内容正文:
第四章 非金属及其重要化合物
第11讲 氯及其重要化合物
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氯及其重要化合物的主要性质,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.结合实例认识卤素及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
考点1 氯及其重要化合物的性质和应用
➢ 对应学生用书P55
1.氯气的物理性质
氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体,密度比空气的大,沸点-34.6℃,易液化。
注意: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,仅使极少量气体飘进鼻孔(如图所示)。
2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性
3.从化合价的角度认识氯气的化学性质——歧化反应
氯气与水或碱反应,氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现还原性又表现氧化性。
4.从平衡的角度理解氯水的成分和性质
(1)氯水中存在三个平衡关系
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH++ClO-
③H2OH++OH-
(2)根据可逆反应的特点,可得出氯水中存在的各种微粒。
①三种分子:H2O、Cl2、HClO。
②四种离子:H+、Cl-、ClO-和OH-。
(3)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。
5.次氯酸和次氯酸盐的性质
(1)次氯酸
(2)漂白液
(3)漂白粉
易丨错丨易丨混
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.若贮氯罐意外发生泄漏,人们应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子,在低洼处等待救援。 ( × )
2.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂。 ( × )
3.可以用pH试纸测定氯水的pH。 ( × )
4.向新制氯水中加入碳酸钙粉末或亚硫酸钙粉末,能增大氯水的漂白效果。 ( × )
5.NaClO是“84”消毒液的主要成分,在使用“84”消毒液时,在空气中放置一段时间后,漂白效果更好。 ( √ )
6.漂白粉在空气中长时间放置,最终得到的固体产物为CaCO3。 ( × )
题组一 氯气和氯水的性质
1.如图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。已知:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O。向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
下列有关说法正确的是( )
A.a处变蓝、b处变棕红,说明非金属性:Cl>Br>I
B.c处先变红后褪色,说明Cl2与H2O反应生成HCl
C.d处立即褪色,说明Cl2与H2O反应生成HClO
D.e处变红,说明Cl2与Fe2+反应生成Fe3+
解析 Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2,a处变蓝、b处变棕红,可证明氧化性:Cl2>I2、Cl2>Br2,无法证明I2与Br2氧化性的强弱,则无法证明非金属性:Cl>Br>I,A项错误;氯气与水发生反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO,H+使试纸变红,HClO具有漂白性,可使试纸褪色,则c处先变红后褪色,能证明氯气与水反应生成了酸性物质和漂白性物质,B项错误;Cl2和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,消耗了氢氧化钠,红色褪去,不能证明生成物是HClO,C项错误;Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,试纸变为红色,D项正确。
答案 D
2.(2023·文山壮族苗族自治州一中期末)根据氯水分别与如图四种物质发生的反应选择不正确的表述( )
A.a反应的离子方程式可能是2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
B.b反应中产生无色无味气体,说明HCl的酸性强于H2CO3
C.由c反应的现象知可以直接利用硝酸银溶液检验Cl-
D.d反应的最终现象是紫色石蕊溶液褪色,因为HClO具有漂白性
解析 A.亚铁离子、溴离子均可以被氯气氧化,则a反应的离子方程式可能是2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-,A正确;B.氯水中的盐酸与碳酸钠反应产生二氧化碳气体,HCl的酸性强于H2CO3,B正确;C.与硝酸银溶液反应产生白色沉淀的不一定为氯离子,不能直接用硝酸银溶液检验Cl-,C错误;D.d反应的最终现象是紫色石蕊溶液褪色,因为次氯酸具有漂白性,D正确。
答案 C
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
粒子种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
题组二 从平衡移动的角度分析氯水中的变化
3.向新制氯水中加入少量下列物质,增强溶液漂白能力的是( )
A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸
C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液
解析 新制氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,要增强溶液的漂白性,需要促进平衡正向移动,提高HClO的浓度。碳酸钙粉末消耗溶液中的H+,促进平衡正向移动,HClO的浓度增大,A项正确;加入稀硫酸会增大溶液中H+的浓度,促进平衡逆向移动,HClO的浓度减小,B项错误;加入CaCl2溶液会增大溶液中Cl-的浓度,促进平衡逆向移动,HClO的浓度减小,C项错误;二氧化硫具有还原性,能与Cl2、HClO发生氧化还原反应,使HClO的浓度减小,D项错误。故选A。
答案 A
4.在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是( )
A.再通入少量氯气,减小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增强
C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强
D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱
解析 饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项错误;SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的浓度减小,漂白性减弱,B项错误;加入少量的碳酸钠粉末,消耗H+,使平衡正向移动,HClO的浓度增大,漂白性增强,C项正确;光照过程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D项错误。
答案 C
氯水中平衡移动的应用
氯水中加入的物质或改变的条件
浓度变化
平衡移动方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-) 增大
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
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余的Cl2
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
题组三 次氯酸盐和其他含氯消毒剂
5.(2025·吉林省白城实验高级中学高三期末考试)漂白粉和漂粉精是常用的消毒清洁用品,有效成分均为Ca(ClO)2。相应的生产流程如下。下列说法不正确的是( )
A.①中阳极的反应式为2Cl--2e-===Cl2↑
B.反应②的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
C.上述过程涉及氧化还原反应、化合反应、复分解反应
D.制备漂粉精过程中,Cl2转化为Ca(ClO)2时,Cl的原子利用率为100%
解析 A.①中阳极的反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,A正确;B.反应②为氯气和氢氧化钙的反应,化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,B正确;C.题述过程中反应①②③为氧化还原反应,反应④为化合反应,反应⑤为复分解反应,C正确;D.制备漂粉精过程中,Cl2在反应③中转化为Cl2O时还有NaCl生成,Cl原子最终没有完全转化为Ca(ClO)2,因此Cl的原子利用率小于100%,D错误。
答案 D
6.二氧化氯(ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂,对酸性污水中的Mn2+也有明显的去除效果,其反应原理为ClO2+Mn2+MnO2↓+Cl-(部分反应物和产物省略、未配平),下列有关该反应的说法正确的是 ( )
A.工业上可用更为廉价的Cl2来代替ClO2
B.利用该原理处理含Mn2+的污水后溶液的pH增大
C.该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
D.理论上处理含1molMn2+的污水,需要标准状况下的ClO28.96L
解析 氯气是有毒气体,所以不能代替ClO2,故A项错误;用ClO2处理酸性污水中的Mn2+,反应的离子方程式为2ClO2+5Mn2++6H2O5MnO2↓+2Cl-+12H+,所以处理后溶液的pH减小,故B项错误;该反应的氧化产物为MnO2,还原产物为Cl-,由反应的离子方程式可知,二者的物质的量之比为5∶2,故C项错误;由反应的离子方程式可知,处理1molMn2+,需要molClO2,在标准状况下的体积为8.96L,故D项正确。故选D。
答案 D
考点2 氯气的实验室制法
➢ 对应学生用书P57
1.制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
写出用Ca(ClO)2、KMnO4与浓盐酸反应的离子方程式:
①ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O。
②2Mn+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
2.实验装置
3.制取过程
4.注意事项
(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Ca(OH)2的含量少,Cl2吸收不完全。
易丨错丨易丨混
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.含0.4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2共热,能得到0.1molCl2。 ( × )
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.用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。 ( × )
5.用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2时,温度不宜过高,目的是减少浓盐酸的挥发。 ( √ )
6.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。 ( √ )
1.(2024·江苏扬州模拟)实验室制备NaClO消毒液,有关实验装置和原理不能达到实验目的的是( )
A.用甲装置制备Cl2
B.用乙装置除去Cl2中混有的少量HCl
C.用丙装置吸收Cl2
D.用丁装置蒸发浓缩NaClO消毒液
解析 蒸发浓缩消毒液需在蒸发皿中进行,D错误。
答案 D
2.某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图所示装置制备Cl2。下列分析中不正确的是 ( )
A.装置A中可用分液漏斗代替长颈漏斗
B.装置A中缺少加热装置
C.装置B中盛放的NaOH溶液可以净化Cl2
D.装置D中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸
解析 氯气中混有氯化氢气体,应用饱和食盐水除去氯化氢,氯化氢和氯气均能与氢氧化钠溶液反应,故装置B中不能盛放氢氧化钠溶液。
答案 C
3.(2025·八省联考陕西、山西、宁夏、青海卷)已知在强碱溶液中K2MnO4可被Cl2氧化为KMnO4。某实验小组使用K2MnO4和MnO2的固体混合物,按照下图步骤依次操作,制备KMnO4固体。各步骤中装置和原理不能达到相应实验目的的是( )
A.分离固体混合物
B.制取Cl2
C.氧化K2MnO4
D.得到KMnO4固体
解析 A.K2MnO4溶于KOH溶液中形成K2MnO4碱性溶液,而MnO2不溶于水,可用过滤分离出溶液中的MnO2,A选项正确;B.实验室利用二氧化锰和浓盐酸加热条件下反应生成氯气,再利用饱和食盐水除去氯气中混有的HCl杂质,B选项正确;C.在强碱溶液中K2MnO4可被Cl2氧化为KMnO4,因此将氯气通入K2MnO4碱性溶液中可制备得到KMnO4,此外氯气有毒,用NaOH溶液进行尾气处理,C选项正确;D.KMnO4受热易分解,应该用蒸发浓缩、冷却结晶的方式得到KMnO4固体,D选项错误。故选D。
答案 D
考点3 卤素的性质 卤素离子的检验
➢ 对应学生用书P59
1.卤素单质的性质
(1)递变性
颜色
F2 Cl2 Br2 I2
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
Cl2>Br2>I2
还原性(X-)
阴离子还原性:I->Br->Cl-
(2)相似性
①都能与大多数金属反应:2Fe+3Br22FeBr3,I2+FeFeI2。
②都能与H2反应:H2+X22HX。
③都能与H2O反应:X2+H2OHX+HXO(F2例外)。
④都能与碱液反应:X2+2NaOHNaX+NaXO+H2O(F2例外)。
(3)特殊性
氟
①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱
②2F2+2H2O4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸
③氢氟酸是弱酸,但能腐蚀玻璃,应保存在塑料瓶中
溴
①Br2常温下是深红棕色液体,是唯一的液态非金属单质
②液态Br2易挥发,故盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴的试剂瓶不能用橡胶塞
碘
①淀粉遇I2变蓝色
②I2加热时易升华
③I2易与Na2S2O3反应:I2+2S22I-+S4,此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量
注意:①F2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氯、溴单质的氧化性较强,能与一些还原性离子反应,如Br2与S、Fe2+反应的离子方程式分别为S+Br2+H2OS+2Br-+2H+、2Fe2++Br22Fe3++2Br-。
(4)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
2.卤族化合物的相似性和递变性
(1)卤素化合物的性质
化合物
性质
备注
氢化物
稳定性:HF>HCl>HBr>HI
水溶液酸性:HF<HCl<HBr<HI
HF为弱酸,HCl、HBr、HI均为强酸
金属卤化物
离子还原性:
F-<Cl-<Br-<I-
I-的还原性很强,能被Fe3+、HNO3、Mn(H+)、H2O2、O2、ClO-、Cl等氧化剂氧化
次卤酸盐
(XO-,F除外)
均具有氧化性
次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
(2)卤化银的性质
溶解性
AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸,而AgF可溶于水
颜色
AgF、AgCl均为白色,AgBr为浅黄色,AgI为黄色
感光性
除AgF外,均有感光性,其中AgBr常作感光材料
[特别提醒] 实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4反应来制取HF,反应的化学方程式为CaF2+H2SO4CaSO4+2HF↑。
3.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
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-
易丨错丨易丨混
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液。 ( × )
2.浓H2SO4能干燥HCl,所以浓硫酸也能干燥HBr。 ( × )
3.加碘盐能使淀粉变蓝。 ( × )
4.清洗碘升华实验所用试管的操作是先用酒精清洗,再用水清洗。 ( √ )
5.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封。 ( √ )
6.碘易溶于酒精,所以可用酒精将碘萃取出来。 ( × )
7.用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去。 ( × )
题组一 卤素单质的性质
1.下列药品的保存方法正确的是 ( )
A.氢氟酸保存在棕色细口玻璃瓶中
B.氯水密封于无色试剂瓶中
C.液溴易挥发,保存在带有橡胶塞的棕色试剂瓶中,并应加水液封
D.碘单质保存在带有玻璃塞的棕色广口玻璃瓶中
解析 A项,氢氟酸会腐蚀玻璃,但见光不分解,所以保存时不需使用棕色瓶,且不能使用玻璃瓶,A不正确;B项,氯水见光易分解,应密封于棕色试剂瓶中,B不正确;C项,液溴会腐蚀橡胶,试剂瓶不能带有橡胶塞,C不正确;D项,碘单质会腐蚀橡胶,见光易升华,应避光保存,所以应保存在带有玻璃塞的棕色广口玻璃瓶中,D正确。故选D。
答案 D
2.如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法错误的是 ( )
A.单质①是最活泼的非金属单质
B.单质②能使品红溶液褪色
C.单质④能使淀粉溶液变蓝
D.单质的氧化性:④>③>②>①
解析 从F2到I2,相对分子质量逐渐增大,沸点也逐渐升高,故①为F2,②为Cl2,③为Br2,④为I2。单质的氧化性①>②>③>④,D项错误。故选D。
答案 D
题组二 卤素单质及离子的检验
3.下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是( )
A.加入足量新制氯水,溶液变色,则含有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则含有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取水层并加入足量新制氯水,溶液呈橙色,则含有Br-
解析 A项,在KI中加入足量新制氯水,会置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定是否含有溴离子;B项,酸性KMnO4可以氧化Br-,也可以氧化I-,无法判断是否含有Br-,另外,KMnO4被消耗后,虽然紫红色褪去,但是生成的I2或Br2也有颜色,会使溶液变色,故不能用KMnO4检验;C项,加入少量碘水,再加入CCl4振荡,有机层因萃取单质碘而显色,并没有溴单质产生。
答案 D
4.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
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溶液显紫红色,C项错误;溴被萃取到有机层中,CCl4的密度比水大,故下层显橙红色,D项错误。故选B。
答案 B
考点4 氯、溴、碘的提取——海水资源的开发利用
➢ 对应学生用书P61
1.氯的提取——氯碱工业
海水粗盐饱和食盐水
(1)电解NaCl溶液(写出化学方程式,下同):
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(2)产物制盐酸:H2+Cl22HCl。
(3)制漂白液:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
2.海水提溴
(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含Br-的溶液得到浓缩。
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吹出:利用溴的挥发性,通入热空气或水蒸气,将生成的溴吹出。
④吸收:吹出的溴蒸气用SO2吸收,使溴转化为HBr,反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4。
⑤蒸馏:再用Cl2将HBr氧化为溴后蒸馏分离。
3.碘的提取
(1)海带中碘元素的检验
①实验步骤及检验方法
②反应原理:2H++2I-+H2O2I2+2H2O。
(2)海带提碘
①工艺流程
②两种原理
a.化学原理:Cl2+2KI2KCl+I2;
b.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.从淡化海水中提取溴的流程如下:
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,理论上需要消耗Cl244.8L
D.步骤Ⅳ为蒸馏
解析 Na2SO3+Br2+H2ONa2SO4+2HBr,A正确;步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴的强,通过置换反应制取Br2,B正确;反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用了Cl2,故制取1molBr2理论上需要消耗2mol氯气,但未标明氯气所处的温度和压强,无法确定其体积,C错误;溴易挥发,从浓溴水中提取溴,可利用蒸馏的方法,D正确。故选C。
答案 C
2.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下。下列关于海带提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.在蒸发皿中灼烧干海带,并用玻璃棒搅拌
B.往含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,I-发生氧化反应
C.往碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.将碘水加入CCl4中,通过萃取、分液得到I2的CCl4溶液
解析 灼烧固体应使用坩埚,A项说法错误;酸性条件下H2O2能将I-氧化为I2,B项说法正确;淀粉遇碘变蓝,C项说法正确;将碘水加入CCl4中,通过萃取、分液可得到I2的CCl4溶液,D项说法正确。故选A。
答案 A
3.(2025·八省联考云南卷)开发海水资源对发展海洋新质生产力意义重大。下列说法正确的是( )
A.海水提溴工艺中可利用SO2和水对溴进行吸收富集
B.电解海水可同时获得氢气、氯气和钠单质
C.所有高分子分离膜淡化海水时仅允许水分子通过
D.工业上常用澄清石灰水和海水为原料制备Mg(OH)2
解析 A.海水提溴先向盐卤通入Cl2置换出溴单质,再用热空气吹出Br2蒸气,用SO2和水吸收溴蒸气,利用SO2和水对溴进行吸收富集,A正确;B.电解海水可同时获得氢气、氯气和氢氧化钠,B错误;C.所有高分子分离膜淡化海水时仅允许离子通过,C错误;D.工业上常用石灰乳和海水为原料制备Mg(OH)2,D错误。故选A。
答案 A
[对应学生用书P62]
1.(2023·高考辽宁卷)下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A.合成氨:N2+3H22NH3
B.制HCl:H2+Cl22HCl
C.制粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑
D.冶炼镁:2MgO2Mg+O2↑
解析 工业冶炼镁的反应为MgCl2Mg+Cl2↑。故选D。
答案 D
2.(2024·高考甘肃卷)化学与生活息息相关,下列对应关系错误的是( )
选项
物质
性质
用途
A
次氯酸钠
氧化性
衣物漂白
B
氢气
可燃性
制作燃料电池
C
聚乳酸
生物可降解性
制作一次性餐具
D
活性炭
吸附性
分解室内甲醛
解析 A.次氯酸钠有强氧化性,可以作漂白剂,用于衣物漂白,A正确;B.氢气具有可燃性,能与氧气发生氧化还原反应,可以制作燃料电池,B正确;C.聚乳酸具有生物可降解性,无毒,是高分子化合物,可以制作一次性餐具,C正确;D.活性炭具有吸附性,能够有效吸附空气中的有害气体、去除异味,但无法分解甲醛,D错误。
答案 D
3.(2023·高考江苏卷)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是( )
解析 A项,实验室利用浓盐酸与MnO2加热制Cl2,错误;B项,应采取长进短出的方式洗气,以除去Cl2中的HCl,错误;D项,应用NaOH溶液吸收Cl2,错误。故选C。
答案 C
4.(2024·高考黑吉辽卷)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是( )
A.无色→蓝色:生成I2
B.蓝色→无色:I2转化为化合态
C.H2O2起漂白作用
D.淀粉作指示剂
解析 分析该“碘钟”反应的原理:①在Mn2+的催化下H2O2与IO反应生成I2,在淀粉指示剂的作用下溶液变蓝色;②生成的I2又会与H2O2反应生成IO,使溶液变回无色;③生成的I2可以与丙二酸反应生成琥珀色的ICH(COOH)2,溶液最终会变成蓝色。A.根据分析,溶液由无色变为蓝色说明有I2生成,A正确;B.根据分析,溶液由蓝色变为无色,是将I2转化为IO,I2转化为化合态,B正确;C.根据分析,H2O2在此过程中参加反应,不起到漂白作用,C错误;D.在此过程中,因为有I2的生成与消耗,淀粉在这个过程中起到指示剂的作用,D正确。故选C。
答案 C
5.(2021·高考全国甲卷)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)I2的一种制备方法如下图所示:
净化除氯水后含I-海水悬浊液I2
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为 ,生成的沉淀与硝酸反应,生成 后可循环使用。
②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为 ;若反应物用量比为n(Cl2)/n(FeI2)=1.5时,氧化产物为 ;当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5,单质碘的收率会降低,原因是 。
(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 。
解析 (1)①由流程图可知悬浊液中含AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入铁粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环;②通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2I2+FeCl2,若反应物用量比为n(Cl2)/n(FeI2)=1.5时(即Cl2过量),先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,故氧化产物为I2、FeCl3,当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5时(即Cl2过量特别多),多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低。
(2)先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物即含I-的物质;再向混合溶液中(含I-)加入NaIO3溶液,反应得到I2,上述制备I2的两个反应中I-为中间产物,总反应为I与HS发生氧化还原反应,生成S和I2,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得:2I+5HSI2+5S+3H++H2O。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,化学方程式为4KI+2CuSO42CuI↓+I2+2K2SO4,若生成1molI2,则消耗的KI至少为4mol;反应中加入过量KI,I-浓度增大,可逆反应I2+I-平衡右移,增大I2溶解度,防止I2升华,有利于蒸馏时防止单质碘析出。
答案 (1)①2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I-
AgNO3
②FeI2+Cl2I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量的Cl2进一步氧化
(2)2I+5HSI2+5S+H2O+3H+
(3)4 防止单质碘析出
学科网(北京)股份有限公司
$$