内容正文:
第5讲 卤素的性质及提取
【课程标准】 1.掌握卤素的性质及卤素离子的检验。2.掌握溴、碘单质的提取。
考点一 卤素及卤素离子的检验
1.溴、碘单质的物理性质
性质
Br2
I2
颜色
深红棕色
紫黑色
状态
液体
固体
溶解性
水中
溶解度不大
溶解度不大
有机溶剂中
易溶
易溶
特性
易挥发、有毒
①易升华
②使淀粉变蓝
2.卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应:2Fe+3Br22FeBr3、
Fe+I2FeI2。
(2)都能与H2反应:H2+X2===2HX。
(3)都能与水反应:X2+H2OHX+HXO(F2例外,2F2+2H2O===4HF+O2)。
(4)都能与碱液(如NaOH)反应:X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2例外)。
3.卤素单质性质的递变性
F2 Cl2 Br2 I2
颜色:逐渐加深
熔、沸点:逐渐升高
密度:逐渐增大
氧化性:逐渐减弱
还原性(X-):逐渐增强
4.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置换——萃取法
无色,未知液)
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液蓝色溶液,表明有I-。
[正误辨析]
1.可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3( )
2.用CCl4萃取碘水中的碘,先振荡,后静置,液体分层,下层呈无色( )
3.碘易升华,可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2( )
4.实验室保存少量液溴时常加少量水液封,并用玻璃塞密封,不能用橡胶塞( )
5.类比Fe与Cl2反应,可知Fe与I2反应产物为FeI3( )
6.I-可使淀粉溶液变蓝( )
7.卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液( )
8.清洗碘升华实验所用试管的操作是先用酒精洗涤,再用水冲洗( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.× 8.√
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归纳总结
卤素单质及其化合物的特殊性质
氟
①无正价,非金属性最强,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;在HX中沸点最高
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,保存液溴时不能用橡胶塞
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
正误判断
(1)(2023·浙江6月选考)往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡,现象为分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色,则碘在浓KI溶液中溶解能力大于在CCl4中的溶解能力( )
(2)(2022·海南卷) 使用含氟牙膏能预防龋齿( )
(3)(2022·全国乙卷)向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉-KI溶液,现象为先变橙色,后变蓝色,则氧化性:Cl2>Br2>I2( )
(4)(2022·江苏卷)向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化,则Br2的氧化性比I2的强( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)√
(2022·河北卷)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回还原工序
B.除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C.中和工序中的化学反应为Li2CO3+2HBr===CO2↑+2LiBr+H2O
D.参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1
答案:A
解析:由流程可知,氢溴酸中含有少量的溴,加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫,再加入硫酸除杂,得到的滤渣为硫酸钡和硫;加入碳酸锂进行中和,得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液中含有溴化钠和次溴酸钠等物质,若直接返回还原工序,则产品中会有一定量的溴化钠,导致产品的纯度降低,A说法错误;除杂工序中产生的滤渣为硫酸钡和硫,硫属于非极性分子形成的分子晶体,而硫酸钡属于离子晶体,根据相似相溶原理可知,硫可溶于煤油,而硫酸钡不溶于煤油,因此可用煤油进行组分分离,B说法正确;中和工序中,碳酸锂和氢溴酸发生反应生成溴化锂、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为 Li2CO3+2HBr===CO2↑ +2LiBr +H2O,C说法正确;根据电子转移守恒可知,溴和硫化钡反应时物质的量之比为1∶1;根据硫酸钡的化学组成及钡元素守恒可知,n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1,因此,参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1,D说法正确。
考向一 卤素离子的检验与鉴别
1.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
答案:B
解析:还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I-氧化为I2,A项错误;碘单质的CCl4溶液显紫色, C项错误;CCl4的密度比水大,应下层显橙红色,D项错误。
2.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4 ③溴水、苯
④稀硝酸、AgNO3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥FeCl3溶液、CCl4
A.①②④ B.②③⑥
C.②④⑤ D.④⑤⑥
答案:C
解析:①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色;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;⑤与②的原理相似,只是有色层在上层;⑥FeCl3溶液只能氧化I-生成I2,不能鉴别。
考向二 卤素单质氧化性强弱的实验探究
3.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,气密性已检查)。
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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Br2置换I2实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
解析:A中滴加浓盐酸后,发生反应:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,生成黄绿色气体Cl2,在A、B、C中分别发生反应:Cl2+2KI===2KCl+I2、Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2、Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色,打开活塞b,C中生成的Br2在D中发生反应:Br2+2KI===2KBr+I2。过程Ⅲ,当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时,溶液变为红棕色,以此为对照,说明C中黄色溶液无Cl2,从而排除Cl2对Br2置换I2实验的干扰。
考向三 拟卤素和卤素互化物
4.氰[(CN)2]的结构简式为N≡C—C≡N,其化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性质介于Br2和I2之间。
(1)写出(CN)2的电子式:________________________________________________________。
(2)写出(CN)2在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(3)在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯气,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
答案:(1)∶N……C∶C……N∶
(2)(CN)2+2NaOH===NaCN+NaCNO+H2O
(3)2I-+Cl2===I2+2Cl-
5.一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是卤素互化物,它们的性质与卤素单质相似。
(1)ICl3与水反应的产物可能为___________________________________________________
(填化学式)。
(2)ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为________________________________,该反应是否是氧化还原反应?________(填“是”或“否”)。
答案:(1)HCl、HIO2
(2)ICl+2OH-===Cl-+IO-+H2O 否
考点二 卤素的提取
1.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-+IO+3H2O。
③反萃取后的水层与硫酸反应:5I-+IO+6H+===3I2+3H2O。
2.海水提溴
(1)海水提溴的工艺流程
(2)发生反应的化学方程式
①2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2;
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②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4;
③2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
(3)精制过程
SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
[正误辨析]
1.萃取碘水中的碘单质,可以用酒精作萃取剂( )
2.用CCl4萃取碘水中的碘,下层呈紫色( )
3.分离和提纯物质最常用的方法有过滤法、萃取法、升华法、化学转化法等( )
4.海水中Br-浓度特别小,为提高提取效率,应先将海水浓缩,或使用海水晒盐后的苦卤( )
5.海水提溴时,氧化剂的选择应综合考虑物质氧化性强弱及生产成本( )
6.海水中Br-浓度太小,所以没有提取的必要( )
答案:1.× 2.√ 3.√ 4.√ 5.√ 6.×
(江苏卷)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
答案:B
(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
答案:C
(2021·江苏卷改编)通过下列实验可从I2的CCl4溶液中回收I2。
I2的CCl4溶液含I-和IO的水溶液粗碘
下列说法中不正确的是( )
A.NaOH溶液与I2反应的离子方程式:
3I2+6OH-===5I-+IO+3H2O
B.通过分液的方法可将水溶液与CCl4分离
C.加稀硫酸反应的离子方程式:5I-+IO+3H2O===3I2+6OH-
D.回收的粗碘可通过升华进行纯化
答案:C
解析:由题中流程可知,I2与浓NaOH溶液反应、分离,得到含I-和IO的水溶液,推测发生反应:3I2+6OH-===5I-+IO+3H2O,A正确;CCl4不溶于水,故通过分液可将水溶液与CCl4分离,B正确;加入稀硫酸,反应体系呈酸性,离子方程式应为5I-+IO+6H+===3I2+3H2O,C错误;碘易升华,故回收的粗碘可通过升华进行纯化,D正确。
1.从淡化海水中提取溴的流程如下:
淡化海水低浓度Br2含Br-等,的溶液Br2的浓溶液→…→Ⅳ液溴
下列有关说法不正确的是( )
A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液
B.步骤Ⅲ的离子反应方程式:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L
D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
答案:C
解析:Na2SO3+Br2+H2O===Na2SO4+2HBr,A正确;步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴的强,利用置换反应制取Br2,B正确;步骤Ⅰ和步骤Ⅲ均使用到Cl2,但未标明氯气所处的温度和压强,且反应过程中有损耗,故消耗Cl2的体积未知,C错误;从浓溴水中提取溴,可利用有机溶剂(如苯)萃取溴,然后分液得到溴的有机溶液,再经蒸馏可得纯净的溴,D正确。
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2.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”
答案:A
解析:灼烧固体时应在坩埚中,A项错误;H2O2能将I-氧化为I2,B项正确。
3.从海带中提取碘的实验中,包括灼烧、浸取和过滤、氧化、萃取、反萃取等步骤。下列说法正确的是( )
A.灼烧中用到的仪器有蒸发皿、三脚架、酒精灯、玻璃棒
B.过滤中用到的仪器只有烧杯、漏斗(带滤纸)、铁架台
C.萃取得到碘的四氯化碳溶液,分液时从分液漏斗上口倒出
D.反萃取是在碘的四氯化碳溶液中加入浓氢氧化钠溶液,振荡、静置、分液,再向水溶液中滴加45%硫酸溶液,过滤得固态碘
答案:D
解析:灼烧时不能用蒸发皿,A错误;过滤时要用到玻璃棒,B错误;四氯化碳的密度比水大,应从下口放出,C错误。
归纳总结
萃取和反萃取
1.萃取是利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来的方法。萃取后,可利用分液漏斗将上述两种液体分开,从而达到提取某物质的目的。
2.反萃取是用反萃取剂使被萃取物质从负载有机相返回水相的过程,为萃取的逆过程。
课时测评5 卤素的性质及提取
(时间:45分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-9题,每题7分,第10题16分,第11题21分,共100分)
1.根据卤族元素的性质和规律,下列有关说法不正确的是( )
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,还原性依次增强
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其在纯水中的溶解度
答案:A
解析:元素的非金属性强弱与其对应的气态氢化物的酸性强弱无关,A错误。I2在KI溶液中存在如下平衡:I-+I2===I,I2与I-反应增大了I2在KI溶液中的溶解度,所以D正确。
2.下列实验能够检验出KI中是否含有Br-的是( )
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,观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,取水层并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
答案:D
解析:A项,在KI中加入足量新制氯水,会因置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定是否含有Br-;B项,Br-和I-均能使酸性KMnO4溶液褪色;C项,加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层因萃取I2而显色,并没有证明有Br2产生。
3.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某溶液与淀粉-KI溶液反应出现蓝色,则证明该溶液是氯水或溴水 ⑤氟气跟氯化钠水溶液反应,一定有氟化氢和氧气生成 ⑥氯气跟水反应时,水既不是氧化剂也不是还原剂
A.①③⑤ B.②③⑥
C.②⑤⑥ D.①③④
答案:C
解析:易被氧化的物质应具有较强的还原性,卤素离子中,I-的还原性最强,故卤素的钾盐中,最易被氧化的是KI,①错误;卤化银中除AgF外均有感光性,③错误;能与淀粉-KI溶液反应出现蓝色现象的除氯水或溴水外,还可以是过氧化氢等,④错误。
4.明朝宋应星《天工开物》中记载:“同一海卤传神,而取法则异。……一法潮波浅被地,……候潮一过,明日天晴,半日晒出盐霜,疾趋扫起煎炼。”下列有关叙述错误的是( )
A.海卤焰色试验时火焰为黄色判断“盐霜”中不含钾元素
B.古代可利用盐霜延长食物的保存时间
C.“半日晒出盐霜”是蒸发结晶的过程
D.“海卤”的主要成分为NaCl
答案:A
解析:海卤焰色试验时未通过蓝色钴玻璃观察,则不能判断“盐霜”中是否含钾元素,故A错误;用氯化钠腌制的食物可以延长保存时间,故B正确;“半日晒出盐霜”是指利用太阳的热量将海水晒干得到氯化钠固体,为蒸发结晶的过程,故C正确;“海卤”的主要成分为NaCl,故D正确。
5.(2023·广东汕头统考三模)加碘食盐中的碘以碘酸钾(KIO3)的形式存在。已知反应:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,根据上述反应,可用试纸和一些常见试剂进行实验验证,下列组合能证明食盐中含有IO的是( )
A.乙醇、碘化钾淀粉试纸
B.水、淀粉、蓝色石蕊试纸
C.乙酸、水、碘化钾淀粉试纸
D.氯水、淀粉、蓝色石蕊试纸
答案:C
解析:食盐中的碘以碘酸钾形式存在,根据反应原理IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,该反应需要在溶液中进行,需要提供碘离子、氢离子以及检测碘的淀粉溶液,据此分析。乙醇、碘化钾淀粉试纸不能提供氢离子以及形成溶液,不能进行验证,A不选;水、淀粉、蓝色石蕊试纸不能提供氢离子和碘离子,不能进行验证,B不选;可将食盐用水溶解,淀粉碘化钾试纸可以提供I-和淀粉,H+可由乙酸来提供,再结合I2的特性(遇淀粉变蓝),则乙酸、水、碘化钾淀粉试纸可证明食盐中存在IO,故C选;氯水、淀粉、蓝色石蕊试纸不能提供碘离子,故无法进行检测,D不选。
6.某课外小组在实验室模拟工业上从浓缩海水中提取溴的工艺流程,设计如图所示装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去)。下列说法错误的是( )
A.A装置中通入的a气体是Cl2
B.实验时应在A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通入热空气
C.B装置中通入b气体后发生的反应为SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
D.C装置的作用只是吸收多余的SO2气体
答案:D
解析:A装置中通入的a气体是Cl2,将溴离子氧化为溴单质,然后利用热空气将其吹出,A正确;实验时应在A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通入热空气将溴吹出,B正确;B装置中通入的b气体二氧化硫将溴单质吸收,发生的反应为SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,C正确;C装置的作用是吸收多余的SO2、氯气等,D错误。
7.工业上用活性炭吸附海带提碘后废水中的I-制取I2,其流程如图:
下列说法错误的是( )
A.NaNO2氧化I-时使溶液pH变大
B.活性炭吸附是为了净化水溶液
C.I2与NaOH(浓、热)反应的化学方程式:3I2+6NaOH(浓、热)===5NaI+NaIO3+3H2O
D.热空气能吹出I2,是因为I2在水中溶解度小、易升华
答案:B
解析:亚硝酸钠具有氧化性,碘离子具有还原性,酸性条件下,二者发生氧化还原反应生成一氧化氮和碘:2I-+2NO+4H+===I2+2NO↑+2H2O,所以pH变大;利用活性炭吸附生成的I2,然后加入热的浓氢氧化钠溶液吸收单质碘,最后加入HCl调节pH,碘离子和碘酸根离子在酸性溶液中发生归中反应生成单质碘:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,据此解答,可知B选项错误。
8.BrCl是一种卤素互化物,与Cl2性质相似,也能与水或碱溶液反应。下列说法正确的是( )
A.BrCl与水反应生成HBrO和HCl,该反应属于氧化还原反应
B.1 mol BrCl与KBr溶液完全反应时转移的电子为1 mol
C.BrCl可与Cl2反应得到Br2
D.BrCl与稀氢氧化钠溶液反应可生成NaBr和NaClO
答案:B
解析:BrCl+H2O===HBrO+HCl,反应中化合价无变化,因此该反应属于非氧化还原反应,故A错误;BrCl+KBr===KCl+Br2,BrCl中Br化合价降低1个价态变为Br2,因此1 mol BrCl与KBr溶液完全反应时转移的电子为1 mol,故B正确;Cl2氧化性比BrCl氧化性强,因此BrCl不与Cl2反应,故C错误;BrCl中Br为+1价,因此BrCl与稀氢氧化钠溶液反应可生成NaCl和NaBrO,故D错误。
9.氰(CN)2的结构简式为N≡C—C≡N,其化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性介于Br2和I2之间。下列有关反应的化学方程式不正确的是( )
A.(CN)2+H2===2HCN
B.MnO2+4HCNMn(CN)2+(CN)2↑+2H2O
C.向KCN溶液中加入碘水:I2+2KCN===2KI+(CN)2
D.在NaBr和KCN混合液中通入少量Cl2:Cl2+2KCN===2KCl+(CN)2
答案:C
解析:(CN)2和氢气反应可以类推氯气和氢气的反应,反应方程式为(CN)2+H2===2HCN,故A正确;MnO2和HCN反应可以类推二氧化锰和浓盐酸的反应,所以化学方程式为MnO2+4HCNMn(CN)2+(CN)2↑+2H2O,故B正确;向KCN溶液中加入碘水,可以类推置换反应,(CN)2的氧化性比I2强,不能发生反应I2+2KCN===2KI+(CN)2,故C错误;在NaBr和KCN混合溶液中通入少量Cl2,(CN)2的氧化性比Br2弱,所以溴离子还原性小于CN-,先发生反应Cl2+2CN-===2Cl-+(CN)2,故D正确。
10.(16分)某化学课外小组为了探究卤素单质及其化合物的性质,选用以下仪器和药品进行实验,请你帮助完成实验仪器的组装并回答问题。
(1)比较卤素单质的氧化性强弱,各仪器的正确连接顺序(填各接口的字母符号)为:g接________,________接________,________接________。
(2)装置④烧瓶中反应的化学方程式为_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)装置①中的现象是____________________________________________________________,
装置②中的现象是_______________________________________________________________,
装置③的作用是________________________________________________________________。
(4)装置②中反应的离子方程式为___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(5)向反应后的①中加入足量的NaOH溶液,产生的现象是_____________________________,
反应的化学方程式是____________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案:(1)c d a b e (2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)溶液变蓝色 溶液变橙黄色 吸收剩余的Cl2
(4)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(5)溶液蓝色褪去 I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O
解析:比较卤素单质的氧化性强弱,应该将Cl2通入NaBr和淀粉-KI溶液中,观察现象。实验中剩余的Cl2必须进行处理,故应用NaOH溶液吸收。根据反应原理知Cl2通入NaBr溶液中置换出Br2,溶液变为橙黄色,Cl2通入淀粉-KI溶液中置换出I2,溶液变蓝色。反应后的①中加入足量的NaOH溶液发生反应:I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O,会使溶液蓝色褪去。
11.(21分)(2023·陕西校联考三模)碘酸钙[Ca(IO3)2]是重要的食品添加剂。实验室制取Ca(IO3)2·H2O的实验流程如图:
已知:
①碘酸是易溶于水的强酸,不溶于有机溶剂。
②
碘酸钙
的溶解度
0.119
(5 ℃)
0.195
(15 ℃)
0.307
(25 ℃)
0.52
(40 ℃)
0.621
(60 ℃)
0.669
(80 ℃)
(1)转化步骤是为了制得碘酸,该过程在下图所示的装置中进行。
①实验室中制取氯气,下列收集氯气的装置正确的是________(填字母)。
②转化反应中当观察到______________________现象时,停止通入氯气,使用I2的CCl4溶液的目的是________(填字母)。
A.增大碘的溶解度,提高碘的利用率
B.CCl4是反应的催化剂
C.除去碘酸中的单质碘
D.增强氯气的氧化性
(2)流程中分离操作的名称是________。
(3)向水层中加入氢氧化钙悬浊液,反应混合物先用水冷却,再在冰水中静置10分钟,过滤,用少量冰水洗三次,再用少量无水乙醇洗涤一次,抽干后,将产品转移到滤纸上,晾数分钟,得碘酸钙产品。
①步骤(3)中在冰水中冷却静置的目的是_____________________________________________
______________________________________________________________________________。
②再用无水乙醇洗涤的目的是____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)测定产品中碘酸钙含量的实验步骤如下:
准确称取产品a g(约0.6 g)置于100 mL烧杯中,加1∶1高氯酸20 mL,微热溶解试样,冷却后移入250 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,得试液。
准确量取所得试液50.00 mL,置于250 mL碘量瓶中,加入1∶1高氯酸2 mL,3 g碘化钾,盖上瓶塞,在暗处放置3分钟,加50 mL水,用浓度为0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色,加入2 mL 0.5%淀粉溶液,继续滴定至终点,读数。
滴定过程中发生的反应如下:
Ca(IO3)2+2HClO4===2HIO3+Ca(ClO4)2,
IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,I2+2S2O===2I-+S4O。
①准确量取50.00 mL试液的玻璃仪器是____________________________________________。
②滴定至终点的现象是___________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
③为准确获得样品中Ca(IO3)2的含量,还需补充的实验是________________________________________________________________________。
答案:(1)①C ②CCl4中的紫红色消失 AC (2)分液 (3)①使Ca(IO3)2沉淀完全 ②乙醇易挥发可加快干燥,可减少Ca(IO3)2损失 (4)①酸式滴定管(或移液管) ②溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复蓝色 ③重复测定两次
解析:在转化过程中,I2被Cl2氧化为HIO3,Cl2自身被还原为HCl,HIO3、HCl易溶于水,不溶于有机溶剂,经过分液操作可实现HIO3、HCl与CCl4的分离,HIO3、HCl溶液经过一系列过程得到Ca(IO3)2·H2O。(1)①收集氯气用向上排空气法,A是密闭装置,A、B均不正确;D中的碱液吸收氯气,因此正确的是C;②当CCl4中的紫红色消失,便是氯气与碘反应结束,停止通入氯气;使用碘的四氯化碳溶液,不仅能增大碘的溶解度,提高碘的利用率,还能除去碘酸中的单质碘,故选AC。(3)①步骤(3)中在冰水中冷却静置的目的是使Ca(IO3)2沉淀完全;②再用无水乙醇洗涤的目的是乙醇易挥发可加快干燥,可减少Ca(IO3)2损失。(4)①准确量取50.00 mL试液的玻璃仪器是酸式滴定管或移液管;②滴定至终点的现象是溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复蓝色;③为准确获得样品中Ca(IO3)2的含量,还需补充的实验是重复测定两次。
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