内容正文:
第10讲 氯及其重要化合物
复 习 目 标
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。
考点一 氯及其化合物的性质和应用
必备知识整理
一、氯气
1.氯气的性质
(1)物理性质
颜色
状态
气味
密度
毒性
溶解性(25 ℃)
特性
____色气体
强烈刺激性气味
比空
气大
有毒
1体积水溶解约
2体积氯气
易____
微点拨
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即可,如图所示
(2)化学性质
①从氯的原子结构认识氯气的氧化性:
②从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
2.氯水的成分及性质
氯气能溶于水,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:
①Cl2+H2O⇌HCl+HClO;
②HClO⇌H++ClO-;
③H2O⇌H++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。
(3)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
酸性
微粒种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
微点拨 不可在光照条件下用H2和Cl2制HCl,会发生爆炸。
二、次氯酸
1.结构式:________。
2.性质
(1)弱酸性:一元弱酸,酸性比H2CO3还___________________________。
(2)不稳定性:见光易分解,____________________________,因此次氯酸要现用现配,保存在________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。
微点拨
(1)HClO和ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以和亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应。
(2)向NaClO溶液中通入CO2(不论是少量还是过量),均生成HC和HClO。原因是酸性:H2CO3>HClO>HC。
三、次氯酸盐
1.84消毒液
有效成分为________,它与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合会立即产生氯气,其离子方程式是ClO-+Cl-+2H+===________________。
2.漂白粉
微点拨
1.向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,发生的反应为Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
2.向Ca(ClO)2溶液中通入SO2,生成的是CaSO4而不是CaSO3。
3.次氯酸盐(ClO-)无论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、S、S2-等还原性离子。
[正误判断]
(1)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( )
(2)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂( )
(3)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2( )
(4)漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式:
ClO-+CO2+H2O===HClO+HC( )
(5)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( )
(6)标准状况下,11.2 L Cl2溶于水与水反应转移电子数一定为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( )
(8)可以用pH试纸测定氯水的pH( )
对点题组训练
题组一 氯气的性质及应用
1.为了探究氯气的性质,进行了以下四个实验。下列说法错误的是( )
A.四个实验中氯气均表现氧化性
B.可以用坩埚钳夹住灼烧后的钠立刻放入充满氯气的集气瓶中
C.金属铁和铜在实验中均燃烧得到高价态的金属氯化物
D.氢气需要先验纯再通入氯气中点燃
2.根据下列装置图回答问题:
(1)A、B通入Cl2后,观察到的现象是 ,根据现象可得出的结论是 。
(2)装置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)装置F的作用是 。
题组二 含氯的化合物性质
3.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)( )
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
B.该消毒液的pH约为12:ClO-+H2O⇌HClO+OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-===HClO+CH3COO-
4.下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是( )
A.将NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡生成(H+)
B.紫色石蕊试液,先变红,后褪色(H+、HClO)
C.向FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,发现呈血红色(Cl2)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl2)
微点拨) Cl2+H2O⇌HCl+HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质
浓度变化
平衡移动的方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-),增大
左移
用饱和食盐水除Cl2中的HCl
盐酸
c(H+)和,c(Cl-)增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+),减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
c(H+),减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H+),减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO),减小
右移
氯水避光保存或现用现配
新 情 境 新 高 考
杀灭新型冠状病毒的先锋——“84”消毒液
本品是以次氯酸钠为主要成分的液体消毒剂。有效氯含量为5.1%~6.9%,可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌、致病性酵母菌,并能灭活病毒。
使用说明书
1.外用消毒剂,须稀释后使用,勿口服。
2.如原液接触皮肤,立即用清水冲洗。
3.本品不适用于钢和铝制品的消毒。
4.本品易使有色衣物脱色,禁用于丝、毛、麻织物的消毒。
5.置于避光、阴凉处保存。
6.不得将本品与酸性产品 [如洁厕剂(主要成分盐酸)]同时使用。
[问题探究]
(1)“84”消毒液的有效成分是什么?从物质分类和氧化还原反应角度分析其具有什么性质。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)资料表明,“84”消毒液使用过程中起主要消毒作用的是次氯酸。在日常生活中使用“84”消毒液,次氯酸是如何产生的呢?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)“84”消毒液与洁厕灵不能混合使用,为什么?(用化学方程式表示)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
考点二 氯气的实验室制备
必备知识整理
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的化学方程式:
MnO2+4HCl(浓) 。
2.实验装置
3.制取流程
微点拨 氯气制备的“四注意”
(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,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
4.工业制法
(1)电解饱和食盐水:2NaCl+2H2OH2↑+2NaOH+Cl2↑。
(2)电解熔融NaCl:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
[正误判断]
(1)过量MnO2与一定量浓盐酸充分反应,HCl能完全反应( )
(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)实验室用MnO2与浓盐酸制取氯气,每消耗1 mol MnO2,起还原剂作用的HCl消耗4 mol( )
(5)可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验HCl中混有的Cl2( )
对点题组训练
题组一 氯气的制备与性质实验
1.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)如图,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e的主要用途是制备NaClO
D.若实验中使用到装置c且布条褪色,则说明湿润的氯气有漂白性
2.某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气,化学方程式为Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O,他们设计如图实验装置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中发生反应的离子方程式: ,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)。
题组二 其他含氯化合物的制备
3.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 ℃;HgO+2Cl2===HgCl2+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
4.氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物,沸点为77 ℃,在农药、制药行业中用途广泛。SOCl2遇水剧烈反应,产生白雾和带有刺激性气味的气体。实验室合成SOCl2的原理为SO2+Cl2+SCl2===2SOCl2,部分装置如图所示。
回答以下问题:
(1)实验室制取SOCl2时,所选仪器的连接顺序是⑥→ →①②← (某些仪器可以多次使用)。
(2)冷凝管口③是 (填“进水”或“出水”)口,冷凝管上连接干燥管的作用是 。
(3)本实验中制取Cl2的离子方程式为 。SOCl2与水反应的化学方程式为_________________________________________。
(4)已知SCl2的沸点为50 ℃。实验结束后,将三颈烧瓶中的混合物分离开的实验操作名称是 。若反应中消耗的Cl2的体积为896 mL(已转化为标准状况,且SO2足量),最后得到纯净的SOCl2 6.76 g,则SOCl2的产率为 (保留两位有效数字)。
考点三 卤素及卤素离子的检验
必备知识整理
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+3X2===2FeX3,但由于I2的氧化性较弱,I2与Fe反应生成 。
②都能与H2反应生成HX:X2+H2===2HX。
③都能与碱溶液反应: (F2例外)。
(2)性质的递变性
颜色
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
还原性
(X-)
阴离子还原性由强到弱顺序是
①Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子方程式为 .
②Br2能从I-的溶液中置换出I2,离子方程式为 .
2.卤素及其化合物的特性
氟
① 性最强,F-的还原性最弱
②与H2反应在暗处即 ,F2与盐溶液反应时,F2先与H2O反应
③HF是 酸,能腐蚀玻璃,故应保存在 中;有毒
溴
①Br2是 色液体,易
②Br2易溶于有机溶剂,CCl4、汽油可作Br2的萃取剂
③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用 塞
④AgBr具有感光性,见光易分解,可用于
碘
①I2遇淀粉变 色
②I2加热时易
③I2易溶于有机溶剂
④食用盐中加入 可用于补碘,防治甲状腺肿大
⑤AgI具有感光性,见光易分解,可用于
微点拨
(1)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)HX的热稳定性:HF>HCl>HBr>HI,,还原性:HF<HCl<HBr<HI;
(3)CaX2中只有CaF2难溶于水,AgX中只有AgF易溶于水;
(4)I-的还原性很强,能被Fe3+、HNO3、Mn(H+)、H2O2、O2、ClO-、Cl等氧化剂氧化;
(5)次卤酸盐或卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):,如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,Cl+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O;
(6)HX中只有HF为弱酸,且酸性HF<HCl<HBr<HI。
3.卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
(2)置换——萃取法
(3)氧化——淀粉检验I-
[正误判断]
(1)实验室保存液溴时要加少量水进行水封,不用橡胶塞( )
(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡、静置,下层溶液显紫色说明原溶液中有I-( )
(3)卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO( )
(4)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸( )
(5)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3( )
(6)浓硫酸不能干燥HBr、HI( )
(7)加碘盐能使淀粉变蓝( )
(8)向无色溶液中滴加CCl4,振荡,静置,通过溶液的颜色判断是否含有I-( )
对点题组训练
题组一 卤素的性质及递变规律
1.鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4 ③溴水、苯
④硝酸、AgNO3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥CCl4、淀粉溶液
A.①②④ B.②③⑥
C.②④⑤ D.④⑤⑥
2.某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是( )
A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强
B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强
C.E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
D.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O
题组二 卤素离子的检验
3.下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是( )
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,取无色的水层并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
4.下列叙述中错误的是( )
A.能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质不一定是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,下层显橙红色
题组三 卤素单质氧化性的实验探究
5.为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
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。
本讲真题研练
1.实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
2.国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出,乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸(CH3COOOH)、氯仿等均可有效灭活病毒。对于上述化学药品,下列说法错误的是( )
A.CH3CH2OH能与水互溶
B.NaClO通过氧化灭活病毒
C.过氧乙酸相对分子质量为76
D.氯仿的化学名称是四氯化碳
3. 历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体,由于性质相似,Liebig误认为是ICl,从而错过了一种新元素的发现,该元素是 。
4.
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,若生成1 mol I2,消耗的KI至少为 mol。I2在KI溶液中可发生反应:I2+I-⇌。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5.在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是( )
A.NaOH B.NaCl
C.NaClO D.Na2CO3
第10讲 氯及其重要化合物
考点一
必备知识整理
一、
1.(1)黄绿 液化 (2)①2Fe+3Cl22FeCl3 棕褐 Cu+Cl2CuCl2 棕黄 H2+Cl22HCl 苍白 Cl2+2KI===2KCl+I2 Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl Cl2+2FeCl2===2FeCl3 ②Cl2+H2O⇌HCl+HClO Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
二、
1.H—O—Cl
2.(1)弱 (2)2HClO2HCl+O2↑ 棕色
三、
1.NaClO Cl2↑+H2O
2.Ca(ClO)2、CaCl2 Ca(ClO)2 +CaCl2+2H2O 碱 氧化 Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO 2HClO2HCl+O2↑
正误判断
答案:
(1)× 电解质必须是化合物,Cl2是单质
(2)× Cl2中氯元素的化合价是0价,能升高也能降低,既能作氧化剂,又能作还原剂
(3)× Cl2具有很强的氧化性,与变价金属反应金属显高价
(4)× 漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式为、2HClO2HCl+O2↑
(5)√
(6)× 氯气溶于水大部分以氯气分子形式存在,只有少量与水反应生成盐酸和次氯酸
(7)√
(8)× 氯水有漂白性,能使pH试纸褪色,用pH试纸无法测其pH
对点题组训练
1.答案:B
2.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)Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO
(3)溶液先变为红色,然后褪色
+2Cl-
(5)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(6)吸收氯气,防止污染环境
3.解析:NaClO的制备为Cl2与NaOH溶液反应:Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O,故A项合理;NaClO饱和溶液的pH为11,该消毒液中溶液的pH为12,是由于消毒液中还含有少量的NaOH,故B项不合理;该消毒液与洁厕灵混用会发生氧化还原反应:2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O,故C项合理;因为醋酸的酸性比次氯酸的酸性强,发生反应:CH3COOH+ClO-===CH3COO-+HClO,HClO浓度增大,漂白性增强,故D项合理。
答案:B
4.解析:新制氯水中含有Cl2、HClO和H2O 3种分子,H+、Cl-、ClO-和OH- 4种离子。将NaHCO3固体加入新制氯水,H+与反应生成CO2,A项不符合题意;将紫色石蕊试液加入新制氯水,H+使石蕊试液变红,HClO使之褪色,B项不符合题意;向FeCl2溶液中滴加氯水,Cl2将FeCl2氧化为FeCl3,C项不符合题意;滴加AgNO3溶液,Ag+与Cl-反应得到AgCl白色沉淀,D项符合题意。
答案:D
新情境新高考
提示:(1)在NaClO中Cl元素的化合价为+1价,具有强氧化性;NaClO属于盐,也可以与稀酸反应生成次氯酸。
(2)次氯酸是一种比碳酸弱的酸,根据较强酸制较弱酸的原理,空气中的CO2溶于水,与次氯酸钠反应可产生次氯酸。
(3)NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O。
考点二
必备知识整理
1.MnCl2+Cl2↑+2H2O
3.饱和食盐水 浓硫酸 向上排空气法收集 排饱和食盐水法 淀粉KI 品红 NaOH溶液
正误判断
答案:(1)× MnO2只能与浓盐酸反应,与稀盐酸不反应
(2)× 除去Cl2中混有的HCl应用饱和食盐水
(3)× Cl2能与碱石灰反应,故不能用碱石灰干燥Cl2
(4)× 在MnO2与浓盐酸的反应中,每消耗1 mol MnO2,起还原剂作用的HCl消耗2 mol
(5)√
对点题组训练
1.解析:为确定氯气有无漂白性,需要进入到装置b中的氯气中不含HCl及水蒸气,故应先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气,为防止装置e中水蒸气进入装置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错误,B正确;由装置b中现象可判断Cl2有无漂白性,湿润有色布条褪色是因氯气与水反应生成的HClO引起的,D错误。
答案:B
2.解析:
(1)从化学方程式可知反应物是固体和液体,反应条件是加热,所以应选固液混合加热型装置。
(2)氯气具有强氧化性,与碘化钾发生反应:2KI+Cl2===2KCl+I2,淀粉遇碘变蓝色。
(3)装置D中发生反应的离子方程式:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+,装置E的作用是吸收多余的Cl2,防止污染空气。
(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠,只要验证的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化,检验的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。
(5)实验室通过装置a制备氯气,可以用高锰酸钾与浓盐酸反应,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
答案:(1)b (2)溶液变蓝色 (3)Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ 吸收多余的Cl2,防止污染空气 (4)取少量C中溶液于小试管中,加入足量稀盐酸,充分振荡后滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成且沉淀不消失,则证明C中亚硫酸钠已被氧化 (5)2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
3.解析: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;⑤是收集Cl2O的装置,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。
答案:C
4.解析:
(1)由题中给出的部分仪器的连接顺序可知,①中通入的是纯净干燥的Cl2,故将⑥导出的Cl2先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶;②中通入的是干燥的SO2,利用⑦所在的装置制取二氧化硫,然后用浓硫酸干燥。
(2)应从冷凝管的下口进水,上口出水;由题意可知,冷凝管上连接干燥管的作用是吸收逸出的Cl2、SO2,同时防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl2水解。
(3)本实验中可利用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气;由SOCl2遇水剧烈反应,产生白雾和带有刺激性气味的气体可知,SOCl2与水反应得到SO2和HCl。
(4)可用蒸馏的方法将三颈烧瓶中的混合物分离开;由可知,理论上得到SOCl2的质量为g=9.52 g,则SOCl2的产率为×100%≈71%。
答案:(1)⑫→⑪→⑨→⑩ ⑩←⑨←⑦
(2)进水 吸收逸出的Cl2、SO2,防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl2水解
(3)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl
(4)蒸馏 71%(或0.71)
考点三
必备知识整理
1.(1)FeI2 X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O
(2)加深 升高 增大 减小 Cl2>Br2>I2 I->Br->Cl- 2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 2I-+Br2===2Br-+I2
2.氧化 爆炸 弱 塑料瓶 红棕 挥发 橡胶 照相的底板 蓝 升华 KIO3 人工降雨
3.浅黄 Br-
正误判断
答案:(1)√
(2)√
(3)× F2+2H2O===4HF+O2
(4)× 氢氟酸是弱酸
(5)× I2与Fe反应生成FeI2
(6)√
(7)× 加碘食盐中的碘元素以KIO3的形式存在,不能使淀粉变蓝
(8)× I-不溶于CCl4
对点题组训练
1.解析:①无法鉴别三种溶液,③无法鉴别NaCl和NaBr溶液,⑥无法鉴别三种溶液。
答案:C
2.解析:E处发生反应Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,则E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强,A、C正确;F处可能发生反应Cl2+2I-===2Cl-+I2,也可能发生反应Br2+2I-===2Br-+I2,F处棉花球变蓝色只能说明有碘单质生成,由于氯气的干扰,所以不能说明Br2的氧化性比I2强,B错误;G为尾气处理装置,装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O,D正确。
答案:B
3.解析:A项,在KI中加入足量新制氯水,也会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,有机层是萃取I2而显色,并没有Br2产生。
答案:D
4.解析:还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I-氧化为I2,A项正确;硝酸酸化的硝酸银溶液与NaCl、NaBr、KI分别生成白色、淡黄色、黄色沉淀,可以鉴别,B项正确;碘单质的CCl4溶液显紫色,C项错误;CCl4的密度比水大,下层显橙红色,D项正确。
答案:C
5.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。实验过程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对溴置换碘实验的干扰。
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对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
本讲真题研练
1.解析:浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A装置能达到实验目的,故A不符合题意;氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,故B不符合题意;湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C不符合题意;氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,D装置不能达到实验目的,故D符合题意。
答案:D
2.解析:A项,乙醇可与水以任意比互溶,正确;B项,NaClO水解生成的HClO具有强氧化性,可通过氧化灭活病毒,正确;C项,过氧乙酸的分子式为C2H4O3,其相对分子质量为76,正确;D项,氯仿的分子式是CHCl3,其化学名称是三氯甲烷,错误。
答案:D
3.答案:溴(或Br)
4.解析:
(2)题述制备I2的总反应为NaIO3与NaHSO3反应生成I2和,根据I2、,由得失电子守恒可得,再根据电荷守恒和原子守恒,配平离子方程式为+3H++H2O。
(3)KI溶液和CuSO4溶液反应生成CuI和I2,配平离子方程式为2Cu2++4I-===2CuI+I2,若生成1 mol I2,消耗的KI至少为4 mol。I2在水中溶解度不大,反应中加入过量KI,使反应平衡右移,防止单质碘的析出。
答案:+3H++H2O
(3)4 防止单质碘析出
5.解析:“84消毒液”可由氯气与NaOH溶液反应制取:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,“84消毒液”的有效成分是NaClO,C项正确。
答案:C
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