH→過量 BaCl2→過量Na2CO3→HCl→過濾 寫出加入鹽酸后可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式: 　。 (2)工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取燒堿和氫氣、氯氣。右圖是電解飽和食鹽水裝置的一部分，請將裝置補(bǔ)充完整，并標(biāo)出陰、陽極和通電時(shí)溶液中離子移動(dòng)的方向。 陰極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　;反應(yīng)類型為　　　　(填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)，總電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　。 (3)在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱可制取Cl2。 ①檢驗(yàn)是否有氯氣生成可采用的方法是　　　　(填字母)。 A. 用干燥的藍(lán)色石蕊試紙 B. 用干燥的有色布條 C. 用濕潤的淀粉-碘化鉀試紙 D. 將氣體通入硝酸銀溶液 ②將制得的Cl2與Ca(OH)2充分反應(yīng)，可制得漂粉精，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:　。 ③如下圖所示，往漂粉精溶液中持續(xù)通入SO2 的過程中，可觀察到的現(xiàn)象有(至少寫出兩點(diǎn)) 　。 [答案]　(1)AC　H++OH―H2O、2H++CH2O+CO2↑ (2) 2H++2e―H2↑　還原反應(yīng) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)①CD?、?Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O ③溶液中先出現(xiàn)渾濁最后產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液顏色由無色變?yōu)辄S綠色最后黃綠色褪去;液面上方出現(xiàn)白霧 [解析]　(1)粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、S等雜質(zhì)，除雜試劑的要求，一是要過量，二是后續(xù)的試劑可以除去前面的試劑所帶來的過量離子，本題一般順序?yàn)?過量的BaCl2(除去S)、 過量NaOH(除去Mg2+)、 過量Na2CO3(除去Ca2+、Ba2+)、過濾、HCl(除去多余的OH-、C)，其中也可過量的BaCl2、Na2CO3，過量NaOH 、過濾、HCl。 (2)電解飽和食鹽水是氯堿工業(yè): 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 氯氣在陽極生成，氫氣在陰極生成，氫氧化鈉在陰極區(qū)生成。與外電源正極相連的電極是陽極(發(fā)生氧化反應(yīng))，與外電源負(fù)極相連的電極是陰極(發(fā)生還原反應(yīng))。如下圖所示: (3)收集氯氣用向上排空氣法，同時(shí)氯氣的尾氣要通入氫氧化鈉溶液中。Cl2與Ca(OH)2充分反應(yīng)，可制得漂粉精。往漂粉精溶液中持續(xù)通入SO2 的過程中，二氧化硫被次氯酸鈣氧化，會(huì)生成硫酸鈣沉淀;次氯酸鈣被還原會(huì)有氯氣產(chǎn)生，溶液顏色由無色變?yōu)辄S綠色;最后二氧化硫再與氯氣反應(yīng)，黃綠色褪去，生成鹽酸和硫酸;鹽酸揮發(fā)，液面上會(huì)有酸霧形成(白霧)。 某化學(xué)活動(dòng)小組設(shè)計(jì)如下圖所示(部分夾持裝置已略去)實(shí)驗(yàn)裝置，以探究潮濕的Cl2與Na2CO3反應(yīng)得到的固體物質(zhì)的成分。 (1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 (2)裝置B的主要作用是　　　　　　　　　　。 (3)向C裝置中通入一定量的氯氣后，測得只生成一種氣體(常溫下為紅黃色，且為氯的氧化物)。可以確定的是C得到的固體最多含有三種物質(zhì)，含有氯元素的鹽只有一種，且一定含有NaHCO3，現(xiàn)對C中得到的固體成分進(jìn)行猜想和驗(yàn)證。 ①提出合理猜想 一定含有NaHCO3和　　　　;可能含有剩余的Na2CO3。 ②設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行成分檢驗(yàn)。請完成實(shí)驗(yàn)步驟3、4以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 限選試劑:蒸餾水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、品紅溶液、稀鹽酸。 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟1:取C中的少量固體樣品于試管中，加入蒸餾水至固體溶解，然后各取1~2 mL所得溶液分別置于甲、乙兩支試管中 得到無色溶液 步驟2:向甲試管中加入過量的BaCl2溶液，靜置 若溶液變渾濁，證明固體中含碳酸鈉 步驟3:取甲試管中上層清液少許于一支試管中，滴加少量　　　　　　，充分振蕩 若　　　　　　　　，證明固體中含有NaHCO3 步驟4:向乙試管中　　　　　　　　　　　 若　　　　　　　　，證明固體中含有　　　　 (4)完成C中反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Cl2+2Na2CO3+H2O　　　　　　　　　　　。 [答案]　(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O　(2)除去Cl2中混有的HCl氣體　(3)①NaCl 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟3:澄清石灰水 若上層清液變渾濁 步驟4:加入過量的稀硝酸，再滴入少量AgNO3溶液 若生成白色沉淀　氯化鈉 (4)2NaHCO3+2NaCl+Cl2O 鹵素單質(zhì)及其化合物的類比 【基礎(chǔ)梳理】 1. 相似性和遞變性 (1)鹵素由于其結(jié)構(gòu)(核電荷數(shù)、最外層電子數(shù)、原子半徑等)的遞變性，而導(dǎo)致了其性質(zhì)的遞變性。鹵族元素的遞變規(guī)律:自上而下，隨核電荷數(shù)增加，①單質(zhì)氧化性　　　;②其氫化物穩(wěn)定性依次　　　;③氫化物的水溶液酸性依次　　　;④氫化物及鹵離子的還原性　　　等。 (2)鹵素間的置換反應(yīng)(寫出離子方程式) Cl2與NaBr溶液:　　　　　　　　　　　　　　。 Cl2與KI溶液:　　　　　　　　　　　　　　。 Br2與KI溶液:　　　　　　　　　　　　　　。 說明氧化性:Cl2　　　Br2　　　I2。 2. 特殊性 (1)氟是　　　　的非金屬，單質(zhì)的氧化性　　　　，氟離子(F-)很難被氧化。氟元素在化合物中的化合價(jià)只有　　　價(jià)，　　　正價(jià)。常溫下氟氣與水劇烈反應(yīng)且　　　　其他鹵素(產(chǎn)物不同，原理不同)，　　　　從其他鹵化物的水溶液中置換出其他鹵素(先與水發(fā)生置換反應(yīng))，能與稀有氣體反應(yīng)(常見的產(chǎn)物均為白色)。 (2)溴在常溫下為　　　　色液體(唯一液態(tài)非金屬單質(zhì))，極易揮發(fā)產(chǎn)生紅棕色且有毒的溴蒸氣。實(shí)驗(yàn)室通常將溴密閉保存在　　　　處，且在試劑瓶中加　　　　進(jìn)行液封，不能用　　　　。 (3)碘是　　　　色固體，具有金屬光澤，易升華(常用于　　　　)、易吸潮(在水催化下遇鐵易反應(yīng)，故盛碘的瓶子不能用鐵蓋)，使淀粉變　　　　色(常用來檢驗(yàn)碘的存在)。碘的氧化性較其他鹵素弱，與變價(jià)金屬鐵反應(yīng)生成　　　　而不是　　　　。 (4)氫氟酸為　　　　酸，有劇毒，　　　　腐蝕玻璃，實(shí)驗(yàn)室中常用　　　　容器保存。AgF易溶于水，無感光性，其他鹵化銀難溶于水，具有感光性。 3. 鹵素的檢驗(yàn) (1)氯氣具有強(qiáng)氧化性，可使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙呈現(xiàn)　　　　色，該性質(zhì)可用于檢驗(yàn)氯氣的存在。 (2)利用碘單質(zhì)能與淀粉溶液呈現(xiàn)　　　　色的性質(zhì)可檢驗(yàn)碘單質(zhì)的存在。 (3)AgCl、AgBr、AgI都不溶于稀硝酸，且顏色逐漸加深，分別為　　　　色、　　　　色、　　　　色，所以，可用　　　　　　　　溶液來檢驗(yàn)Cl- 、Br- 、I- 的存在。 (4)利用鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)和有機(jī)溶劑萃取的方法也可以檢驗(yàn)鹵素單質(zhì)的存在。 微課2　溴、碘的提取流程 (1)提溴:Cl2+2KBrBr2+2KCl (2)提碘:Cl2+2KII2+2KCl　 【典型例題】 一、 鹵素離子的檢驗(yàn) 鑒別Cl-、Br-、I-三種離子，不宜選用的試劑組是 (　　) A. AgNO3溶液和稀硝酸 B. 溴水和淀粉溶液 C. 氯水和CCl4溶液 D. 氯水和淀粉溶液 [答案]　B [解析]　A項(xiàng)利用AgX的不同顏色進(jìn)行鑒別，C、D項(xiàng)利用鹵素間的置換反應(yīng)，B項(xiàng)溴水只能氧化I-，無法鑒別Cl-與Br-。 二、 鹵素間的置換反應(yīng) (xx上海卷)溴主要以Br-形式存在于海水中，海水呈弱堿性。工業(yè)上制備Br2的操作步驟如下: ①一定條件下，將Cl2通入濃縮的海水中，生成Br2; ②利用熱空氣將Br2吹出，并用濃Na2CO3溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3等; ③用硫酸酸化步驟②得到的混合物。 完成下列填空: (1)Cl2氧化Br-應(yīng)在　　　　條件下進(jìn)行，目的是為了避免　　　　　　　　　　。 (2)Br2可用熱空氣吹出，其原因是　 。 (3)寫出步驟③所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。用硫酸而不用鹽酸酸化的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　。步驟②的產(chǎn)品有時(shí)運(yùn)輸?shù)侥康牡睾笤偎峄?，主要是因?yàn)椤? 。 (4)為了除去工業(yè)Br2中微量的Cl2，可向工業(yè)Br2中　　　　(填字母)。 a. 通入HBr b. 加入Na2CO3溶液 c. 加入NaBr溶液 d. 加入Na2SO3溶液 [答案]　(1)通風(fēng)櫥　污染環(huán)境 (2)Br2易揮發(fā) (3)3H2SO4+5NaBr+NaBrO33Na2SO4+3Br2+3H2O　用鹽酸酸化，則鹽酸被NaBrO3氧化　Br2易揮發(fā)，對大氣有污染 (4)c [解析]　Cl2、Br2 都是污染氣體，應(yīng)該在通風(fēng)櫥條件下進(jìn)行操作;步驟③所發(fā)生的反應(yīng)是歸中反應(yīng)，鹽酸有還原性，NaBrO3有氧化性，二者可發(fā)生氧化還原反應(yīng);利用NaBr溶液與Cl2反應(yīng)，然后分液可除去Cl2。 (xx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　　　　　　。 (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)裝置如下圖所示)。 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:5S+2I+2H+I2+5S+H2O 某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I-、I中的一種或兩種。請補(bǔ)充完整檢驗(yàn)含碘廢水中是否含有I-、I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。 　。 實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑:稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。 [答案]　(1)S+I2+H2O2I-+S+2H+　使CCl4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I;若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有I [解析]　(1)S被I2氧化為S，I2被還原為I-，結(jié)合電荷守恒和原子守恒可得S+I2+H2O2I-+S+2H+。因?yàn)镮2不溶于水，而碘化物易溶于水，故將I2還原為I-的目的是使碘元素進(jìn)入水層。(2)分離有機(jī)溶劑和水溶液的混合物需要分液。(3)溫度越高，Cl2溶解度越小，而且隨溫度升高，Cl2會(huì)把I2進(jìn)一步氧化為I，導(dǎo)致氧化I-的效率偏低;另外，I2也容易升華。(4)檢驗(yàn)I2用淀粉，結(jié)合所給試劑的性質(zhì)，F(xiàn)eCl3具有氧化性，可將I-氧化為I2，而Na2SO3具有強(qiáng)還原性，可將I還原為I2。 某同學(xué)按如下實(shí)驗(yàn)流程提取海帶中的碘，請回答相關(guān)問題。 (1)第①步是將海帶放入　　　　　　(填儀器名稱)中，用酒精燈充分加熱灰化。 (2)第②步為了加快溶解速度并使碘離子充分進(jìn)入溶液，可以采取的措施是　 (寫出兩條)。 (3)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到某一步驟時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)碘的存在，具體方法是 　。 (4)海帶灰中還含有其他無機(jī)鹽類(硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽等)，這些鹽類是在流程圖中的第　　　(填編號(hào))步與碘分離的。 [答案]　(1)坩堝　(2)充分?jǐn)嚢?，加熱煮沸?3)取氧化后的溶液少量于試管中，滴加淀粉溶液，若溶液變藍(lán)證明含碘(或取過濾后的溶液少量于試管中，滴加幾滴氯水再滴加淀粉溶液，若溶液變藍(lán)證明含碘)　(4)⑤ [解析]　(1)灼燒使用的主要儀器為坩堝;(2)加快溶解速度的方法有攪拌、升溫等;(3)淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán)色，故可用淀粉溶液來檢驗(yàn)碘單質(zhì)的存在;(4)從流程可以看出，第⑤步為萃取過程，從溶液中分離出碘單質(zhì)。 　 氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水 原理:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 在陽極處獲得Cl2，在陰極處獲得H2和NaOH。