内容正文:
备战2025年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点22 氯及其化合物、卤素
知识精讲
一.氯及其化合物的性质
二.氯气的制法
三.卤素的性质及卤素离子的检验
四.从海水资源中提取卤素单质
课后精练
选择题: 20 题
非选择题: 5 题
建议时长: 60 分钟
实际时长: 分钟
一.氯及其化合物的性质
氯元素的价电子排布式为3s23p5,位于元素周期表的第三周期第ⅦA族,属于p区元素,易得1个电子达到稳定结构,是典型的非金属元素。
1.氯气的物理性质
颜色状态
气味
密度
沸点
溶解性
特性
黄绿色气体
刺激性气味
比空气
-34.6 ℃
1体积的水可溶解约2体积的氯气
易液化
注意:
①氯气有毒且密度比空气大,遇到氯气泄漏逃生时,要向高处逃跑,也可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻。
②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,使极少量的气体飘进鼻孔。
2.氯气的化学性质
(1)氧化性
原子结构:,在化学反应中很容易得到1个电子形成氯离子(Cl-),表现出典型的非金属性。
氯元素的存在:氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。
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。
①与金属单质反应:与变价金属(如Fe)反应生成高价态金属氯化物。
与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3(生成棕红色的烟)。
【注意】常温下Fe不能与干燥Cl2反应,所以工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中。
与铜反应:Cu+Cl2CuCl2(生成棕黄色的烟)。
与钠反应:2Na+Cl22NaCl(反应现象:产生大量白烟,火焰为黄色)。
②与非金属单质反应
与H2反应:H2+Cl22HCl。(与H2燃烧用于工业制盐酸,与H2光照不能用于工业制盐酸)
与磷反应:2P+3Cl22PCl3 (Cl2不足,三氯化磷是液体,呈雾状)
2P+5Cl22PCl5 (Cl2充足,五氯化磷是固体,呈白烟状)
与硅反应:Si+2Cl2SiCl4
③与还原性无机化合物反应
与SO2反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
与Na2SO3溶液反应:Cl2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2HCl。
与Na2S反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓
与H2S反应:Cl2+H2S===2HCl+S↓ (氧化性:Cl2>S)
与NaBr溶液反应:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
与FeI2溶液反应:FeI2+Cl2(不足)===FeCl2+I2、2FeI2+3Cl2(过量)===2FeCl3+2I2。
与KI溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2 (氯气的检验:湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)
与H2O2反应:Cl2+H2O2===2HCl+O2
与NH3反应:8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl (检验输氯管道是否发生泄漏)
(2)与碱反应:氯元素的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。
①Cl2与NaOH溶液反应一般有两种情况:
常温下:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O;(制取漂白液,漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠,有效成分是次氯酸钠,是混合物。)
加热时:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O。
②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。[工业通常是将Cl2通入石灰乳中用来制取漂白粉]
【注意】
a.工业上为什么用Cl2来制取漂白粉?形成比次氯酸更稳定的比次氯酸盐,便于运输、保存。
b.漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
c.在常温下,Cl2与碱反应的化学方程式一般为:Cl2+碱===次氯酸盐+金属氯化物+水。但在加热的条件下,Cl2与氢氧化钠溶液的反应为:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O(热碱溶液中)
d.Cl2与碱反应时:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,1 mol Cl2与足量NaOH反应转移电子数为NA。
e.Ca(ClO)2与浓HCl反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
Ca(ClO)2与稀HCl反应:Ca(ClO)2+2HCl(稀)===CaCl2+2HClO
向NaCl和NaClO的混合溶液通入稀硫酸:NaCl+NaClO+H2SO4===Na2SO4+Cl2↑+H2O
(3)与有机物反应
a.烷烃的取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl
b.环己烷与氯气光照取代:
c.苯与液溴的取代:
d.乙烯与溴水加成:CH2==CH2+Br2CH2Br—CH2Br
(4)与水反应:氯气能溶于水(1∶2),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。
Cl2+H2OHCl+HClO
生成物中次氯酸(HClO)具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒作用,目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒。
①从平衡的角度理解氯水的成分和性质,氯水中存在三种平衡关系:
a.Cl2+H2OHCl+HClO
b.HClOH++ClO-
c.H2OH++OH-
根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。
三种分子:H2O、Cl2、HClO;
四种离子:H+、Cl-、ClO-和OH-(极少量)。
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。
①Cl2的氧化性:与还原性物质反应,Cl2是新制氯水的主要成分,为了方便,有时实验室中常用氯水代替Cl2。
如:2FeCl2+Cl2===2FeCl3
SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
Na2SO3+Cl2+H2O===2HCl+Na2SO4
②Clˉ的性质:加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl-,现象是有白色沉淀生成
③HClO的漂白性
a.能使湿润的有色布条或品红褪色。
b.向氯水中滴加紫色石蕊溶液,先变红(H+作用的结果),后褪色(HClO作用的结果)。
④HClO的不稳定性:在强光照射下新制氯水中有气泡生成 (2HClO2HCl+O2↑)。
⑤HCl酸性:向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。
如:Cl2+NaHCO3===NaCl+CO2+HClO
注意:
a、1 mol Cl2与水反应时(可逆反应),转移电子数小于NA;而1 mol Cl2与足量冷的NaOH溶液反应时,转移电子数为NA。
b、干燥的氯气无漂白性,新制氯水具有漂白性,是因为氯气与H2O反应生成了HClO,实际上起漂白作用的是HClO。
c、不能用pH试纸测量氯水的pH,原因是氯水中的HClO具有漂白性。
d.氯水的保存:氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处 (2HClO2HCl+O2↑)。
③氯水中平衡移动的应用:
向氯水中加入的物质或改变的条件
浓度变化
平衡移动的方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-)增大,c(HClO)减小
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H+)和c(Cl-)增大
左移
洁厕剂和“84”消毒液不宜混合使用
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH吸收多余的Cl2
Ca(OH)2
c(H+)减小
右移
制漂白粉
光照
c(HClO)减小
右移
氯水应避光保存或现用现配
长久放置
c(HClO)减小
右移
氯水变质为盐酸
碳酸钙
c(H+)减小,c(HClO)增大
右移
制取次氯酸浓度较大的氯水
④液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性、强氧化性
酸性(比新制氯水强、无漂白作用)
粒子种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
3.次氯酸和次氯酸盐的性质
(1)次氯酸(H—O—Cl)
①弱酸性:次氯酸是易溶于水的一元弱酸,酸性比H2CO3还弱。
如:NaClO溶液中通入少量CO2,化学方程式为:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO
【注意】向NaClO溶液中通入CO2(不论是少量还是过量),均生成HCO3—和HClO。
原因是酸性:H2CO3>HClO>HCO3—
②不稳定性:2HClO2HCl+O2↑ (氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中)。
③强氧化性:具有漂白、杀菌能力,用作消毒剂、漂白剂,可以使有色布条、品红溶液等褪色。HClO和ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以和Fe2+、I-、S2-、HS-、SO等发生氧化还原反应。
【拓展】次氯酸的漂白作用
①原理:将有色物质氧化为稳定的无色物质。
②特点:被HClO漂白的物质,久置后不再恢复原色。
③应用范围:几乎所有的有色物质遇HClO都会褪色。
(2)次氯酸盐
①84消毒液
其有效成分为NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合会立即产生氯气,反应的离子方程式是
ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
②漂白粉
a.制备原理:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其中有效成分是Ca(ClO)2。
b.漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。
c.漂白粉久置失效的原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓;2HClO2HCl+O2↑,应密封保存。
d.水解显碱性,其水解离子方程式为ClO-+H2OHClO+OH-。
二.氯气的制法
(1)工业制法: ①工业制法(电解饱和食盐水):2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
②电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(2)实验室制法
①制取原理:用MnO2、KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2等强氧化剂与浓盐酸反应(若无浓盐酸,可用浓硫酸与NaCl晶体)。
H (浓)
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (实验室通常用该法制Cl2)
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (快速制取Cl2,不需要加热)
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
K2Cr2O7+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
②制取过程
③实验装置
饱和食盐水中Cl-浓度较大,抑制了Cl2与水的反应,Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,因此可用排饱和食盐水法收集氯气,且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体。
④注意事项
a. 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。
b. 加热温度:小火加热,温度不宜过高,以减少HCl挥发,减少制得的Cl2中HCl的含量。
c. 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。
d. 尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
⑤氯气制备、净化装置的改进
a. 制备装置
橡皮管a的作用:使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等,保证液体顺利流下。
b. 净化装置
①长颈漏斗除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞,现象为长颈漏斗中液面上升。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
三.卤素的性质及卤素离子的检验
1.卤族元素原子结构的相似性和递变性
位于周期表中第ⅦA族,价电子排布为ns2np5,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、(Ts)六种元素。
元素名称
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子序数
9
17
35
53
原子结构
原子结构示意图
周期表中的位置
第VIIA族
相似性
其最外层均有7个电子,容易得到1个电子达到8个电子的稳定结构。
递变性 (从FI)
电子层数逐渐增多,原子半径和离子半径逐渐增大:F<Cl<Br<I
元素性质
相似性
①单质均为双原子分子
②主要化合价为—1价,最高正价为+7价(氟无正价)
③具有强氧化性
递变性 (从FI)
①元素的非金属性逐渐减弱:F>Cl>Br>I
②单质的氧化性逐渐减弱:F2>Cl2>Br2>I2
③卤离子还原性逐渐增强:F-<Cl-<Br-<I-
④气态氢化物的稳定性逐渐减弱:HF>HCl>HBr>HI
⑤最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱:HClO4>HBrO4>HIO4
HClO4是已知含氧酸中酸性最强的酸
递变性的原因
随着原子核外电子层数增多,原子半径依次增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,卤素原子得电子的能力逐渐减弱,卤素单质的氧化性逐渐减弱,非金属性逐渐减弱
2.卤族元素物理性质的相似性和递变性
卤素单质
颜色
状态
密度
熔点/℃
沸点/℃
F2
淡黄绿色
气体
1.69 g·L-1(15 ℃)
-219.6
-188.1
Cl2
黄绿色
气体
3.214 g·L-1(0 ℃)
-101
-34.6
Br2
深红棕色
液体
3.119 g·cm-3(20 ℃)
-7.2
58.78
I2
紫黑色
固体
4.93 g·cm-3
113.5
184.4
规律
逐渐加深
从气体→固体
—
熔点逐渐升高
沸点逐渐升高
(1)相似性:都有颜色,有毒,在水中溶解度不大,易溶于苯、汽油、四氯化碳、酒精等有机溶剂。
(2)递变性:从F2到I2,单质颜色逐渐加深,熔、沸点逐渐升高,密度逐渐增大,在水中的溶解度逐渐减小。
【微点拨】溴水为橙黄色,溴在有机溶剂(CCl4)中是橙红色;碘水为棕黄色,碘在有机溶剂(苯)中是紫红色。
3.卤素单质的化学性质——与Cl2相似
(1)卤素单质与水反应:X2+H2O===HX+HXO (X为Cl、Br、I)
2F2+2H2O===4HF+O2(剧烈)
Cl2+H2OHCl+HClO(缓慢)
Br2+H2OHBr+HBrO(微弱)
(2)与碱反应:与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+X2===NaX+NaXO+H2O (X=Cl、Br、I)
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O
I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O (也可生成NaI和NaIO3)
(3)卤素单质与金属反应:F2和所有金属都能反应,Cl2和绝大多数金属反应,Br2和较活泼金属反应,I2只和活泼金属反应。
2Na+X22NaX (X=F、Cl、Br、I)
2Fe+3Cl22FeCl3
2Fe+3Br22FeBr3
Fe+I2===FeI2 (碘水生烟)
(4)卤素单质间的置换反应:
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
2KI+Br2===2KBr+I2
2KI+Cl2===2KCl+I2
①卤素单质的氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
②卤素离子的还原性强弱:I->Br->Cl-
(5)卤素单质与Fe2+、SO2、Na2SO3、Na2S等还原性物质反应
①与Fe2+反应:2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+
2Fe2++Br2===2Br-+2Fe3+
I2不能与Fe2+反应 (但I-与Fe3+可以反应:2Fe3++2I-===I2+2Fe2+)
②与SO2、Na2SO3反应: SO2+X2+2H2O===2HX+H2SO4 (X=Cl、Br、I)
SO+X2+H2O===SO+2X-+2H+ (X=Cl、Br、I)
③与Na2S反应:X2+S2-===2X-+S↓ (X=Cl、Br、I)
(6)卤素单质与H2反应
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
冷暗处(剧烈爆炸)
H2+F2===2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
(光照时发生爆炸)
H2+Cl22HCl
较稳定
Br2
加热(缓慢)
H2+Br22HBr
不如氯化氢稳定
I2
不断加热
(化合同时分解)
H2+I22HI
不稳定
结论
(从FI)
①与H2反应的难易程度:越来越困难
②生成气态氢化物的稳定性:依次减弱
③与H2反应所需要的条件:逐渐升高
④与H2反应剧烈程度:逐渐减弱
⑤气态氢化物的还原性:HF<HCl<HBr<HI
4.卤化氢
(1)物理性质:卤化氢均为无色、有刺激性气味的气体,均极易溶于水,所得水溶液均显酸性,称为氢卤酸,其中只有氢氟酸是弱酸。
(2)氢化物三大性质比较
①热稳定性:HF>HCl>HBr>HI
②酸性:HF(弱)<HCl<HBr<HI
③还原性:HF<HCl<HBr<HI
(3)卤化氢的制备——难挥发酸制挥发性酸
卤化氢均可用浓磷酸与卤化物固体共热制取。氟化氢、氯化氢还可用浓硫酸与卤化物固体共热制取,但溴化氢、碘化氢的制取却因浓硫酸的强氧化性而不能用此方法。
①CaF2(萤石)+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑ (在铅制容器中进行)
②NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
【注意】因2HBr+H2SO4(浓)===Br2+SO2↑+2H2O,2HI+H2SO4(浓)===I2+SO2↑+2H2O,不能用浓硫酸制备HBr、HI。
③通式:NaX(s)+H3PO4(浓)NaH2PO4+HX↑(X=F、Cl、Br、I)
NaBr+H3PO4(浓)NaH2PO4+HBr↑
NaI+H3PO4(浓)NaH2PO4+HI↑
5.重要化合物
(1)卤化银(AgX):
卤化银
颜色
AgF
(白)
AgCl
(白)
AgBr
(淡黄)
AgI
(黄)
水溶性
易溶
均难溶,且溶解度依次减小
感光性
难分解
①见光均易分解成银和卤素单质,如2AgCl2Ag+Cl2,
且感光性逐渐增强。
②AgBr和AgI可做感光材料或变色镜。
③AgX均具感光性,AgBr作感光材料,AgI作人工降雨材料。
(2)CaX2:只有CaF2(萤石)不溶于水,CaCl2具有吸湿性,常作干燥剂。
(3)NaX:只有NaF有毒可用作农药;纯净的食盐不潮解,粗盐中因混有等杂质,易潮解。
(4)碘酸钾:加碘盐的配料,受热时易分解。
6.卤素互化物——XXn' (n=1,3,5,7)其化学性质与卤素单质相似,具有强氧化性
(1)概念:由两种卤素化合而成的物质。
(2)组成:有一个较重的卤素原子和奇数个较轻的卤素原子组成的,如:IBr(s)、ICl(s)、ICl3(s)、BrF3(l)、ClF3(g)。
(3)化学性质:与卤素单质相似,具有强氧化性
①与金属的反应:2Mg+2IBr===MgI2+MgBr2
2BrF3+4Zn===ZnBr2+3ZnF2
②与水的反应:ICl+H2O===HCl+HIO(该反应不是氧化还原反应,各元素化合价不变)
7.拟(类)卤素:一些多原子分子与卤素单质性相似,其阴离子又与卤素阴离子性质相似,常称为拟卤素。
如:(CN)2、(SCN)2、(SeCN)2、(OCN)2等。
(CN)2+H2O===HCN+HCNO
2Fe+3(SCN)22Fe(SCN)3
8.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
注意:
①先用稀硝酸酸化,目的是排除CO、SiO等离子的干扰。不能用盐酸酸化,因盐酸会引入Cl-。
②稀硝酸不能排除SO等离子的干扰。在设计实验方案时要具体问题具体分析。
(2)置换——萃取法
未知液加入
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液蓝色溶液,表明有I-
9.卤素单质及其化合物的特性
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;
③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中或铅制容器中;
④HF分子间能形成氢键;
⑤CaX2中只有CaF2难溶;
溴
①Br2是唯一的液态非金属,深红棕色液体,易挥发;
②盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞;
③Br2易溶于有机溶剂;
碘
①淀粉遇I2变蓝色;
②I2加热时易升华;
③I2氧化性较弱,与变价金属反应生成低价金属碘化物;
④AgI可用于人工降雨,KIO3添加在食盐中防止碘缺乏病;
卤化银AgX的特性
①AgCl、AgBr、AgI既不溶于水,也不溶于稀硝酸;
②除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相;
③AgI可用于人工降雨;
四.从海水资源中提取卤素单质
1.氯的提取——氯碱工业(电解NaCl溶液)
阳离子交换膜电解槽
海水―→粗盐饱和食盐水
电极反应
阳极反应:2Cl--2e-===Cl2↑ (氧化反应)
阴极反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-(还原反应)
化学方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
应用
①制漂白液:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
②产物制盐酸:H2+Cl22HCl
微点拨
①因为阳极产物Cl2和阴极产物H2会发生反应,Cl2和NaOH会发生反应,因此工业上常用特殊的电解槽电解饱和食盐水,一般用阳离子交换膜将电解槽分隔成两部分,以避免电解产物之间发生反应
②阳极区Cl-放电生成Cl2,生成的Cl2少量溶于水会使阳极区呈酸性
2.海水提溴——主要方法:空气吹出法
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
①浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中Br-得到浓缩。
②氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
③富集:利用溴的挥发性,通入热空气或水蒸气,吹出的溴蒸气用SO2吸收。反应的化学方程式为
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。
④提取:再用Cl2将HBr氧化得到产品溴2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
3.海带提碘
(1)海带中碘元素的检验
①实验步骤及证明方法
②反应原理:2H++2I-+H2O2===I2+2H2O
(2)海带提碘
①工艺流程
②两种原理
化学原理: Cl2+2KI===2KCl+I2。
物理原理:单质碘用苯或四氯化碳萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
1.化学与生产、生活、科技密切相关,下列叙述错误的是
A.2022年冬奥会火爆全网的吉祥物“冰墩墩”的毛绒材质聚酯纤维属于有机高分子材料
B.抗击疫情期间,“84”消毒液和酒精是常用的消毒剂,但二者不能混合使用
C.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”其中涉及青蒿素的提取方法属于物理方法
D.淀粉和纤维索互为同分异构体,它们水解的最终产物均是葡萄糖
2.下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计
现象
结论
A
在25℃和40℃分别测溶液的pH
25℃时pH大于40℃
25℃时水解程度大于40℃
B
将两根石墨电极分别插入盛有溶液与淀粉KI溶液的烧杯用导线连接石墨棒和电流表,插入盐桥
电流表指针偏转,淀粉碘化钾溶液显蓝色
氧化性:
C
将氯水点在pH试纸的中央
试纸中央变白,外围变红色
HClO有漂白性和酸性
D
向AgX和AgY悬浊液中分别滴加等浓度的氨水
AgX悬浊液变澄清,AgY悬浊液未变澄清
:AgX<AgY
A.A B.B C.C D.D
3.关于下列物质制备方法正确的是
A.工业上以二氧化锰和浓盐酸制备氯气
B.工业上用焦炭和金刚砂反应制备粗硅
C.工业上以饱和食盐水、氨气、二氧化碳为原料制取
D.工业上用氯气与反应制备漂白粉
4.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.氯气具有强氧化性,可用作漂白剂
B.铵盐能够与碱反应,工业上可用氯化铵和氢氧化钙合成氨
C.金属铝质地柔软,可用于冶炼高熔点金属
D.二氧化硅能与HF反应,所以不能用玻璃试剂瓶盛装NaF溶液
5.下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
比较、的金属性
向、溶液中分别滴加溶液至过量
B
测定新制氯水的
将试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取新制氯水点在试纸中部,再与标准比色卡对照
C
除去中混有的少量气体
将混合气体依次通过盛有饱和溶液和浓硫酸的洗气瓶
D
测定和固体混合物中的质量分数
分别准确称量样品和试管质量,加热后直接在空气中冷却至室温,再称量试管及剩余固体总质量为bg
A.A B.B C.C D.D
6.碘酸钾()是重要的食品添加剂。已知:与均为白色固体,能溶于水,难溶于部分有机溶剂,且在碱性条件下易被氧化为。某化学兴趣小组设计如下路线制备碘酸钾。下列有关说法正确的是
A.与浓盐酸反应的离子方程式为
B.加入能够提高反应速率
C.加入前,煮沸原溶液主要为提高反应速率
D.“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
7.已知甲、乙、丙有如图所示的转化关系(部分物质和反应条件已略去,“→”表示一步反应即可实现),下列各组物质不满足图示转化关系的是
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
S
A.A B.B C.C D.D
8.在给定条件下,下列物质转化或方程式正确的是
A.工业制漂白粉:
B.工业制
C.电解饱和食盐水:
D.碱性溶液与反应:
9. 元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是;卤素互化物(如ICl、)具有强氧化性;卤化银具有感光性。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.HF具有酸性,可用于雕刻玻璃
B.受热可分解,可用于食盐碘添加剂
C.AgI具有感光性,可用于人工降雨
D.有强氧化性,可用于水体杀菌消毒剂
10.对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是
A.用石灰乳制漂白粉:
B.加碘盐与药物碘化钾片尽量不要同时服用:
C.用氯化铁溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:
D.用硫代硫酸钠溶液脱氯:
11.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.ClO2具有强氧化性,可用作自来水消毒
B.Cl2易液化,可用作生产漂白液
C.AgBr呈淡黄色,可用作感光材料
D.KIO3易溶于水,可用作食盐中加碘
12.类比推理是化学中常用的思维方法,下列说法正确的是
A.PCl3水解生成H3PO3和HCl,则NCl3水解生成HNO2和HCl
B.Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO,则Pb3O4可以写为PbO2·2PbO
C.CO2与Ca(ClO)2反应生成CaCO3和HClO,则CO2与NaClO反应生成Na2CO3和HClO
D.CH3CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH,则HOCH2CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为HOOC-COOH
13.完成下列实验所选择的玻璃仪器正确且全面的是
选项
实验
玻璃仪器
A
利用制备纯净的
试管、分液漏斗、导管
B
鉴别氨水和溶液
试管和胶头滴管
C
粗盐提纯
烧杯、玻璃棒、酒精灯
D
配制的溶液
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒
A.A B.B C.C D.D
14.如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质,能达到目的的是
选项
气体
试剂
现象
结论
A
酚酞试液
溶液变红色
氨水显碱性
B
紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
有酸性和漂白性
C
溴水
溶液褪色
分子中含碳碳双键
D
淀粉-KI溶液
溶液变蓝
有氧化性
A.A B.B C.C D.D
15.部分含氯物质的分类与对应的化合物价的关系如图所示,下列推断不合理的是
A.可与反应生成 B.通入热的溶液可生成和
C.具有强氧化性,可用于自来水的消毒 D.可使用试纸比较与酸性强弱
16.物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。部分含N及Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不正确的是
A.a和e反应可能得到b
B.工业上通过来制备
C.中的杂化方式与中的杂化方式不相同
D.浓溶液和浓溶液反应可以得到
17.化学兴趣小组采用次氯酸钙与稀盐酸反应制取氯气,并探究了氯气的性质。实验装置如图所示,下列说法正确的是
A.湿润的pH试纸先变红后褪色,说明有酸性和漂白性
B.f处出现红色沉淀是因为被氧化为,遇生成弱电解质
C.g处变为橙色,h处变为黄色,说明元素非金属性:
D.等量分别单独缓慢通过g、h、i试管时,生成的氧化产物的物质的量之比为1:1:1
18.桔红色液体氯化溴属于卤素互化物,性质与卤素相似,下列推测不合理的是
A.常温下,在四氯化碳中的溶解度比小
B.的氧化性比强
C.可与反应生成
D.苯酚可与反应主要生成三氯苯酚和溴化氢
19.向碘水、淀粉的混合液中加入溶液,蓝色褪去。为探究褪色原因,设计如下图所示的实验。
下列分析错误的是
A.①中氧化了 B.①后溶液pH可能明显变小
C.③的目的是除去过量的溶液 D.④可发生
20.Cl2O是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯Cl2O。
已知:
①,合适反应温度为;副反应:。
②常压下,Cl2沸点,熔点;Cl2O沸点,熔点。
③在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。
下列说法正确的是
A.调控进入反应柱的混合气体中Cl2和N2的比例越高越好
B.将加热带缠绕于反应柱并加热
C.反应停止后,温度保持不变,为减少产品中的Cl2含量,在氯气未发生冷凝时抽气
D.装置之后需要加一个装有CaCl2的球形干燥管,并再接一个盛装澄清石灰水的尾气处理装置
21.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 。
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 (选填序号)。
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ag(约0.6g),置于100mL烧杯中,加1:1高氯酸20mL,微热溶解试样,冷却后移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,得试液。
准确量取所得试液50.00mL置于250mL碘量瓶中,加入1:1高氯酸2mL,3g碘化钾,盖上瓶塞,在暗处放置3分钟,加50mL水,用浓度为0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL0.5%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,+5I-+6H+=3I2+3H2O,I2+2=2I-+
①准确量取50.00mL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 。
22.次氯酸盐具有强氧化性。在碱性条件下,利用氧化生成高铁酸钾的工艺流程如下:
已知:①(条件:温度较低);
②(条件:温度较高)。
回答下列问题:
(1)反应①应在 (填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行,该反应的离子方程式为 。
(2)在溶液I中加入固体的目的是 。
(3)从溶液Ⅱ中分离出后,还会有副产品、,则反应③中发生的离子反应方程式为 ;洗涤“湿产品”时先水洗再用酒精洗涤,用酒精洗涤的原理是 。
(4)可作饮用水处理剂,该反应的离子方程式:,处理水中悬浮颗粒物的原理是 。
(5)目前,人们针对的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高水溶液稳定性的物质是___________(填字母)。
A. B. C. D.
23.亚硝酰氯(,熔点:,沸点:)具有刺鼻恶臭味,易溶于浓硫酸,遇水剧烈水解,是有机合成中的重要试剂。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成,其制备装置如图所示(其中Ⅲ、Ⅳ、V中均为浓硫酸):
(1)图甲中I装置中A导管的作用 。
(2)图乙对应装置用于制备NOCl。
①装置连接顺序为a→ (按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置Ⅳ、V除可进一步干燥外,另一个作用是: 。
③有人认为装置Ⅷ中氢氧化钠溶液只能吸收氯气和NOCl。不能吸收NO,经过查阅资料发现用重铬酸钾溶液可以吸收NO气体,因此,在装置Ⅷ氧化钠溶液中加入重铬酸钾,能与NO反应产生+3的绿色沉淀。该反应的化学方程式是 。
(3)制得的NOCl中可能含有少量杂质,为测定产品纯度进行如下实验:
称取样品溶于溶液中,加入几滴X溶液作指示剂,用足量硝酸酸化的0.5mol/L溶液滴定至终点,消耗溶液。
已知:(白色沉淀;黄色沉淀;砖红色沉淀)
①X溶液为 。
a. b. c.
②写出NOCl与水溶液反应的方程式 。
③样品的纯度(质量分数)为 %(计算结果保留1位小数)。
24.三氯化镓()是生产镓衍生化合物的理想前驱体,常用金属镓与反应制备,实验装置如图所示(部分夹持仪器已略去):
实验流程如下图所示:
已知:
①与同主族,制备的化学方程式:。
②熔点为77.9°C,易水解,在270℃以二聚体存在。
③气体可溶于四氢呋喃(),含有的四氢呋喃易潮解。
回答下列问题:
(1)仪器a名称是 。
(2)甲装置为气体的发生装置,反应的化学方程式为 。
(3)镓的熔点为29.8℃,反应温度为200~300℃。
①可推测镓的沸点 300℃(填“高于”或“低于”)。
②该条件下,乙装置中反应速率慢的原因是 (填一种)。
③乙与丙装置之间使用较粗导管和保温套的原因是 。
(4)装置丁中碱石灰的作用是 ,从装置丁中排出的气体除外还有 。
(5)气体可溶于四氢呋喃的原因是 。
(6)的空间构型为 ,其二聚体()中存在配位键,的结构式为 。
(7)用1.40g镓经上述实验制得100mL溶液,取10.00mL溶液加入10.00mL乙二胺四乙酸二钠盐溶液(以表示)与完全络合,再加PAN指示剂,用硫酸铜标准液滴定过量溶液,过程中涉及的反应如下: ,终点时消耗硫酸铜标准液14.00mL,计算产率为 。
25.某实验小组利用氯气氧化制备并对其性质进行探究。
【的制备】
(1)用下图装置制备(加热和夹持装置已略去),装置B的作用是 。
(2)写出装置C中生成的离子方程式: 。
【的性质探究】
资料:ⅰ.在强酸性条件下被还原成,在近中性条件下被还原成。
ⅱ.单质硫可溶于溶液,溶液呈淡黄色。
该小组研究溶液与溶液反应,探究过程如下。
实验序号
实验过程
实验现象
Ⅰ
溶液呈淡黄色(pH≈8),生成浅粉色沉淀(MnS)
Ⅱ
紫色变浅(pH<1),生成棕褐色沉淀()
(3)实验Ⅰ和Ⅱ的现象与资料均不相符,比如按资料ⅰ,应该生成黑色的沉淀,请用离子方程式解释消失的原因: 。
(4)反思:反应物相同而现象不同,表明物质变化不仅与自身性质有关,还与 (填2条)等因素有关。
(5)该小组为了证明实验Ⅱ中被氧化成,探究如下:
①甲同学取Ⅱ中少量溶液进行实验,检测有,得出结论,乙同学否定了该结论,理由是 。
②该小组同学讨论后,设计了如图装置进行实验,
a.右侧烧杯中的溶液是 。
b.连通后电流计指针偏转,一段时间后, (填操作和现象),证实该条件下可以将氧化成。
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备战2025年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点22 氯及其化合物、卤素
知识精讲
一.氯及其化合物的性质
二.氯气的制法
三.卤素的性质及卤素离子的检验
四.从海水资源中提取卤素单质
课后精练
选择题: 20 题
非选择题: 5 题
建议时长: 60 分钟
实际时长: 分钟
一.氯及其化合物的性质
氯元素的价电子排布式为3s23p5,位于元素周期表的第三周期第ⅦA族,属于p区元素,易得1个电子达到稳定结构,是典型的非金属元素。
1.氯气的物理性质
颜色状态
气味
密度
沸点
溶解性
特性
黄绿色气体
刺激性气味
比空气
-34.6 ℃
1体积的水可溶解约2体积的氯气
易液化
注意:
①氯气有毒且密度比空气大,遇到氯气泄漏逃生时,要向高处逃跑,也可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻。
②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,使极少量的气体飘进鼻孔。
2.氯气的化学性质
(1)氧化性
原子结构:,在化学反应中很容易得到1个电子形成氯离子(Cl-),表现出典型的非金属性。
氯元素的存在:氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。
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。
①与金属单质反应:与变价金属(如Fe)反应生成高价态金属氯化物。
与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3(生成棕红色的烟)。
【注意】常温下Fe不能与干燥Cl2反应,所以工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中。
与铜反应:Cu+Cl2CuCl2(生成棕黄色的烟)。
与钠反应:2Na+Cl22NaCl(反应现象:产生大量白烟,火焰为黄色)。
②与非金属单质反应
与H2反应:H2+Cl22HCl。(与H2燃烧用于工业制盐酸,与H2光照不能用于工业制盐酸)
与磷反应:2P+3Cl22PCl3 (Cl2不足,三氯化磷是液体,呈雾状)
2P+5Cl22PCl5 (Cl2充足,五氯化磷是固体,呈白烟状)
与硅反应:Si+2Cl2SiCl4
③与还原性无机化合物反应
与SO2反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
与Na2SO3溶液反应:Cl2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2HCl。
与Na2S反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓
与H2S反应:Cl2+H2S===2HCl+S↓ (氧化性:Cl2>S)
与NaBr溶液反应:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
与FeI2溶液反应:FeI2+Cl2(不足)===FeCl2+I2、2FeI2+3Cl2(过量)===2FeCl3+2I2。
与KI溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2 (氯气的检验:湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)
与H2O2反应:Cl2+H2O2===2HCl+O2
与NH3反应:8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl (检验输氯管道是否发生泄漏)
(2)与碱反应:氯元素的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。
①Cl2与NaOH溶液反应一般有两种情况:
常温下:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O;(制取漂白液,漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠,有效成分是次氯酸钠,是混合物。)
加热时:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O。
②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。[工业通常是将Cl2通入石灰乳中用来制取漂白粉]
【注意】
a.工业上为什么用Cl2来制取漂白粉?形成比次氯酸更稳定的比次氯酸盐,便于运输、保存。
b.漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
c.在常温下,Cl2与碱反应的化学方程式一般为:Cl2+碱===次氯酸盐+金属氯化物+水。但在加热的条件下,Cl2与氢氧化钠溶液的反应为:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O(热碱溶液中)
d.Cl2与碱反应时:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,1 mol Cl2与足量NaOH反应转移电子数为NA。
e.Ca(ClO)2与浓HCl反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
Ca(ClO)2与稀HCl反应:Ca(ClO)2+2HCl(稀)===CaCl2+2HClO
向NaCl和NaClO的混合溶液通入稀硫酸:NaCl+NaClO+H2SO4===Na2SO4+Cl2↑+H2O
(3)与有机物反应
a.烷烃的取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl
b.环己烷与氯气光照取代:
c.苯与液溴的取代:
d.乙烯与溴水加成:CH2==CH2+Br2CH2Br—CH2Br
(4)与水反应:氯气能溶于水(1∶2),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。
Cl2+H2OHCl+HClO
生成物中次氯酸(HClO)具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒作用,目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒。
①从平衡的角度理解氯水的成分和性质,氯水中存在三种平衡关系:
a.Cl2+H2OHCl+HClO
b.HClOH++ClO-
c.H2OH++OH-
根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。
三种分子:H2O、Cl2、HClO;
四种离子:H+、Cl-、ClO-和OH-(极少量)。
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。
①Cl2的氧化性:与还原性物质反应,Cl2是新制氯水的主要成分,为了方便,有时实验室中常用氯水代替Cl2。
如:2FeCl2+Cl2===2FeCl3
SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
Na2SO3+Cl2+H2O===2HCl+Na2SO4
②Clˉ的性质:加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl-,现象是有白色沉淀生成
③HClO的漂白性
a.能使湿润的有色布条或品红褪色。
b.向氯水中滴加紫色石蕊溶液,先变红(H+作用的结果),后褪色(HClO作用的结果)。
④HClO的不稳定性:在强光照射下新制氯水中有气泡生成 (2HClO2HCl+O2↑)。
⑤HCl酸性:向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。
如:Cl2+NaHCO3===NaCl+CO2+HClO
注意:
a、1 mol Cl2与水反应时(可逆反应),转移电子数小于NA;而1 mol Cl2与足量冷的NaOH溶液反应时,转移电子数为NA。
b、干燥的氯气无漂白性,新制氯水具有漂白性,是因为氯气与H2O反应生成了HClO,实际上起漂白作用的是HClO。
c、不能用pH试纸测量氯水的pH,原因是氯水中的HClO具有漂白性。
d.氯水的保存:氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处 (2HClO2HCl+O2↑)。
③氯水中平衡移动的应用:
向氯水中加入的物质或改变的条件
浓度变化
平衡移动的方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-)增大,c(HClO)减小
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H+)和c(Cl-)增大
左移
洁厕剂和“84”消毒液不宜混合使用
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH吸收多余的Cl2
Ca(OH)2
c(H+)减小
右移
制漂白粉
光照
c(HClO)减小
右移
氯水应避光保存或现用现配
长久放置
c(HClO)减小
右移
氯水变质为盐酸
碳酸钙
c(H+)减小,c(HClO)增大
右移
制取次氯酸浓度较大的氯水
④液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性、强氧化性
酸性(比新制氯水强、无漂白作用)
粒子种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
3.次氯酸和次氯酸盐的性质
(1)次氯酸(H—O—Cl)
①弱酸性:次氯酸是易溶于水的一元弱酸,酸性比H2CO3还弱。
如:NaClO溶液中通入少量CO2,化学方程式为:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO
【注意】向NaClO溶液中通入CO2(不论是少量还是过量),均生成HCO3—和HClO。
原因是酸性:H2CO3>HClO>HCO3—
②不稳定性:2HClO2HCl+O2↑ (氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中)。
③强氧化性:具有漂白、杀菌能力,用作消毒剂、漂白剂,可以使有色布条、品红溶液等褪色。HClO和ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以和Fe2+、I-、S2-、HS-、SO等发生氧化还原反应。
【拓展】次氯酸的漂白作用
①原理:将有色物质氧化为稳定的无色物质。
②特点:被HClO漂白的物质,久置后不再恢复原色。
③应用范围:几乎所有的有色物质遇HClO都会褪色。
(2)次氯酸盐
①84消毒液
其有效成分为NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合会立即产生氯气,反应的离子方程式是
ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
②漂白粉
a.制备原理:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其中有效成分是Ca(ClO)2。
b.漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。
c.漂白粉久置失效的原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓;2HClO2HCl+O2↑,应密封保存。
d.水解显碱性,其水解离子方程式为ClO-+H2OHClO+OH-。
二.氯气的制法
(1)工业制法: ①工业制法(电解饱和食盐水):2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
②电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(2)实验室制法
①制取原理:用MnO2、KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2等强氧化剂与浓盐酸反应(若无浓盐酸,可用浓硫酸与NaCl晶体)。
H (浓)
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (实验室通常用该法制Cl2)
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (快速制取Cl2,不需要加热)
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
K2Cr2O7+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
②制取过程
③实验装置
饱和食盐水中Cl-浓度较大,抑制了Cl2与水的反应,Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,因此可用排饱和食盐水法收集氯气,且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体。
④注意事项
a. 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。
b. 加热温度:小火加热,温度不宜过高,以减少HCl挥发,减少制得的Cl2中HCl的含量。
c. 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。
d. 尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
⑤氯气制备、净化装置的改进
a. 制备装置
橡皮管a的作用:使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等,保证液体顺利流下。
b. 净化装置
①长颈漏斗除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞,现象为长颈漏斗中液面上升。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
三.卤素的性质及卤素离子的检验
1.卤族元素原子结构的相似性和递变性
位于周期表中第ⅦA族,价电子排布为ns2np5,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、(Ts)六种元素。
元素名称
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子序数
9
17
35
53
原子结构
原子结构示意图
周期表中的位置
第VIIA族
相似性
其最外层均有7个电子,容易得到1个电子达到8个电子的稳定结构。
递变性 (从FI)
电子层数逐渐增多,原子半径和离子半径逐渐增大:F<Cl<Br<I
元素性质
相似性
①单质均为双原子分子
②主要化合价为—1价,最高正价为+7价(氟无正价)
③具有强氧化性
递变性 (从FI)
①元素的非金属性逐渐减弱:F>Cl>Br>I
②单质的氧化性逐渐减弱:F2>Cl2>Br2>I2
③卤离子还原性逐渐增强:F-<Cl-<Br-<I-
④气态氢化物的稳定性逐渐减弱:HF>HCl>HBr>HI
⑤最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱:HClO4>HBrO4>HIO4
HClO4是已知含氧酸中酸性最强的酸
递变性的原因
随着原子核外电子层数增多,原子半径依次增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,卤素原子得电子的能力逐渐减弱,卤素单质的氧化性逐渐减弱,非金属性逐渐减弱
2.卤族元素物理性质的相似性和递变性
卤素单质
颜色
状态
密度
熔点/℃
沸点/℃
F2
淡黄绿色
气体
1.69 g·L-1(15 ℃)
-219.6
-188.1
Cl2
黄绿色
气体
3.214 g·L-1(0 ℃)
-101
-34.6
Br2
深红棕色
液体
3.119 g·cm-3(20 ℃)
-7.2
58.78
I2
紫黑色
固体
4.93 g·cm-3
113.5
184.4
规律
逐渐加深
从气体→固体
—
熔点逐渐升高
沸点逐渐升高
(1)相似性:都有颜色,有毒,在水中溶解度不大,易溶于苯、汽油、四氯化碳、酒精等有机溶剂。
(2)递变性:从F2到I2,单质颜色逐渐加深,熔、沸点逐渐升高,密度逐渐增大,在水中的溶解度逐渐减小。
【微点拨】溴水为橙黄色,溴在有机溶剂(CCl4)中是橙红色;碘水为棕黄色,碘在有机溶剂(苯)中是紫红色。
3.卤素单质的化学性质——与Cl2相似
(1)卤素单质与水反应:X2+H2O===HX+HXO (X为Cl、Br、I)
2F2+2H2O===4HF+O2(剧烈)
Cl2+H2OHCl+HClO(缓慢)
Br2+H2OHBr+HBrO(微弱)
(2)与碱反应:与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+X2===NaX+NaXO+H2O (X=Cl、Br、I)
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O
I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O (也可生成NaI和NaIO3)
(3)卤素单质与金属反应:F2和所有金属都能反应,Cl2和绝大多数金属反应,Br2和较活泼金属反应,I2只和活泼金属反应。
2Na+X22NaX (X=F、Cl、Br、I)
2Fe+3Cl22FeCl3
2Fe+3Br22FeBr3
Fe+I2===FeI2 (碘水生烟)
(4)卤素单质间的置换反应:
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
2KI+Br2===2KBr+I2
2KI+Cl2===2KCl+I2
①卤素单质的氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
②卤素离子的还原性强弱:I->Br->Cl-
(5)卤素单质与Fe2+、SO2、Na2SO3、Na2S等还原性物质反应
①与Fe2+反应:2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+
2Fe2++Br2===2Br-+2Fe3+
I2不能与Fe2+反应 (但I-与Fe3+可以反应:2Fe3++2I-===I2+2Fe2+)
②与SO2、Na2SO3反应: SO2+X2+2H2O===2HX+H2SO4 (X=Cl、Br、I)
SO+X2+H2O===SO+2X-+2H+ (X=Cl、Br、I)
③与Na2S反应:X2+S2-===2X-+S↓ (X=Cl、Br、I)
(6)卤素单质与H2反应
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
冷暗处(剧烈爆炸)
H2+F2===2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
(光照时发生爆炸)
H2+Cl22HCl
较稳定
Br2
加热(缓慢)
H2+Br22HBr
不如氯化氢稳定
I2
不断加热
(化合同时分解)
H2+I22HI
不稳定
结论
(从FI)
①与H2反应的难易程度:越来越困难
②生成气态氢化物的稳定性:依次减弱
③与H2反应所需要的条件:逐渐升高
④与H2反应剧烈程度:逐渐减弱
⑤气态氢化物的还原性:HF<HCl<HBr<HI
4.卤化氢
(1)物理性质:卤化氢均为无色、有刺激性气味的气体,均极易溶于水,所得水溶液均显酸性,称为氢卤酸,其中只有氢氟酸是弱酸。
(2)氢化物三大性质比较
①热稳定性:HF>HCl>HBr>HI
②酸性:HF(弱)<HCl<HBr<HI
③还原性:HF<HCl<HBr<HI
(3)卤化氢的制备——难挥发酸制挥发性酸
卤化氢均可用浓磷酸与卤化物固体共热制取。氟化氢、氯化氢还可用浓硫酸与卤化物固体共热制取,但溴化氢、碘化氢的制取却因浓硫酸的强氧化性而不能用此方法。
①CaF2(萤石)+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑ (在铅制容器中进行)
②NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
【注意】因2HBr+H2SO4(浓)===Br2+SO2↑+2H2O,2HI+H2SO4(浓)===I2+SO2↑+2H2O,不能用浓硫酸制备HBr、HI。
③通式:NaX(s)+H3PO4(浓)NaH2PO4+HX↑(X=F、Cl、Br、I)
NaBr+H3PO4(浓)NaH2PO4+HBr↑
NaI+H3PO4(浓)NaH2PO4+HI↑
5.重要化合物
(1)卤化银(AgX):
卤化银
颜色
AgF
(白)
AgCl
(白)
AgBr
(淡黄)
AgI
(黄)
水溶性
易溶
均难溶,且溶解度依次减小
感光性
难分解
①见光均易分解成银和卤素单质,如2AgCl2Ag+Cl2,
且感光性逐渐增强。
②AgBr和AgI可做感光材料或变色镜。
③AgX均具感光性,AgBr作感光材料,AgI作人工降雨材料。
(2)CaX2:只有CaF2(萤石)不溶于水,CaCl2具有吸湿性,常作干燥剂。
(3)NaX:只有NaF有毒可用作农药;纯净的食盐不潮解,粗盐中因混有等杂质,易潮解。
(4)碘酸钾:加碘盐的配料,受热时易分解。
6.卤素互化物——XXn' (n=1,3,5,7)其化学性质与卤素单质相似,具有强氧化性
(1)概念:由两种卤素化合而成的物质。
(2)组成:有一个较重的卤素原子和奇数个较轻的卤素原子组成的,如:IBr(s)、ICl(s)、ICl3(s)、BrF3(l)、ClF3(g)。
(3)化学性质:与卤素单质相似,具有强氧化性
①与金属的反应:2Mg+2IBr===MgI2+MgBr2
2BrF3+4Zn===ZnBr2+3ZnF2
②与水的反应:ICl+H2O===HCl+HIO(该反应不是氧化还原反应,各元素化合价不变)
7.拟(类)卤素:一些多原子分子与卤素单质性相似,其阴离子又与卤素阴离子性质相似,常称为拟卤素。
如:(CN)2、(SCN)2、(SeCN)2、(OCN)2等。
(CN)2+H2O===HCN+HCNO
2Fe+3(SCN)22Fe(SCN)3
8.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
注意:
①先用稀硝酸酸化,目的是排除CO、SiO等离子的干扰。不能用盐酸酸化,因盐酸会引入Cl-。
②稀硝酸不能排除SO等离子的干扰。在设计实验方案时要具体问题具体分析。
(2)置换——萃取法
未知液加入
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液蓝色溶液,表明有I-
9.卤素单质及其化合物的特性
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;
③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中或铅制容器中;
④HF分子间能形成氢键;
⑤CaX2中只有CaF2难溶;
溴
①Br2是唯一的液态非金属,深红棕色液体,易挥发;
②盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞;
③Br2易溶于有机溶剂;
碘
①淀粉遇I2变蓝色;
②I2加热时易升华;
③I2氧化性较弱,与变价金属反应生成低价金属碘化物;
④AgI可用于人工降雨,KIO3添加在食盐中防止碘缺乏病;
卤化银AgX的特性
①AgCl、AgBr、AgI既不溶于水,也不溶于稀硝酸;
②除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相;
③AgI可用于人工降雨;
四.从海水资源中提取卤素单质
1.氯的提取——氯碱工业(电解NaCl溶液)
阳离子交换膜电解槽
海水―→粗盐饱和食盐水
电极反应
阳极反应:2Cl--2e-===Cl2↑ (氧化反应)
阴极反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-(还原反应)
化学方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
应用
①制漂白液:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
②产物制盐酸:H2+Cl22HCl
微点拨
①因为阳极产物Cl2和阴极产物H2会发生反应,Cl2和NaOH会发生反应,因此工业上常用特殊的电解槽电解饱和食盐水,一般用阳离子交换膜将电解槽分隔成两部分,以避免电解产物之间发生反应
②阳极区Cl-放电生成Cl2,生成的Cl2少量溶于水会使阳极区呈酸性
2.海水提溴——主要方法:空气吹出法
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
①浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中Br-得到浓缩。
②氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
③富集:利用溴的挥发性,通入热空气或水蒸气,吹出的溴蒸气用SO2吸收。反应的化学方程式为
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。
④提取:再用Cl2将HBr氧化得到产品溴2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
3.海带提碘
(1)海带中碘元素的检验
①实验步骤及证明方法
②反应原理:2H++2I-+H2O2===I2+2H2O
(2)海带提碘
①工艺流程
②两种原理
化学原理: Cl2+2KI===2KCl+I2。
物理原理:单质碘用苯或四氯化碳萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
1.化学与生产、生活、科技密切相关,下列叙述错误的是
A.2022年冬奥会火爆全网的吉祥物“冰墩墩”的毛绒材质聚酯纤维属于有机高分子材料
B.抗击疫情期间,“84”消毒液和酒精是常用的消毒剂,但二者不能混合使用
C.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”其中涉及青蒿素的提取方法属于物理方法
D.淀粉和纤维索互为同分异构体,它们水解的最终产物均是葡萄糖
【答案】D
【详解】A.聚酯纤维属于人工合成材料,属于有机高分子材料,A正确;
B.“84”消毒液有效成分为NaClO,NaClO具有强氧化性,酒精具有还原性,两者混合会发生化学反应,所以二者不能混合使用,B正确;
C.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”其中没有涉及到任何化学反应,因此青蒿素的提取方法属于物理变化,C正确;
D.淀粉和纤维素分子式均为,但n不相同,分子式不相同,不互为同分异构体,但它们水解的最终产物均是葡萄糖,D错误;
故选D。
2.下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计
现象
结论
A
在25℃和40℃分别测溶液的pH
25℃时pH大于40℃
25℃时水解程度大于40℃
B
将两根石墨电极分别插入盛有溶液与淀粉KI溶液的烧杯用导线连接石墨棒和电流表,插入盐桥
电流表指针偏转,淀粉碘化钾溶液显蓝色
氧化性:
C
将氯水点在pH试纸的中央
试纸中央变白,外围变红色
HClO有漂白性和酸性
D
向AgX和AgY悬浊液中分别滴加等浓度的氨水
AgX悬浊液变澄清,AgY悬浊液未变澄清
:AgX<AgY
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.在25℃和40℃分别测溶液的pH,后者pH大,水解吸热升高温度有促进水解,碱性增强pH变大,A错误;
B.将两根石墨电极分别插入盛有溶液与淀粉KI溶液的烧杯用导线连接石墨棒和电流表,插入盐桥形成原电池,电流表指针偏转证明有电流产生,淀粉碘化钾溶液显蓝色证明有碘单质生成,即氧化性:,B正确;
C.氯水中的H+能够使pH试纸变红色,而HClO具有漂白性使红色褪去,C错误;
D.向AgX和AgY悬浊液中分别滴加等浓度的氨水,AgX悬浊液变澄清是由于银离子和氨气形成了配离子,所以无法比较二者,D错误;
故选B。
3.关于下列物质制备方法正确的是
A.工业上以二氧化锰和浓盐酸制备氯气
B.工业上用焦炭和金刚砂反应制备粗硅
C.工业上以饱和食盐水、氨气、二氧化碳为原料制取
D.工业上用氯气与反应制备漂白粉
【答案】C
【详解】A.工业上通过电解饱和食盐水制取氯气,以二氧化锰和浓盐酸制备氯气是实验室制法,A项错误;
B.工业上用焦炭和石英砂(主要成分为二氧化硅)反应制备粗硅,金刚砂的主要成分是碳化硅,B项错误;
C.向饱和食盐水中依次通入足量氨气、二氧化碳制得碳酸氢钠,C项正确;
D.工业上以氯气与石灰乳反应制备漂白粉,D项错误;
故选:C。
4.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.氯气具有强氧化性,可用作漂白剂
B.铵盐能够与碱反应,工业上可用氯化铵和氢氧化钙合成氨
C.金属铝质地柔软,可用于冶炼高熔点金属
D.二氧化硅能与HF反应,所以不能用玻璃试剂瓶盛装NaF溶液
【答案】D
【详解】A.氯气可用作漂白剂是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,与氯气具有强氧化性无关,故A错误;
B.工业上用氮气和氢气在一定条件下发生化合反应制备氨气,故B错误;
C.金属铝可用于冶炼高熔点金属是因为金属铝具有强还原性,与质地柔软无关,故C错误;
D.氟化钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解生成氢氧化钠和氢氟酸,二氧化硅能与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,所以不能用玻璃试剂瓶盛装氟化钠溶液,故D正确;
故选D。
5.下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
比较、的金属性
向、溶液中分别滴加溶液至过量
B
测定新制氯水的
将试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取新制氯水点在试纸中部,再与标准比色卡对照
C
除去中混有的少量气体
将混合气体依次通过盛有饱和溶液和浓硫酸的洗气瓶
D
测定和固体混合物中的质量分数
分别准确称量样品和试管质量,加热后直接在空气中冷却至室温,再称量试管及剩余固体总质量为bg
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.向溶液中滴加溶液至过量生成沉淀,向溶液中滴加溶液至过量先生成氢氧化铝沉淀后沉淀又溶解,生成,说明是两性氢氧化物,碱性更弱,金属的最高价氧化物对应的水化物碱性越弱,金属性越弱,即的金属性大于,A项符合题意;
B.新制氯水中含有,具有漂白性,会使试纸褪色,无法测,B项不符合题意;
C.饱和溶液显碱性,能与反应,不可以用于除去中混有的少量气体,应通过饱和食盐水,C项不符合题意;
D.测定和固体混合物中的质量分数,应该准确称取样品和试管总质量,加强热后应在干燥器中冷却至室温,再称量得到总质量,不能直接在空气中冷却,否则影响测定结果,D项不符合题意;
故答案选A。
6.碘酸钾()是重要的食品添加剂。已知:与均为白色固体,能溶于水,难溶于部分有机溶剂,且在碱性条件下易被氧化为。某化学兴趣小组设计如下路线制备碘酸钾。下列有关说法正确的是
A.与浓盐酸反应的离子方程式为
B.加入能够提高反应速率
C.加入前,煮沸原溶液主要为提高反应速率
D.“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【答案】B
【分析】将浓盐酸和KClO3混合制得的Cl2通入I2的CCl4和水的液态混合物中,Cl2氧化I2得到HIO3,经分液后向含HIO3的水溶液中加入KOH,经中和生成KIO3,向溶液中加入乙醇溶液、搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥最终得到KIO3固体。
【详解】A.与浓盐酸反应的离子方程式为,故A错误;
B.卤素单质易溶于有机溶剂,加入目的是增加反应物接触面积,提高反应速率,故B正确;
C.根据题目信息,在碱性条件下易被氧化为,而过量在碱中形成,应加热煮沸除去,故C错误;
D.根据题目信息能溶于水,难溶于部分有机溶剂,所以系列操作包括:加入乙醇溶液、搅拌静置、过滤、洗涤干燥,故D错误;
故答案选B。
7.已知甲、乙、丙有如图所示的转化关系(部分物质和反应条件已略去,“→”表示一步反应即可实现),下列各组物质不满足图示转化关系的是
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
S
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.和NaOH反应生成,,电解可得,,与浓硫酸共热反应生成HCl气体, ,A正确;
B.由,但无法直接生成,不满足图示关系,B错误;
C.铜和氧气反应,氢气还原氧化铜,,C正确;
D.由,,,满足图示关系,D正确;
故选B。
8.在给定条件下,下列物质转化或方程式正确的是
A.工业制漂白粉:
B.工业制
C.电解饱和食盐水:
D.碱性溶液与反应:
【答案】D
【详解】A.二氧化锰和浓硫酸反应不生成氯气,故A项错误;
B.,Fe与HCl反应生成FeCl2,故B项错误;
C.工业上通过电解饱和食盐水生成烧碱,离子方程式为,故C项错误;
D.KClO和KOH混合溶液与,反应方程式为,故D项正确;
故本题选D。
9. 元素周期表中VIIA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是;卤素互化物(如ICl、)具有强氧化性;卤化银具有感光性。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.HF具有酸性,可用于雕刻玻璃
B.受热可分解,可用于食盐碘添加剂
C.AgI具有感光性,可用于人工降雨
D.有强氧化性,可用于水体杀菌消毒剂
【答案】D
【详解】A.HF酸为弱酸,但能与二氧化硅反应,则氢氟酸可用于雕刻玻璃,与氢氟酸呈酸性无关,A错误;
B.中含有I元素,所以可用作食盐碘添加剂,与受热分解无关,B错误;
C.碘化银用于人工降雨的原理是碘化银受热后就会在空气中形成极多极细的碘化银粒子,在人工降雨中,用作冰核形成剂可以跟云层中的水蒸气起催化作用,与感光性无关,C错误;
D.具有强氧化性,能杀死细菌,所以可以用于自来水消毒杀菌,D正确;
故选D。
10.对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是
A.用石灰乳制漂白粉:
B.加碘盐与药物碘化钾片尽量不要同时服用:
C.用氯化铁溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:
D.用硫代硫酸钠溶液脱氯:
【答案】B
【详解】A.石灰乳中Ca(OH)2主要以固体形式存在,不能拆写为离子形式,该反应的离子方程式为:2Ca(OH)2+2Cl2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O,A错误;
B.加碘盐中含有,若其与药物碘化钾片同时服用,在酸性条件下会发生反应:,反应生成有毒的I2,对人体有害,因此加碘盐与药物碘化钾片尽量不要同时服用,B正确;
C.得失电子不守恒、电荷不守恒,反应的离子方程式应为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,C错误;
D.反应不遵循客观事实,反应生成的是、Cl-、H+,该反应的离子方程式应为:,D错误;
故选B。
11.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.ClO2具有强氧化性,可用作自来水消毒
B.Cl2易液化,可用作生产漂白液
C.AgBr呈淡黄色,可用作感光材料
D.KIO3易溶于水,可用作食盐中加碘
【答案】A
【详解】A.ClO2具有强氧化性,能够使蛋白质变性,所以可用于自来水消毒剂,A正确;
B.Cl2能与NaOH反应生成NaClO,NaClO具有强氧化性、漂白性,可作漂白剂,与Cl2易液化无关,B错误;
C.AgBr光照下易分解,因此可做感光材料,与颜色无关,C错误;
D.KIO3性质较稳定,可用作食盐中加碘,与其溶解性无关,D错误;
故选A。
12.类比推理是化学中常用的思维方法,下列说法正确的是
A.PCl3水解生成H3PO3和HCl,则NCl3水解生成HNO2和HCl
B.Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO,则Pb3O4可以写为PbO2·2PbO
C.CO2与Ca(ClO)2反应生成CaCO3和HClO,则CO2与NaClO反应生成Na2CO3和HClO
D.CH3CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH,则HOCH2CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为HOOC-COOH
【答案】B
【详解】A.由于电负性N>Cl>P,故PCl3中P为+3价,Cl为-1价,则PCl3水解生成H3PO3和HCl,反应过程中元素化合价不变,则NCl3中N为−3价,Cl为+1价,因此水解生成NH3和HClO,A不合题意;
B.已知Fe常见化合价为+3价和+2价,则Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO,而Pb的常见化合价为+4价和+2价,故Pb3O4可以写为PbO2·2PbO,B符合题意;
C.HClO的酸性大于,所以Na2CO3和HClO反应生成NaHCO3和NaClO,则CO2与NaClO溶液反应生成NaHCO3和HClO,C不合题意;
D.乙二醇、乙二酸均可被酸性KMnO4溶液氧化,即CH3CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH,则HOCH2CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CO2,D不合题意;
故答案为:B。
13.完成下列实验所选择的玻璃仪器正确且全面的是
选项
实验
玻璃仪器
A
利用制备纯净的
试管、分液漏斗、导管
B
鉴别氨水和溶液
试管和胶头滴管
C
粗盐提纯
烧杯、玻璃棒、酒精灯
D
配制的溶液
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.利用与浓盐酸反应制备需要酒精灯加热,A项错误;
B.利用互滴操作可以鉴别溶液和氨水,在氨水中滴加溶液,不产生沉淀,在溶液中滴加氨水,产生白色沉淀,后沉淀溶解,B项正确;
C.粗盐提纯要过滤,需要用到漏斗,C项错误;
D.配制一定浓度的溶液需要用到指定规格的容量瓶,D项错误;
本题选B。
14.如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质,能达到目的的是
选项
气体
试剂
现象
结论
A
酚酞试液
溶液变红色
氨水显碱性
B
紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
有酸性和漂白性
C
溴水
溶液褪色
分子中含碳碳双键
D
淀粉-KI溶液
溶液变蓝
有氧化性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.氨气的密度比空气密度小,选向下排空气法收集,故A不选;
B.氯气与水反应生成盐酸和HClO,溶液先变红后褪色,但Cl2不具有酸性和漂白性,故B不选;
C.C2H4的密度与空气密度接近,不能选排空气法收集,故C不选;
D.二氧化氮将KI淀粉溶液中的碘离子氧化成碘单质,碘单质和淀粉作用显示蓝色,所以说NO2有氧化性正确,故D正确。
答案选D。
15.部分含氯物质的分类与对应的化合物价的关系如图所示,下列推断不合理的是
A.可与反应生成 B.通入热的溶液可生成和
C.具有强氧化性,可用于自来水的消毒 D.可使用试纸比较与酸性强弱
【答案】D
【分析】a为氯化氢,b为氯气,c为二氧化氯,d为高氯酸,e为次氯酸,f为氯酸盐、g为次氯酸盐、h为氯化盐
【详解】A.-1价的氯化氢可与+1价的次氯酸盐反应生成单质氯气,故A正确;
B.氯气通入热的溶液可生成+5价的氯酸盐和-1价的氯化盐,歧化反应,故B正确;
C.二氧化氯中氯为+4价,具有强氧化性,可用于自来水的消毒,故C正确;
D.不可以使用试纸比较高氯酸与次氯酸酸性强弱,因为次氯酸具有漂白性,故D错误;
答案选D。
16.物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。部分含N及Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不正确的是
A.a和e反应可能得到b
B.工业上通过来制备
C.中的杂化方式与中的杂化方式不相同
D.浓溶液和浓溶液反应可以得到
【答案】B
【分析】由图可得a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2或四氧化二氮,e为HNO3或硝酸盐,a'为HCl,b'为Cl2,c'为HClO或次氯酸盐,d'为HClO3或氯酸盐,e'为HClO4或高氯酸盐;
【详解】A.氨气和硝酸生成硝酸铵,可能生成氮气,A正确;
B.工业上氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,而不是氨气转化为氮气,B错误;
C.e为HNO3或硝酸盐,N为sp2杂化,e'为HClO4或高氯酸盐,其中氯为sp3杂化,C正确;
D.根据氧化还原规律可知,浓氯水溶液和浓次氯酸溶液发生氧化还原反应可以得到氯气单质,D正确;
故选B。
17.化学兴趣小组采用次氯酸钙与稀盐酸反应制取氯气,并探究了氯气的性质。实验装置如图所示,下列说法正确的是
A.湿润的pH试纸先变红后褪色,说明有酸性和漂白性
B.f处出现红色沉淀是因为被氧化为,遇生成弱电解质
C.g处变为橙色,h处变为黄色,说明元素非金属性:
D.等量分别单独缓慢通过g、h、i试管时,生成的氧化产物的物质的量之比为1:1:1
【答案】D
【分析】次氯酸钙溶液与稀盐酸反应可产生氯气,氯气中混杂的水蒸气可被氯化钙吸收。氯气无漂白性,不能使干燥的pH试纸褪色。氯气与水发生反应:,其中HCl水溶液显酸性,HClO有漂白性,因此氯气能使湿润的pH试纸先变红后褪色。氯气具有强氧化性,可通过f、g、h、i实验验证,据此解答。
【详解】A. 根据分析可知,湿润的pH试纸先变红后褪色,说明氯气溶于水后的溶液具有酸性和漂白性,A错误;
B. 已知可将氧化为,遇溶液生成红色络合物,f处现象为溶液变红、但不出现红色沉淀,B错误;
C. 在试管g、h中分别发生氧化还原反应:,,其中氧化性:,,则元素的非金属性:,该实验不能证明Br和I元素的非金属性强弱,C错误;
D. 等量分别单独缓慢通过试管g、h、i时,分别发生的氧化还原反应为:、、,其中氧化产物分别为、、。根据化学方程式可计算出等物质的量的氯气参与反应,在g、h、i试管中生成的氧化产物物质的量之比为1:1:1,D正确。
答案为:D。
18.桔红色液体氯化溴属于卤素互化物,性质与卤素相似,下列推测不合理的是
A.常温下,在四氯化碳中的溶解度比小
B.的氧化性比强
C.可与反应生成
D.苯酚可与反应主要生成三氯苯酚和溴化氢
【答案】D
【详解】A.Br2为非极性分子,四氯化碳也是非极性分子,而BrCl为极性分子,根据相似相溶原理,常温下,在四氯化碳中的溶解度BrCl比Br2小,A正确;
B.BrCl和ICl中Br、I均为+1价,Br比I更难失电子,则Br+比I+更易得电子,因此BrCl的氧化性强于ICl,B正确;
C.BrCl的性质与卤素类似,Br2、Cl2可与Mg反应生成MgBr2和MgCl2,则BrCl可与Mg反应生成MgBr2和MgCl2,C正确;
D.苯酚与BrCl反应生成三溴苯酚和HCl,D错误;
故答案选D。
19.向碘水、淀粉的混合液中加入溶液,蓝色褪去。为探究褪色原因,设计如下图所示的实验。
下列分析错误的是
A.①中氧化了 B.①后溶液pH可能明显变小
C.③的目的是除去过量的溶液 D.④可发生
【答案】A
【分析】在碘水中存在如下平衡:,过程①中与反应生成AgI沉淀,促进I₂与水的反应不断正向进行,过程①后,溶液的主要成分为HIO、及未反应的,所以pH明显变小;过滤,所得滤液1中含有HIO和,还有未反应完的AgNO₃,加入NaCl溶液,与生成AgCl沉淀,往滤液2中加入KI溶液,发生、HIO、的氧化还原反应,同时发生反应,生成,使溶液再次变蓝色。
【详解】A.①中与反应生成AgI沉淀,促进I₂与水的反应不断正向进行,A错误;
B.过程①后,溶液的主要成分为HIO、及未反应的,所以pH明显变小,B正确;
C.滤液1中含有HIO和,还有未反应完的AgNO₃,加入NaCl溶液,与生成AgCl沉淀,C正确;
D.加入KI溶液,发生、HIO、的氧化还原反应,同时发生反应,生成,使溶液再次变蓝色,D正确;
故选A。
20.Cl2O是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯Cl2O。
已知:
①,合适反应温度为;副反应:。
②常压下,Cl2沸点,熔点;Cl2O沸点,熔点。
③在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。
下列说法正确的是
A.调控进入反应柱的混合气体中Cl2和N2的比例越高越好
B.将加热带缠绕于反应柱并加热
C.反应停止后,温度保持不变,为减少产品中的Cl2含量,在氯气未发生冷凝时抽气
D.装置之后需要加一个装有CaCl2的球形干燥管,并再接一个盛装澄清石灰水的尾气处理装置
【答案】C
【分析】由实验装置可知,Cl2和N2混合气经过装置A干燥混合后,进入含有HgO粉末的反应柱中进行反应,在常温下生成Cl2O,将产物通入装置C中利用Cl2O沸点低的性质冷凝分理出Cl2O,最后装置D进行尾气处理。
【详解】A.的作用是稀释,在气流速率一定的条件下,氯气所占的比例越小,其转化率越高,同时不足时会发生副反应,因此混合气中和的比例不是越高越好,故A错误;
B.与反应制备的合适反应温度为,因此该反应在常温下进行,若对反应柱加热会发生副反应,故B错误;
C.由题可知,沸点小于,在未发生冷凝时抽气可以有效的去除产物中的,故C正确;
D.和都不能直接排放于空气中,因此需要进行尾气处理,但是不用澄清石灰水,因为其浓度太小,应用溶液,同时需要防止溶液中水蒸气进入装置中,因此需要在和尾气处理装置之间连接吸收水蒸气的装置,故D错误;
故答案选C。
21.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 。
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 (选填序号)。
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ag(约0.6g),置于100mL烧杯中,加1:1高氯酸20mL,微热溶解试样,冷却后移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,得试液。
准确量取所得试液50.00mL置于250mL碘量瓶中,加入1:1高氯酸2mL,3g碘化钾,盖上瓶塞,在暗处放置3分钟,加50mL水,用浓度为0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL0.5%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,+5I-+6H+=3I2+3H2O,I2+2=2I-+
①准确量取50.00mL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)C CCl4中的紫红色消失 AC
(2)分液
(3)使Ca(IO3)2沉淀完全 乙醇易挥发可加快干燥,可减少Ca(IO3)2损失
(4)酸式滴定管或移液管 溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复 重复测定两次
【分析】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。
(2)流程中分离操作的名称是分液;
(3)①步骤5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50.00mL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;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。
22.次氯酸盐具有强氧化性。在碱性条件下,利用氧化生成高铁酸钾的工艺流程如下:
已知:①(条件:温度较低);
②(条件:温度较高)。
回答下列问题:
(1)反应①应在 (填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行,该反应的离子方程式为 。
(2)在溶液I中加入固体的目的是 。
(3)从溶液Ⅱ中分离出后,还会有副产品、,则反应③中发生的离子反应方程式为 ;洗涤“湿产品”时先水洗再用酒精洗涤,用酒精洗涤的原理是 。
(4)可作饮用水处理剂,该反应的离子方程式:,处理水中悬浮颗粒物的原理是 。
(5)目前,人们针对的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高水溶液稳定性的物质是___________(填字母)。
A. B. C. D.
【答案】
(1)温度较低
(2)与溶液I中过量的继续反应,生成更多的,为下一步反应提供碱性环境
(3) 酒精挥发时带走水分,易于干燥
(4)与水反应生成胶体,胶体具有吸附性,可吸附水中的悬浮颗粒物
(5)B
【分析】由题意及流程可知,先制备次氯酸钾,然后除去氯化钾,在碱性条件下次氯酸钾与硝酸铁发生反应生成高铁酸钾,经分离提纯后得到高铁酸钾晶体。
【详解】(1)根据已知信息分析,因为要得到次氯酸钾,所以反应应该在温度较低的条件下进行;该反应的离子方程式为:;
(2)加入氢氧化钾可以与溶液Ⅰ中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO,为下一步反应提供碱性环境。
(3)根据流程分析,硝酸铁和次氯酸钾在碱性条件下反应生成硝酸钾和氯化钾,和高铁酸钾,离子方程式为:。洗涤“湿产品”时先水洗再用酒精洗涤,之所以选用酒精洗涤是因酒精挥发时带走水分,易于干燥;
(4)高铁酸钾作为水处理剂是因为其能与水反应,离子方程式为。则其作为水处理剂的原理是:①高铁酸钾中的铁为+6价具有强氧化性能杀菌消毒;②水解产生的氢氧化铁胶体具有吸附作用而净水。
(5)A、高铁酸钾具有强氧化性,能氧化亚硫酸钠,降低稳定性,错误;B、氢氧化钾为强碱,有利于高铁酸钾的生成,稳定性增强;C、高铁酸钾在溶液中与醋酸反应,错误;D、高铁酸钾和水反应而不稳定,加入硝酸铁,会使反应生成的氢氧根离子和铁离子结合,使稳定性降低,错误。所以选B。
23.亚硝酰氯(,熔点:,沸点:)具有刺鼻恶臭味,易溶于浓硫酸,遇水剧烈水解,是有机合成中的重要试剂。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成,其制备装置如图所示(其中Ⅲ、Ⅳ、V中均为浓硫酸):
(1)图甲中I装置中A导管的作用 。
(2)图乙对应装置用于制备NOCl。
①装置连接顺序为a→ (按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置Ⅳ、V除可进一步干燥外,另一个作用是: 。
③有人认为装置Ⅷ中氢氧化钠溶液只能吸收氯气和NOCl。不能吸收NO,经过查阅资料发现用重铬酸钾溶液可以吸收NO气体,因此,在装置Ⅷ氧化钠溶液中加入重铬酸钾,能与NO反应产生+3的绿色沉淀。该反应的化学方程式是 。
(3)制得的NOCl中可能含有少量杂质,为测定产品纯度进行如下实验:
称取样品溶于溶液中,加入几滴X溶液作指示剂,用足量硝酸酸化的0.5mol/L溶液滴定至终点,消耗溶液。
已知:(白色沉淀;黄色沉淀;砖红色沉淀)
①X溶液为 。
a. b. c.
②写出NOCl与水溶液反应的方程式 。
③样品的纯度(质量分数)为 %(计算结果保留1位小数)。
【答案】
(1)保持分液漏斗上下压强相等,液体由于重力能顺利流下
(2)e→f→c→b→d 观察气泡的速率,调节气体的流速
(3)c 65.5%
【分析】氯气与一氧化氮在常温常压下合成亚硝酰氯。图甲装置制备氯气,实验室用浓盐酸与二氧化锰制备,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,先用饱和食盐水吸收除去HCl,再用浓硫酸干燥。由图甲制备NO,用铜和稀硝酸反应制备,制得的NO中可能混有硝酸、二氧化氮,先用水净化处理,再用浓硫酸干燥。将氯气和NO通过装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,还可以根据气泡控制气体流速,在装置Ⅵ中发生反应,在冰盐中冷凝收集NOCl,氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中,用氢氧化钠溶液吸收,NOCl遇水易水解,故在收集装置和尾气处理装置之间需加一个干燥装置,据此分析解题。
【详解】(1)图甲中I装置中A导管的作用是保持分液漏斗上下压强相等,液体由于重力能顺利流下;
(2)①由分析可知,装置连顺序为 a→e→f→c→b→d;
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是通过观察气泡的多少调节两种气体的流速;
③+3的绿色沉淀为Cr(OH)3沉淀,根据得失电子守恒配平该反应的化学方程式为;
(3)①根据、AgI和三种物质的,在三种离子的混合溶液中:逐滴滴加溶液时,三种离子沉淀的先后顺序。为了指示反应的终点,应让先沉淀,所以选用作指示剂;
②NOCl遇水剧烈水解,与水反应的化学方程式为;
③n ( AgNO3) =0.08L×0.5mol/L=0.04mol,由关系式得: NOCl ~NaCl~AgNO3, n (NOCl)=0.08L×0.5mol/L=0.04mol,则样品的纯度为=65.5%。
24.三氯化镓()是生产镓衍生化合物的理想前驱体,常用金属镓与反应制备,实验装置如图所示(部分夹持仪器已略去):
实验流程如下图所示:
已知:
①与同主族,制备的化学方程式:。
②熔点为77.9°C,易水解,在270℃以二聚体存在。
③气体可溶于四氢呋喃(),含有的四氢呋喃易潮解。
回答下列问题:
(1)仪器a名称是 。
(2)甲装置为气体的发生装置,反应的化学方程式为 。
(3)镓的熔点为29.8℃,反应温度为200~300℃。
①可推测镓的沸点 300℃(填“高于”或“低于”)。
②该条件下,乙装置中反应速率慢的原因是 (填一种)。
③乙与丙装置之间使用较粗导管和保温套的原因是 。
(4)装置丁中碱石灰的作用是 ,从装置丁中排出的气体除外还有 。
(5)气体可溶于四氢呋喃的原因是 。
(6)的空间构型为 ,其二聚体()中存在配位键,的结构式为 。
(7)用1.40g镓经上述实验制得100mL溶液,取10.00mL溶液加入10.00mL乙二胺四乙酸二钠盐溶液(以表示)与完全络合,再加PAN指示剂,用硫酸铜标准液滴定过量溶液,过程中涉及的反应如下: ,终点时消耗硫酸铜标准液14.00mL,计算产率为 。
【答案】
(1)球形干燥管
(2)或
(3)高于 通入的气体与镓仅在金属表面反应 防止气体在导管中结晶,堵塞导管
(4)吸收气体,防止空气中的水蒸气进入丙装置中
(5)和四氢呋喃均为极性分子,相似相溶
(6)平面正三角形 、或
(7)93%
【分析】该实验中首先用浓硫酸与氯化钠固体制取氯化氢气体,氯化氢与加在加热条件下反应生成三氯化镓和氢气,然后冷凝下来,最后滴加四氢呋喃吸收未参与反应的氯化氢气体,最后碱石灰可以吸收氯化氢和防止空气中水蒸气进入丙装置。
【详解】(1)仪器a用于盛装碱性干燥剂,名称是球形干燥管;
(2)甲装置中氯化钠固体与浓硫酸反应,利用高沸点酸制低沸点酸,反应方程式为:或;
(3)①镓的熔点为29.8℃,反应温度为200~300℃。乙装置反应完后,变成蒸汽进入丙装置冷凝,但镓如果同时变成蒸汽,会降低转化率,故镓的沸点高于300℃;
②该条件下,乙装置中氯气与镓表面接触发生反应,接触面积较小,导致反应速率慢;
③氯化镓在丙装置中冷凝,防止在乙与丙装置之间冷凝而堵塞导管,故使用较粗导管和保温套防止冷凝;
(4)根据分析,丁装置中碱石灰作用是吸收气体,防止空气中的水蒸气进入丙装置中,排出的气体出了氮气还有产生的氢气;
(5)和四氢呋喃均为极性分子,根据相似相溶原理,氯化氢溶解在四氢呋喃中;
(6)
氯化镓外价层电子对为3,为平面三角形结构,氯化镓的二聚体()类似于AlCl3的结构,存在配位键,故的结构式为;
(7)1.40g镓理论上可以值得氯化镓为=3.53g;与Ga3+反应的物质的量为:,实际产生氯化镓为质量为:,产率为。
25.某实验小组利用氯气氧化制备并对其性质进行探究。
【的制备】
(1)用下图装置制备(加热和夹持装置已略去),装置B的作用是 。
(2)写出装置C中生成的离子方程式: 。
【的性质探究】
资料:ⅰ.在强酸性条件下被还原成,在近中性条件下被还原成。
ⅱ.单质硫可溶于溶液,溶液呈淡黄色。
该小组研究溶液与溶液反应,探究过程如下。
实验序号
实验过程
实验现象
Ⅰ
溶液呈淡黄色(pH≈8),生成浅粉色沉淀(MnS)
Ⅱ
紫色变浅(pH<1),生成棕褐色沉淀()
(3)实验Ⅰ和Ⅱ的现象与资料均不相符,比如按资料ⅰ,应该生成黑色的沉淀,请用离子方程式解释消失的原因: 。
(4)反思:反应物相同而现象不同,表明物质变化不仅与自身性质有关,还与 (填2条)等因素有关。
(5)该小组为了证明实验Ⅱ中被氧化成,探究如下:
①甲同学取Ⅱ中少量溶液进行实验,检测有,得出结论,乙同学否定了该结论,理由是 。
②该小组同学讨论后,设计了如图装置进行实验,
a.右侧烧杯中的溶液是 。
b.连通后电流计指针偏转,一段时间后, (填操作和现象),证实该条件下可以将氧化成。
【答案】
(1)除去中含有的HCl
(2)
(3)(或)
(4)试剂浓度、试剂的量、药品滴加顺序、溶液酸碱性等合理的2项即可
(5)溶液用酸化,导致溶液中已存在 溶液(酸化至) 取左侧烧杯中溶液加足量稀HCl,再加少量溶液,有白色沉淀生成
【详解】(1)根据分析可知,装置B的作用是除去中含有的。
(2)根据分析可知,装置C中生成的离子方程式:。
(3)实验Ⅰ和Ⅱ的现象与资料均不相符,比如按资料ⅰ,应该生成黑色的沉淀,可能是由于二氧化锰将硫离子氧化为硫单质,反应为:(或)。
(4)反思该实验,反应物相同,滴加顺序不同,反应物的浓度不同,酸碱性不同,而现象不同,体现了物质变化不仅与其自身的性质有关,还与试剂浓度、试剂的量、药品滴加顺序、溶液酸碱性等合理的2项即可。
(5)①甲同学取实验Ⅰ中少量溶液进行实验,检测有,得出被氧化成的结论,乙同学否定了该结论,理由是:溶液用酸化导致溶液中已存在,故答案为:溶液用酸化导致溶液中已存在。
②a.证实该条件下的确可以将S2-氧化成,设计成原电池,S2-失去电子变成,发生氧化反应,应该在负极上反应,左侧烧杯应该是负极室,硫酸酸化的高锰酸钾溶液放在右侧烧杯,右侧为正极,故右侧烧杯中的溶液是溶液(酸化至);
b.连通后电流计指针偏转,一段时间后,该条件下负极S2-失去电子生成,证明S2-氧化成了,取左侧烧杯中的溶液,用盐酸酸化后,滴加溶液,观察到有白色沉淀生成,说明生成了。
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