版高考化学鲁科版一轮总复习检测第1章 认识化学科学 第2节 氯及其化合物.docx
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版高考化学鲁科版一轮总复习检测第1章认识化学科学第2节氯及其化合物
第2节 氯及其化合物
考纲定位
考情播报
1.掌握氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3.了解海水中提取Br2、I2、Mg的原理和方法。
4.了解氯及其重要化合物的制备方法。
2016·全国甲卷T28
(2)(4)/全国乙卷T10(D)、T28/全国丙卷T7(C)、T9(C)
2015·全国卷ⅠT7(D)、T28
(1)/全国卷ⅡT7(C)、T12、T28
2014·全国卷ⅠT8(B)、T13(B)/全国卷ⅡT27
(2)(3)
2013·全国卷ⅠT7(C)/全国卷ⅡT10(A)
2012·全国卷T7、T9(D)、T26、T27
(1)
考点1|氯及其化合物的性质和应用
[基础知识自查]
1.Cl2的性质及其应用(写出有关化学方程式)
在通常情况下,Cl2是一种黄绿色具有刺激性气味的有毒气体,可溶于水,通常状况下,1体积水能溶解2体积Cl2,密度比空气的大。
(1)与金属反应
与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与铁反应:
2Fe+3Cl2
2FeCl3。
②与铜反应:
Cu+Cl2
CuCl2。
(2)与非金属反应
与H2反应:
H2+Cl2
2HCl,
(3)与水反应
溶于水中的部分氯气与水反应
离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
氯水中含有的粒子有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-。
(4)与碱反应
①制漂白液(NaClO)的离子方程式Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
②制漂白粉的化学方程式2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(5)与还原性无机化合物反应
①与碘化钾溶液反应的化学方程式:
2KI+Cl2===I2+2KCl。
②与SO2水溶液反应的化学方程式:
Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
③与FeCl2溶液反应的离子方程式:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
2.次氯酸的性质
(1)不稳定性:
2HClO
2HCl+O2↑。
氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质,有漂白性。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
NaClO溶液中通入少量CO2,化学方程式为2NaClO+CO2+H2O===2HClO+Na2CO3。
3.漂白粉的性质
(1)主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分为Ca(ClO)2。
(2)化学性质
①水溶液呈碱性,水解的离子方程式为ClO-+H2OHClO+OH-
②与酸性物质作用生成强氧化性的次氯酸,作消毒剂和漂白剂。
(3)空气中失效的原理为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,2HClO
2HCl+O2↑。
[应用体验]
1.
(1)氯水可漂白有色物质是因为Cl2具有强氧化性而氧化有色物质对吗?
为什么?
(2)通过什么事实可以说明Cl2与H2O反应为可逆反应?
[提示]
(1)不对。
因为氯水的漂白性是Cl2与H2O反应生成的次氯酸具有强氧化性。
(2)将少量Cl2通入水中,氯水为淡黄绿色,说明Cl2与H2O反应不完全。
2.对于可逆反应:
Cl2+H2OHCl+HClO。
填写下列表格。
移动方向
c(HClO)
c(H+)
(1)加NaCl(s)
(2)加水
(3)加CaCO3(s)
(4)光照
[提示]
(1)逆反应 减小 减小
(2)正反应 减小 减小
(3)正反应 增大 减小
(4)正反应 减小 增大
[考点多维探究]
角度1 氯气及其化合物的主要性质
1.某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏,下列关于安全处理措施不正确的是( )
【导学号:
99682010】
A.紧急组织群众沿逆风方向疏散
B.消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液
C.处在该环境中的群众,应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子,趴在低洼处等待救援
D.处在该环境中的群众,应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子,向高处转移
C [稀氨水挥发出的NH3具有强烈的刺激性气味,氯气的密度比空气的密度大,应往高处转移。
]
2.下列关于氯气及其化合物有关的说法不正确的是________(填序号)。
【导学号:
99682011】
①氯气可使湿润的红布条退色,所以氯气具有漂白性
②Cl2与过量Fe反应生成FeCl2
③1molCl2通入足量的水中反应,转移的电子数为1mol
④工业上利用Cl2与石灰乳反应制取漂白粉
⑤纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
⑥氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸,溶液的pH变大
⑦氯水的杀菌消毒是因为含有Cl2,Cl2有强氧化性
⑧漂白液呈碱性的原因是ClO-水解
⑨漂白粉在空气中久置可生成CaCO3
⑩用Cl2消毒的自来水中可能含有有机氯化物对人体有害
[答案] ①②③⑥⑦
(1)氯气具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如FeCl2不能由单质化合生成。
(2)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条退色,但可使湿润的有色布条退色,实际起漂白作用的是HClO。
(3)对于燃烧反应,Cl2也可以作助燃剂(即氧化剂)。
(4)常温下液态氯与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。
(5)HClO不稳定,不能单独存在,只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。
角度2 氯水的多重性及其应用
3.(2014·江苏高考)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
D [A.Cl2的颜色为黄绿色,是因为氯水中溶解了黄绿色的Cl2,才使得氯水显示了浅黄绿色,A选项正确。
B.Cl-与Ag+结合生成AgCl白色沉淀,B选项正确。
C.Cl2与水反应生成HCl和HClO,H+与NaHCO3反应生成CO2气体,C选项正确。
D.氯水中的Cl2也能将Fe2+氧化为Fe3+,D选项错误。
]
4.向含酚酞的NaOH溶液中滴加氯水,溶液由红色变为无色,其原因可能有二:
一是氯水中含有HClO,因HClO具有漂白作用使溶液退色;二是氯水中含有H+,因发生中和反应使溶液退色。
请设计简单的实验证明哪种原因是合理的。
[答案] 取退色后的溶液再加入NaOH溶液,若又恢复红色,则说明后者合理;若不恢复红色,则说明前者合理。
(1)氯水性质的多重性
(2)氯水的组成及性质在应用中的常见误区
①氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增强,无漂白性。
因此,氯水要现用现配。
②制取氯水的反应为Cl2+H2OHCl+HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,且1molCl2参加反应,转移电子数为NA。
③Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
④ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO
等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
考点2|Cl2的实验室制法及其性质探究
[基础知识自查]
1.制取Cl2的实验装置
2.Cl2的验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸先变红后退色,则证明已集满。
[应用体验]
1.判断正误
(1)含4molHCl的浓盐酸与足量MnO2反应,可制备22.4LCl2。
( )
(2)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。
( )
(3)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。
( )
(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2。
( )
(5)常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2。
( )
(6)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。
( )
[答案]
(1)×
(2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2.请画出用KMnO4和浓盐酸反应制备Cl2的简易发生装置示意图。
[提示]
(合理即可)
[考点多维探究]
角度1 Cl2的实验室制法
1.(2017·烟台模拟)实验室制备氯气的装置如图。
图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置,其中错误的是( )
A.①②④ B.①②③
C.①③④D.②③④
D [②除HCl应用饱和NaCl,③洗气瓶干燥应从长管进气,④应用NaOH溶液。
]
2.(2017·南昌模拟)为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答问题:
(1)请根据甲同学的意图,连接相应的装置,接口顺序:
b接________,________接________,________接a。
(2)U形管中所盛试剂的化学式为____________________________。
(3)装置③中CCl4的作用是__________________________________。
(4)乙同学认为甲同学实验有缺陷,不能证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种。
为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某个装置之后再加装置⑤。
你认为装置⑤应加在________之后(填装置序号),瓶中可以放入________。
(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置⑤,只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液。
你认为可将溶液换成________,如果观察到________________________的现象,则证明制Cl2时有HCl挥发出。
(6)若取过量的MnO2与一定体积的浓HCl(含溶质HCl为0.4mol)制备Cl2(假设HCl的挥发不计,装置气密性良好),则制备的Cl2总小于0.1mol的原因是_____。
[解析] 为验证其猜测,应先检验水蒸气的存在,之后再检验HCl的存在。
水蒸气的检验一般使用无水CuSO4(变蓝),HCl的检验一般使用AgNO3溶液(生成白色沉淀)。
但是Cl2的存在会干扰HCl的检验,故在检验HCl之前应先除去其中的Cl2(用CCl4吸收)。
在检验HCl之前为确认Cl2已经除尽,可在③之后增加装置⑤,其中可以放入湿润的KI-淀粉试纸或湿润的有色布条等。
由于HCl的水溶液有酸性,能够使酸碱指示剂变为红色,而氯气的水溶液既有酸性也有漂白性,能够使紫色的石蕊试液先变红,后退色,所以丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置⑤,只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液,可将溶液换成紫色石蕊试液,如果观察到紫色石蕊试液变红而不退色的现象,则证明制Cl2时有HCl挥发出。
[答案]
(1)e f d c (e和f顺序可以交换)
(2)CuSO4 (3)吸收Cl2
(4)③ 湿润的KI-淀粉试纸(或湿润的有色布条等其他合理答案)
(5)紫色石蕊试液 紫色石蕊试液变红而不退色
(6)随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应
(1)Cl2的制备过程中注意4点
①反应物的选择:
必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
②加热温度:
不宜过高,以减少HCl挥发。
③尾气吸收:
Cl2有毒,必须有尾气吸收装置,常用吸收剂为NaOH溶液或碱石灰,不用澄清石灰水,因澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小,吸收慢且吸收不完全。
④实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
(2)有关实验装置或装置试剂作用的答题模板
发生装置 生成……或产生……或制取……
⇓
除杂装置 除去(吸收)……防止……干扰(影响)或
除去……中的杂质,以免影响测量结果
⇓
性质实验装置 与……反应或验证……说明……
或比较……或检验……
⇓
收集装置 用……收集方法 利用……装置
⇓
尾气吸收装置 吸收……防止……的污染(影响)
角度2 以Cl2的性质探究为主题的综合试题分析
3.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。
通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
【导学号:
99682012】
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
-
315
-
熔点/℃
-70.0
-107.2
-
-
-
升华温
度/℃
-
-
180
300
162
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:
_________________________。
(2)装置A中g管的作用是________________;装置C中的试剂是________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是________________(填写元素符号)。
(4)H2与SiCl4反应的化学方程式为________________________。
[解析] 依题中信息可知A为Cl2的发生装置,B、C为Cl2的净化装置,D中发生反应2Cl2+Si
SiCl4,生成SiCl4用E收集,B中为饱和食盐水将氯化氢气体除去,C中应为浓H2SO4除水,由表中数据可知SiCl4沸点较低,用冷却液可得到液态SiCl4;由题中信息粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),即可轻松完成第(3)问。
[答案]
(1)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)平衡气压,使浓盐酸顺利流下 浓H2SO4 SiCl4沸点较低,用冷却液可得到液态SiCl4
(3)Al、B、P
(4)SiCl4+2H2
Si+4HCl
[课堂小结·反馈达标1+1] 全新理念 探究高考 明确考向
1.一组判断,展示高考易误点
(1)(2016·全国丙卷)利用次氯酸具有强氧化性可用于漂白织物。
( )
(2)(2016·全国丙卷)浓HCl制备纯净Cl2时可让气体产物先通过浓H2SO4,后通过饱和食盐水。
( )
(3)(2014·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质是由于漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。
( )
(4)(2015·山东高考)向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色说明Br-的还原性强于Cl-。
( )
(5)(2015·浙江高考)为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可。
( )
(6)(2015·海南高考)等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数相等。
( )
(7)(2014·江苏高考)漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张。
( )
(8)(2015·四川高考)除去氯气中的HCl气体,装置如图( )
(9)(2015·广东高考)向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,现象是溶液变成蓝色,说明氧化性:
Cl2>I2。
( )
[答案]
(1)√
(2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)√
2.一题串知,覆盖高考考什么
(2017·衡水模拟)如图所示是一个制取Cl2并以Cl2为原料进行特定反应的装置,多余的Cl2可以贮存在b瓶中,其中各试剂瓶中所装试剂为:
B(氢硫酸)、C(淀粉-KI溶液)、D(水)、F(紫色石蕊试液)。
(1)若装置A烧瓶中的固体为MnO2,液体为浓盐酸,则其发生反应的化学方程式为__________________________________。
[考查Cl2的制备原理]
(2)B、C中的现象分别为________________、___________________,
发生反应的离子方程式_________________、___________________。
[考查Cl2的氧化性]
(3)装置E中硬质玻璃管内盛有炭粉,若E中发生氧化还原反应,其产物为二氧化碳和氯化氢,写出E中反应的化学方程式:
___________________。
[考查Cl2的化学性质]
(4)D中溶液的存在微粒有___________________________。
[考查Cl2与H2O反应及氯水的成分]
(5)在F中紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,其原因是_________________________________________。
[考查盐酸和氯水的性质]
(6)若F中盛有NaOH溶液,其作用是______________。
[考查Cl2的尾气处理]
[答案]
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)上部空间由无色变黄绿色,有浅黄色沉淀生成 上部空间由无色变为黄绿色,溶液变蓝色 Cl2+H2S===2H++2Cl-+S↓ Cl2+2I-===I2+2Cl-
(3)C+2H2O+2Cl2
CO2+4HCl
(4)H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-
(5)E中生成的酸性气体进入F中可使紫色石蕊试液变红,未反应完的Cl2进入F中与水作用生成HClO,HClO具有漂白作用,使溶液的红色退去
(6)吸收尾气Cl2和HCl,防止污染空气
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