2020年高考化學一輪總復習 第四章 第14講 氯及其重要化合物學案(含解析).doc
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第14講 氯及其重要化合物 一、氯氣及其化合物的性質(zhì)及應用 1.氯氣的物理性質(zhì) 2.氯氣的化學性質(zhì) (1)與金屬反應 與變價金屬反應生成最高價態(tài)金屬氯化物。 ①與鐵反應:2Fe+3Cl22FeCl3。 ②與銅反應:Cu+Cl2CuCl2。 (2)與非金屬反應 與H2反應:H2+Cl22HCl, (3)與水反應 溶于水的氯氣部分與水反應,離子方程式為 Cl2+H2OH++Cl-+HClO。 (4)與堿反應 與NaOH溶液反應,離子方程式為 Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。 (5)與還原性無機化合物反應 ①與碘化鉀溶液反應:Cl2+2I-===I2+2Cl-。 ②與SO2水溶液反應:Cl2+SO2+2H2O===2Cl-+SO+4H+。 ③與FeCl2溶液反應:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。 3.次氯酸的性質(zhì) (1)不穩(wěn)定性:2HClO2HCl+O2↑(填化學方程式);氯水須現(xiàn)用現(xiàn)配,保存在棕色瓶中,置于冷暗處。 (2)強氧化性 ①能將有機物中有顏色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì),作漂白劑。 ②殺菌、消毒。 (3)弱酸性 NaClO溶液中通入少量CO2,化學方程式為 ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO。 4.漂白粉的性質(zhì) 二、氯氣的制備 1.實驗室制取、收集氯氣的裝置 2.氯氣的工業(yè)制備 (1)電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè)) 化學方程式: 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑; 離子方程式: 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。 (2)電解熔融的氯化鈉 化學方程式:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。 三、鹵素的性質(zhì)、鹵素離子的檢驗 1.鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性 (1)都能與大多數(shù)金屬反應,如2Fe+3Br2===2FeBr3,但I2與Fe反應生成FeI2。 (2)都能與H2反應生成HX:X2+H2===2HX(X代表F、Cl、Br,I2與H2反應可逆)。 (3)都能與水反應:X2+H2OHX+HXO(F2例外:2F2+2H2O===4HF+O2)。 (4)都能與堿溶液反應:X2+2OH-===H2O+X-+XO-(F2例外)。 2.遞變性 3.特殊性 (1)氟 ①無正價,非金屬性最強,F(xiàn)-的還原性最弱。 ②2F2+2H2O===4HF+O2,與H2反應在黑暗處即爆炸。 ③氫氟酸是弱酸,能腐蝕玻璃,故應保存在塑料瓶中;有毒。 (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 ①淀粉遇I2變藍色。 ②I2加熱時易升華。 ③I2易溶于有機溶劑。 ④I2與Fe、Cu反應時,生成的是FeI2和CuI。 四、工業(yè)上制備Br2和I2 1.海水中提取溴 (1)流程 (2)主要過程及反應原理 2.海帶中提取碘 (1)流程 (2)通入Cl2 發(fā)生反應的離子方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-。 1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“”,并指明錯因。 (1)過量的鐵粉在少量氯氣中加熱,充分反應后產(chǎn)物為FeCl2。() 錯因:無論Fe是否過量,其與Cl2反應產(chǎn)物均是FeCl3。 (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(zhì)。() 錯因:Cl2是單質(zhì),既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。 (3)碘易升華,可用加熱升華法除去NH4Cl中混有的I2。() 錯因:加熱時,I2升華,NH4Cl也會分解生成NH3和HCl。 (4)實驗室保存少量液溴時常加少量水液封,并用橡膠塞密封。() 錯因:盛液溴的試劑瓶不能用橡膠塞。 (5)類比Fe與Cl2反應,可知Fe與I2反應產(chǎn)物為FeI3。() 錯因:Fe與I2反應生成FeI2。 (6)用濕潤的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2。() 錯因:Br2(g)和NO2都能將I-氧化為I2,都能使?jié)駶櫟牡矸郏璌I試紙變藍。 (7)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。() 錯因:NaHCO3溶液也能吸收Cl2。 (8)標準狀況下,11.2 L Cl2與水充分反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5NA。() 錯因:Cl2與H2O的反應是可逆的。 2.教材改編題 (據(jù)人教必修一P87T2)下列物質(zhì)能使干燥的藍色石蕊試紙先變紅后褪色的是( ) ①氯氣 ②液氯?、坌轮频穆人、苈葰獾木凭芤骸、蓰}酸?、摞}酸酸化的漂白粉溶液 A.①②③ B.①②③⑥ C.③⑥ D.②④⑤⑥ 答案 C 考點 氯及其化合物的性質(zhì)和應用 [典例1] (2018寧德模擬)某同學在一pH試紙上滴幾滴新制的氯水,現(xiàn)象如圖所示,下列有關(guān)該實驗的說法中正確的是( ) A.該實驗說明Cl2分子具有漂白性 B.該實驗說明H+擴散速度比HClO分子快 C.將實驗后的pH試紙在酒精燈上微熱,試紙又恢復為原來的顏色 D.若用久置的氯水進行實驗,現(xiàn)象相同 解析 氯氣本身無漂白性,只有生成HClO時才有漂白性,A項錯誤;H+使pH試紙顯紅色,HClO能漂白pH試紙,由實驗現(xiàn)象可知,B項正確;HClO是永久的不可恢復的漂白,C項錯誤;久置氯水中無HClO,故D項錯誤。 答案 B 名師精講 1.氯水的成分及性質(zhì)模型 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),在不同的化學反應中,氯水中參與反應的微粒不同。 2.氯水的組成及應用中需注意的問題 (1)氯水中因HClO見光分解,隨著HClO的消耗,最后成為鹽酸,故久置氯水酸性增強,無漂白性。因此,氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配;新制氯水與久置氯水的成分不同。 (2)制取氯水的反應為Cl2+H2OHCl+HClO,反應中Cl2既是氧化劑,又是還原劑,且向水中通入1 mol Cl2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于NA。 (3)Cl2盡管有較強氧化性,但沒有漂白性,濕潤Cl2具有漂白性是因為Cl2與水反應生成了強氧化性的HClO。 (4)Cl2+H2OHCl+HClO平衡移動的應用 3.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-。 1.下列關(guān)于氯氣的敘述中正確的是( ) A.鈉在氯氣中燃燒產(chǎn)生白煙 B.紅熱的銅絲在氯氣中燃燒生成CuCl C.純凈的氫氣可以在氯氣中安靜地燃燒,發(fā)出黃色火焰 D.氯氣的水溶液可以導電,說明氯氣是電解質(zhì) 答案 A 解析 鈉在氯氣中燃燒,生成NaCl固體小顆粒,形成白煙,A項正確;紅熱的銅絲在氯氣中燃燒生成CuCl2,B項錯誤;氫氣在氯氣中燃燒發(fā)出蒼白色火焰,C項錯誤;Cl2是單質(zhì),既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì),D項錯誤。 2.(2018濟南模擬)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項錯誤;SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的濃度減小,漂白性減弱,B項錯誤;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;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。 考點 氯氣的制備 [典例2] (2018南昌模擬)如圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關(guān)實驗的裝置(加熱及夾持裝置已略)。 (1)制備氯氣選用的藥品為固體二氧化錳和濃鹽酸,相應的化學方程式為 。 (2)裝置B中飽和食鹽水的作用是_________________________________。 同時裝置B亦是安全瓶,當C中發(fā)生堵塞時,B中的現(xiàn)象為_________________。 (3)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性,因此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入的物質(zhì)為___________ (填字母)。 (4)設計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。當向D中緩慢通入一定量的氯氣時,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的。 (5)打開活塞,將裝置D中少量溶液滴入裝置E中,振蕩。觀察到的現(xiàn)象是______________________________________。 (6)裝置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余的氯氣,試寫出相應的離子反應方程式:______________________________。 解析 (1)二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水。 (2)飽和食鹽水可吸收HCl,裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl;若裝置C堵塞,B中壓強增大,長頸漏斗中液面會上升,形成水柱。 (3)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性,氯氣和水反應生成的次氯酸具有漂白性,則可通過將Cl2依次通入濕潤的有色布條、干燥劑、干燥的有色布條來驗證氯氣的漂白性。Ⅱ中應放固體干燥劑,所以選d。 (4)當向D中緩慢通入少量氯氣時,Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl,所以可以看到無色溶液逐漸變?yōu)槌燃t色。 (5)打開活塞,將裝置D中含溴單質(zhì)的少量溶液加入含碘化鉀和苯的裝置E中,溴單質(zhì)和碘化鉀反應生成碘單質(zhì),碘單質(zhì)溶于苯呈紫紅色,振蕩后觀察到的現(xiàn)象:E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫紅色。 (6)Cl2具有氧化性,可將SO氧化為SO。 答案 (1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)除去Cl2中的HCl B中長頸漏斗中液面上升,形成水柱 (3)d (4)橙紅 (5)E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫紅色 (6)SO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+ 名師精講 氯氣制取過程中的四注意 (1)反應物的選擇:必須用濃鹽酸,稀鹽酸與MnO2不反應,且隨著反應的進行,濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時,反應停止,故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應。 (2)加熱溫度:不宜過高,以減少HCl揮發(fā)。 (3)實驗結(jié)束后,先使反應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:Cl2有毒,必須有尾氣吸收裝置,常用吸收劑為NaOH溶液或堿石灰,不用澄清石灰水,因澄清石灰水中Ca(OH)2濃度小,吸收慢且吸收不完全。 3.實驗室用MnO2和濃鹽酸制Cl2時,有如下操作:①連好裝置,檢查氣密性;②緩緩加熱;③加入MnO2粉末;④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸;⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收;⑥用向上排氣法收集氯氣。順序正確的是( ) A.①②③④⑥⑤ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤ 答案 D 解析 先連接好裝置并檢查其氣密性,加好藥品后,先把濃鹽酸加入到圓底燒瓶(防止熱的固體遇冷的溶液燒裂燒瓶),再緩緩加熱(減少HCl的揮發(fā)),然后收集氯氣,由于氯氣有毒,需用NaOH吸收尾氣中的氯氣。 4.已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應能產(chǎn)生Cl2。若用下圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣,并使它與金屬反應。每個虛線框表示一個單元裝置,其中錯誤的是( ) A.①和② B.② C.②和③ D.②③④ 答案 D 解析 NaOH與氯氣反應,不能用氫氧化鈉溶液除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì),②錯誤;③中的進氣管短,出氣管浸入液面下,錯誤;④不應為密閉裝置,錯誤。 考點 鹵素的性質(zhì)和鹵離子的檢驗 [典例3] 為驗證鹵素單質(zhì)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(guān)閉活塞a。 Ⅳ.…… (1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其電子式是_________。 (2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)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,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (5)過程Ⅲ實驗的目的是________________________________________。 (6)氯、溴、碘單質(zhì)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。 解析 (1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2,其電子式為 。 (2)氯氣遇濕潤的淀粉KI試紙時,發(fā)生反應:Cl2+2KI===I2+2KCl,產(chǎn)生的I2遇淀粉變藍,可以證明氯氣的氧化性強于碘。 (3)B中Cl2與NaBr發(fā)生置換反應,離子方程式為Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。 (4)C中NaBr與氯氣反應生成NaCl和Br2,將C中溶液滴入D中,振蕩,發(fā)生反應:Br2+2KI===I2+2KBr,靜置后D中溶液分層,下層為碘的四氯化碳溶液,顯紫紅色,可以說明溴的氧化性強于碘。 (5)過程Ⅲ主要是為了確認C的黃色溶液中無Cl2,排除對溴置換碘實驗的干擾。 (6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱,是因為從Cl到I,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱。 答案 (1) (2)淀粉KI試紙變藍 (3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl- (4)打開活塞b,將少量C中溶液滴入D中,關(guān)閉活塞b,取下D振蕩;靜置后溶液分層,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 名師精講 1.鹵素單質(zhì)及其化合物的特性 (1)Br2是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬單質(zhì);液溴易揮發(fā)且有毒,通常用水液封來保存。 (2)I2易升華,I2使淀粉變藍。 (3)Br2和I2都可被某些有機溶劑(如四氯化碳、汽油、苯)萃取。 (4)氟元素無正價,F(xiàn)2與H2O發(fā)生置換反應生成O2(2F2+2H2O===4HF+O2),F(xiàn)2與Xe、Kr等稀有氣體可反應生成氟化物。 (5)氫氟酸是氫鹵酸(HX)中唯一的弱酸,且是與SiO2反應的唯一酸,能腐蝕玻璃,應保存在鉛制器皿或塑料瓶中。 (6)X-的還原性:F-- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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