高三化学一轮复习专题4第1单元氯溴碘及其化合物教师用书苏教版Word下载.docx
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(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:
。
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( )
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)。
①氯气可使湿润的红布条褪色,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褪色,但可使湿润的有色布条褪色,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褪色;
二是氯水中含有H+,因发生中和反应使溶液褪色。
请设计简单的实验证明哪种原因是合理的。
[答案] 取褪色后的溶液再加入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|卤素的性质与卤离子的检验
1.卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应,如2Fe+3Br2===2FeBr3,但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX:
X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I,下同)。
(3)都能与水反应:
X2+H2O===HX+HXO(F2例外:
2F2+2H2O===4HF+O2)。
(4)都能与碱溶液反应:
X2+2OH-===X-+XO-+H2O(F2例外)。
2.递变性
颜色
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
还原性(X-)
3.卤素及其化合物的特性
氟
①无正价,氧化性最强,F-的还原性最弱
②2F2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸
③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;
有毒
溴
①Br2是红棕色液体,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,保存液溴时不能用橡皮塞
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
4.卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
(2)置换——萃取法
未知液
(3)氧化——淀粉法检验I-
蓝色溶液,表明有I-
1.下列哪些事实或实验能说明氧化性:
Cl2>
Br2>
I2________(填序号)。
①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深,而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化,滴入KI淀粉溶液中,溶液变蓝
②H2和Cl2的混合气体光照爆炸,H2和Br2的混合气体加热才能反应,而H2和I2反应更困难
③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低
④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差
⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小
[提示] ①②④
2.实验探究
(1)填写实验过程中的空白。
(2)分别写出反应①、③的离子方程式。
[提示]
(1)无 橙红 无 紫红
(2)2Br-+Cl2===Br2+2Cl-、2I-+Br2===I2+2Br-。
角度1 卤素的性质及其应用
1.下列关于卤素的叙述正确的是( )
①卤素的钾盐中,最易被氧化的是氟化钾
②溴中溶有少量氯气,可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯
③溴化银具有感光性,碘化银不具有感光性
④氟气跟氯化钠水溶液反应,一定有氟化氢和氧气生成
⑤氯气跟水反应时,水既不是氧化剂也不是还原剂
A.①③④B.②③⑤
C.②④⑤D.①③
C [①还原性F-<Cl-<Br-<I-,KF最难被氧化;
③AgBr、AgI见光均易分解,均具有感光性。
2.为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体,其电子式是________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_________________________
_____________________________________________________________。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_____________________________
(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是
_______________________________________________________________
(5)过程Ⅲ实验的目的是_________________________________________
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:
同主族元素从上到下________,得电子能力逐渐减弱。
[答案]
(1)
(2)湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(4)打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
角度2 卤素离子的检验
3.下列叙述中正确的是( )
A.能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
B.用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某浅黄色的溴水,加入CCl4振荡静置后,上层显橙红色
B [A项,使湿润的淀粉KI试纸变蓝的物质可能是Cl2、FeCl3溶液、NO2等;
C项,I-不能被CCl4萃取,不显紫色;
D项,CCl4的密度大于水的密度,下层显橙红色。
4.(2017·
临沂模拟)鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4 ③溴水、苯 ④硝酸、AgNO3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥CCl4、淀粉溶液
A.①②④B.②③⑥
C.②④⑤D.④⑤⑥
C [氯水、CCl4分别加入NaCl溶液中,下层为黄绿色,加入NaBr溶液中,下层为橙红色,加入NaI溶液中,下层为紫红色;
加入氯水、苯与加入氯水、CCl4现象相似;
硝酸、AgNO3溶液与NaCl、NaBr、NaI溶液分别得到不同颜色
的沉淀。
考点3|溴、碘的工业提取
1.海水中提溴
(1)流程
(2)发生反应的离子方程式
①2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;
②Br2+SO2+2H2O===4H++SO
+2Br-;
③2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
2.海带中提碘
(2)发生反应的主要离子方程式
Cl2+2I-===2Cl-+I2。
角度1 海水中溴的提取
1.(2015·
全国卷Ⅱ)海水开发利用的部分过程如下图所示。
下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
C [A项苦卤中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可将Br-氧化成Br2,便于从苦卤中提取Br2。
B项粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca2+、Mg2+、SO
等),将粗盐溶于水,并除去其中的杂质,再通过重结晶的方法得到纯净NaCl晶体。
C项工业上沉淀Mg2+常选用廉价的Ca(OH)2,而不选用NaOH。
D项Br2具有较强的挥发性,富集溴时,常先用空气和水蒸气吹出Br2,再用SO2将其还原吸收(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr),得到浓度较大的含Br-溶液。
2.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是( )
A.除去粗盐中的SO
、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段
C.③④⑤中溴元素均被氧化
D.SO2水溶液吸收Br2的离子方程式为:
SO2+Br2+2H2O===2H++SO
+2HBr
B [A项中的加入顺序会导致Ba2+无法除尽,A错误;
单质镁是通过电解熔融MgCl2(无水)的方法制取的,B正确;
流程图中的第④步中溴元素被还原,C错误;
D项中HBr为强酸,写离子方程式应拆成H+、Br-,D错误。
角度2 海植物中碘的提取
3.(2017·
长春模拟)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海水制碘的说法,不正确的是( )
干海带
海带灰
悬浊液
滤液
碘水
I2的CCl4溶液
I2
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应
C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
A [灼烧固体时应在坩埚中,A项不正确。
4.我们知道海带中含有碘元素,经常食用海带可以防治甲状腺肿大,所以工业上常用海带为原料提取碘单质。
查有关资料可知碘单质有升华现象。
下面是某校化学探究小组设计的从海带中提取单质碘的实验,请你完成下列实验。
(1)将干燥洁净的海带用酒精润湿后在________(填一种仪器名称)中灼烧成灰烬。
(2)将海带灰烬冷却至室温,将其转移到烧杯中,加蒸馏水后,搅拌、煮沸、冷却、________(填一种操作名称)。
(3)在滤液中滴入几滴稀硫酸,再加入一定量的H2O2溶液,此时发生反应的离子方程式为________________________________________________________
(4)把(3)中所得到的溶液注入分液漏斗中,然后再加入CCl4,振荡、静置,可以观察到CCl4层呈________色。
经分液得到碘的CCl4溶液,在这一实验过程中,CCl4起________作用。
(5)用试管取碘的CCl4溶液用水浴加热,待CCl4挥发完即可得到固体碘单质。
不用酒精灯直接加热蒸发CCl4的原因是_________________________________。
(6)证明得到的固体是碘单质的化学方法是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[解析]
(1)经酒精润湿的海带应放在坩埚中灼烧。
(3)滤液中先加入硫酸酸化,后加入双氧水,发生的反应为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。
(4)把(3)中所得溶液加入CCl4中,溶液分层,上层为水溶液,几乎无色,下层为碘的CCl4溶液,呈紫红色,CCl4起萃取作用。
(5)用酒精灯加热碘的CCl4溶液,CCl4挥发的同时单质碘也容易升华,从而造成碘的损失。
(6)利用淀粉遇碘变蓝色可以检验碘的存在。
[答案]
(1)坩埚
(2)过滤 (3)2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O (4)紫红 萃取 (5)因为酒精灯直接加热时的温度高,单质碘易升华,会损失碘的质量 (6)取得到的固体少许,将其加入到淀粉溶液中,淀粉溶液变蓝,即可证明所得固体为碘单质(其他方法合理也可)
(1)氯碱工业中所用食盐需精制的目的是除去食盐中的Ca2+、Mg2+、SO
(2)从海水中提取溴的工艺流程中要进行两次Cl2氧化Br-的反应,设计这两步操作的目的是富集Br2。
(3)从海水中提取氯化镁的工艺流程中,沉淀池中加入的是石灰乳而不是石灰水。
(4)从海水中提取氯化镁的工艺流程中,MgCl2·
6H2O脱水制取无水MgCl2是在HCl的气流中加热氯化镁晶体,以防MgCl2发生水解而得到Mg(OH)2。
(5)碘水或溴水中I2、Br2的提取可先加CCl4萃取分液,再蒸馏获取。
Cl2的实验室制法及其性质探究
命题点1 Cl2的制取、除杂、收集和尾气处理
1.实验装置
2.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褪色,则证明已集满。
[对点训练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.①②④B.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。
[对点训练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,后褪色,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褪色的现象,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褪色
(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
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