(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 4 第三單元 氯、溴、碘及其重要化合物教案
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1、(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 4 第三單元 氯、溴、碘及其重要化合物教案 1.了解鹵素元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 2.了解鹵素元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響?!?.以上各部分知識的綜合應(yīng)用。 氯及其重要化合物的性質(zhì)與應(yīng)用 [知識梳理] 一、氯氣的性質(zhì) 1.物理性質(zhì) 2.化學(xué)性質(zhì) (1) (2)與H2反應(yīng):H2+Cl22HCl,產(chǎn)生蒼白色火焰。 (3)與H2O反應(yīng):Cl2+H2OHCl+HClO。 (4)與堿(如NaOH)反應(yīng):Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+
2、H2O。 (5) 二、氯的重要化合物 1.次氯酸 棕色 2.漂白粉 CaCl2和Ca(ClO2) Ca(ClO)2 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HclO 堿 氧化 [自我檢測] 1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。 (1)氯氣可用于消滅田鼠,可將氯氣用軟管通入田鼠洞中,這是利用了氯氣的毒性和密度比空氣大的性質(zhì)。( ) (2)漂白粉和明礬都常用于處理自來水,二者的作用原理是不同的。( ) (3)漂白粉在空氣中久置變質(zhì),是因為漂白
3、粉中的CaCl2 與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3。( ) (4)久置的氯水可以變?yōu)辂}酸。( ) (5)要證明Cl2無漂白性而HClO有漂白性的實驗方法,可以先讓干燥Cl2通入干燥的有色布條,再通入濕潤的有色布條看是否褪色。( ) 解析:(3)漂白粉變質(zhì),是其中Ca(ClO)2與空氣中CO2反應(yīng)。 答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ 2.氯水中含有多種成分,因而具有多種性質(zhì),根據(jù)氯水分別與如圖四種物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)填空(a、b、c、d重合部分代表物質(zhì)間反應(yīng),且氯水足量)。 (1)能證明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。
4、 (2)c過程中的現(xiàn)象是_____________________________________________, b過程中反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。 (3)a過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________。 解析:氯水中Cl2能氧化FeCl2,H+與Na2CO3、石蕊作用,Cl-能與Ag+生成AgCl,氯水成分中的HClO具有漂白性,能使石蕊溶液褪色。 答案:(1)d (2)產(chǎn)生白色沉淀 2H++CO===H2O+CO2↑ (3)Cl2+2F
5、eCl2===2FeCl3 (1)氯氣具有強氧化性,與變價金屬反應(yīng)時均生成高價態(tài)的金屬氯化物,如FeCl2不能由單質(zhì)化合生成。 (2)氯氣沒有漂白性,不能使干燥的有色布條褪色,但可使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,實際起漂白作用的是HClO。 (3)HClO不穩(wěn)定,不能單獨存在,只能存在于氯水、次氯酸鹽溶液或次氯酸鹽與酸反應(yīng)的混合物中。 (4)工業(yè)上制取漂白粉是用氯氣與石灰乳反應(yīng)制得,而不是用氯氣與石灰水反應(yīng)。 (5)氯水中的HClO見光易分解,通常保存在棕色試劑瓶中并置于陰暗處。 在探究新制飽和氯水成分的實驗中,下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是( ) A.氯水的顏色呈淺黃綠
6、色,說明氯水中含有Cl2 B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明氯水中含有Cl- C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有氣泡產(chǎn)生,說明氯水中含有H+ D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液顏色變成棕黃色,說明氯水中含有HClO [解析] A.Cl2的顏色為黃綠色,正因為氯水中溶解了黃綠色的Cl2,才使得氯水顯示了淺黃綠色,A選項正確。 B.Cl-與Ag+結(jié)合生成AgCl白色沉淀,B選項正確。 C.Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO,H+與NaHCO3反應(yīng)生成CO2氣體,C選項正確。 D.氯水中的Cl2也能將Fe2+氧化為Fe3+,D選項錯誤。 [答案] D
7、 (1)向新制氯水中加入碳酸鈣粉末,HClO的濃度如何變化? (2)將氯氣通入石蕊試液中的現(xiàn)象是什么? 答案:(1)氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO。加入的CaCO3粉末會與HCl反應(yīng),從而使平衡右移,增大了氯水中HClO的濃度。 (2)將氯氣通入石蕊試液中的現(xiàn)象是先變紅后褪色。 氯水的成分及性質(zhì) 氯水性質(zhì)的多重性:新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì),在不同的化學(xué)反應(yīng)中,氯水中參與反應(yīng)的微粒不同。 題組一 氯氣及其重要化合物的性質(zhì) 1.(2018·湛江高三質(zhì)檢)如圖所示是驗證氯氣性質(zhì)的微型實驗,a、b、c、d、e是浸有相關(guān)溶液的濾紙。向
8、KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸后,立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面。 已知:2KMnO4+16HCl===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O 對實驗現(xiàn)象的“解釋或結(jié)論”正確的是( ) 選項 實驗現(xiàn)象 解釋或結(jié)論 A a處變藍,b處變紅棕色 氧化性:Cl2>Br2>I2 B c處先變紅,后褪色 氯氣與水生成了酸性物質(zhì) C d處立即褪色 氯氣與水生成了漂白性物質(zhì) D e處變血紅色 還原性:Fe2+>Cl- 解析:選D。選項A的實驗現(xiàn)象只能說明氧化性:Cl2>Br2和Cl2>I2,不能說明氧化性:Br2>I2;選項B的實驗現(xiàn)象還可以說明氯氣與水生成了漂白
9、性物質(zhì);選項C中氯氣與水生成的酸性物質(zhì)也可以使之出現(xiàn)對應(yīng)的實驗現(xiàn)象;選項D中e處變血紅色是氯氣氧化Fe2+生成Fe3+的結(jié)果,說明還原性:Fe2+>Cl-。 2.(2015·高考北京卷)某消毒液的主要成分為NaClO,還含有一定量的NaOH。下列用來解釋事實的方程式中,不合理的是(已知:飽和NaClO溶液的pH約為11)( ) A.該消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制備:Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O B.該消毒液的pH約為12:ClO-+H2OHClO+OH- C.該消毒液與潔廁靈(主要成分為HCl)混用,產(chǎn)生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+
10、H2O D.該消毒液加白醋生成HClO,可增強漂白作用:CH3COOH+ClO-===HClO+CH3COO- 解析:選B。A.將Cl2通入NaOH溶液中可制得消毒液,離子方程式為2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O。B.飽和 NaClO 溶液的pH約為11,而該消毒液的pH為12,故不可能僅為ClO-的水解所致,該消毒液中還含有一定量的NaOH,是使消毒液的pH約為12的主要原因。C.該消毒液與潔廁靈混用時,ClO-與Cl-會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl2。D.HClO 有較強的漂白性。因為CH3COOH的酸性強于HClO,在該消毒液中加入CH3COOH,會使CH3COOH與ClO
11、-反應(yīng)生成HClO,增強其漂白性。 題組二 氯水性質(zhì)的多重性 3.氯水中存在多種分子和離子,它們在不同的反應(yīng)中表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。下列結(jié)論正確的是( ) A.加入有色布條,片刻后有色布條褪色,說明有Cl2存在 B.溶液呈淺黃綠色,且有刺激性氣味,說明有Cl2存在 C.先加入鹽酸酸化,再加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,說明有Cl-存在 D.加入NaOH溶液,氯水的淺黃綠色消失,說明有HClO存在 解析:選B。A項,氯水能使有色布條褪色是因為氯水中含有的HClO具有強氧化性;C項,由于加入鹽酸酸化的過程中引入了Cl-,所以根據(jù)生成白色沉淀無法說明氯水中是否存在Cl-;D項,加入N
12、aOH溶液時氯水的淺黃綠色消失,說明其中有Cl2存在。 4.氯氣能使?jié)駶櫟募t色布條褪色。對于使紅色布條褪色的物質(zhì),同學(xué)們的看法不一致,認為氯水中存在的幾種粒子都有可能。請你設(shè)計實驗,得出正確結(jié)論。 提出問題 收集資料 提出假設(shè) 驗證假設(shè) 得出結(jié)論 氯水中何種物質(zhì)能使紅色布條褪色 ①氯氣有強氧化性; ②氯氣與冷水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸; ③次氯酸有強氧化性 ①______ ________; ②______ ________; ③______ ________; ④ H2O 使紅色 布條褪色 實驗①:把紅色干布條放入充滿氯氣的集氣瓶中,紅色布條不褪色; 實
13、驗②:________________________________________________________________; 實驗③:把紅色布條放在水中,紅色布條不褪色 ________ ________ ________ ________ 解析:提出的假設(shè)是由收集到的資料結(jié)合所學(xué)知識得到的。根據(jù)氯氣有氧化性,可假設(shè)氯氣使紅色布條褪色,即由實驗①驗證;氯氣和水生成鹽酸和次氯酸,可假設(shè)鹽酸或次氯酸能使紅色布條褪色,即由實驗②驗證,可先驗證鹽酸能否使紅色布條褪色;氯水中的氯氣、稀鹽酸、水均不能使紅色布條褪色,說明是次氯酸使紅色布條褪色。 答案:提出假設(shè):①氯氣使紅色布條褪
14、色 ②鹽酸使紅色布條褪色 ③次氯酸使紅色布條褪色 驗證假設(shè):實驗②:把紅色布條伸入稀鹽酸中,紅色布條不褪色 得出結(jié)論:次氯酸使紅色布條褪色 Cl2+H2OHCl+HClO平衡移動的應(yīng)用 向氯水中加 入的物質(zhì)或 改變的條件 氯水中粒子 濃度變化 平衡 移動 的方向 應(yīng)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 次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2 NaOH c(H+)減小 右移 用NaOH溶液吸收多余Cl2 Ca(OH)2 c(
15、H+)減小 右移 制漂白粉 CaCO3 c(H+)減小 右移 制高濃度的HClO 溶液 光照 c(HClO)減小 右移 氯水避光保存,現(xiàn)用現(xiàn)配 氯氣的制備 [知識梳理] 一、氯氣的工業(yè)制法 工業(yè)上用電解飽和食鹽水法制氯氣,又稱為氯堿工業(yè)。電解飽和食鹽水的實驗裝置如圖所示,其中鐵棒作陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,石墨棒作陽極,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑,總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。 二、氯氣的實驗室制法 1.實驗裝置 2.制取過程 MnO2+4HCl(濃)Mn
16、Cl2+Cl2↑+2H2O 飽和食鹽水 濃H2SO4 向上 淀粉-碘化鉀 藍色石蕊 [自我檢測] 1.實驗室用MnO2和濃鹽酸來制取氯氣,主要操作: ①將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上; ②把酒精燈放在鐵架臺上,根據(jù)酒精燈確定鐵圈的高度,固定好鐵圈,放好石棉網(wǎng); ③用藥匙向蒸餾燒瓶中加入MnO2,再向分液漏斗中加濃鹽酸,并將導(dǎo)管放入集氣瓶中; ④檢查氣密性; ⑤在蒸餾燒瓶上裝好分液漏斗,連接好導(dǎo)管。 最好的實驗操作順序是________________。 答案:②①⑤④③ 2.某化學(xué)興趣小組利用MnO2和濃鹽酸及如圖所示裝置制備Cl2。下列分析中
17、不正確的是( ) A.A中可用分液漏斗代替長頸漏斗 B.A中缺少加熱裝置 C.B中盛放的NaOH溶液可以凈化Cl2 D.D中的導(dǎo)管口若連接倒置漏斗可防止倒吸 解析:選C。氯氣中混有氯化氫氣體,應(yīng)該用飽和食鹽水除去氯化氫,氯化氫和氯氣均能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),故B中不能盛放氫氧化鈉溶液。 3.根據(jù)裝置及實驗?zāi)康奶顚懺噭┗蛭镔|(zhì)和實驗現(xiàn)象。 裝置 試劑 實驗現(xiàn)象 實驗?zāi)康? A 驗證干燥的氯氣無漂白作用,濕潤的氯氣有漂白作用 B C D 驗證氯氣具有強氧化性,可與金屬及還原性物質(zhì)反應(yīng) E F G
18、吸收多余的氯氣 答案:濃硫酸 干燥紅色布條 無明顯變化 濕潤紅色布條 紅色布條褪色 FeCl2溶液 溶液由淺綠色變棕黃色 淀粉-KI溶液 溶液變?yōu)樗{色 鐵粉 產(chǎn)生紅棕色煙 NaOH溶液(以上答案合理即可) 用MnO2和濃鹽酸制Cl2的四個注意點 (1)必須用濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制Cl2,MnO2 與稀鹽酸不反應(yīng)。 (2)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,加熱溫度不宜過高,減少HCl的揮發(fā)。 (3)實驗結(jié)束后,先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的Cl2,再拆卸裝置,避免污染空氣。 (4)尾氣吸收時,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因為溶液中Ca(OH)2濃度小,吸收不完全。 (教
19、材改編)如圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關(guān)實驗的裝置(部分夾持及加熱儀器已略)。 (1)制備氯氣選用的藥品為固體二氧化錳和濃鹽酸,相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。裝置B中飽和食鹽水的作用是______________________。同時裝置B亦是安全瓶,監(jiān)測實驗進行時裝置C中是否發(fā)生堵塞,請寫出發(fā)生堵塞時裝置B中的現(xiàn)象:____________________________。 (2)裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性,為此裝置C中 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入的物質(zhì)為________(填字母)。 選項 a b c d Ⅰ 干燥的有 色
20、布條 干燥的有 色布條 濕潤的有 色布條 濕潤的有 色布條 Ⅱ 堿石灰 硅膠 濃硫酸 無水氯化鈣 Ⅲ 濕潤的有 色布條 濕潤的有 色布條 干燥的有 色布條 干燥的有 色布條 (3)設(shè)計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r,可以看到無色溶液逐漸變?yōu)開_______色,說明氯的非金屬性大于溴。打開活塞,將裝置D中少量溶液加入裝置E中,振蕩。觀察到的現(xiàn)象是____________________。 (4)裝置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余氯氣,試寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式:_______________________
21、__________________。 [解析] (1)裝置A中固體藥品為MnO2,其化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O;裝置B用飽和食鹽水吸收氯化氫;如果實驗過程中裝置C發(fā)生堵塞,則裝置B中長頸漏斗中的液面就會上升,所以裝置B的作用是既能除去氯氣中混有的氯化氫,還能監(jiān)測實驗過程中裝置C是否發(fā)生堵塞。 (2)裝置C的作用是驗證氯氣是否具有漂白性,Ⅰ處是濕潤的有色布條,則Ⅱ處應(yīng)加入固態(tài)干燥劑且不能吸收氯氣,Ⅲ處放置干燥的有色布條。 (3)設(shè)計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性,利用氯氣、溴、碘之間的置換反應(yīng)驗證。 (4)裝置F的作用是吸收多余的氯氣
22、,防止污染環(huán)境,相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為SO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+。 [答案] (1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去Cl2中的HCl氣體 裝置B中長頸漏斗中液面上升,形成水柱 (2)d (3)橙 裝置E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫紅色 (4)SO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+ 上述例題中用足量的Na2SO3溶液作氯氣的尾氣吸收裝置,有同學(xué)認真思考后認為此法不可行,請用離子方程式解釋乙認為不可行的原因。 答案:Na2SO3溶液吸收氯氣產(chǎn)生酸:SO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+,過量的Na2SO3遇酸
23、產(chǎn)生SO2仍不可避免污染環(huán)境:SO+2H+===SO2↑+H2O。 謹記涉及氯氣制備與性質(zhì)探究實驗的典型裝置 題組一 氯氣制備原理、裝置的考查 1.實驗室制備氯氣的裝置如圖。圖中涉及氣體發(fā)生、除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置,其中錯誤的是( ) A.① B.② C.③ D.④ 解析:選C。裝置③的導(dǎo)氣管長短錯誤,應(yīng)長進短出。 2.(2018·泉州高三檢測)某化學(xué)小組用如圖所示裝置制取氯氣,下列說法正確的是( ) A.該裝置圖中至少存在三處明顯錯誤 B.該實驗中收集氯氣的方法不正確 C.如果需要得到干燥純凈的Cl2,只需在氣體發(fā)
24、生裝置和收集裝置之間連接一個裝有濃硫酸的洗氣瓶即可 D.含有2 mol HCl的某濃鹽酸與足量MnO2混合,在一定條件下反應(yīng),轉(zhuǎn)移1 mol電子 解析:選A。A項,該裝置的錯誤:沒有使用酒精燈加熱,則MnO2不與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng),從而得不到Cl2;裝置中沒有用分液漏斗而采用長頸漏斗,易導(dǎo)致氣體外逸和HCl的揮發(fā);沒有進行尾氣處理。B項,Cl2的密度比空氣大,該收集方法正確。C項,要得到干燥純凈的Cl2,首先應(yīng)將氣體通過飽和食鹽水除去HCl,再通過濃硫酸除去水蒸氣。D項,根據(jù)反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,濃鹽酸變稀后便不再反應(yīng),使產(chǎn)生的Cl2的物質(zhì)的量小于0.5
25、 mol,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)小于1 mol。 題組二 氯氣制備與性質(zhì)實驗的綜合考查 3.氯氣有毒,實驗室大量制取的難度較大、污染嚴重。在如圖所示裝置中研究氯氣的性質(zhì)可實現(xiàn)“綠色實驗”。 (1)KClO3固體與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2的化學(xué)方程式為_____________________________。 (2)玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉花球,反應(yīng)一段時間后,對圖中指定部位顏色描述正確的是________(填字母)。 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 黃綠色 D 黃綠色
26、 無色 紫色 白色 (3)在位置②和位置③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為_______________________。 (4)位置④的棉花球滴NaOH溶液的目的是______________________________,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。 解析:KClO3有強氧化性,能將濃鹽酸中的Cl-氧化為Cl2。因為題中涉及的幾種非金屬單質(zhì)的活潑性大小為Cl2>Br2>I2,所以Cl2經(jīng)過NaBr溶液、淀粉-KI溶液時,會發(fā)生置換反應(yīng)分別生成Br2、I2。溴水顯橙色,I2遇淀粉變藍色,NaOH溶液的作用是吸收逸出的Cl2,
27、防止污染環(huán)境。 答案:(1)6HCl(濃)+KClO3===KCl+3Cl2↑+3H2O (2)A (3)Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2、Cl2+2KI===2KCl+I2 (4)吸收多余的氯氣,防止污染環(huán)境 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 4.如圖是一個實驗室制取氯氣并以氯氣為原料進行特定反應(yīng)的裝置: (1)實驗開始時,先點燃A處的酒精燈,打開止水夾K,讓Cl2充滿整個裝置,再點燃D處酒精燈,連接上裝置E。Cl2通過C瓶后再進入D。裝置D的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),其產(chǎn)物為CO2和HCl。試寫出D中反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______
28、_________________________________________________________________。 裝置C的作用是___________________________。 為了使裝置C發(fā)揮更好的作用,可用裝置F代替裝置C并且向燒杯中加入濃硫酸,加入濃硫酸的作用是________________________________________。 (2)在E處,紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色,再變?yōu)闊o色,其原因是_____________________________。 若將E處燒杯中溶液改為澄清石灰水,反應(yīng)過程中的現(xiàn)象為____________(填字
29、母)。 A.有白色沉淀生成 B.無明顯現(xiàn)象 C.先生成白色沉淀而后沉淀消失 (3)D處反應(yīng)完畢后,關(guān)閉止水夾K,移去A處酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有Cl2產(chǎn)生,此時B中的現(xiàn)象是________________________。 (4)在裝置A、B、C、D、E中有一處需要改進,說明需要改進的理由:__________________。 解析:(1)根據(jù)“Cl2通過C瓶后再進入D。裝置D的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),其產(chǎn)物為CO2和HCl”知,產(chǎn)物中多了氫、氧兩種元素,推得水參加了反應(yīng),根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式。裝置C的作用是提供D處反應(yīng)
30、所需的水蒸氣,同時裝置C又可除去氯氣中的氯化氫。為了使裝置C發(fā)揮更好的作用,即得到平穩(wěn)的水蒸氣氣流,可用裝置F代替裝置C并且向燒杯中加入濃硫酸,濃硫酸溶于水時釋放大量的熱,促進水的蒸發(fā),并減少氯氣的溶解。(2)從D處出來的氣體中有氯化氫、二氧化碳和未反應(yīng)的氯氣,在E處,紫色石蕊試液遇氯化氫由紫色變?yōu)榧t色,氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性,故紅色會再變?yōu)闊o色。若將E處燒杯中溶液改為澄清石灰水,由于二氧化碳中含有大量的氯化氫,故反應(yīng)過程中無明顯現(xiàn)象(無沉淀生成)。(3)關(guān)閉止水夾K后,B裝置相當(dāng)于儲氣瓶。由于氯氣不溶于飽和食鹽水,故B瓶中液面下降,長頸漏斗內(nèi)液面上升。 答案:(1)2Cl2+2
31、H2O+C4HCl+CO2 吸收Cl2中的HCl氣體,提供D處所需水蒸氣 濃硫酸稀釋時放出大量的熱,促進試管里的水蒸發(fā),減少氯氣的溶解 (2)生成的HCl溶于水生成鹽酸,使紫色石蕊試液變?yōu)榧t色;未完全反應(yīng)的Cl2跟H2O作用產(chǎn)生的HClO有漂白作用,使紅色消失 B (3)B瓶中液面下降,長頸漏斗內(nèi)液面上升 (4)尾氣的吸收裝置需要改進,否則容易因為氯化氫氣體極易溶解而出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象 解答性質(zhì)驗證型實驗題的關(guān)鍵思路 (1)結(jié)合題干明確實驗?zāi)康?該實驗要求做什么); (2)結(jié)合裝置圖理解實驗的設(shè)計思路及每一個裝置的設(shè)計意圖; (3)了解題目有關(guān)信息及每步實驗原理; (4)明確解答問題的
32、切入點,即試題給我們設(shè)置了什么樣的問題情境,要求我們回答什么問題; (5)分析并排除每步實驗的干擾因素。 氯、溴、碘單質(zhì)的提取與性質(zhì) [知識梳理] 一、氯、溴、碘單質(zhì)的提取 1.氯的提取——氯堿工業(yè) 海水粗鹽飽和食鹽水 化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 2.海水中提取溴 (1)流程 (2)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ①2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl; ②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4; ③2HBr+Cl2===2HCl+Br2。 3.海帶中提取碘 (1)流程 (2)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
33、:Cl2+2I-===I2+2Cl-。 二、溴、碘的性質(zhì) 1.物理性質(zhì) 物質(zhì) Br2 I2 顏色 深紅棕色 紫黑色 狀態(tài) 液體 固體 溶 解 性 水中 可溶 微溶 酒精、CCl4等 有機溶劑中 易溶 易溶 特性 易揮發(fā)、有毒 易升華、遇 淀粉變藍色 保存 棕色細口瓶并用 水密封,置冷暗處 棕色廣口瓶 2.化學(xué)性質(zhì) 向KI溶液中滴加溴水、向NaBr溶液中滴加氯水,反應(yīng)的離子方程式分別為2I-+Br2===I2+2Br-、2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,說明鹵素單質(zhì)間的氧化性順序為Cl2>Br2>I2,鹵素離子間的還原性順序為C
34、l-
35、4)× 2.下列事實或?qū)嶒災(zāi)苷f明氧化性:Cl2>Br2>I2的是________(填序號)。 ①氯水分別滴入KBr、NaI溶液中顏色加深,而溴水滴入NaCl溶液中無明顯變化,滴入淀粉-KI溶液中,溶液變藍 ②H2和Cl2的混合氣體光照爆炸,H2和Br2的混合氣體加熱才能反應(yīng),而H2和I2反應(yīng)更困難 ③Fe分別與Cl2、Br2、I2反應(yīng)生成FeCl3、FeBr3、FeI2 ④HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性越來越差 ⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐漸減小 解析:③Fe分別與Cl2、Br2、I2反應(yīng)生成FeCl3、FeBr3、FeI2,只能說明Cl2、Br2的氧化性強于I2,不能
36、判斷Cl2、Br2的氧化性。⑤溶解性與氧化性無關(guān)。 答案:①②④ 3.(2015·高考海南卷改編)下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是( ) A.電解飽和食鹽水可制得金屬鈉 B.海帶提碘只涉及物理變化 C.海水提溴涉及到氧化還原反應(yīng) D.海水提鎂只涉及到復(fù)分解反應(yīng) 解析:選C。A.電解飽和食鹽水得到氫氧化鈉、氯氣和氫氣,應(yīng)用電解熔融氯化鈉的方法制備金屬鈉,故A錯誤;B.海帶提碘,將碘離子氧化生成碘單質(zhì)時發(fā)生化學(xué)變化,故B錯誤;C.海水提溴是將海水中的溴離子氧化為溴單質(zhì),涉及到氧化還原反應(yīng),故C正確;D.海水提鎂過程中電解熔融氯化鎂生成金屬鎂不是復(fù)分解反應(yīng),故D錯誤。 (1)
37、鹵族元素單質(zhì)能將同主族原子序數(shù)大的元素從其鹽溶液中置換出來,但氟不能進行相應(yīng)的置換,原因是F2能與X-溶液中的水發(fā)生反應(yīng)。 (2)鹵族元素的單質(zhì)F2、Cl2、Br2均能將Fe氧化為Fe3+,而I2只能把Fe氧化為Fe2+。 (3)加碘食鹽中的碘是KIO3而不是I2或KI。 (4)CH2Cl2、CH3CH2Cl、CCl4等微粒中的氯元素為非離子型氯,不能與Ag+結(jié)合生成沉淀,故不能用AgNO3溶液直接檢驗。 (2015·高考全國卷Ⅱ,12,6分)海水開發(fā)利用的部分過程如下圖所示。下列說法錯誤的是( ) A.向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴 B.粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提
38、純 C.工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑 D.富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴,再用SO2將其還原吸收 [解析] A項,苦鹵中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可將Br-氧化成Br2,便于從苦鹵中提取Br2。B項,粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)(泥沙)和可溶性雜質(zhì)(K+、Ca2+、Mg2+、SO等),將粗鹽溶于水,并除去其中的雜質(zhì),再通過重結(jié)晶的方法得到純凈NaCl晶體。 C項,工業(yè)上沉淀Mg2+常選用廉價的Ca(OH)2,而不選用NaOH。D項,Br2具有較強的揮發(fā)性,富集溴時,常先用空氣和水蒸氣吹出Br2,再用SO2將其還原吸收(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr)
39、,得到濃度較大的含Br-溶液。 [答案] C 實驗室從含碘廢液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其實驗過程如下: 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________。操作X的名稱為________。 解析:碘單質(zhì)被SO還原為I-,SO被氧化為SO,離子方程式為SO+I2+H2O===2I-+SO+2H+,該操作可使溶于CCl4中的碘進入水層。 答案:SO+I2+H2O===2I-+SO+2H+ 使溶于CCl4中的碘進入水層
40、分液 海水中物質(zhì)提取的思路 海水中提取溴和碘的反應(yīng)都是將其-1價離子氧化成單質(zhì)。涉及工業(yè)實際,最主要的問題是如何將大量海水中分布很稀的元素富集起來。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路線,碘一般是由海帶提取,主要是灼燒→溶解→過濾→氧化→萃取的路線。工藝模式如圖所示: 題組一 溴、碘的提取與性質(zhì) 1.從海帶中提取碘單質(zhì),成熟的工藝流程如下,下列關(guān)于海水制碘的說法,不正確的是( ) 干海帶海帶灰懸濁液濾液碘水I2的CCl4溶液I2 A.實驗室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶,并且用玻璃棒攪拌 B.含I-的濾液中加入稀硫酸和雙氧水后,碘元素發(fā)生氧化反應(yīng) C.在碘水中加入
41、幾滴淀粉溶液,溶液變藍色 D.碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液,該操作為“萃取” 解析:選A。灼燒固體時應(yīng)在坩堝中,A項不正確。 2.(2018·邯鄲高三月考)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的操作步驟為 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________條件下進行,目的是為了避免______________________。 (2)Br2可用熱空氣吹出,其原因是__
42、_______________________。 (3)寫出步驟③所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)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)品有時運輸?shù)侥康牡睾笤偎峄?,主要是因為________________________________________。 (4)為了除去工業(yè)Br2中微量的Cl2,可向工業(yè)Br2中__________。 a.通入HBr b.加入Na2CO3溶液 c.加入NaBr溶液 d.加入Na2SO3溶液 解析:(1)利用存在Br-的海水呈堿性和Cl2、Br2可與堿性物質(zhì)反應(yīng)可
43、知為防止Cl2或得到的溴與堿反應(yīng),則氯氣在氧化Br-時應(yīng)在酸性條件下進行。(2)溴可被熱空氣吹出,是因為溴的沸點低,易揮發(fā)。(3)向NaBr和NaBrO3的混合溶液中,加入H2SO4,Br-與BrO發(fā)生價態(tài)歸中反應(yīng)生成Br2,結(jié)合原子守恒可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;酸化時不用鹽酸是防止在酸性條件下,BrO將Cl-氧化為Cl2混入溴中;因溴具有強氧化性,易腐蝕其他物質(zhì),所以NaBr和NaBrO3的混合溶液要等到將混合液運送到目的地再酸化。(4)根據(jù)給出的試劑,HBr和NaBr溶液均可除去Cl2,但HBr和Cl2反應(yīng)生成的HCl不易被除去;而b、d中的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液均會和Br2反應(yīng)
44、。 答案:(1)酸性 Cl2歧化(或Br2歧化) (2)Br2易揮發(fā)(或Br2沸點低) (3)3H2SO4+5NaBr+NaBrO3===3Na2SO4+3Br2+3H2O 酸性條件下BrO能將氯離子氧化為氯氣 溴具有強氧化性(或強腐蝕性) (4)c 題組二 鹵素離子的性質(zhì)與檢驗 3.下列能夠檢驗出KI中是否含有Br-的實驗是( ) A.加入足量的新制氯水,溶液變色則有Br- B.加入酸性KMnO4溶液,觀察溶液顏色是否褪去 C.加入少量的碘水,再加入CCl4振蕩,有機層有色,則有Br- D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取水層并加入新制氯水,溶液呈橙色,則
45、含有Br- 解析:選D。A項,在KI中加入足量新制氯水,也會置換出單質(zhì)碘而使溶液變色,故不能確定是否含有溴離子;B項,溴離子和碘離子均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色;C項,加入少量的碘水,再加入CCl4振蕩,有機層是萃取單質(zhì)碘而顯色,并沒有溴單質(zhì)產(chǎn)生。 4.鑒別NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以選用的試劑是( ) ①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4?、垆逅⒈? ④硝酸、AgNO3溶液?、萋人?、苯?、蘼人?、己烯 A.①②④ B.②③⑥ C.②④⑤ D.④⑤⑥ 解析:選C。試劑②:下層顏色呈黃綠色的是NaCl溶液、呈橙紅或紅棕色的是NaBr溶液、呈紫紅色的是NaI溶液;試
46、劑④:加稀HNO3后再加AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀的顏色分別為白色、淺黃色、黃色,對應(yīng)的溶液為NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液;試劑⑤:上層顏色為黃綠色、橙紅或紅棕色、紫紅色的溶液分別為NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液。 5.甲、乙、丙三種溶液中各含有一種X-(X-為Cl-、Br-或I-),向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水,則溶液變?yōu)槌壬?,再加入丙溶液,顏色無明顯變化。則甲、乙、丙依次含有的鹵素離子為( ) A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl- C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br- 解析:選B。甲中加氯水和淀粉后溶液變?yōu)槌壬f明甲中含有Br-
47、,再加丙顏色無明顯變化,則說明丙溶液中無I-,若有I-,則發(fā)生反應(yīng):2I-+Br2===2Br-+I2,I2與淀粉變藍色,即丙中含Cl-,由題意知乙中含有I-。 X-的檢驗 (1)AgNO3溶液沉淀法 未知液生成 (2)置換、萃取法 未知液 有機層呈 (3)淀粉法檢驗I- 未知液藍色溶液,表明有I- [課后達標檢測] 一、選擇題 1.用玻璃棒蘸取新制氯水點在pH試紙上,觀察到的現(xiàn)象是( ) 解析:選B。氯水具有酸性和漂白性。 2.下列對氯及其化合物的說法正確的是( ) A.過量的鐵在氯氣中燃燒可生成氯化亞鐵 B.用pH試紙測得氯水的pH=4 C.溴
48、化鈉溶液中加入少量新制氯水振蕩,再加入少量四氯化碳振蕩,靜置后,上層顏色變淺,下層顏色變?yōu)槌燃t色 D.發(fā)生氯氣泄露時,用濕毛巾捂住口鼻向地勢低的地方撤離 解析:選C。Cl2與變價金屬反應(yīng)生成高價金屬氯化物,其產(chǎn)物與氯氣和金屬的相對量無關(guān),A錯誤;氯水中含有漂白作用的HClO,不能用pH試紙測定氯水的pH,B錯誤;2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,Br2易溶于CCl4而被萃取,故上層顏色變淺,下層顏色變?yōu)槌燃t色,C正確;氯氣密度大于空氣,應(yīng)向地勢高的地方撤離,D錯誤。 3.下列敘述中正確的是( ) A.在食用鹽中滴加少量淀粉溶液,探究食用鹽是否為加碘鹽 B.新制氯水呈酸性,
49、向其中滴加少量紫色石蕊溶液,充分振蕩后溶液呈紅色 C.氯氣可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,是因為氯氣具有漂白性 D.根據(jù)較強酸可以制取較弱酸的規(guī)律,推出CO2通入NaClO 溶液中能生成HClO 解析:選D。A選項,食鹽中加的是碘酸鉀,錯誤;C選項,是因為次氯酸具有強氧化性,錯誤。 4.下列說法正確的是( ) ①氯氣的性質(zhì)活潑,它與氫氣混合后立即發(fā)生爆炸 ②實驗室制取氯氣時,為了防止環(huán)境污染,多余的氯氣可以用氫氧化鈣溶液吸收 ③新制氯水的氧化性強于久置氯水 ④檢驗HCl氣體中是否混有Cl2,方法是將氣體通入硝酸銀溶液 ⑤除去HCl氣體中的Cl2,可將氣體通入飽和食鹽水 A.①②
50、③ B.②③④ C.③ D.③⑤ 解析:選C。氯氣與氫氣混合,達到爆炸極限,在點燃或光照的條件下能發(fā)生爆炸,①錯;氫氧化鈣溶液中溶質(zhì)含量少,實驗中常用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣,②錯;HCl氣體與AgNO3溶液可產(chǎn)生沉淀,④錯;將氣體通入飽和食鹽水,除去的是HCl氣體,而不是Cl2,⑤錯。 5.化學(xué)來源于生活,也服務(wù)于生活。下列有關(guān)生活中的化學(xué)知識敘述正確的是( ) A.氯氣和活性炭均可作為漂白劑,若同時使用,漂白效果會明顯加強 B.氯氣與燒堿溶液或石灰乳反應(yīng)都能得到含氯消毒劑 C.測定溶液pH的實驗中,用干燥pH試紙測定新制氯水的pH——測定結(jié)果無影響 D
51、.潔廁靈不能與“84消毒液”混用,原因是兩種溶液混合產(chǎn)生的HClO易分解 解析:選B。A項,活性炭具有吸附性,可以吸附氯氣,錯誤;B項,氯氣與燒堿溶液或石灰乳反應(yīng)均可生成次氯酸鹽,正確;C項,氯水中的次氯酸具有漂白性,錯誤;D項,不能混用的原因是消毒液中的NaClO與潔廁靈中的HCl反應(yīng)生成Cl2,錯誤。 6.如圖是一種探究某氣體化學(xué)性質(zhì)的實驗裝置,圖中B為開關(guān)。若先打開B,從A處通入干燥氯氣,C中干燥紅色布條顏色無變化;當(dāng)關(guān)閉B時,C處干燥紅色布條顏色褪去。則D瓶中盛有的溶液是( ) A.濃H2SO4 B.飽和NaCl溶液 C.濃NaOH溶液 D.濃NaBr溶液 解析
52、:選B。當(dāng)打開B時,干燥的氯氣直接進入C試管,C中紅色布條不褪色,說明干燥的Cl2無漂白作用;當(dāng)關(guān)閉B時,Cl2先進入D瓶,C中紅色布條褪色,說明C中進入了漂白性物質(zhì)。若D瓶中為濃H2SO4,關(guān)閉B時C中布條仍不褪色;若D瓶中為濃NaOH溶液,則將Cl2吸收;若D瓶中為濃NaBr溶液,也將Cl2吸收,故A、C、D選項均不符合題意。若D瓶中為飽和NaCl溶液,進入C試管的是潮濕的Cl2,其中含有HClO,可使有色布條褪色。 7.下列敘述中正確的是( ) A.液溴易揮發(fā),在存放液溴的試劑瓶中應(yīng)加少量水進行水封 B.能使?jié)櫇竦牡矸邸MKI試紙變成藍色的物質(zhì)一定是Cl2 C.某溶液中加入CC
53、l4,CCl4層顯紫色,證明原溶液中存在I- D.某溶液加入BaCl2溶液,產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀,該溶液一定含有Ag+ 解析:選A。A項,因為液溴易揮發(fā),在試劑瓶中存放時應(yīng)加少量水進行水封,A項正確;B項,只要能把碘化鉀氧化成碘單質(zhì)的物質(zhì)都能使?jié)駶櫟牡矸邸MKI試紙變藍,B項不正確;C項,某溶液中加入四氯化碳,四氯化碳層顯紫色證明存在碘單質(zhì)而不是I-,C項不正確;D項,加入氯化鋇溶液產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化銀或硫酸鋇,原溶液中可能存在Ag+、SO、SO,D項不正確。 8.某同學(xué)向一支試管中按一定的順序分別加入下列幾種物質(zhì)(一種物質(zhì)只加一次):a.KI溶液;b.淀粉溶液
54、;c.NaOH溶液;d.稀H2SO4;e.氯水。發(fā)現(xiàn)溶液顏色按如下順序變化:①無色→②棕黃色→③藍色→④無色→⑤藍色,對此過程進行的分析中錯誤的是( ) A.加入以上藥品的順序是a→e→b→c→d B.③→④反應(yīng)的化學(xué)方程式為3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O C.溶液由棕黃色變?yōu)樗{色的原因是淀粉溶液遇碘變藍色 D.④→⑤反應(yīng)的離子方程式為2I-+Cl2===I2+2Cl- 解析:選D。①無色→②棕黃色說明有碘生成,②棕黃色→③藍色說明是淀粉遇碘溶液顯色,③藍色→④無色說明碘被消耗,④無色→⑤藍色說明又生成了碘,此時發(fā)生的是NaI和NaIO3在酸性條件下生成碘的
55、反應(yīng)。 9.下列有關(guān)海洋中部分資源的利用(如圖)的說法不正確的是( ) A.工業(yè)上利用Cl2與澄清石灰水反應(yīng)制取漂白粉 B.用MgCl2·6H2O晶體制無水MgCl2,需在HCl氣流中加熱脫水 C.SO2水溶液吸收Br2的化學(xué)方程式為Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr D.粗碘中混有少量ICl和IBr,可加入KI進行升華提純 解析:選A。A項,應(yīng)用Cl2與石灰乳制漂白粉,錯誤;B項,為抑制Mg2+水解,故在HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O制取無水MgCl2,正確;C項,Br2具有強氧化性,溴水可氧化SO2生成H2SO4和HBr,正確;D項,ICl和IBr中
56、I均為+1價,與KI中-1價的I可以發(fā)生歸中反應(yīng)生成I2,I2可以用升華法提取,正確。 10.碘在地殼中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,幾種粒子之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法中不正確的是( ) A.用淀粉-KI試紙和食醋檢驗加碘鹽時淀粉-KI試紙會變藍 B.足量Cl2能使?jié)駶櫟?、已變藍的淀粉-KI試紙褪色的原因可能是5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl C.由圖可知氧化性的強弱順序為Cl2>I2>IO D.途徑 Ⅱ 中若生成1 mol I2,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為10NA 解析:選C。加碘鹽中含有IO,在酸性條件下可被I-還原生成I
57、2,A選項正確;根據(jù)圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知B選項正確;根據(jù)途徑Ⅰ可知氧化性Cl2>I2,根據(jù)途徑Ⅱ可知氧化性IO>I2,根據(jù)途徑Ⅲ可知氧化性Cl2>IO,C選項錯誤;根據(jù)關(guān)系式2IO~I2~10e-可知D選項正確。 二、非選擇題 11.“84”消毒液與硫酸溶液反應(yīng)可以制取氯氣(NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2↑+H2O),為探究氯氣的性質(zhì),某同學(xué)利用此原理制氯氣并設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。 請回答下列問題: (1)從①、②、③裝置中選擇合適的制氣裝置(A處)________(填寫序號)。 (2)裝置B、C中依次放的是干燥的紅色布條和濕潤的紅色布條,實驗過程中該同
58、學(xué)發(fā)現(xiàn)裝置B中的布條也褪色,其原因可能是________________________________, 說明該裝置存在明顯的缺陷,合理的改進方法是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (3)為了驗證氯氣的氧化性,將氯氣通入Na2SO3溶液中,寫出氯氣與Na2SO3溶液反應(yīng)的離子方程式:_________________________________________________________ ______
59、__________________________________________________________________。 (4)氯氣通入飽和NaHCO3溶液中能產(chǎn)生無色氣體,已知酸性:鹽酸>碳酸>次氯酸,該實驗證明氯氣與水反應(yīng)的生成物中含有____________。 解析:(1)根據(jù)題給化學(xué)方程式,可知反應(yīng)物均為液體,故不能選用裝置①;又因反應(yīng)需要加熱,故只能選裝置②。(2)氯氣中混有水蒸氣時,會生成具有漂白性的HClO;為了驗證具有漂白性的是次氯酸,而不是氯氣,通入裝置B中的應(yīng)是干燥的氯氣,因此裝置A、B間需加干燥裝置。(3)氯氣通入Na2SO3溶液中,Na2SO3被氧化成
60、Na2SO4,Cl2被還原為Cl-。(4)酸性:鹽酸>碳酸>次氯酸,所以鹽酸能與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2,而次氯酸與NaHCO3溶液不反應(yīng)。 答案:(1)② (2)產(chǎn)生的氯氣中含有水蒸氣,二者反應(yīng)生成次氯酸 在裝置A、B之間增加盛有濃硫酸的洗氣瓶(或在裝置A、B之間增加干燥裝置) (3)Cl2+SO+H2O===SO+2Cl-+2H+ (4)HCl 12.空氣吹出法工藝是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下: (1)步驟③的離子方程式為________________________________________。 (2)步驟⑤中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水
61、的混合物,可利用它們的相對密度相差很大的特點進行分離。分離儀器的名稱是________。 (3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯氣,因此在步驟⑤中可將蒸餾產(chǎn)生的氣體通過________(填試劑名稱)溶液,以除去氯氣。 (4)步驟①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是_________________________。 (5)提取溴單質(zhì),采用蒸餾“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸餾“溴水混合物Ⅰ”,請說明原因:________________________________________________________________________ ______________________
62、__________________________________________________。 解析:從海水中提取溴,一般要經(jīng)過濃縮、氧化、提取三個步驟。 步驟①發(fā)生的反應(yīng)是Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,生成的溴仍溶解在海水中,根據(jù)溴的沸點比水低的性質(zhì),可以鼓入熱空氣(步驟②),使它隨熱空氣一起揮發(fā)出來,再用SO2吸收(步驟③):Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO,這樣可以得到較高濃度的含Br-的溶液,進一步用氯氣氧化(步驟④),得到粗溴,然后蒸餾便得到液溴。 答案:(1)Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO (2)分液漏斗 (3)
63、溴化鐵(或其他含Br-的鹽類物質(zhì)) (4)酸化可抑制Cl2與水反應(yīng) (5)將“溴水混合物Ⅰ”轉(zhuǎn)變?yōu)椤颁逅旌衔铫颉笔荁r2的濃縮過程,可提高效率,減少能耗,降低成本 13.碘是合成碘化物的基本原料。空氣吹出法從鹵水中提碘的流程如下: (1)“氧化”時若Cl2過量,則會將I2氧化為HIO3,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________。 (2)“吹出”在吹出塔中進行,含碘鹵水從________(填“塔頂”或“塔底”)進入,熱空氣從________(填“塔頂”或
64、“塔底”)進入,原因為_________________________________。 (3)吸收塔應(yīng)選擇耐酸材料,原因是____________________________。 (4)從“氧化”所得含碘鹵水中提取碘還可以采用加CCl4的方法,該分離方法為________;為進一步分離I2和CCl4,向其中加入NaOH溶液與I2反應(yīng),生成的I-、IO進入水溶液,分液后再酸化,即得粗碘。加入NaOH后溶液中I-、IO的物質(zhì)的量之比為________。 (5)H2O2也能發(fā)生與Cl2類似的反應(yīng),若先用H2O2將鹵水中的I-氧化為 IO,再將其與鹵水按一定比例混合、酸化制取粗碘。處理含I
65、-為254 mg/L的鹵水1 m3,理論上需20%的雙氧水________g。 解析:(1)反應(yīng)物為Cl2、I2,生成物有HIO3,氯氣被還原為HCl,根據(jù)得失電子守恒及原子守恒配平。(2)空氣的密度小,所以從塔底進入,液體從塔頂進入,逆流操作,增大氣液接觸面積,有利于提高吹出率。(3)吸收塔中的反應(yīng)為SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,生成的H2SO4、HI均為強酸,所以選用耐酸材料。(4)發(fā)生反應(yīng)為3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O。(5)H2O2氧化I-的離子方程式為3H2O2+I-===IO+3H2O。含I-為254 mg/L的鹵水1 m3相當(dāng)于含I- 2 mol,由(4)中反應(yīng)可知n(I-)∶n(IO)=5∶1,所以需要用H2O2氧化的I-量占總物質(zhì)的量的,即2 mol×= mol,即需要n(H2O2)= mol×3=1 mol,需要H2O2質(zhì)量為34 g,需20%的雙氧水170 g。 答案:(1)5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl (2)塔頂 塔底 因熱空氣密度小,且氣體與溶液逆向接觸,有利于提高吹出率 (3)反應(yīng)生成HI和H2SO4兩種強酸 (4)萃取(或萃取分液) 5∶1 (5)170
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