第2章 海洋中的卤素资源(知识清单) 化学沪科版2020必修第一册
2025-10-30
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学沪科版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 本章复习 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 卤素及其化合物,离子反应,氧化还原反应 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.85 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-09-16 |
| 作者 | hany546 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-08-01 |
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| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第2章 海洋中的卤族资源
知识点1 海水中的氯
◆一、粗盐提纯
1.获得粗盐的方法—盐田法
把海水引入盐田,利用日光、风力来蒸发浓缩海水,并进一步使食盐结晶出来,这 种方法叫做盐田法。
→
2.粗盐提纯原则及方法
(1)原则:
①除杂试剂要 ;
②后续试剂应 过量的前一试剂;
③尽可能将杂质转化为 ;
④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理 。
(2)除杂试剂的选择及方法:粗盐中所含杂质离子有 。
步骤
杂质
加入的试剂
化学方程式
1
Mg2+
。
-。
2
SO
-
3
Ca2+、Ba2+
-
4
OH-、CO
-
(3) 粗盐提纯步骤:依次加入稍过量的 NaOH、 𝐵𝑎𝐶𝑙2和𝑁𝑎2𝐶𝑂3一次过滤后,加入盐酸调节 pH 至 7。
◆二、电解饱和食盐水
1.实验探究:
(1)原理:阴极: -
阳极: -
总反应: -
(2)装置:
(3)两极现象及检验:
阴极: -
阳极: -
2.离子交换膜(阳离子交换膜)的作用:
①将电解池隔成 和 ,只允许 离子(Na+、H+)通过,而阻止 离子(Cl-、OH-)和气体通过;
②既能防止 产生的H2和阳极产生的 相混合,而引起爆炸,又能避
免 和 作用生成 而影响烧碱的质量
【拓展】
认识下面这些电解装置。(说明:若使用铁棒作电极,只能与电源负极相连,作为阴极,铁棒只起导电作用,不会发生化学反应。也可以把铁棒换成石墨。)
◆三、候氏制碱法—氯碱工业
原料
饱和食盐水、 ——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;其反应为:
C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2。
原理
NH3+CO2+NaCl+H2O= 或NH3+CO2+H2O= ,NH4HCO3+NaCl= 2NaHCO3 -
生产流程
设计Ⅰ的循环,可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上
绿色化学思想
循环使用的物质为: -
◆四、氯气的物理性质
颜色
气味
状态
毒性
密度
水溶性
黄绿色
储存
氯气易液化,在加压条件下,氯气转化为液态,可储存在 中。
◆五、氯气的化学性质
结构特点
强氧化性
金属
与钠: (微热,剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量 )
与Fe: (燃烧,产生棕色烟。生成高价态产物)
与Cu: (燃烧,产生棕黄色烟,溶于水后,溶液呈 色。生成高价态产物)
非金属
与H2: (点燃— 色火焰,瓶口有 ;光照—爆炸。工业制盐酸)
氧化性与还原性
水
(自来水消毒)
碱
与NaOH溶液: (制漂白液)
与石灰乳: (制漂白粉)
盐
与AgNO3溶液:
◆六、次氯酸
1.次氯酸
(1)氯气在水中的溶解实验
实验操作
取一支100 mL的针筒抽取80 mL的氯气和20 mL的水,振荡。
实验装置
实验现象
活塞 移动,水溶液颜色逐渐变为 色。
实验结论
氯气能溶于水,常温常压下,1体积的水约能溶解2体积的氯气,氯水呈浅黄绿色。
(2)氯水的性质实验探究
实验操作
实验现象
实验结论
干燥的有色布条 ;湿润的有色布条
性
分别将新制氯水和稀盐酸滴在pH试纸上
前者试纸 ;后者试纸变 色
新制氯水呈 性,有 性;稀盐酸无 性
在洁净的试管中加入1mL新制氯水,再向试管中加入几滴硝酸银溶液和稀硝酸。
有 生成,且 不溶解
氯水中含有Cl-原因(方程式):
(3)氯水性质的多重性
性质
成分
反应实例
酸性
HCl
CaCO3+2HCl= 氯水滴入石蕊试液中呈红色
HClO
NaOH+HClO=NaClO+H2O
氧化性
Cl2
Cl2+2FeCl2= 、Cl2+Na2SO3+H2O=
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+AgNO3+H2O=
不稳定性
HClO
2HClO ,氯水要放在 试剂瓶中避光保存
◆七、次氯酸盐
1.与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
反应的化学方程式: 。漂白液的有效成分是 。
2.与石灰乳反应——制取漂白粉
①反应的化学方程式: 。
②漂白粉的主要成分是 ,有效成分是 ,漂粉精的主要成分
是 。
③漂白粉的漂白原理:利用复分解反应原理,漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。
④次氯酸钙溶液与二氧化碳反应的方程式为 (漂白粉长期放置在空气中会失效: 。
3.含氯消毒剂的合理使用
(1)保存方法: 漂白粉应密封、避光保存,并置于阴凉干燥处。
(2)“84”消毒液与与洁厕剂:“84”消毒液主要成分是 ,有效成分: , 而“洁厕灵”主要成分为 。二者混用会发生反应: ,不但去污效果大大减弱,而且产生有毒的氯气。
(3)新型灭菌消毒剂——二氧化氯:杀菌、消毒能力比氯气强。
【重难点解析】
一、氯气的性质
1.氯气与金属单质反应:氯气与除金、铂以外的绝大多数金属都能反应。变价金属单质与氯气反应,一般生成最高价氯化物,例如过量的铁丝在氯气中燃烧时,生成FeCl3而不生成FeCl2。干燥的氯气在常温下不与铁反应,因此,干燥的氯气可用钢瓶贮存。
2.氯气与非金属单质反应:氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾(HCl气体极易溶于水,与中的水蒸气形成盐酸小液滴)。若将H2与Cl2混合点燃或强光照射会发生爆炸,但在黑暗条件下能共存。
3.磷在氯气种燃烧产生白色烟雾:2P+3Cl22PCl3(常温液态),PCl3+Cl2PCl5(常温固态)。说明燃烧不一定需要氧气。
二、次氯酸和次氯酸盐
1.漂白原理对比图:(对比理解记忆)
漂白类型
强氧化性(化变不能恢复)
还原性漂白(化变能复原)
物理吸附性(物变)
原理
原理将有色物质氧化成无色物质
由于溶于水后生成的H2SO3与有色物质结合,形成不稳定的无色化合物,褪色后在一定条件下又能恢复原来的颜色
可以做脱色剂,除臭剂,去味剂,防毒面具的滤毒罐
常见物质
HClO,Ca(ClO)2(漂白粉的有效成分),NaClO,H2O2,Na2O2,O3
SO2 ,连二亚硫酸钠(Na2S2O4保险粉)等含硫还原剂
木炭或活性碳
注意:SO2漂白品红溶液,褪色后加热返回红色。(比较:氯气通入品红溶液褪色后再加热,颜色不复原)
SO2不能与氧化性的漂白剂混用,SO2中+4价硫有还原性,会氧化还原反应,都失去漂白性质。
2.下列褪色现象是SO2的漂白性吗?
(1)SO2使橙色溴水褪色
(2)SO2使紫色KMnO4酸性溶液褪色
(3)SO2使红色酚酞褪色
(3)褪色的原因是SO2溶于H2O后生成了H2SO3 ,H2SO3 是酸可以使红色酚酞变为无色。
3.氯水和SO2分别使紫色石蕊产生什么现象?
4.SO2和Cl2混合后能否增强漂白效果?
知识点2 氧化还原反应和离子反应
◆一、氧化还原反应
1.从得氧失氧角度认识氧化还原反应
(1)概念:在化学反应中,一种物质 氧发生氧化反应,必然有一种物质 氧发生还原反应。也就是说,氧化反应和还原反应是在一个反应中 发生的,这样的反应称为氧化还原反应
(2)判据:
①依据得失氧认识氧化还原反应:2CuO+C2Cu+CO2↑,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
物质
反应物
发生的反应(氧化反应或还原反应)
得氧物质
C,CO
氧化反应
失氧物质
CuO,Fe2O3
还原反应
②依据化学反应中是否有 的变化,可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
如2a+l 2===2 氧化还原反应,Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO 氧化还原反应。
2.从电子转移角度认识氧化还原反应
(1)实质:
①Na和Cl2反应:钠与氯气的反应,实质是钠原子 电子,则钠元素化合价由0价变为+1价,发生 反应;氯原子 电子,氯元素化合价由0价变为-1价,发生 反应。如图所示:
②H2和Cl2反应:氢原子的最外电子层上有 个电子,可获得1个电子而形成2个电子的稳定结构,氯原子的最外层电子层上有 个电子,也可获得1个电子而形成最外层 个电子的稳定结构.反应时,双方各以最外层的1个电子组成 ,使双方最外层都达到稳定结构。在氢化氢分子里,由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子稍强一些,因而共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子,使氢元素的化合价从 价升高到 价,被 ,氯元素的化合价从 价降低到 价,被 。在这个反应中,没有电子的得失,只是发生了共用电子对的偏移,氢气发生了氧化反应,氯气发生了还原反应。如图所示:
③结论:电子的得失或偏移称为 ,凡是有 (得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。失去电子(或偏离电子对)发生 反应,得到电子(或偏向电子对)发生 反应。
(2)特征: 变化或 变化,表现为反应前后有元素的 发生变化。其中,物质所含元素的原子 电子的反应叫氧化反应,表现为元素化合价 ,物质所含元素的原子 电子的反应叫还原反应,表现为元素化合价 。
【提醒】①元素 有升必有降, 有失必有得,有氧化必有 。方法中转移电子数目指的是与方程式计量数有关的 或 。
②该方法常用来表示电子 。且在氧化还原反应中,转移的电子
数 氧化剂得到电子的总数 还原剂失去电子的总数。
◆ 二、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物
(1)概念:
①氧化剂: (或电子对偏向)的物质,在反应时所含元素的化合价 ;氧化剂具有 ,反应时本身被 ,得到 。
②还原剂: (或电子对偏离)的物质,在反应时所含元素的化合价升高;还原剂具有 ,反应时本身被 ,得到 。
③氧化产物:还原剂经化合价升高发生 反应而得到的产物 (化合价升高的 )。
④还原产物:氧化剂经化合价降低发生 反应而得到的产物 (化合价降低的 )。
(2)常见的氧化剂与还原剂
①常用的氧化剂: 等;
②常用的还原剂:活泼的金属单质(如Zn、Fe)及 等。
③应用:食物在人体中被 、煤燃烧、酿酒、电镀、金属的冶炼等,也都离不开氧化还原反应。
④危害:易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等。我们应该运用化学知识来防止这类氧化还原反应的发生或 。例如,可采用在钢铁表面喷漆等方法来防止 的氧化还原反应发生。
2.氧化还原反应中电子转移的表示方法(单线桥法)
(1)步骤:用一条线桥来表示氧化还原反应中元素原子间的电子转移方向和数目的方法。基本步骤为:
第一步:定 ——正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系,进而确定转移电子数目。
第二步:连 ——箭头从还原剂中化合价升高的元素出发,指向氧化剂中化合价降低的元素。
第三步:标得失——标出电子转移的总数。
(2)特点:
①从 中 电子的元素指向 中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间 情况。
②箭头已标明电子转移的 ,因此 再标明“得”或“失”,只标明电子转移 。如图:
◆ 三、电解质的电离
1.物质的导电性实验探究
实验步骤
【实验1】:如图2-12所示连接装置,在容器中分别放入NaCl固体和NaCl溶水液、KNO3固体和KNO3水溶液、NaOH固体和NaOH水溶液、蔗糖固体和蔗糖水溶液、无水酒精和酒精水溶液、蒸馏水。接通 电源,观察实验现象并做好记录。
【实验2】:按图 2.13 装置,在 V 形玻璃管里装入少量硝酸钾固体,加热玻璃管,待固体熔化时,再插入电极,观察实验现象并做好记录。
实验现象
【实验1】中NaCl固体、KNO3固体、NaOH固体、蔗糖固体和蔗糖水溶液、无水酒精和酒精水溶液、蒸馏水,灯泡均 ,而NaCl溶水液、KNO3水溶液、NaOH水溶液,灯泡均 。【实验2】中硝酸钾固体熔化时,灯泡液 。
实验结论
干燥的NaCl固体、KNO3固体、NaOH固体、、蔗糖固体和蔗糖水溶液、无水酒精和酒精水溶液、都 导电,蒸馏水 导电。NaCl溶液、KNO3溶液、NaOH水溶液,熔化的硝酸钾均 导电。
2.电解质与非电解质
(1)概念:
①电解质:在 里或 状态下能够导电的 叫做电解质。如:氯化钠、硝酸钾、氢氧化钠等。
②非电解质:在 里和 状态下均不能导电的 叫做非电解质。如:蔗糖、酒精等。
(2)常见物质类别
常见的电解质
①酸:H2SO4、HCl、HNO3、H2SO3、H2CO3
②碱:NaOH、NH3 ·H2O、Ca(OH)2
③盐:NaCl、KNO3、BaSO4、AgCl
④金属氧化物:CuO、CaO、MgO、Na2O
⑤金属氢化物:NaH、CaH2
⑥水:H2O
常见的非电解质
①非金属氧化物:SO2、SO3、CO2
②部分非金属氢化物:NH3、PH3、AsH3
③大部分有机物:蔗糖、酒精、CH4
【技巧点拨】
①不是电解质的物质不一定是非电解质,如:单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
②电解质不一定导电,导电是有条件的,电解质只有在水溶液里或熔融状态下电离产生自由移动的离子才能导电,其他条件下不导电。如:CaCO3固态时不导电。
③能导电的物质不一定是电解质。如Fe、Cu等金属在熔融状态下能导电,稀盐酸能导电、CO2及NH3等物质的水溶液也能导电,它们均不是电解质。
④电解质不一定易溶于水(如:硫酸钡等),易溶于水的化合物不一定是电解质 (如:酒精等)。
3.电解质的电离过程
(1)电离的概念:电解质在水溶液中或熔化状态下离解成 的过程叫做电离。如氯化钠溶于水或熔融时能产生自由移动的钠离子和氯离子。
(2)电离条件: 或 下。酸的电离条件是溶于水;碱和盐的电离条件是溶于水或熔融状态。
(3)电离过程(以NaCl为例):
4.电解质导电的原因(以NaCl为例)
比较项目
NaCl固体
NaCl溶液
熔融NaCl
宏观
不导电
导电
导电
微观
含有微粒及能否自由移动
Na+、Cl-
水合钠离子、水合氯离子
Na+、Cl-
不能自由移动
能自由移动
原因
带相反电荷的离子间的相互作用,Na+和Cl-按一定规则紧密地排列
在水分子作用下,Na+、Cl-脱离NaCl固体的表面,进入水中,成为能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子
受热熔化时,离子运动随温度升高而加快,克服了离子间的相互作用
5.电离过程的表示方法—电离方程式
(1)定义:电离方程式是用 表示电解质电离过程的式子。
(2)书写:
①强酸、强碱、大部分盐类的书写方法:因这些物质溶于水是完全电离的,故在书写时用“===”
如:H2SO4=== 、NaOH=== 、NaCl=== 、Ba(OH)2===
②弱酸、弱碱的电离方程式的书写方法:弱酸、弱碱(如CH3COOH、NH3·H2O)溶于水后,在水分子的作用下,只是一部分分子能够电离出自由移动的阴、正离子,因此书写电离方程式时用“”
如:CH3COOH NH3·H2O
③多元弱酸的电离是分步进行的(即每次只电离出一个H+),但以第一步电离为主
如:H2CO3H+ + HCO3— (主要) 决定H2CO3的酸性
HCO
④多元弱碱:不要求分步电离,而是“一步到位”
如:Cu(OH)2Cu2+ +2OH--
【提醒】①弱酸的酸式盐在溶液中完全电离,生成酸式酸根离子和正离子,如:NaHCO3===Na++HCO
②强酸的酸式盐在 中完全电离,如:NaHSO4== (水溶液中)
③强酸的酸式盐在 时,生成酸式酸根离子和正离子,如:NaHSO4==Na++HSO4— (熔融状态)
6.强电解质和弱电解质
强电解质
弱电解质
电离条件
溶于
溶于水或熔融状态
电离程度
完全电离:
部分电离
电离过程
不可逆过程
可逆过程
溶液中微粒
只有电解质电离出的阴、阳离子、溶剂分子,不存在电解质分子
既有电解质电离出的阴、阳离子、溶剂分子,还存在电解质分子
实例
多数盐(包括难溶盐)、强酸、强碱等
①H2SO4:H2SO4===2H++SO
②Ba(OH)2:Ba(OH)2=== Ba2++2OH-
③CaCl2:CaCl2===Ca2++2Cl-
弱酸、弱碱、水
①CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+②NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-
◆四、离子反应
1.离子反应
(1)概念:有 参加或生成的反应叫做离子反应。
(2)发生的条件(类型):
①复分解型离子反应:生成 物质(如 等)、生成 物质(如 等)、生成 物质(如 等)。
②氧化还原型离子反应:氧化性和还原性强或较强的物质相遇,转变为还原性和氧化性较弱或弱的物质。即强氧化剂转变为弱还原剂,强还原剂转变为弱氧化剂。
2.离子方程式的书写
(1)定义:用 的离子符号表示化学反应的式子。
(2)意义:离子方程式可以揭示反应的 ,不仅表示一个 的化学反应,还可以表示 的离子反。
(3)书写步骤:
第一步:写——根据客观事实,写出正确的化学方程式。
第二步:拆(关键)——将溶于水且完全电离的物质写成离子形式;难溶于水或溶于水难电离的物质及气体、单质、氧化物用化学式表示。
第三步:删——对化学方程式两边都有的相同离子,把其中不参加反应的离子,应“按数”删掉。
第四步:查——检查写出的离子方程式是否符合前三项要求,并且检查是否符合原子守恒、电荷守恒等。
【技巧点拨】
①能拆写成离子的物质:强酸(如 HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI、HClO4)、强碱(如NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2)、可溶性盐(如钾盐、钠盐、硝酸盐、铵盐等)。
②不能拆写成离子的物质:单质、气体、氧化物、难溶性物质(如AgCl、BaSO4、CaCO3等)、难电离物质:水、弱酸(如CH3COOH等)、弱碱(如NH3· H2O等)。
③特殊物质的拆与不拆:在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和SO,NaHCO3应拆写成Na+和HCO、对微溶物,如Ca(OH)2,如果是反应物且为澄清石灰水,应拆成Ca2+和OH-的形式,如果是生成物或是石灰乳等,则保留化学式Ca(OH)2、固体之间反应不能写离子方程式,如氯化铵与氢氧化钙的反应。
④离子方程式正误的判断方法——“两易、两等、两查”
两易—易溶、易电离:同时满足两个条件的物质改写成离子形式,否则以化学式表示。
两等—原子个数相等、电荷总数相等。离子方程式两边原子种类和原子个数及电荷总数分别相等。即满足质量守恒和电荷守恒。
两查—查条件、查公约数。检查是否漏写必要的反应条件和方程式是否有公约数,若有必须约去。
知识点3 溴和碘的提取
◆一、卤素单质的性质
1.组成及结构特点
(1)卤族元素在周期表中处于第 族;
(2)最外层电子数均为 ,是典型的非金属元素;
(3)单质均为 原子 分子(极性或非极性),具有强的 性(I2除外)但氧化性依次减弱,其阴离子的还原性依次增强;
(4)主要化合价均为-1价,最高正价为 价( 除外,无 价);
2.物理性质
性质
F2
Cl2
Br2
I2
状态
气态
气态
液态
固态
颜色
淡黄绿色
黄绿色
深红棕色
紫黑色
溶解性
与水反应
溶解性依次减弱
密度
依次增大
熔沸点
依次升高
【提醒】溴、碘在有机溶剂中的溶解度比它们在水中的溶解度 。且溴和碘在不同溶剂中的颜色可能 。如:
3.化学性质
(1)卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象
实验原理(化学方程式)
将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中,用力振荡试管
无色变橙色
Cl2+2KBr===2KCl+Br2
将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中,用力振荡试管
无色变棕褐色
Cl2+2KI===2KCl+I2
将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中,用力振荡试管
无色变棕黄色
Br2+2KI===2KBr+I2
实验结论
卤素单质的氧化性顺序由强到弱依次是:Cl2>Br2>I2
卤素离子的还原性顺序由强到弱依次是:I->Br->Cl-
(2)与氢气的化合
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
暗处(爆炸)
H2+F2==2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
H2+Cl22HCl
较稳定
Br2
加热
H2+Br22HBr
不如氯化氢稳定
I2
不断加热
H2+I22HI
不稳定
结 论
按照F2、Cl2、Br2、I 2顺序:①与氢气反应越来越困难;②与氢气反应越来越不剧烈;③生成的氢化物越来越不稳定。
(3)结论:
①相似性:Br2、I2与Cl2有相似的化学性质,如均能与 、 (H2)、 、
反应。
②递变性:
a.单质氧化性: 。
②气态氢化物稳定性: 。
③氢化物水溶液酸性:HF<HCl<HBr<HI(只有HF为弱酸,其余均为强酸)
④最高价氧化物的水化物(HRO4)为 (F除外),且酸性依次 ,HClO4为 酸。
4.卤素的特性
(1)氟(F):
①化合价:仅有_ 、 ,没有 和含氧酸。
②F2不能置换出氯、溴、碘: 与水剧烈反应,不能在水中置换其他卤素单质(化学方程式)
。
③F2、HF均腐蚀玻璃(化学方程式):2F2+SiO2→SiF4+O2 4HF+SiO2→SiF4↑+2H2O
④在HX酸中唯有HF是弱酸
⑤在AgX中唯有AgF易溶于水;CaF2难溶于水,可用于制备HF。
(2)溴(Br):
①溴是一种深棕红色的液体,在空气中会迅速 成红棕色的 ,因此在存放溴的试剂瓶里通常需加入少量 以减少其挥发。
②溴是非金属中唯一的 单质,有毒,有刺激性气味,对橡胶有腐蚀性。
(3)碘(I):
①I2易 ,常利用该性质来分离提纯碘。
②I2单质易溶于 ,淀粉遇I2变 色,可利用该特性鉴定I2的存在。
③AgI可用与人工降雨,碘盐(加 KIO3)可防止甲状腺肿。
④I2与Fe反应时,生成 ,其他卤素单质与Fe反应时均得到Fe3+,说明:氧化性 Cl2﹥Br2﹥Fe3+﹥I2 ,还原性 。
5.卤化银的性质及用途
(1)感光性:氯化银、溴化银、碘化银均具有感光性,见光后会发生如下反应:
2AgCl2Ag+C12 2AgBr2Ag+Br2 2AgI2Ag+I2
(2)性质比较
AgF
AgCl
AgBr
AgI
颜色
无色
白色
浅黄色
黄色
溶解性
易溶
既不溶于水,也不溶于稀硝酸(溶解度渐小)
制法
————
Ag++X—==AgX↓
化学性质
无感光性
2AgX Ag+X2(感光性渐强)
用途
————
胶卷、相纸
人工降雨
【提醒】卤素单质的检验方法
Cl2
Br2
I2
常温下外观
黄绿色气体
深红棕色液体
紫黑色固体
常用检验
方法
①能使湿润的KI淀粉试纸变蓝②能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色
能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
遇淀粉溶液变蓝
◆ 二、溴和碘的提取
1.从海水中提取溴
(1)原料:苦卤(海水 后得到的母液)是海水制盐工业的副产物,其中含有高浓度的 等,是从海水中提取溴的主要原料。
(2)步骤:
①浓缩酸化:浓缩并酸化海水后,通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl。
②氧化富集:向含溴单质的水溶液中通热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。
③氧化吸收:向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:2HBr+Cl2===2HCl+Br2,用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
【技巧点拨】
①步骤③已将溴吹出,但步骤④又重新用SO2吸收溴,步骤⑤又用氯气将HBr氧化为Br2,步骤④⑤的目的是提高溴的含量,即富集溴。
②步骤④方程式为SO2+Br2+2H2O==HBr+H2SO4;大量液溴和少量溴水分离的方法是分液法,采用的仪器为分液漏斗,操作时下层液体必须从下口流出,上层液体从上口倒出。
(3)流程:海水酸化→氯气氧化→空气或水蒸气吹出→SO2吸收使溴单质转化为HBr→氯气氧化。如图:
(4)溴的用途
①制备药物:“红药水”中含有溴元素;溴化钾、溴化钠、溴化铵等可配成镇定剂。
②制造杀虫剂。
③制造感光剂:溴化银可用作医疗X射线胶片上的感光剂。
2.从海带中提取碘
(1)原理:
①碘在海带中以化合态的形式存在。
②海带中的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)的形式进入水中,可选择 等氧化剂把碘离子氧化成碘单质,离子方程式分别可表示为: 。
(2)流程:
(3)实验探究——加碘盐中碘元素的检验
①加碘盐中碘元素的存在形式: 。
②检验原理:在酸性条件下,IO3-与I-反应的离子方程式: ,生成的单质碘用淀粉溶液检验,现象是淀粉溶液变蓝。
③用试纸和生活中的常见物质检验加碘盐中碘元素存在的方案:
食盐酸性溶液试纸变蓝,证明有碘元素存在。
实验现象及结论: 。
(4)碘元素的应用:碘是人体必需的微量元素,人体缺碘时患甲状腺肿大。
【技巧点拨】
①海带中所含的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)形式进入水中,可将海带 或 ,延长浸泡时间或不断搅拌(现代工业用离子交换法)等方法以提高碘的提取率。
②提取过程中加入NaOH溶液碱化的目的是 。
③氧化操作时,加入的氧化剂可以是 等,从绿色化学的角度最佳选择的氧化剂是 ,因还原产物是水,不引入新的杂质,无污染。
◆三、卤素离子的检验
1.沉淀法
(1)试剂:硝酸银和稀硝酸
(2)现象及原理:
试剂
现象
结论及离子方程式
取样,先加入稀硝酸。再加入硝酸银溶液,观察现象。
生成白色沉淀
有Cl-:Ag++Cl-=AgCl↓
生成浅黄色沉淀
有Br-:Ag++Br-=AgBr↓
生成黄色沉淀
有I-:Ag++I-=AgI↓
2.氧化还原法
试剂
现象
结论及解释
Br-
氯水+CCl4
与新制的氯水反应生成橙色溶液,再滴加四氯化碳溶液分层,下层显橙红色
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
I-
氯水+CCl4
与新制的氯水反应生成黄色溶液,再滴加四氯化碳溶液分层,下层显紫色
Cl2+2I-=2Cl-+I2
氯水加淀粉溶液
与氯水反应生成黄色溶液,使淀粉溶液变蓝色
Cl2+2I-=2Cl-+I2
3.卤离子的检验实验探究
【实验回顾4】取两支试管分别加入溴化钠溶液、碘化钾溶液2mL,各加入硝酸银溶液2~3滴,观察现象,再分别加入0.5mL稀硝酸,观察试管内是否有变化?
【现象及原理】在溴化钠和碘化钾溶液中加入硝酸银时,分别生成浅黄色的溴化银和黄色的碘化银沉淀。
(浅黄色)
(黄色)
溴化钠跟硝酸银反应的实质是硝酸银溶液中的Ag+和溴化钠中的Br-反应,生成难溶于水的溴化银。 Ag++Br-=AgBr↓
同样道理,碘化钾跟硝酸银反应的实质是Ag+和I-反应,生成碘化银沉淀。
Ag++I-=AgI↓
溴化银和碘化银既不溶于水,也不溶于酸,加入稀硝酸时沉淀不溶解。某些银盐如Ag2SO4(白色)、Ag2CO3(白色)、Ag3PO4(黄色)与卤化银颜色相近,但它们虽然不溶于水,却会与稀硝酸反应,因此我们可以用硝酸银和稀硝酸检验卤离子的存在。
卤离子的检验归纳
离子
检验试剂
主要实验现象
有关反应方程式
AgNO3溶液、稀硝酸
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
1 AgNO3溶液、稀硝酸
2 加氯水和CCl4
生成不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀
CCl4层呈橙红色
1 AgNO3溶液、稀硝酸
2 滴入淀粉溶液后滴入氯水
生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀
淀粉溶液变蓝
易错点01:物质的检验的要求
加入Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序不可以颠倒,Na2CO3溶液必须在加入BaCl2溶液之后加入,其作用除了沉淀除去Ca2+外,还要沉淀除去过量的Ba2+。过滤后滤液中含有多余的氢氧化钠和碳酸钠,故滤液中需加入盐酸,调节溶液的pH等于7,然后蒸发结晶得到较纯的氯化钠晶体。
易错点03:液氯与氯水
液氯是纯净物,氯水是混合物。
易错点04:氯气具有强氧化性
氯气能与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到最高价。
易错点05:氯水中的成分在做题时的注意要点
氯水中含有Cl2、HClO、H2O分子,也含有H+、Cl-等离子,说明Cl2与H2O不能完全反应,只能进行到一定的限度。Cl2+H2O⇌HCl+HClO为可逆反应(在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应)。氯水中含有Cl2、HClO,当氯水发生氧化还原(如与FeCl2、NaBr、KI等)反应时,只看作Cl2参与反应,如2FeCl2+Cl2==2FeCl3;当考虑氯水的漂白性和消毒性时,只看作HClO起作用。
易错点05:漂白粉的制备注意事项
由于氢氧化钙的溶解度较小,制备漂白粉时不能用石灰水,应用石灰乳。漂白粉中起漂白作用的是HClO,HClO不稳定,见光易分解,久置后会变质,所以制备稳定的次氯酸盐更便于储存和运输。
易错点06:氧化还原反应中的4个“不一定”
①一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如C2+H2O===H+中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。
②一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4既表现了还原性,又表现了氧化性。
③有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。
④某种物质由化合态变为游离态,不一定是被还原,如HCl→Cl2是被氧化。
易错点07:电解质的概念与溶解度无关
强电解质溶液导电性不一定强。导电性主要与阴阳离子的浓度和所带的电荷数有关(成正比关系)。难溶的物质不一定是弱电解质,如CaCO3、BaCO3等均为强电解质。
易错点8:离子的检验时要酸化处理
检验卤素离子的最好的方法是用硝酸银和稀硝酸,因为其灵敏度高,反应现象明显。检验时,一定要加入稀硝酸,以排除CO、OH-等离子的干扰。
方法01.粗盐提纯需要注意事项
【解题通法】去除粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子时,对加入试剂的要求是Na2CO3溶液必须在加入BaCl2溶液之后加入,以保证杂质离子完全除去,则加入的试剂必须过量。判断杂质离子已经沉淀完全的方法(以SO42-为例):待沉淀完全后,取少许上层清液于洁净试管中,向试管中滴加2~3滴BaCl2溶液,若不出现浑浊,则表明SO42-已沉淀完全;若出现浑浊,则应继续滴加BaCl2溶液,直至SO42-沉淀完全。
【典型例题】由海水晒盐得到的粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,可能含、和等可溶性杂质,某同学设计如图实验方案提纯粗盐,同时验证可溶性杂质是否存在。对该过程的认识中,正确的是
A.操作Ⅰ中需要进行搅拌,其目的是提高氯化钠的溶解度
B.试剂1、试剂2可以互换
C.沉淀b中共有三种物质
D.操作Ⅳ中加入盐酸至溶液呈中性或微酸性
方法02.氯水与氯气
【解题通法】光照氯水时,溶液中的次氯酸不断分解生成盐酸和氧气,溶液的浅黄绿色逐渐褪去,pH逐渐减小。实验室中氯水需现用现配。保存氯水时,应避免光照、受热,实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。
【典型例题】下列实验方法或操作合理的是
A.焰色试验检验Na+时,用玻璃棒蘸取试样置于火焰上灼烧,观察火焰颜色
B.测定新制氯水pH时,用玻璃棒蘸取氯水滴在pH试纸上,再与标准比色卡对照
C.待铜与浓硫酸反应停止并冷却后,将试管里的物质缓慢注入水中,溶液呈蓝色
D.为除去FeCl3溶液中的CuCl2,可向溶液中加入过量的铁粉,然后过滤
方法03.氧化还原中得失电子守恒
【解题通法】在氧化还原反应里,有元素失去电子,必然有元素同时得到电子,而且失去电子的总数必定等于得到电子的总数。
【典型例题】用双线桥表示氧化还原反应的电子转移是非常有用的学习方式。下列用双线桥表示的氧化还原反应方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
方法04.电解质与非电解质
【解题通法】电解质应是一定条件下,自身电离出自由移动的离子而导电的化合物。但SO2、NH3、CO2等物质,虽然它们的水溶液也能导电,可是它们溶于水后,溶质发生了变化,其自由移动的离子是由生成物电离产生,因而SO2、NH3、CO2等物质属于非电解质。像蔗糖、酒精等物质,在水溶液里和熔融状态都不发生电离,不能产生自由移动的离子,故它们的水溶液和熔融状态都不能导电
【典型例题】下列物质的分类或归类不正确的是
A.碱性氧化物:CaO、Na2O2、Fe2O3 B.盐:AlCl3、NaHSO4、Cu2(OH)2CO3
C.同素异形体:金刚石、石墨、C60 D.非电解质:CH4、NH3、酒精
方法05.离子方程式的书写
【解题通法】微溶物要视其具体情况而定,一般做反应物时写成离子形式,做生成物时写成化学式。但如果做反应物的微溶物是悬浊液,则将该微溶物写成化学式。如:将二氧化碳气体通入澄清的石灰水中,则将Ca(OH)2写成离子形式,其离子方程式为: CO2+Ca2++2OH=CaCO3↓+H2O;若将Cl2通入石灰乳中,此时Ca(OH)2写成化学式,其离子方程式为:C12+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO+H2O
【典型例题】下列离子方程式或化学方程式书写正确的是
A.焦炭与在高温条件下制备粗硅:
B.将少量溶液滴入溶液中:
C.炽热的木炭与浓硫酸反应:
D.试管壁上的银用稀硝酸清洗:
方法06.海带中提取I2的注意要点
【解题通法】海带中所含的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)形式进入水中,可将海带粉碎或灼烧成海带灰,延长浸泡时间或不断搅拌(现代工业用离子交换法)等方法以提高碘的提取率。提取过程中加入NaOH溶液碱化的目的是在碱性溶液中,可溶性有机物质可形成沉淀通过过滤除去。氧化操作时,加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等,从绿色化学的角度最佳选择的氧化剂是双氧水,因还原产物是水,不引入新的杂质,无污染。
【典型例题】从海带中提取碘的实验过程如下图所示:
下列说法错误的是
A.实验步骤①中用到的仪器有酒精灯、蒸发皿、泥三角、三脚架
B.步骤③中的操作名称是过滤
C.步骤④中反应的离子方程式为:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
D.海带中的硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤⑤中实现与碘的分离
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第2章 海洋中的卤族资源
知识点1 海水中的氯
◆一、粗盐提纯
1.获得粗盐的方法—盐田法
把海水引入盐田,利用日光、风力来蒸发浓缩海水,并进一步使食盐结晶出来,这 种方法叫做盐田法。
→
2.粗盐提纯原则及方法
(1)原则:
①除杂试剂要过量;
②后续试剂应能除去过量的前一试剂;
③尽可能将杂质转化为所需物质;
④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。
(2)除杂试剂的选择及方法:粗盐中所含杂质离子有Ca2+、Mg2+、SO。
步骤
杂质
加入的试剂
化学方程式
1
Mg2+
NaOH溶液
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
2
SO
BaCl2溶液
BaCl2+ Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
3
Ca2+、Ba2+
Na2CO3溶液
CaCl2+ Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl、
BaCl2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
4
OH-、CO
盐酸
HCl+NaOH=H2O+NaCl、
2HCl+ Na2CO3=CO2↑+H2O+2NaCl
(3) 粗盐提纯步骤:依次加入稍过量的 NaOH、 𝐵𝑎𝐶𝑙2和𝑁𝑎2𝐶𝑂3一次过滤后,加入盐酸调节 pH 至 7。
◆二、电解饱和食盐水
1.实验探究:
(1)原理:阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
阳极:2Cl-—2e-=Cl2↑
总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑
(2)装置:
(3)两极现象及检验:
阴极:有无色、无味气泡产生,滴加酚酞——变红
阳极:有黄绿色、刺激性气味的气体产生,使湿润的淀粉KI试纸变蓝
2.离子交换膜(阳离子交换膜)的作用:
①将电解池隔成阳极室和阴极室,只允许阳离子(Na+、H+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过;
②既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合,而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量
【拓展】
认识下面这些电解装置。(说明:若使用铁棒作电极,只能与电源负极相连,作为阴极,铁棒只起导电作用,不会发生化学反应。也可以把铁棒换成石墨。)
◆三、候氏制碱法—氯碱工业
原料
饱和食盐水、NH3、CO2——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;其反应为:
C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2。
原理
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
生产流程
设计Ⅰ的循环,可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上
绿色化学思想
循环使用的物质为:NaCl、CO2
◆四、氯气的物理性质
颜色
气味
状态
毒性
密度
水溶性
黄绿色
刺激性气味
气体
有毒
比空气的密度大
1体积水溶解2体积氯气
储存
氯气易液化,在加压条件下,氯气转化为液态,可储存在钢瓶中。
◆五、氯气的化学性质
结构特点
强氧化性
金属
与钠:2Na+Cl22NaCl(微热,剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量白烟)
与Fe:2Fe+3Cl22FeCl3(燃烧,产生棕色烟。生成高价态产物)
与Cu:Cu+Cl2CuCl2(燃烧,产生棕黄色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色。生成高价态产物)
非金属
与H2:H2+Cl2 2HCl(点燃—苍白色火焰,瓶口有白雾;光照—爆炸。工业制盐酸)
氧化性与还原性
水
Cl2+H2OH++Cl-+HClO (自来水消毒)
碱
与NaOH溶液:2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O (制漂白液)
与石灰乳:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (制漂白粉)
盐
与AgNO3溶液:AgNO3+Cl2+H2O=AgCl↓+HNO3+HClO
◆六、次氯酸
1.次氯酸
(1)氯气在水中的溶解实验
实验操作
取一支100 mL的针筒抽取80 mL的氯气和20 mL的水,振荡。
实验装置
实验现象
活塞向里移动,水溶液颜色逐渐变为浅黄绿色。
实验结论
氯气能溶于水,常温常压下,1体积的水约能溶解2体积的氯气,氯水呈浅黄绿色。
(2)氯水的性质实验探究
实验操作
实验现象
实验结论
干燥的有色布条不褪色;湿润的有色布条褪色
干燥氯气不具有漂白性;氯水具有漂白性
分别将新制氯水和稀盐酸滴在pH试纸上
前者试纸先变红后变为白色;后者试纸变红色
新制氯水呈酸性,有漂白性;稀盐酸无漂白性
在洁净的试管中加入1mL新制氯水,再向试管中加入几滴硝酸银溶液和稀硝酸。
有白色沉淀生成,且白色沉淀不溶解
氯水中含有Cl-原因(方程式):
Cl2+H2OHCl+HClO
(3)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+AgNO3+H2O=AgCl↓+HNO3+HClO
不稳定性
HClO
2HClO2HCl+O2↑,氯水要放在棕色试剂瓶中避光保存
◆七、次氯酸盐
1.与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
反应的化学方程式:Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O。漂白液的有效成分是次氯酸钠(NaClO)。
2.与石灰乳反应——制取漂白粉
①反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②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。
③漂白粉的漂白原理:利用复分解反应原理,漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。
④次氯酸钙溶液与二氧化碳反应的方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO(漂白粉长期放置在空气中会失效:2HClO2HCl+O2↑。
3.含氯消毒剂的合理使用
(1)保存方法: 漂白粉应密封、避光保存,并置于阴凉干燥处。
(2)“84”消毒液与与洁厕剂:“84”消毒液主要成分是NaCl和NaClO,有效成分:NaClO, 而“洁厕灵”主要成分为盐酸。二者混用会发生反应:2NaClO+4HCl==2NaCl+Cl2↑+2H2O,不但去污效果大大减弱,而且产生有毒的氯气。
(3)新型灭菌消毒剂——二氧化氯:杀菌、消毒能力比氯气强。
【重难点解析】
一、氯气的性质
1.氯气与金属单质反应:氯气与除金、铂以外的绝大多数金属都能反应。变价金属单质与氯气反应,一般生成最高价氯化物,例如过量的铁丝在氯气中燃烧时,生成FeCl3而不生成FeCl2。干燥的氯气在常温下不与铁反应,因此,干燥的氯气可用钢瓶贮存。
2.氯气与非金属单质反应:氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口上方出现白雾(HCl气体极易溶于水,与中的水蒸气形成盐酸小液滴)。若将H2与Cl2混合点燃或强光照射会发生爆炸,但在黑暗条件下能共存。
3.磷在氯气种燃烧产生白色烟雾:2P+3Cl22PCl3(常温液态),PCl3+Cl2PCl5(常温固态)。说明燃烧不一定需要氧气。
二、次氯酸和次氯酸盐
1.漂白原理对比图:(对比理解记忆)
漂白类型
强氧化性(化变不能恢复)
还原性漂白(化变能复原)
物理吸附性(物变)
原理
原理将有色物质氧化成无色物质
由于溶于水后生成的H2SO3与有色物质结合,形成不稳定的无色化合物,褪色后在一定条件下又能恢复原来的颜色
可以做脱色剂,除臭剂,去味剂,防毒面具的滤毒罐
常见物质
HClO,Ca(ClO)2(漂白粉的有效成分),NaClO,H2O2,Na2O2,O3
SO2 ,连二亚硫酸钠(Na2S2O4保险粉)等含硫还原剂
木炭或活性碳
注意:SO2漂白品红溶液,褪色后加热返回红色。(比较:氯气通入品红溶液褪色后再加热,颜色不复原)
SO2不能与氧化性的漂白剂混用,SO2中+4价硫有还原性,会氧化还原反应,都失去漂白性质。
2.下列褪色现象是SO2的漂白性吗?
(1)SO2使橙色溴水褪色
(2)SO2使紫色KMnO4酸性溶液褪色
(3)SO2使红色酚酞褪色
解析:以上褪色现象都不是SO2的漂白性所致。
(1)、(2)褪色的原因是SO2的还原性。分别发生氧化还原反应
SO2+Br2+2H2O= H2SO4+2HBr
5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2 MnSO4+ 2H2SO4
(3)褪色的原因是SO2溶于H2O后生成了H2SO3 ,H2SO3 是酸可以使红色酚酞变为无色。
3.氯水和SO2分别使紫色石蕊产生什么现象?
解析:氯水中的HClO先使紫色石蕊变红,而后因为它有强氧化性使红色褪去。
SO2溶于H2O后生成了H2SO3 ,H2SO3 是酸可以使紫色石蕊变为红色。而H2SO3 不具有强氧化性,所以红色不会褪去。
4.SO2和Cl2混合后能否增强漂白效果?
解析:不能。因为SO2和Cl2混合后会发生氧化还原反应
SO2+ Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
生成物H2SO4和HCl都没有漂白作用,所以漂白效果会减弱。当n(SO2): n(Cl2)=1:1时,完全失去漂白作用。
知识点2 氧化还原反应和离子反应
◆一、氧化还原反应
1.从得氧失氧角度认识氧化还原反应
(1)概念:在化学反应中,一种物质得到氧发生氧化反应,必然有一种物质失去氧发生还原反应。也就是说,氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的,这样的反应称为氧化还原反应
(2)判据:
①依据得失氧认识氧化还原反应:2CuO+C2Cu+CO2↑,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
物质
反应物
发生的反应(氧化反应或还原反应)
得氧物质
C,CO
氧化反应
失氧物质
CuO,Fe2O3
还原反应
②依据化学反应中是否有化合价的变化,可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
如2a+l 2===2属于氧化还原反应,Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO不属于氧化还原反应。
2.从电子转移角度认识氧化还原反应
(1)实质:
①Na和Cl2反应:钠与氯气的反应,实质是钠原子失去电子,则钠元素化合价由0价变为+1价,发生氧化反应;氯原子得到电子,氯元素化合价由0价变为-1价,发生还原反应。如图所示:
②H2和Cl2反应:氢原子的最外电子层上有1个电子,可获得1个电子而形成2个电子的稳定结构,氯原子的最外层电子层上有7个电子,也可获得1个电子而形成最外层8个电子的稳定结构.反应时,双方各以最外层的1个电子组成共用电子对,使双方最外层都达到稳定结构。在氢化氢分子里,由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子稍强一些,因而共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子,使氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化,氯元素的化合价从0价降低到-1价,被还原。在这个反应中,没有电子的得失,只是发生了共用电子对的偏移,氢气发生了氧化反应,氯气发生了还原反应。如图所示:
③结论:电子的得失或偏移称为电子转移,凡是有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。失去电子(或偏离电子对)发生氧化反应,得到电子(或偏向电子对)发生还原反应。
(2)特征:电子得失变化或电子对偏离变化,表现为反应前后有元素的化合价发生变化。其中,物质所含元素的原子失去电子的反应叫氧化反应,表现为元素化合价升高,物质所含元素的原子得到电子的反应叫还原反应,表现为元素化合价降低。
【提醒】①元素化合价有升必有降,电子有失必有得,有氧化必有还原。方法中转移电子数目指的是与方程式计量数有关的得电子总数或失电子总数。
②该方法常用来表示电子转移的方向和数目。且在氧化还原反应中,转移的电子数等于氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数。
◆ 二、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物
(1)概念:
①氧化剂:得到电子(或电子对偏向)的物质,在反应时所含元素的化合价降低;氧化剂具有氧化性,反应时本身被还原,得到还原产物。
②还原剂:失去电子(或电子对偏离)的物质,在反应时所含元素的化合价升高;还原剂具有还原性,反应时本身被氧化,得到氧化产物。
③氧化产物:还原剂经化合价升高发生氧化反应而得到的产物 (化合价升高的生成物)。
④还原产物:氧化剂经化合价降低发生还原反应而得到的产物 (化合价降低的生成物)。
(2)常见的氧化剂与还原剂
①常用的氧化剂:O2、C12、浓H2SO4、HNO3、KMnO4等;
②常用的还原剂:活泼的金属单质(如Zn、Fe)及C、H2、CO、H2S等。
③应用:食物在人体中被消化、煤燃烧、酿酒、电镀、金属的冶炼等,也都离不开氧化还原反应。
④危害:易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等。我们应该运用化学知识来防止这类氧化还原反应的发生或减慢其进程。例如,可采用在钢铁表面喷漆等方法来防止钢铁锈蚀的氧化还原反应发生。
2.氧化还原反应中电子转移的表示方法(单线桥法)
(1)步骤:用一条线桥来表示氧化还原反应中元素原子间的电子转移方向和数目的方法。基本步骤为:
第一步:定变价——正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系,进而确定转移电子数目。
第二步:连单线——箭头从还原剂中化合价升高的元素出发,指向氧化剂中化合价降低的元素。
第三步:标得失——标出电子转移的总数。
(2)特点:
①从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。如图:
◆ 三、电解质的电离
1.物质的导电性实验探究
实验步骤
【实验1】:如图2-12所示连接装置,在容器中分别放入NaCl固体和NaCl溶水液、KNO3固体和KNO3水溶液、NaOH固体和NaOH水溶液、蔗糖固体和蔗糖水溶液、无水酒精和酒精水溶液、蒸馏水。接通 电源,观察实验现象并做好记录。
【实验2】:按图 2.13 装置,在 V 形玻璃管里装入少量硝酸钾固体,加热玻璃管,待固体熔化时,再插入电极,观察实验现象并做好记录。
实验现象
【实验1】中NaCl固体、KNO3固体、NaOH固体、蔗糖固体和蔗糖水溶液、无水酒精和酒精水溶液、蒸馏水,灯泡均不发光,而NaCl溶水液、KNO3水溶液、NaOH水溶液,灯泡均会发光。【实验2】中硝酸钾固体熔化时,灯泡液也会发光。
实验结论
干燥的NaCl固体、KNO3固体、NaOH固体、、蔗糖固体和蔗糖水溶液、无水酒精和酒精水溶液、都不导电,蒸馏水也不导电。NaCl溶液、KNO3溶液、NaOH水溶液,熔化的硝酸钾均能够导电。
2.电解质与非电解质
(1)概念:
①电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质。如:氯化钠、硝酸钾、氢氧化钠等。
②非电解质:在水溶液里和熔融状态下均不能导电的化合物叫做非电解质。如:蔗糖、酒精等。
(2)常见物质类别
常见的电解质
①酸:H2SO4、HCl、HNO3、H2SO3、H2CO3
②碱:NaOH、NH3 ·H2O、Ca(OH)2
③盐:NaCl、KNO3、BaSO4、AgCl
④金属氧化物:CuO、CaO、MgO、Na2O
⑤金属氢化物:NaH、CaH2
⑥水:H2O
常见的非电解质
①非金属氧化物:SO2、SO3、CO2
②部分非金属氢化物:NH3、PH3、AsH3
③大部分有机物:蔗糖、酒精、CH4
【技巧点拨】
①不是电解质的物质不一定是非电解质,如:单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
②电解质不一定导电,导电是有条件的,电解质只有在水溶液里或熔融状态下电离产生自由移动的离子才能导电,其他条件下不导电。如:CaCO3固态时不导电。
③能导电的物质不一定是电解质。如Fe、Cu等金属在熔融状态下能导电,稀盐酸能导电、CO2及NH3等物质的水溶液也能导电,它们均不是电解质。
④电解质不一定易溶于水(如:硫酸钡等),易溶于水的化合物不一定是电解质 (如:酒精等)。
3.电解质的电离过程
(1)电离的概念:电解质在水溶液中或熔化状态下离解成自由移动的离子的过程叫做电离。如氯化钠溶于水或熔融时能产生自由移动的钠离子和氯离子。
(2)电离条件:水溶液中或熔融状态下。酸的电离条件是溶于水;碱和盐的电离条件是溶于水或熔融状态。
(3)电离过程(以NaCl为例):
4.电解质导电的原因(以NaCl为例)
比较项目
NaCl固体
NaCl溶液
熔融NaCl
宏观
不导电
导电
导电
微观
含有微粒及能否自由移动
Na+、Cl-
水合钠离子、水合氯离子
Na+、Cl-
不能自由移动
能自由移动
原因
带相反电荷的离子间的相互作用,Na+和Cl-按一定规则紧密地排列
在水分子作用下,Na+、Cl-脱离NaCl固体的表面,进入水中,成为能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子
受热熔化时,离子运动随温度升高而加快,克服了离子间的相互作用
5.电离过程的表示方法—电离方程式
(1)定义:电离方程式是用化学式和离子符号表示电解质电离过程的式子。
(2)书写:
①强酸、强碱、大部分盐类的书写方法:因这些物质溶于水是完全电离的,故在书写时用“===”
如:H2SO4===2H++SO、NaOH===Na++OH-、NaCl===Na++Cl-、Ba(OH)2===Ba2++2OH-
②弱酸、弱碱的电离方程式的书写方法:弱酸、弱碱(如CH3COOH、NH3·H2O)溶于水后,在水分子的作用下,只是一部分分子能够电离出自由移动的阴、正离子,因此书写电离方程式时用“”
如:CH3COOHH+ + CH3COO— NH3·H2ONH4+ + OH—
③多元弱酸的电离是分步进行的(即每次只电离出一个H+),但以第一步电离为主
如:H2CO3H+ + HCO3— (主要) 决定H2CO3的酸性
HCOH+ + CO(次要)
④多元弱碱:不要求分步电离,而是“一步到位”
如:Cu(OH)2Cu2+ +2OH--
【提醒】①弱酸的酸式盐在溶液中完全电离,生成酸式酸根离子和正离子,如:NaHCO3===Na++HCO
②强酸的酸式盐在水溶液中完全电离,如:NaHSO4==Na++H++SO (水溶液中)
③强酸的酸式盐在熔融状态时,生成酸式酸根离子和正离子,如:NaHSO4==Na++HSO4— (熔融状态)
6.强电解质和弱电解质
强电解质
弱电解质
电离条件
溶于水或熔融状态
溶于水或熔融状态
电离程度
完全电离:
部分电离
电离过程
不可逆过程
可逆过程
溶液中微粒
只有电解质电离出的阴、阳离子、溶剂分子,不存在电解质分子
既有电解质电离出的阴、阳离子、溶剂分子,还存在电解质分子
实例
多数盐(包括难溶盐)、强酸、强碱等
①H2SO4:H2SO4===2H++SO
②Ba(OH)2:Ba(OH)2=== Ba2++2OH-
③CaCl2:CaCl2===Ca2++2Cl-
弱酸、弱碱、水
①CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+②NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-
◆四、离子反应
1.离子反应
(1)概念:有离子参加或生成的反应叫做离子反应。
(2)发生的条件(类型):
①复分解型离子反应:生成难溶物质(如BaSO4、CaCO3、Cu(OH)2等)、生成难电离物质(如弱酸、弱碱、水等)、生成挥发性物质(如CO2、SO2、H2S等)。
②氧化还原型离子反应:氧化性和还原性强或较强的物质相遇,转变为还原性和氧化性较弱或弱的物质。即强氧化剂转变为弱还原剂,强还原剂转变为弱氧化剂。
2.离子方程式的书写
(1)定义:用实际参加反应的离子符号表示化学反应的式子。
(2)意义:离子方程式可以揭示反应的实质,不仅表示一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反。
(3)书写步骤:
第一步:写——根据客观事实,写出正确的化学方程式。
第二步:拆(关键)——将溶于水且完全电离的物质写成离子形式;难溶于水或溶于水难电离的物质及气体、单质、氧化物用化学式表示。
第三步:删——对化学方程式两边都有的相同离子,把其中不参加反应的离子,应“按数”删掉。
第四步:查——检查写出的离子方程式是否符合前三项要求,并且检查是否符合原子守恒、电荷守恒等。
【技巧点拨】
①能拆写成离子的物质:强酸(如 HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI、HClO4)、强碱(如NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2)、可溶性盐(如钾盐、钠盐、硝酸盐、铵盐等)。
②不能拆写成离子的物质:单质、气体、氧化物、难溶性物质(如AgCl、BaSO4、CaCO3等)、难电离物质:水、弱酸(如CH3COOH等)、弱碱(如NH3· H2O等)。
③特殊物质的拆与不拆:在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和SO,NaHCO3应拆写成Na+和HCO、对微溶物,如Ca(OH)2,如果是反应物且为澄清石灰水,应拆成Ca2+和OH-的形式,如果是生成物或是石灰乳等,则保留化学式Ca(OH)2、固体之间反应不能写离子方程式,如氯化铵与氢氧化钙的反应。
④离子方程式正误的判断方法——“两易、两等、两查”
两易—易溶、易电离:同时满足两个条件的物质改写成离子形式,否则以化学式表示。
两等—原子个数相等、电荷总数相等。离子方程式两边原子种类和原子个数及电荷总数分别相等。即满足质量守恒和电荷守恒。
两查—查条件、查公约数。检查是否漏写必要的反应条件和方程式是否有公约数,若有必须约去。
知识点3 溴和碘的提取
◆一、卤素单质的性质
1.组成及结构特点
(1)卤族元素在周期表中处于第 ⅦA族;
(2)最外层电子数均为 7 ,是典型的非金属元素;
(3)单质均为 双 原子 非极性 分子(极性或非极性),具有强的 氧化 性(I2除外)但氧化性依次减弱,其阴离子的还原性依次增强;
(4)主要化合价均为-1价,最高正价为 +7 价( F 除外,无 正 价);
2.物理性质
性质
F2
Cl2
Br2
I2
状态
气态
气态
液态
固态
颜色
淡黄绿色
黄绿色
深红棕色
紫黑色
溶解性
与水反应
溶解性依次减弱
密度
依次增大
熔沸点
依次升高
【提醒】溴、碘在有机溶剂中的溶解度比它们在水中的溶解度大得多。且溴和碘在不同溶剂中的颜色可能不同。如:
3.化学性质
(1)卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象
实验原理(化学方程式)
将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中,用力振荡试管
无色变橙色
Cl2+2KBr===2KCl+Br2
将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中,用力振荡试管
无色变棕褐色
Cl2+2KI===2KCl+I2
将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中,用力振荡试管
无色变棕黄色
Br2+2KI===2KBr+I2
实验结论
卤素单质的氧化性顺序由强到弱依次是:Cl2>Br2>I2
卤素离子的还原性顺序由强到弱依次是:I->Br->Cl-
(2)与氢气的化合
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
暗处(爆炸)
H2+F2==2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
H2+Cl22HCl
较稳定
Br2
加热
H2+Br22HBr
不如氯化氢稳定
I2
不断加热
H2+I22HI
不稳定
结 论
按照F2、Cl2、Br2、I 2顺序:①与氢气反应越来越困难;②与氢气反应越来越不剧烈;③生成的氢化物越来越不稳定。
(3)结论:
①相似性:Br2、I2与Cl2有相似的化学性质,如均能与金属、非金属(H2)、H2O、碱反应。
②递变性:
a.单质氧化性:Cl2>Br2>I2。
②气态氢化物稳定性:HF>HCl>HBr>HI。
③氢化物水溶液酸性:HF<HCl<HBr<HI(只有HF为弱酸,其余均为强酸)
④最高价氧化物的水化物(HRO4)为酸(F除外),且酸性依次减弱,HClO4为最强酸。
4.卤素的特性
(1)氟(F):
①化合价:仅有_-1 、 0 ,没有正价和含氧酸。
②F2不能置换出氯、溴、碘: 与水剧烈反应,不能在水中置换其他卤素单质(化学方程式)
2F2+2H2O→4HF+O2↑。
③F2、HF均腐蚀玻璃(化学方程式):2F2+SiO2→SiF4+O2 4HF+SiO2→SiF4↑+2H2O
④在HX酸中唯有HF是弱酸
⑤在AgX中唯有AgF易溶于水;CaF2难溶于水,可用于制备HF。
(2)溴(Br):
①溴是一种深棕红色的液体,在空气中会迅速挥发成红棕色的溴蒸气,因此在存放溴的试剂瓶里通常需加入少量水以减少其挥发。
②溴是非金属中唯一的液态单质,有毒,有刺激性气味,对橡胶有腐蚀性。
(3)碘(I):
①I2易 升华 ,常利用该性质来分离提纯碘。
②I2单质易溶于有机溶剂,淀粉遇I2变蓝色,可利用该特性鉴定I2的存在。
③AgI可用与人工降雨,碘盐(加 KIO3)可防止甲状腺肿。
④I2与Fe反应时,生成FeI2,其他卤素单质与Fe反应时均得到Fe3+,说明:氧化性 Cl2﹥Br2﹥Fe3+﹥I2 ,还原性 I-﹥Fe2+﹥Br-﹥Cl- 。
5.卤化银的性质及用途
(1)感光性:氯化银、溴化银、碘化银均具有感光性,见光后会发生如下反应:
2AgCl2Ag+C12 2AgBr2Ag+Br2 2AgI2Ag+I2
(2)性质比较
AgF
AgCl
AgBr
AgI
颜色
无色
白色
浅黄色
黄色
溶解性
易溶
既不溶于水,也不溶于稀硝酸(溶解度渐小)
制法
————
Ag++X—==AgX↓
化学性质
无感光性
2AgX Ag+X2(感光性渐强)
用途
————
胶卷、相纸
人工降雨
【提醒】卤素单质的检验方法
Cl2
Br2
I2
常温下外观
黄绿色气体
深红棕色液体
紫黑色固体
常用检验
方法
①能使湿润的KI淀粉试纸变蓝②能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色
能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
遇淀粉溶液变蓝
◆ 二、溴和碘的提取
1.从海水中提取溴
(1)原料:苦卤(海水晒盐后得到的母液)是海水制盐工业的副产物,其中含有高浓度的K+、Mg2+、Br-等,是从海水中提取溴的主要原料。
(2)步骤:
①浓缩酸化:浓缩并酸化海水后,通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl。
②氧化富集:向含溴单质的水溶液中通热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。
③氧化吸收:向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:2HBr+Cl2===2HCl+Br2,用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
【技巧点拨】
①步骤③已将溴吹出,但步骤④又重新用SO2吸收溴,步骤⑤又用氯气将HBr氧化为Br2,步骤④⑤的目的是提高溴的含量,即富集溴。
②步骤④方程式为SO2+Br2+2H2O==HBr+H2SO4;大量液溴和少量溴水分离的方法是分液法,采用的仪器为分液漏斗,操作时下层液体必须从下口流出,上层液体从上口倒出。
(3)流程:海水酸化→氯气氧化→空气或水蒸气吹出→SO2吸收使溴单质转化为HBr→氯气氧化。如图:
(4)溴的用途
①制备药物:“红药水”中含有溴元素;溴化钾、溴化钠、溴化铵等可配成镇定剂。
②制造杀虫剂。
③制造感光剂:溴化银可用作医疗X射线胶片上的感光剂。
2.从海带中提取碘
(1)原理:
①碘在海带中以化合态的形式存在。
②海带中的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)的形式进入水中,可选择Cl2、H2O2等氧化剂把碘离子氧化成碘单质,离子方程式分别可表示为:2I-+Cl2==I2+2Cl-,2H++H2O2+2I-==I2+2H2O。
(2)流程:
(3)实验探究——加碘盐中碘元素的检验
①加碘盐中碘元素的存在形式:IO3-。
②检验原理:在酸性条件下,IO3-与I-反应的离子方程式:IO3-+5I-+6H+===3I2+3H2O,生成的单质碘用淀粉溶液检验,现象是淀粉溶液变蓝。
③用试纸和生活中的常见物质检验加碘盐中碘元素存在的方案:
食盐酸性溶液试纸变蓝,证明有碘元素存在。
实验现象及结论:试纸变蓝,证明有碘元素存在。
(4)碘元素的应用:碘是人体必需的微量元素,人体缺碘时患甲状腺肿大。
【技巧点拨】
①海带中所含的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)形式进入水中,可将海带粉碎或灼烧成海带灰,延长浸泡时间或不断搅拌(现代工业用离子交换法)等方法以提高碘的提取率。
②提取过程中加入NaOH溶液碱化的目的是在碱性溶液中,可溶性有机物质可形成沉淀通过过滤除去。
③氧化操作时,加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等,从绿色化学的角度最佳选择的氧化剂是双氧水,因还原产物是水,不引入新的杂质,无污染。
◆三、卤素离子的检验
1.沉淀法
(1)试剂:硝酸银和稀硝酸
(2)现象及原理:
试剂
现象
结论及离子方程式
取样,先加入稀硝酸。再加入硝酸银溶液,观察现象。
生成白色沉淀
有Cl-:Ag++Cl-=AgCl↓
生成浅黄色沉淀
有Br-:Ag++Br-=AgBr↓
生成黄色沉淀
有I-:Ag++I-=AgI↓
2.氧化还原法
试剂
现象
结论及解释
Br-
氯水+CCl4
与新制的氯水反应生成橙色溶液,再滴加四氯化碳溶液分层,下层显橙红色
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
I-
氯水+CCl4
与新制的氯水反应生成黄色溶液,再滴加四氯化碳溶液分层,下层显紫色
Cl2+2I-=2Cl-+I2
氯水加淀粉溶液
与氯水反应生成黄色溶液,使淀粉溶液变蓝色
Cl2+2I-=2Cl-+I2
3.卤离子的检验实验探究
【实验回顾4】取两支试管分别加入溴化钠溶液、碘化钾溶液2mL,各加入硝酸银溶液2~3滴,观察现象,再分别加入0.5mL稀硝酸,观察试管内是否有变化?
【现象及原理】在溴化钠和碘化钾溶液中加入硝酸银时,分别生成浅黄色的溴化银和黄色的碘化银沉淀。
NaBr+AgNO3=NaNO3+AgBr↓(浅黄色)
KI+AgNO3=KNO3+AgI↓(黄色)
溴化钠跟硝酸银反应的实质是硝酸银溶液中的Ag+和溴化钠中的Br-反应,生成难溶于水的溴化银。 Ag++Br-=AgBr↓
同样道理,碘化钾跟硝酸银反应的实质是Ag+和I-反应,生成碘化银沉淀。
Ag++I-=AgI↓
溴化银和碘化银既不溶于水,也不溶于酸,加入稀硝酸时沉淀不溶解。某些银盐如Ag2SO4(白色)、Ag2CO3(白色)、Ag3PO4(黄色)与卤化银颜色相近,但它们虽然不溶于水,却会与稀硝酸反应,因此我们可以用硝酸银和稀硝酸检验卤离子的存在。
卤离子的检验归纳
离子
检验试剂
主要实验现象
有关反应方程式
AgNO3溶液、稀硝酸
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
1 AgNO3溶液、稀硝酸
2 加氯水和CCl4
生成不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀
CCl4层呈橙红色
1 AgNO3溶液、稀硝酸
2 滴入淀粉溶液后滴入氯水
生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀
淀粉溶液变蓝
易错点01:物质的检验的要求
加入Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序不可以颠倒,Na2CO3溶液必须在加入BaCl2溶液之后加入,其作用除了沉淀除去Ca2+外,还要沉淀除去过量的Ba2+。过滤后滤液中含有多余的氢氧化钠和碳酸钠,故滤液中需加入盐酸,调节溶液的pH等于7,然后蒸发结晶得到较纯的氯化钠晶体。
易错点03:液氯与氯水
液氯是纯净物,氯水是混合物。
易错点04:氯气具有强氧化性
氯气能与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到最高价。
易错点05:氯水中的成分在做题时的注意要点
氯水中含有Cl2、HClO、H2O分子,也含有H+、Cl-等离子,说明Cl2与H2O不能完全反应,只能进行到一定的限度。Cl2+H2O⇌HCl+HClO为可逆反应(在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应)。氯水中含有Cl2、HClO,当氯水发生氧化还原(如与FeCl2、NaBr、KI等)反应时,只看作Cl2参与反应,如2FeCl2+Cl2==2FeCl3;当考虑氯水的漂白性和消毒性时,只看作HClO起作用。
易错点05:漂白粉的制备注意事项
由于氢氧化钙的溶解度较小,制备漂白粉时不能用石灰水,应用石灰乳。漂白粉中起漂白作用的是HClO,HClO不稳定,见光易分解,久置后会变质,所以制备稳定的次氯酸盐更便于储存和运输。
易错点06:氧化还原反应中的4个“不一定”
①一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如C2+H2O===H+中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。
②一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4既表现了还原性,又表现了氧化性。
③有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。
④某种物质由化合态变为游离态,不一定是被还原,如HCl→Cl2是被氧化。
易错点07:电解质的概念与溶解度无关
强电解质溶液导电性不一定强。导电性主要与阴阳离子的浓度和所带的电荷数有关(成正比关系)。难溶的物质不一定是弱电解质,如CaCO3、BaCO3等均为强电解质。
易错点8:离子的检验时要酸化处理
检验卤素离子的最好的方法是用硝酸银和稀硝酸,因为其灵敏度高,反应现象明显。检验时,一定要加入稀硝酸,以排除CO、OH-等离子的干扰。
方法01.粗盐提纯需要注意事项
【解题通法】去除粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子时,对加入试剂的要求是Na2CO3溶液必须在加入BaCl2溶液之后加入,以保证杂质离子完全除去,则加入的试剂必须过量。判断杂质离子已经沉淀完全的方法(以SO42-为例):待沉淀完全后,取少许上层清液于洁净试管中,向试管中滴加2~3滴BaCl2溶液,若不出现浑浊,则表明SO42-已沉淀完全;若出现浑浊,则应继续滴加BaCl2溶液,直至SO42-沉淀完全。
【典型例题】由海水晒盐得到的粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,可能含、和等可溶性杂质,某同学设计如图实验方案提纯粗盐,同时验证可溶性杂质是否存在。对该过程的认识中,正确的是
A.操作Ⅰ中需要进行搅拌,其目的是提高氯化钠的溶解度
B.试剂1、试剂2可以互换
C.沉淀b中共有三种物质
D.操作Ⅳ中加入盐酸至溶液呈中性或微酸性
【答案】D
【详解】A.操作Ⅰ中需要进行搅拌,目的是加速溶解,固体物质的溶解度与温度有关,搅拌不能提高氯化钠的溶解度,A错误;
B.碳酸钠要加在氯化钡之后,以除去多余的钡离子,试剂1、试剂2两步操作顺序不可以颠倒,B错误;
C.加入氯化钡溶液没有明显现象,所以粗盐中不含硫酸钠,也可能不含氯化钙,沉淀b中有碳酸钙、碳酸钡两种物质或只含有碳酸钡沉淀,C错误;
D.操作Ⅳ中,加入盐酸的目的是除去过量的,加入盐酸至溶液呈中性或微酸性,说明已经除尽,D正确;
故选D。
方法02.氯水与氯气
【解题通法】光照氯水时,溶液中的次氯酸不断分解生成盐酸和氧气,溶液的浅黄绿色逐渐褪去,pH逐渐减小。实验室中氯水需现用现配。保存氯水时,应避免光照、受热,实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。
【典型例题】下列实验方法或操作合理的是
A.焰色试验检验Na+时,用玻璃棒蘸取试样置于火焰上灼烧,观察火焰颜色
B.测定新制氯水pH时,用玻璃棒蘸取氯水滴在pH试纸上,再与标准比色卡对照
C.待铜与浓硫酸反应停止并冷却后,将试管里的物质缓慢注入水中,溶液呈蓝色
D.为除去FeCl3溶液中的CuCl2,可向溶液中加入过量的铁粉,然后过滤
【答案】C
【详解】A.焰色试验应用铂丝或铁丝蘸取试样灼烧,玻璃棒含钠会干扰,A错误;
B.氯水中的HClO会漂白pH试纸,无法准确测定pH,B错误;
C.铜与浓硫酸反应生成CuSO4,反应后残留有浓硫酸,因此冷却后将试管里的物质缓慢注入水中,所得溶液呈蓝色,操作合理,C正确;
D.过量铁粉会先还原FeCl3为FeCl2,再还原CuCl2,导致FeCl3被消耗,D错误;
故选C。
方法03.氧化还原中得失电子守恒
【解题通法】在氧化还原反应里,有元素失去电子,必然有元素同时得到电子,而且失去电子的总数必定等于得到电子的总数。
【典型例题】用双线桥表示氧化还原反应的电子转移是非常有用的学习方式。下列用双线桥表示的氧化还原反应方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.反应中锰元素化合价降低,应得到,部分中的元素化合价升高,应失去,A错误;
B.生成1个时,2个失去,同时得到,B错误;
C.自身发生氧化还原反应,一部分被氧化生成,一部分被还原生成,得失电子数目也正确,C正确;
D.自身发生氧化还原反应,中的元素化合价既有升高又有降低,失去或得到的电子数目应为,D错误;
故选C。
方法04.电解质与非电解质
【解题通法】电解质应是一定条件下,自身电离出自由移动的离子而导电的化合物。但SO2、NH3、CO2等物质,虽然它们的水溶液也能导电,可是它们溶于水后,溶质发生了变化,其自由移动的离子是由生成物电离产生,因而SO2、NH3、CO2等物质属于非电解质。像蔗糖、酒精等物质,在水溶液里和熔融状态都不发生电离,不能产生自由移动的离子,故它们的水溶液和熔融状态都不能导电
【典型例题】下列物质的分类或归类不正确的是
A.碱性氧化物:CaO、Na2O2、Fe2O3 B.盐:AlCl3、NaHSO4、Cu2(OH)2CO3
C.同素异形体:金刚石、石墨、C60 D.非电解质:CH4、NH3、酒精
【答案】A
【详解】A.Na2O2是过氧化物,不是碱性氧化物,故A错误;
B.盐指的是能够电离出金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物,故B正确;
C.同素异形体指的是同种元素形成的不同种单质,故C正确;
D.非电解质指的是在水溶液或熔融状态下都不导电的化合物,故D正确;
答案选A。
方法05.离子方程式的书写
【解题通法】微溶物要视其具体情况而定,一般做反应物时写成离子形式,做生成物时写成化学式。但如果做反应物的微溶物是悬浊液,则将该微溶物写成化学式。如:将二氧化碳气体通入澄清的石灰水中,则将Ca(OH)2写成离子形式,其离子方程式为: CO2+Ca2++2OH=CaCO3↓+H2O;若将Cl2通入石灰乳中,此时Ca(OH)2写成化学式,其离子方程式为:C12+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO+H2O
【典型例题】下列离子方程式或化学方程式书写正确的是
A.焦炭与在高温条件下制备粗硅:
B.将少量溶液滴入溶液中:
C.炽热的木炭与浓硫酸反应:
D.试管壁上的银用稀硝酸清洗:
【答案】C
【详解】A.焦炭与SiO2高温反应生成粗硅和CO:,A错误;
B.NaHCO3与NaHSO4反应的本质是与H+结合生成CO2和H2O,离子方程式为:,B错误;
C.木炭与浓硫酸高温反应生成SO2、CO2和H2O,方程式正确,C正确;
D.稀硝酸与银反应生成硝酸银、NO和水,离子方程式为:,D错误;
故选C。
方法06.海带中提取I2的注意要点
【解题通法】海带中所含的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)形式进入水中,可将海带粉碎或灼烧成海带灰,延长浸泡时间或不断搅拌(现代工业用离子交换法)等方法以提高碘的提取率。提取过程中加入NaOH溶液碱化的目的是在碱性溶液中,可溶性有机物质可形成沉淀通过过滤除去。氧化操作时,加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等,从绿色化学的角度最佳选择的氧化剂是双氧水,因还原产物是水,不引入新的杂质,无污染。
【典型例题】从海带中提取碘的实验过程如下图所示:
下列说法错误的是
A.实验步骤①中用到的仪器有酒精灯、蒸发皿、泥三角、三脚架
B.步骤③中的操作名称是过滤
C.步骤④中反应的离子方程式为:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
D.海带中的硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤⑤中实现与碘的分离
【答案】A
【详解】从海带中提取碘的工艺流程为:将海带灼烧成灰,加水溶解浸取得到海带灰悬浊液,过滤后在含的滤液加入稀硫酸和将氧化为:,得到含的水溶液,再加入有机萃取剂苯将进行萃取形成含碘苯溶液,最后进行蒸馏分离出苯和碘,据此分析解答。
A.步骤①是灼烧,其中要用到的主要仪器有酒精灯、坩埚、泥三角、三脚架、坩埚钳等,不需要蒸发皿,A错误;
B.步骤③是从海带灰悬浊液中得到含碘离子的溶液,则其操作名称为:过滤,B正确;
C.步骤④是利用加入稀硫酸在酸性环境中用将氧化为,反应的离子方程式为:,C正确;
D.海带中的硫酸盐、碳酸盐最终会进入到含的水溶液中,可以利用单质碘易溶于有机溶剂中的原理,在步骤⑤中采用有机溶剂萃取、分液的方式可以实现硫酸盐、碳酸盐与单质碘的分离,D正确;
故答案为:A。
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