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2019-2020年高考化學總復習 氯基礎知識講解 【考綱要求】 1．了解Cl2的分子結構和物理性質，掌握Cl2的制備和用途。 2．掌握Cl2與金屬、非金屬、水、堿等發(fā)生的反應。 3．掌握氯水的成分和性質，知道次氯酸及其鹽的性質和用途。 4．以鹵素為例了解在周期表中同一主族元素性質的遞變規(guī)律。 5．通過實驗掌握Cl―的檢驗方法。 【知識網絡】 氯及其重要化合物間的轉化關系 【考點梳理】 考點一：氯氣的性質、用途 1．物理性質 通常氯氣為黃綠色有刺激性氣味、密度比空氣大的有毒氣體，易液化。25℃時，1體積水約溶解2體積氯氣，其水溶液俗稱氯水，為淡黃綠色。 2．化學性質 要點詮釋： 從氧化還原角度分析氯氣的化學性質可概括為： ① 化性：0→—1 ②氧化還原性（歧化反應）：-1←0→+1 3．氯氣的用途：自來水的消毒，制鹽酸，漂白粉，農藥，氯仿等。 4．Cl―的檢驗 檢驗溶液中的Cl―應先加稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀產生，證明有Cl―存在。 考點二：氯離子的檢驗 　　1．試劑：稀硝酸、AgNO3溶液。 2．操作：取待測液2mL加入試管中，先滴入少量稀硝酸，然后再滴入AgNO3溶液。 3．現象及結論：產生白色沉淀，該溶液中含有Cl－。 4．原理：Ag++Cl－==AgCl↓。 要點詮釋： （1）加稀硝酸的目的是排除CO32－的干擾，因為Ag2CO3是可以溶于稀硝酸的白色不溶物。因此，鑒定時可以將加試劑的順序顛倒，即可以先加AgNO3，再加稀硝酸。若生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，同樣可以證明溶液中有Cl－。 （2）不用稀鹽酸、稀硫酸酸化，否則引入Cl－、SO42－產生干擾。 考點三：氯水的成分和性質 1．氯水的成分 Cl2溶于水：Cl2+H2OH++Cl―+HClO 2．性質 成分 表現的性質 反應實例 Cl2 ①強氧化性 ②氯水呈黃綠色 ③加成反應 Cl2+2KI==2KCl+I2 Cl2+H2SO3+H2O==H2SO4+2HCl Cl2+CH2＝CH2—→CH2Cl—CH2Cl H+ 強酸性 2H++CaCO3==Ca2++CO2↑+H2O 滴入紫色石蕊試液先變紅，后褪色 HClO ①弱酸性 ②強氧化性 HClO+OH―==ClO―+H2O 漂白、殺菌、消毒 Cl― 沉淀反應 Cl―+Ag+==AgCl↓ 2．分析平衡： Cl2+H2OH++Cl―+HClO 向氯水中加入的物質 濃度變化 平衡移動的方向 應用 可溶性氯化物 c (Cl―)增大 左移 ①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl ②用排飽和食鹽水法收集Cl2 鹽酸 c (H+)和c (Cl―)增大 左移 濃氯酸與濃鹽酸反應制Cl2 NaOH c (H+)減小 右移 用NaOH吸收多余的Cl2 光照 c (HClO)減小 右移 氯水應避光保存或現用現配 要點詮釋： 氯水久置，會因HClO的分解導致其中的Cl2全部與H2O反應，HClO完全分解成鹽酸和O2，使溶液酸性增強，失去強氧化性而變質（久置氯水實為極稀的鹽酸）。 考點四：幾種重要的含氯化合物 1．次氯酸 （1）弱酸性：Ca(ClO)2+CO2+H2O= CaCO3+2HClO；酸性：碳酸強于次氯酸。 （2）不穩(wěn)定性：反應方程式：2HClO2HCl↑+O2↑。 （3）強氧化性：氧化性比Cl2強，可用于自來水的殺菌消毒，還可以用作漂白劑。 2．次氯酸鹽 （1）強氧化性：ClO―有強氧化性，與還原性離子（S2―、I―、Fe2+、SO32―等）不能共存。 （2）ClO－的水解：其離子方程式為：ClO―+H2OHClO+OH―，與Fe3+、Al3+不能共存。 （3）漂白粉：有效成分為Ca(ClO)2。 ①制備試劑：氯氣和石灰乳 ②漂白原理：Ca(ClO)2+H2O+CO2= CaCO3+2HClO，故應密封并儲存于陰涼處。 3．鹽酸：具有酸的通性和Cl－的性質 考點五：氯氣的制法 有關氣體的制備和性質實驗，其裝置流程可以歸納如下： 氣體制備 → 凈化 → 干燥 → 收集或性質實驗 → 尾氣處理 1．氯氣的實驗室制法 （1）原理：氧化法（化合價-1→0） MnO2+4HCl (濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 或：2KMnO4+16HCl (濃)==2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O 注：若用KMnO4制Cl2，則不需加熱。 （2）發(fā)生裝置：分液漏斗、圓底燒瓶、酒精燈、鐵架臺等。 要點詮釋： ①制備氣體的類型：固體+液體氣體 ②用分液漏斗進行滴加濃鹽酸，可控制反應速率。 （3）凈化、干燥裝置：洗氣瓶。 由于使用濃鹽酸，反應生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣?？梢宰寶怏w通過飽和食鹽水，HCl氣體易溶于飽和食鹽水而氯氣則不溶，然后再用濃硫酸吸收水蒸氣，這樣可制得干燥、純凈的氯氣。 （4）收集裝置：由于氯氣能溶于水，故應用向上排空氣法或排飽和食鹽水法。 （5）尾氣吸收裝置：用NaOH溶液吸收多余的氯氣，防止污染空氣。 注：Ca(OH)2的溶解度太小，所以尾氣吸收時不用石灰水，而用NaOH溶液。 （6）驗滿方法 ①將濕潤的淀粉-KI試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿。 ②將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。 2．氯氣的工業(yè)制法：電解法 （1）電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）， 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ （2）電解熔融氯化鈉（可制得Na） 2NaCl (熔融)2Na+Cl2↑ 考點六：鹵素及其化合物的遞變規(guī)律及特性 1．鹵素的原子結構 在元素周期表中，與氯元素處于同一縱行——第ⅦA族的元素還有氟（F）、溴（Br）、碘（I）、砹（At，人工合成元素）。與氯元素一樣，這些元素原子的最外電子層都有7個電子，都是典型的非金屬元素。由于第ⅦA族元素都能與Na、K、Ca、Mg等金屬化合生成鹽，所以統稱為鹵素（成鹽元素）。 2．物理性質 F2 Cl2 Br2 I2 顏色 淡黃綠色 黃綠色 深紅棕色 紫黑色 狀態(tài) 氣態(tài) 氣態(tài) 液態(tài) 固態(tài) 水中溶解性 反應 可溶 可溶 微溶 熔沸點 Cl2、Br2、I2易溶于苯、CCl4、汽油等有機溶劑。 注意：從溴水中萃取出Br2，可向其中加入苯，振蕩、靜置，溶液分兩層，上層橙紅色，下層為水層，近乎無色；從碘水中萃取I2，可向其中加入CCl4，振蕩、靜置，溶液分兩層，上層（水層）近乎無色，下層為紫紅色（已知苯的密度小于水的密度，CCl4的密度大于水的密度，且二者均不溶于水）。 3．鹵素及其化合物的遞變規(guī)律 （1）單質氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2 （2）離子還原性：I－＞Br－＞Cl－＞F－ （3）HX的穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI （4）HX的熔沸點：HF（含氫鍵）＞HI＞HBr＞HCl （5）最高價含氧酸的酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4 4．鹵素中的某些特性及相關應用 （1）氟 ①無正價和含氧酸，非金屬性最強。 ②2F2+2H2O==4HF+O2，與H2反應在暗處即爆炸。 ③HF是弱酸，能腐蝕玻璃，保存在鉛皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸點最高。 ④AgF易溶于水。 （2）溴 ①Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)。 ②Br2易溶于有機溶劑。 ③盛溴的試劑瓶中加水，進行水封，保存液溴不能用橡膠塞。 （3）碘 ①I2遇淀粉變藍色。 ②I2加熱時易升華。 ③I2易溶于有機溶劑。 ④食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。 5．鹵素離子（X―）的檢驗 由于在AgX中，除AgF可溶于水，AgCl、AgBr、AgI都是既難溶于水也不溶于稀硝酸的沉淀，所以可用稀硝酸酸化的AgNO3溶液檢驗X―的存在。其中稀硝酸的作用主要是排除CO32―的干擾。 反應原理： Ag++Cl―==AgCl↓（白色） Ag++Br―==AgBr↓（淡黃色） Ag++I―==AgI↓（黃色） 【典型例題】 類型一、氯氣的性質和應用 例1、下列無水氯化物中不能用氯氣和該元素的單質直接化合制取的是（ ）。 A．AlCl3 B．CuCl2 C．FeCl2 D．HCl 【思路點撥】鐵元素有變價，遇強氧化劑變成+3價。 【答案】C 【解析】氯氣是強氧化劑，能夠與大多數金屬發(fā)生化合反應，對于有變價的金屬元素與氯氣發(fā)生反應通常生成較高價態(tài)的金屬氯化物，所以鐵和氯氣反應的產物為氯化鐵而不是氯化亞鐵。 【總結升華】氯氣與大多數金屬反應，生成高價態(tài)金屬氯化物；只有金屬活動順序表中氫以前的金屬，才能跟鹽酸反應，并且一般生成低價態(tài)金屬氯化物和氫氣，所以符合題意的是具有不變價態(tài)、且在金屬活動順序表中排在氫以前的金屬的氯化物。 舉一反三： 【高清課堂：ID:356210 例2】 【變式1】已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應放出氯氣，現按下圖進行鹵素的性質實驗。玻璃管內裝有分別滴有不同溶液的白色棉球，反應一段時間后，對圖中指定部位顏色描述正確的是（ ） ① ② ③ ④ A 黃綠色 橙色 藍色 白色 B 無色 橙色 紫色 白色 C 黃綠色 橙色 藍色 無色 D 黃綠色 無色 紫色 白色 【答案】A 【解析】各處的反應原理分別為： ①KClO3+6HCl (濃)==KCl+3Cl2↑+3H2O，產生黃綠色的氣體。 ②2NaBr+Cl2==2NaCl+Br2，Br2溶于水顯橙（黃色）。 ③2KI+Cl2==2KCl+I2，I2遇淀粉變藍。 ④Cl2+2NaOH==NaCl+NaCl+NaClO+H2O。兩種鹽的水溶液都無顏色，故棉球顯白色。 【高清課堂：ID:356210 例3】 【變式2】已知：①向KMnO4固體滴加濃鹽酸，產生黃綠色氣體；②向FeCl2溶液中通入少量實驗①產生的氣體，溶液變黃色；③取實驗②生成的溶液滴在淀粉KI試紙變藍。下列判斷正確的是 A．上述實驗證明氧化性：MnO4ˉ> Cl2 > Fe3+ > I2 B．上述實驗中，共有兩個氧化還原反應 C．實驗①生成的氣體不能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍 D．實驗②證明Fe2+既有氧化性又有還原性 【答案】A 類型二、氯水的成分和性質 例2、下列關于氯水的敘述，正確的是（ ）。 A．氯水久置后，pH增大 B．新制氯水可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色 C．光照氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2 D．新制氯水中只含Cl2和H2O分子 【思路點撥】從Cl2和H2O反應的化學平衡及其移動入手分析。 【答案】B 【解析】在新制的氯水中溶有大量Cl2分子，其中小部分Cl2與水發(fā)生反應生成：HCl和HClO，HCl完全電離產生H+和Cl－，HClO部分電離產生H+、ClO－。所以氯水中有三種分子H2O、Cl2、HClO和四種離子H+、Cl－、ClO－、OH－。HClO有強氧化性、漂白性，見光易分解放出O2。氯水放置數天后HClO分解接近完全，轉化為鹽酸，酸性增強。 【總結升華】解題的關鍵是明確氯水的各種組成成分，這些組成成分決定了其性質的多樣性。 舉一反三： 【變式1】新制氯水中存在H2O、Cl2、HClO、HCl，其中能起殺菌消毒作用的是________，能與鋅反應生成氫氣的是________，能與硝酸酸化的硝酸銀溶液作用生成白色沉淀的是________，能使染料和有機物質褪色的是________，能與FeCl2反應的是________。 【答案】HClO　 HCl　 HCl　 HClO　 Cl2 【解析】HClO具有強氧化性，可殺菌消毒和漂白有機色質；HCl具有強酸性，能與活潑金屬反應生成H2，并且HCl電離產生的Cl－可與硝酸酸化的硝酸銀溶液反應，生成白色沉淀；Cl2具有強氧化性，可與具有還原性的物質反應。 類型三、 氯氣的制取 例3、實驗室制備H2和Cl2通常采用下列反應： Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑ MnO2+4HCl (濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 據此，從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置 （填代號）和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置 （填代號）。 可選用制備氣體的裝置： 【思路點撥】從反應物的狀態(tài)及反應條件來選擇發(fā)生裝置，從生成物的性質選擇干燥、除雜及收集方法。 【答案】e d 【解析】根據制取H2的反應原理：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑，確定制取H2的實驗裝置，生成的H2可用排水集氣法或向下排空氣法收集，故選e。依據實驗室制取Cl2的反應原理：MnO2+4HCl (濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O確定其實驗裝置，生成的Cl2可用向上排空氣法或排飽和食鹽水法收集，但由于Cl2有毒，濃鹽酸具有揮發(fā)性，故制出Cl2后要用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體，用盛有濃H2SO4的洗氣瓶除去Cl2中的H2O (g)，最后用NaOH溶液吸收多余的Cl2，以防污染環(huán)境。 【總結升華】從發(fā)生裝置、干燥、除雜、收集、尾氣處理等角度來把握氣體的制法。 舉一反三： 【變式1】某學生設計如下實驗裝置用于制備純凈的Cl2。 （1）裝置中有五處錯誤，請指出①________，②________，③________，④________，⑤________。 （2）在更正后的裝置圖中，洗氣瓶（凈化氣體）中的飽和食鹽水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液的作用分別是： ①飽和食鹽水的作用：________；②濃硫酸的作用：________；③氫氧化鈉的作用：________。 【答案】（1）①用長頸漏斗錯誤，應用分液漏斗 ②不能用稀鹽酸，應用濃鹽酸 ③沒有用酒精燈，應用酒精燈加熱 ④盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒，應予更換位置 ⑤盛飽和食鹽水洗氣瓶中的進氣導管未插入液面下，出氣導管插入液面，應進氣導管插入液面下，出氣導管不插入液面下 （2）①除去氯氣中混有的HCl ②除去氯氣中混有的水蒸氣 ③吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境 類型四、Cl－的檢驗 例4、檢驗溶液中的離子，實驗步驟和結論均正確的是（　 ） 　　A．加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，證明一定含有Cl－離子。 　　B．加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成，證明一定含有SO42—離子。 　　C．加入HCl后產生氣體，該氣體能使品紅溶液褪色，加熱后又變成紅色，證明一定含有SO32—離子。 　　D．加入BaCl2溶液，有白色沉淀，證明一定含有SO32—離子。 【思路點撥】本題涉及的白色沉淀可能有：AgCl、AgSO4、AgCO3；BaSO4、BaSO3、BaCO3等。 【答案】C 【解析】（A）加AgNO3出現白色沉淀，不一定含有Cl－，也可能有SO42—、SO32—等。 ?。˙）加入HNO3酸化的Ba(NO3)2，有白色沉淀生成此沉淀肯定為BaSO4。但不能證明原溶液中一定有SO42—離子，因為SO42—離子的來源可能是原溶液中有的，也可能是SO32-被硝酸氧化生成的。 ?。―）加入BaCl2出現白色沉淀，可能含有SO42—、SO32-、Ag+等。 【總結升華】離子的檢驗要注意排除干擾。 舉一反三： 【變式1】下列說法正確的是（ ）。 A．Cl－和Cl2都有毒 B．將AgNO3溶液滴入甲溶液中，若出現白色沉淀，則說明甲溶液中含有Cl－ C．將NaCl溶液滴入AgNO3溶液中或將Cl2通入AgNO3溶液中均會出現白色沉淀 D．含Cl－的溶液和氯水一樣均呈淺黃綠色 【答案】C 類型五、鹵素單質 　例5、下列關于鹵素（用X表示）的敘述正確的是（　 ） 　　A．單質都能與大多數金屬反應，生成高價態(tài)金屬鹵化物 　　B．單質都能與H2反應，且從F2→I2逐漸變難 　　C．單質都能與H2O反應，通式X2+H2O==HX+HXO 　　D．單質的還原性順序為：F2＞Cl2＞Br2＞I2 【思路點撥】從鹵素單質的相似性、遞變性及特性角度分析。 【答案】B 【解析】單質都能跟金屬反應，但I2與金屬反應生成低價態(tài)的金屬碘化物，A錯誤；隨著單質的氧化性順序：F2＞Cl2＞Br2＞I2，單質與H2化合也逐漸變難，所以B正確，D錯誤； F2與H2O反應時，2F2+2H2O==4HF+O2，所以C錯誤。 【總結升華】鹵素單質的性質既存在相似性，也存在差異性，對特別的性質需要特別記憶。 舉一反三： 【變式1】關于鹵素的下列敘述正確的是（ ）。 A．鹵素只以化合態(tài)存在于自然界中 B．隨著核電荷數的增加，鹵素單質的熔、沸點升高 C．隨著核電荷數的增加，單質的氧化性增強 D．單質與水反應，均可用通式：X2+H2O=HX+HXO表示 【答案】AB 【變式2】已知氧化性順序：Cl2＞Br2＞I2，判斷下列反應中不能發(fā)生的是（　 ） 　　A．Cl2+2KBr==2KCl+Br2　　　 B．Br2+2KI==2KBr+I2 　　C．Cl2+2KI==2KCl+I2　　　　 D．I2+2KCl==2KI+Cl2 【答案】D