第四章 第14讲(2021高考化学一轮复习资料).docx
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1、第第 14 讲讲 富集在海水中的元素富集在海水中的元素卤素卤素 考纲要求 1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及应用。2.了解 氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。 一、氯气的性质 1氯气的物理性质 颜色 气味 毒性 密度 特性 黄绿色 刺激性气味 有毒 比空气大 易液化 注意 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气 体飘进鼻孔。(如图所示) 2从“价类”二维角度理解 Cl2的化学性质 (1)氧化性 原子结构: 类别:Cl2是活泼的非金属单质,能氧化许多金属、非金属以及一些具有还原性的物质。 (2)歧化反应 氯气与水或碱反应,氯元素的
2、化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原 性。 3从平衡的角度理解氯水的成分和性质 氯气能溶于水(12),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。 (1)氯水中存在三种平衡关系: Cl2H2OHClHClO HClOH ClO H2OH OH (2)氯水性质的多重性 新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒 不同。 注:氯水常代替氯气进行溶液中的实验。 问题思考 (1)将 Cl2通入石蕊溶液中的现象是什么?能用 pH 试纸测定氯水的 pH 吗? 答案 将 Cl2通入石蕊溶液中的现象是先变红后褪色。不能用 pH 试纸测定氯水的 p
3、H,因为 氯水中的 HClO 能将 pH 试纸漂白。 (2)向新制氯水中加入碳酸钙粉末,能增大氯水中 HClO 的浓度吗?为什么? 答案 能;原因是氯水中存在平衡 Cl2H2OHClHClO。加入的 CaCO3粉末会与 HCl 反应,从而使平衡右移,增大 HClO 的浓度。 若将碳酸钙改为亚硫酸钙,情况又如何? 答案 亚硫酸钙具有还原性,会将 Cl2、HClO 等还原为 Cl 。 二、次氯酸和次氯酸盐的性质 1次氯酸 次氯酸见光分解的化学方程式:2HClO= 光照 2HClO2。 2次氯酸盐 (1)“84”消毒液 有效成分为 NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气,其离子方程
4、式是 ClO Cl 2H=Cl 2H2O。 (2)漂白粉 成分:漂白粉的主要成分是 CaCl2和 Ca(ClO)2,其中有效成分是 Ca(ClO)2。 漂白原理:在潮湿的空气中能吸收 CO2,化学方程式为 Ca(ClO)2CO2H2O=2HClO CaCO3。 问题思考 在空气中长时间放置的漂白粉,最终得到的主要固体物质是_, 其原因是_。(用 化学方程式说明) 答案 CaCO3和 CaCl2 Ca(ClO)2H2OCO2=CaCO32HClO,2HClO= 光照 2HCl O2,CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O (1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为 FeCl2( )
5、(2)氯气溶于水得氯水,溶液呈酸性且可以导电,所以氯气是电解质( ) (3)新制取的漂白粉是混合物( ) (4)氯气可以使湿润的有色布条褪色, 但是实际起漂白作用的物质是次氯酸, 而不是氯气( ) (5)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂( ) (6)标准状况下,11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为 0.5NA( ) (7)“84”消毒液的消毒原理与 H2O2的相同,都是利用强氧化性( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 解析 (6)该反应为可逆反应,Cl2不能完全反应。 题组一 氯气的性质及应用 1 (2020 宜昌高三测试)某地化工厂的贮
6、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 答案 C 解析 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已知:KClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O,如下图所示,将少量试剂分别放入培养 皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在 KClO3晶体上,并用表面皿盖好。下表中由实验现象 得出的结论完全正确的
7、是( ) 选项 实验现象 结论 A 滴有 KSCN 的 FeCl2溶液变红 Cl2具有还原性 B 滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色 Cl2具有酸性 C 紫色石蕊溶液先变红后褪色 Cl2具有漂白性 D 淀粉-KI 溶液变成蓝色 Cl2具有氧化性 答案 D 解析 Cl2本身没有酸性,溶液褪色,可能是 Cl2与水反应生成的 HCl 和 HClO 与 NaOH 溶液 发生中和反应生成盐而使溶液褪色,也可能是生成的 HClO 的漂白性使溶液褪色,B 项错误; Cl2本身不具有漂白性,而是 Cl2与 H2O 作用生成的 HClO 具有漂白性,C 项错误。 3根据下列装置图回答问题 (1)A、B 通入 Cl2
8、后,观察到的现象是_, 根据现象可得出的结论是_。 (2)集气瓶 B 中发生反应的离子方程式是_。 (3)实验开始后,观察装置 C 中的现象是_。 (4)通入 Cl2时装置 D 中发生反应的离子方程式是_。 (5)装置 E 中发生反应的离子方程式是_。 (6)F 装置的作用是_。 答案 (1)干燥的红色(或 A 中)布条不褪色, 湿润的红色(或 B 中)布条褪色 Cl2无漂白性, Cl2 与水反应生成的 HClO 有漂白性 (2)Cl2H2OH ClHClO (3)溶液先变为红色, 然 后褪色 (4)H2OSO2 3Cl2=2H SO2 42Cl (5)2Fe2Cl 2=2Fe 32Cl (6
9、)吸收 氯气,防止污染环境 题组二 氯水中的平衡关系及多重性质 4 (2020 郑州高三检测)氯水中存在多种分子和离子, 它们在不同的反应中表现出不同的性质。 下列结论正确的是( ) A加入有色布条,片刻后有色布条褪色,说明有 Cl2存在 B溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有 Cl2存在 C先加入盐酸酸化,再加入 AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明有 Cl 存在 D加入 NaOH 溶液,氯水的浅黄绿色消失,说明有 HClO 存在 答案 B 解析 A 项,氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的 HClO 具有强氧化性;C 项,由于 加入盐酸酸化的过程中引入了 Cl ,所以根据生成白色沉淀无法
10、说明氯水中存在 Cl;D 项, 因 Cl2、HCl 和 HClO 均能与 NaOH 溶液反应,所以加入 NaOH 溶液时氯水颜色消失不能说 明其中有 HClO 存在。 5在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是( ) A再通入少量氯气, cH cClO 减小 B通入少量 SO2,溶液漂白性增强 C加入少量的碳酸钠粉末,pH 增大,溶液漂白性增强 D光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱 答案 C 解析 饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A 项错;SO2Cl22H2O=2HCl H2SO4,Cl2H2OH ClHClO 的平衡左移,HClO 的浓度减小,漂白性减弱,B 项
11、错;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,导电性增强,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,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 Cl2H2OHClHClO,反应中 Cl2既是氧化剂,又是还原剂。 (3)Cl2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。 (4)ClO 与 Fe2、I
12、、S2、HS、SO2 3等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。 题组三 其他含氯化合物的性质与探究 6二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。下列有关 ClO2的制 备与杀菌的说法不合理的是( ) ANaClO2在酸性条件下歧化生成 ClO2和 NaCl,则 n(氧化剂)n(还原剂)14 BClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是 2ClO22OH =ClO 3ClO 2H2O C可用饱和食盐水除去 ClO2中的 NH3 D等物质的量的 ClO2杀菌效果比 Cl2强 答案 C 解析 A 项, 酸性条件下 ClO 2发生歧化反应, 生成 Cl 和 ClO 2,
13、可写出方程式: 4H 5ClO 2 =Cl 4ClO 22H2O,显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为 14,正确;B 项,方程 式符合歧化反应化合价的变化,正确;C 项,ClO2易溶于水,不能用饱和食盐水除杂,错误; D 项,等物质的量的 ClO2作氧化剂时得电子数比 Cl2得电子数多,正确。 7某研究小组为了探究 NaClO 溶液的性质,设计了下列实验,并记录实验现象。 实验装置 实验序号 滴管试剂 试管试剂 实验现象 0.2 mol L 1 NaClO 溶液 饱和 Ag2SO4 溶液 产生白色沉淀 CH3COOH 溶液 光照管壁有无 色气泡产生 0.2 mol L 1 FeSO 4 酸性溶
14、液和 KSCN 溶液 溶液变红 0.2 mol L 1AlCl 3 溶液 产生白色沉淀 则以下判断错误的是( ) A实验:发生的反应为 Ag ClOH 2O=AgCl2OH B实验:无色气体为 O2 C实验:还原性强弱顺序:Fe2 Cl D实验:ClO 与 Al3的水解相互促进 答案 A 解析 A 项没有还原剂,不可能将 ClO 还原为 Cl,错误;B 项生成 HClO,光照分解产生 O2,会产生气泡,正确。 1制取原理 实验室通常用强氧化剂(如 KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用 MnO2制取 Cl2的方程式:MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl2
15、2H2O。 2制取过程 3实验装置 4注意事项 (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)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。 (4)尾气吸收时,用 NaOH 溶液吸收 Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为溶液中含 Ca(OH)2的 量少,吸收不完全。 问题思考 (1)含 0.4 mol HCl 的浓盐酸与足量的 MnO2共热,能否得到 0.1 mol Cl2?为什么? 答案 不能。随着反应进行
16、,浓盐酸变为稀盐酸,不能再被 MnO2氧化,同时由于盐酸具有 挥发性,反应过程中 HCl 也会挥发。 (2)Ca(ClO)2、 KClO3、 KMnO4均能将盐酸中的 Cl 氧化成 Cl 2, 试分别写出反应的离子方程式。 _。 _。 _。 答案 ClO Cl2H=Cl 2H2O ClO 35Cl 6H=3Cl 23H2O 2MnO 410Cl 16H=2Mn25Cl 28H2O (1)用 MnO2和浓盐酸制取 Cl2的反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为 14( ) (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
17、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) 题组一 氯气的制备与性质实验的综合 1 实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( ) AKMnO4的氧化性比 MnO2的强 B制备 Cl2的整个实验过程中,只需要使用氧化剂与还原剂 C用排气法收集 Cl2时,不需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4 mol HCl的浓盐酸在加热条件下反应
18、, 得到Cl2的物质的量小于1 mol 答案 B 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,需要用 碱溶液吸收尾气,B 项错误;当整个集气瓶充满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,生成 Cl2的物质的量小于 1 mol,D 项正确。 2 某研究性学习小组的同学利用 MnO2、 浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性, 所用装置(数量可满足需要,不含制气装置)如下。下列说法正确的是( ) A按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为 dacbe B按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为 dabae C装置
19、e 的主要用途是制备 NaClO D若实验中用到装置 c 且布条褪色,则说明湿润的氯气有漂白性 答案 B 解析 为确定氯气有无漂白性,需要进入装置 b 的氯气中不含 HCl 及水蒸气,故应先用饱和 食盐水除去 HCl,再用浓硫酸除去水,为防止装置 e 中的水蒸气进入装置 b 中,在装置 b、e 之间还应加装一个装置 a,尾气用 NaOH 溶液吸收,A、C 两项错误,B 项正确;本实验不需 要装置 c, 且由装置 b 中现象可判断 Cl2无漂白性, 湿润有色布条褪色是因为氯气与水反应生 成的 HClO 具有漂白性,D 项错误。 3(2019 郑州模拟)某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸溶
20、液反应可制取氯气,化 学方程式为 Ca(ClO)2CaCl22H2SO4= 2CaSO42Cl22H2O, 他们设计如图实验制取 氯气并验证其性质。请回答下列问题: (1)该实验中 A 部分的装置是_(填字母)。 (2)装置 B 中的现象是_。 (3)请写出装置 D 中反应的离子方程式:_ _,装置 E 的作用是 _。 (4)请帮助他们设计一个实验,证明洗气瓶 C 中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤): _ _。 (5)制取 Cl2的方法有多种 ,若 A 部分的装置是 a,请再写出一种制备方法: _ _(用化学方程式表示)。 答案 (1)b (2)溶液变蓝色 (3)Cl22Fe2 =2Cl2F
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