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PAGE21-第2节氯及其化合物考试评价解读1.能利用化学方程式、离子方程式等正确表示氯气、漂白剂的主要化学性质,驾驭氯气的试验室制法。2.能依据氯气的性质分析其在试验室、生产、生活以及环境中的常见问题,说明妥当保存、合理运用氯气、漂白剂的常见方法。3.能说明氯及其化合物的应用,以及对社会发展的价值、对环境的影响,能有意识地运用所学的氯及其化合物的相关学问参与社会性议题的探讨。核心素养达成变更观念与平衡思想运用平衡的学问理解氯气与水的反应,体会氯水的成分和氯水发生的反应;从离子反应、氧化还原反应角度理解氯气发生的反应。科学精神与社会责任依据氯气及其化合物的性质,理解漂白粉、84消毒液的正确运用,对84消毒液在杀灭新型冠状病毒中的重要作用做出正确的价值推断。氯气及氯的重要化合物的性质[以练带忆]1.制备金属氯化物时,常用两种方法:①用金属与氯气干脆化合制得;②用金属与盐酸反应制得。用以上两种方法都可制得的氯化物是()A.AlCl3B.FeCl3C.FeCl2D.CuCl2A解析:铝与氯气或盐酸反应均生成AlCl3,但氯气与变价金属反应时生成高价态的氯化物,如与铁反应生成FeCl3,与铜反应生成CuCl2,但铁与盐酸反应生成FeCl2,铜不与盐酸反应。2.(双选)下列关于氯水的叙述不正确的是()A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色C.光照氯水有气泡逸出,该气体是O2D.氯水在无色玻璃瓶中久置后pH增大AD解析:新制氯水中主要含有三种分子:H2O、Cl2、HClO,四种离子:H+、Cl-、ClO-和极少量的OH-,A项错误;新制氯水中含有H+和HClO,蓝色石蕊试纸遇H+变红,变红后的试纸被HClO氧化褪色,B项正确;氯水被光照后,发生反应:2HClOeq\o(=,\s\up10(光照))2HCl+O2↑,生成盐酸,放出O2,溶液酸性增加,pH减小,C项正确、D项错误。3.ClO2和NaClO2均具有漂白性,工业上用ClO2气体制NaClO2的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是()A.步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥B.汲取器中生成NaClO2的离子方程式:2ClO2+H2O2=2ClOeq\o\al(-,2)+O2↑+2H+C.工业上可将ClO2制成NaClO2固体,便于贮存和运输D.通入空气的目的是驱逐出ClO2,使其被汲取器充分汲取B解析:冷却结晶得到的固体需过滤,洗涤固体表面吸附的离子、干燥,A项正确;反应在碱性条件下发生,正确的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-=2ClOeq\o\al(-,2)+O2↑+2H2O,B项错误;通入空气可以使ClO2与溶液充分接触,D项正确。4.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,依据氯水分别与图中四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间的反应,且氯水足量。)(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。(2)c过程的现象是_____________________________________,b过程中反应的离子方程式为___________________________。(3)a过程中反应的化学方程式为_________________________。解析:氯水中含Cl2,可将FeCl2氧化:2FeCl2+Cl2=2FeCl3;含H+,可使石蕊溶液变红,可与COeq\o\al(2-,3)反应放出CO2:2H++COeq\o\al(2-,3)=CO2↑+H2O;含Cl-,可与AgNO3溶液反应生成白色沉淀:Ag++Cl-=AgCl↓;含HClO,有漂白性,可使变红的石蕊溶液褪色。答案:(1)d(2)溶液中产生白色沉淀2H++COeq\o\al(2-,3)=CO2↑+H2O(3)2FeCl2+Cl2=2FeCl3[练后梳理]1.氯气的物理性质颜色状态气味毒性密度溶解性黄绿色气体猛烈的刺激性有毒比空气大约1∶22.由氯的原子结构相识氯气的氧化性(1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。(2)与非金属反应与H2反应:H2+Cl2eq\o(=,\s\up10(点燃或光照))2HCl。(3)与还原性无机化合物反应(填离子方程式)3.从化合价的角度相识Cl2与水和碱液反应的歧化反应(填写离子方程式)与水反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO;与NaOH溶液反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。4.从平衡的角度理解氯水的成分和性质(1)氯水中存在三个平衡关系:①Cl2+H2OHCl+HClO;②HClOH++ClO-;③H2OH++OH-。组成微粒——“三分子、四离子”(2)氯水性质的多重性5.氯的重要化合物(1)次氯酸(2)漂白粉(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)干燥的氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使潮湿的有色布条褪色,实际起漂白作用的是HClO。(3)常温下干燥的氯气与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。氯气的试验室制法[以练带忆]1.试验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2,也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2,下列有关说法不正确的是()A.KMnO4的氧化性比MnO2的强B.制备Cl2的整个试验过程中,所用试剂只须要氧化剂与还原剂C.用排空气法收集Cl2时,不须要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满D.用足量MnO2与含有4molHCl的浓盐酸在加热条件下反应,得到Cl2的物质的量小于1molB解析:比较反应的条件即可证明KMnO4的氧化性强于MnO2,A项正确;Cl2有毒,须要用碱溶液汲取尾气,B项错误;当整个集气瓶充溢黄绿色气体时表明已收集满,C项正确;浓盐酸变稀后不再与MnO2反应,故生成Cl2的物质的量小于1mol,D项正确。2.在试验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备干燥、纯净的氯气。进行此试验,所用仪器如图所示。(1)连接上述仪器的正确依次(填各接口处的字母):________接________;________接________;________接________;________接________。(2)装置中,饱和食盐水的作用是__________________________;NaOH溶液的作用是____________________________________。(3)化学试验中常用潮湿的淀粉KI试纸检验是否有Cl2产生。假如有Cl2产生,可视察到________,反应的化学方程式为_____________________________。(4)写出下列反应的化学方程式。①气体发生装置中进行的反应:__________________________。②NaOH溶液中发生的反应:____________________________。解析:(1)制备干燥、纯净的氯气应依据气流方向连接各部分装置:制气装置→净扮装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置。(3)Cl2氧化KI生成碘,碘单质遇淀粉变蓝,故视察到的现象为试纸变蓝,反应的化学方程式为2KI+Cl2=2KCl+I2。答案:(1)ECDABGHF(2)除去氯气中的HCl杂质汲取过量的氯气(3)试纸变蓝2KI+Cl2=2KCl+I2(4)①MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up10(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O②2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O[练后梳理]1.反应原理试验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等方法制取氯气。MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up10(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应的离子方程式:MnO2+4H++2Cl-eq\o(=,\s\up10(△))Mn2++Cl2↑+2H2O,2MnOeq\o\al(-,4)+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。2.仪器装置(1)气体发生装置类型:固+液eq\o(→,\s\up10(△))气。(2)发生装置所用仪器的名称为A:分液漏斗、B:圆底烧瓶。(3)装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。(4)装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。3.收集方法(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去试验中挥发出的氯化氢气体)。4.验满方法(1)将潮湿的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,视察到试纸马上变蓝,则证明已集满。(2)将潮湿的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,视察到试纸马上发生先变红后褪色的变更,则证明已集满。5.尾气处理(1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。(2)该液体的作用是汲取过量的氯气,防止污染环境。卤素离子的检验[以练带忆]1.自来水常用Cl2杀菌消毒,使水中含有Cl-,为了检验Cl-的存在,可选用的试剂是()A.酚酞溶液 B.FeCl3溶液C.AgNO3溶液 D.NaOH溶液C解析:检验Cl-所用的试剂为AgNO3和HNO3,其化学方程式为AgNO3+NaCl=NaNO3+AgCl↓。2.(双选)下列试验现象和结论或缘由相符的是()选项操作及现象缘由或结论A一块表面打磨过的铝箔在酒精灯上加热至熔化,液态铝不会滴落氧化铝的熔点高于铝B某溶液中加入硝酸银,产生白色沉淀溶液中肯定含有Cl-C用干净铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,火焰呈黄色溶液中有Na+,无K+D向某溶液中先加KSCN,无明显现象,再滴氯水,溶液变红溶液中肯定含有Fe2+AD解析:液态铝不滴落,是因为金属铝表面生成了氧化铝,氧化铝的熔点高于铝的熔点,故A正确;溶液中可能含有COeq\o\al(2-,3)、SOeq\o\al(2-,4)、SOeq\o\al(2-,3),加入AgNO3也会产生白色沉淀,故B错误;视察K+的焰色,须要透过蓝色钴玻璃,故C错误;溶液中先加KSCN,无明显现象,说明不含Fe3+,滴加氯水后变红,说明溶液中含有Fe2+,故D正确。3.下列能够检验出KI中含有Br-的试验是()A.加入足量的新制氯水,溶液变色,则有Br-B.加入酸性KMnO4溶液,视察溶液颜色是否褪去C.加入少量的碘水,再加入CCl4,振荡,有机层有色,则有Br-D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取无色的水层并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-D解析:A项,在KI中加入足量的新制氯水,也会置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定是否含有溴离子,错误;B项,溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,错误;C项,加入少量的碘水,再加入CCl4,振荡,有机层是萃取单质碘而显色,并没有溴单质产生,错误。4.下列叙述中正确的是()A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加少量水进行水封B.能使潮湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质肯定是Cl2C.某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-D.某溶液中加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液肯定含有Ag+A解析:因为液溴易挥发,在试剂瓶中存放时应加少量水进行水封,A项正确;只要能把碘化钾氧化成碘单质的物质都能使潮湿的淀粉KI试纸变蓝,B项不正确;某溶液中加入四氯化碳,四氯化碳层显紫色证明存在碘单质而不是I-,C项不正确;加入氯化钡溶液产生不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化银或硫酸钡,原溶液中可能存在Ag+、SOeq\o\al(2-,4)、SOeq\o\al(2-,3),D项不正确。[练后梳理]卤素离子的检验方法(1)AgNO3溶液—沉淀法(2)置换—萃取法未知液eq\o(→,\s\up10(加适量新制饱和氯水),\s\do15(振荡))eq\o(→,\s\up10(加入CCl4下层或汽油上层),\s\do15(振荡))有机层呈eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(红棕色或橙红色,表明有Br-,紫色、浅紫色或紫红色,表明有I-))(3)氧化—淀粉法检验I-未知液eq\o(→,\s\up10(加入适量新制饱和氯水或双氧水),\s\do15(振荡))eq\o(→,\s\up10(淀粉溶液),\s\do15(振荡))蓝色溶液,表明有I-。卤素单质的性质与溴、碘的提取[以练带忆]1.(双选)溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相像,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物,跟水反应的化学方程式为IBr+H2O=HBr+HIO,下列有关IBr的叙述中,不正确的是()A.IBr是非极性分子B.在许多反应中,IBr是氧化剂C.和NaOH溶液反应生成NaBr和NaIOD.和水反应时,既是氧化剂又是还原剂AD解析:IBr为极性分子,在IBr中Br为-1价,I为+1价,在与水反应时,全部元素的化合价都没有发生变更,属于非氧化还原反应,D错误。2.从海带中提取碘的试验过程涉及下列操作,其中正确的是()A.将海带灼烧成灰B.过滤得含I-溶液C.放出碘的苯溶液D.分别碘并回收苯D解析:灼烧海带应用坩埚,A项错误;过滤时应用玻璃棒引流,B项错误;苯的密度比水的小,萃取了单质碘的苯在上层,应从分液漏斗的上口倒出,C项错误。3.海水中溴元素以Br-形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:(1)步骤①反应的离子方程式是___________________________。(2)步骤③反应的化学方程式是___________________________。从理论上考虑,下列也能汲取Br2的是________(填标号)。A.NaOH B.FeCl2C.Na2SO3 D.H2O(3)步骤⑤蒸馏的过程中,温度应限制在80~90℃。温度过高或过低都不利于生产,请说明缘由:___________________________。解析:(1)步骤①的离子方程式为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-。(2)步骤③的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。Br2的化学性质与Cl2相像,NaOH具有强碱性,能汲取Br2,Fe2+、SOeq\o\al(2-,3)具有强还原性,也能汲取Br2,但Br2在水中的溶解度较小,不能用水汲取。(3)温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴蒸气中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低。答案:(1)2Br-+Cl2=Br2+2Cl-(2)SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBrABC(3)若温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴蒸气中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低[练后梳理]1.卤素单质性质的相像性(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+H2OHX+HXO(F2例外:2F2+2H2O=4HF+O2)。(4)都能与碱溶液反应:X2+2NaOH=H2O+NaX+NaXO(F2例外)。2.卤素单质的递变性颜色eq\o(→,\s\up15(\a\al(F2,淡黄绿色)\a\al(Cl2,黄绿色)\a\al(Br2,深红棕色)\a\al(I2,紫黑色)),\s\do12(颜色渐渐加深))熔、沸点eq\o(→,\s\up15(\a\al(F2,气体)\a\al(Cl2,气体)\a\al(Br2,液体)\a\al(I2,固体)),\s\do12(渐渐上升))密度eq\o(→,\s\up10(F2Cl2Br2I2),\s\do12(渐渐增大))水溶性eq\o(→,\s\up15(\a\al(F2,反应)\a\al(Cl2,不大)\a\al(Br2,不大)\a\al(I2,不大)),\s\do12(渐渐减小))氧化性eq\o(→,\s\up10(与氢气化合或与水反应由易到难),\s\do12(氯、溴、碘单质氧化性强弱依次是Cl2>Br2>I2))还原性(X-)阴离子还原性由强到弱的依次是I->Br->Cl-;①Cl2能从含Br-的溶液中置换出Br2,反应的离子方程式为2Br-+Cl2=2Cl-+Br2;②Br2能从含I-的溶液中置换出I2,反应的离子方程式为2I-+Br2=2Br-+I2。3.海水提溴(1)流程(2)发生反应的离子方程式①苦卤与氯气反应:2Br-+Cl2=2Cl-+Br2;②含溴的空气、SO2在水溶液中反应:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SOeq\o\al(2-,4)。4.海带提碘(1)流程(2)发生反应的离子方程式①含I-的溶液通入Cl2:Cl2+2I-=I2+2Cl-;②碘与浓NaOH溶液反应:3I2+6OH-=5I-+IOeq\o\al(-,3)+3H2O;③反萃取后的水层与硫酸反应:5I-+IOeq\o\al(-,3)+6H+=3I2+3H2O。考点1氯及其化合物的性质及探究[抓本质·悟考法]下图所示是验证氯气性质的微型试验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后,马上用另一培育皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O。对试验现象的“说明或结论”正确的是()选项试验现象说明或结论Aa处变蓝,b处变红棕色氧化性:Cl2>Br2>I2Bc处先变红,后褪色氯气与水反应生成了酸性物质Cd处马上褪色氯气与水反应生成了漂白性物质De处变红色还原性:Fe2+>Cl-【解题关键点】解答本题应留意以下两点:(1)解答本题时,应从试验现象入手,全面分析产生现象的缘由,而不能把已知的规律当成试验结论。(2)理解氯气的氧化性、氯水的性质,留意在溶液中反应时,氯气表现出的多重性质。【易错失分点】(1)Cl2具有强氧化性,可以氧化Br-、I-、Fe2+、SOeq\o\al(2-,3)、S2-等。(2)氯水中含有三种分子和四种离子:Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-和少量OH-,氯气使潮湿的蓝色石蕊试纸先变红后褪色是H+、HClO共同作用的结果。(3)Cl2本身不具有漂白性,氯气溶于水生成的HClO具有漂白性。HClO的漂白性是因为其强氧化性。[自主解答]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________D解析:A项,由现象得出氧化性:Cl2>Br2、Cl2>I2,但无法对比Br2与I2的氧化性强弱;B项,由现象可知在此过程中有酸性物质生成,同时还生成了漂白性物质;C项,在此过程中可能是溶液不再显碱性,无法推断有无漂白性物质生成;D项,此时Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,而Cl2被还原为Cl-,还原剂Fe2+的还原性强于还原产物Cl-的。[多角度·突破练]⊳角度1氯气的性质1.(双选)下列关于氯气的描述正确的是()A.氯气的液态形式可称为氯水或液氯B.红热的铜丝在氯气中燃烧,生成棕黄色氯化铜固体C.有氯气参与的反应不能在溶液中进行D.氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口出现白雾BD解析:氯水为氯气的水溶液,故A错误;氯化铜固体为棕黄色,故B正确;氯气与氢氧化钠溶液反应在溶液中进行,故C错误;氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,所以瓶口出现的“白雾”是盐酸小液滴,故D正确。2.化学来源于生活,也服务于生活。下列有关生活中的化学学问叙述正确的是()A.氯气和活性炭均可作为漂白剂,若同时运用,漂白效果会明显加强B.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂C.测定溶液pH的试验中,用干燥pH试纸测定新制氯水的pH——测定结果无影响D.“洁厕灵”不能与84消毒液混用,缘由是两种溶液混合产生的HClO易分解B解析:A项,活性炭具有吸附性,可以吸附氯气,错误;B项,氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐,正确;C项,氯水中的次氯酸具有漂白性,错误;D项,不能混用的缘由是消毒液中的NaClO与“洁厕灵”中的HCl反应生成Cl2,错误。3.(双选)在新制饱和氯水中,若只变更某一条件,下列叙述正确的是()A.再通入少量氯气,eq\f(cH+,cClO-)不变B.通入少量SO2,溶液漂白性增加C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增加D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱AC解析:饱和氯水中不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项正确;SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的浓度减小,漂白性减弱,B项错误;加入少量的碳酸钠粉末,消耗H+,使B项所述平衡正向移动,HClO的浓度增大,C项正确;光照过程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增加,D项错误。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,溶液中的Cl2不断与水反应,最终成为稀盐酸,故久置氯水酸性增加,pH减小,无漂白性。因此保存氯水要运用棕色试剂瓶,且氯水一般要现用现配。(2)氯气与水或NaOH溶液反应,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。但向足量水或足量NaOH溶液中通入1molCl2,转移电子数前者小于NA(氯气与水反应为可逆反应,NA表示何伏加德罗常数的值),后者等于NA;1molCl2在加热条件下与足量Fe反应转移的电子数为2NA。(3)氯水中Cl2分子和HClO均具有强氧化性。一般认为,在与还原性离子如Fe2+、Br-、I-、S2-、SOeq\o\al(2-,3)等反应时是Cl2发生反应,在表现漂白性、消毒杀菌作用时,是HClO发生反应。⊳角度2含氯消毒剂4.某探讨小组为了探究NaClO溶液的性质,设计了下列试验,并记录试验现象。试验装置试验序号滴管试剂试管试剂试验现象①0.2mol·L-1NaClO溶液饱和Ag2SO4溶液产生白色沉淀②CH3COOH溶液光照管壁有无色气泡产生③0.2mol·L-1FeSO4酸性溶液和KSCN溶液溶液变红④0.2mol·L-1AlCl3溶液产生白色沉淀则以下推断错误的是()A.试验①:发生的反应为Ag++ClO-+H2O=AgCl↓+2OH-B.试验②:无色气体为O2C.试验③:还原性强弱依次:Fe2+>Cl-D.试验④:ClO-与Al3+的水解相互促进A解析:A项没有还原剂,不行能将ClO-还原为Cl-,错误;B项NaClO和CH3COOH反应生成HClO,光照分解产生O2,会产生气泡,正确;C项,酸性条件下ClO-氧化Fe2+生成Fe3+,Fe3+与SCN-反应得到红色溶液,正确;D项,ClO-和Al3+在溶液中发生水解相互促进反应生成Al(OH)3沉淀,正确。HClO和次氯酸盐的强氧化性(1)漂白性氯水能使紫色石蕊溶液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后褪色,不能用pH试纸测定氯水的pH。HClO是一种弱酸,电离程度:H2CO3>HClO>HCOeq\o\al(-,3),漂白液或漂白粉中含有ClO-,在溶液中会与二氧化碳反应生成HClO,故漂白液、漂白粉具有漂白性。(2)能氧化还原性离子ClO-不论在酸性还是碱性条件下都能跟I-、Fe2+、S2-、SOeq\o\al(2-,3)等发生氧化还原反应,因此ClO-与I-、Fe2+、S2-、SOeq\o\al(2-,3)等不论是在酸性还是碱性条件下均不能大量共存。⊳角度3氯气的试验室制法5.试验室制备Cl2通常采纳反应:MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up10(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O。据此,下列装置可用于制备并收集干燥、纯净Cl2的是()C解析:依据反应原理,制备氯气须要加热,故A、D两项均错误;反应产生的氯气中会混有HCl和水蒸气,应先用饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸干燥氯气,因此C项正确。6.(双选)某学习小组选用如下图所示装置制备Cl2、验证氯水的漂白性、氧化性并进行收集(夹持装置略去)。下列说法正确的是()A.用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时,①可代替②B.③中通入Cl2使品红溶液褪色后,加热不能复原红色C.④中加入KI溶液和CCl4,可验证Cl2的氧化性D.⑤用于Cl2收集时,a为进气口BC解析:A项,气体发生装置的选择要依据药品的状态和是否加热,①装置带有隔板,但高锰酸钾颗粒较小,无法实现液体与固体的分别;B项,③中的品红溶液通入Cl2后,因有HClO生成,可使品红溶液褪色,但加热后不复原红色;C项,Cl2+2KI=I2+2KCl,I2在CCl4中的溶解度较大,且CCl4的密度比水大,下层溶液呈紫色,可验证Cl2的氧化性;D项,Cl2的密度比空气大,应用向上排空气法收集,故⑤装置应从b口进气。用MnO2和浓盐酸制取Cl2时的留意事项(1)反应物的选择:必需用浓盐酸,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不行能全部参与反应。(2)加热温度:不宜过高,以削减HCl挥发。(3)试验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避开污染空气。(4)尾气汲取时,用NaOH溶液汲取Cl2,不能用澄清石灰水汲取,因为石灰水中含Ca(OH)2的量少,汲取不完全。考点2卤素的性质及X-的检验[抓本质·悟考法]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试验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。试验过程: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试验现象是_________________。(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试验的目的是_________________________________。(6)氯、溴、碘单质的氧化性渐渐减弱的缘由:同主族元素从上到下______________________________________________________,得电子实力渐渐减弱。【解题关键点】解答本题应留意以下两点:(1)依据题意要验证卤素单质氧化性的相对强弱,结合装置图中信息,应设计三个试验:Cl2置换Br2、Cl2置换I2,Br2置换I2,图中试验设计的关键是Br2置换I2的试验。(2)看清B、C中所加入的NaBr溶液含有的NaBr物质的量相等,理解过程Ⅲ的目的是用于比较B、C中NaBr的反应状况,证明C中NaBr未完全反应,即C中没有过量Cl2,解除Cl2对溴置换碘试验的干扰。【易错失分点】(1)思维不够深化,不能正确理解过程Ⅲ的试验目的,导致本题中(4)和(5)不能正确解答。(2)卤素单质的氧化性依次:F2>Cl2>Br2>I2,对应离子的还原性依次:I->Br->Cl->F-。[自主解答]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析:(1)A中KMnO4氧化浓盐酸产生黄绿色气体Cl2,其电子式为。(2)圆底烧瓶上部潮湿的淀粉KI试纸是为了验证氯气的氧化性强于碘,Cl2+2I-=2Cl-+I2,试验现象是淀粉KI试纸变蓝。(3)B中是NaBr溶液,Cl2氧化Br-,离子方程式是Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。(4)C中NaBr溶液被氯气氧化生成单质溴,将其放下和下面的KI溶液发生反应,便可验证。即打开活塞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层溶液变为紫红色。(5)过程Ⅲ试验的目的是确认C中的黄色溶液无Cl2,否则Cl2也能氧化KI溶液,对试验造成干扰。(6)氯、溴、碘单质的氧化性渐渐减弱的缘由,从结构上进行分析就是同主族元素从上到下原子半径渐渐增大,得电子实力渐渐减弱。答案:(1)(2)淀粉KI试纸变蓝(3)Cl2+2Br-=2Cl-+Br2(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层溶液变为紫红色(5)确认C中的黄色溶液无Cl2,解除Cl2对溴置换碘试验的干扰(6)原子半径渐渐增大[多角度·突破练]⊳角度1卤素的性质及卤素离子的检验1.下列有关卤素的说法错误的是()A.从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B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,还原性依次增加C.淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝,4I-+O2+2H2O=2I2+4OH-D.碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度A解析:元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关,可依据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较,A错误;I2在KI溶液中存在平衡I2+I-Ieq\o\al(-,3),可使其溶解度增大,D正确。2.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是()①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④稀硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥FeCl3溶液、CCl4A.①②④B.②③⑥C.②④⑤D.④⑤⑥C解析:①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色,无法鉴别;②氯水加入NaBr、NaI中后,再加CCl4萃取,下层分别为橙红色和紫红色,加入NaCl中不发生反应,可以鉴别;③溴水与NaCl、NaBr不反应,与NaI反应生成I2,用苯萃取后,前两种上层均为橙红色,无法鉴别;④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀,且均不溶于稀HNO3,沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色,可以鉴别;⑤与②的原理相像,只是有色层在上层;⑥FeCl3溶液只能氧化I-生成I2,无法鉴别。卤族元素的特别性氟(1)无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱(2)2F2+2H2O=4HF+O2,与H2在暗处反应即爆炸(3)氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中;有毒溴(1)Br2是深红棕色液体,易挥发(2)Br2易溶于有机溶剂(3)液溴保存在棕色试剂瓶中,并加水进行水封,保存液溴不能用橡胶塞碘(1)I2遇淀粉变蓝色(2)I2加热时易升华(3)I2易溶于有机溶剂⊳角度2海水提溴和海带提碘3.(双选)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()A.试验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌B.在含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,I-发生还原反应C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色D.在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”AB解析:灼烧干海带应在坩埚中进行,而不应在蒸发皿中灼烧海带;在含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,I-反应生成I2,I-发生氧化反应。4.将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。回答下列问题:(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填标号)。①用沉淀法获得淡水②提高部分产品的质量③优化提取产品的品种④改进钾、溴、镁等的提取工艺(2)采纳“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2,并用纯碱汲取。纯碱汲取溴的主要反应是Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO3+NaHCO3,汲取1molBr2时,转移的电子数为________mol。解析:(1)海水中主要含有NaCl等盐,用沉淀法不能除去NaCl,错误。(2)由化学方程式可知,Br2既是氧化剂又是还原剂,依据得失电子守恒知,汲取1molBr2转移eq\f(5,3)mol电子。答案:(1)②③④(2)eq\f(5,3)对反萃取的相识(1)反萃取:与萃取的过程相反,被萃取物从有机相返回水相的过程为萃取的逆过程。(2)反萃取剂的作用:起破坏有机相中被萃取组分的结构,使被萃取组分生成易溶于水的化合物。(3)实例:采纳AcorgaM5640(美国CYTEC公司生产)萃取剂能从含铜的水溶液中回收铜。萃取剂和料液是不相混溶的两种液体,在肯定的条件下萃取剂可以将铜离子从水溶液中提取出来,这个过程可简洁地用化学方程式表示:2RH+Cu2+R2Cu+2H+上式中,RH代表萃取剂。这个反应是可逆的,萃取剂RH可以与溶液中的Cu2+作用生成R2Cu,这是正反应,称为萃取过程;当用硫酸与R2Cu作用又可以将铜离子释放出来,这是逆反应,称为反萃取过程。1.(命题情境:化学与生活问题)当氯气泄漏时,下列处理方法和过程较合理的是()①刚好转移疏散人群,同时向有关部门照实报告事故有关状况②被转移人群可戴上用小苏打水浸湿的口罩③用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液可解毒④刚好清理现场,检查水源和食物等是否被污染⑤将人群转移到地势较低的地方即可,不必走太远A.②③④⑤ B.①②③④C.①②③⑤ D.①③④⑤B解析:氯气有毒,为避开人体中毒,应刚好转移疏散人群,同时向有关部门照实报告事故相关状况,故①正确;氯气与水反应生成的盐酸可与碳酸氢钠反应,被转移人群可戴上用小苏打水浸湿的口罩来汲取氯气,以避开中毒,故②正确;氯气可与碱反应,因此碱性物质的水溶液可汲取Cl2,故③正确;刚好清理现场,检查水源和食物等是否被污染,防止中毒事务的发生,故④正确;氯气的密度比空气大,应将人群转移到地势较高的地方,且远离污染源,故⑤错误。2.(命题情境:化学试验探究)如下图所示试验装置,烧瓶内充溢氯气,底部有一层细沙(不参与反应),玻璃导管下口b处塞有一小块钠。从a口伸入一根细铁丝把钠块捅下去,再用滴管从a口滴下几滴水,恰好落在钠块上,马上猛烈反应。下列对此试验的说法不正确的是()A.氯气可用向上排空气法收集B.玻璃导管只起到加入钠和水的作用C.反应中,烧瓶内产生大量白雾D.烧瓶中Cl2参与了多个化学反应B解析:氯气的密度比空气大,因此可用向上排空气法收集,故A正确;玻璃导管可以平衡烧瓶内外压强,故B错误;钠与水反应生成NaOH和H2,且反应放出大量的热,H2与Cl2反应有HCl生成,则烧瓶内产生大量白雾,故C正确;氯气可以与钠反应、与氢氧化钠反应、与氢气反应,涉及多个反应,故D正确。3.水处理包括水的净化、杀菌消毒、蒸馏等,常见的水处理剂包括氯气、臭氧、漂白粉、活性炭等。游泳场馆往往用臭氧、活性炭对游泳池进行消毒和净化。下列说法中正确的是()A.臭氧、活性炭处理水的原理相同B.氯气是一种常用的消毒剂,用氯气消毒的水可以用于配制化学试剂C.氯气和二氧化硫都具有漂白性,等体积的二者混合后处理水会提高漂白的效率D.漂白粉长期露置在空气中会失效D解析:臭氧处理水是利用其氧化性,活性炭处理水则是利用其吸附性,原理不同,A项错误;用氯气消毒的水含有氯气、次氯酸等成分,配制化学试剂时可能会使试剂变质,B项错误;氯气和二氧化硫等体积混合后处理水发生反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,会失去漂白性,C项错误。4.(命题情境:化学与工业生产问题)海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B.粗盐可采纳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
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