2024届高考一轮复习: 无机化学实验整合——氯及其化合物性质

2.无机化学实验整合——氯及其化合物性质 【实验一 氯气的实验室制法】 1．反应原理 (1)化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (2)原理：利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl－生成Cl2，该反应中MnO2为氧化剂，浓盐酸为还原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。 2．仪器装置 (1)气体发生装置类型： (2)发生装置所用仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。 (3)除杂装置： 装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。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，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。 4．验满方法 观察到E中充满黄绿色气体，则证明已集满。 5．尾气处理 烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。 【实验二 卤素元素性质对比实验】 1.在点滴板的3个孔穴中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液和新制的氯水，然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制的氯水，观察到的现象是滴入浅黄绿色的氯水后，NaBr溶液呈橙色，NaI溶液呈褐色。 化学方程式：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2。 2.在点滴板的两个孔穴中分别滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水，观察到的现象是溶液变褐色。 化学方程式：2NaI＋Br2===2NaBr＋I2。 结论：卤素单质的氧化性：Cl2>Br2>I2。卤族元素的非金属性：Cl>Br>I。 【实验三 氯碱工业】 方程式 装置图 阳极反应 阴极反应 总反应方程式 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ 离子反应方程式 2Cl- + 2H2O 2OH- + H2↑+ Cl2↑ 阳离子交换膜作用 ①防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸； ②避免Cl2与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。 应用 制备氢气、氯气和烧碱 【针对训练】 1.实验室制取氯气时，下列实验能达到相应目的的是( ) A生成 B净化 C收集 D吸收尾气 A.A B.B C.C D.D 2.下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述正确的是( ) ①随着核电荷数的增加，卤素单质的熔、沸点依次升高，密度依次增大 ②随着核电荷数的增加，碱金属单质熔、沸点依次降低，密度依次减小 ③F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7，Li、Na、K、Rb的最外层电子数都是1 ④碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成氧化物 ⑤根据同主族元素性质的递变规律推测At与化合较难 ⑥根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱 ⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加，原子核外电子层数增多，原子半径增大起主要作用 A.①②③⑤ B.①③④⑦ C.①③⑤⑦ D.②④⑤⑦ 3.卤素都是活泼的非金属元素。下列关于卤素的叙述正确的是( ) ①卤素只以化合态存在于自然界中； ②随着核电荷数的增加，其单质的熔、沸点逐渐降低； ③随着核电荷数的增加，其单质的氧化性逐渐增强； ④随着核电荷数的增加，其（F除外）最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱； ⑤易形成-1价离子； ⑥随着核电荷数的增加，其原子半径逐渐减小； ⑦随着核电荷数的增加，其非金属性逐渐减弱 A.①③⑤ B.①④⑤⑦ C.②⑥⑦ D.①②④ 4.氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相组合，相关物料的传输与转化关系如图所示（电极未标出）。下列说法正确的是( ) A.电解池的阴极反应式为 B.通入空气的电极为负极 C.电解池中产生时，理论上燃料电池中消耗 D.的大小关系为 5.某化学实验小组同学用惰性电极电解饱和食盐水（含少量），并进行如图相关实验，电解一段时间后，各部分装置及对应的现象为： （1）中黑色固体变红； （2）中电极a附近溶液出现浑浊； （3）中溶液出现浑浊； （4）中溶液红色褪去。 下列对实验现象解释不合理的是( ) A.（1）中红色物质中可能含有少量氧化亚铜 B.（2）中a电极附近浑浊是所致 C.（3）中发生了置换反应 D.（4）中红色褪去是因为NaOH被消耗，溶液不再具有强碱性所致 6.某化学研究性学习小组为制取氯气并探究氯水的性质，按下列装置进行实验。 [制取氯气的反应原理：，加热与夹持装置已略去] （1）【实验探究】 ①装置A中仪器a的名称是________。 ②