内容正文:
第07讲 氯气及其化合物 卤素
目录
01 考情解码·命题预警 2
02 体系构建·思维可视 3
03 核心突破·靶向攻坚 3
考点一 氯气、氯水、次氯酸及其盐 3
知识点1 氯气 4
知识点2 氯水性质的多重性 6
知识点3 次氯酸及其盐 4
考向1 氯气、氯水的性质与应用 5
考向2 次氯酸及其盐 7
考点二 氯气的制备 9
知识点1 氯气的实验室制备 9
知识点2 氯气的工业制备 11
考向1 氯气的制备 11
考点三 溴碘及其化合物 卤素 13
知识点1 溴碘及其化合物 13
知识点2 卤素 14
考向1 考查溴碘的制备 15
考向2 考查卤素的性质 16
04 真题溯源·考向感知 18
考点要求
考查形式
2025年
2024年
2023年
氯气、氯水、次氯酸及其盐
选择题
非选择题
江苏卷T10,3分
氯气的制备
选择题
非选择题
江苏卷T11,3分
溴碘及其化合物 卤素
选择题
非选择题
江苏卷T11(B项),3分
考情分析:
1.命题规律:
(1)在选择题中考查氯气的实验室及工业制备原理、实验装置以及材料题中考查卤素化合物的性质与应用。
(2)在非选择题中融合化学实验考查氯及其化合物的制备和性质探究;融合化学反应原理,在化工生产中考查氯及其化合物的应用及绿色化学。
2.复习策略:
以氧化还原反应为抓手,从价态的变化引导学生理解氯、溴、碘制备原理,以及氯、溴、碘化合物的化学性质,进而认识有关物质的应用与保存方法;以元素周期律为指导,使学生理解卤素性质的递变规律并知道物质的特性,适当拓展含氯化合物的练习。
复习目标:
1.能从元素的价态变化理解氯、溴、碘的化学性质。
2.由氧化还原反应原理,认识氯气的实验室制取和氯碱工业原理。
3.由氧化还原反应原理,认识溴、碘的制备原理。
4.知道卤素单质及常见化合物的性质与应用。
5.会检验卤素离子。
考点一 氯气、次氯酸及其盐
知识点1 氯气
1.氯气的分子结构与物理性质
电子式
结构式
键的类型
晶体类型
∶∶∶
Cl—Cl
从共用电子对有无偏移看属于非极性键,从原子轨道重叠方式看属于σ键
分子晶体
颜色
状态
沸点
气味
水溶性
密度
毒性
黄绿色
气体
易液化
刺激性
2
比空气重
有毒
2.氯气的化学性质
得分速记
卤素的歧化反应与归中反应
歧化反应——歧化反应价态变化规律为“中间价―→高价+低价”
常温
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
加热
3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O
归中反应——归中反应的价态变化规律为“高价+低价―→中间价”
规律
酸性条件下,不同价态的含氯化合物之间的归中反应:
反应
2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O 5Cl-+ClO+6H+=3Cl2↑+3H2O
知识点2 氯水性质的多重性
性 质
成 分
反 应 实 例
酸性
HCl
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
氯水滴入石蕊试液中呈红色
HClO
NaOH+HClO=NaClO+H2O
氧化性
Cl2
Cl2+2FeCl2=2FeCl3
Cl2+Na2SO3+H2O=2HCl+Na2SO4
HClO
杀菌、消毒
漂白性
HClO
使湿润有机色质褪色,如向氯水中滴石蕊试液先变红,后褪色
沉淀性
Cl-
Cl2+Ag++H2O=AgCl↓+H++HClO
不稳定性
HClO
2HClO2HCl+O2↑,氯水要放在棕色试剂瓶中避光保存
①溶于水Cl2的只有1/3与水发生了反应。
②Cl2和H2O的反应为可逆反应:Cl2+H2OCl-+HClO,分析氯水的性质时,要结合反应条件和平衡移动原理,分析各种粒子的变化趋势,还要注意对一个具体的反应到底是哪种粒子起了主要作用。
知识点2 次氯酸及其盐
1.次氯酸
分子式
电子式
结构式
中心原子杂化
HClO
H∶∶∶
H—O—Cl
sp3
化学性质
弱酸性
漂白性
不稳定性
HClOH++ClO-
有机色质被漂白后,再加热不能(能或不能)恢复为原颜色
化学方程式:
2HClO2HCl+O2↑
得分速记
①Cl2通入紫色石蕊试液先变红后褪色,而SO2通入紫色石蕊试液只变红不褪色!
②电离能力:H2CO3>HClO>HCO3-,HClO可以与CO32-反应: HClO+CO32-=ClO-+HCO3-。
③不同漂白剂(脱色剂)的作用原理比较
作用类型
利用吸附性脱色
利用强氧化性漂白
结合形成不稳定的无色化合物
实例
活性炭
HClO、次氯酸盐;H2O2、Na2O2
SO2(漂白品红)
作用特点
吸附有色物质
氧化还原反应、不可逆
非氧化还原反应、
可逆
漂白过程的变化性质
物理变化
化学变化
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(或石灰乳)反应时,转移电子数为NA。
2.漂白粉
成分
主要成分是Ca(ClO)2+CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2
制备原理
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
化学性质
水解性 强氧化性 碱性(与酸性物质反应)
漂白原理
与CO2反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3
保存
必须__________密封保存
得分速记
次氯酸根性质
①
水解反应
ClO-+H2OHClO+OH-
②
与酸反应
ClO-+H+=HClO
③
与CO2反应
ClO-+H2O+CO2(少量)=HClO+HCO3-
④
氧化反应
1ClO-+2I-+1H2O=Cl-+I2+2OH-
1ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O
1ClO-+1S2-+1H2O=Cl-+S↓+2OH-
1ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O
ClO-在酸性或碱性条件下,均具有强的氧化性!
考向1 氯气、氯水的性质与应用
(2025·江苏省各地模拟组合题)下列说法正确的是
A.Cl2易液化,可用于制取消毒液
B.Cl2有还原性,可用于从海水中提取溴
C.制备NaClO:NaCl溶液Cl2NaClO
D.向2 mL 0.1 mol·L-1 FeI2溶液中滴入几滴新制氯水,溶液变为黄色,则还原性:I->Cl-
【答案】C
【解析】A项,Cl2能与NaOH溶液反应制备NaClO,可用于制取消毒液,与其易液化无关,错误;B项,Cl2有氧化性,可用于从海水中提取溴,与其还原性无关,错误;C项,饱和食盐水电解能得到Cl2:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,将Cl2通入NaOH溶液能得到NaClO:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,能实现题目要求的转化,正确;D项,氯水既能氧化亚铁离子为铁离子,又能氧化碘离子为碘单质,铁离子在溶液中显黄色,碘的水溶液也显黄色,不能得出氯水氧化了亚铁离子还是碘离子,因此不能得出还原性:I->Cl-,错误。
【变式训练1】
(2025·江苏省南京市、盐城市一模)实验室制取少量氯水并测量其pH。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙制取氯水
C.用装置丙吸收Cl2 D.用装置丁测量氯水的pH
【答案】D
【解析】A项,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应放出氯气,用装置甲制取Cl2,正确;B项,用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,氯气溶于水制取氯水,正确;C项,氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠,用装置丙吸收Cl2,正确;D项,氯水中含有次氯酸,次氯酸具有漂白性,不能用pH试纸测氯水的pH,错误。
【变式训练2·变考法】
(2024·江苏省南通市二模)下列化学反应表示正确的是
A.电解饱和食盐水制备Cl2的离子方程式:2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
B.将氯水在强光下照射的化学方程式:2HClOCl2↑+2H2O
C.氨气检验Cl2泄露的化学方程式:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl
D.Cl2处理含氰碱性废水的离子方程式:5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+N2↑+2CO2↑+8H+
【答案】C
【解析】A项,电解饱和食盐水制备Cl2的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,错误;B项,将氯水在强光下照射的化学方程式为2HClOO2↑+2HCl,错误;C项,氨气检验Cl2泄露的化学方程式为3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl,正确;D项,Cl2处理含氰碱性废水的离子方程式为5Cl2+2CN-+8OH-=10Cl-+N2↑+2CO2↑+4H2O,错误。
考向2 次氯酸及其盐
(2025·江苏省南前黄中学攀行动二)室温下,通过下列实验探究NaClO的性质。已知:Ka(HClO)=3×10-8,Ka1(H2CO3)=4×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11。
实验1:测定0.1 mol·L-1 NaClO溶液的pH。
实验2:向0.1 mol·L-1 NaClO溶液中加入稀硫酸至pH=7。
实验3:向0.1 mol·L-1 NaClO溶液中通入少量CO2。
实验4:向0.1 mol·L-1 NaClO溶液中通入少量SO2,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
下列说法正确是
A.实验1所测NaClO溶液的pH>11
B.实验2所得的溶液中:c(HClO)=2c(SO42-)
C.实验3所得溶液中:c(CO32-)>c(HCO3-)
D.实验4所得的溶液中:c(Ba2+)·c(SO32-)=Ksp(BaSO3)
【答案】B
【解析】A项,NaClO是强碱弱酸盐,ClO-发生水解ClO-+H2OHClO+OH-,Kh==≈3.33×10-7,由于水解程度较小,c(OH-)=c(HClO),Kh===3.33×10-7,得c(OH-)≈1.82×10-4 mol·L-1,而pH=11时c(OH-)=10-3 mol·L-1,故NaClO溶液的pH<11,错误;B项,向0.1 mol·L-1 NaClO溶液中加入稀硫酸至pH=7,此时溶液中c(H+)=c(OH-)。溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)+c(OH-)+2c(SO42-),因为c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(ClO-)+2c(SO42-)。又NaClO溶液中存在c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO)。结合上述两个等式可得c(HClO)=2c(SO42-),正确;C项,向0.1 mol·L-1 NaClO溶液中通入少量CO2,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,所以反应后溶液中溶质为NaHCO3和HClO,溶液中不存在大量的CO32-,应该是c(CO32-)<c(HCO3-),错误;D项,向0.1 mol·L-1 NaClO溶液中通入少量SO2,发生反应NaClO+SO2+H2O=NaCl+H2SO4,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀BaSO4,说明溶液中存在SO42-,而不是SO32-,所以不存在c(Ba2+)·c(SO32-)=Ksp(BaSO3)的关系,错误。
【变式训练1·变载体】
(2025·江苏省淮安市检测)下列化学反应表示正确的是
A.KClO溶液与Ag反应:4Ag+4KClO+2H2O=4AgCl+4KOH+O2↑
B.KClO碱性溶液与Fe(NO3)3溶液反应:3ClO-+2Fe3++5H2O=3Cl-+2FeO42-+10H+
C.尿素与过量KClO溶液反应:CO(NH2)2+ClO-=N2H4+Cl-+CO2↑
D.N2H4的燃烧:N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH=-642 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】A项,KClO溶液与Ag反应生成AgCl、KOH和O2,反应的离子方程式为:4Ag+4KClO+2H2O=4AgCl+4KOH+O2↑,正确;B项,KClO碱性溶液与Fe(NO3)3溶液反应生成FeO42-,Cl-和NO3-,反应的离子方程式为:3ClO-+2Fe3++10OH-=3Cl-+2FeO42-+5H2O,错误;
C项,尿素与过量的KClO溶液反应生成N2、KCl、CO2和H2O,反应的离子方程式为:CO(NH2)2+3ClO-=N2↑+3Cl-+CO2↑+2H2O,错误;D项,N2H4燃烧生成N2和H2O,反应的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=2H2O(l)+N2(g) ΔH=-642 kJ·mol-1,错误。
【变式训练2·变考法】
下列说法正确的是
A.(2025·徐州下学期2月调研)通过用pH试纸检测出NaClO溶液的pH,就可以判断NaClO是否发生了水解
B.(2024·江苏省苏州市南航苏州附中三模)漂白粉失效的途径:Ca(ClO)2(s)HClOCl2
C.(2025·江苏省江宁中学、镇江一中12月联考)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成;则酸性:H2SO3>HClO
D.(2025·江苏省扬州市考前指导卷)Ca(ClO)2(aq) HClO(aq)O2(g)
【答案】D
【解析】A项,NaClO溶液具有漂白性,不能用pH试纸检测NaClO溶液的pH,错误;B项,Ca(ClO)2与空气中CO2、H2O反应生成HClO,HClO见光分解为HCl与O2,不会生成氯气,错误;C项,向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,发生氧化还原反应,生成硫酸钙沉淀,Ca(ClO)2+2SO2+2H2O=CaSO4↓+2HCl+H2SO4,错误;D项,Ca(ClO)2与CO2反应生成HClO正确,HClO光照分解生成O2正确;正确。
考点二 氯气的制备
知识点1 氯气的实验室制备
化学方程式:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O
①因浓盐酸有挥发性,制氯装置应使用分液漏斗(仪器)并盖上玻璃塞
②反应中盐酸表现了二重性:还原性和酸性,其中被氧化的HCl占反应总量的1/2。
③为确保实验过程中分液漏斗的液体顺利流下,可采取的方法有:一是把分液漏斗和圆底烧瓶用橡皮管相连通、二是在分液漏斗下端套一个小试管
基础知识
联想与拓展
阴离子氧化法:用强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4等)将浓盐酸中的-1价的氯氧化。
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂与浓盐酸反应
固+液气
固+液气(H2、CO2)
固+固气
Cl2(HCl、水蒸气)Cl2
根据气体性质的不同
选择适当的方法
向上排空气法或排饱和食盐水法
收集方法的选择与气体密度、溶解性及在空气中的稳定性等有关
用NaOH溶液吸收,离子方程式为:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
根据有害气体的性质,常用点燃转化、试剂吸收、气球收集等处理方式
①用湿润的KI淀粉试纸:试纸变蓝色
②根据氯气的颜色判断:瓶中是否充满黄绿色气体
根据气体的颜色或化学性质判断
温馨提醒
①加热方式为微热,滴加浓盐酸不能过快,减少HCl挥发 ②必须用浓盐酸,稀盐酸不反应 ③实验结束后,先停止反应并排出残留的Cl2,再拆装置,以免污染空气 ④澄清石灰水中含Ca(OH)2量少,不能用来吸收尾气
得分速记
1.气体制备操作先后流程
安装仪器时
先下后上,先左后右
加入试剂时
先固后液
实验开始时
先检查装置的气密性,再加药品,后点酒精灯
净化气体时
一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气体,最后除水蒸气
防倒吸实验
往往是最后停止加热或停止通气
防氧化实验
往往是最后停止通气
气体净化装置
先洗气后干燥
洗气时
进气管长,出气管短
干燥管
大口进气,小口出气
2.气体的净化与干燥
气体洗涤装置
液体干燥剂
固体干燥剂
净化
常见干燥剂
浓硫酸
碱石灰
无水CaCl2
P2O5
加热时用固体
除去气体中的气体杂质
不能干燥气体
NH3 HI HBr
Cl2 HCl
NH3
NH3
如用灼热铜除去N2中O2等
3.常见气体的实验室制备
气体实验装置的设计
装置顺序
制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置
安装顺序
由下向上,从左向右
操作顺序
装配仪器→检验气密性→加入药品(先固后液)
常见的实验装置分类
气体
发生装置
包括固—固反应、固—液反应、液—液反应装置及一些简易装置如:水蒸气、乙醇蒸汽发生器等
安全装置
包括常见的缓冲瓶和安全瓶(防倒吸)
收集装置
排空气、排水、排其他液体,排水且量气的装置,还有收集液体的冷水冷凝、流水冷凝等
后继反应装置
比如产生的氯气和铝反应等
吸收装置
包括尾气吸收(注意洗气瓶、干燥管的使用),特别提醒:有时将洗气瓶和干燥管接在装置的末端以阻止空气中的二氧化碳及水蒸气侵入反应体系
知识点2 氯气的工业制备
电解饱和食盐水
(氯碱工业)
阳极电极反应式
2Cl--2e-=Cl2↑
装置图
阴极电极反应式
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
实验现象
①铁棒加入酚酞试液后溶液呈红色
②b极生成的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝色
化学方程式
2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
离子方程式
2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
电解熔融的氯化钠
化学方程式:2NaCl2Na+Cl2↑
离子交换膜电解槽
电解槽:阴极——碳钢网,阳极——金属钛网、离子交换膜
离子交换摸:只允许Na+通过,Cl-、OH-和气体不能通过,从而把电解槽隔为阴极室和阳极室,既防止H2和Cl2反应,又防止Cl2与NaOH反应。
食盐精制
溶解—→过滤—→BaCl2—→NaOH—→Na2CO3—→HCl
(BaCl2务必在Na2CO3之前!)
考向1 氯气的制备
(2025·江苏南通市开学考)实验室制取Cl2的原理及装置均正确的是
A.制取Cl2 B.除去Cl2中的
C.收集Cl2 D.吸收尾气中的Cl2
【答案】D
【解析】A项,实验室用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制备氯气,方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O,该装置未加热无法制备氯气,错误;B项,氯气在饱和NaCl中的溶解度极低,故可用饱和NaCl除去Cl2中的HCl,用NaHCO3溶液会产生CO2新杂质,错误;C项,氯气密度比空气密度大,若用C装置无法收集满,导管应该长进短出,错误;D项,氯气有毒需要尾气处理,由于氢氧化钠能与氯气反应,可用氢氧化钠吸收氯气,正确。
【变式训练1】
(2025·江苏省泰州中学月考)实验室拟制取少量液氯。干冰、液氯和氯化氢的沸点分别为-78.5℃、-34℃和-85.1℃,下列实验装置或操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙干燥氯气
C.用装置丙液化氯气 D.用装置丁吸收尾气
【答案】A
【解析】A项,二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,则由实验装置图可知,装置甲缺少酒精灯,无法达到制取氯气制取氯气的实验目的,错误;B项,由实验装置图可知,装置乙中盛有的浓硫酸能达到干燥氯气的实验目的,正确;C项,由干冰、液氯和氯化氢的沸点可知,干冰能使氯气液化,但不能使氯化氢液化,实验装置丙能达到液化氯气除去氯化氢的实验目的,正确;D项,由实验装置图可知,装置丁中盛有的氢氧化钠溶液能达到吸收氯气和氯化氢,防止污染空气的实验目的,正确。
【变式训练2·变考法】
(2025·江苏省苏锡常镇一模)常温下,Fe(OH)3与KClO在碱性条件下反应可制得K2FeO4。实验室制备K2FeO4的装置(夹持装置未画出)和原理不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙除去
C.用装置丙制备K2FeO4 D.用装置丁吸收尾气
【答案】A
【解析】甲中浓盐酸与二氧化锰加热可制备氯气,乙中饱和食盐水可除去挥发的HCl,C中碱性条件下氯气与氢氧化铁反应生成K2FeO4,D中NaOH可吸收过量氯气,据此分析解题。
A项,浓盐酸、二氧化锰加热制备氯气,装置甲没有酒精灯,无法达到实验目的,符合题意;B项,饱和食盐水可以吸收HCl,不会引入新杂质,可以达到实验目的,不符合题意;C项,氯气与KOH反应,生成KClO,常温下,Fe(OH)3与KClO在碱性条件下反应可制得K2FeO4,可以达到实验目的,不符合题意;D项,氯气有毒,易污染环境,可以通过用氢氧化钠可以与氯气反应除去,可以达到实验目的,不符合题意。
考点三 溴碘及其化合物 卤素
知识点1 溴碘及其化合物
1.溴及其化合物
使溴水褪色的物质
溴的制备
2.碘及其化合物
碘的制备
I2的检验
用淀粉溶液(检验的不是I-)
I-的
强还原性
能被Fe3+、ClO-、NO3-/H+、MnO4-等离子氧化,与O2反应
I2的滴定
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(选用的指示剂是:淀粉溶液,注意滴定终点溶液颜色的变化)
用氯水将I-氧化为I2时,氯水要少量,否则过量的Cl2会将I2氧化:I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl
知识点2 卤素
1.卤族元素的原子结构及单质的性质
元素
位置
原子结构
化合价
单质
状态
熔沸点
颜色
水中颜色
有机物中颜色
周期
族
价电子排布式
核电荷数
原子半径
F
二
ⅦA
ns2np5
9
氟无正价,其他元素:-1、+1、+3、+5、+7(ClO2中Cl为+4价)
F2
气
淡黄绿
反应
——
Cl
三
17
Cl2
气(易液化)
黄绿
黄绿
黄绿
Br
四
35
Br2
液(易挥发)
深红棕色
橙黄
橙红
I
五
53
I2
固(易升华)
紫黑色
棕黄
紫红
2.卤素的相似性、递变性
元素
氟
氯
溴
碘
X2与H2
化合难易
条件
冷暗处
光照
加热
持续加热
条件越高
程度
剧烈爆炸
爆炸
缓慢
化合 同时分解
剧烈程度越低
氢
化
物
稳定性
HF>HCl>HBr>HI
水溶液酸性
HF<HCl<HBr<HI
还原性
HF<HCl<HBr<HI
沸点
HF最高(液体)
HCl>HBr>HI
X2与H2O
反应剧烈程度
2F2+2H2O=4HF+O2
X2+H2OHX+HXO(X—Cl、Br、I)
剧烈
缓慢
微弱
极弱
水溶性
与水反应生成HF酸
溶解性在水中依次减小,有机溶剂中依次增大
与淀粉显色反应
一般不反应
变蓝(I2特性)
含氧酸
无含氧酸
有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等
卤
化
银
颜色
AgF(白色)
AgCl(白色)
AgBr(淡黄色)
AgI(黄色)
水溶性
易溶
均难溶,且溶解度依次减小
感光性
难分解
见光均易分解,感光性渐强
3.X-的性质与检验
X-的性质
沉淀性 还原性
X-的检验方法
沉淀法
未知液白色沉淀为Cl-,淡黄色沉淀为Br-,黄色沉淀为I-
显色法
①未知液有机层显橙红色为Br-,紫红色为I-
②未知液蓝色溶液,表明有I-
考向1 考查溴碘的制备
(2025·江苏省南通市如皋市第一次适应性考试)下列从含Br2的稀溶液中提取Br2的实验操作或原理能达到目的的是
A.用装置甲吹出Br2蒸汽并吸收 B.用装置乙制取Cl2
C.用装置丙制取Br2 D.用装置丁蒸馏回收Br2
【答案】A
【解析】使用热空气将溴蒸出后使用二氧化硫吸收转化为HBr,再通入氯气将HBr氧化为溴单质,利用物质沸点的采取蒸馏的方法将溴蒸出。
A项,热空气将溴蒸出后使用二氧化硫吸收转化为HBr,正确;B项,浓盐酸和二氧化锰制取氯气需要加热,错误;C项,通入氯气气体,应该是长进短出,短进长出,会将HBr溶液压出,错误;D项,蒸馏时温度计测定馏分的温度,图中温度计水银球位置应该在支管口处,位置不合理,错误。
【变式训练1·变载体】
(2025·江苏省南京市二模)实验室进行海带提碘实验。下列相关原理、装置及操作正确的是
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.用装置丁萃取获得的I2
【答案】B
【解析】A项,灼烧碎海带应在坩埚中进行,不在蒸发皿中,错误;B项,海带灰的浸泡液应选过滤操作,仪器选择漏斗、玻璃棒、烧杯,且符合过滤要求,正确;C项,Cl2制备用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应,该实验缺少加热装置,错误;D项,萃取I2应选择CCl4作萃取剂,不能选择与水互溶的乙醇,错误。
【变式训练2】
(2025·江苏省南通如皋市2月)下列从含Br2的稀溶液中提取Br2的实验操作或原理能达到目的的是
A.用装置甲吹出Br2蒸汽并吸收 B.用装置乙制取Cl2
C.用装置丙制取Br2 D.用装置丁蒸馏回收Br2
【答案】A
【解析】A项,热空气将溴蒸出后使用二氧化硫吸收转化为HBr,正确;B项,浓盐酸和二氧化锰制取氯气需要加热,错误;C项,通入氯气气体,应该是长进短出,短进长出,会将HBr溶液压出,错误;D项,蒸馏时温度计测定馏分的温度,图中温度计水银球位置应该在支管口处,位置不合理,错误。
考向2 考查卤素的性质
(2025·江苏省射阳中学一模)第ⅦA族元素及其化合物在自然界中广泛存在且有重要应用。F是电负性最大的元素,常见含氟物质有HF(Ka=1.0×10-4,沸点:19.5℃)、SiF4、NaF等;Cl2、ClO2均可用于自来水消毒,Cl2还可用于处理碱性含CN-废水,NCl3易水解生成HClO和NH3;电解食盐水可制备NaOH、NaClO、NaClO3、HCl(沸点:-85℃)等多种物质,卤水中Br-离子可被Cl2氧化,产物Br2可用Na2CO3溶液吸收;HI分解用于循环制氢,完全分解2 mol HI(g)生成H2(g)和I2(g)需吸收9.48 kJ热量。
下列化学反应表示正确的是
A.用HI分解制氢:2HI(g)=H2(g)+I2(s) ∆H=-9.48 kJ·mol-1
B.用Cl2处理碱性含氰废水:5Cl2+2CN-+12OH-=10Cl-+N2+2CO32-+6H2O
C.用Na2CO3溶液吸收Br2(g):Br2+Na2CO3=NaBr+NaBrO3+CO2
D.用食盐水电解制备NaClO3的阳极反应:Cl-+6e-+6OH-=ClO3-+3H2O
【答案】B
【解析】A项,由完全分解2 mol碘化氢生成氢气和碘蒸气需吸收9.48 kJ热量可知,碘化氢分解制氢的热化学方程式为:2HI(g)=H2(g)+I2(g) ∆H=+9.48 kJ·mol-1,错误;B项,由题意可知,氯气与碱性溶液中的CN-离子反应,氯气作氧化剂,生成氯离子,CN-离子被氧化成无毒的氮气和碳酸根离子,正确;C项,碳酸钠溶液与溴反应生成溴化钠、溴酸钠和二氧化碳,反应的化学方程式为:3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2,错误;D项,用食盐水电解制备氯酸钠时,碱性条件下氯离子在阳极失去电子发生氧化反应,生成氯酸根离子和水,电极反应式为:Cl――6e-+6OH-=ClO3-+3H2O,错误。
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省临考押卷)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;SOCl2可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是KIO3;卤素互化物(如ICl、IF3)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.KIO3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.ClO2有强氧化性,可用于水体杀菌消毒剂
【答案】D
【解析】A项,HF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,错误;B项,KIO3受中含有I元素,所以可用作食盐碘添加剂,与KIO3受热分解无关,错误;C项,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,错误;D项,ClO2具有强氧化性,能杀死细菌,所以可以用于自来水消毒杀菌,正确。
【变式训练2】
(2024·南京市江宁区下学期开学考)探究卤族元素单质及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡
分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力
B
用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上
试纸变白
次氯酸钠溶液呈中性
C
向2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中先滴加4滴0.1 mol·L-1 KCl溶液,再滴加4滴0.1 mol·L-1 KCI溶液
先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀
Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
D
取两份新制氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液
前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色
氯气与水的反应存在限度
【答案】A
【解析】A项,分层后下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色,可知四氯化碳中碘的含量减少,则碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力,正确;B项,次氯酸钠溶液可使pH试纸褪色,应选pH计测定,错误;C项,AgNO3溶液过量,分别与KCl、KI反应生成沉淀,不发生沉淀转化,则不能说明同温下Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),错误;D项,Cl2和HClO均能氧化KI生成碘单质,溶液变蓝色,故无法证明上述反应存在限度,错误。
1.(2025·湖北卷)制备α-氯代异丁酸的装置如图。在反应瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解),加热到70℃,通入Cl2,反应剧烈放热,通气完毕,在120℃下继续反应。反应结束,常压蒸馏得产物。反应方程式:
下列说法错误的是
A.干燥管可防止水蒸气进入反应瓶 B.可用溶液作为吸收液
C.Cl2通入反应液中可起到搅拌作用 D.控制Cl2流速不变可使反应温度稳定
【答案】D
【解析】异丁酸和氯气在催化剂和加热条件下发生取代反应生成α-氯代异丁酸和HCl,催化剂易水解,实验中干燥管的作用是隔绝水蒸气进入反应瓶,防止催化剂水解,未反应的氯气和产生的HCl用NaOH溶液吸收,防止污染空气。
A项,催化剂易水解,实验中干燥管的作用是隔绝水蒸气进入反应瓶,防止催化剂水解,正确;B项,尾气含未反应的氯气和产生的HCl,二者均可以被NaOH溶液吸收,故可用NaOH溶液作为吸收液,正确;C项,将氯气Cl2通入反应液的底部,氯气在液体中由下往上扩散,使氯气去反应液充分接触,故Cl2通入可起到搅拌作用,正确;D项,只要反应还未完全,Cl2流速不变,温度就会持续升高,要控制反应温度稳定应当逐渐减小氯气的流速,错误。
2.(2024·广东卷)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是
A.制备Cl2 B.净化、干燥Cl2
C.收集Cl2 D.验证Cl2的氧化性
【答案】A
【解析】MnO2与浓盐酸制Cl2需加热,A项错误。
3.(2024·浙江1月卷)工业上将Cl2通入冷的NaOH溶液中制得漂白液。下列说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是NaClO
B.ClO-水解生成HClO使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强
D.NaClO溶液比HClO溶液稳定
【答案】B
【解析】A项,漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl),有效成分是次氯酸钠,正确;B项,ClO-水解生成HClO,水解方程式为ClO-+H2OHClO+OH-,使漂白液呈碱性,不正确;C项,通入CO2后,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,漂白液消毒能力增强,正确;D项,次氯酸不稳定,次氯酸盐稳定,所以热稳定性NaClO>HClO,正确。
4.(2023·江苏卷)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是
A.制取Cl2
B.除去Cl2中的HCl
C.收集Cl2
D.吸收尾气中的Cl2
【答案】C
【解析】A项,实验室制取氯气时通常用浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,错误;B项,除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,错误;C项,氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,气体长进短出,正确;D项,对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好错误。
5.(2024·浙江1月卷))为回收利用含I2的CCl4废液,某化学兴趣小组设计方案如图所示。下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ中,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.试剂X可用硫酸
D.粗I2可用升华法进一步提纯
【答案】B
【解析】A项,步骤Ⅰ中,加入足量Na2CO3溶液发生反应:3I2+3H2O+6CO=5I-+IO+6HCO,充分反应后,上下两层均为无色,正确;B项,溶液A在上层,应从分液漏斗上口倒出,错误;C项,向溶液A中加入硫酸,发生反应:5I-+IO+6H+=3I2↓+3H2O,正确;D项,碘易升华,正确。
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第07讲 氯气及其化合物 卤素
目录
01 考情解码·命题预警 2
02 体系构建·思维可视 3
03 核心突破·靶向攻坚 3
考点一 氯气、氯水、次氯酸及其盐 3
知识点1 氯气 3
知识点2 氯水性质的多重性 4
知识点3 次氯酸及其盐 5
考向1 氯气、氯水的性质与应用 6
考向2 次氯酸及其盐 7
考点二 氯气的制备 8
知识点1 氯气的实验室制备 8
知识点2 氯气的工业制备 10
考向1 氯气的制备 11
考点三 溴碘及其化合物 卤素 12
知识点1 溴碘及其化合物 12
知识点2 卤素 12
考向1 考查溴碘的制备 13
考向2 考查卤素的性质 14
04 真题溯源·考向感知 15
考点要求
考查形式
2025年
2024年
2023年
氯气、氯水、次氯酸及其盐
选择题
非选择题
江苏卷T10,3分
氯气的制备
选择题
非选择题
江苏卷T11,3分
溴碘及其化合物 卤素
选择题
非选择题
江苏卷T11(B项),3分
考情分析:
1.命题规律:
(1)在选择题中考查氯气的实验室及工业制备原理、实验装置以及材料题中考查卤素化合物的性质与应用。
(2)在非选择题中融合化学实验考查氯及其化合物的制备和性质探究;融合化学反应原理,在化工生产中考查氯及其化合物的应用及绿色化学。
2.复习策略:
以氧化还原反应为抓手,从价态的变化引导学生理解氯、溴、碘制备原理,以及氯、溴、碘化合物的化学性质,进而认识有关物质的应用与保存方法;以元素周期律为指导,使学生理解卤素性质的递变规律并知道物质的特性,适当拓展含氯化合物的练习。
复习目标:
1.能从元素的价态变化理解氯、溴、碘的化学性质。
2.由氧化还原反应原理,认识氯气的实验室制取和氯碱工业原理。
3.由氧化还原反应原理,认识溴、碘的制备原理。
4.知道卤素单质及常见化合物的性质与应用。
5.会检验卤素离子。
考点一 氯气、次氯酸及其盐
知识点1 氯气
1.氯气的分子结构与物理性质
电子式
结构式
键的类型
晶体类型
_______
_______
从共用电子对有无偏移看属于_______键,从原子轨道重叠方式看属于____键
______晶体
颜色
状态
沸点
气味
水溶性
密度
毒性
________色
气体
易________
刺激性
2
比空气______
________
2.氯气的化学性质
得分速记
卤素的歧化反应与归中反应
歧化反应——歧化反应价态变化规律为“中间价―→高价+低价”
常温
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
加热
3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O
归中反应——归中反应的价态变化规律为“高价+低价―→中间价”
规律
酸性条件下,不同价态的含氯化合物之间的归中反应:
反应
2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O 5Cl-+ClO+6H+=3Cl2↑+3H2O
知识点2 氯水性质的多重性
性 质
成 分
反 应 实 例
______性
HCl
________+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
石蕊试液中滴氯水呈_____色
HClO
________+HClO=NaClO+H2O
______性
Cl2
Cl2+2________=2FeCl3
Cl2+_________+H2O=2HCl+Na2SO4
HClO
杀菌、消毒
______性
HClO
使湿润有机色质褪色,如向氯水中滴石蕊试液先变____,后______
沉淀性
Cl-
Cl2+Ag++H2O=____________________________
_________性
HClO
2HClO______________,氯水要放在____色试剂瓶中______保存
①溶于水Cl2的只有1/3与水发生了反应。
②Cl2和H2O的反应为可逆反应:Cl2+H2OCl-+HClO,分析氯水的性质时,要结合反应条件和平衡移动原理,分析各种粒子的变化趋势,还要注意对一个具体的反应到底是哪种粒子起了主要作用。
知识点2 次氯酸及其盐
1.次氯酸
分子式
电子式
结构式
中心原子杂化
_________
______________
____________
_________
化学性质
弱酸性
漂白性
不稳定性
__________________
有机色质被漂白后,再加热________(能或不能)恢复为原颜色
化学方程式:
_________________________
得分速记
①Cl2通入紫色石蕊试液先变红后褪色,而SO2通入紫色石蕊试液只变红不褪色!
②电离能力:H2CO3>HClO>HCO3-,HClO可以与CO32-反应: HClO+CO32-=ClO-+HCO3-。
③不同漂白剂(脱色剂)的作用原理比较
作用类型
利用吸附性脱色
利用强氧化性漂白
结合形成不稳定的无色化合物
实例
活性炭
HClO、次氯酸盐;H2O2、Na2O2
SO2(漂白品红)
作用特点
吸附有色物质
氧化还原反应、不可逆
非氧化还原反应、
可逆
漂白过程的变化性质
物理变化
化学变化
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(或石灰乳)反应时,转移电子数为NA。
2.漂白粉
成分
主要成分是______________________,有效成分是______________
制备原理
Cl2+ Ca(OH)2=_____________________________________
化学性质
水解性 强氧化性 碱性(与酸性物质反应)
漂白原理
与CO2反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O=__________________________
保存
必须__________保存
得分速记
次氯酸根性质
①
水解反应
ClO-+H2O
②
与酸反应
ClO-+H+
③
与CO2反应
ClO-+H2O+CO2(少量)=_____________________
④
氧化反应
ClO-+I-+H2O=____________________
ClO-+I-+H+=______________________
ClO-+S2-+H2O=____________________
ClO-+Fe2++H+=_________________________
ClO-在酸性或碱性条件下,均具有强的氧化性!
考向1 氯气、氯水的性质与应用
(2025·江苏省各地模拟组合题)下列说法正确的是
A.Cl2易液化,可用于制取消毒液
B.Cl2有还原性,可用于从海水中提取溴
C.制备NaClO:NaCl溶液Cl2NaClO
D.向2 mL 0.1 mol·L-1 FeI2溶液中滴入几滴新制氯水,溶液变为黄色,则还原性:I->Cl-
【变式训练1】
(2025·江苏省南京市、盐城市一模)实验室制取少量氯水并测量其pH。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙制取氯水
C.用装置丙吸收Cl2 D.用装置丁测量氯水的pH
【变式训练2·变考法】
(2024·江苏省南通市二模)下列化学反应表示正确的是
A.电解饱和食盐水制备Cl2的离子方程式:2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
B.将氯水在强光下照射的化学方程式:2HClOCl2↑+2H2O
C.氨气检验Cl2泄露的化学方程式:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl
D.Cl2处理含氰碱性废水的离子方程式:5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+N2↑+2CO2↑+8H+
考向2 次氯酸及其盐
(2025·江苏省南前黄中学攀行动二)室温下,通过下列实验探究NaClO的性质。已知:Ka(HClO)=3×10-8,Ka1(H2CO3)=4×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11。
实验1:测定0.1 mol·L-1 NaClO溶液的pH。
实验2:向0.1 mol·L-1 NaClO溶液中加入稀硫酸至pH=7。
实验3:向0.1 mol·L-1 NaClO溶液中通入少量CO2。
实验4:向0.1 mol·L-1 NaClO溶液中通入少量SO2,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
下列说法正确是
A.实验1所测NaClO溶液的pH>11
B.实验2所得的溶液中:c(HClO)=2c(SO42-)
C.实验3所得溶液中:c(CO32-)>c(HCO3-)
D.实验4所得的溶液中:c(Ba2+)·c(SO32-)=Ksp(BaSO3)
【变式训练1·变载体】
(2025·江苏省淮安市检测)下列化学反应表示正确的是
A.KClO溶液与Ag反应:4Ag+4KClO+2H2O=4AgCl+4KOH+O2↑
B.KClO碱性溶液与Fe(NO3)3溶液反应:3ClO-+2Fe3++5H2O=3Cl-+2FeO42-+10H+
C.尿素与过量KClO溶液反应:CO(NH2)2+ClO-=N2H4+Cl-+CO2↑
D.N2H4的燃烧:N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH=-642 kJ·mol-1
【变式训练2·变考法】
下列说法正确的是
A.(2025·徐州下学期2月调研)通过用pH试纸检测出NaClO溶液的pH,就可以判断NaClO是否发生了水解
B.(2024·江苏省苏州市南航苏州附中三模)漂白粉失效的途径:
Ca(ClO)2(s)HClOCl2
C.(2025·江苏省江宁中学、镇江一中12月联考)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成;则酸性:H2SO3>HClO
D.(2025·江苏省扬州市考前指导卷)Ca(ClO)2(aq) HClO(aq)O2(g)
考点二 氯气的制备
知识点1 氯气的实验室制备
化学方程式:
_______________________________________
①因浓盐酸有挥发性,制氯装置应使用____________(仪器)并盖上玻璃塞
②反应中盐酸表现了二重性:______性和_____性,其中被氧化的HCl占反应总量的____。
③为确保实验过程中分液漏斗的液体顺利流下,可采取的方法有:______________________________、二是在分液漏斗下端套一个小试管
基础知识
联想与拓展
阴离子氧化法:用强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4等)将浓盐酸中的-1价的氯氧化。
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂与浓盐酸反应
固+液气
固+液气(H2、CO2)
固+固气
Cl2(HCl、水蒸气)Cl2
根据气体性质的不同
选择适当的方法
向上排空气法或排____________法
收集方法的选择与气体密度、溶解性及在空气中的稳定性等有关
用NaOH溶液吸收,离子方程式为:
Cl2+ OH-=___________________________
根据有害气体的性质,常用点燃转化、试剂吸收、气球收集等处理方式。
①用湿润的________试纸:试纸变蓝色
②根据氯气的颜色判断:瓶中是否____________色气体
根据气体的颜色或化学性质判断
温馨提醒
①加热方式为____热,滴加浓盐酸不能过快,减少HCl挥发 ②必须用浓盐酸,稀盐酸不反应 ③实验结束后,先停止反应并排出残留的Cl2,再拆装置,以免污染空气 ④澄清石灰水中含Ca(OH)2量少,不能用来吸收尾气
得分速记
1.气体制备操作先后流程
安装仪器时
先下后上,先左后右
加入试剂时
先固后液
实验开始时
先检查装置的气密性,再加药品,后点酒精灯
净化气体时
一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气体,最后除水蒸气
防倒吸实验
往往是最后停止加热或停止通气
防氧化实验
往往是最后停止通气
气体净化装置
先洗气后干燥
洗气时
进气管长,出气管短
干燥管
大口进气,小口出气
2.气体的净化与干燥
气体洗涤装置
液体干燥剂
固体干燥剂
净化
常见干燥剂
浓硫酸
碱石灰
无水CaCl2
P2O5
加热时用固体
除去气体中的气体杂质
不能干燥气体
NH3 HI HBr
Cl2 HCl
NH3
NH3
如用灼热铜除去N2中O2等
3.常见气体的实验室制备
气体实验装置的设计
装置顺序
制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置
安装顺序
由下向上,从左向右
操作顺序
装配仪器→检验气密性→加入药品(先固后液)
常见的实验装置分类
气体
发生装置
包括固—固反应、固—液反应、液—液反应装置及一些简易装置如:水蒸气、乙醇蒸汽发生器等
安全装置
包括常见的缓冲瓶和安全瓶(防倒吸)
收集装置
排空气、排水、排其他液体,排水且量气的装置,还有收集液体的冷水冷凝、流水冷凝等
后继反应装置
比如产生的氯气和铝反应等
吸收装置
包括尾气吸收(注意洗气瓶、干燥管的使用),特别提醒:有时将洗气瓶和干燥管接在装置的末端以阻止空气中的二氧化碳及水蒸气侵入反应体系
知识点2 氯气的工业制备
电解饱和食盐水
(氯碱工业)
阳极电极反应式
________________________________________
装置图
阴极电极反应式
________________________________________
实验现象
①铁棒加入酚酞试液后溶液呈___色
②b极生成的气体能使湿润的KI淀粉试纸变___色
化学方程式
2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
离子方程式
____________________________________
电解熔融的氯化钠
化学方程式:__________________
离子交换膜电解槽
电解槽:阴极——碳钢网,阳极——金属钛网、离子交换膜
离子交换摸:只允许Na+通过,Cl-、OH-和气体不能通过,从而把电解槽隔为阴极室和阳极室,既防止H2和Cl2反应,又防止Cl2与________反应。
食盐精制
溶解—→过滤—→BaCl2—→NaOH—→Na2CO3—→HCl
(BaCl2务必在Na2CO3之前!)
考向1 氯气的制备
(2025·江苏南通市开学考)实验室制取Cl2的原理及装置均正确的是
A.制取Cl2 B.除去Cl2中的
C.收集Cl2 D.吸收尾气中的Cl2
【变式训练1】
(2025·江苏省泰州中学月考)实验室拟制取少量液氯。干冰、液氯和氯化氢的沸点分别为-78.5℃、-34℃和-85.1℃,下列实验装置或操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙干燥氯气
C.用装置丙液化氯气 D.用装置丁吸收尾气
【变式训练2·变考法】
(2025·江苏省苏锡常镇一模)常温下,Fe(OH)3与KClO在碱性条件下反应可制得K2FeO4。实验室制备K2FeO4的装置(夹持装置未画出)和原理不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙除去
C.用装置丙制备K2FeO4 D.用装置丁吸收尾气
考点三 溴碘及其化合物 卤素
知识点1 溴碘及其化合物
1.溴及其化合物
使溴水褪色的物质
溴的制备
2.碘及其化合物
碘的制备
I2的检验
用淀粉溶液(检验的不是I-)
I-的
强还原性
能被Fe3+、ClO-、NO3-/H+、MnO4-等离子氧化,与O2反应
I2的滴定
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(选用的指示剂是:淀粉溶液,注意滴定终点溶液颜色的变化)
用氯水将I-氧化为I2时,氯水要少量,否则过量的Cl2会将I2氧化:I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl
知识点2 卤素
1.卤族元素的原子结构及单质的性质
元素
位置
原子结构
化合价
单质
状态
熔沸点
颜色
水中颜色
有机物中颜色
周期
族
价电子排布式
核电荷数
原子半径
F
ns2np5
氟无正价,其他元素:-1、+1、+3、+5、+7(ClO2中Cl为+4价)
F2
气
淡黄绿
反应
——
Cl
17
Cl2
气(易液化)
黄绿
黄绿
黄绿
Br
Br2
液(易挥发)
深红棕色
橙黄
橙红
I
I2
固(易升华)
紫黑色
棕黄
紫红
2.卤素的相似性、递变性
元素
氟
氯
溴
碘
X2与H2
化合难易
条件
冷暗处
光照
加热
持续加热
条件________
程度
剧烈爆炸
爆炸
缓慢
化合 同时分解
剧烈程度________
氢
化
物
稳定性
HF______HCl______HBr______HI
水溶液酸性
HF______HCl______HBr______HI
还原性
HF______HCl______HBr______HI
沸点
HF最高(液体)
HCl______HBr______HI
X2与H2O
反应剧烈程度
2F2+2H2O=4HF+O2
X2+H2OHX+HXO(X—Cl、Br、I)
剧烈
缓慢
微弱
极弱
水溶性
与水反应生成HF酸
溶解性在水中依次______,有机溶剂中依次______
与淀粉显色反应
一般不反应
变蓝(I2特性)
含氧酸
无含氧酸
有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等
卤
化
银
颜色
AgF(白色)
AgCl(白色)
AgBr(淡黄色)
AgI(黄色)
水溶性
易溶
均难溶,且溶解度依次________
感光性
难分解
见光均易分解,感光性渐强
3.X-的性质与检验
X-的性质
沉淀性 还原性
X-的检验方法
沉淀法
未知液白色沉淀为_____,淡黄色沉淀为_____,黄色沉淀为_____
显色法
①未知液有机层显橙红色为_____,紫红色为_____
②未知液_____色溶液,表明有I-
考向1 考查溴碘的制备
(2025·江苏省南通市如皋市第一次适应性考试)下列从含Br2的稀溶液中提取Br2的实验操作或原理能达到目的的是
A.用装置甲吹出Br2蒸汽并吸收 B.用装置乙制取Cl2
C.用装置丙制取Br2 D.用装置丁蒸馏回收Br2
【变式训练1·变载体】
(2025·江苏省南京市二模)实验室进行海带提碘实验。下列相关原理、装置及操作正确的是
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.用装置丁萃取获得的I2
【变式训练2】
(2025·江苏省南通如皋市2月)下列从含Br2的稀溶液中提取Br2的实验操作或原理能达到目的的是
A.用装置甲吹出Br2蒸汽并吸收 B.用装置乙制取Cl2
C.用装置丙制取Br2 D.用装置丁蒸馏回收Br2
考向2 考查卤素的性质
(2025·江苏省射阳中学一模)第ⅦA族元素及其化合物在自然界中广泛存在且有重要应用。F是电负性最大的元素,常见含氟物质有HF(Ka=1.0×10-4,沸点:19.5℃)、SiF4、NaF等;Cl2、ClO2均可用于自来水消毒,Cl2还可用于处理碱性含CN-废水,NCl3易水解生成HClO和NH3;电解食盐水可制备NaOH、NaClO、NaClO3、HCl(沸点:-85℃)等多种物质,卤水中Br-离子可被Cl2氧化,产物Br2可用Na2CO3溶液吸收;HI分解用于循环制氢,完全分解2 mol HI(g)生成H2(g)和I2(g)需吸收9.48 kJ热量。
下列化学反应表示正确的是
A.用HI分解制氢:2HI(g)=H2(g)+I2(s) ∆H=-9.48 kJ·mol-1
B.用Cl2处理碱性含氰废水:5Cl2+2CN-+12OH-=10Cl-+N2+2CO32-+6H2O
C.用Na2CO3溶液吸收Br2(g):Br2+Na2CO3=NaBr+NaBrO3+CO2
D.用食盐水电解制备NaClO3的阳极反应:Cl-+6e-+6OH-=ClO3-+3H2O
【变式训练1·变考法】
(2025·江苏省临考押卷)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;SOCl2可溶于苯、等有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是KIO3;卤素互化物(如ICl、IF3)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.KIO3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.ClO2有强氧化性,可用于水体杀菌消毒剂
【变式训练2】
(2024·南京市江宁区下学期开学考)探究卤族元素单质及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡
分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力
B
用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上
试纸变白
次氯酸钠溶液呈中性
C
向2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中先滴加4滴0.1 mol·L-1 KCl溶液,再滴加4滴0.1 mol·L-1 KCI溶液
先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀
Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
D
取两份新制氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液
前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色
氯气与水的反应存在限度
1.(2025·湖北卷)制备α-氯代异丁酸的装置如图。在反应瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解),加热到70℃,通入Cl2,反应剧烈放热,通气完毕,在120℃下继续反应。反应结束,常压蒸馏得产物。反应方程式:
下列说法错误的是
A.干燥管可防止水蒸气进入反应瓶 B.可用溶液作为吸收液
C.Cl2通入反应液中可起到搅拌作用 D.控制Cl2流速不变可使反应温度稳定
2.(2024·广东卷)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是
A.制备Cl2 B.净化、干燥Cl2
C.收集Cl2 D.验证Cl2的氧化性
3.(2024·浙江1月卷)工业上将Cl2通入冷的NaOH溶液中制得漂白液。下列说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是NaClO
B.ClO-水解生成HClO使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强
D.NaClO溶液比HClO溶液稳定
4.(2023·江苏卷)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是
A.制取Cl2
B.除去Cl2中的HCl
C.收集Cl2
D.吸收尾气中的Cl2
5.(2024·浙江1月卷))为回收利用含I2的CCl4废液,某化学兴趣小组设计方案如图所示。下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ中,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.试剂X可用硫酸
D.粗I2可用升华法进一步提纯
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