内容正文:
3.焰色试验的操作
铂丝
酒精灯
灼烧→无色
蘸取
→待测物
酒精灯
灼烧→观察火
焰颜色
用盐酸
洗涤→铂丝
酒精灯
灼烧→无色
如图所示
明代宋应星所著的《天工开物》被誉为
“17世纪中国工艺百科全书”。下列说法错
误的是 ( )
A.“纷纷灿烂如星陨, 喧豗似火攻”描述
了钠、铁等金属的焰色试验
B.“凡盐,见水即化”,此处所讲“盐”即食盐
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末
中有Na+,无法确定是否有K+
D.高压钠灯发出透雾性强的黄光是利用了
焰色试验的原理
以下各项叙述中错误的是 ( )
A.原子半径由小到大的顺序是Li<Na<K
<Rb<Cs
B.同一种碱金属元素的离子半径比原子半
径小
C.碱金属单质的密度:Li<K<Na<Rb
D.碱金属离子的氧化性:Li+<Na+<K+
<Rb+
第7讲 氯及其化合物
考点一 氯及其化合物的性质
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: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.氯气的化学性质
(1)与金属反应
①与Fe反应的化学方程式: 2Fe+3Cl2
点燃
2FeCl3 ,产生 棕褐 色烟。
②与 Cu反应的化学方程式: Cu+Cl2
点燃
CuCl2 ,产生 棕黄 色烟。
(2)与非金属反应
与 H2 反应的化学方程式: H2+Cl2
点燃
2HCl 。
现
象
点燃时 安静地燃烧
,发出 苍白 色火
焰,瓶口有白雾产生
→
光照时 剧烈反应
,发生爆炸,瓶口有白
雾产生
→
(3)与还原性无机化合物反应(书写离子方
程式)
①与碘化钾溶液反应: Cl2+2I-2Cl-
+I2 。
②与 SO2 的 水 溶 液 反 应: Cl2+SO2+
2H2O4H++SO2-4 +2Cl- 。
340
③与 FeCl2 溶液反应: Cl2+2Fe2+
2Fe3++2Cl- 。
(4)与水反应
①化 学 方 程 式: Cl2+H2O HCl+
HClO 。
②氯水中存在三种平衡关系:
a.Cl2溶于水: Cl2+H2O HCl+HClO ;
b.HClO 的 电 离: HClO H+ +
ClO- ;
c.H2O的电离: H2O H++OH- 。
③氯水的成分
(5)与碱反应(书写化学方程式)
①与烧碱反应: Cl2+2NaOHNaCl+
NaClO+H2O 。
②制取漂白粉: 2Cl2+2Ca(OH)2
CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 。
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
2HCl+O2↑ 。
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
为盐酸)混合立即会产生氯气,其离子方程式
为: ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O 。
(2)漂白粉
①成分:漂白粉的主要成分是 CaCl2 和Ca
(ClO)2 ,有效成分是 Ca(ClO)2 。
②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 。
1.从平衡的角度理清氯水的成分与性质
(1)氯水中存在三个平衡关系。
①Cl2+H2O H++Cl-+HClO
②HClO H++ClO-
③H2O H++OH-
(2)氯水性质的多重性。
(3)外界因素对平衡Cl2+H2O H++
Cl-+HClO的影响。
①加入可溶性氯化物(如 NaCl)时,c(Cl-)
增大,平衡左移,如排饱和食盐水法收集
Cl2;再 如 用 饱 和 食 盐 水 除 去 Cl2 中 混 有
的 HCl。
②加入浓盐酸,c(H+)、c(Cl-)均增大,平衡
左移,如用次氯酸盐和浓盐酸制Cl2 时,有
利于Cl2 的逸出。
③加入NaHCO3 或CaCO3,二者只与H+反
应,不与 HClO反应,c(H+)减小,平衡右
移,c(HClO)增大,氯水的漂白性增强。
④加入碱,c(H+)、c(HClO)减小,平衡右
移,如Cl2 的尾气处理和漂白粉的制备等。
440
⑤光照,HClO分解,c(HClO)减小,平衡右
移,如氯水需避光保存,久置的氯水最终会
变成盐酸。
2.氯水强氧化性的应用
(1)氯水中含有Cl2 和 HClO,二者均具有强
氧化性,但Cl2 的浓度比 HClO大得多。因
此当氯水作用于还原性物质时,只考虑Cl2
与还原性物质反应,不再考虑 HClO与之
反应。
(2)由于干燥的Cl2 无漂白作用,故当氯水
作用于有色物质时,只考虑 HClO将有色物
质氧化为无色物质,显示漂白性质。
(2023·湖北卷)下列化学事实不符合
“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲
学观点的是 ( )
A.石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B.氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还
原剂
C.铜锌原电池工作时,正极和负极同时发
生反应
D.Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增
多而增强
水处理包括水的净化、杀菌消毒、蒸馏
等。其中常见的杀菌消毒剂包括氯气、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
的两者混合会提高漂白的效率
D.漂白粉长期露置在空气中会失效
考点二 氯气的实验室制法
1.实验室制取、收集纯净氯气的装置
反应
原理
用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、
MnO2 等)氧化浓盐酸,如:MnO2 和浓盐
酸反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
△
MnCl2+2H2O+Cl2↑
制备装置
类型
↓
固体+液体
△
→ 气体
↓
净化方法
用饱和食盐水除去 HCl ,再用浓硫酸
除去 水蒸气
收集方法
↓
向上排空气法或排饱和食盐水法
尾气吸收
↓
用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收
2.验满方法
(1)将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2 的瓶
口,试纸变 蓝 。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2 的瓶
口,试纸先 变红 后 褪色 。
(3)根据氯气的颜色。
540
氯气制备与性质实验的综合考查
1.实验注意事项
(1)稀盐酸与 MnO2 不反应,反应物应该为
浓盐酸,随着反应的进行,盐酸浓度逐渐减
小,稀盐酸不再与 MnO2 反应,参加反应的
HCl一半表现还原性,一半表现酸性。
(2)浓盐酸与 MnO2 反应制备Cl2 时必须要
加热。若将 MnO2 换作 KMnO4 等强氧化
剂则不需要加热。
(3)浓盐酸具有挥发性,因此装置中必须使
用分液漏斗且盖上玻璃塞。
(4)尾气吸收用NaOH溶液,不能用澄清石
灰水,因为Ca(OH)2的溶解度小,吸收Cl2
的能力弱。
2.反应物的选择
(1)若无浓盐酸,可用 NaCl和浓 H2SO4 代
替:MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓)
△
MnSO4+2NaHSO4+Cl2↑+2H2O
(2)若 无 MnO2,可 用 其 他 强 氧 化 剂 如
KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4 等 代 替,有 关
反应:
KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑ +
3H2O
Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+
2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2
+5Cl2↑+8H2O
[注意] 选择气体发生装置时需注意反应
是否需要加热。
3.一般净化处理装置的组装顺序
根据前面除杂时引入的新杂质,在后面的除
杂过程中能够除去的原则,装置组装时应考
虑制备实验中可能产生哪些杂质以及除杂
顺序,一般情况下除水蒸气的步骤放在除杂
过程的最后。
Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的
气体,是一种强氧化剂,易溶于水且会与水
反应生成次氯酸,与有机物、还原剂接触或
加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O
的装置如图所示。
已知:Cl2O的熔点为-116℃,沸点为3.8℃;
Cl2 的沸点为-34.6℃;H2O+2Cl2HgCl2
+Cl2O。下列说法中不正确的是 ( )
A.装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐
水和浓硫酸
B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O
稀释,减小爆炸危险
C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D.装置④与⑤之间不用橡胶管连接,是为
了防止橡胶管燃烧和爆炸
(2023·北京卷)完成下述实验,装置或
试剂不正确的是 ( )
A.实验室制Cl2
B.实验室收集C2H4
C.验证NH3 易溶于水且溶液呈碱性
D.除去CO2 中混有的少量 HCl
640
考点三 卤素的性质及卤素离子的检验
1.卤素单质(X2)性质的相似性和递变性
(1)性质的相似性
①都能与大多数金属反应,如F2、Cl2、Br2
与Fe反应:2Fe+3X22FeX3,但由于I2
的氧化性较弱,I2 与Fe反应生成 FeI2 。
② 都 能 与 H2 反 应 生 成 HX:X2 + H2
2HX。
③都能与水反应:X2+H2O HX+HXO
(F2 例外:2F2+2H2O4HF+O2)。
④都能与碱溶液反应:X2+2NaOH
NaX+NaXO+H2O(F2 例外)。
[微点拨] F2 能与水反应放出O2,故F2 不
能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置
换出来。
(2)性质的递变性
颜色
F2
淡黄绿色
Cl2
黄绿色
Br2
深红棕色
I2
紫黑色
颜色 加深
熔、
沸点
气体 气体 液体 固体
逐渐 升高
→
密度 逐渐增大→
水溶性
反应 溶解 溶解 微溶
逐渐 减小
→
氧化性
与氢气化合或与水反应由易到难
氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是Cl2>Br2>I2
→
还原性
(X-)
阴离子还原性由强到弱顺序是 I- >
Br->Cl-
①Cl2 能从Br-的溶液中置换出Br2,离
子方 程 式 为 2Br- +Cl2 2Cl- +
Br2
②Br2 能从I-的溶液中置换出I2,离子
方程式为 2I-+Br22Br-+I2
2.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3 溶液———沉淀法
未知数
先加稀硝酸酸化
再滴加AgNO3 溶液
→
生成
白色沉淀,则有Cl-
淡黄色 沉淀,则有Br-
黄色 沉淀,则有I-
(2)置换———萃取法
未知液
加适量新制饱和氯水
振荡 →
加入CCl4/下层 或汽油/上层
振荡 →
有机层呈
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
加入适量新制饱和氯水或双氧水
振荡 →
淀粉溶液
振荡 →蓝色溶液,表明有I
-
740
1.卤素单质性质随着原子序数的递增而呈规
律性变化
单质 F2、Cl2、Br2、I2→
相似性
都有颜色,都有毒,都不易
溶于水,都易溶于CCl4 等
有机溶剂(F2 易和水反应)
递
变
性
状态(通常状况下) 气体、气体、液体、固体
颜色(逐渐加深)
淡黄绿色、黄绿色、深红棕
色、紫黑色
密度 逐渐增大
熔、沸点 逐渐升高
在水中的溶解度 逐渐减小
氧化性(X2)
逐渐减弱,与氢气化合由
易到难;气态氢化物的稳
定性逐渐减弱
还原性(X-) 逐渐增强
最高价氧化物对
应水化物的酸性
逐渐减弱(F无含氧酸)
2.卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色
单质 水 CCl4 汽油(或苯) 酒精
Cl2 淡黄→黄绿 黄绿 黄绿 黄绿
Br2 黄→橙 橙→橙红 橙→橙红 橙→橙红
I2 深黄→褐 紫→深紫 淡紫→紫红 淡紫→紫红
3.卤素单质及其化合物的特殊性
(1)F原子半径小,得电子能力非常强,F元
素无正化合价,无对应的含氧酸,F2 是氧化
性最强的非金属单质。
(2)F2 能与水反应放出O2,故F2 不能从其他
卤素化合物的水溶液中将卤素单质置换出来。
(3)F2、HF气体及氢氟酸均能腐蚀玻璃,因
此不能用玻璃容器盛装,应保存在塑料瓶或
铅制器皿中。
(4)Br2 在常温下呈液态,是唯一一种液态
非金属单质。液态Br2 有剧毒,易挥发,故
要用蜡密封保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶
中,且需用水封,不能用橡胶塞。
(5)I2 能使淀粉溶液显蓝色,这是碘单质的
特殊性质,该性质可用于检验I2。Cl2 可使
湿润的淀粉-KI试纸变蓝,其实质是Cl2+
2I-2Cl-+I2。此外碘单质易升华,碘
是常温下固体单质中唯一的双原子分子。
(6)卤化氢均极易溶于水,在空气中易形成
酸雾,其中 HF有剧毒;卤化氢都是大气污
染物,水溶液均呈酸性;酸性强弱:HF<
HCl<HBr<HI,只有 HF为弱酸,HCl、
HBr、HI均为强酸。
(7)AgX中除AgF外均难溶于水,也不溶于
酸,且在水中的溶解度逐渐减小;CaX2 除
CaF2 外均易溶于水。
(8)AgX均不稳定,见光均易发生分解反
应,生成卤素单质和银。
下列有关卤素的说法错误的是 ( )
A.将Cl2 与 HCl混合气体通过饱和食盐水
可得到纯净的Cl2
B.HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强
C.淀粉碘化钾酸性溶液在空气中变蓝,
4I-+O2+4H+2I2+2H2O
D.次氯酸盐具有氧化性,故漂白粉可以漂
白织物
从淡化海水中提取溴的流程如下:
淡化
海水
通入
Cl2
Ⅰ
→
低浓
度Br2
通入热空气
吹出Br2
用X吸收
Ⅱ
→
含Br-等
的溶液
通入
Cl2
Ⅲ
→
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:2Br-+Cl22Cl-
+Br2
C.工业上每获得1molBr2,需要消耗Cl244.8L
D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
840
例2 B 钠的密度比水小,钠与水、酸的反应实质为2Na+
2H+2Na++H2↑,且为放热反应,一般来说,氢离子
浓度越大,反应速率越大,实验Ⅲ反应较Ⅰ缓慢,可说明
溶液中的氯离子对反应有影响,生成的白色固体为NaCl,
以此解答该题。盐酸氢离子浓度较大,与钠反应生成氯
化钠和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H+2Na+
+H2↑,故A正确;实验Ⅲ反应较Ⅰ缓慢,不能说明氢离
子浓度越大,反应越剧烈,故B错误;有白雾生成,说明气
体挥发,可说明为放热反应,故C正确;实验Ⅲ反应较Ⅰ
缓慢,可说明浓盐酸的c(Cl-)以及生成的 NaCl固体对
反应剧烈程度有影响,故D正确。
考点二
经典例题剖析
例1 A 铝用于制作门窗框架,利用了铝的硬度大、密度
小、抗腐蚀等性质,而不是利用它的还原性,A不正确;氧
化钙易吸水,并与水反应生成氢氧化钙,可吸收气体中或
密闭环境中的水分,所以可用作干燥剂,B正确;食品中含
有的Fe2+等易被空气中的氧气氧化,维生素C具有还原
性,且对人体无害,可用作食品抗氧化剂,C正确;过氧化
钠能与二氧化碳反应生成氧气,同时可吸收人体呼出的
二氧化碳和水蒸气,可作潜水艇中的供氧剂,D正确;故
选A。
例2 A Na2O2 与水反应生成 NaOH 和 O2,HCO-3 与
OH-反应生成CO2-3 和 H2O;NH+4 与 OH- 反应生成
NH3·H2O;则①HCO-3 、④CO2-3 、⑤NH+4 浓度均发生
变化。Na2O2 具 有 强 氧 化 性,②SO2-3 能 被 氧 化 生 成
SO2-4 ,则②SO2-3 浓度发生变化。溶液中离子浓度基本
保持不变的是③K+、⑥NO-3 ,A项正确。
考点三
经典例题剖析
例1 C Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O
解答此类题目用归“1”法。A项,假设二者都是1g,则
n(NaHCO3)=n(CO2)=
1
84mol
,n(Na2CO3)=n(CO2)=
1
106mol
,正确;B项,假设二者均为1mol,则消耗的盐酸:
Na2HCO3为2mol,NaHCO3 为1mol,正确;C项,假设
二者均为1g,Na2CO3 需盐酸的物质的量为2×
1
106mol
=153mol
,NaHCO3 需盐酸
1
84mol
,错误;D项,假设二者
均为1mol,NaHCO3 与 Na2CO3 分别与足量盐酸反应,
都生成1molCO2,正确。
例2 (1)Ⅱ
(2)2NaHCO3
△
Na2CO3+CO2↑ + H2O、CO2+
Ca(OH)2CaCO3↓+H2O c
(3)Na2CO3
考点四
经典例题剖析
例1 A
例2 D 同主族元素从上到下原子核外电子层数逐渐增
加,原子半径逐渐增大,所以原子半径由小到大的顺序是
Li<Na<K<Rb<Cs,故A正确;碱金属原子失去最外层
电子形成离子,同一种碱金属元素的离子半径比原子半
径小,故B正确;碱金属单质从上到下密度呈增大趋势,
但K的密度比Na小,所以碱金属单质的密度:Li<K<
Na<Rb,故C正确;碱金属单质从上到下失电子能力增
强,还 原 性 增 强,对 应 阳 离 子 的 氧 化 性 逐 渐 减 弱,故 D
错误。
第7讲 氯及其化合物
考点一
经典例题剖析
例1 D 石灰乳中存在沉淀溶解平衡:Ca(OH)2(s)
Ca2++(aq)+2OH-(aq),既有沉淀的溶解,又有沉淀的
生成,A不符合题意;氯气和强碱的反应为歧化反应,氯
气既作氧化剂,又作还原剂,Cl的化合价有升又有降,B
不符合题意;铜锌原电池工作时,负极上失去电子发生氧
化反应,正极上得电子发生还原反应,C不符合题意;Li、
Na、K的金属性随其核外电子层数的增多而增强,体现的
是性质的递变规律,与“既相互对立又相互统一”的哲学
观点不符,D符合题意。
例2 D
考点二
经典例题剖析
例1 C 制取Cl2O需要干燥纯净的氯气,所以②③中盛装
的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸,A项正确;高浓度的
Cl2O易爆炸,所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O
稀释。减小爆炸危险,B项正确;装置⑤是收集Cl2O,所
以温度低于3.8℃,此时氯气是气体,逸出的气体主要是
空气和剩余的Cl2,C项错误;Cl2O与有机物接触会发生
燃烧并爆炸。装置④与⑤之间不用橡胶管连接,是为了
防止橡胶管燃烧和爆炸,D项正确。
例2 D MnO2 固体加热条件下将 HCl氧化为Cl2,固液
加热的反应该装置可用于制备Cl2,A项正确;C2H4 不溶
于水,可选择排水收集,B项正确;挤压胶头滴管,水进入
烧瓶将NH3溶解,烧瓶中气体大量减少压强急剧降低打
开活塞水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉,红色喷泉证
明NH3 与水形成碱性物质,C项正确;Na2CO3 与 HCl、
CO2发生 反 应,不 能 达 到 除 杂 的 目 的,应 该 选 用 饱 和
NaHCO3溶液,D项错误;故选D。
考点三
经典例题剖析
例1 A
例2 C
—503—