高考化學一輪綜合復習 第四章 非金屬及其化合物 第15講 富集在海水中的元素——鹵素練習
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1、 第15講 富集在海水中的元素——鹵素 考綱要求 1.了解氯元素單質及其重要化合物的制備方法。掌握其主要性質及應用。2.了解氯元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。3.鹵族元素的性質遞變規(guī)律及與化工生產相結合的資源綜合利用。 考點一 氯及其化合物的性質和應用 1.氯氣的物理性質 在通常情況下為黃綠色,有刺激性氣味的氣體,密度比空氣大,易液化,能溶于水(1∶2),氯氣的水溶液稱為氯水,氯水常代替氯氣實驗。 2.化學性質(寫出化學方程式) (1)Cl2與金屬反應 Fe:2Fe+3Cl22FeCl3,棕紅色煙 Cu:Cu+Cl2CuCl2,棕黃色煙 (2)Cl2與非金屬反應
2、 H2:H2+Cl22HCl,蒼白色火焰 H2和Cl2的混合氣體光照時會發(fā)生爆炸。 (3)Cl2與H2O反應 化學方程式:Cl2+H2O??HCl+HClO, 離子方程式:Cl2+H2O??H++Cl-+HClO。 (4)Cl2與堿反應 ①與燒堿反應: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。 (5)與還原性無機化合物反應: ①與碘化鉀溶液反應:Cl2+2KI===2KCl+I2。 ②與SO2水
3、溶液反應:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。 ③與FeCl2溶液反應:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。 3.從平衡的角度理解氯水的成分和性質 (1)氯水中存在三個平衡關系: ①Cl2+H2O??HCl+HClO ②HClO??H++ClO- ③H2O??H++OH- (2)氯水性質的多重性 新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質,在不同的化學反應中,氯水中參與反應的微粒不同。 (3)Cl2+H2O??HCl+HClO平衡移動的應用 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
4、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制Cl2 NaOH c(H+)減小 右移 用NaOH溶液吸收多余Cl2 Ca(OH)2 c(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 氯水避光保存或現用現配 4.次氯酸和次氯酸鹽的性質 (1)次氯酸 次氯酸見光分解的化學方程式: 2HClO2HCl+O2↑。 (2)Ca(ClO)2的主要化學性質 ①Ca(ClO)2的穩(wěn)定性比HClO強。
5、②水解顯堿性,其水解離子方程式:ClO-+H2O??HClO+OH-。 ③與酸反應生成HClO,作為漂白劑或消毒劑的原理可用化學方程式表示為Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。 關于氯及其化合物的性質、應用的判斷 (1)過量的鐵粉在少量氯氣中加熱,充分反應后產物為FeCl2(×) (2)氯氣溶于水得氯水,溶液呈酸性且可以導電,所以氯氣是電解質(×) (3)新制氯水必須用棕色試劑瓶密封保存,光照氯水有氣泡逸出,該氣體是氯氣(×) (4)新制取的漂白粉是混合物(√) (5)氯氣可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,但是實際起漂白作用的
6、物質是次氯酸,而不是氯氣(√) (6)Cl2具有很強的氧化性,在化學反應中只能作氧化劑(×) (7)Cl2與水反應的離子方程式:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-(×) (8)Cl2通入NaOH溶液的離子方程式為Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O(√) (9)標準狀況下,11.2LCl2與水充分反應轉移電子數為0.5NA(×) 解析 該反應為可逆反應,Cl2不能完全反應。 (10)“84”消毒液的消毒原理與H2O2的相同,都是利用強氧化性(√) (11)漂白粉溶液在空氣中失效的離子方程式: ClO-+CO2+H2O===HCl
7、O+HCO(×) 解析 漂白粉溶液吸收CO2時,生成CaCO3沉淀。 根據下列裝置圖回答問題 (1)A、B通入Cl2后,觀察到的現象是_______________________________________________ ________________________________________________________________________,根據現象可得出的結論是________________________________________________________________ ______________________
8、__________________________________________________。 (2)集氣瓶B中發(fā)生反應的離子方程式是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)F裝置的作用是____________________________________________________________。 (4)實驗開始后,觀察裝置C中的現象是______________
9、________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)裝置E中發(fā)生反應的離子方程式是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)通入Cl2時裝置D中發(fā)生反應的離子方程式是_________________________
10、_____________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)干燥的有色(或A中)布條不褪色,濕潤的有色(或B中)布條褪色 Cl2無漂白性,Cl2與水反應生成的HClO有漂白性 (2)Cl2+H2O??H++Cl-+HClO (3)吸收氯氣,防止污染環(huán)境 (4)溶液先變?yōu)榧t色,然后褪色 (5)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (6)H2O+SO+Cl2===2H++SO+2Cl- 題組一 氯水及次氯酸鹽的性質 1.(2017·
11、吉林大學附屬中學高三檢測)氯水中存在多種分子和離子,它們在不同的反應中表現出不同的性質。下列結論正確的是( ) 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 答案 B 解析 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-,所以根據生成白色沉淀無法說明氯水中是否存在Cl-;D項,因Cl2、HCl和HClO均能與NaOH溶液反
12、應,所以加入NaOH溶液時氯水顏色消失不能說明其中有HClO存在。 2.在新制飽和氯水中,若只改變某一條件,下列敘述正確的是( ) A.再通入少量氯氣,減小 B.通入少量SO2,溶液漂白性增強 C.加入少量的碳酸鈉粉末,pH增大,溶液漂白性增強 D.光照過程中,有氣泡冒出,溶液的導電性減弱 答案 C 解析 飽和氯水不能再溶解氯氣,各成分的濃度不變,A項錯;SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,Cl2+H2O??H++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的濃度減小,漂白性減弱,B項錯;加入少量的碳酸鈉粉末,消耗H+,使上述平衡正向移動,HClO的濃度增大,C項正確;
13、光照過程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的離子濃度增大,導電性增強,D項錯誤。 3.(2017·四川雅安三診)下列有關Ca(ClO)2溶液的敘述正確的是( ) A.該溶液中,K+、Cl-、HCOOH、I-可以大量共存 B.與Na2SO3反應的離子方程式:ClO-+SO===SO+Cl- C.不可使用pH試紙測定該溶液的pH D.1L0.1mol·L-1該溶液和足量的CO2充分反應,產生10g沉淀 答案 C HClO及次氯酸鹽的強氧化性 (1)HClO的強氧化性 ①漂白性:氯水能使紫色石蕊溶液、藍色石蕊試紙、pH試紙等先變紅后褪色。不能用pH
14、試紙測定氯水的pH。 ②能氧化還原性離子:HClO能氧化I-、S2-、SO、Fe2+等還原性離子。 (2)次氯酸鹽的強氧化性 ①漂白性:ClO-是一種弱酸的酸根離子。漂白液或漂白粉在潮濕的空氣中,會與二氧化碳反應生成HClO,故漂白液、漂白粉具有漂白性。 ②強氧化性:ClO-不論在酸性還是堿性條件下都能跟I-、Fe2+、S2-、SO等發(fā)生氧化還原反應,即ClO-與I-、Fe2+、S2-、SO不能大量共存。 如漂白粉遇到亞硫酸鹽:Ca2++ClO-+SO===CaSO4↓+Cl-。 說明 NO不同于ClO-,在酸性條件下NO具有強氧化性,與Fe2+、I-、S2-、SO不能大量共存,而
15、在堿性條件下,NO與I-、S2-、SO可以大量共存。 題組二 Cl2與堿反應的計算 4.已知NaOH和Cl2反應的氧化產物與溫度有關,在一定量的燒堿溶液中通入足量的氯氣,二者恰好完全反應。生成Cl-、ClO-、ClO三種含氯元素的離子,其中ClO-、ClO兩種離子的物質的量(n)與反應時間(t)的曲線如下圖所示。 (1)t1時,開始有ClO生成的原因是_______________________________________________ _____________________________________________________________________
16、___。 (2)t2時,NaOH和Cl2發(fā)生反應的總離子方程式:____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)200mL該燒堿溶液的物質的量濃度是________mol·L-1。 答案 (1)反應放熱使溫度升高,在較高溫度下可生成ClO (2)10OH-+5Cl2===2ClO-+ClO+7Cl-+5H2O (3)5 解析 (1)根據題干條件,NaOH與Cl2反應的產物與溫度有關解答。 (
17、2)總離子方程式。 (3)n(NaOH)=n(OH-),依據(2)的方程式和已知n(ClO)=0.1mol, 計算得n(NaOH)=1mol, 故c(NaOH)==5mol·L-1。 考點二 氯氣的實驗室制法 實驗室制取氣體裝置由發(fā)生裝置、凈化裝置、收集裝置以及尾氣吸收裝置組成。以Cl2的實驗室制法為例(見下圖): (1)反應原理:用強氧化劑(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化濃鹽酸。 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 其他制取Cl2的原理: ①14HCl+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+7H2O+3
18、Cl2↑ ②16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑ ③6HCl(濃)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑ ④4HCl+Ca(ClO)2===CaCl2+2H2O+2Cl2↑ 其中,①②④使用稀鹽酸就可發(fā)生反應產生氯氣。 (2)制備裝置類型:固體+液體氣體 (3)凈化方法:用飽和食鹽水除去HCl,再用濃硫酸除去水蒸氣。 (4)收集氣體:向上排空氣法或排飽和食鹽水法。 (5)尾氣吸收:用強堿溶液(如NaOH溶液)吸收,不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小,溶液濃度低,吸收不完全。 (6)驗滿方法:將濕潤的淀粉
19、73;KI試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口,觀察到試紙立即變藍,則證明已集滿;或將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口,觀察到試紙先變紅后褪色,則證明已集滿。 Cl2的制法選項判斷 (1)必須用濃鹽酸,MnO2與稀鹽酸不反應(√) (2)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,所以加熱溫度不宜過高,以減少HCl的揮發(fā)(√) (3)MnO2與濃鹽酸反應制Cl2的離子方程式:MnO2+4HClMn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O(×) (4)除去Cl2中少量HCl氣體,可用飽和食鹽水,也可用飽和碳酸氫鈉溶液(×) (5)檢驗氯氣可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙(√) (6
20、)氯氣在飽和食鹽水中的溶解度小于在純水中的溶解度(√) (7)實驗室快速制取氯氣可以采用高錳酸鉀與濃鹽酸的反應(√) (8)用NaOH溶液吸收多余的Cl2時,為防止倒吸,導氣管不能伸到液面以下(×) 某校化學興趣小組利用在加熱條件下濃鹽酸與二氧化錳的反應來制取并收集氯氣,實驗裝置如圖所示。 (1)寫出該反應的離子方程式:___________________________________________________ ________________________________________________________________________。
21、 (2)上述反應中,濃鹽酸表現出的性質:_____________________________________________。 (3)興趣小組的同學準備在燒杯中加入下列溶液中的一種來吸收殘余氯氣,你認為其中錯誤的是________。 A.NaOH溶液B.Na2CO3溶液C.濃硫酸 (4)實驗室用下列兩種方法制取氯氣:①用含HCl146g的濃鹽酸與足量的MnO2反應;②用87gMnO2與足量的濃鹽酸反應,則所得Cl2________(填“①比②多”“②比①多”或“一樣多”)。 答案 (1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2)酸性、還原性 (3)C (4)
22、②比①多 1.(裝置的連接)下圖所示儀器可用于實驗室制備少量無水FeCl3,儀器連接順序正確的是( ) A.a—b—c—d—e—f—g—h B.a—e—d—c—b—h—i—g C.a—d—e—c—b—h—i—g D.a—c—b—d—e—h—i—f 答案 B 2.(制取裝置的創(chuàng)新與性質綜合)已知:KClO3+6HCl(濃)===KCl+3Cl2↑+3H2O,如圖所示,將少量試劑分別放入培養(yǎng)皿中的相應位置,實驗時將濃鹽酸滴在KClO3晶體上,并用表面皿蓋好。下表中由實驗現象得出的結論完全正確的是( ) 選項 實驗現象 結論 A 滴有KSCN的FeCl2溶
23、液變紅 Cl2具有還原性 B 滴有酚酞的NaOH溶液褪色 Cl2具有酸性 C 紫色石蕊溶液先變紅后褪色 Cl2具有漂白性 D KI淀粉溶液變成藍色 Cl2具有氧化性 答案 D 3.某研究性學習小組利用下列裝置制備漂白粉。 (1)裝置④中的X試劑為______________________________________________________。 (2)裝置③中發(fā)生反應的化學方程式為______________________________________________ _______________________________
24、_________________________________________,該反應是放熱反應,反應溫度較高時有副反應發(fā)生,改進該實驗裝置以減小副反應發(fā)生的方法是_______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)NaOH溶液 (2)2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 將裝置③放于冷
25、水浴中進行實驗 4.(2018·四川省綿陽中學月考)氯氣是一種重要的工業(yè)原料。資料顯示:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O。某學習小組利用此原理設計如圖所示裝置制取氯氣并探究其性質: (1)在該實驗中,甲部分的裝置是________(填字母)。 (2)乙裝置中FeCl2溶液與Cl2反應的離子方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)丙
26、裝置中通入少量Cl2,可制得某種生活中常用的漂白、消毒的物質。已知碳酸的酸性強于次氯酸,則丙中發(fā)生反應的化學方程式是_________________________________________。 (4)該實驗存在明顯的缺陷,改進的方法是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)c (2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(3)Cl2+2Na2CO3+H2O===NaCl
27、+NaClO+2NaHCO3(4)在丙裝置后連接一個盛有氫氧化鈉溶液的尾氣處理裝置 考點三 鹵素的性質及X-的檢驗 1.溴、碘單質物理性質比較 性質 Br2 I2 顏色 深紅棕色 紫黑色 狀態(tài) 液體 固體 溶解性 水中 溶解度不大 溶解度不大 有機溶劑中 易溶 易溶 特性 易揮發(fā)、有毒 ①易升華 ②使淀粉溶液變藍 2.氯、溴、碘單質化學性質比較 (1)與堿溶液反應,如與NaOH溶液反應的化學方程式為2NaOH+X2===NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)。 (2)氧化性 ①都能與金屬反應生成金屬鹵化物,如與鈉反應的
28、化學方程式為2Na+X22NaX(X=Cl、Br、I)。 ②氯、溴、碘單質的氧化性強弱是Cl2>Br2>I2,陰離子的還原性:Cl-<Br-<I-。 Cl2能從Br-的溶液中置換出Br2,其離子方程式:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2;同理,Br2能置換出I2,其離子方程式:Br2+2I-===2Br-+I2。 ③與一些還原性離子反應,如Br2與SO、Fe2+反應的離子方程式分別為SO+Br2+H2O===SO+2Br-+2H+,2Fe2++Br2===2Br-+2Fe3+。 3.鹵素離子的檢驗方法 (1)AgNO3溶液——沉淀法 未知液生成 (2)置換——萃取
29、法 未知液 有機層呈 (3)氧化——淀粉法檢驗I- 未知液 藍色溶液,表明有I- 1.鹵素單質性質選項判斷 (1)海水提溴的過程中不發(fā)生氧化還原反應(×) (2)用CCl4萃取碘水中的碘,先振蕩,后靜置,液體分層,下層呈無色(×) (3)碘易升華,可用加熱升華法除去NH4Cl中混有的I2(×) (4)實驗室保存少量液溴時常加少量水液封,并用玻璃塞密封,不能用橡膠塞(√) (5)類比Fe與Cl2反應,可知Fe與I2反應產物為FeI3(×) (6)向含I-的無色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,現象是溶液變成藍色,說明氧化性
30、:Cl2>I2(√) (2015·廣東理綜,22C) (7)向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振蕩、靜置,溶液上層呈橙紅色,說明Br-還原性強于Cl-(√) (8)碘水中通入SO2,反應的離子方程式為SO2+I2+H2O===SO+2I-+2H+(×) (9)I原子半徑大于Br,HI比HBr熱穩(wěn)定性強(×) 2.鹵素單質及X-的檢驗選項判斷 (1)可以用淀粉溶液檢驗加碘食鹽中的KIO3(×) 解析 淀粉溶液只能檢驗I2。 (2)CCl4可用于鑒別溴水和碘水(√) (3)用濕潤的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2(×)
31、 解析 NO2也具有強氧化性。 (4)用AgNO3溶液可以鑒別KCl和KI(√) (5)某溶液加入氯水后振蕩,再加入CCl4振蕩,下層顯示紫色,說明原溶液中一定含有I-(×) 解析 沒排除原溶液中含有I2。 (6)某溶液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸,產生淡黃色沉淀,說明原溶液中一定含有Br-(√) 題組一 鹵素性質的遞變規(guī)律 1.(2018·深圳中學月考)下列有關鹵素的說法錯誤的是( ) A.從HF、HCl、HBr、HI酸性遞增的事實,可推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞增的規(guī)律 B.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱,還原性依次增強 C
32、.淀粉碘化鉀溶液在空氣中變藍,4I-+O2+2H2O===2I2+4OH- D.碘在碘化鉀溶液中的溶解度大于在純水中的溶解度 答案 A 解析 元素的非金屬性強弱與其對應的氫化物溶液的酸性強弱無關,可根據其最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱進行比較,A錯誤;I2在KI溶液中存在平衡I2+I-??I,可使其溶解度增大,D正確。 2.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,對圖中指定部分顏色描述正確的是( ) 選項 ① ② ③ ④ A 黃綠色 橙色 藍色 白色 B 無色 橙色
33、 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 由①處產生的Cl2通過②時發(fā)生反應Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,通過③時發(fā)生反應Cl2+2KI===2KCl+I2,通過④時發(fā)生反應Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,因Cl2為黃綠色,Br2為橙色,I2遇淀粉變藍,Cl2遇堿生成NaCl、NaClO可知應選A。 題組二 Fe2+、Br-、I-競爭氧化劑 3.(2017·安徽江淮十校聯考)酸性:H2CO3>HClO>HCO,下列有關敘述中正確的是( ) ①向NaC
34、lO溶液中通入少量二氧化碳的離子方程式為2ClO-+CO2+H2O===2HClO+CO ②向KI和KBr混合溶液中,加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后取上層中的液體少許并加入AgNO3溶液,有淡黃色沉淀生成 ③向FeI2溶液中滴加少量氯水,反應的離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- ④衛(wèi)生間潔廁靈不能跟“84”消毒液混用,其離子方程式為ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O A.②④B.①③C.②③D.①④ 答案 A 解析 ①中,ClO-+CO2+H2O===HCO+HClO,故①錯誤;②中,Br-不能被Fe3+氧化,可以生成AgBr淡黃色沉淀,
35、故②正確;③中,I-優(yōu)先被氯水氧化,故③錯誤;④中,ClO-和Cl-在酸性環(huán)境下可以生成Cl2,故④正確。 4.已知:2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-;2Fe3++2I-===2Fe2++I2,向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入適量氯氣,溶液中某些離子的物質的量變化如圖所示。下列有關說法中,不正確的是( ) A.還原性:I->Fe2+>Br- B.原混合溶液中FeBr2的物質的量為3mol C.當通入1molCl2時,溶液中發(fā)生的離子反應為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- D.原溶液中:n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3
36、 答案 C 解析 根據離子方程式可知還原性I->Fe2+>Br-,且還原性強的優(yōu)先與Cl2反應,結合曲線縱橫坐標含義,進行定量分析。 題組三 鹵素單質氧化性強弱的實驗探究方法 5.為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱,某小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗)。 實驗過程: Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸。 Ⅱ.當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時,夾緊彈簧夾。 Ⅲ.當B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時,關閉活塞a。 Ⅳ.…… (1)A中產生黃綠色氣體,其電子式是______________________________________________
37、。 (2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現象是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)為驗證溴的氧化性強于碘
38、,過程Ⅳ的操作和現象是_________________________________。 (5)過程Ⅲ實驗的目的是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)氯、溴、碘單質的氧化性逐漸減弱的原因:同主族元素從上到下____________________,得電子能力逐漸減弱。 答案 (1) (2)濕潤的淀粉KI試紙變藍 (3)Cl2+2Br-
39、===Br2+2Cl- (4)打開活塞b,將少量C中溶液滴入D中,關閉活塞b,取下D振蕩,靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色 (5)確認C的黃色溶液中無Cl2,排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾 (6)原子半徑逐漸增大 解析 A中滴加濃鹽酸后,發(fā)生反應:2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,生成黃綠色氣體Cl2,在A、B、C中分別發(fā)生反應:Cl2+2KI===2KCl+I2、Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2、Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,由于B、C中生成了Br2而使溶液變?yōu)辄S色,打開活塞b,C中生成的Br2在D中發(fā)生反應:Br2+
40、2KI===2KBr+I2。實驗過程Ⅲ,當B中黃色溶液繼續(xù)通入過量Cl2時,溶液變?yōu)榧t棕色,以此為對照,說明C中黃色溶液無Cl2,從而排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾。 微專題 提取鹵素單質的化工流程 1.氯的提取——氯堿工業(yè) 海水―→粗鹽飽和食鹽水 化學方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 2.海水提取溴 (1)流程 (2)發(fā)生反應的化學方程式 ①2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl; ②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4; ③2HBr+Cl2===2HCl+Br2。 3.海帶中提取碘 (1)流程 H2OCl2 ↓↓
41、 海帶―→―→―→―→ (2)發(fā)生反應的離子方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-。 專題訓練 1.(2018·長春模擬)從海帶中提取碘單質,成熟的工藝流程如下。下列關于海水制碘的說法,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 C.在碘水中加入幾滴淀粉溶液,溶液變藍色 D.碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液,該操作為“萃取” 答案 A 解析 灼燒固體時應在坩堝中,A項不正確;H2O2能將I-氧化為I2,B項正確。 2.
42、(2017·成都調研)從淡化海水中提取溴的流程如下: 下列有關說法不正確的是( ) A.X試劑可用Na2SO3飽和溶液 B.步驟Ⅲ的離子反應:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 C.工業(yè)上每獲得1molBr2,需要消耗Cl244.8L D.步驟Ⅳ包含萃取、分液和蒸餾 答案 C 解析 Na2SO3+Br2+H2O===Na2SO4+2HBr,A正確;步驟Ⅲ利用氯的非金屬性比溴的強,利用置換反應制取Br2,B正確;反應Ⅰ和反應Ⅲ均使用到Cl2,故制取1molBr2消耗2mol氯氣,但未標明氯氣所處的溫度和壓強,C錯誤;從濃溴水中提取溴,可利用有機溶劑(如苯)萃取溴
43、,然后分液得到溴的有機溶液,再經蒸餾可得純凈的溴,D正確。 3.(2017·河南十校三測)下列從海洋中獲取物質的方案不合理的是( ) A.粗鹽飽和食鹽水Cl2漂白粉 B.苦鹵Br2(aq)HBr(aq)粗Br2 C.除去粗鹽中雜質(Mg2+、SO、Ca2+),加入的藥品順序:NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸 D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液Mg 答案 D 解析 電解MgCl2溶液發(fā)生反應:MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,得不到金屬Mg,制備金屬Mg應電解熔融的MgCl2,D項錯誤。 4.根據下圖海水綜合利用的工
44、藝流程圖,判斷下列說法正確的是( ) 已知:MgCl2·6H2O受熱生成Mg(OH)Cl和HCl氣體等。 A.過程①的提純是物理過程,過程②通過氧化還原反應可產生2種單質 B.在過程③中將MgCl2·6H2O灼燒即可制得無水MgCl2 C.過程⑤反應后溶液呈強酸性,生產中需解決其對設備的腐蝕問題 D.在過程④、⑥反應中每氧化0.2molBr-需要消耗2.24LCl2 答案 C 解析 過程①中除去Mg2+、Ca2+和SO需要用化學方法,A錯誤;根據已知信息可知B錯誤;過程⑤發(fā)生的反應為SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr,溶液呈強酸性,C正確
45、;每氧化0.2molBr-需消耗0.1molCl2,但不一定是2.24L,只有在標準狀況下才是2.24L,D錯誤。 由于海水中鈉、鎂、溴、碘都以化合態(tài)形式存在且含量較低,所以需要先富集再提取,提取過程要通過氧化還原反應將元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)。因此題目中常涉及: (1)物質的分離提純操作,如結晶、過濾、萃取和分液等; (2)氧化還原反應、電解原理等理論。 1.(2016·上海,9)向新制氯水中加入少量下列物質,能增強溶液漂白能力的是( ) A.碳酸鈣粉末 B.稀硫酸 C.氯化鈣溶液 D.二氧化硫水溶液 答案 A 解析 在氯水中存在反應:Cl2+H2O??H+
46、+Cl-+HClO,若反應使溶液中c(HClO)增大,則溶液的漂白性會增強。A項,由于酸性HCl>H2CO3>HClO,所以向溶液中加入碳酸鈣粉末,會發(fā)生反應:2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑,使化學平衡正向移動,導致c(HClO)增大,則溶液的漂白性會增強,正確;B項,若加入稀硫酸,使溶液中c(H+)增大,使化學平衡逆向移動,則溶液的漂白性減弱,錯誤;C項,加入氯化鈣溶液,不能發(fā)生反應,溶液的水對氯水起稀釋作用,使溶液的漂白性減弱,錯誤;D項,加入二氧化硫的水溶液,氯水被二氧化硫還原,使化學平衡逆向移動,則溶液的漂白性減弱,錯誤。 2.下列說法正確的是(
47、 ) A.漂白粉在空氣中久置變質是因為漂白粉中的CaCl2與空氣中的CO2反應生成CaCO3 (2014·新課標全國卷Ⅰ,8B) B.向含I-的無色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,若溶液變成藍色,則氧化性:Cl2>I2(2015·廣東理綜,22C) C.為測定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液體滴在pH試紙上,與標準比色卡對照即可 (2015·浙江理綜,8A) D.氯氣溶于水的離子方程式:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-(2015·江蘇,9A) 答案 B 解析 Ca(ClO)2與空氣中的CO2和水蒸氣反應生成CaCO3和H
48、ClO,HClO見光分解,導致漂白粉變質,而CaCl2與CO2不反應,A項錯誤;向含I-的無色溶液中滴加少量新制氯水,發(fā)生反應:Cl2+2I-===2Cl-+I2,淀粉遇碘變藍,說明氧化性Cl2>I2,B項正確;氯水具有漂白性,會將pH試紙漂白,故無法測定其pH,C項錯誤;Cl2溶于水為可逆反應,且生成的HClO為弱電解質,應保留分子式,D項錯誤。 3.(2015·全國卷Ⅱ,12)海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。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晶等過程提純 C.工業(yè)生產中常選用NaOH作為沉淀劑 D.富集溴一般先用空
49、氣和水蒸氣吹出單質溴,再用SO2將其還原吸收 答案 C 解析 A項,向苦鹵中通入Cl2時發(fā)生反應Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,故其目的是為了提取溴,正確;B項,可將粗鹽溶解、過濾除去難溶性雜質,然后向濾液中加入沉淀劑,過濾后調節(jié)濾液pH以除去可溶性雜質,最后重結晶可得精鹽,正確;C項,工業(yè)生產常選用廉價的Ca(OH)2作為沉淀劑,錯誤;D項,由于通入Cl2后所得溶液中Br2的濃度很小,因此利用Br2的揮發(fā)性,可先用熱空氣和水蒸氣吹出Br2,再用SO2將其還原為HBr進行富集,正確。 1.(2018·西安交通大學附屬中學高三測試)某地化工廠的貯氯罐意外發(fā)生泄漏,下列
50、關于安全處理措施不正確的是( ) A.緊急組織群眾沿逆風方向疏散 B.消防隊員向貯氯罐周圍空氣中噴灑稀NaOH溶液 C.處在該環(huán)境中的群眾,應用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子,趴在低洼處等待救援 D.處在該環(huán)境中的群眾,應用浸有一定濃度NaHCO3的毛巾捂住鼻子,向高處轉移 答案 C 解析 稀氨水揮發(fā)出的NH3具有強烈的刺激性氣味;氯氣的密度比空氣的密度大,應往高處轉移。 2.化學來源于生活,也服務于生活。下列有關生活中的化學知識敘述正確的是( ) 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都能得到含氯消毒劑 C.測定溶液p
51、H的實驗中,用干燥pH試紙測定新制氯水的pH——測定結果無影響 D.潔廁靈不能與“84”消毒液混用,原因是兩種溶液混合產生的HClO易分解 答案 B 解析 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反應生成Cl2,錯誤。 3.(2017·太原市第五中學高三調研)下列說法正確的是( ) ①氯氣的性質活潑,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?、坌轮坡人难趸?/p>
52、強于久置氯水的?、軝z驗HCl氣體中是否混有Cl2,方法是將氣體通入硝酸銀溶液?、莩Cl氣體中的Cl2,可將氣體通入飽和食鹽水中 A.①②③ B.②③④ C.③ D.③⑤ 答案 C 解析 氯氣與氫氣混合,達到爆炸極限,在光照的條件下才能發(fā)生爆炸,①錯,氫氧化鈣溶液中溶質含量少,實驗中常用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣,②錯,排除A、B項;HCl氣體與AgNO3溶液可產生沉淀,④錯;將氣體通入飽和食鹽水中,除去的是HCl氣體,而不是Cl2,⑤錯,排除D項。 4.下列有關含氯化合物的說法正確的是( ) A.HClO是弱酸,所以NaClO是弱電解質 B.氯水中具有漂白性的物質是HClO
53、 C.漂白粉在空氣中久置變質的原因是漂白粉中的CaCl2與空氣中的CO2反應生成CaCO3 D.NaClO和Ca(ClO)2的溶液能殺菌消毒的原理是二者水解均呈堿性 答案 B 解析 A項,NaClO為鹽,為強電解質;C項,漂白粉變質是Ca(ClO)2與CO2、H2O反應生成CaCO3和HClO;D項,次氯酸鹽溶液能殺菌消毒的原理是與酸性物質作用生成HClO。 5.某同學用下列裝置制備并檢驗Cl2的性質。 下列說法正確的是( ) A.Ⅰ圖中:如果MnO2過量,濃鹽酸就可全部被消耗 B.Ⅱ圖中:量筒中發(fā)生了加成反應 C.Ⅲ圖中:發(fā)生的反應不是燃燒反應 D.Ⅳ圖中:濕潤
54、的有色布條能褪色,將硫酸溶液滴入燒杯中,至溶液顯酸性,結果有Cl2生成 答案 D 解析 A項,稀鹽酸與MnO2不反應;B項,發(fā)生的為取代反應;C項,Cu在Cl2中發(fā)生了燃燒反應;D項,Cl-、ClO-在酸性條件下可生成Cl2。 6.(2017·臨沂二模)某混合溶液中含有NaI、NaBr、Na2SO4三種溶質,其物質的量均為1mol,向混合溶液中通入一定量的氯氣。下列說法正確的是( ) A.將溶液蒸干最多可以得到4molNaCl B.將溶液蒸干并灼燒,得到的固體可能是NaCl、NaBr、Na2SO4 C.向溶液中滴加淀粉KI溶液,溶液變藍,則氯氣一定過量 D
55、.若通入氯氣的體積為22.4L(標準狀況),反應的離子方程式為2I-+Cl2===I2+2Cl- 答案 B 解析 氯氣與硫酸鈉不反應,因此將溶液蒸干最多可以得到2molNaCl,A錯誤;若氯氣與部分溴化鈉反應,則將溶液蒸干并灼燒,得到的固體可能是NaCl、NaBr、Na2SO4,B正確;向溶液中滴加淀粉KI溶液,溶液變藍,說明有碘生成,氯氣可能只與部分的NaI反應,C錯誤;D項,正確的離子方程式為2I-+Cl2===I2+2Cl-、2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,錯誤。 7.(2018·通化調研)氯胺是一種長效緩釋有機氯消毒劑,有強氧化性,其殺菌能力是一般含
56、氯消毒劑的4~5倍,下列有關氯胺(NH2Cl)的說法一定不正確的是( ) A.氯胺的水解產物為NH2OH(羥氨)和HCl B.氯胺的電子式為 C.氯胺中氯的化合價為+1 D.氯胺的消毒原理與漂白粉相似 答案 A 解析 NH2Cl+H2O??NH3+HClO,反應生成的HClO能殺菌消毒。該水解反應是一個可逆反應,HClO殺菌后濃度減小,平衡向右移動,氯胺轉化成HClO;相反,當HClO濃度較高時,平衡向左移動,轉化為氯胺,相當于暫時“貯存”,避免其分解損失,這樣就延長了消毒時間。 8.下列敘述中正確的是( ) A.能使?jié)駶櫟牡矸?#173;KI試紙變成藍色的物質一定是Cl2
57、 B.用硝酸酸化的硝酸銀溶液能一次鑒別NaCl、NaBr、KI三種失去標簽的溶液 C.某溶液加入CCl4,CCl4層顯紫色,證明原溶液中存在I- D.某淺黃色的溴水,加入CCl4振蕩靜置后,上層顯橙紅色 答案 B 解析 還有很多氧化劑(如HNO3、O3等)能將I-氧化為I2,A錯;碘單質的CCl4溶液顯紫色,C項錯;CCl4的密度比水大,應下層顯橙紅色,D項錯。 9.(2017·日照質檢)溴化碘(IBr)的化學性質與鹵素單質相似,能與大多數金屬反應生成金屬鹵化物,和某些非金屬單質反應生成相應的鹵化物,跟水反應的方程式為IBr+H2O===HBr+HIO。下列有關IBr的敘
58、述中,不正確的是( ) A.IBr是雙原子分子 B.在很多反應中,IBr是強氧化劑 C.和NaOH溶液反應生成NaBr和NaIO D.和水反應時,既是氧化劑又是還原劑 答案 D 解析 IBr中I為+1價,Br為-1價。2個原子組成1個IBr分子,A正確;因為其化學性質與鹵素相似,所以在很多反應中,IBr是強氧化劑,B正確;跟水反應的方程式IBr+H2O===HBr+HIO中,反應前后各元素的化合價均未發(fā)生變化,仍然是I為+1價,Br為-1價,故這個反應不是氧化還原反應,D錯誤;與堿反應的實質可看成是IBr先與水反應,生成物HBr和HIO再與堿反應,所以2NaOH+IBr===Na
59、Br+NaIO+H2O,C正確。 10.下列實驗操作,現象和結論均正確的是( ) 選項 實驗操作 現象 結論 A 用雙氧水滴定KI淀粉溶液 溶液變藍 達到滴定終點 B 向食用加碘鹽中加入食醋和KI溶液,再加入CCl4振蕩,靜置 下層呈紫紅色 該食用加碘鹽中含有KIO3 C 用濕潤的淀粉碘化鉀試紙鑒別NO2、溴蒸氣 試紙變藍 該氣體為溴蒸氣 D 最后試管有淺黃色沉淀 有機物中含有溴原子 答案 B 解析 A項,KI淀粉溶液一般作為指示劑,設計用雙氧水滴定淀粉KI溶液無法判定終點,實驗不合理;B項,
60、在酸性環(huán)境中,KIO3與KI反應生成I2,正確;C項,NO2溶于水變?yōu)橄跛?,硝酸也具有強氧化性,也可使淀粉碘化鉀試紙變藍,錯誤;D項,加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的堿,錯誤。 11.(2017·河南、河北名校聯考)以海水為原料制取金屬鎂的主要流程如下: 下列說法正確的是( ) A.“操作X”為結晶 B.“操作Y”為蒸發(fā)濃縮并灼燒 C.電解時陽極的電極反應式為2Cl--2e-===Cl2↑ D.電解產生的熾熱的鎂粉需在CO2氣氛中冷卻 答案 C 解析 A項,“操作X”應為過濾,故A錯誤;B項,“操作Y”應為在HCl氣流中加熱蒸干,故B錯誤;C項,陽極發(fā)
61、生氧化反應,故C正確;D項,CO2+2Mg2MgO+C,故D錯誤。 12.(2017·湖南湘中名校聯考)已知H2SO3+I2+H2O===H2SO4+2HI,將0.1molCl2通入100mL含等物質的量的HI與H2SO3的混合溶液中,有一半的HI被氧化,則下列說法中正確的是( ) A.物質的還原性:HI>H2SO3>HCl B.HI與H2SO3的物質的量濃度為0.6mol·L-1 C.通入0.1molCl2發(fā)生反應的離子方程式為5Cl2+4H2SO3+2I-+4H2O===4SO+I2+10Cl-+16H+ D.若再通入0.05molCl2,恰好能
62、將HI和H2SO3完全氧化 答案 C 解析 根據已知方程式可知還原性:H2SO3>HI,故A錯誤;Cl2先氧化H2SO3,再氧化HI,根據得失電子守恒得:0.1×2 mol=c(H2SO3)×0.1 L×2+c(HI)×0.1 L××1,解得c(H2SO3)=c(HI)=0.8 mol·L-1,故B錯誤;根據選項B的分析可知C正確;根據選項B的分析,還剩下0.04 mol I-,完全將I-氧化成I2,還需Cl2為0.02 mol,故D錯誤。 13.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:
63、 (1)步驟③的離子方程式:______________________________________________。 (2)步驟⑤中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物,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中可將蒸餾產生的氣體通過________________________________________________________________________(填試劑名稱)溶液,以除去氯氣。 (4)步驟⑤的蒸餾過程中,溫度應控制在80~90℃。溫度過高或過低都不利于生產,請
64、解釋原因:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)步驟①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是________________________________。 (6)提取溴單質,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:____________________________________________
65、____________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO (2)分液漏斗 (3)溴化鐵(或其他含Br-的鹽類物質) (4)溫度過高,大量水蒸氣被蒸出,溴蒸氣中水增加;溫度過低,溴不能完全蒸出 (5)酸化可抑制Cl2與水反應 (6)將“溴水混合物Ⅰ”轉變?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 解析 海洋是資源的寶庫,海水化工是考試的熱點。占
66、地球儲量99%的溴分布在海洋中,從海水中提取溴,一般要經過濃縮、氧化、提取三個步驟。步驟①發(fā)生的反應是Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,生成的溴仍溶解在海水中,根據溴的沸點比水低的性質,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,這樣可以得到較大濃度的含Br-的溶液,進一步用氯氣氧化(步驟④),得到Br2,然后蒸餾便得到液溴。 14.(2018·南昌模擬)為了證明在實驗室制備Cl2的過程中會有水蒸氣和HCl揮發(fā)出來,甲同學設計了如圖所示的實驗裝置,按要求回答問題: (1)請根據甲同學
67、的意圖,連接相應的裝置,接口順序: b接________,________接________,________接a。 (2)U形管中所盛試劑的化學式為_________________________________________________。 (3)裝置③中CCl4的作用是______________________________________________________。 (4)乙同學認為甲同學的實驗有缺陷,不能證明最終通入AgNO3溶液的氣體只有一種。為了確保實驗結論的可靠性,證明最終通入AgNO3溶液的氣體只有一種,乙同學提出在某個裝置之后再加裝置⑤。你認為裝置⑤應加在____________(填裝置序號)之后,瓶中可以放入______________。 (5)丙同學看到甲同學設計的裝置后提出無需多加裝置⑤,只需將原燒杯中AgNO3溶液換成其他溶液。你認為可將溶液換成______________,如果觀察到__________________________ ________________________________________________________________________的現象,則證明制Cl2時有HCl揮發(fā)出。 (6)若取過量的MnO2與
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