高考化学真题氯及其化合物专题复习学生版.docx
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高考化学真题氯及其化合物专题复习学生版
第9讲氯气卤素
1.(2019全国Ⅲ卷)下列实验不能达到目的的是()
选项
目的
实验
A
制取较高浓度的次氯酸溶液
将Cl2通入碳酸钠溶液中
B
加快氧气的生成速率
在过氧化氢溶液中加入少量MnO2
C
除去乙酸乙酯中的少量乙酸
加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D
制备少量二氧化硫气体
向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸
2.(2019江苏)下列有关化学反应的叙述正确的是()
A.Fe在稀硝酸中发生钝化B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
3.(2019江苏)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是()
A.NaCl(aq)
Cl2(g)
FeCl2(s)
B.MgCl2(aq)
Mg(OH)2(s)
MgO(s)
C.S(s)
SO3(g)
H2SO4(aq)
D.N2(g)
NH3(g)
Na2CO3(s)
4.(2018年江苏化学高考)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是()
A.用装置甲灼烧碎海带
B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I−的Cl2
D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I−后的Cl2尾气
5.(2018年江苏化学高考)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1mol·L−1KI溶液:
Na+、K+、ClO−、OH−
B.0.1mol·L−1Fe2(SO4)3溶液:
Cu2+、NH4+、NO3−、SO42−
C.0.1mol·L−1HCl溶液:
Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D.0.1mol·L−1NaOH溶液:
Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
第9讲氯气卤素
考纲解读
考点
内容
说明
氯及其化合物
常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)
①了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。
②了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。
以上各部分知识的综合应用。
主要考查氯气、氯水、ClO2、次氯酸盐的强氧化性。
考点精讲
考点一氯气Cl2
1.物理性质:
常温、常压下,氯气是是黄绿色、有刺激性气味的气体;有毒,密度比空气大;常温、常压下的溶解度为1:
2,易液化。
2.化学性质:
(1)与金属单质反应:
a.与Na反应:
2Na+Cl2
2NaCl,现象:
产生白烟。
b.与Cu反应:
Cu+Cl2
CuCl2,现象:
产生棕黄色的烟。
c.与Fe反应:
2Fe+3Cl2
2FeCl3,现象:
产生棕色的烟。
注:
常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中
(2)与非金属单质反应:
a.与氢气反应:
:
H2+Cl2
2HCl,现象:
发出苍白色火焰,瓶口有白雾生成。
注:
H2+Cl2
2HCl(会发生爆炸)——不可用于工业制盐酸
(3)与水反应:
溶于水的氯气部分与水反应Cl2+H2O
HCl+HClO
(Cl2+H2O
H++Cl-+HClO)
(4)与碱反应:
a.与氢氧化钠反应:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
(Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O)
b.与氢氧化钙反应:
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O)
漂白粉的成分是:
CaCl2和Ca(ClO)2。
有效成分是:
Ca(ClO)2。
漂白原理:
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO;
漂白粉失效:
2HClO=2HCl+O2↑(见光易分解)。
(5)氯气与还原性物质反应:
①与NaBr:
Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
②与FeBr2:
(少量):
3Cl2+2FeBr2=2FeCl3+2Br2
③与SO2混合通入水中:
Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl
(Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl–)
与Na2SO3反应:
Cl2+SO32-+H2O=SO42--+2Cl-+2H+
典例1(2017北京)下列变化中,气体被还原的是()
A.二氧化碳使Na2O2固体变白B.氯气使KBr溶液变黄
C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀
典例2(2017天津)以下实验设计能达到实验目的是
实验目的
实验设计
A
除去NaHCO3固体中的Na2CO3
将固体加热至恒重
B
制备无水AlCl3
蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液
C
重结晶提纯苯甲酸
将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶
D
鉴别NaBr和KI溶液
分别加新制氯水后,用CCl4萃取
【拓展提升】
氯水成分的复杂性和多样性
1.反应原理及成分(三分四离:
三种分子和四种离子)
Cl2+H2O
HCl+HClOHCl=H++Cl-HClO
H++ClO-H2O
H++OH-
2HClO
2HCl+O2↑
新制氯水中,主要存在的分子有三种:
Cl2、H2O、HClO;离子有四种:
H+、Cl-、ClO-、OH-。
2.氯水的性质
氯水在与不同物质发生反应时,表现出成分的复杂性和氯水性质的多样性。
成分
表现的性质
反应实例
Cl—
沉淀反应
Ag++Cl—=AgCl↓
H+
强酸性
CaCO3+2H+=Ca2+CO2↑+H2O
滴入紫色石蕊试液先变红,后褪色
HClO
①弱酸性
②强氧化性
HClO+OH—=ClO—+H2O
漂白、杀菌、消毒
Cl2
①强氧化性
②呈黄绿色
③加成反应
Cl2+2KI=2KCl+I2
Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4
Cl2+CH2=CH2→CH2Cl—CH2Cl
H2O
无水CuSO4粉末变蓝
CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O
提示:
(1)氯水通常密封保存于棕色试剂瓶中(见光或受热易分解的物质均保存在棕色试剂瓶中);
(2)Cl2使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后褪为白色。
3.影响Cl2+H2O
HCl+HClO平衡移动的因素
(1)当加入可溶性氯化物时,c(Cl-)增大,平衡左移,因此可用排饱和食盐水法——降低Cl2的溶解度来收集Cl2,也可用饱和食盐水除去Cl2中的杂质HCl。
(2)当加浓盐酸时,c(H+)和c(Cl-)都增大,平衡左移,因此可用次氯酸盐和浓盐酸作用来制取Cl2;当加入CaCO3和Na2CO3时,c(H+)减少,平衡右移,可使氯水中c(HClO)增大,增强漂白的作用。
(3)当加入碱时,c(H+)和c(HClO)都减少,平衡右移,实验室经常用浓强碱吸收未反应完的Cl2,用于工业制漂白粉和漂白液。
(4)氯水光照后,因HClO分解,平衡右移,故氯水须避光贮存,最好现用现制,否则久置的氯水就会成为盐酸。
4.漂白剂漂白原理比较:
物质
漂白原理
漂白特点
能漂白的物质
活性炭
吸附漂白
物理漂白,不可逆
一般用于溶液漂白
次氯酸
次氯酸盐
过氧化钠
过氧化氢
强氧化性进行漂白
氧化还原漂白,不可逆
可以漂白所有有机色质
二氧化硫
生成不稳定的无色物质
化合性漂白,可逆
具有选择性,如品红、棉、麻、草等
典例3下列有关物质应用的说法正确的是( )。
A.碳酸钠溶液呈碱性,可用热的纯碱溶液除去金属表面的煤油
B.为加快漂白精的漂白速率,使用时可滴加几滴醋酸
C.向饱和硼酸溶液中滴加Na2CO3溶液,有CO2气体生成
D.铝表面易形成致密的氧化膜,铝制器皿可长时间盛放咸菜等腌制食品
3.氯气的制备
⑴实实验室制法:
①原理:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②主要装置:
固+液
气
③收集方法:
向上排空气法或排饱和食盐水的方法。
④除杂方法:
用饱和食盐水除去HCl。
⑤干燥:
浓H2SO4。
⑥验满:
湿润的淀粉碘化钾试纸放到集气瓶口,变蓝。
⑦检验:
使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
⑧尾气处理:
用NaOH溶液吸收尾气。
⑵工业制法:
原理:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
4.氯气的用途:
制盐酸、漂白粉、消毒杀菌、农药等。
典例4实验室模拟工业漂白液(有效成分为NaClO)脱除废水中氨氮(NH3)的流程如下:
下列分析正确的是()
A.①中采用蒸馏的方法精制粗盐水
B.②中阳极的主要电极反应:
4OH--4e-=2H2O+O2↑
C.③中制备漂白液的反应:
Cl2+OH-=Cl-+HClO
D.②、③、④中均发生了氧化还原反应
典例5实验室用下列装置制备无水AlCl3 (183℃升华,過潮湿空气即产生大量白雾)。
下列说法正确是()
A.该实验过程中e瓶可能产生白雾
B.b、c装置中分别盛装饱和NaHCO3溶液和浓硫酸
C.实验开始时应先点燃d处酒精灯,再点燃a处酒精灯
D.实验后向烧瓶中加入足量硝酸银和确硝酸,可确定生成的MnCl2的质量
考点一精练:
1.氯气性质的微型实验装置如图所示,①是浓盐酸,⑥是高锰酸钾,②至⑤是滤纸条,依次滴有石蕊试液、淀粉KI试液、KBr溶液、含KSCN的FeCl2几种溶液,实验时滴几滴浓盐酸,下列说法不正确的是( )
A.产生氯气的离子方程式为:
16H++10C1-+2MnO4-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
B.⑤处变红色,发生反应为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2C1-,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
C.②处先变红后褪色,能说明氯气溶于水后,溶液有酸性和强氧化性
D.③处变蓝,④处变橙色能说明氧化性:
Cl2>Br2>I2
2.实验室用下列装置制备无水AlCl3(183℃升华),无水AlC13遇潮湿空气即产生大量白雾。
下列说法错误的是( )
A.b、c、f中依次盛装饱和食盐水、浓硫酸、浓硫酸
B.g中发生的反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
C.e装置的收集器必须保持干燥
D.实验时,a和d处酒精灯应同时点燃
考点二卤族元素
包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)。
在自然界中卤素无游离态,都是以化合态形式存在。
1.卤族元素的原子结构和性质递变
氟F
氯Cl
溴Br
碘I
核电荷数
9
17
35
53
原子结构的相似性
最外层上的电子数都是7个
卤素化学性质的相似性
①氟只有-1价,其余卤素有-l、+1、+3、+5、+7价②单质都具有强氧化性,是强氧化剂③单质均能与H2化合生成卤化氢气体,与金属单质化合生成金属卤化物④单质都能与水、强碱反应,Br2、I2的反应与C12类似
原子结构的递变性
核电荷数、电子层数少多
原子半径小大
化学性质的递变性
原子得电子能力
单质的氧化性
强弱
2.卤素单质的物理性质:
颜色
状态
熔点、沸点
溶解度(水中)
密度
F2
浅黄绿色
浅
深
气体
低
高
降
低
小
大
Cl2
黄绿色
气体
部分溶于水,并与水发生不同程度反应
Br2
深红棕色
液体
易挥发
I2
紫黑色
固体
升华
3.卤素单质的化学性质:
(1)卤素单质与H2的反应
F2
Cl2
Br2
I2
与H2化合的条件
冷、暗
点燃或光照
500℃
持续加热
反应情况
爆炸
强光照射时爆炸
缓慢化合
缓慢化合,生成的HI同时分解
产生卤化氢的稳定性
HF>HCl>HBr>HI
(2)卤素单质与水的反应.
①2F2+2H2O=4HF+O2(置换反应)
将F2通入某物质的水溶液中,F2先跟H2O反应.如将F2通入NaCl的水溶液中,同样发生上述反应等。
②X2+H2O
HX+HXO(X=C1、Br、I).
(3)卤素单质间的置换反应.2NaBr+C12(新制、饱和)=2NaCl+Br2
2Br-+C12=2C1-+Br2
4.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶沉淀法
未知溶液,加AgNO3溶液和稀HNO3,生成白色沉淀原溶液中含有C1-;产生浅黄色沉淀原溶液中含有Br-;产生黄色沉淀,原溶液中含有I-。
(2)置换—萃取法
未知溶液,加适量新制饱和氯水,振荡,再加入CCl4振荡,下层呈红棕色说明原溶液中含有Br-;下层呈紫红色,说明原溶液中含有I-。
典例1下列制取Cl2,用其氧化含I-废液,回收并提纯I2的装置和原理能达到实验目的的是( )
典例2从某含Br—废水中提取Br2过程包括:
过滤、氧化、萃取(需选择合适萃取剂)及蒸馏等步骤。
已知:
物质
Br2
CCl4
正十二烷
密度/g·cm-3
3.119
1.595
0.753
沸点/℃
58.76
76.8
215~217
下列说法不正确的是( )
A.甲装置中Br—发生的反应为:
2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
B.甲装置中NaOH溶液每吸收0.1molCl2,转移0.1mole—
C.用乙装置进行萃取,溶解Br2的有机层在下层
D.用丙装置进行蒸馏,先收集到的是Br2
【拓展提升】
卤素及其化合物的特性和用途:
(1)氟
①无正价和含氧酸、非金属性最强,F-的还原性最弱。
②与H2反应在暗处即爆炸。
③2F2+2H2O=4HF+O2。
④HF是弱酸,能腐蚀玻璃,保存在铝制器皿或塑料瓶中;有毒,在HX中沸点最高。
(2)溴
①Br2是深红棕色液体,易挥发
②Br2易溶于有机溶剂。
③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞。
(3)碘
①I2遇淀粉变蓝色。
②I2加热时易升华。
③I2易溶于有机溶剂。
④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。
⑤I2与Fe反应产生FeI2,其他卤素单质生成FeX3。
(4)卤化银
①AgF易溶于水,AgCl白色不溶于水,AgBr淡黄色不溶于水,AgI黄色不溶于水。
AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。
②除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相。
③AgI可用于人工降雨。
考点二精练:
1.下列叙述中正确的是( )
A.碘易升华,所以碘要保存在棕色细口瓶中
B.液溴应保存在磨口玻璃塞试剂瓶中,并加少量水进行水封
C.能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体一定是氯气
D.碘易溶于酒精,所以用酒精从碘水中萃取碘
2.下列有关卤素的说法错误的是()
A.新制氯水显浅黄绿色,但放置一段时间之后颜色会褪去
B.由HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
C.淀粉碘化钾在空气中变蓝,发生了4I—+O2+2H2O=2I2+4OH—
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,还原性依次增强
3.工业上利用空气吹出法提取溴的部分流程如下:
下列说法错误的是( )
A.②中可以采用纯碱溶液,发生的反应是:
3Br2+6CO32-+3H2O=5Br-+BrO3-+6HCO3-
B.第③步,需加入氧化性酸,才能将Br-氧化为Br2
C.B溶液颜色要比A 溶液深
D.第④步,采用的是蒸馏的方法
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