第01讲 氯及其化合物(复习讲义)(上海专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-06-23
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2份
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115页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 卤素及其化合物 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.40 MB |
| 发布时间 | 2026-06-23 |
| 更新时间 | 2026-06-29 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-06-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58453441.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦氯及其化合物、氯气制法、卤族元素及X⁻检验等核心考点,通过“价-类”二维图构建知识网络,以命题透视、思维建模、考点精讲(知识解构+考向破译+解题妙招)、真题溯源的教学流程,帮助学生系统突破难点。
资料特色在于融合STSE情境培养化学观念,通过“价-类”二维图训练科学思维,设计分层练习与实验探究落实科学探究与实践,如含氯消毒剂性质分析结合电离平衡图像计算水解常数,助力学生高效提升应考能力,为教师把控复习节奏提供清晰指导。
内容正文:
第01讲 氯及其化合物
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 氯及其化合物
知识解构 知识点1 氯气的性质及用途 ∣ 知识点2 新制氯水的成分和性质
知识点3 氯的含氧酸及其盐
考向破译 考向1 氯及其重要化合物的性质和应用 ∣考向2 含氯消毒剂的性质及应用
考向3氯的“价—类”二维图
解题妙招1 有关含氯消毒剂问题解决方案
考点二 氯气的制法及含氯化合物的制备与应用
知识解构 知识点1 氯气的实验室制法 ∣ 知识点2 氯气的工业制法
考向破译 考向1 氯气的实验室制法 ∣ 考向2 含氯化合物的制备
解题妙招1 实验室制取氯气的注意事项
解题妙招2 含氯化合物制备原料转化路径
考点三 卤族元素、X-的检验
知识解构 知识点1 卤素的性质∣ 知识点2 X-的检验方法∣ 知识点3 卤素提取工艺流程
知识点4 卤素互化物、拟卤素
考向破译 考向1 卤素及其化合物的性质及其制备∣ 考向2 X-离子的检验
考向3 卤素互化物与拟卤素
解题妙招1 卤素互化物、拟卤素解题的关键步骤
解题妙招2 卤素性质三维模型
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
氯及其化合物的性质及其应用
——
T5(2)
T1(5)
氯气的实验室制法及含氯化合物的制备
——
——
——
卤素及卤素离子的检验
——
T4(7)
T2
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1)氯元素相关物质组成、分类与性质依托 STSE 情境命题,以 84消毒液、ClO净水、氯碱工业体现化学实用价值;(2)前沿含氯储能、消毒新材料为载体,结合价类二维图像、工艺流程考查信息转化,凸显化学创新性;(3)结合古代漂白、炼丹古籍、传统消毒工艺命题,渗透传统文化,落实文化自信。上海等级考弱化机械方程式默写,侧重陌生含氯物质氧化还原、平衡分析,开放设问评价消毒方案优劣,兼顾环境绿色化学,复习需整合环境、材料、化工类含氯素材。
►复习目标:1. 明晰 Cl2、HClO、次氯酸盐等物质微观构成,区分分子、离子、原子团在氯系物质中的存在形式。
2. 梳理氯的价态转化网络,熟练掌握氯气制备、氯水多重性质、Cl-检验等核心实验。
3. 能结合生活消毒、工业除氯情境分析反应原理,规范文字说理,辨析消毒剂混用风险,建立绿色化工评价思维。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 氯及其化合物
知●识●解●构
知识点1 氯气的性质及用途
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,密度比空气大,可溶于水(1:2),易液化,有毒。
工业上通常将氯气液化后保存在钢瓶里。
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。
得分速记
氯气有毒,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。
2.氯气的化学性质
(1)氧化性
①与金属单质反应:
与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3,实验现象:生成棕色烟。
与铜反应:Cu+Cl2CuCl2,实验现象:生成棕黄色烟。
②与非金属单质反应:
a.与H2反应:H2+Cl2CuCl2,实验现象:有苍白色火焰,出现白雾。
应用:工业上制盐酸。
H2与Cl2的混合物点燃或光照发生爆炸。
b.能将P氧化为PCl3、PCl5,与Si反应生成SiCl4。
③与还原性物质反应:
与KI溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2,实验室用湿润的淀粉碘化钾试纸检验Cl2。
与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
与FeCl2溶液反应:Cl2+ 2FeCl2===2FeCl3。
(2)Cl2与水和碱反应——歧化反应
a.与水反应:Cl2+H2O⇌HCl+HClO(可逆反应)
b.与NaOH溶液反应:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
应用:实验室用NaOH溶液吸收多余的氯气,工业上制取消毒液。
c.与石灰乳反应制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
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.氯气的用途
(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精
制漂白液的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
制制漂白粉、漂粉精的化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(2)工业制盐酸
化学方程式:H2+Cl22HCl,不可光照
(3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等。
得分速记
(1)电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(2)实验室制氯气:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)Cl2和H2O的反应:Cl2+H2OHCl+HClO。
(4)HClO的不稳定性:2HClO2HCl+O2↑。
(5)Cl2和石灰乳的反应:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(6)Ca(ClO)2和少量CO2的反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
(7)FeBr2和少量Cl2的反应:6FeBr2+3Cl2===4FeBr3+2FeCl3。
(8)FeBr2和足量Cl2的反应:2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2。
知识点2 新制氯水的成分和性质
1.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+H2OHCl+HClO ②HClOH++ClO- ③H2OH++OH-
氯水中存在的微粒:
(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。
注:氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
(4)液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
类别(纯净物或混合物)
纯净物
混合物
混合物
微粒
Cl2
H2O、Cl2、HClO、ClO-、
Cl-、H+、OH-
H2O、Cl-、H+、OH-
颜色
黄绿色
淡黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性
酸性
2.新制氯水中平衡及其应用
(1)新制氯水中的平衡:Cl2+H2OHCl+HClO、HClOH++ClO-、H2OH++OH-
(2)新制氯水中平衡的应用
加入的物质或改变的条件
粒子浓度变化
平衡移动方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-)增大
左移
①用饱和食盐水除去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+)和c(HClO)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
氯水应现配现用或避光保存
得分速记
(1)氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
(2)干燥的Cl2没有漂白性,但Cl2能使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的是HClO,故不能用pH试纸测量氯水的pH。
(3)ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO32-等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
知识点3 氯的含氧酸及其盐
1.氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。
(2)氯的含氧酸的性质
酸性:HClO4>HClO3>HClO2>HClO
氧化性:HClO>HClO2>HClO3>HClO4。
2.次氯酸
3.漂白粉
4.漂白液
得分速记
(1)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)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+、SO32—、S2-等还原性离子。
(4)84消毒液(主要成分NaClO)和洁厕灵(主要成分HCl)不能混合使用,否则会产生有毒气体——氯气。
(5)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的是HClO。
(6)常温下干燥的氯气或液氯均不与铁反应,故液氯通常储存在钢瓶中。
考●向●破●译
考向1 氯及其重要化合物的性质和应用
例1(2026·上海浦东新·一模)水合肼()是精细化工的关键原料,广泛应用于有机合成等领域。水合肼是无色液体,沸点118.5℃,具有强还原性与弱碱性。我国主要采用尿素与次氯酸钠、氢氧化钠反应合成水合肼。
(2)关于NaClO和NaOH的说法正确的是___________。
A.都属于共价化合物 B.都可用于杀菌漂白
C.水溶液都呈碱性 D.负离子都含有两对共用电子对
某实验小组模拟尿素制备水合肼,主要实验流程如下图所示。
已知步骤Ⅱ中发生反应:
(4)步骤Ⅰ,制备NaClO溶液时,需要控制温度不超过40℃,写出一条可能的原因。___________为除去尾气中的氯气,可选的试剂为___________。
A. B.溶液 C.饱和食盐水 D.硫酸氢钠溶液
(7)反应过程中,若加入NaClO溶液过快,部分会被其氧化为氮气,导致产率下降,写出被氧化的化学反应方程式___________。
制备完成后,用碘量法测定产品纯度。反应原理:。称取0.8000 g样品,稀释至1000 mL溶液,移取25.00 mL于锥形瓶中,加入适量淀粉溶液,用标准溶液滴定。
(8)若滴定前,未润洗盛装标准液的滴定管,会导致测定结果___________。
A.偏高 B.偏低 C.无影响 D.无法确定
(9)若消耗标准溶液的平均体积为20.00 mL,该样品中水合肼()的质量分数为___________。
【答案】(2)C
(4) 温度高于40℃,Cl2可能会和NaOH生成NaClO3和NaCl B
(7)
(8)A
(9)37.5%
【解析】
(2)A.NaClO是由Na+和ClO-形成的离子化合物,NaOH是由Na+和OH-形成的离子化合物,A错误;
B.NaClO能与空气中的CO2反应生成HClO,可以用于杀菌漂白,而NaOH不可以,B错误;
C.NaClO为强碱弱酸盐,能水解使溶液呈碱性,NaOH是强碱,溶液呈碱性,C正确;
D.ClO-中Cl和O只共用1对电子,OH-中O和H也只共用1对电子,D错误;
故答案选C。
(4)温度高于40℃,Cl2可能会和NaOH生成NaClO3和NaCl;Cl2在水中溶解度不大,难溶于饱和食盐水,可与碱或碱性溶液反应,可选择碱性稍强的溶液,NaHCO3碱性弱,吸收效果不好,故答案选B;
(7)若NaClO滴加过快会与水合肼反应生成氮气、NaCl和水,反应的化学方程式为;
(8)若滴定前,未润洗盛装标准液的滴定管,则标液的浓度减小,消耗的体积增大,导致样品测定结果偏高,故答案选A;
(9)依题意,存在如下计量关系:,则0.8000g样品中的质量为,故样品中水合肼的质量分数为。
【变式1·变载体】(25-26高三上·上海·阶段检测)向、的混合溶液中通入适量,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示,原溶液中的物质的量为___________mol,当通入时,溶液中总离子反应为___________。
【答案】 1 2Fe2++2I-+2Cl2=2Fe3++I2+4Cl-
【解析】溴化亚铁和碘化亚铁混合溶液中,离子还原性的强弱顺序为I->Fe2+>Br-,由氧化还原反应规律可知,碘离子优先与氯气反应:2I-+Cl2= I2+2Cl-,接着依次发生如下反应:2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-、2Br-+Cl2= Br2+2Cl-,则曲线a、b、c、d依次代表碘离子、亚铁离子、铁离子、溴离子的物质的量变化。由图可知,碘离子的物质的量为2mol,则碘化亚铁的物质的量为1mol;通入2mol氯气时,碘离子完全反应,参与反应的亚铁离子物质的量为2mol,则反应的离子方程式为2Fe2++2I-+2Cl2=2Fe3++I2+4Cl-。
【变式2】【新情境——生活与学科知识结合】(25-26高三上·上海·期中)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许___________离子通过,氯气的逸出口是___________(填标号)。
(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电子式是___________。HClO电离平衡体系中各成分的组成分数[,为或]与的关系如图(b)所示。HClO的电离常数值为___________。
(3)为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的和反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备的化学方程式为___________。
(4)常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为、、的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到溶液。上述过程中,生成的反应属于歧化反应,每生成消耗的量为___________;产生“气泡”的离子方程式为___________。
次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠都是常用的杀菌消毒剂。可用于制备二氯异氰尿酸钠。
(5)溶液可由低温下将缓慢通入溶液中而制得。制备的离子方程式为___________;用于环境杀菌消毒的溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是___________。
【答案】(1) a (2) (3)
(4) 1.25 (5) NaClO溶液吸收空气中的二氧化碳后产生HClO,HClO见光分解
【解析】(1)工业上常采用电解饱和食盐水的方法制备氯气,该过程中,阳极的电极反应式为,阴极的电极反应式为,为防止生成的氯气和发生反应,通常采用阳离子交换膜,则该装置中的离子膜只允许通过,氯气在阳极产生,逸出口为a;
(2)次氯酸是共价化合物,氧原子共用两个电子对,故电子式为;溶液中存在电离平衡:,HClO的电离常数,由题意可知,当时,溶液中,即;
(3)和通过发生歧化反应来制备,根据化合价分析,只有氯气的化合价既可以升高又可以降低,中两种元素化合价均不变,所以氯气中氯的化合价由0价变为+1和-1价,再根据电子守恒和原子守恒配平化学方程式为;
(4)发生歧化反应生成的离子方程式为,根据各物质的物质的量与方程式系数成比例,故每生成消耗的量为;和反应产生,离子方程式为;
(5)将缓慢通入溶液中,产生氯化钠,次氯酸钠和水,反应的离子方程式为,次氯酸钠溶液长期暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳气体,因次氯酸酸性比碳酸弱,因此次氯酸钠可以与二氧化碳在水中反应产生,具有不稳定性,在受热或见光条件下会发生分解反应,产生和,从而使次氯酸钠失效;
【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(1)84消毒液因具有较强的氧化性而能杀死病菌,但将酒精和84消毒液混合使用,二者的消毒效果均会降低。由此可推测酒精具有一定的_____性(氧化、还原)。
(2)下面图中的pH试纸已经用饱和食盐水润湿,用锅笔芯做电极进行微型电解,写出相关化学反应方程式_____。如果与电极相连的是直流电源负极,则能表示a电极附近所看到现象的是_____。
【答案】(1) 还原 (2) B
【解析】
(1)84 消毒液的主要成分是次氯酸钠,其消毒依赖强氧化性;酒精与 84 消毒液混合后消毒效果降低,说明二者发生了氧化还原反应:的强氧化性会氧化酒精,酒精在反应中失去电子,表现出还原性,故答案为:还原;
(2)惰性电极(铅笔芯为石墨,属于惰性电极)电解饱和 NaCl 溶液时,阳极放电生成
,阴极放电生成,同时生成,总反应为:。 a 电极附近的现象分析:已知 b 连接直流电源负极,则b为阴极,a为阳极。阳极发生反应,生成的与水反应:,呈酸性,使 pH 试纸变红;具有漂白性,会将变红的试纸漂白为白色,a电极附近看到的现象是B图符合,故答案为:;B。
考向2 含氯消毒剂的性质及应用
例2(25-26高三下·上海·开学考试)含氯消毒剂广泛应用于医疗环境、公共场所和家庭日常消毒,能有效杀灭细菌、病毒等病原微生物。在疫情防控和水质净化中作用关键,对维护人类健康具有重要意义。氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图所示的装置来制取。
(1)装置中的离子膜为___________离子交换膜。
A.阴 B.阳 C.质子 D.气体
(2)图中a口出来的气体为___________。
A. B. C.
次氯酸为一元弱酸,其电离平衡体系中各成分的组成分数与pH的关系如图所示。
(3)结合图像计算,常温下NaClO的水解常数值为___________。
(4)结合图像说明,下列pH下漂白能力最强的是___________。
A.6 B.7 C.8 D.9
(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是___________(用离子方程式表示)。
(6)工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若反应后的NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1000 kg该溶液需要消耗氯气的质量为___________。(结果保留3位有效数字)
Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。
(7)上述制备的化学方程式为___________。
(8)如果也具有漂白性,请猜想原因是___________。
ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、、的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到溶液。
(9)上述过程中,生成的反应属于歧化反应,每生成1 mol 消耗的量为___________mol。
(10)产生“气泡”的离子方程式为___________。
【答案】
(1)B (2)C (3) (4)A (5) (6)203 kg (7) (8)中Cl的化合价为,和次氯酸相同,可能具有漂白性 (9)1.25 (10)
【解析】(1)电解饱和食盐水时采用的交换膜为阳离子交换膜,交换膜只允许阳离子通过,不允许阴离子和分子通过,目的是防止氯气与氢氧化钠溶液反应导致所得氢氧化钠溶液不纯,同时防止氯气和氢气混合遇光或热发生爆炸,故选B;
(2)由图可知,左侧电极为电解池的阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,则a口出来的气体为氯气,故选C;
(3)由图可知,溶液中次氯酸和次氯酸根离子浓度相等时,溶液的pH为7.5,则次氯酸根离子的水解常数为:Kh== c(OH-)==10-6.5;
(4)溶液中次氯酸的浓度越大,溶液的漂白能力最强,由图可知,溶液pH为6时,次氯酸的浓度最大,溶液的漂白能力最强,故选A;
(5)酸性清洁剂的主要成分是盐酸,84消毒液与酸性清洁剂混合会发生反应生成有毒的氯气,污染环境,所以84消毒液与酸性清洁剂不能混合使用,反应的离子方程式为:;
(6)氯气与氢氧化钠溶液的反应为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,设反应消耗氯气的质量为x kg,则由方程式可知,反应消耗氢氧化钠的质量为:×2×40 kg/mol= kg ;由质量守恒定律可知,30%氢氧化钠溶液的质量为:1000 kg -x kg=(1000-x) kg,由反应前后氢氧化钠的质量不变可得:+1000 kg×1%=(1000-x)×30%,解得:x≈203 kg;
(7)由题意可知,制备一氧化二氯的反应为氯气与氧化汞反应生成氯化亚汞和一氧化二氯,反应的化学方程式为:;
(8)次氯酸能表现漂白性是因为次氯酸中氯元素为+1价,具有强氧化性,能使有机色素漂白褪色,一氧化二氯中氯元素也为+1价,与次氯酸中氯元素的化合价相同,所以二氧化氯也具有漂白性;
(9)由题意可知,生成二氧化氯的反应为:5ClO+4H+=Cl-+4ClO2↑+2H2O,则由方程式可知,生成1 mol二氧化氯时,反应消耗亚氯酸钠的物质的量为:1 mol×=1.25 mol;
(10)由题意可知,产生“气泡”的反应为溶液中碳酸氢根离子与硫酸氢钠电离出的氢离子反应生成二氧化碳和水,反应的离子方程式为:。
解题妙招
有关含氯消毒剂问题解决方案
(1)配制问题
①计算模型:C1V1=C2V2(稀释公式),标注有效氯换算。
②干扰因素:有机物存在需提高浓度(血液污染时增至2000mg/L)。
(2)安全性问题
①毒性机制:强氧化性腐蚀黏膜(误服急救:牛奶/蛋清中和)。
②禁忌反应:禁止与洁厕灵(盐酸)混用(Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O)。
(3)失效分析
①时间因素:开封后30天活性下降50%(HClO分解)。
②环境因素:CO2加速失效(NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO)。
【变式1·变载体】(高三上·上海金山·期末)次氯酸和次氯酸盐都是重要的含氯化合物,应用于杀菌消毒、漂白等领域。
.探究不同条件下84消毒液的漂白效果
(1)84消毒液的有效成分是次氯酸钠,次氯酸钠溶液呈___________,理由是___________(用离子方程式解释)。
A.酸性 B.中性 C.碱性
在3只编号分别为甲、乙、丙的烧杯中进行如下操作:
编号
84消毒液
蒸馏水
白醋
品红溶液
相同时间的现象
甲
2 mL
20 mL
/
5滴
无明显现象
乙
2 mL
19 mL
1 mL
5滴
红色变浅
丙
a mL
b mL
2 mL
5滴
红色迅速褪去
(2)关于表格中a、b的数值合理的是___________。
A.a=2,b=18 B.a=2,b=19 C.a=2,b=20
(3)由实验现象可得出的结论是___________。
将84消毒液按一定比例稀释,并将稀释液放置在空气中一段时间。在此过程中测定溶液的氧化还原电势变化如图所示。(已知:氧化还原电势越大,氧化性越强。)
(4)解释曲线变化的原因。___________
【答案】(1) C ClO-+H2OHClO+OH- (2)A (3)酸性越强,NaClO溶液漂白性越强,褪色越快 (4)NaClO结合空气中的水和二氧化碳生成HClO,HClO氧化性强于ClO-,溶液氧化性增强,氧化还原电势增大
【解析】(1)次氯酸钠是强碱弱酸盐,次氯酸根离子水解,次氯酸钠溶液呈碱性,C正确;离子方程式为ClO-+H2OHClO+OH-;
(2)要探究不同条件下84消毒液的漂白效果,需采用控制变量法,由甲、乙两组数据可得,84消毒液的体积为2 ml,蒸馏水和白醋的体积和为20 ml,则在丙组中a=2,b=18,A正确;
(3)由甲、乙、丙三组实验的实验现象可知,加入白醋的体积越多,品红溶液褪色越快,即酸性越强,NaClO溶液漂白性越强,褪色越快;
(4)将84消毒液的稀释液放置在空气中一段时间后,其主要成分NaClO结合空气中的水和二氧化碳生成HClO,HClO氧化性强于ClO-,溶液氧化性增强,氧化还原电势增大。
【变式2·变题型】(24-25高三下·上海·阶段检测)某消毒液的主要成分为,还含有一定量的,下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和溶液的约为11)_______。
A.该消毒液的约为12:
B.该消毒液与洁厕灵(主要成分为)混用,产生有毒:
C.该消毒液加白醋生成,可增强漂白作用:
【答案】A
【解析】A.某消毒液的主要成分是次氯酸钠,饱和的次氯酸钠溶液的pH约为11,即ClO-+H2O⇌HClO+OH-;而其pH约为12,因为含有少量的氢氧化钠,电离出OH-,故A错误;
B.次氯酸钠与盐酸发生反应,产生有毒气体氯气,离子方程式为:2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O,故B正确;
C.醋酸酸性强于次氯酸,所以可以利用醋酸来制备更多的次氯酸,而真正起到漂白作用的是次氯酸,所以加白醋起到增强漂白作用,离子方程式为:CH3COOH+ClO-=HClO+CH3COO-,故C正确;
答案选A。
【变式3·变考法】(25-26高三上·上海·阶段检测)工业上由氯气与石灰乳反应制备漂白粉,其化学式可以用(、、为简单整数)来表示。YA兴趣小组同学对漂粉精进行定性、定量探究如下:
【实验1】证明漂白粉中含有
(1)向漂白粉固体中滴加足量浓硫酸,观察到黄绿色气体生成。写出生成黄绿色气体的化学反应方程式:___________。
(2)将生成的黄绿色气体缓缓通过足量碱石灰,碱石灰增重,并收集到无色气体。推测生成气体中除,还含有___________、___________(填化学式)。
【实验2】证明漂白粉中含有[已知电离常数:]
(3)将少量漂白粉溶于水后,测定其pH值为12.3.采用的测定方法可能是__________。
A.使用广泛pH试纸 B.使用精密pH试纸
C.使用pH计 D.以酚酞为指示剂进行酸碱中和滴定
(4)下列探究步骤的设计中,对证明该结论无意义的是___________。
A.向漂白粉溶液中通入适量,测定溶液的pH值变化
B.向漂白粉溶液中加入适量碳酸氢钠固体,测定溶液pH值变化
C.向漂白粉溶液中加入适量亚硫酸钠固体,测定溶液pH值变化
【实验3】测定漂白粉中的含量
实验原理:
;
实验步骤:
ⅰ.称取6.192 g漂白粉固体,溶解,配成200 mL溶液;
ⅱ.量取该溶液5.00 mL于锥形瓶,加入过量KI溶液、酸化,并加入指示剂;
ⅲ.用标准溶液滴定至终点,记录始末读数:
ⅳ.重复ⅱ、ⅲ操作,记录始末读数
(5)该实验中要使用的定量仪器有电子天平、___________。
(6)步骤ⅱ中加入的指示剂为___________(写名称),当___________,即达到滴定终点。
实验数据如下:
实验编号
1
2
3
4
消耗体积
26.90
26.55
27.00
26.95
(7)根据表格数据计算漂白粉中的质量分数为___________(保留三位有效数字);若理论上滴定时消耗标准溶液27.00 mL,则相对误差为___________(保留三位有效数字)。
(8)下列操作可能导致测定结果偏高的是_________。
A.滴定过程中消耗时间过长
B.指示剂变色10 s后颜色复原,但此时停止滴定
C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定前锥形瓶中有少量蒸馏水
【答案】(1)Ca(ClO)2+CaCl2+4H2SO4(浓)=2Ca(HSO4)2+2Cl2↑+2H2O或Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4(浓)=2CaSO4+2Cl2↑+2H2O (2) HCl O2 (3)C (4)A (5)碱式滴定管、250 mL容量瓶 (6) 淀粉 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液变为无色,且半分钟内不变化 (7) 62.2% -0.185% (8)AC
【分析】工业上由氯气与石灰乳反应制备漂白粉,其化学式可以用(、、为简单整数)来表示,证明漂白粉中含有,可以向漂白粉固体中滴加足量浓硫酸,观察到黄绿色气体Cl2生成,证明漂白粉中含有,可以将少量漂白粉溶于水后,测定其pH值为12.3,溶液呈碱性,最后通过滴定法测定漂白粉中Ca(ClO)2的含量,以此解答。
【解析】(1)向漂粉精固体中滴加足量浓硫酸,生成Cl2、CaSO4或Ca(HSO4)2和H2O,生成黄绿色气体的化学反应方程式:Ca(ClO)2+CaCl2+4H2SO4(浓)=2Ca(HSO4)2+2Cl2↑+2H2O或Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4(浓)=2CaSO4+2Cl2↑+2H2O。
(2)将生成的黄绿色气体缓缓通过足量碱石灰,碱石灰增重,并收集到无色气体,说明漂粉精固体中滴加足量浓硫酸,除发生氧化还原反应生成氯气外,CaCl2与浓硫酸反应产生HCl,HClO分解产生O2。
(3)将少量漂粉精溶于水后,测定其pH为12.3,因为ClO-水解产物HClO具有漂白性,所以不能使用pH试纸、酸碱指示剂,只能使用pH计进行检验,答案为:C。
(4)A.CO2既能与Ca(OH)2反应,也能与ClO-反应,且都生成Ca(HCO3)2,无法检验Ca(OH)2的存在,A符合题意;
B.已知电离常数:,则酸性:,碳酸氢钠只能与Ca(OH)2反应,且生成CaCO3和NaOH,产物仍有较强的碱性,可以证明含有Ca(OH)2,B不合题意;
C.,Ca(OH)2与反应生成CaSO4和OH-,产物仍具有较强的碱性,可以证明含有Ca(OH)2,C不合题意;
故选A。
(5)由于没有200mL的容量瓶,200 mL待测溶液需要250 mL容量瓶,盛装Na2S2O3标准溶液需要碱式滴定管。
(6)反应生成碘,淀粉遇碘变蓝色,可用淀粉作指示剂,当滴入最后半滴标准溶液时,溶液变为无色,且半分钟内不变化,说明达到滴定终点时。
(7)由表格数据可知,第2组数据误差较大,应该舍去,则消耗溶液的平均体积为,根据方程式可得到关系式 ,可求出该漂粉精中的质量分数为 =62.2%,三次实验消耗的平均体积为26.95mL,比理论值27.00 mL少0.05mL,由此可计算相对误差为=-0.185%。
(8)A.滴定过程中消耗时间过长会导致过量的I-被空气中的氧气氧化为I2,导致消耗标准溶液的体积偏大,导致测定结果偏高,A选;
B.指示剂变色10 s后颜色复原,说明还没有到达滴定终点,但此时停止滴定,导致消耗标准溶液的体积偏小,导致测定结果偏低,B不选;
C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,由于滴定后气泡所占体积被计入,导致计算所用的标准溶液体积读数比实际消耗量更大,导致测定结果偏高,C选;
D.滴定前锥形瓶中有少量蒸馏水对实验结果没有影响,D不选;
故选AC。
考向3 氯的“价—类”二维图
例3(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)如图为氯及其化合物的“价类二维图”,下列说法错误的是
A.a的浓溶液和蘸有浓氨水的玻璃棒互相靠近会产生白烟
B.b能使有色鲜花褪色,说明b具有漂白性
C.c具有氧化性,可用于自来水杀菌消毒
D.存在a→b→d→g的转化
【答案】B
【分析】根据氯的“价—类二维图”,a是HCl、b是Cl2、c是ClO2、d是HClO、e是HClO4高氯酸、f是氯酸盐、g是次氯酸盐,h是亚氯酸盐,据此分析;
【解析】A.a为HCl,浓盐酸与浓氨水挥发的NH3反应生成NH4Cl固体,产生白烟,A正确;
B.b为Cl2,Cl2本身无漂白性,其与水反应生成的HClO具有漂白性,使有色鲜花褪色,B错误;
C.c为ClO2(+4价氧化物),具有强氧化性,可用于自来水杀菌消毒,C正确;
D.a→b:HCl(浓)与MnO2反应生成Cl2;b→d:Cl2与水反应生成HClO;d→g:HClO与碱反应生成次氯酸盐(如NaClO),转化可行,D正确;
故选B。
【变式1·变载体】(24-25高一上·上海·阶段检测)氯元素的价类二维图如图所示,下列说法正确的是
A.物质a可由和b混合均匀后点燃得到
B.物质c是对应的酸性氧化物
C.物质d是漂白粉的有效成分
D.可溶性e中的负离子只用溶液即可检验
【答案】B
【分析】由价类二维图可知,a为HCl、b为Cl2、c为Cl2O7、d为HClO、e为含的盐,据此解答。
【解析】A.物质a为HCl,可由H2在Cl2中点燃得到,若将和混合均匀后点燃会爆炸,故A错误;
B.物质c为Cl2O7,是对应的酸性氧化物,故B正确;
C.物质d点为HClO,漂白粉的有效成分是次氯酸钙,故C错误;
D.物质e对应的负离子为,可用硝酸银和稀硝酸检验,只用溶液不能排除其他离子的干扰,如,故D错误;
答案选B。
【变式2·变题型】氯元素能与许多元素形成种类繁多的化合物,这些含氯化合物在生活及工农业生产中发挥着重要的作用。完成下列填空:
(1)如图为氯及其化合物的“价-类”二维图。
①二维图中A的类别为_______,B的化学式为_______。
②已知是一元强酸,写出的电离方程式_______。
(2)某同学研究性质,进行如下预测:
i.从物质类别上看,属于酸,请写出它的电子式_______。它能与大理石反应,相应的离子方程式为_______。
ii.从化合价角度看,具有_______性,能与_______发生反应(填标号)。
A. B. C. D.
(3)工业用漂白粉,其有效成分是_______(填化学式);写出漂白粉露置在空气中失效过程中所涉及的化学方程式:_______、_______。
【答案】(1) 单质 HClO
(2) CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 还原 AC
(3) Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO 2HClO2HCl+O2↑
【解析】(1)①A对应的物质是氯气,类别为单质,B为+1价Cl的含氧酸,B的化学式为HClO。
②是一元强酸,在水溶液中完全电离,的电离方程式为;
(2)
i. 是共价化合物,电子式为;盐酸与大理石反应生成氯化钙、二氧化碳、水,反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O。
ii.从化合价角度看,为氯元素的最低价,具有还原性;、具有氧化性,所以能与、发生氧化还原反应,选AC。
(3)工业用漂白粉,其有效成分是Ca(ClO)2;漂白粉露置在空气中,Ca(ClO)2和二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸,次氯酸分解为盐酸和氧气,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑。
【变式3·变考法】(25-26高三上·山东泰安·阶段检测)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。钠、氯及其化合物的“价—类”二维图如图1、图2所示,请回答下列问题。
(1)NaH中氢为______价。
(2)图1中①可做供氧剂,其电子式为______。
(3)亚氯酸钠()是一种高效的漂白剂和氧化剂。制备亚氯酸钠的流程如图:
反应Ⅰ阶段,参加反应的③和的物质的量之比为______;反应Ⅱ的氧化产物为______。
(4)图2中②是“84”消毒液的有效成分,在空气中的作用下生成两种物质,其中一种是HClO,另一种是酸式盐,写出该反应的化学方程式:______;将通入NaOH溶液中制备②时,若温度控制不当,会生成副产物③。若反应后的溶液中②和③的物质的量之比为5:2,则消耗的与生成的的物质的量之比为______。
(5)商业上常用“有效氯”来说明消毒剂的消毒能力。“有效氯”是指一定质量的这种消毒剂与多少质量的氯气的氧化能力相当,其数值可以用此时氯气的质量对消毒剂质量的比值来表示。二氧化氯()的“有效氯”为______(保留两位小数)。
【答案】(1)-1
(2)
(3) 2:1
(4) 11:15
(5)2.63
【分析】根据图可知,①为钠的氧化物,则①可以为氧化钠或者过氧化钠;②为含有+1价氯元素的盐,则②为次氯酸盐;③为含有+5价氯元素的盐,则③为氯酸盐,据此分析作答。
【解析】(1)NaH中钠元素为+1价,则氢元素为-1,故答案为:-1;
(2)
①可做供氧剂,则为过氧化钠,其电子式为 ,故答案为:;
(3)根据流程可知,③在硫酸作用下与反应,生成和,化学方程式为:,则③和的物质的量之比为2:1;反应II是与过氧化氢和氢氧化钠反应,生成、氧气和水,过氧化氢中氧元素化合价升高,为还原剂,则其氧化产物为,故答案为:2:1;;
(4)图2中②是“84”消毒液的有效成分,则②为,在空气中和水的作用下生成两种物质,其中一种是,另一种酸式盐为,化学方程式为:;将通入NaOH溶液中制备时,若温度控制不当,会生成副产物,若反应后的溶液中和的物质的量之比为5:2,根据得失电子守恒,设生成为5 mol,生成为5 mol,消耗的为5mol,同时生成为2 mol,生成为10 mol,消耗的为6 mol,消耗的与生成的的物质的量之比为11:15,故答案为:;11:15;
(5)和氯气作为氧化剂,都会变为氯离子,设1 mol 转化为1 mol得到电子5mol,氧化能力相当,则氯气得电子数相同,即消耗氯气为2.5 mol,则二氧化氯的“有效氯”=,故答案为:2.63。
考点二 氯气的制法及含氯化合物的制备与应用
知●识●解●构
知识点1 氯气的实验室制法
1.用强氧化剂(如KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、MnO2等)氧化浓盐酸。实验室制取氯气的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。浓盐酸的性质表现为:还原性和酸性。
2.其它制备氯气的反应原理
①K2Cr2O7+14HCl ===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
②2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
③KClO3+6HCl(浓) ===KCl+3Cl2↑+3H2O
④Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
3.实验装置
(1)制备装置:固体+液体 气体
(2)净化装置:用饱和食盐水除去HCl气体,用浓硫酸除去水蒸气。
(3)收集方法:
①氯气的密度比空气大,可用向上排空气法。
②氯气在饱和食盐中的溶解度较小,可以用排饱和食盐水法收集。
(4)验满方法:①湿润的淀粉-KI试纸,试纸变蓝色;②观察氯气的颜色。
(5)尾气处理:多余的Cl2用强碱(如NaOH)溶液吸收。
4.实验装置及制备流程
得分速记
(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。
知识点2 氯气的工业制法
1.反应原理:通过直流电电解饱和食盐水,反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
2.工艺流程
(1)精制食盐水去除杂质(如钙、镁离子)后电解;
(2)氯气从阳极区析出,经冷却、干燥、压缩液化后储存;
(3)副产物氢气与氢氧化钠分别收集利用。
3.技术优化
(1)采用隔膜电解槽或离子膜电解槽,隔离阴阳极产物防爆;
(2)控制电解温度(60–80°C)及电流密度以提高效率。
考●向●破●译
考向1 氯气的实验室制法
例1(2026·湖南怀化·二模)苯甲酰氯()是无色液体,遇水或乙醇逐渐分解,可用作制备染料、香料、有机过氧化物、药品和树脂的重要中间体。实验室可用苯甲酸与氯化亚砜()制备苯甲酰氯。(反应中有两种酸性气体生成)
回答下列问题:
I.氯化亚砜的制备:以硫黄、二氧化硫、氯气为原料,在活性炭催化作用下的合成反应为、,副反应为。实验装置如图(部分加热仪器略)。已知:氯化亚砜遇水易分解。
(1)仪器M的名称是___________。
(2)写出实验室利用浓盐酸和高锰酸钾制备氯气的离子方程式:___________。
(3)实验中采用70%硫酸制备,而不用98%的浓硫酸的原因为___________。
(4)该实验装置还存在一处明显的瑕疵,请指明改正:___________。
II.制备苯甲酰氯:将与苯甲酸充分混合搅拌反应。
(5)从含少量氯化钠的苯甲酸粗产品中提纯苯甲酸的方法是___________。
(6)写出苯甲酸与发生反应的化学方程式:___________。
III.苯甲酰氯的性质探究。
(7)苯甲酰氯能与水反应生成苯甲酸,同样也能与乙醇反应,写出其与乙醇反应生成的有机产物的名称:___________。
【答案】(1)三口烧瓶(或三颈烧瓶)
(2)
(3)浓硫酸中浓度小,反应速率慢
(4)没有尾气处理装置及保护装置(防水解),应在接口a处增加一个盛有碱石灰的干燥装置
(5)重结晶
(6)
(7)苯甲酸乙酯
【解析】(1)仪器M的名称是:三口烧瓶(或三颈烧瓶);
(2)浓盐酸和高锰酸钾制备氯气是一个氧化还原反应,高锰酸根离子()在酸性条件下将氯离子()氧化为氯气(Cl2),自身被还原为锰离子(),离子方程式为:;
(3)98%的浓硫酸中水含量少,硫酸主要以分子形式存在,电离出的氢离子()浓度很低,与亚硫酸钠反应速率慢。而70%的硫酸电离程度大, 浓度高,反应速率快,故答案为:浓硫酸中浓度小,反应速率慢;
(4)反应过程中会产生有毒的和等酸性气体,直接排放会污染环境。同时,题目明确指出“氯化亚砜遇水易分解”,装置末端与大气相通,空气中的水蒸气会进入反应体系导致产物分解。连接装有碱石灰的干燥管可以同时解决这两个问题,碱石灰能吸收酸性气体,也能吸收水蒸气,故答案为:没有尾气处理装置及保护装置(防水解),应在接口a处增加一个盛有碱石灰的干燥装置;
(5)苯甲酸和氯化钠的溶解度随温度变化的规律不同。苯甲酸在热水中溶解度大,在冷水中溶解度小;而氯化钠在水中的溶解度受温度影响较小。利用这一差异,可将粗产品溶于适量热水中形成饱和溶液,趁热过滤,然后冷却滤液,苯甲酸便会结晶析出,而氯化钠则留在母液中,从而实现分离提纯,故答案为:重结晶;
(6)
该反应是苯甲酸的羟基(-OH)被氯原子(-Cl)取代,生成苯甲酰氯。反应中脱去的部分结合生成二氧化硫(SO2 )和氯化氢(HCl)两种气体,这两种都是酸性气体,故反应的化学方程式为:;
(7)苯甲酰氯与水反应是水解反应,生成苯甲酸和氯化氢。与乙醇反应是类似的醇解反应,乙醇分子中的乙氧基()取代苯甲酰氯中的氯原子,生成苯甲酸乙酯和氯化氢,故反应生成的有机产物的名称为:苯甲酸乙酯;
【变式1·变载体】(24-25高三下·上海·期中)是饮用水、工业用水、城市污水及游泳池循环水处理的高效廉价絮凝剂,也是中学实验室中常见的试剂。某实验小组用以下装置制备固体,并探究溶液与Cu的反应。已知:晶体易升华,溶液易水解。
I.的制备
(1)装置C中碱石灰的作用是___________。
(2)从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的,正确的接口顺序为a→___________(可选试剂:饱和食盐水、NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰,仪器可重复使用)。
Ⅱ.探究盐溶液与Cu的反应,进行了如下实验。
实验装置
序号
试剂a
实验现象
I
20mL pH约为1.3的溶液
溶液逐渐变为蓝色。2天后,Cu片有较大量剩余,溶液仍为蓝色
Ⅱ
20mL pH约为1.3的溶液
溶液逐渐变为蓝绿色,铜片表面覆盖有白色固体(经检验为CuCl)。2天后,白色固体消失,Cu片无剩余
Ⅲ
20mL pH约为1.3的溶液
溶液逐渐变为绿色,实验过程中未见气泡产生。2天后,Cu片少量剩余
资料:i.CuCl、CuSCN是难溶于水的白色固体;ii.(棕色)。
小组同学取2mL实验Ⅰ中反应2天后的溶液于试管中,加入2滴1mol/L KSCN溶液,观察到溶液迅速变红,产生大量白色沉淀。
甲同学猜想可能在该条件下被氧化了。
(3)用离子方程式表示甲同学的猜想___________。
(4)若向;溶液中滴加足量的KSCN和的混合溶液,经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量b g,则CuSCN的产率为___________。
(5)对比实验Ⅰ和Ⅱ,小组同学推测可以催化与Cu反应。写出生成白色固体和白色固体消失的方程式:___________。
实验Ⅲ所得溶液的颜色不是蓝色,小组同学猜测反应中生成了,设计并实施了以下实验,验证了其猜想。
步骤
实验操作
实验现象
①
向盛有0.3g金属Cu片的烧杯中加入试剂X
2天后溶液颜色无明显变化,铜片表面有细小气泡附着
②
继续加入少量固体
溶液迅速变为浅棕色
(6)试剂X是___________。
综合以上实验,盐溶液与Cu反应的多样性与负离子种类、生成物存在形式等有关。
【答案】(1)吸收多余的,用于尾气处理,同时可以防止空气中的水蒸气进入收集器中,防止水解变质
(2)b→c→b→c
(3)
(4)
(5)
(6)20mL NaNO3与HNO3的混合溶液[pH约为1.3、]
【分析】I.在制取固体的实验中,与浓盐酸共热制备的,氯气需要经过净化干燥除去中混有的HCl气体和水蒸气,再通入A装置中与铁粉在加热条件下反应,由于反应生成的易升华,在收集器中遇冷凝华后被收集,最后C处的碱石灰作用有吸收多余的氯气和防止空气中的水蒸气进入使氯化铁水解;
Ⅱ.探究Fe3+盐溶液与Cu的反应,除已有的关于Fe3+盐溶液与Cu的性质知识储备外,需要注意利用题干信息:i.CuCl、CuSCN是难溶于水的白色固体;ii.(棕色),结合实验步骤和控制变量进行分析、解决,据此回答。
【解析】(1)有毒、易水解,故装置C中碱石灰的作用是吸收多余的,用于尾气处理,同时可以防止空气中的水蒸气进入收集器中,防止水解变质;
(2)与浓盐酸共热制备的中混有杂质HCl气体和水蒸气,可将混合气体先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl气体,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气,故正确的接口顺序为a→b→c→b→c;
(3)由题干信息可知,实验I中反应2天后的溶液为FeSO4和CuSO4溶液,CuSCN是难溶于水的白色固体,加入2滴KSCN溶液,观察到溶液迅速变红,产生大量白色沉淀,故可推测Fe2+可能在该条件下被Cu2+氧化,该转化的离子方程式为:;
(4)bg白色沉淀的物质的量是,用溶液中滴加足量的KSCN和的混合溶液,理论上能得到0.1amol,则的产率为;
(5)对比实验I和实验Ⅱ的实验现象,产生白色固体:;白色固体消失:;总反应:,从现象上看,实验Ⅱ反应更快,故可推测可以催化与Cu反应;
(6)题干实验Ⅲ中加入的试剂为20mL0.5mol/LFe(NO3)3,pH约为1.3的溶液,为避免铁离子干扰实验,根据控制变量的原则可知,试剂X是20mL NaNO3与HNO3的混合溶液[pH约为1.3、]。
【变式2】【新情境——工业与学科知识结合】(25-26高三上·上海·阶段检测)三氯化硼()用于制备光导纤维和有机硼化物等。其制备原理:。某小组据此设计实验制备并测定其纯度,装置如图。
已知:的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃;亚铜溶液可吸附净化一氧化碳;极易水解产生和HCl。
Ⅰ.制备。
(1)水浴R选择___________(填“热水浴”或“冰水浴”)。
(2)E装置的作用是___________,某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷,请提出解决方案___________。
(3)已知:A装置中还原产物为,反应的离子方程式为:___________。
Ⅱ.测定产品的纯度。
①准确称取w g产品,置于蒸馏水中,完全水解,并配成250mL溶液。
②准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中。
③向其中加入溶液至沉淀完全,然后加入一种有机液体覆盖AgCl。
④向锥形瓶中滴3滴溶液作指示剂,然后逐滴加入标准溶液滴定过量的溶液,消耗KSCN溶液的体积为。
(4)写出测定步骤①和②中用到的定量仪器:___________
(5)滴定终点时的现象是___________。
(6)该产品中的质量分数为___________;如果其他操作都正确,仅滴定管没有用KSCN溶液润洗,测得产品中的质量分数___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
(7)某次滴定过程中25mL滴定管液面如图,该滴定管的读数为___________mL。
【答案】(1)冰水浴
(2) 吸水,防止三氯化硼水解;吸收多余的Cl2 添加一氧化碳的吸收装置
(3)Cr2O+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(4)电子天平、250mL容量瓶、 滴定管
(5)滴入最后半滴KSCN溶液,溶液恰好由浅黄色变为红色且半分钟内不褪色
(6) % 偏低
(7)19.60
【分析】由实验装置图可知,装置A中浓盐酸与重铬酸钾固体反应制备氯气,装置B中盛有的浓硫酸用于除去氯气中的水蒸气,装置C中氯气与三氧化二硼、碳共热反应制备三氯化硼,装置D为冰水浴冷凝收集三氯化硼的装置,装置E中盛有的碱石灰用于吸收氯气,防止污染空气,并防止装置F中的水蒸气进入装置D中使三氯化硼水解,该装置存在一个明显设计缺陷就是无一氧化碳的吸收装置,可能发生意外事故。
【解析】(1)由分析可知,装置D为冰水浴冷凝收集三氯化硼的装置;
(2)由分析可知,装置E中盛有的碱石灰用于吸收氯气,防止污染空气,并防止装置F中的水蒸气进入装置D中使三氯化硼水解;该装置存在一个明显设计缺陷就是无一氧化碳的吸收装置,可能发生意外事故,应添加一氧化碳的吸收装置;
(3)A装置中发生的反应为浓盐酸与重铬酸钾固体反应生成氯化钾、氯化铬、氯气和水,反应的离子方程式为Cr2O+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O;
(4)步骤①和②涉及溶液的配制和氧化还原滴定所需待测液取用,实验时用到的定量仪器为电子天平、250mL容量瓶、 滴定管;
(5)由题意可知,溶液中氯离子与硝酸银溶液完全反应后,滴入最后半滴硫氰化钾溶液,溶液会由由无色变为红色,则滴定终点时的现象为滴入最后半滴KSCN溶液,溶液恰好由浅黄色变为红色且半分钟内不褪色;
(6)由题意可知,滴定消耗硝酸银的物质的量与溶液中氯离子和硫氰酸根离子的物质的量之和相等,则三氯化硼的质量分数为=%;如果其他操作都正确,仅滴定管没有用硫氰化钾溶液润洗会使消耗硫氰化钾溶液的体积偏大,导致所测结果偏低;
(7)由图可知,滴定管的读数为19.60mL。
【变式3】【新考法】(2025·陕西咸阳·二模)氯化铁是一种重要的铁盐,被广泛应用于金属刻蚀、污水处理、凝聚剂、催化剂、氧化剂、媒染剂、制药等领域。易潮解,易升华。某化学小组进行了的制备及性质探究实验。
I.制备无水
(1)试剂a的名称是___________,试剂b中溶质的化学式为___________。
(2)该小组的同学认真分析仪器装置后认为该装置有安全隐患,隐患原因是___________,改进方法为___________。
(3)该小组的同学利用重铬酸钾()和浓盐酸反应制备氯气,制备装置如图E所示,装置E中制备的离子方程式为___________,装置E上方的胶管的作用为___________。
II.的性质探究
(4)将制得的无水配制成饱和溶液,需要的试剂为无水、去离子水和___________;用饱和溶液制备胶体的方法和操作是___________,发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) 浓硫酸 NaOH
(2) 升华后凝华,堵塞导管 在装置A和B之间连接一根粗导管
(3) 平衡气压,使浓盐酸顺利滴下
(4) 浓盐酸 将饱和溶液逐滴滴加到沸水中,继续煮沸,待溶液变成红褐色则停止加热
【分析】根据题给信息:易潮解、易升华,因此在制备过程中,应注意保持实验体系环境的干燥,以及温度不宜过高,以防止其升华。同时具有毒性,不能直接排放到空气中,据此可分析装置B、C、D中的作用及所用试剂。
【解析】(1)由装置图可知,装置A中制备出后,为防止其升华,采用冰水浴进行降温,同时避免潮解,装置C中应装有浓硫酸,用于防止水蒸气进入,保持装置内干燥;装置D中应装有NaOH溶液,以吸收尾气;
(2)易升华,升华的在导管处凝华,可能会堵塞导管,导致装置内压强骤增,引发爆炸。因此应在装置A和装置B之间连接一根粗导管,用于防止导管堵塞;
(3)重铬酸钾具有强氧化性,能将氧化为,自身被还原为,离子方程式为;装置E上方的胶管可以平衡气压,使浓盐酸顺利滴下;
(4)易水解,因此在配制饱和溶液时,应加入浓盐酸,用于抑制的水解;通过向沸水中逐滴滴入饱和溶液,继续煮沸,待溶液变成红褐色则停止加热,从而制得胶体,发生反应的化学方程式为;
解题妙招
实验室制取氯气的注意事项
(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,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
考向2 含氯化合物的制备和性质
例2(25-26高三上·上海青浦·期末)三氯化硼()的熔点为-107℃,沸点为12.5℃,极易发生水解,主要用作有机反应催化剂,也可用作铸造镁及其合金时的防氧化剂,其制备原理为。利用如图装置制取少量(夹持装置略)。
已知:溶液吸收CO时,溶液中析出灰黑色固体颗粒。
回答下列问题:
(1)按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:a→___→de→hi→___→___。
(2)下列说法正确的是___________。
A.反应前先打开通入,一段时间后关闭,再向A中加入浓盐酸
B.装置A中发生的反应体现出浓盐酸的性质有酸性和氧化性
C.装置F中的碱石灰可以替换为浓硫酸
D.装置C中反应结束的现象为E中无液体滴落,B中不再产生黑色固体
(3)装置B中发生反应的离子方程式为___________。
(4)水解得到白色晶体,下图为晶体的片层结构。在热水中比冷水中溶解度显著增大,主要原因是___________。
(5)B与Al的某些性质相似,类比的酸式电离写出硼酸的电离方程式___________。
(6)经过如下反应B-F键键长会变长,请从杂化及成键角度分析原因___________。
(7)中国是第一个被发现有锰方硼石矿体的国家(主要成分),该主要成分与稀盐酸反应有乳白色浑浊产生,写出所发生反应的离子方程式___________。
氨硼烷储氢量高,是具有广泛应用前景的储氢材料。
(8)氨硼烷热分解释氢。氨硼烷受热时固体残留率随温度的变化如图所示。110℃时残留固体的化学式可能为___________。
(9)氨硼烷水解释氢。催化剂作用下,1 mol氨硼烷最多高效释放3 mol ,并生成一种盐,写出所发生反应的化学方程式___________。
【答案】(1) fg jk bc
(2)AD
(3)
(4)分子间存在强氢键作用形成稳定的晶体结构,冷水难以破坏该结构故溶解度小;热水中的分子间氢键被破坏,且与水分子形成新氢键,故溶解度增大。
(5)
(6)O原子提供孤对电子与中B原子形成配位键,B原子杂化方式由sp2变为sp3,成键电子对间斥力变化,导致B-F键键长增长。
(7)
(8)
(9)
【分析】从题目所给的制取装置可以判断出,A为起始装置,与浓盐酸反应的化学方程式为:,a处的气体为氯气和水蒸气,因极易水解,需要去除其中的水,因此装置A接装置D,g处的气体为氯气,制备的化学方程式为:,可知装置D接装置C,的沸点为12.5℃,在冰水浴下进行收集,装置C接装置E,装置E接装置F可防止水进入中并吸收多余的氯气,反应产生的CO通过装置B中的溶液吸收。
【解析】(1)由分析可知,各仪器的连接顺序为:a→fg→de→hi→jk→bc;
(2)反应前先打开通入,除去装置中的氧气,防止碳粉失效,一段时间后关闭,再向A中加入浓盐酸,A正确;
装置A中发生的反应为:,体现出的是浓盐酸的酸性和还原性,B错误;
装置F中碱石灰的作用是防止装置F中的水进入E中并吸收多余的氯气,浓硫酸可吸收水但不能吸收氯气,C错误;
装置C中产生的蒸气会被冷凝变为液态后从冷凝管滴落,反应结束的现象为E中无液体滴落,反应过程B装置中产生的黑色固体为Pb,B中不再产生黑色固体,说明反应完全,D正确;
故答案选AD;
(3)装置B中溶液吸收CO,发生反应的离子方程式为:;
(4)分子间通过氢键形成稳定的片层结构,在低温时水分子动能不足,难以有效破坏这些氢键网络,导致冷水中的溶解度较低,当温度升高时,水分子的热运动加剧,能够提供足够的能量破坏晶体中的氢键,同时分子与水分子之间形成新的氢键,使得溶解度显著增加;
(5)的酸式电离方程式为:,故硼酸的电离方程式为:;
(6)中B原子为sp2杂化,形成平面三角形结构,存在空的p轨道,O原子有孤对电子,反应后,O原子的孤对电子填入B原子的空轨道形成配位键,此时B原子杂化方式变为sp3,空间构型变为四面体。杂化方式改变使成键电子对间的斥力发生变化,相较于sp2杂化,sp3杂化中电子对更分散,从而导致B-F键的键长变长;
(7)中Mn的化合价为+2,B的化合价为+3,不发生氧化还原反应,酸性条件下Mn以的形式存在,产生乳白色浑浊,说明有硼酸生成,故离子反应方程式为:;
(8)110℃时剩余固体的质量为原始固体质量的93.55%,即损失的质量为原始固体质量的6.45%,的相对分子质量为31,,即一分子损失两个H原子,故110℃时残留固体的化学式可能为;
(9)催化剂作用下,1 mol氨硼烷水解可释放3 mol ,并生成一种盐,所发生反应的化学方程式为:。
【变式1·变载体】(25-26高三上·上海·期中)可用于面粉的漂白和杀菌,它在常温下是一种黄色油状液体,易水解。其熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸。实验室可用和溶液反应制取,所用装置如下:
(1)三卤化氮的分子空间结构与相似,热稳定性比强的有___________。
A. B. C. D.
在热水中水解后的反应液有漂白性,水解的化学方程式是___________。
(2)装有浓盐酸的仪器名称是___________。装置A是的发生装置,实验室制备下列物质也可使用该装置的是___________。(不定项)
A.乙炔 B.二氧化硫 C.硝基苯 D.乙酸乙酯
(3)向蒸馏烧瓶内的溶液中通入过量,B中反应的化学方程式是___________,待反应至油状液体不再增加,关闭装置A、B间的止水夹,控制水浴加热的温度范围是___________℃,将产品蒸出。
(4)装置D的作用是___________。
待反应结束,为测定溶液中残留的的物质的量浓度,进行如下操作:
①取蒸馏烧瓶中的反应液25.00mL,加入过量饱和溶液充分反应后,再加入过量30%的NaOH溶液,微热;
②用的稀硫酸吸收产生的,得到溶液A;
③用的标准溶液滴定A至滴定终点,消耗标准溶液。
(5)步骤①中取反应液所需的定量仪器可以使用___________。(不定项)
A.量筒 B.胶头滴管 C.容量瓶 D.移液管
(6)滴定至终点时溶液中溶质仅有和,用含V的代数式表示的物质的量浓度是___________。
【答案】(1) A (2) 分液漏斗 AB (3) 70℃≤T<95℃ (4)吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时防止水蒸气进入锥形瓶中与NCl3反应; (5)D (6)
【分析】由实验装置图可知,装置A中为高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,装置B中氯气与氯化铵溶液在水浴加热条件下反应制备三氯化氮,装置C用于冷凝收集三氯化氮,装置D中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时防止水蒸气进入锥形瓶中。
(1)元素的非金属性越强,三卤化氮中氮卤键的键长越小、键能越大,分子的热稳定性越强,则三氟化氮的热稳定性强于三氯化氮选A;由题意可知,三氯化氮在热水中易水解生成次氯酸和氨气,反应的化学方程式为;
(2)由图可知,仪器D为分液漏斗;装置A为固液不加热的装置,该装置可以用于电石与水反应制备乙炔,也可以用于亚硫酸钠与浓硫酸制SO2;
(3)由分析可知,装置B中氯气与氯化铵溶液在水浴加热条件下反应制备三氯化氮,反应的化学方程式为;由题给信息可知,NCl3熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸实验时,为保证三氯化氮顺利蒸出,同时防止三氯化氮发生爆炸,水浴加热的温度应控制在70℃~95℃之间,故答案为70℃≤T<95℃;
(4)由分析可知,装置D的作用是吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时防止水蒸气进入锥形瓶中与NCl3反应;
(5)蒸馏烧瓶中的反应液25.00 mL,则应选D移液管;
(6)由题意可知,滴定过程中消耗V mL0.100 mol/L氢氧化钠溶液,则用于吸收氨气的稀硫酸的物质的量为0.050 mol/L×0.025 L—0.100 mol/L×10-3V L×=0.00125-0.00005V mol,由方程式知溶液中残留的三氯化氮的物质的量浓度为c(NCl3)=。
【变式2·变题型】(2025·上海奉贤·二模)次氯酸钠是家庭洗涤剂中的含氯消毒剂。
Ⅰ.某学生小组甲提出用如图所示装置制备。
(1)装置A中反应的离子方程式为_______。
(2)仪器X的名称_______,Y溶液为_______。
(3)按照气流方向,装置正确的连接顺序为a→_______。装置C中长颈漏斗的作用是_______。
(4)反应过程中,装置D中的温度及产物的量随时间变化趋势如图,装置D中使用冰水浴的原因为_______。
Ⅱ.某学生小组乙利用溶液和制取次氯酸钠溶液,并过滤。
(5)要检验所得次氯酸钠溶液中是否含有的方法为_______。
(6)该方法与小组甲的方法相比,优点为_______(写出一点即可)。
Ⅲ.测定产品中有效成分含量:
①取中的产品于100mL的容量瓶中,加入足量KI溶液、稀硫酸,再加入蒸馏水定容,在暗处静置5min。
②取出20.00mL①所得溶液于锥形瓶中,加入指示剂,用的标准溶液滴定至终点,平行测定三次。
(已知: )
(7)步骤②中加入的指示剂为_______。判断滴定终点的方法是_______。
(8)某次学生滴定时滴定管液面如图,则此时读数为_______mL。
(9)某小组三次实验的标准溶液的体积读数如表所示,若产品中不存在能与KI反应的杂质,则原样中NaClO的浓度为_______(保留三位有效数字)。
实验序号
滴定管初读数(mL)
滴定管末读数(mL)
1
0.10
20.05
2
1.50
21.55
3
0.10
22.20
(10)滴定过程中会使NaClO的浓度偏高的是_______(不定项)。
A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C.滴定过程中,不慎将锥形瓶中少量溶液溅出
D.该产品还含有少量,也能将KI氧化为
【答案】(1)
(2) 恒压滴液漏斗 饱和食盐水
(3) dehibc 监测实验过程中是否发生堵塞,若发生堵塞,液体可进入长颈漏斗保证实验的安全(合理即可)
(4)该反应为放热反应,冰水浴可以避免与NaOH溶液在温度较高时反应生成和NaCl,降低NaClO的产率(合理即可)
(5)取样,先加入足量稀硝酸,再加入溶液,若产生白色沉淀,则含有(合理即可)
(6)生成碳酸钙沉淀,产物易分离;无副反应,实验操作简单,反应物利用率高(合理即可)
(7) 淀粉 当滴入最后半滴标准溶液时,蓝色恰好褪去,且半分钟内不变色,即为滴定终点(合理即可)
(8)18.10
(9)
(10)AD
【分析】二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,通过C装置中饱和食盐水除去挥发的氯化氢气体,洗气后通入D装置与NaOH反应制备NaClO,由于氯气有毒,所以需要B装置使用碱液进行尾气吸收,将制得的产品用氧化还原滴定法测定产品中有效成分含量。
【解析】(1)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:;
(2)仪器X的名称恒压滴液漏斗,由分析,Y溶液为饱和食盐水,作用为除去挥发的氯化氢气体;
(3)由分析,按照气流方向,装置正确的连接顺序为a→dehibc。装置C中长颈漏斗与大气相通,其作用是监测实验过程中是否发生堵塞,若发生堵塞,液体可进入长颈漏斗保证实验的安全;
(4)由图,较高温度下氯气和氢氧化钠生成氯酸钠,由于该反应为放热反应,为避免与NaOH溶液在温度较高时反应生成和NaCl,降低NaClO的产率,故装置D中使用冰水浴;
(5)氯离子能和银离子生成不溶于酸的氯化银沉淀,故检验氯离子的方法为:取样,先加入足量稀硝酸,再加入溶液,若产生白色沉淀,则含有;
(6)利用溶液和反应生成碳酸钙沉淀和次氯酸钠,产物易分离,且无副反应,实验操作简单,反应物利用率高;
(7)碘单质能使淀粉试液变为蓝色,故可选指示剂为淀粉;判断滴定终点的方法是:当滴入最后半滴标准溶液时,蓝色恰好褪去,且半分钟内不变色,即为滴定终点;
(8)滴定管的0刻度在上方,由图,读数为18.10mL。
(9)三次消耗标准液体积分别为19.95mL、20.05mL、22.10mL,第三次数据误差较大舍弃,平均用量为20.00mL,结合反应存在,则原样中NaClO的浓度为;
(10)A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,导致标准液用量增大,测得NaClO的浓度偏高;
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥,不影响标准液用量,不影响测得浓度;
C.滴定过程中,不慎将锥形瓶中少量溶液溅出,导致待测液损失,使得标准液用量偏小,测得次氯酸钠浓度偏低;
D.该产品还含有少量,也能将KI氧化为,NaClO的浓度偏高;
故选AD。
【变式3·变考法】(24-25高三上·上海·阶段检测)Ⅰ.水处理剂包括净水剂和杀菌消毒剂,某同学对常见的几种水处理剂作了如图分类。回答下列问题:
(1)分类图中第①组物质常用作净水剂,其中活性炭能够净水是利用活性炭的___________性。
Ⅱ.明矾()也可用作净水剂。采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾并测定其组成,流程如下:
(2)废铝制易拉罐溶于KOH溶液发生的主要反应为___________。(用离子反应方程式表示)
(3)溶液I加硫酸溶液的过程中观察到白色沉淀生成,该沉淀的化学式为___________。
(4)在下列各图中,上述流程中“系列操作”不需要用到的实验操作是___________。
A.B. C. D.
(5)为测定该明矾晶体样品中的含量,该实验小组称取ag明矾晶体样品,加入足量溶液,使完全沉淀。用质量为bg的漏斗进行过滤,洗净滤渣后,将漏斗和滤渣一并干燥至恒重,测得质量为cg。(已知硫酸钡的摩尔质量为233g/mol)
该明矾晶体样品中的含量为___________mol/g。(即每克明矾晶体中的物质的量)
(6)水解也可得胶体,起到与明矾类似的净水效果。用上述制得的胶体做电泳实验时,有某种胶体粒子向阴极移动,该粒子可能是_______。
A. B.
C. D.
(7)分类图中第②组物质常用作杀菌消毒剂。杀菌消毒剂又依据物质类别,将第②组物质分为了2组。则第③组物质属于___________。(填物质类别)
(8)具有和的双重性质,下列有关说法中不正确的是___________。
A.溶液遇会产生氧气
B.可用作洗涤剂,除油污、漂白
C.在酸性环境中易失效变质
D.有较强的氧化性,无还原性
(9)漂白液可由氯气通入烧碱溶液中制得。将漂白液滴加到溶液中有产生,试分析漂白液在该反应中作___________。(不定项)
A.氧化剂 B.还原剂 C.氧化产物 D.还原产物
(10)若上述反应过程中消耗等物质的量的该物质和,则还原产物是___________。
A. B. C.NaCl D.
【答案】(1)吸附
(2)
(3)
(4)BD
(5)
(6)D
(7)纯净物
(8)D
(9)A
(10)C
【分析】Ⅱ.废易拉罐主要成分是Al,向其中加入KOH溶液,反应产生的溶液Ⅰ主要成分是K[Al(OH)4],然后向其中加入硫酸溶液,反应产生的溶液Ⅱ中含有K2SO4、Al2(SO4)3,然后将溶液蒸发浓缩、冷却结晶就可以获得明矾(KAl(SO4)2•12H2O)。
【解析】(1)活性炭能够净水是利用活性炭的吸附性;
(2)Al与强碱KOH溶液反应产生K[Al(OH)4]、H2,该反应的离子方程式为:;
(3)溶液Ⅰ主要成分是K[Al(OH)4],向其中加入硫酸的过程中会观察到白色沉淀,反应方程式为:[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O,该沉淀是化学式是Al(OH)3;
(4)在废易拉罐用KOH溶液处理过程中,Al与KOH溶液反应产生的可溶性K[Al(OH)4],不溶性的固体物质通过过滤分离除去;上述流程中“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥,所以不需要用坩埚加热固体、也不需要分液,故答案为:BD;
(5)为测定明矾样品中的含量,该实验小组称取a g明矾晶体样品,加入足量BaCl2溶液,使完全沉淀。用质量为b g的漏斗进行过滤,洗净滤渣后,将漏斗和滤渣一并干燥至恒重,测得质量为c g;过滤后得到的固体为硫酸钡,其质量为(c-b) g,则根据S元素守恒可知样品中n()=n()=,则每克样品中硫酸根离子的含量为= mol/g;
(6)用上述制得的胶体做电泳实验时,有某种胶体粒子向阴极移动,说明该离子带正电荷,Al(OH)3整体呈电中性,铝离子带3个单位的正电荷、氢氧根离子带1个单位的负电荷;
A.离子所带正电荷数=3n-(n-x)=2n+x,故A错误;
B.离子所带正电荷数=3x-n,故B错误;
C.离子带负电荷,不符合题意,故C错误;
D.离子所带正电荷数=3n-(3n-x)=x,故D正确;
答案选D。
(7)第③组物质是Cl2和,两者都属于纯净物;
(8)A.有的性质,遇会产生氧气,故A正确;
B.具有和的双重性质,可以除油污,可以漂白,故B正确;
C.有的性质,在酸性环境下易变质,故C正确;
D.有的性质,H2O2中O为-1价,是中间价态,既有氧化性也有还原性,故D错误;
答案选D。
(9)漂白液滴加到溶液中有产生,说明漂白液中NaClO将H2O2氧化为O2,自身还原为NaCl,漂白液在该反应中作氧化剂,答案为A;
(10)若上述反应过程中消耗等物质的量的NaClO和,被氧化为氧气,失去2个电子,根据电子守恒,NaClO得到2个电子,则还原产物是NaCl,答案为C。
解题妙招
含氯化合物制备原料转化路径
(1)氯气核心制备法
①实验室法:MnO2+浓盐酸(加热)→Cl2(净化顺序:饱和食盐水除HCl→浓H2SO4除水)。
②工业法:电解饱和食盐水→Cl2(隔膜法防NaOH与Cl2副反应)。
(2)价态跃迁规律:Cl-(电解)→Cl2→ClO-(碱吸收)→ClO3-(热电解)→ClO2(还原氧化)。
考点三 卤素及卤素离子的检验
知●识●解●构
知识点1 卤素的性质
1.卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应,如2Fe+3Br2=2FeBr3,但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX:X2+H2=2HX(X代表Cl、Br、I,下同)。
(3)都能与水反应:X2+H2OHX+HXO(F2例外)。
(4)都能与碱溶液反应:X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2例外)。
2.卤素单质的递变性
性质
F2
Cl2
Br2
I2
规律
颜色
淡黄绿色
黄绿色
深红棕色
紫黑色
逐渐加深
状态
气体
气体
液体
固体
熔、沸点逐渐升高
与氢气化合
由易到难
逐渐减弱
简单离子(X-)的还原性
单质的氧化性越弱,对应离子的还原性越强
逐渐增强
3.卤素性质的特殊性
氟
①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱;②2F2+2H2O=4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸;③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中
溴
①Br2常温下是深红棕色液体,是唯一的液态非金属单质;②Br2易溶于有机溶剂;③液态Br2有剧毒,易挥发,故盛溴的试剂瓶中须加水,进行水封,保存液溴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易溶于有机溶剂;④I2易与Na2S2O3溶液发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,此反应常用于测定碘的含量
⑤I2与Fe、Cu反应时,生成的是FeI2和CuI;⑥AgI可用于人工降雨
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
5.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
还原性:HF<HCl<HBr<HI
水溶液的酸性:HF<HCl<HBr<HI
HF几乎没有还原性;HF为弱酸,HCl、HBr、HI均为强酸
金属卤化物
卤素离子的还原性:F-<Cl-<Br-<I-
I-的还原性很强,能被Fe3+、HNO3、MnO(H+)、H2O2、O2、ClO-、ClO等氧化剂氧化
次卤酸盐(XO-、F除外)
均具有氧化性(填“氧化”或“还原”)
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
卤酸盐(XO、
F除外)
均具有氧化性(填“氧化”或“还原”)
卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):如ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O
(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
得分速记
(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)氯、溴单质的氧化性较强,能与一些还原性离子反应,如Br2与SO2、Fe2+反应的离子方程式分别为SO2+Br2+H2O===SO42-+2Br-+2H+、2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。
(3)卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3+,而I2只能将铁氧化为Fe2+。
(4)加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI。
(5)实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4反应在铅皿中制取HF,反应的化学方程式为CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑;氢氟酸保存在塑料瓶中。
知识点2 X-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-
未知液未知液蓝色溶液,表明有I-
得分速记
碘盐中加的是KIO3,可通过加入KI淀粉溶液、食醋来检验,在工业上通过电解KI溶 液制备。
知识点3 卤素提取工艺流程
1.氯的提取——氯碱工业
海水→粗盐饱和食盐水
电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
2.海水提取溴(吹出法)
(1)工艺流程
(2)主要过程及反应原理
浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br-得到浓缩;
氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化成Br2,离子方程式为:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;
吹出:利用溴的挥发性,通入热空气和水蒸气,吹出溴蒸气;
吸收:吹出的溴蒸气用SO2吸收,化学方程式为:Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr;
蒸馏:再用Cl2将HBr氧化得到产品溴后蒸馏分离,化学方程式为:2HBr+Cl2===Br2+2HCl。
3.海带中提取碘
(1)工艺流程
(2)主要过程及反应原理
浸泡:将海带灰中的I-溶解提取出来;
氧化:向滤液中通入Cl2,将I-氧化成I2,得到含I2的水溶液,离子方程式为:2I-+Cl2===I2+2Cl-;
萃取:用有机溶剂将I2从水溶液中提取出来,分液得到I2的有机溶液;
蒸馏:将I2与有机溶剂分离。
知识点4 卤素提取工艺流程
1.卤素互化物
(1)概念:由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。如IBr、ICl、BrF3、ClF3。
(2)性质:卤素互化物与卤素单质的性质相似,有较强的氧化性,如能与金属、H2O、NaOH等反应:2IBr+2Mg===MgBr2+MgI2、IBr+H2O===HBr+HIO、IBr+2NaOH===NaBr+NaIO+H2O。
得分速记
卤素互化物中,非金属性弱的元素显正价,如:ICl中,I显+1价,Cl显-1价,所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应。
2.拟卤素
(1)概念:指由两个或多个非金属原子组成的原子团,其中性分子的性质与卤素单质(如Cl2)相似,对应的阴离子(如CN-)性质也与卤素阴离子(如Cl-)相似。
(2)性质特点(与卤素的相似性)
性质
拟卤素示例
卤素对照
游离态为双原子分子
(CN)2(气态,结构式N≡C-C≡N)
Cl2(双原子分子)
形成氢酸
HCN(氢氰酸,弱酸)
HCl(强酸)
生成盐类
NaCN、KSCN、AgSCN
NaCl、KBr
与金属反应
2Fe + 3(SCN)2=2Fe(SCN)3(棕红色)
2Fe + 3Cl2=2FeCl3
歧化反应
(CN)2+ H2O =HCN + HOCN
Cl2+ H2O = HCl+ HOCl
还原性(阴离子)
2SCN-+4H++MnO2Mn2++(SCN)2+ 2H2O
2Cl-+4H++ MnO2Mn2++ Cl2↑+ 2H2O
氧化性(单质)
(SCN)2+ 2I—=I2+ 2SCN-
Cl2+ 2Br-= Br2+ 2Cl-
(3)常见拟卤素总结
①对称分子:(CN)2(氰)、(SCN)2(硫氰)、(OCN)2(氧氰)。
②阴离子:CN-(氰根)、SCN-(硫氰酸根)、N3-(叠氮根)。
③不对称化合物:ClCN(氯化氰)、BrN3(叠氮溴)。
(4)卤素单质和“类卤素”的氧化性由强到弱的顺序为:F2、(OCN)2、Cl2、Br2、(CN)2、(SCN)2、I2。
考●向●破●译
考向1 卤素及其化合物的性质及其制备
例1(25-26高三下·上海·阶段检测)碘在油脂测定中应用广泛。某含碘废液(含NaI和少量)制取单质碘的过程如下:
“制”的实验过程是:向如图所示装有含碘废液的三颈烧瓶中先加入足量的溶液,控制温度,通过分液漏斗逐滴滴加溶液并不断搅拌,有、和白色的沉淀生成。
(1)实验中若不加入,只加入溶液,也可得到含的沉淀,但沉淀颜色是棕褐色的,结合相关反应方程式说明现象产生的原因_______。
(2)加入的作用是_______。
(3)加入适量浓硝酸并加热氧化,即可得到,浓硝酸过量太多,温度过高都不利于反应进行,可能原因是_______。
碘值是指100 g油脂与碘单质发生加成消耗的的质量。花生油碘值的测定过程为:称取0.25 g花生油于碘量瓶中,加入异己烷,搅拌,再向其中加入的乙酸溶液,反应后向其中加入足量溶液(与过量反应:)以淀粉为指示剂,用溶液滴定(),终点时消耗溶液体积为25.00 mL。
(4)实验中加入异己烷的作用是_______。
(5)该滴定过程中指示剂可选用_______。
A.酚酞试液 B.甲基橙试液 C.硝酸银溶液 D.淀粉溶液
(6)下列实验操作会使碘值测定结果偏大的是_______。(不定项)
A.未润洗盛装溶液的滴定管
B.滴定振荡时锥形瓶中有液体溅出
C.滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失
D.未立即滴定,锥形瓶中液体长时间暴露于空气
(7)该花生油的碘值为_______g。
【答案】(1)发生反应,生成的吸附混杂在CuI沉淀中,使白色CuI沉淀呈现棕褐色。 (2)作还原剂,将废液中的还原为,除去,得到纯净的CuI沉淀。 (3)浓硝酸过量太多会将生成的进一步氧化为更高价态碘的化合物,降低产率;温度过高会使升华损失,同时浓硝酸易分解挥发,既降低产率又会产生更多有毒尾气。 (4)作有机溶剂,溶解花生油,使花生油与充分接触,保证反应完全进行。 (5)D (6)B (7)101.6
【解析】(1)不加时,直接和反应生成CuI和,单质碘吸附在沉淀中使沉淀显棕褐色。
(2)具有还原性,可以将原有还原为,避免混在CuI沉淀中,得到纯净产物。
(3)浓硝酸氧化性强,过量会过度氧化产物;易升华,高温会导致挥发损失,同时浓硝酸热稳定性差,高温易分解。
(4)花生油属于油脂,为有机物,异己烷作为有机溶剂可以溶解花生油,使反应物充分混合反应。
(5)滴定对象是,淀粉遇碘变蓝,故选淀粉作指示剂,故选D。
(6)碘值计算关系:,碘值与n(反应的ICl)正相关,消耗体积越小,碘值越大。
A. 未润洗滴定管,被稀释,消耗体积偏大,碘值偏小;
B. 锥形瓶液体溅出,消耗V偏小,碘值偏大;
C. 滴定前有气泡滴定后消失,读数V偏大,碘值偏小;
D. 空气中氧化生成更多,消耗V偏大,碘值偏小;
故选B。
(7) , 剩余 反应的, ,0.25g花生油消耗,故100g花生油碘值为:。
【变式1·变载体】(2025·上海·二模)CuCl用途广泛,某研究性小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl。
【资料查阅】
ⅰ.
ⅱ.实验室使用浓硫酸制备HCl气体的原理如下:
【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(央持仪器略),
请回答下列问题:
(1)制备氯化氢的过程体现了浓硫酸具有_______。
A.酸性 B.强氧化性 C.难挥发性 D.吸水性
(2)使用恒压分液漏斗制备HCl气体的优点是_______;X装置的名称为_______。
(3)C中试纸变蓝后会逐渐褪色,写出褪色过程中发生的化学反应方程式_______。
(4)装置D中发生的离子方程式为_______。
(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是_______。
②若杂质是CuO,则产生的原因是_______。
准确称取所制备的氯化亚铜样品mg,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,配成100mL溶液,取出10.00ml,用amol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液bml,反应中被还原为Cr3+。CuCl+FeCl3=FeCl2+CuCl2
(6)配制100mL待测液用不到的仪器有_______。
A.容量瓶 B.烧杯 C.分液漏斗 D.胶头滴管
(7)样品中CuCl的质量分数为______(结果化简,M(Cu)=64,M(Cl)=35.5)。
(8)若测定结果偏大可能的原因是_______。
A.样品中混有CuO
B.滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,滴定后消失
C.滴定管未用K2Cr2O7标准溶液润洗
D.装待测液前锥形瓶内残留少量水
【答案】(1)C
(2) 保持内外压强一致使得液体顺利流下 干燥管
(3)
(4)、
(5) 加热温度不够高,不到300℃,CuCl2未完全分解 通入HCl的量太少(氯化氢中含有一定水分),产生Cu2(OH)2Cl2后分解产生CuO
(6)C
(7)
(8)C
【分析】本题为实验探究题,探究热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,题干实验装置图可知,用浓硫酸和NaCl制得的HCl气体通入装置A中即在HCl气流中加热CuCl2·2H2O,X即球形干燥管中的硫酸铜能够检验是否分解完全,装置C中的湿润的淀粉KI试纸用于检验是否生成Cl2,装置D为吸收尾气中的Cl2和HCl,据此分析解题。
【解析】(1)制备氯化氢的过程反应原理为:NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑,则体现了浓硫酸具有难挥发性,即难挥发性酸制备挥发性酸,故答案为:C;
(2)使用恒压分液漏斗制备HCl气体的优点是保持内外压强一致使得液体顺利流下,由题干实验装置图可知,X装置的名称为干燥管,故答案为:保持内外压强一致使得液体顺利流下;(球形)干燥管;
(3)由分析可知,制备CuCl过程中产生Cl2,Cl2能氧化KI为I2,从而使湿润的KI淀粉试纸变蓝,但由于Cl2具有强氧化性,能够将I2氧化为更高价态的含碘化合物,故C中试纸变蓝后会逐渐褪色,褪色过程中发生的化学反应方程式为:,故答案为:;
(4)由分析可知,装置D的作用为吸收尾气中的Cl2和HCl,防止污染环境,则其中发生的离子方程式为:、,故答案为:、;
(5)①若杂质是CuCl2,则产生的原因是加热温度不够高,不到300℃,CuCl2未完全分解,故答案为:加热温度不够高,不到300℃,CuCl2未完全分解;
②若杂质是CuO,则产生的原因是通入HCl的量太少(氯化氢中含有一定水分),Cu2+水解产生Cu2(OH)2Cl2后分解产生CuO,故答案为:通入HCl的量太少(氯化氢中含有一定水分),产生Cu2(OH)2Cl2后分解产生CuO;
(6)用固体配制100mL一定物质的量浓度的待测液需要使用的仪器有:天平、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管,则配制用不到的仪器有分液漏斗,故答案为:C;
(7)根据反应方程式:CuCl+FeCl3=FeCl2+CuCl2,Fe2+的还原性强于Cl-,故可用amol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液bml,反应中被还原为Cr3+,反应原理为:6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,则有6CuCl~6Fe2+~,则有:n(CuCl)=n(Fe2+)=6n()=6ab×10-3mol,故样品中CuCl的质量分数为=,故答案为:;
(8)A.样品中混有CuO,导致生成的Fe2+偏小,消耗标准液的体积偏小,则所测量结果偏小,A不合题意;
B.滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,滴定后消失,导致消耗的标准液的体积偏小,所测量结果偏小,B不合题意;
C.滴定管未用K2Cr2O7标准溶液润洗,导致标准液浓度偏小,消耗标准液的体积偏大,所测量结果偏大,C符合题意;
D.装待测液前锥形瓶内残留少量水对实验结果无影响,D不合题意;
故答案为:C。
【变式2】【新情境——人体与学科知识结合】(24-25高三上·上海·阶段检测)维生素C简称Vc(结构如图所示),是一种重要的营养素,它能增加人体对疾病的抵抗能力。Vc遇碘单质可发生反应,转化为DHA:
(1)连有四个不同原子或原子团的碳原子称为不对称碳原子。据此分析Vc分子中含有不对称碳原子数目为___________。
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个%%G
(2)上述转化过程说明Vc具有___________性。
(3)Vc转化为DHA后,分子的水溶性___________。
A.增大 B.减小 C.不变
新鲜果蔬中含有丰富的Vc。利用碘与Vc的反应可以比较果蔬中Vc含量,实验操作如下:
步骤一:称取50g果蔬,与一定量蒸馏水混合后进行粉碎,分离出提取液;
步骤二:向提取液中加入少量指示剂,用稀盐酸酸化,再逐滴滴加碘水直至反应完全,记录消耗碘水的体积。
步骤三:取一片Vc药片(含25mgVc),用一定量蒸馏水溶解后加入指示剂,逐滴滴加碘水直至反应完全,记录消耗碘水的体积。
(4)加入的指示剂是___________溶液,滴加碘水过程中,当观察到___________时,可认为反应已完全。
(5)步骤二中对果蔬提取液进行酸化操作,若省略该步骤,当提取液pH过大时,无法用碘水进行测定,原因是___________。
(6)实验结果如下表所示:
种类
苹果
杨桃
橙子
葡萄
番茄
Vc药片
平均消耗碘水体积/mL
2.3
2.9
2.1
3.2
2.4
4.2
①上述各类果蔬中,Vc含量最高的是___________。
②估算每100g橙子所得提取液中含Vc约为___________mg。
(7)有人建议步骤一通过适当加热以提高Vc的溶出量。事实显示,这样做反而会使步骤二中碘水消耗量大大减少,可能的原因是___________。
【答案】(1)C (2)还原 (3)B (4) 淀粉 溶液出现蓝色 (5)与发生反应 (6) 葡萄 25 (7)加热过程中维生素C易被空气中氧气氧化;
【解析】(1)
标注*的为不对称碳原子,有2个,故选C;
(2)维生素C→DHA的过程为脱氢氧化,故维生素C具有还原性;
(3)维生素C中含有较多亲水基团(羟基),氧化后DHA中亲水基团减少,水溶性下降,故选B;
(4)指示剂用于指示滴定终点,本实验滴定结束后碘单质过量,指示剂需遇碘单质能够及时显色,因此选择淀粉溶液做指示剂较为合适;
(5) ,碱性过强会消耗碘单质,造成实验误差;
(6)通过表格数据可知各类果蔬中,Vc含量最高的是葡萄,消耗的碘单质最多;已知50g消耗碘水体积为2.1ml,100g橙子所得提取液消耗碘水体积为4.2mL,与一片Vc药片(含25mgVc)消耗的碘水体积相同,故每100g橙子所得提取液含25mgVc;
(7)由于维生素C具有较强的还原性,加热过程中维生素C易被空气中氧气氧化;
【变式3】【新考法】一定条件下,在水溶液中1mol(x=0,1,2,3,4)的相对能量(kJ)大小如图所示。下列有关说法正确的是
A.上述离子中最稳定的是C
B.B→A+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq)=2Cl-(aq)+ClO(aq)+116kJ
C.上述离子中结合H+能力最强的是E
D.一定温度下,Cl2与NaOH溶液反应产物中有A、B、D,则三者的浓度之比可能为10∶1∶2
【答案】B
【分析】由图可知A为Cl-,B为ClO-,C为,D为,E为,据此作答。
【解析】A.物质具有的能量越低越稳定,由图可知,最稳定的是A,A错误;
B.B→A+D反应的化学方程式为,生成物的总能量减去反应物的总能量=,故放出116kJ能量,B正确;
C.酸越弱,酸根离子结合氢离子能力越强,同种元素的含氧酸,化合价越高,酸性越强,故酸性HClO3>HClO2>HClO,结合氢离子能力ClO-最强,即结合氢离子能力最强的B,C错误;
D. 一定温度下,Cl2与NaOH溶液反应产物中有Cl-,ClO-,,若三者浓度之比为10:1:2,得失电子比=10:(2+2×5)=5:6,得失电子不守恒,D错误;
故选B。
解题妙招
有关含氯消毒剂问题解决方案
卤素性质三维模型
(1)物理性质递变规律
①单质状态:F2/Cl2(气态)→Br2(液态)→I2(固态),颜色逐渐加深(黄绿→紫黑)。
②熔沸点:随原子序数增大而升高(范德华力增强)。
(2)化学性质核心
①氧化性:F2>Cl2>Br2>I2(与H2反应剧烈程度递减)。
②歧化反应:Cl2+H2O ⇌ HCl+HClO(中性/碱性环境促进)。
(3)特性反应:
①HF腐蚀玻璃(SiO2+4HF→SiF4↑+2H2O)。
②AgX光敏性(AgBr用于胶片感光)。
③化合物特性
氢卤酸酸性:HF(弱酸)<HCl<HBr<HI(氢键影响)。
含氧酸稳定性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4(氧化性相反)。
考向2 X-离子的检验
例2
(24-25高三上·陕西咸阳·期中)探究一定浓度与卤素离子(、、)的反应。实验如下:
(1)检验ⅰ中白雾的成分:a.用酸化的溶液检验白雾,产生白色沉淀;b.用湿润的淀粉碘化钾试纸检验白雾,无变化。白雾中含有___________(填化学式)。
(2)用溶液检验ⅲ中气体,产生黑色沉淀CuS,该气体是___________(填化学式)。
(3)检验ⅱ中产物:
Ⅰ.用湿润的淀粉碘化钾试纸检测棕红色气体,试纸变蓝,说明含。
Ⅱ.取ii中部分溶液,用萃取。层显棕红色,水层(溶液)无色。证实溶液中含,过程如下:
①白色沉淀1的成分是___________(填化学式,下同)和___________。
②生成黄色沉淀3的离子方程式是___________。
(4)已知:(、、),ⅱ中溶液存在、。将中溶液用水稀释,溶液明显褪色,推测褪色原因:
a.与发生了反应
b.加水稀释导致溶液颜色变浅
c.与在溶液中发生了反应
①资料:,判断a___________(填“是”或“不是”)主要原因。
②实验证实b不是主要原因,所用试剂和现象是___________。可选试剂:溶液、、溶液
③原因成立。稀释前溶液未明显褪色,稀释后明显褪色,试解释原因___________。
【答案】(1)HCl
(2)H2S
(3) BaSO3 BaSO4 (或)
(4) 不是 取ⅱ中稀释后的溶液,加入充分振荡、静置,下层溶液无色 稀释前硫酸浓度较大,氧化性;稀释后硫酸浓度较小,氧化性
【分析】一定浓度硫酸与NaCl溶液反应产生白雾,可能为HCl或Cl2,实验过程中用硝酸银溶液来检验确定白雾的成分;与NaBr溶液反应产生红棕色气体,可能有Br2产生,可用湿润的淀粉KI试纸检验;与NaI反应产生气体和紫色固体;有I2生成,结合题中信息,猜测有H2S气体产生,用硫酸铜溶液来进行检验。用湿润的碘化钾淀粉试纸检测棕红色气体,试纸变蓝,说明含Br2,Br-被氧化,H2SO4被还原,溶液A中可能含有可溶性SO2,向其中加入Ba(OH)2产生白色沉淀,则沉淀可能是硫酸钡和亚硫酸钡,再加入H2SO4生成白色沉淀和溶液2,溶液2加入Na2S溶液,生成S沉淀,从而证实溶液A中含有SO2,则白色沉淀为BaSO3和BaSO4;
【解析】(1)用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀,说明白雾中可能含有HCl或Cl2;用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化,说明白雾中含有HCl不含有Cl2,故答案为:HCl;
(2)将ⅲ中的气体通入CuSO4溶液产生黑色沉淀CuS,说明该气体是H2S,发生反应:,该气体为H2S,故答案为:H2S;
(3)①H2SO4与NaBr溶液反应,产生红棕色气体,用溶液A中含有,可能含有易溶性气体SO2。向其中加入Ba(OH)2产生白色沉淀,则沉淀可能是硫酸钡和亚硫酸钡,溶液A中含有,可能含有SO2;向其中加入Ba(OH)2产生白色沉淀,则沉淀可能是硫酸钡和亚硫酸钡,再加入H2SO4生成白色沉淀和溶液2,溶液2加入Na2S溶液,生成S淡黄色沉淀,从而证实溶液A中含有SO2,则白色沉淀为BaSO3和BaSO4,从而证实溶液A中含有SO2,则白色沉淀为硫酸钡和亚硫酸钡,故答案为:BaSO3;BaSO4;
②生成黄色沉淀3的离子方程式是:(或),故答案为:(或);
(4)①已知反应:,根据资料可知:反应该反应的化学平衡常数,化学平衡常数较小,则反应不易发生,a不是主要原因,故答案为:不是;
②溴和水的反应是可逆反应,若b是主要原因,则溶液中存在溴单质,这时加入CCl4萃取,下层CCl4层应该显示棕红色;而取b中稀释后的溶液,加入CCl4充分振荡、静置,下层溶液无色,说明b不是主要原因,故答案为:取ⅱ中稀释后的溶液,加入充分振荡、静置,下层溶液无色;
③稀释前硫酸浓度较大,通过本实验可以知道,这个浓度的H2SO4可以氧化Br-变成Br2,物质的氧化性:H2SO4>Br2;稀释后稀H2SO4主要以H+形式存在,其氧化性较弱,此时物质的氧化性:H2SO4<Br2由此证明c是主要原因,故答案为:稀释前硫酸浓度较大,氧化性;稀释后硫酸浓度较小,氧化性。
【变式1·变载体】(2025·北京海淀·三模)苯与液溴反应生成溴苯,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.可作该反应的催化剂
B.总反应的
C.过程②的活化能最大,决定总反应速率的大小
D.为证明该反应为取代反应,可将反应后的气体直接通入溶液
【答案】D
【解析】A.苯与液溴反应时,能降低反应的活化能,加快反应速率,可作该反应的催化剂,A正确;
B.由能量变化示意图可知,反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,总反应的,B正确;
C.在多步反应中,活化能最大的步骤决定总反应速率,过程②的活化能最大,所以决定总反应速率的大小,C正确;
D.液溴具有挥发性,反应后的气体中含有,也能与溶液反应生成浅黄色沉淀,干扰的检验,不能将反应后的气体直接通入溶液证明该反应为取代反应,D错误;
故答案选D。
【变式2·变题型】(2025·陕西西安·模拟预测)鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是
①氯水、CCl4②碘水、淀粉溶液③氯水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤溴水、苯⑥CCl4、淀粉溶液
A.①③④ B.①④⑤ C.①③⑥ D.①④⑥
【答案】A
【解析】A.①氯水可将、分别氧化为、,被萃取后下层分别显橙色、紫色,与NaCl溶液混合后下层为溶解的黄绿色,现象不同可鉴别;③氯水氧化、后被苯萃取,苯密度小于水,上层分别显橙色、紫色,与NaCl溶液混合上层为溶解的黄绿色苯,可鉴别;④、、与反应分别生成不溶于硝酸的白色、浅黄色、黄色沉淀,可鉴别,A正确;
B.⑤溴水仅能与反应生成,被苯萃取后上层显紫色,无法鉴别NaCl和NaBr溶液,B错误;
C.⑥、淀粉溶液与三种溶液混合均无明显不同现象,无法产生特征颜色反应,不能鉴别,C错误;
D.同C项的分析,⑥无法鉴别三种溶液,D错误;
故答案选A。
【变式3·变考法】(25-26高三上·安徽六安·阶段检测)探究酸性KMnO4溶液与KI溶液能否发生反应。
实验装置及过程
序号
现象
ⅰ
当加入5滴酸性KMnO4溶液时,溶液呈棕黄色;进一步检验溶液中有I2和Mn2+
ⅱ
继续加入15滴酸性KMnO4溶液时,产生棕褐色沉淀,溶液仍呈棕黄色;进一步检验棕褐色沉淀为MnO2
ⅲ
继续加入过量酸性KMnO4溶液时,棕褐色沉淀较实验ⅱ中多,溶液呈紫色;进一步检验上层清液中无I2和,上层清液中含有
注:和均为无色离子;Mn2+近乎无色。
下列有关叙述错误的是
A.该实验条件下,氧化性:>I2
B.初步证明实验ⅱ棕褐色沉淀为的操作为:过滤,将洗涤后的滤渣加入双氧水溶液中,观察到立即有大量气泡产生
C.实验ⅲ中发生了反应:3I2+10+2H2O=10MnO2↓+6+4OH-
D.若向酸性溶液中逐滴滴加溶液,实验开始时的现象为产生棕褐色沉淀,且溶液呈紫色
【答案】C
【分析】向KI溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,I-被氧化为I2(棕黄色)、被还原为;继续加入酸性高锰酸钾溶液,被氧化为(棕褐色沉淀);继续加入过量酸性高锰酸钾溶液,I2被氧化为,剩余的被氧化为(棕褐色沉淀),所以棕褐色沉淀较实验ⅱ中多,溶液呈紫色溶液是因为高锰酸钾过量;据此作答。
【解析】A.实验i中将I-氧化为I2,根据氧化还原反应规律,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:>I2,A正确;
B.MnO2可催化H2O2分解生成O2,过滤洗涤后的滤渣加入双氧水溶液,若立即产生大量气泡,可证明沉淀为MnO2,B正确;
C.实验iii中发生了两个反应,I2被氧化为,剩余的被氧化为,且环境为酸性,C错误;
D.向过量酸性KMnO4溶液中滴加KI,开始时I-少量、过量,将I-氧化为,自身被还原为MnO2(棕褐色沉淀),且未反应完,溶液呈紫色,D正确;
故答案选C。
考向3 卤素互化物与拟卤素
例3(2026·上海长宁·一模)高氯酸氟是一种极不稳定、容易爆炸的气体,具有强氧化性,在医药、农药、材料科学等领域具有重要应用。其分子式为FClO4,结构式为:F、Cl、O元素单质及其化合物性质丰富多样,应用广泛。
(1)下列实验现象与结论都正确的是_______。
实验操作
现象
结论
A
向紫色石蕊溶液中滴加氯水
溶液先变红后褪色
氯水只含H+,不含HClO
B
将Cl2通入品红溶液中,再加热
溶液褪色,加热后恢复
HClO的漂白作用具有可逆性
C
向AgNO3溶液中通入Cl2
产生白色沉淀
Cl2能电离出Cl-
D
向FeCl2溶液中通入Cl2
溶液变为棕黄色
Cl2具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
(2)已知一氯乙烯()分子中,Cl的3px轨道与C的2px轨道形成3中心4电子的大键()。一氯乙烷()、一氯乙烯()、一氯乙炔()分子中,C-Cl键长的顺序是_______,理由:(i)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C-Cl键越强;(ii)Cl参与形成的_______越_______,形成的C-Cl键的键长越短。
(3)卤化物受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X的熔点比Y高的原因_______。
(4)猜想下列关于FClO4的说法错误的是_______。
A.分子中氯元素显+7价 B.分子的空间构型是正四面体
C.制备 FClO4时产物需在低温下处理 D.能氧化碘离子
【答案】(1)D (2) 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 大π键 多 (3) CsCl CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体 (4)B
【解析】(1)A.已知Cl2+H2OH++Cl-+HClO,则向紫色石蕊溶液中滴加氯水,观察到溶液先变红后褪色的现象,说明氯水中含有H+和具有强氧化性的HClO,A不合题意;
B.氯水的漂白性是由于HClO的强氧化性,氧化性漂白不具有可逆性,即将Cl2通入品红溶液中,再加热,溶液褪色,但加热后不恢复,HClO的漂白性不具有可逆性,即现象和结论均不正确,B不合题意;
C.向AgNO3溶液中通入Cl2,产生白色沉淀是由于Cl2与水反应的产物HCl电离出Cl-,而不是Cl2本身电离出Cl-,结论不正确,C不合题意;
D.已知Cl2具有强氧化性,能够将Fe2+氧化为Fe3+,向FeCl2溶液中通入Cl2,可观察到溶液由浅绿色变为棕黄色,验证Cl2具有氧化性,D符合题意;
故答案为:D;
(2)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C-Cl键越强,C-Cl键的键长越短,一氯乙烷中碳采取sp3杂化,一氯乙烯中碳采取sp2杂化,一氯乙炔中碳采取sp杂化,sp杂化时p成分少,sp3杂化时p成分多,因此三种物质中C-Cl键键长顺序为:一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔,同时Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键的键长越短,一氯乙烯中Cl的3px轨道与C的2px轨道形成3中心4电子的大π键(Π),一氯乙炔中Cl的3px轨道与C的2px轨道形成2套3中心4电子的大π键(Π),因此三种物质中C-Cl键键长顺序为:一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔,故答案为:一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔;大π键;多;
(3)CsICl2发生非氧化还原反应,各元素化合价不变即Cs为+1价、I为+1价、Cl为-1价,生成无色晶体和红棕色液体,则无色晶体为CsCl,红棕色液体为ICl,而CsCl为离子晶体,熔化时,克服的是离子键,ICl为分子晶体,熔化时,克服的是分子间作用力,因此CsCl的熔点比ICl高,故答案为:CsCl;CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体;
(4)A.由题干FClO4的结构式可知,FClO4可看作高氯酸(HClO4)中的H被F取代的产物,Cl元素与在高氯酸中一样,均显+7价,A正确;
B.由题干FClO4的结构式可知,中心Cl原子形成4个共价键,价层电子对数为4,其空间构型为四面体,由于连接的基团不完全相同,故不是正四面体,B错误;
C.由题干信息可知,高氯酸氟是一种极不稳定、容易爆炸的气体,故制备 FClO4时产物需在低温下处理,防止高温下发生分解,甚至发生爆炸,C正确;
D.由题干信息可知,高氯酸氟具有强氧化性,故能氧化碘离子,D正确;
故答案为:B;
【变式1·变载体】(2026·宁夏山西·模拟预测)溴化亚铁(,易潮解、800℃升华)常用作聚合反应的催化剂。某同学在实验室制备(利用与反应制备),装置(部分夹持仪器已省略)如下图所示,下列说法中错误的是
已知:。
A.该反应中体现的制酸原理是高沸点酸制低沸点酸
B.若将浓磷酸换成浓硫酸(浓硫酸和溴化钠反应可生成和),则达不到实验目的
C.实验结束后,关闭热源,仍需要通入一段时间的
D.X、Y中盛装的试剂依次是氯化钙和碱石灰
【答案】B
【分析】浓磷酸和NaBr在加热的条件下反应生成HBr,HBr用无水氯化钙干燥后和铁反应生成,根据题干信息,易升华和潮解,可用锥形瓶收集后冷却得到,同时,装置中用碱石灰吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入锥形瓶使潮解,并吸收未参与反应的HBr,据此作答。
【解析】A.圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为:,该反应中体现了高沸点酸制备低沸点酸,A正确;
B.浓硫酸代替浓磷酸,生成和,不与铁反应,和铁反应生成,在高温下又分解为和,也可达到实验目的,B错误;
C.实验结束后,关闭热源,仍需要通入一段时间的,其目的是将装置中的剩余HBr气体全部排出到干燥管中,保证其被完全吸收,C正确;
D.由分析可知,X、Y盛装的试剂分别是无水氯化钙和碱石灰,无水氯化钙用于干燥HBr,碱石灰用于吸收装置中剩余的HBr气体、空气中的水蒸气和,D正确;
答案选B。
【变式2·变题型】(2026·广西·三模)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式书写正确的是
A.向CuSO4溶液中逐滴加入少量氨水:
B.BrCl溶于NaOH溶液:
C.向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:
D.向硫酸铜溶液中加入过量的硫氢化钠溶液:
【答案】A
【解析】A.向CuSO4溶液中加入少量氨水时,Cu2+与NH3·H2O反应生成Cu(OH)2沉淀和,所给离子方程式书写符合反应事实,A正确;
B.BrCl中Cl非金属性强于Br,因此Cl为-1价、Br为+1价,与NaOH反应应生成Cl⁻和BrO⁻,正确离子方程式为,选项中产物书写错误,B错误;
C.ClO⁻具有强氧化性,I⁻具有强还原性,二者会发生氧化还原反应生成I2和Cl⁻,并非仅发生复分解反应生成HClO,C错误;
D.硫氢化钠过量时,反应生成的H+会与过量的HS⁻反应生成H2S,正确离子方程式为,选项方程式不符合过量试剂的反应逻辑,D错误;
故答案选A。
【变式3·变考法】(2025·全国·模拟预测)某兴趣小组用如图所示的装置制取(夹持装置略),的熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,化学性质与氯气相似,易水解,接触空气生成五氧化二碘。
回答下列问题:
(1)固体a是_______(填“”或“”),装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为_______。
(2)实验开始前先通入一段时间的目的是_______。
(3)装置Ⅲ中四氯化碳的作用是_______。
(4)氯化碘()水解的化学方程式为_______。
(5)氯化碘()与反应的化学方程式为_______。
(6)用的冰醋酸溶液测定某液态直链脂肪烃的不饱和度,进行如下实验:
将含有液态直链脂肪烃的样品溶于形成溶液;从中取出,加入的冰醋酸溶液(含有物质的量为,过量);充分反应后,加入足量溶液;生成的碘单质用的标准溶液滴定;重复上述实验两次,测得滴定所需标准溶液的体积的平均值为。
已知:①;
②液态直链脂肪烃的不饱和度是指一个液态直链脂肪烃分子最多可加成的氢分子数。该液态直链脂肪烃的不饱和度为_______(用含、、的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)排除装置内空气,防止与空气反应
(3)溶解形成溶液,使与充分接触,增大接触面积,加快反应速率
(4)
(5)
(6)
【分析】装置I中高锰酸钾和浓盐酸制备氯气,氯气经过装置II中浓硫酸干燥后在装置III中与I2在四氯化碳溶剂中反应制备ICl,由于ICl易水解,因此反应开始前需通氮气排净装置中的空气,并且装置III后面需添加碱石灰干燥装置防止空气中的水蒸气干扰实验。
【解析】(1)装置中无加热仪器,装置Ⅰ中与浓盐酸在常温下即可反应制备氯气,化学方程式为,而与浓盐酸反应需加热,故固体选择。
(2)实验开始前通入一段时间的目的是排出装置内空气,防止与空气反应。
(3)四氯化碳的作用为作有机溶剂,可溶解和,使与充分接触,提高反应速率。
(4)中为价,为价,水解反应的化学方程式为。
(5)性质与类似,与发生加成反应:。
(6)滴定反应关系:(剩余与反应生成,再与反应),烃溶液中剩余的物质的量;烃溶液中与烃反应的的物质的量,烃溶液中与烃反应的的物质的量,不饱和度定义为“1个烃分子最多可加成的分子数”,1个双键可与1个反应(相当于1个,加成1个双键),故不饱和度为。
解题妙招
卤素互化物、拟卤素解题的关键步骤
(1)拟卤素题:直接套用卤素反应模板进行类比(如置换、歧化)。
(2)互化物题:
①先确定中心原子的化合价。
②再分析反应类型(如ICl3水解生成IO2-和Cl-是非氧化还原反应)。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)Mn和Cl元素的部分价类二维关系如图。下列说法错误的是
A.基态Mn、Cl原子的最外层电子数相等
B.d的阴离子是正四面体结构
C.a的浓溶液可分别与c、g反应生成b
D.g和e(硫酸盐)反应生成f时,n(还原产物)∶n(氧化产物)=2∶3
【答案】A
【分析】 含Cl物质:为-1价Cl的酸,是,b为0价Cl单质,是,为次氯酸盐,d为高氯酸盐; 含Mn物质:f为+4价Mn的氧化物,是,e为+2价Mn的盐,g为高锰酸盐,以此解答。
【解析】A.Mn是25号元素,基态电子排布为,最外层电子数为2;Cl是17号元素,基态电子排布为,最外层电子数为7,二者最外层电子数不相等,A错误;
B.d的阴离子为,中心Cl的价层电子对数为=4,无孤电子对,空间结构为正四面体,B正确;
C.浓()和次氯酸盐()发生归中反应生成(b);浓和高锰酸盐(g)常温下反应也可生成(b),C正确;
D.该反应为Mn元素的归中反应,+7价Mn降价得到还原产物,每个Mn得3,+2价Mn升价得到氧化产物,每个Mn失2,根据电子守恒,(还原产物):(氧化产物)=2:3,D正确;
故选A。
2.(2026·河南·高考真题)X是漂白粉的有效成分,可以发生如图所示的转化(略去部分产物),其中U和V含有一种相同元素,V为黄绿色气体,Y为难溶于水的固体。
下列说法错误的是
A.无水可作干燥剂 B.溶于水可生成
C.与盐酸反应可生成 D.在光照下易分解
【答案】C
【分析】漂白粉有效成分X为,黄绿色气体V为;X和浓盐酸反应生成、和,U和V含相同元素,故U为;X和、反应生成难溶固体Y为,Z为。
【解析】A.由分析可知,U为,是常用中性干燥剂,可作干燥剂,A正确;
B.由分析可知,V为,溶于水发生反应,可生成Z(),B正确;
C.由分析可知,Y为,与盐酸反应生成、和,不能生成X[],C错误;
D.由分析可知,Z为,光照下易分解,反应为,D正确;
故选C。
3.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验方案不合理的是
A.收集及尾气处理
B.实验室制备乙炔
C.除去中的
D.实验室铜件镀镍
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.氯气的密度大于空气,使用向上排空气法收集,氯气与CaCl2不反应,不能用CaCl2吸收尾气,需用NaOH溶液吸收,A方案不合理;
B.电石与水反应生成乙炔,该反应剧烈,采用饱和NaCl溶液可减缓电石与水的反应速度,B方案合理;
C.亚硫酸的酸性比碳酸强,SO2通入到饱和NaHCO3溶液可发生反应生成Na2SO3和CO2,能除去CO2中的SO2,C方案合理;
D.实验室铜件镀镍,铜制镀件接电源负极作阴极,镍接电源正极作阳极,电解液中含Ni2+,D方案合理;
故选A。
4.(2026·云南·高考真题)下列装置或试剂能达到实验目的的是
A.蛋白质的变性
B.中和反应反应热的测定
C.Fe(OH)3胶体的制备
D.氯气的制备
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.硝酸银中的Ag+是重金属离子,能破坏蛋白质的空间结构,使其失去生物活性,发生变性,A能达到实验目的;
B.装置图中缺少杯盖,热量散失严重,会导致测得的中和热数值偏小,B不能达到实验目的;
C.制备Fe(OH)3胶体是向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,图中是将饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中,会直接发生反应生成的是Fe(OH)3沉淀,C不能达到实验目的;
D.MnO2与浓盐酸反应制取氯气(),需要加热条件,图中装置没有酒精灯加热,反应无法发生,D不能达到实验目的;
故选A。
5.(2025·上海卷.T5(2))饱和氯化铁溶液说法正确的是_______。
A.常温显中性 B.加铁粉变红褐色 C.遇沸水后得到胶体 D.加氨水有白色沉淀
【答案】(2)C
【解析】(2)A项,饱和氯化铁溶液中铁离子水解使得溶液显酸性,A错误;B项,铁和铁离子生成亚铁离子,溶液变为浅绿色,B错误;C项,制取Fe(OH)3红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色,C正确;D项,加氨水生成红褐色氢氧化铁沉淀,D错误;故选C。
6.(2025·上海.T4(7))工业从低品位锗矿中提取精锗,使用分步升温的方法:
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
a.称取m g单质锗样品,置于锥形瓶I中:向锥形瓶Ⅱ中加入过量的NaH2PO2溶液。
b.向锥形瓶I中加入足量FeCl3溶液和盐酸,加热充分反应。
c.反应结束后,用盐酸冲洗连接管和仪器A,冲洗液并入锥形瓶II中。
d.向锥形瓶Ⅱ中加一定量磷酸和盐酸,隔绝空气加热至微沸。充分反应后,用橡皮塞塞紧锥形瓶Ⅱ,并冷却到10℃以下(防止在步骤e中过量的NaH2PO2与KIO3发生反应)
e.向锥形瓶Ⅱ的无色溶液中加入淀粉溶液,用c mol·L-1 KIO3标准溶液滴定,终点时消耗 V mL标准溶液。
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
①
②
③
④
(7)到达滴定终点时,溶液颜色由_______变成_______,且半分钟不褪色。
【答案】
(7) 无色 浅蓝色
【分析】低品位锗矿焙烧得到,然后加入真空还原为,经过多步反应得到Ge;
滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管;查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录;锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【解析】
(7)根据已知,碘酸根离子和Ge2+反应生成碘离子,当Ge2+反应完,碘酸根就会和生成的I-反应得到碘单质遇溶液中淀粉变蓝,则实验滴定终点时,颜色由无色变为浅蓝色,半分钟不褪色。
7.(2024·上海卷T1(5)回答下列问题:
(1)氟单质常温下能腐蚀Fe、Ag等金属,但工业上却可用Cu制容器储存,其原因是 。
PtF6是极强的氧化剂,用Xe和PtF6可制备稀有气体离子化合物,六氟合铂氙[XeF]+[Pt2F11]-的制备方式如图所示
(2)上述反应中的催化剂为_______。
A.PtF6 B.PtF7- C.F- D.XeF+
(3)上述过程中属于氧化还原反应的是_______。
A.② B.③ C.④ D.⑤
(4)氟气通入氙(Xe)会产生XeF2、XeF4、XeF6三种氟化物气体。现将的Xe和的F2同时通入的容器中,反应后,测得容器内共有气体,且三种氟化物的比例为XeF2:XeF4:XeF6=1:6:3,则内XeF4的速率v(XeF4)= 。
【答案】(1)氟单质与铜制容器表面的铜反应形成一层保护性的氯化铜薄膜,可阻止氟与铜进一步反应
(2)C (3)AB (4) 0.0004 mol·L-1·min-1
【解析】(1)氟单质常温下能腐蚀Fe、Ag等金属,但工业上却可用Cu制容器储存。类比铝在空气中不易被腐蚀的原理,可用Cu制容器储存氟单质的原因是氟单质与铜制容器表面的铜反应形成一层保护性的氯化铜薄膜,可阻止氟与铜进一步反应(3)由图中信息可知,反应②的化学方程式为PtF7-+Xe→PtF6-+ XeF,反应③的化学方程式为PtF6-+XeF→PtF6+ XeF+,这两步反应中Xe和Pt的化合价都发生了变化,因此,上述过程中属于氧化还原反应的是②和③;反应④的化学方程式为PtF6-→PtF5+ F-,反应⑤的化学方程式为PtF6-+PtF5=[Pt2F11]-,这两步反应中元素的化合价没有变化,因此,这两个反应不是氧化还原反应,故选AB。(4)氟气通入氙(Xe)会产生XeF2、XeF4、XeF6三种氟化物气体。现将1 mol的Xe和9 mol的F2同时通入50L的容器中,反应10 min后,测得容器内共有8.9 mol气体,且三种氟化物的比例为XeF2:XeF4:XeF6=1:6:3。假设XeF2、XeF4、XeF6的物质的量分别为x、6x、3x,则1 mol +9 mol +10x-10x-x--=8.9 mol,解之得,10 min内XeF4的速率。
8.(2024·上海卷)粗盐中含有SO42、K+、Ca2+、Mg2+等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制:
已知:KCl和NaCl的溶解度如图所示:
(1)步骤①中BaCl2要稍过量。请描述检验BaCl2是否过量的方法: 。
(2)若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,会导致_______。
A.SO42-不能完全去除 B.消耗更多NaOH C.Ba2+不能完全去除 D.消耗更多Na2CO3
(3)过滤操作中需要的玻璃仪器。除烧杯和玻璃棒外,还需要_______。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.容量瓶 D.蒸发皿
(4)步骤④中用盐酸调节pH至3~4,除去的离子有 。
(5)“一系列操作”是指_______。
A.蒸发至晶膜形成后,趁热过滤 B.蒸发至晶膜形成后,冷却结晶
C.蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤 D.蒸发至大量晶体析出后,冷却结晶
(6)请用离子方程式表示加入盐酸后发生的反应 。
另有两种方案选行粗盐提纯。
方案2:向粗盐水中加入石灰乳[主要成分为Ca(OH)2]除去Mg2+,再通入含NH3、CO2的工业废气除去Ca2+;
方案3:向粗盐水中加入石灰乳除去Mg2+,再加入碳酸钠溶液除去Ca2+。
(7)相比于方案3,方案2的优点是 。
(8)已知粗盐水中MgCl2含量为0.38 g·L-1,CaCl2含量为1.11 g·L-1,现用方案3提纯10L该粗盐水,求需要加入石灰乳(视为)和碳酸钠的物质的量 。
【答案】(1)取少量该步骤所得的上清液于试管中,再滴入几滴稀硫酸溶液,若溶液未变浑浊,表明BaCl2已过量
(2)AD (3)B (4) OH-、CO32- (5)C
(6)H++OH-=H2O、2H++CO32-=CO2↑+H2O
(7)提纯粗盐的同时,可变废为宝,将含NH3和CO2的工业废气转化为氮肥,同时减少了废气的排放,有利于保护环境
(8)0.04mol;0.14mol
【解析】粗盐中含有SO42、K+、Ca2+、Mg2+等杂质离子,加入稍过量的BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀,除去SO42-,过滤,滤液中加入稍过量NaOH溶液,生成Mg(OH)2沉淀,除去Mg2+,加入稍过量Na2CO3溶液,生成BaCO3和CaCO3沉淀,除去Ba2+和Ca2+,过滤,滤液中加入稀盐酸,除去OH-、CO32-,经过一系列操作后得到精盐。 (1)步骤①中若BaCl2过量,则溶液中存在Ba2+,故判断过量的方法是:取少量该步骤所得的上清液于试管中,再滴入几滴稀硫酸溶液,若溶液未变浑浊,表明BaCl2已过量;(2)相同条件下,由于BaCO3和BaSO4的Ksp较为接近,若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,可能发生沉淀的转化:BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),使得SO42-不能完全去除,且消耗更多的Na2CO3溶液,故选AD;(3)过滤操作中需要的玻璃仪器,除烧杯和玻璃棒外,还需要漏斗,故选B。(4)步骤④中用盐酸调节pH至3~4,H+能与多余的NaOH和Na2CO3反应,除去的离子有:OH-、CO32-;(5)由图可知,KCl的溶解度受温度影响较大,而NaCl的溶解度受温度影响较小,因此先蒸发至大量晶体析出,此时KCl在滤液中,趁热过滤,可得到精盐,故选C;(6)加入盐酸后,H+能与多余的NaOH和Na2CO3反应,离子方程式分别为:H++OH-=H2O、2H++CO32-=CO2↑+H2O;(7)方案2加入石灰乳[主要成分为Ca(OH)2]除去Mg2+后,通入含NH3、CO2的离子方程式为:Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH+,相比于方案3,方案2的优点是:提纯粗盐的同时,可变废为宝,将含NH3和CO2的工业废气转化为氮肥,同时减少了废气的排放,有利于保护环境;(8) MgCl2含量为0.38 g·L-1,即,由关系式:MgCl2~ Ca(OH)2~ CaO可得,提纯10L该粗盐水,需要加入石灰乳(视为CaO)物质的量为;粗盐水中CaCl2含量为1.11 g·L-1,即,,加入石灰乳(视为CaO)物质的量为0.04mol,即此时溶液中Ca2+总物质的量为:0.1mol+0.04mol=0.14mol,由关系式:Ca2+~CO32-可得,需加入Na2CO3的物质的量为0.14mol。
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第01讲 氯及其化合物
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 氯及其化合物
知识解构 知识点1 氯气的性质及用途 ∣ 知识点2 新制氯水的成分和性质
知识点3 氯的含氧酸及其盐
考向破译 考向1 氯及其重要化合物的性质和应用 ∣考向2 含氯消毒剂的性质及应用
考向3氯的“价—类”二维图
解题妙招1 有关含氯消毒剂问题解决方案
考点二 氯气的制法及含氯化合物的制备与应用
知识解构 知识点1 氯气的实验室制法 ∣ 知识点2 氯气的工业制法
考向破译 考向1 氯气的实验室制法 ∣ 考向2 含氯化合物的制备
解题妙招1 实验室制取氯气的注意事项
解题妙招2 含氯化合物制备原料转化路径
考点三 卤族元素、X-的检验
知识解构 知识点1 卤素的性质∣ 知识点2 X-的检验方法∣ 知识点3 卤素提取工艺流程
知识点4 卤素互化物、拟卤素
考向破译 考向1 卤素及其化合物的性质及其制备∣ 考向2 X-离子的检验
考向3 卤素互化物与拟卤素
解题妙招1 卤素互化物、拟卤素解题的关键步骤
解题妙招2 卤素性质三维模型
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
氯及其化合物的性质及其应用
——
T5(2)
T1(5)
氯气的实验室制法及含氯化合物的制备
——
——
——
卤素及卤素离子的检验
——
T4(7)
T2
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1)氯元素相关物质组成、分类与性质依托 STSE 情境命题,以 84消毒液、ClO净水、氯碱工业体现化学实用价值;(2)前沿含氯储能、消毒新材料为载体,结合价类二维图像、工艺流程考查信息转化,凸显化学创新性;(3)结合古代漂白、炼丹古籍、传统消毒工艺命题,渗透传统文化,落实文化自信。上海等级考弱化机械方程式默写,侧重陌生含氯物质氧化还原、平衡分析,开放设问评价消毒方案优劣,兼顾环境绿色化学,复习需整合环境、材料、化工类含氯素材。
►复习目标:1. 明晰 Cl2、HClO、次氯酸盐等物质微观构成,区分分子、离子、原子团在氯系物质中的存在形式。
2. 梳理氯的价态转化网络,熟练掌握氯气制备、氯水多重性质、Cl-检验等核心实验。
3. 能结合生活消毒、工业除氯情境分析反应原理,规范文字说理,辨析消毒剂混用风险,建立绿色化工评价思维。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 氯及其化合物
知●识●解●构
知识点1 氯气的性质及用途
1.氯气的物理性质
氯气是一种 色、有 气味的气体,密度比空气 , 于水( ),易液化,有毒。
工业上通常将氯气液化后保存在 里。
实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是: 。
得分速记
氯气有毒,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。
2.氯气的化学性质
(1)氧化性
①与金属单质反应:
与铁反应: ,实验现象: 。
与铜反应: ,实验现象: 。
②与非金属单质反应:
a.与H2反应: ,实验现象: 。
应用:工业上制 。
H2与Cl2的混合物点燃或光照发生 。
b.能将P氧化为PCl3、PCl5,与Si反应生成 。
③与还原性物质反应:
与KI溶液反应: ,实验室用 试纸检验Cl2。
与SO2水溶液反应: 。
与FeCl2溶液反应: 。
(2)Cl2与水和碱反应——歧化反应
a.与水反应: ( 反应)
b.与NaOH溶液反应: 。
应用:实验室用NaOH溶液吸收 ,工业上制取 。
c.与石灰乳反应制取漂白粉:
漂白粉的主要成分是 ,有效成分是 ,漂粉精的主要成分是 。
3.氯气的用途
(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精
制漂白液的化学方程式:Cl2+2NaOH=== 。
制制漂白粉、漂粉精的化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=== 。
(2)工业制盐酸
化学方程式: ,不可光照
(3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等。
得分速记
(1)电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(2)实验室制氯气:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)Cl2和H2O的反应:Cl2+H2OHCl+HClO。
(4)HClO的不稳定性:2HClO2HCl+O2↑。
(5)Cl2和石灰乳的反应:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(6)Ca(ClO)2和少量CO2的反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
(7)FeBr2和少量Cl2的反应:6FeBr2+3Cl2===4FeBr3+2FeCl3。
(8)FeBr2和足量Cl2的反应:2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2。
知识点2 新制氯水的成分和性质
1.氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有 与水反应。
(1)氯水中存在三种平衡关系:
① ② ③
氯水中存在的微粒:
(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。
注:氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
(4)液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
类别(纯净物或混合物)
微粒
颜色
性质
2.新制氯水中平衡及其应用
(1)新制氯水中的平衡:Cl2+H2OHCl+HClO、HClOH++ClO-、H2OH++OH-
(2)新制氯水中平衡的应用
加入的物质或改变的条件
粒子浓度变化
平衡移动方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-)
移
①用饱和食盐水除去Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H+)和c(Cl-)
移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+)和c(HClO)
移
用NaOH溶液吸收多余的Cl2
CaCO3
c(H+)
移
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)
移
氯水应现配现用或避光保存
得分速记
(1)氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
(2)干燥的Cl2没有漂白性,但Cl2能使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的是HClO,故不能用pH试纸测量氯水的pH。
(3)ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO32-等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
知识点3 氯的含氧酸及其盐
1.氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
HClO( 酸)、HClO2( 酸)、HClO3( 酸)、HClO4( 酸)。
(2)氯的含氧酸的性质
酸性:HClO4 HClO3 HClO2 HClO
氧化性:HClO HClO2 HClO3 HClO4。
2.次氯酸
3.漂白粉
4.漂白液
得分速记
(1)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)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+、SO32—、S2-等还原性离子。
(4)84消毒液(主要成分NaClO)和洁厕灵(主要成分HCl)不能混合使用,否则会产生有毒气体——氯气。
(5)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的是HClO。
(6)常温下干燥的氯气或液氯均不与铁反应,故液氯通常储存在钢瓶中。
考●向●破●译
考向1 氯及其重要化合物的性质和应用
例1(2026·上海浦东新·一模)水合肼()是精细化工的关键原料,广泛应用于有机合成等领域。水合肼是无色液体,沸点118.5℃,具有强还原性与弱碱性。我国主要采用尿素与次氯酸钠、氢氧化钠反应合成水合肼。
(2)关于NaClO和NaOH的说法正确的是___________。
A.都属于共价化合物 B.都可用于杀菌漂白
C.水溶液都呈碱性 D.负离子都含有两对共用电子对
某实验小组模拟尿素制备水合肼,主要实验流程如下图所示。
已知步骤Ⅱ中发生反应:
(4)步骤Ⅰ,制备NaClO溶液时,需要控制温度不超过40℃,写出一条可能的原因。___________为除去尾气中的氯气,可选的试剂为___________。
A. B.溶液 C.饱和食盐水 D.硫酸氢钠溶液
(7)反应过程中,若加入NaClO溶液过快,部分会被其氧化为氮气,导致产率下降,写出被氧化的化学反应方程式___________。
制备完成后,用碘量法测定产品纯度。反应原理:。称取0.8000 g样品,稀释至1000 mL溶液,移取25.00 mL于锥形瓶中,加入适量淀粉溶液,用标准溶液滴定。
(8)若滴定前,未润洗盛装标准液的滴定管,会导致测定结果___________。
A.偏高 B.偏低 C.无影响 D.无法确定
(9)若消耗标准溶液的平均体积为20.00 mL,该样品中水合肼()的质量分数为___________。
【变式1·变载体】(25-26高三上·上海·阶段检测)向、的混合溶液中通入适量,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示,原溶液中的物质的量为___________mol,当通入时,溶液中总离子反应为___________。
【变式2】【新情境——生活与学科知识结合】(25-26高三上·上海·期中)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许___________离子通过,氯气的逸出口是___________(填标号)。
(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电子式是___________。HClO电离平衡体系中各成分的组成分数[,为或]与的关系如图(b)所示。HClO的电离常数值为___________。
(3)为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的和反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备的化学方程式为___________。
(4)常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为、、的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到溶液。上述过程中,生成的反应属于歧化反应,每生成消耗的量为___________;产生“气泡”的离子方程式为___________。
次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠都是常用的杀菌消毒剂。可用于制备二氯异氰尿酸钠。
(5)溶液可由低温下将缓慢通入溶液中而制得。制备的离子方程式为___________;用于环境杀菌消毒的溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是___________。
【变式3】【新考法——结合化学生产生活】(1)84消毒液因具有较强的氧化性而能杀死病菌,但将酒精和84消毒液混合使用,二者的消毒效果均会降低。由此可推测酒精具有一定的_____性(氧化、还原)。
(2)下面图中的pH试纸已经用饱和食盐水润湿,用锅笔芯做电极进行微型电解,写出相关化学反应方程式_____。如果与电极相连的是直流电源负极,则能表示a电极附近所看到现象的是_____。
考向2 含氯消毒剂的性质及应用
例2(25-26高三下·上海·开学考试)含氯消毒剂广泛应用于医疗环境、公共场所和家庭日常消毒,能有效杀灭细菌、病毒等病原微生物。在疫情防控和水质净化中作用关键,对维护人类健康具有重要意义。氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图所示的装置来制取。
(1)装置中的离子膜为___________离子交换膜。
A.阴 B.阳 C.质子 D.气体
(2)图中a口出来的气体为___________。
A. B. C.
次氯酸为一元弱酸,其电离平衡体系中各成分的组成分数与pH的关系如图所示。
(3)结合图像计算,常温下NaClO的水解常数值为___________。
(4)结合图像说明,下列pH下漂白能力最强的是___________。
A.6 B.7 C.8 D.9
(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是___________(用离子方程式表示)。
(6)工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若反应后的NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1000 kg该溶液需要消耗氯气的质量为___________。(结果保留3位有效数字)
Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。
(7)上述制备的化学方程式为___________。
(8)如果也具有漂白性,请猜想原因是___________。
ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、、的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到溶液。
(9)上述过程中,生成的反应属于歧化反应,每生成1 mol 消耗的量为___________mol。
(10)产生“气泡”的离子方程式为___________。
解题妙招
有关含氯消毒剂问题解决方案
(1)配制问题
①计算模型:C1V1=C2V2(稀释公式),标注有效氯换算。
②干扰因素:有机物存在需提高浓度(血液污染时增至2000mg/L)。
(2)安全性问题
①毒性机制:强氧化性腐蚀黏膜(误服急救:牛奶/蛋清中和)。
②禁忌反应:禁止与洁厕灵(盐酸)混用(Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O)。
(3)失效分析
①时间因素:开封后30天活性下降50%(HClO分解)。
②环境因素:CO2加速失效(NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO)。
【变式1·变载体】(高三上·上海金山·期末)次氯酸和次氯酸盐都是重要的含氯化合物,应用于杀菌消毒、漂白等领域。
.探究不同条件下84消毒液的漂白效果
(1)84消毒液的有效成分是次氯酸钠,次氯酸钠溶液呈___________,理由是___________(用离子方程式解释)。
A.酸性 B.中性 C.碱性
在3只编号分别为甲、乙、丙的烧杯中进行如下操作:
编号
84消毒液
蒸馏水
白醋
品红溶液
相同时间的现象
甲
2 mL
20 mL
/
5滴
无明显现象
乙
2 mL
19 mL
1 mL
5滴
红色变浅
丙
a mL
b mL
2 mL
5滴
红色迅速褪去
(2)关于表格中a、b的数值合理的是___________。
A.a=2,b=18 B.a=2,b=19 C.a=2,b=20
(3)由实验现象可得出的结论是___________。
将84消毒液按一定比例稀释,并将稀释液放置在空气中一段时间。在此过程中测定溶液的氧化还原电势变化如图所示。(已知:氧化还原电势越大,氧化性越强。)
(4)解释曲线变化的原因。___________
【变式2·变题型】(24-25高三下·上海·阶段检测)某消毒液的主要成分为,还含有一定量的,下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和溶液的约为11)_______。
A.该消毒液的约为12:
B.该消毒液与洁厕灵(主要成分为)混用,产生有毒:
C.该消毒液加白醋生成,可增强漂白作用:
【变式3·变考法】(25-26高三上·上海·阶段检测)工业上由氯气与石灰乳反应制备漂白粉,其化学式可以用(、、为简单整数)来表示。YA兴趣小组同学对漂粉精进行定性、定量探究如下:
【实验1】证明漂白粉中含有
(1)向漂白粉固体中滴加足量浓硫酸,观察到黄绿色气体生成。写出生成黄绿色气体的化学反应方程式:___________。
(2)将生成的黄绿色气体缓缓通过足量碱石灰,碱石灰增重,并收集到无色气体。推测生成气体中除,还含有___________、___________(填化学式)。
【实验2】证明漂白粉中含有[已知电离常数:]
(3)将少量漂白粉溶于水后,测定其pH值为12.3.采用的测定方法可能是__________。
A.使用广泛pH试纸 B.使用精密pH试纸
C.使用pH计 D.以酚酞为指示剂进行酸碱中和滴定
(4)下列探究步骤的设计中,对证明该结论无意义的是___________。
A.向漂白粉溶液中通入适量,测定溶液的pH值变化
B.向漂白粉溶液中加入适量碳酸氢钠固体,测定溶液pH值变化
C.向漂白粉溶液中加入适量亚硫酸钠固体,测定溶液pH值变化
【实验3】测定漂白粉中的含量
实验原理:
;
实验步骤:
ⅰ.称取6.192 g漂白粉固体,溶解,配成200 mL溶液;
ⅱ.量取该溶液5.00 mL于锥形瓶,加入过量KI溶液、酸化,并加入指示剂;
ⅲ.用标准溶液滴定至终点,记录始末读数:
ⅳ.重复ⅱ、ⅲ操作,记录始末读数
(5)该实验中要使用的定量仪器有电子天平、___________。
(6)步骤ⅱ中加入的指示剂为___________(写名称),当___________,即达到滴定终点。
实验数据如下:
实验编号
1
2
3
4
消耗体积
26.90
26.55
27.00
26.95
(7)根据表格数据计算漂白粉中的质量分数为___________(保留三位有效数字);若理论上滴定时消耗标准溶液27.00 mL,则相对误差为___________(保留三位有效数字)。
(8)下列操作可能导致测定结果偏高的是_________。
A.滴定过程中消耗时间过长
B.指示剂变色10 s后颜色复原,但此时停止滴定
C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定前锥形瓶中有少量蒸馏水
考向3 氯的“价—类”二维图
例3(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)如图为氯及其化合物的“价类二维图”,下列说法错误的是
A.a的浓溶液和蘸有浓氨水的玻璃棒互相靠近会产生白烟
B.b能使有色鲜花褪色,说明b具有漂白性
C.c具有氧化性,可用于自来水杀菌消毒
D.存在a→b→d→g的转化
【变式1·变载体】(24-25高一上·上海·阶段检测)氯元素的价类二维图如图所示,下列说法正确的是
A.物质a可由和b混合均匀后点燃得到
B.物质c是对应的酸性氧化物
C.物质d是漂白粉的有效成分
D.可溶性e中的负离子只用溶液即可检验
【变式2·变题型】氯元素能与许多元素形成种类繁多的化合物,这些含氯化合物在生活及工农业生产中发挥着重要的作用。完成下列填空:
(1)如图为氯及其化合物的“价-类”二维图。
①二维图中A的类别为_______,B的化学式为_______。
②已知是一元强酸,写出的电离方程式_______。
(2)某同学研究性质,进行如下预测:
i.从物质类别上看,属于酸,请写出它的电子式_______。它能与大理石反应,相应的离子方程式为_______。
ii.从化合价角度看,具有_______性,能与_______发生反应(填标号)。
A. B. C. D.
(3)工业用漂白粉,其有效成分是_______(填化学式);写出漂白粉露置在空气中失效过程中所涉及的化学方程式:_______、_______。
【变式3·变考法】(25-26高三上·山东泰安·阶段检测)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。钠、氯及其化合物的“价—类”二维图如图1、图2所示,请回答下列问题。
(1)NaH中氢为______价。
(2)图1中①可做供氧剂,其电子式为______。
(3)亚氯酸钠()是一种高效的漂白剂和氧化剂。制备亚氯酸钠的流程如图:
反应Ⅰ阶段,参加反应的③和的物质的量之比为______;反应Ⅱ的氧化产物为______。
(4)图2中②是“84”消毒液的有效成分,在空气中的作用下生成两种物质,其中一种是HClO,另一种是酸式盐,写出该反应的化学方程式:______;将通入NaOH溶液中制备②时,若温度控制不当,会生成副产物③。若反应后的溶液中②和③的物质的量之比为5:2,则消耗的与生成的的物质的量之比为______。
(5)商业上常用“有效氯”来说明消毒剂的消毒能力。“有效氯”是指一定质量的这种消毒剂与多少质量的氯气的氧化能力相当,其数值可以用此时氯气的质量对消毒剂质量的比值来表示。二氧化氯()的“有效氯”为______(保留两位小数)。
考点二 氯气的制法及含氯化合物的制备与应用
知●识●解●构
知识点1 氯气的实验室制法
1.用强氧化剂(如KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、MnO2等)氧化浓盐酸。实验室制取氯气的化学方程式为: 。浓盐酸的性质表现为:还原性和酸性。
2.其它制备氯气的反应原理
①K2Cr2O7+14HCl ===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
②2KMnO4+16HCl===
③KClO3+6HCl(浓) ===KCl+3Cl2↑+3H2O
④Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
3.实验装置
(1)制备装置: 气体
(2)净化装置:用 除去HCl气体,用 除去水蒸气。
(3)收集方法:
①氯气的密度比空气 ,可用 排空气法。
②氯气在饱和食盐中的溶解度 ,可以用排 法收集。
(4)验满方法:①湿润的 试纸,试纸变 色;②观察氯气的颜色。
(5)尾气处理:多余的Cl2用 (如 )溶液吸收。
4.实验装置及制备流程
得分速记
(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。
知识点2 氯气的工业制法
1.反应原理:通过直流电电解饱和食盐水,反应的化学方程式为 。
2.工艺流程
(1)精制食盐水去除杂质(如 )后电解;
(2)氯气从 区析出,经冷却、干燥、压缩液化后储存;
(3)副产物 分别收集利用。
3.技术优化
(1)采用 电解槽或 电解槽,隔离阴阳极产物 ;
(2)控制电解温度(60–80°C)及电流密度以提高效率。
考●向●破●译
考向1 氯气的实验室制法
例1(2026·湖南怀化·二模)苯甲酰氯()是无色液体,遇水或乙醇逐渐分解,可用作制备染料、香料、有机过氧化物、药品和树脂的重要中间体。实验室可用苯甲酸与氯化亚砜()制备苯甲酰氯。(反应中有两种酸性气体生成)
回答下列问题:
I.氯化亚砜的制备:以硫黄、二氧化硫、氯气为原料,在活性炭催化作用下的合成反应为、,副反应为。实验装置如图(部分加热仪器略)。已知:氯化亚砜遇水易分解。
(1)仪器M的名称是___________。
(2)写出实验室利用浓盐酸和高锰酸钾制备氯气的离子方程式:___________。
(3)实验中采用70%硫酸制备,而不用98%的浓硫酸的原因为___________。
(4)该实验装置还存在一处明显的瑕疵,请指明改正:___________。
II.制备苯甲酰氯:将与苯甲酸充分混合搅拌反应。
(5)从含少量氯化钠的苯甲酸粗产品中提纯苯甲酸的方法是___________。
(6)写出苯甲酸与发生反应的化学方程式:___________。
III.苯甲酰氯的性质探究。
(7)苯甲酰氯能与水反应生成苯甲酸,同样也能与乙醇反应,写出其与乙醇反应生成的有机产物的名称:___________。
【变式1·变载体】(24-25高三下·上海·期中)是饮用水、工业用水、城市污水及游泳池循环水处理的高效廉价絮凝剂,也是中学实验室中常见的试剂。某实验小组用以下装置制备固体,并探究溶液与Cu的反应。已知:晶体易升华,溶液易水解。
I.的制备
(1)装置C中碱石灰的作用是___________。
(2)从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的,正确的接口顺序为a→___________(可选试剂:饱和食盐水、NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰,仪器可重复使用)。
Ⅱ.探究盐溶液与Cu的反应,进行了如下实验。
实验装置
序号
试剂a
实验现象
I
20mL pH约为1.3的溶液
溶液逐渐变为蓝色。2天后,Cu片有较大量剩余,溶液仍为蓝色
Ⅱ
20mL pH约为1.3的溶液
溶液逐渐变为蓝绿色,铜片表面覆盖有白色固体(经检验为CuCl)。2天后,白色固体消失,Cu片无剩余
Ⅲ
20mL pH约为1.3的溶液
溶液逐渐变为绿色,实验过程中未见气泡产生。2天后,Cu片少量剩余
资料:i.CuCl、CuSCN是难溶于水的白色固体;ii.(棕色)。
小组同学取2mL实验Ⅰ中反应2天后的溶液于试管中,加入2滴1mol/L KSCN溶液,观察到溶液迅速变红,产生大量白色沉淀。
甲同学猜想可能在该条件下被氧化了。
(3)用离子方程式表示甲同学的猜想___________。
(4)若向;溶液中滴加足量的KSCN和的混合溶液,经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量b g,则CuSCN的产率为___________。
(5)对比实验Ⅰ和Ⅱ,小组同学推测可以催化与Cu反应。写出生成白色固体和白色固体消失的方程式:___________。
实验Ⅲ所得溶液的颜色不是蓝色,小组同学猜测反应中生成了,设计并实施了以下实验,验证了其猜想。
步骤
实验操作
实验现象
①
向盛有0.3g金属Cu片的烧杯中加入试剂X
2天后溶液颜色无明显变化,铜片表面有细小气泡附着
②
继续加入少量固体
溶液迅速变为浅棕色
(6)试剂X是___________。
综合以上实验,盐溶液与Cu反应的多样性与负离子种类、生成物存在形式等有关。
【变式2】【新情境——工业与学科知识结合】(25-26高三上·上海·阶段检测)三氯化硼()用于制备光导纤维和有机硼化物等。其制备原理:。某小组据此设计实验制备并测定其纯度,装置如图。
已知:的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃;亚铜溶液可吸附净化一氧化碳;极易水解产生和HCl。
Ⅰ.制备。
(1)水浴R选择___________(填“热水浴”或“冰水浴”)。
(2)E装置的作用是___________,某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷,请提出解决方案___________。
(3)已知:A装置中还原产物为,反应的离子方程式为:___________。
Ⅱ.测定产品的纯度。
①准确称取w g产品,置于蒸馏水中,完全水解,并配成250mL溶液。
②准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中。
③向其中加入溶液至沉淀完全,然后加入一种有机液体覆盖AgCl。
④向锥形瓶中滴3滴溶液作指示剂,然后逐滴加入标准溶液滴定过量的溶液,消耗KSCN溶液的体积为。
(4)写出测定步骤①和②中用到的定量仪器:___________
(5)滴定终点时的现象是___________。
(6)该产品中的质量分数为___________;如果其他操作都正确,仅滴定管没有用KSCN溶液润洗,测得产品中的质量分数___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
(7)某次滴定过程中25mL滴定管液面如图,该滴定管的读数为___________mL。
【变式3】【新考法】(2025·陕西咸阳·二模)氯化铁是一种重要的铁盐,被广泛应用于金属刻蚀、污水处理、凝聚剂、催化剂、氧化剂、媒染剂、制药等领域。易潮解,易升华。某化学小组进行了的制备及性质探究实验。
I.制备无水
(1)试剂a的名称是___________,试剂b中溶质的化学式为___________。
(2)该小组的同学认真分析仪器装置后认为该装置有安全隐患,隐患原因是___________,改进方法为___________。
(3)该小组的同学利用重铬酸钾()和浓盐酸反应制备氯气,制备装置如图E所示,装置E中制备的离子方程式为___________,装置E上方的胶管的作用为___________。
II.的性质探究
(4)将制得的无水配制成饱和溶液,需要的试剂为无水、去离子水和___________;用饱和溶液制备胶体的方法和操作是___________,发生反应的化学方程式为___________。
解题妙招
实验室制取氯气的注意事项
(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,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
考向2 含氯化合物的制备和性质
例2(25-26高三上·上海青浦·期末)三氯化硼()的熔点为-107℃,沸点为12.5℃,极易发生水解,主要用作有机反应催化剂,也可用作铸造镁及其合金时的防氧化剂,其制备原理为。利用如图装置制取少量(夹持装置略)。
已知:溶液吸收CO时,溶液中析出灰黑色固体颗粒。
回答下列问题:
(1)按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:a→___→de→hi→___→___。
(2)下列说法正确的是___________。
A.反应前先打开通入,一段时间后关闭,再向A中加入浓盐酸
B.装置A中发生的反应体现出浓盐酸的性质有酸性和氧化性
C.装置F中的碱石灰可以替换为浓硫酸
D.装置C中反应结束的现象为E中无液体滴落,B中不再产生黑色固体
(3)装置B中发生反应的离子方程式为___________。
(4)水解得到白色晶体,下图为晶体的片层结构。在热水中比冷水中溶解度显著增大,主要原因是___________。
(5)B与Al的某些性质相似,类比的酸式电离写出硼酸的电离方程式___________。
(6)经过如下反应B-F键键长会变长,请从杂化及成键角度分析原因___________。
(7)中国是第一个被发现有锰方硼石矿体的国家(主要成分),该主要成分与稀盐酸反应有乳白色浑浊产生,写出所发生反应的离子方程式___________。
氨硼烷储氢量高,是具有广泛应用前景的储氢材料。
(8)氨硼烷热分解释氢。氨硼烷受热时固体残留率随温度的变化如图所示。110℃时残留固体的化学式可能为___________。
(9)氨硼烷水解释氢。催化剂作用下,1 mol氨硼烷最多高效释放3 mol ,并生成一种盐,写出所发生反应的化学方程式___________。
【变式1·变载体】(25-26高三上·上海·期中)可用于面粉的漂白和杀菌,它在常温下是一种黄色油状液体,易水解。其熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸。实验室可用和溶液反应制取,所用装置如下:
(1)三卤化氮的分子空间结构与相似,热稳定性比强的有___________。
A. B. C. D.
在热水中水解后的反应液有漂白性,水解的化学方程式是___________。
(2)装有浓盐酸的仪器名称是___________。装置A是的发生装置,实验室制备下列物质也可使用该装置的是___________。(不定项)
A.乙炔 B.二氧化硫 C.硝基苯 D.乙酸乙酯
(3)向蒸馏烧瓶内的溶液中通入过量,B中反应的化学方程式是___________,待反应至油状液体不再增加,关闭装置A、B间的止水夹,控制水浴加热的温度范围是___________℃,将产品蒸出。
(4)装置D的作用是___________。
待反应结束,为测定溶液中残留的的物质的量浓度,进行如下操作:
①取蒸馏烧瓶中的反应液25.00mL,加入过量饱和溶液充分反应后,再加入过量30%的NaOH溶液,微热;
②用的稀硫酸吸收产生的,得到溶液A;
③用的标准溶液滴定A至滴定终点,消耗标准溶液。
(5)步骤①中取反应液所需的定量仪器可以使用___________。(不定项)
A.量筒 B.胶头滴管 C.容量瓶 D.移液管
(6)滴定至终点时溶液中溶质仅有和,用含V的代数式表示的物质的量浓度是___________。
【变式2·变题型】(2025·上海奉贤·二模)次氯酸钠是家庭洗涤剂中的含氯消毒剂。
Ⅰ.某学生小组甲提出用如图所示装置制备。
(1)装置A中反应的离子方程式为_______。
(2)仪器X的名称_______,Y溶液为_______。
(3)按照气流方向,装置正确的连接顺序为a→_______。装置C中长颈漏斗的作用是_______。
(4)反应过程中,装置D中的温度及产物的量随时间变化趋势如图,装置D中使用冰水浴的原因为_______。
Ⅱ.某学生小组乙利用溶液和制取次氯酸钠溶液,并过滤。
(5)要检验所得次氯酸钠溶液中是否含有的方法为_______。
(6)该方法与小组甲的方法相比,优点为_______(写出一点即可)。
Ⅲ.测定产品中有效成分含量:
①取中的产品于100mL的容量瓶中,加入足量KI溶液、稀硫酸,再加入蒸馏水定容,在暗处静置5min。
②取出20.00mL①所得溶液于锥形瓶中,加入指示剂,用的标准溶液滴定至终点,平行测定三次。
(已知: )
(7)步骤②中加入的指示剂为_______。判断滴定终点的方法是_______。
(8)某次学生滴定时滴定管液面如图,则此时读数为_______mL。
(9)某小组三次实验的标准溶液的体积读数如表所示,若产品中不存在能与KI反应的杂质,则原样中NaClO的浓度为_______(保留三位有效数字)。
实验序号
滴定管初读数(mL)
滴定管末读数(mL)
1
0.10
20.05
2
1.50
21.55
3
0.10
22.20
(10)滴定过程中会使NaClO的浓度偏高的是_______(不定项)。
A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C.滴定过程中,不慎将锥形瓶中少量溶液溅出
D.该产品还含有少量,也能将KI氧化为
【变式3·变考法】(24-25高三上·上海·阶段检测)Ⅰ.水处理剂包括净水剂和杀菌消毒剂,某同学对常见的几种水处理剂作了如图分类。回答下列问题:
(1)分类图中第①组物质常用作净水剂,其中活性炭能够净水是利用活性炭的___________性。
Ⅱ.明矾()也可用作净水剂。采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾并测定其组成,流程如下:
(2)废铝制易拉罐溶于KOH溶液发生的主要反应为___________。(用离子反应方程式表示)
(3)溶液I加硫酸溶液的过程中观察到白色沉淀生成,该沉淀的化学式为___________。
(4)在下列各图中,上述流程中“系列操作”不需要用到的实验操作是___________。
A.B. C. D.
(5)为测定该明矾晶体样品中的含量,该实验小组称取ag明矾晶体样品,加入足量溶液,使完全沉淀。用质量为bg的漏斗进行过滤,洗净滤渣后,将漏斗和滤渣一并干燥至恒重,测得质量为cg。(已知硫酸钡的摩尔质量为233g/mol)
该明矾晶体样品中的含量为___________mol/g。(即每克明矾晶体中的物质的量)
(6)水解也可得胶体,起到与明矾类似的净水效果。用上述制得的胶体做电泳实验时,有某种胶体粒子向阴极移动,该粒子可能是_______。
A. B.
C. D.
(7)分类图中第②组物质常用作杀菌消毒剂。杀菌消毒剂又依据物质类别,将第②组物质分为了2组。则第③组物质属于___________。(填物质类别)
(8)具有和的双重性质,下列有关说法中不正确的是___________。
A.溶液遇会产生氧气
B.可用作洗涤剂,除油污、漂白
C.在酸性环境中易失效变质
D.有较强的氧化性,无还原性
(9)漂白液可由氯气通入烧碱溶液中制得。将漂白液滴加到溶液中有产生,试分析漂白液在该反应中作___________。(不定项)
A.氧化剂 B.还原剂 C.氧化产物 D.还原产物
(10)若上述反应过程中消耗等物质的量的该物质和,则还原产物是___________。
A. B. C.NaCl D.
解题妙招
含氯化合物制备原料转化路径
(1)氯气核心制备法
①实验室法:MnO2+浓盐酸(加热)→Cl2(净化顺序:饱和食盐水除HCl→浓H2SO4除水)。
②工业法:电解饱和食盐水→Cl2(隔膜法防NaOH与Cl2副反应)。
(2)价态跃迁规律:Cl-(电解)→Cl2→ClO-(碱吸收)→ClO3-(热电解)→ClO2(还原氧化)。
考点三 卤素及卤素离子的检验
知●识●解●构
知识点1 卤素的性质
1.卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应,如2Fe+3Br2=2FeBr3,但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX:X2+H2=2HX(X代表Cl、Br、I,下同)。
(3)都能与水反应:X2+H2OHX+HXO(F2例外)。
(4)都能与碱溶液反应:X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2例外)。
2.卤素单质的递变性
性质
F2
Cl2
Br2
I2
规律
颜色
逐渐
状态
气体
气体
液体
固体
熔、沸点逐渐
与氢气化合
由 到
逐渐
简单离子(X-)的还原性
单质的氧化性越 ,对应离子的还原性越
逐渐
3.卤素性质的特殊性
氟
①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱;②2F2+2H2O=4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸;③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中
溴
①Br2常温下是深红棕色液体,是唯一的液态非金属单质;②Br2易溶于有机溶剂;③液态Br2有剧毒,易挥发,故盛溴的试剂瓶中须加水,进行水封,保存液溴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易溶于有机溶剂;④I2易与Na2S2O3溶液发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,此反应常用于测定碘的含量
⑤I2与Fe、Cu反应时,生成的是FeI2和CuI;⑥AgI可用于
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
Br2
I2
5.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
还原性:HF HCl HBr HI
水溶液的酸性:HF HCl HBr HI
HF几乎没有还原性;HF为 酸,HCl、HBr、HI均为 酸
金属卤化物
卤素离子的还原性:F- Cl- Br- I-
I-的 很强,能被Fe3+、HNO3、MnO(H+)、H2O2、O2、ClO-、ClO等氧化剂氧化
次卤酸盐(XO-、F除外)
均具有 性(填“氧化”或“还原”)
次卤酸盐能 相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
卤酸盐(XO、
F除外)
均具有 性(填“氧化”或“还原”)
卤酸盐能 相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):如ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O
(2)卤化银的性质
溶解性
AgCl、AgBr、AgI均不溶于 ,而AgF 溶于水
颜色
AgF、AgCl均为 色,AgBr为 色,AgI为 色
感光性
除AgF外,均有感光性,其中 常作感光材料
得分速记
(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)氯、溴单质的氧化性较强,能与一些还原性离子反应,如Br2与SO2、Fe2+反应的离子方程式分别为SO2+Br2+H2O===SO42-+2Br-+2H+、2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。
(3)卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3+,而I2只能将铁氧化为Fe2+。
(4)加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI。
(5)实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4反应在铅皿中制取HF,反应的化学方程式为CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑;氢氟酸保存在塑料瓶中。
知识点2 X-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-
未知液未知液蓝色溶液,表明有
得分速记
碘盐中加的是KIO3,可通过加入KI淀粉溶液、食醋来检验,在工业上通过电解KI溶 液制备。
知识点3 卤素提取工艺流程
1.氯的提取——氯碱工业
海水→粗盐饱和食盐水
电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O 。
2.海水提取溴(吹出法)
(1)工艺流程
(2)主要过程及反应原理
浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br-得到浓缩;
氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化成Br2,离子方程式为: ;
吹出:利用溴的挥发性,通入热空气和水蒸气,吹出溴蒸气;
吸收:吹出的溴蒸气用SO2吸收,化学方程式为: ;
蒸馏:再用Cl2将HBr氧化得到产品溴后蒸馏分离,化学方程式为: 。
3.海带中提取碘
(1)工艺流程
(2)主要过程及反应原理
浸泡:将海带灰中的I-溶解提取出来;
氧化:向滤液中通入Cl2,将I-氧化成I2,得到含I2的水溶液,离子方程式为: ;
萃取:用有机溶剂将I2从水溶液中提取出来,分液得到I2的有机溶液;
蒸馏:将I2与有机溶剂分离。
知识点4 卤素提取工艺流程
1.卤素互化物
(1)概念:由 互相结合而成的物质叫卤素互化物。如IBr、ICl、BrF3、ClF3。
(2)性质:卤素互化物与 的性质相似,有较强的 ,如能与金属、H2O、NaOH等反应:2IBr+2Mg=== 、IBr+H2O=== 、IBr+2NaOH=== 。
得分速记
卤素互化物中,非金属性弱的元素显正价,如:ICl中,I显+1价,Cl显-1价,所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应。
2.拟卤素
(1)概念:指由两个或多个非金属原子组成的原子团,其中性分子的性质与卤素单质(如Cl2) ,对应的阴离子(如CN-)性质也与卤素阴离子(如Cl-) 。
(2)性质特点(与卤素的相似性)
性质
拟卤素示例
卤素对照
游离态为双原子分子
(CN)2(气态,结构式N≡C-C≡N)
Cl2(双原子分子)
形成氢酸
HCN(氢氰酸,弱酸)
HCl(强酸)
生成盐类
NaCN、KSCN、AgSCN
NaCl、KBr
与金属反应
2Fe + 3(SCN)2=2Fe(SCN)3(棕红色)
2Fe + 3Cl2=2FeCl3
歧化反应
(CN)2+ H2O =HCN + HOCN
Cl2+ H2O = HCl+ HOCl
还原性(阴离子)
2SCN-+4H++MnO2Mn2++(SCN)2+ 2H2O
2Cl-+4H++ MnO2Mn2++ Cl2↑+ 2H2O
氧化性(单质)
(SCN)2+ 2I—=I2+ 2SCN-
Cl2+ 2Br-= Br2+ 2Cl-
(3)常见拟卤素总结
①对称分子:(CN)2(氰)、(SCN)2(硫氰)、(OCN)2(氧氰)。
②阴离子:CN-(氰根)、SCN-(硫氰酸根)、N3-(叠氮根)。
③不对称化合物:ClCN(氯化氰)、BrN3(叠氮溴)。
(4)卤素单质和“类卤素”的氧化性由强到弱的顺序为: 。
考●向●破●译
考向1 卤素及其化合物的性质及其制备
例1(25-26高三下·上海·阶段检测)碘在油脂测定中应用广泛。某含碘废液(含NaI和少量)制取单质碘的过程如下:
“制”的实验过程是:向如图所示装有含碘废液的三颈烧瓶中先加入足量的溶液,控制温度,通过分液漏斗逐滴滴加溶液并不断搅拌,有、和白色的沉淀生成。
(1)实验中若不加入,只加入溶液,也可得到含的沉淀,但沉淀颜色是棕褐色的,结合相关反应方程式说明现象产生的原因_______。
(2)加入的作用是_______。
(3)加入适量浓硝酸并加热氧化,即可得到,浓硝酸过量太多,温度过高都不利于反应进行,可能原因是_______。
碘值是指100 g油脂与碘单质发生加成消耗的的质量。花生油碘值的测定过程为:称取0.25 g花生油于碘量瓶中,加入异己烷,搅拌,再向其中加入的乙酸溶液,反应后向其中加入足量溶液(与过量反应:)以淀粉为指示剂,用溶液滴定(),终点时消耗溶液体积为25.00 mL。
(4)实验中加入异己烷的作用是_______。
(5)该滴定过程中指示剂可选用_______。
A.酚酞试液 B.甲基橙试液 C.硝酸银溶液 D.淀粉溶液
(6)下列实验操作会使碘值测定结果偏大的是_______。(不定项)
A.未润洗盛装溶液的滴定管
B.滴定振荡时锥形瓶中有液体溅出
C.滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失
D.未立即滴定,锥形瓶中液体长时间暴露于空气
(7)该花生油的碘值为_______g。
【变式1·变载体】(2025·上海·二模)CuCl用途广泛,某研究性小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl。
【资料查阅】
ⅰ.
ⅱ.实验室使用浓硫酸制备HCl气体的原理如下:
【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(央持仪器略),
请回答下列问题:
(1)制备氯化氢的过程体现了浓硫酸具有_______。
A.酸性 B.强氧化性 C.难挥发性 D.吸水性
(2)使用恒压分液漏斗制备HCl气体的优点是_______;X装置的名称为_______。
(3)C中试纸变蓝后会逐渐褪色,写出褪色过程中发生的化学反应方程式_______。
(4)装置D中发生的离子方程式为_______。
(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是_______。
②若杂质是CuO,则产生的原因是_______。
准确称取所制备的氯化亚铜样品mg,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,配成100mL溶液,取出10.00ml,用amol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液bml,反应中被还原为Cr3+。CuCl+FeCl3=FeCl2+CuCl2
(6)配制100mL待测液用不到的仪器有_______。
A.容量瓶 B.烧杯 C.分液漏斗 D.胶头滴管
(7)样品中CuCl的质量分数为______(结果化简,M(Cu)=64,M(Cl)=35.5)。
(8)若测定结果偏大可能的原因是_______。
A.样品中混有CuO
B.滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,滴定后消失
C.滴定管未用K2Cr2O7标准溶液润洗
D.装待测液前锥形瓶内残留少量水
【变式2】【新情境——人体与学科知识结合】(24-25高三上·上海·阶段检测)维生素C简称Vc(结构如图所示),是一种重要的营养素,它能增加人体对疾病的抵抗能力。Vc遇碘单质可发生反应,转化为DHA:
(1)连有四个不同原子或原子团的碳原子称为不对称碳原子。据此分析Vc分子中含有不对称碳原子数目为___________。
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个%%G
(2)上述转化过程说明Vc具有___________性。
(3)Vc转化为DHA后,分子的水溶性___________。
A.增大 B.减小 C.不变
新鲜果蔬中含有丰富的Vc。利用碘与Vc的反应可以比较果蔬中Vc含量,实验操作如下:
步骤一:称取50g果蔬,与一定量蒸馏水混合后进行粉碎,分离出提取液;
步骤二:向提取液中加入少量指示剂,用稀盐酸酸化,再逐滴滴加碘水直至反应完全,记录消耗碘水的体积。
步骤三:取一片Vc药片(含25mgVc),用一定量蒸馏水溶解后加入指示剂,逐滴滴加碘水直至反应完全,记录消耗碘水的体积。
(4)加入的指示剂是___________溶液,滴加碘水过程中,当观察到___________时,可认为反应已完全。
(5)步骤二中对果蔬提取液进行酸化操作,若省略该步骤,当提取液pH过大时,无法用碘水进行测定,原因是___________。
(6)实验结果如下表所示:
种类
苹果
杨桃
橙子
葡萄
番茄
Vc药片
平均消耗碘水体积/mL
2.3
2.9
2.1
3.2
2.4
4.2
①上述各类果蔬中,Vc含量最高的是___________。
②估算每100g橙子所得提取液中含Vc约为___________mg。
(7)有人建议步骤一通过适当加热以提高Vc的溶出量。事实显示,这样做反而会使步骤二中碘水消耗量大大减少,可能的原因是___________。
【变式3】【新考法】一定条件下,在水溶液中1mol(x=0,1,2,3,4)的相对能量(kJ)大小如图所示。下列有关说法正确的是
A.上述离子中最稳定的是C
B.B→A+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq)=2Cl-(aq)+ClO(aq)+116kJ
C.上述离子中结合H+能力最强的是E
D.一定温度下,Cl2与NaOH溶液反应产物中有A、B、D,则三者的浓度之比可能为10∶1∶2
解题妙招
有关含氯消毒剂问题解决方案
卤素性质三维模型
(1)物理性质递变规律
①单质状态:F2/Cl2(气态)→Br2(液态)→I2(固态),颜色逐渐加深(黄绿→紫黑)。
②熔沸点:随原子序数增大而升高(范德华力增强)。
(2)化学性质核心
①氧化性:F2>Cl2>Br2>I2(与H2反应剧烈程度递减)。
②歧化反应:Cl2+H2O ⇌ HCl+HClO(中性/碱性环境促进)。
(3)特性反应:
①HF腐蚀玻璃(SiO2+4HF→SiF4↑+2H2O)。
②AgX光敏性(AgBr用于胶片感光)。
③化合物特性
氢卤酸酸性:HF(弱酸)<HCl<HBr<HI(氢键影响)。
含氧酸稳定性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4(氧化性相反)。
考向2 X-离子的检验
例2
(24-25高三上·陕西咸阳·期中)探究一定浓度与卤素离子(、、)的反应。实验如下:
(1)检验ⅰ中白雾的成分:a.用酸化的溶液检验白雾,产生白色沉淀;b.用湿润的淀粉碘化钾试纸检验白雾,无变化。白雾中含有___________(填化学式)。
(2)用溶液检验ⅲ中气体,产生黑色沉淀CuS,该气体是___________(填化学式)。
(3)检验ⅱ中产物:
Ⅰ.用湿润的淀粉碘化钾试纸检测棕红色气体,试纸变蓝,说明含。
Ⅱ.取ii中部分溶液,用萃取。层显棕红色,水层(溶液)无色。证实溶液中含,过程如下:
①白色沉淀1的成分是___________(填化学式,下同)和___________。
②生成黄色沉淀3的离子方程式是___________。
(4)已知:(、、),ⅱ中溶液存在、。将中溶液用水稀释,溶液明显褪色,推测褪色原因:
a.与发生了反应
b.加水稀释导致溶液颜色变浅
c.与在溶液中发生了反应
①资料:,判断a___________(填“是”或“不是”)主要原因。
②实验证实b不是主要原因,所用试剂和现象是___________。可选试剂:溶液、、溶液
③原因成立。稀释前溶液未明显褪色,稀释后明显褪色,试解释原因___________。
【变式1·变载体】(2025·北京海淀·三模)苯与液溴反应生成溴苯,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.可作该反应的催化剂
B.总反应的
C.过程②的活化能最大,决定总反应速率的大小
D.为证明该反应为取代反应,可将反应后的气体直接通入溶液
【变式2·变题型】(2025·陕西西安·模拟预测)鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是
①氯水、CCl4②碘水、淀粉溶液③氯水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤溴水、苯⑥CCl4、淀粉溶液
A.①③④ B.①④⑤ C.①③⑥ D.①④⑥
【变式3·变考法】(25-26高三上·安徽六安·阶段检测)探究酸性KMnO4溶液与KI溶液能否发生反应。
实验装置及过程
序号
现象
ⅰ
当加入5滴酸性KMnO4溶液时,溶液呈棕黄色;进一步检验溶液中有I2和Mn2+
ⅱ
继续加入15滴酸性KMnO4溶液时,产生棕褐色沉淀,溶液仍呈棕黄色;进一步检验棕褐色沉淀为MnO2
ⅲ
继续加入过量酸性KMnO4溶液时,棕褐色沉淀较实验ⅱ中多,溶液呈紫色;进一步检验上层清液中无I2和,上层清液中含有
注:和均为无色离子;Mn2+近乎无色。
下列有关叙述错误的是
A.该实验条件下,氧化性:>I2
B.初步证明实验ⅱ棕褐色沉淀为的操作为:过滤,将洗涤后的滤渣加入双氧水溶液中,观察到立即有大量气泡产生
C.实验ⅲ中发生了反应:3I2+10+2H2O=10MnO2↓+6+4OH-
D.若向酸性溶液中逐滴滴加溶液,实验开始时的现象为产生棕褐色沉淀,且溶液呈紫色
考向3 卤素互化物与拟卤素
例3(2026·上海长宁·一模)高氯酸氟是一种极不稳定、容易爆炸的气体,具有强氧化性,在医药、农药、材料科学等领域具有重要应用。其分子式为FClO4,结构式为:F、Cl、O元素单质及其化合物性质丰富多样,应用广泛。
(1)下列实验现象与结论都正确的是_______。
实验操作
现象
结论
A
向紫色石蕊溶液中滴加氯水
溶液先变红后褪色
氯水只含H+,不含HClO
B
将Cl2通入品红溶液中,再加热
溶液褪色,加热后恢复
HClO的漂白作用具有可逆性
C
向AgNO3溶液中通入Cl2
产生白色沉淀
Cl2能电离出Cl-
D
向FeCl2溶液中通入Cl2
溶液变为棕黄色
Cl2具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
(2)已知一氯乙烯()分子中,Cl的3px轨道与C的2px轨道形成3中心4电子的大键()。一氯乙烷()、一氯乙烯()、一氯乙炔()分子中,C-Cl键长的顺序是_______,理由:(i)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C-Cl键越强;(ii)Cl参与形成的_______越_______,形成的C-Cl键的键长越短。
(3)卤化物受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X的熔点比Y高的原因_______。
(4)猜想下列关于FClO4的说法错误的是_______。
A.分子中氯元素显+7价 B.分子的空间构型是正四面体
C.制备 FClO4时产物需在低温下处理 D.能氧化碘离子
【变式1·变载体】(2026·宁夏山西·模拟预测)溴化亚铁(,易潮解、800℃升华)常用作聚合反应的催化剂。某同学在实验室制备(利用与反应制备),装置(部分夹持仪器已省略)如下图所示,下列说法中错误的是
已知:。
A.该反应中体现的制酸原理是高沸点酸制低沸点酸
B.若将浓磷酸换成浓硫酸(浓硫酸和溴化钠反应可生成和),则达不到实验目的
C.实验结束后,关闭热源,仍需要通入一段时间的
D.X、Y中盛装的试剂依次是氯化钙和碱石灰
【变式2·变题型】(2026·广西·三模)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式书写正确的是
A.向CuSO4溶液中逐滴加入少量氨水:
B.BrCl溶于NaOH溶液:
C.向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:
D.向硫酸铜溶液中加入过量的硫氢化钠溶液:
【变式3·变考法】(2025·全国·模拟预测)某兴趣小组用如图所示的装置制取(夹持装置略),的熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,化学性质与氯气相似,易水解,接触空气生成五氧化二碘。
回答下列问题:
(1)固体a是_______(填“”或“”),装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为_______。
(2)实验开始前先通入一段时间的目的是_______。
(3)装置Ⅲ中四氯化碳的作用是_______。
(4)氯化碘()水解的化学方程式为_______。
(5)氯化碘()与反应的化学方程式为_______。
(6)用的冰醋酸溶液测定某液态直链脂肪烃的不饱和度,进行如下实验:
将含有液态直链脂肪烃的样品溶于形成溶液;从中取出,加入的冰醋酸溶液(含有物质的量为,过量);充分反应后,加入足量溶液;生成的碘单质用的标准溶液滴定;重复上述实验两次,测得滴定所需标准溶液的体积的平均值为。
已知:①;
②液态直链脂肪烃的不饱和度是指一个液态直链脂肪烃分子最多可加成的氢分子数。该液态直链脂肪烃的不饱和度为_______(用含、、的代数式表示)。
解题妙招
卤素互化物、拟卤素解题的关键步骤
(1)拟卤素题:直接套用卤素反应模板进行类比(如置换、歧化)。
(2)互化物题:
①先确定中心原子的化合价。
②再分析反应类型(如ICl3水解生成IO2-和Cl-是非氧化还原反应)。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)Mn和Cl元素的部分价类二维关系如图。下列说法错误的是
A.基态Mn、Cl原子的最外层电子数相等
B.d的阴离子是正四面体结构
C.a的浓溶液可分别与c、g反应生成b
D.g和e(硫酸盐)反应生成f时,n(还原产物)∶n(氧化产物)=2∶3
2.(2026·河南·高考真题)X是漂白粉的有效成分,可以发生如图所示的转化(略去部分产物),其中U和V含有一种相同元素,V为黄绿色气体,Y为难溶于水的固体。
下列说法错误的是
A.无水可作干燥剂 B.溶于水可生成
C.与盐酸反应可生成 D.在光照下易分解
3.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)化学是一门实验与理论并重的学科。下列实验方案不合理的是
A.收集及尾气处理
B.实验室制备乙炔
C.除去中的
D.实验室铜件镀镍
A.A B.B C.C D.D
4.(2026·云南·高考真题)下列装置或试剂能达到实验目的的是
A.蛋白质的变性
B.中和反应反应热的测定
C.Fe(OH)3胶体的制备
D.氯气的制备
A.A B.B C.C D.D
5.(2025·上海卷.T5(2))饱和氯化铁溶液说法正确的是_______。
A.常温显中性 B.加铁粉变红褐色 C.遇沸水后得到胶体 D.加氨水有白色沉淀
6.(2025·上海.T4(7))工业从低品位锗矿中提取精锗,使用分步升温的方法:
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
a.称取m g单质锗样品,置于锥形瓶I中:向锥形瓶Ⅱ中加入过量的NaH2PO2溶液。
b.向锥形瓶I中加入足量FeCl3溶液和盐酸,加热充分反应。
c.反应结束后,用盐酸冲洗连接管和仪器A,冲洗液并入锥形瓶II中。
d.向锥形瓶Ⅱ中加一定量磷酸和盐酸,隔绝空气加热至微沸。充分反应后,用橡皮塞塞紧锥形瓶Ⅱ,并冷却到10℃以下(防止在步骤e中过量的NaH2PO2与KIO3发生反应)
e.向锥形瓶Ⅱ的无色溶液中加入淀粉溶液,用c mol·L-1 KIO3标准溶液滴定,终点时消耗 V mL标准溶液。
测定单质锗样品纯度的方法和相关装置如下(杂质不参与反应):
①
②
③
④
(7)到达滴定终点时,溶液颜色由_______变成_______,且半分钟不褪色。
7.(2024·上海卷T1(5)回答下列问题:
(1)氟单质常温下能腐蚀Fe、Ag等金属,但工业上却可用Cu制容器储存,其原因是 。
PtF6是极强的氧化剂,用Xe和PtF6可制备稀有气体离子化合物,六氟合铂氙[XeF]+[Pt2F11]-的制备方式如图所示
(2)上述反应中的催化剂为_______。
A.PtF6 B.PtF7- C.F- D.XeF+
(3)上述过程中属于氧化还原反应的是_______。
A.② B.③ C.④ D.⑤
(4)氟气通入氙(Xe)会产生XeF2、XeF4、XeF6三种氟化物气体。现将的Xe和的F2同时通入的容器中,反应后,测得容器内共有气体,且三种氟化物的比例为XeF2:XeF4:XeF6=1:6:3,则内XeF4的速率v(XeF4)= 。
8.(2024·上海卷)粗盐中含有SO42、K+、Ca2+、Mg2+等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制:
已知:KCl和NaCl的溶解度如图所示:
(1)步骤①中BaCl2要稍过量。请描述检验BaCl2是否过量的方法: 。
(2)若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,会导致_______。
A.SO42-不能完全去除 B.消耗更多NaOH C.Ba2+不能完全去除 D.消耗更多Na2CO3
(3)过滤操作中需要的玻璃仪器。除烧杯和玻璃棒外,还需要_______。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.容量瓶 D.蒸发皿
(4)步骤④中用盐酸调节pH至3~4,除去的离子有 。
(5)“一系列操作”是指_______。
A.蒸发至晶膜形成后,趁热过滤 B.蒸发至晶膜形成后,冷却结晶
C.蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤 D.蒸发至大量晶体析出后,冷却结晶
(6)请用离子方程式表示加入盐酸后发生的反应 。
另有两种方案选行粗盐提纯。
方案2:向粗盐水中加入石灰乳[主要成分为Ca(OH)2]除去Mg2+,再通入含NH3、CO2的工业废气除去Ca2+;
方案3:向粗盐水中加入石灰乳除去Mg2+,再加入碳酸钠溶液除去Ca2+。
(7)相比于方案3,方案2的优点是 。
(8)已知粗盐水中MgCl2含量为0.38 g·L-1,CaCl2含量为1.11 g·L-1,现用方案3提纯10L该粗盐水,求需要加入石灰乳(视为)和碳酸钠的物质的量 。
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