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第10讲 原子结构与元素的性质
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1.能说出原子核外电子排布规律,会书写 1~20 号元素原子、离子的核外电子排布。
2.结合原子结构,认识元素化合价、原子半径的周期性变化规律。
3.理解元素金属性、非金属性随原子序数变化的规律,能结合实验事实判断强弱。
4.建立 “原子结构→元素性质→周期律” 的逻辑关系,会用规律分析、预测元素性质。
重点01 碱金属元素的原子结构与性质
1.碱金属元素的原子结构
碱金属元素
元素名称
元素符号
核电荷数
原子结构示意图
最外层电子数
电子层数
原子半径/nm
锂
Li
3
1
2
0.152
钠
Na
11
1
3
0.186
钾
K
19
1
4
0.227
铷
Rb
37
1
5
0.248
铯
Cs
55
1
6
0.265
2.碱金属单质化学性质实验探究
(1)碱金属与氧气的反应
碱金属单质
钾
钠
实验操作
实验现象
先熔化成小球,后燃烧,反应比钠更剧烈,火焰呈紫色(透过蓝色钻玻璃)
先燃化成小球,后燃烧,反应剧烈,火焰呈黄色
结论
金属活泼性:钾>钠
实验原理
K+O2KO2(超氧化钾)
2Na +O2Na2O2
(2)碱金属与水的反应
碱金属
钾
钠
实验操作
实验现象
浮于水面,熔成小球,四处游动,有轻微爆炸声,反应后的溶液加酚酞变红
浮于水面,熔成小球,四处游动,有“嘶嘶”的响声,反应后的溶液加酚酞变红
结论
与水反应的剧烈程度:K>Na
金属活泼性:K>Na
实验原理
2K+2H2O===2KOH+H2↑
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(3)碱金属单质化学性质比较
碱金属单质
与氧气反应的产物
与水反应的现象
反应程度
金属性
Li
Li2O
剧烈
Na
Na2O、Na2O2
更剧烈
K
K2O、K2O2、KO2
轻微的爆炸
Rb
常温下自燃,产物更为复杂
遇水立即燃烧,爆炸
Cs
结论
从Li到Cs,碱金属单质的还原性逐渐增强,元素的金属性逐渐增强。
3.碱金属单质物理性质的相似性和递变性
碱金属单质
颜色和状态
密度/( g/cm3 )
熔点/℃
沸点/℃
锂
银白色,柔软
0.534
180.5
1 347
钠
0.97
97.81
882.9
钾
0.86
63.65
774
铷
1.532
38.89
688
铯
略带金色光泽,柔软
1.879
28.40
678.4
4.碱金属中的一般和特殊之处
(1)Na、K需保存于煤油中,但Li的密度比煤油小,所以Li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡
(2)碱金属中,从Li→Cs,密度呈增大的趋势,但ρ(K)<p(Na)
(3)酸式盐的溶解度一般大于正盐,但溶解度NaHCO3<Na2CO3
(4)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但第IA族金属Na、K等除外
(5)一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对第IA族非常活泼的金属Na、K等除外
如:2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4
(6)锂易于氮气反应生成Li3N (因为锂和镁处于对角线位置,化学性质相似,即LiOH、Li2CO3均为沉淀)
(7)锂的熔点最高,金属性最弱,因而锂与水反应较慢且反应时锂并不熔化
(8)合金一般为固态,而Na——K合金为液态,可做原子反应堆的导热剂
(9)实验是如何保存锂、钠、钾?它们均是活泼的金属,极易氧化变质甚至引起燃烧,它们又都能与水、水溶液等发生反应产生氢气,是易燃易爆物质,存放它们要保证不与空气、水分接触;又因为它们的密度小,所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中,而将钠、钾保存在煤油中
(10)=碱金属的制取:
①金属Li和Na主要是用电解熔融氯化物的方法制取;
②金属K因为易溶于盐不易分离,且电解时有副反应发生,故一般采用热还原法用Na从熔融KCl中把K置换出来Na+KClNaCl+K (制取金属钾,因为钾的沸点比钠低,使钾成为蒸汽而逸出)
【方法技巧】
①做碱金属与氧气反应的实验时,金属钾、钠的用量一般取绿豆大小为宜。若用量过大,易发生爆炸。在使用前,还应用滤纸吸干钾、钠等金属表面的煤油。未用完的钾、钠要放回原试剂瓶。
②碱金属与氧气反应:Li在常温下或燃烧时均生成Li2O;Na在常温下生成Na2O,燃烧时生成Na2O2 ;K燃烧时主要生成KO2 ;Rb、Cs燃烧时生成更复杂的氧化物。
重点02 卤族元素的结构和性质
1.卤族元素的原子结构
元素名称及符号
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子序数
9
17
35
53
原子结构示意图
最外层电子数
7
7
7
7
电子层数
2
3
4
5
原子半径
从F→I逐渐增大
2.卤素单质物理性质的相似性和递变性
单质
F2→Cl2→Br2→I2
相似性
都有颜色,熔、沸点较低
不易溶于水,易溶于CCl4等有机溶剂(F2易和水发生反应)
递变性
状态(通常状况下)
气体→气体→液体→固体
颜色
淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色(逐渐加深)
密度
逐渐増大
熔点和沸点
逐渐升高
在水中的溶解度
逐渐减小
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与H2的反应
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
暗处
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
①与H2反应的难易程度:越来越困难
②生成气态氢化物的稳定性:依次减弱
③与H2反应所需要的条件:逐渐升高
④与H2反应剧烈程度:逐渐减弱
⑤卤素的非金属性强弱:F>Cl>Br>I)
由表中信息可知,从F2到I2,卤素单质与H2反应所需要的条件逐渐变苛刻,反应剧烈程度逐渐减弱,生成的气态氢化物稳定性逐渐减弱。
(2)卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象
化学方程式
静置后,液体分层,上层无色,下层橙红色
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
静置后,液体分层,上层无色,下层紫红色
2KI+Br2===2KBr+I2
静置后,液体分层,上层无色,下层紫红色
2KI+Cl2===2KCl+I2
结论
①卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2
②卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I->Br->Cl-
(3)溴和碘在不同溶剂中呈现的颜色
物质
颜色
饱和溴水
橙红色
稀溴水
橙黄色
溴溶于苯、四氯化碳等有机溶
红棕色
碘水
黄色到浅棕色
碘的酒精溶液
棕色
碘的四氯化碳溶液
紫色
4.卤素离子的检验
1、AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
2、置换——萃取法
未知液有机层呈
3、氧化——淀粉法检验I-
未知液蓝色溶液,表明含有I−
【方法技巧】
①F是最活泼的非金属元素,F2氧化性很强, F-还原性很弱。F无正价,无含氧酸。
②F2能与水剧烈反应,不存在F2的水溶液。卤素单质与水反应生成氢卤酸与次卤酸 (F2除外),如 X2 + H2O===HX + HXO(X为 Cl、Br、I),F2与H2O反应的化学方程式为2F2 + 2H2O===O2+4HF。
③卤素单质间可以发生置换反应,较活泼的卤素单质可以将较不活泼的卤素单质从它们的盐溶液中置换出来,但F2除外。这是因为F2极易与溶液中的H2O反应生成O2。
④Cl2易液化。
⑤常温下,Br2是唯一呈液态的非金属单质。液溴有很强的腐蚀性,易挥发,有毒。实验室中保存溴单质时常加水液封以减少挥发,试剂瓶不能用橡胶塞。
⑥I2为紫黑色固体,受热易升华,淀粉溶液遇碘变蓝色。
⑦HF是弱酸,而HCl、HBr、HI是强酸,且酸性 HF<HCI<HBr<HI。
⑧卤素单质与活泼金属(如Na、K等)反应生成相应的金属卤化物,如2Na + X22NaX (X 为 F、CI、Br、I)。
⑨变价金属(如Fe、Cu)与卤素单质反应生成高价金属卤化物(碘除外,I2的氧化性较弱,I2与Fe反应只能生成低价态的FeI2)。
考向01 碱金属元素的原子结构与性质
【典例01】(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期末)下列关于碱金属的说法正确的是
A.观察钾与水反应时,需要佩戴护目镜 B.钠的熔点比钾的低
C.碱金属都应保存在煤油中 D.铯的氢氧化物是弱碱
【答案】A
【详解】A.钾与水反应剧烈,产生氢气并可能发生溶液的飞溅,佩戴护目镜是必要的安全措施,A正确;
B.碱金属熔点随原子序数增大而降低:钠的熔点(97℃)高于钾的(63℃),B错误;
C.锂(Li)的密度(0.534 g/cm³)小于煤油的(约0.8 g/cm³),会浮在煤油表面,故不能用煤油保存锂(Li),铯(Cs)的熔点较低(28℃),故铯(Cs)不宜保存在煤油中,C错误;
D.同主族从上到下元素金属性递增,最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强,铯的氢氧化物(CsOH)是强碱,D错误;
故答案选A。
【即时提升1-1】(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·开学考试)下列说法正确的有
①金属钠着火,需要用干燥的沙土灭火②Fe2O3中混有Fe,通入O2,加热除去Fe
③侯氏制碱法是在饱和食盐水中先通入足量CO2、再通入NH3,则析出NaHCO3晶体
④制备Fe(OH)2时,可以将胶头滴管插入FeSO4溶液中挤出NaOH溶液
⑤从Li到Cs,碱金属的密度越来越大,熔、沸点越来越高
⑥根据卤族元素性质的递变规律可知,单质砹常温常压下呈固态
A.①③⑤ B.①④⑥ C.②③⑤ D.①②④
【答案】B
【详解】①金属钠遇水发生剧烈反应,所以金属钠着火,需要用干燥的沙土灭火,①正确;
②Fe在O2中加热生成Fe3O4,不能直接转化为Fe2O3,不能有效除杂,②错误;
③侯氏制碱法是在饱和食盐水中先通入足量NH3,以增强溶液碱性,再通入CO2,提高CO2的吸收效率,③错误;
④制备Fe(OH)2需隔绝氧气,防止被氧化成,可以将胶头滴管插入FeSO4溶液中挤出NaOH溶液,可减少氧化,④正确;
⑤从Li到Cs,碱金属的密度呈增大趋势(除K外,钾密度小于钠),且熔、沸点越来越低,⑤错误;
⑥卤族元素从上到下,单质的熔沸点逐渐升高。砹(At)位于碘(I)下方,碘在常温下呈固态,则单质砹常温常压下也呈固态,⑥正确;
综上,①④⑥正确,故选B。
【即时提升1-2】(25-26高一上·湖南·开学考试)新能源时代,锂矿被誉为“白色石油”。锂的原子结构示意图及锂在元素周期表中的信息如图所示。据此分析下列有关锂的说法中,正确的是
A.锂属于金属元素 B.锂与氧气不能反应
C.锂在化学反应中易得到电子 D.锂的相对原子质量为6.941g
【答案】A
【详解】A.由“金”字旁可知,锂属于金属元素,A正确;
B.在一定条件下,锂能与氧气反应生成氧化锂,B错误;
C.锂原子的最外层电子数为1,小于4,在化学反应中,容易失去电子,C错误;
D.在元素周期表中,元素名称下方的数字表示相对原子质量,相对原子质量是一个比值,单位为“1”,常省略不写,故锂的相对原子质量为6.941,D错误。
故选A。
考向02 卤族元素的原子结构与性质
【典例02】(25-26高一上·福建宁德·期中)某同学在处理钠、氯气相关性质反应的实验操作中做法错误的是
A.把新制的氯水保存在棕色细口瓶中,并放在阴凉处
B.将钠和水反应后的液体直接倒入下水道,无须处理
C.氢气“验纯”后,在空气中点燃,再伸入盛有氯气的集气瓶中
D.用小刀切取一块绿豆粒大小的钠,把剩余钠块放回原试剂瓶
【答案】B
【详解】A.氯水中的次氯酸见光易分解,棕色瓶避光且阴凉保存可减缓分解,符合保存要求,A正确;
B.钠与水反应生成强碱性溶液,直接倒入下水道会腐蚀管道,残留的钠与水反应放热,存在安全隐患,必须处理后排放,B错误;
C.氢气验纯后点燃,再伸入氯气中可安全燃烧,操作合理,C正确;
D.钠容易与空气中的水、氧气反应而变质,故取用后剩余部分需放回原试剂瓶,避免浪费和危险,D正确;
故答案选B。
【即时提升2-1】(25-26高一上·湖北武汉·期末)同学们为了探究碘水与硝酸银的反应,进行如图所示实验。下列说法错误的是
资料:AgI为黄色沉淀
A.过程①中加入溶液后,溶液的酸性明显增强
B.过程③中向滤液1中加入NaCl溶液是为了除去Ag+
C.过程④中溶液变蓝有可能是被空气中的氧化的结果
D.综上所述,向碘水中加入溶液后蓝色褪去是因为Ag+氧化了
【答案】D
【分析】将碘水滴入淀粉溶液中,溶液变蓝色;往蓝色溶液中加入AgNO3溶液,I2+H2OHI+HIO,HI与AgNO3反应生成AgI黄色溶液,同时生成HNO3;由于I2被消耗,所以溶液的蓝色褪去;过滤出AgI后,往滤液中加入NaCl溶液,AgNO3与NaCl反应生成AgCl沉淀;滤液2中加入KI溶液,溶液立即变蓝色,表明溶液中的I-被氧化为I2,I2遇淀粉变蓝色。
【详解】A.过程①中加入溶液后,HI与AgNO3反应生成AgI黄色沉淀,促进反应I2+H2OHI+HIO的进行,生成HNO3使溶液酸性明显增强,A正确;
B.过程③中向滤液1中加入NaCl溶液,AgNO3与NaCl反应生成AgCl沉淀,是为了除去Ag+,从而排除Ag+对实验的干扰,B正确;
C.过程④中溶液变蓝,表明I-被氧化为I2,有可能是被空气中的O2氧化的结果,C正确;
D.向碘水中加入溶液后,又加入了NaCl,将Ag+转化为AgCl沉淀,排除了Ag+氧化I2的可能性,所以蓝色褪去不是因为Ag+氧化了I2,D错误;
故选D。
【即时提升2-2】(25-26高一上·四川广元·期末)实验有助于理论知识的学习。下列实验及其说法不正确的是
A.配制稀硫酸溶液
B.用此装置制备并观察氢氧化亚铁的颜色
C.用肥皂水和燃着的火柴检验反应能生成
D.上图实验结果可说明卤素单质的氧化性
【答案】A
【详解】A.配制稀硫酸溶液时,不能把浓硫酸倒入容量瓶中,因为浓硫酸在稀释过程中会放热,使容量瓶受热膨胀,影响稀硫酸浓度的准确度,A错误;
B.该装置在隔绝空气的条件下可先通过稀硫酸和铁粉反应,生成硫酸亚铁,再向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液来产生氢氧化亚铁,B正确;
C.红热的铁能和水蒸气反应,生成四氧化三铁和氢气,在实验中,肥皂水冒泡后把燃着的火柴靠近气泡时,气泡破裂,气泡中的气体能燃烧(伴有爆鸣声,因为点燃氢气和氧气的混合物会发生爆炸),从而证明氢气的存在,C正确;
D.溴化钾溶液和氯水反应生成溴单质,说明氯气的氧化性大于溴单质的;碘化钾溶液和氯水反应生成碘单质,说明氯气的氧化性大于碘单质的;碘化钾溶液和溴单质反应生成碘单质,说明溴单质的氧化性大于碘单质的;前述实验结果可得出卤素单质的氧化性,D正确;
故答案选A。
考向03 同主族元素原子结构与性质的递变规律
【典例03】(25-26高一上·甘肃兰州·期末)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是
A.由于钠和钾的原子结构极为相似,所以它们对应的碱都是强碱
B.碱金属元素随着原子序数的递增,元素对应的单质与水反应的剧烈程度逐渐降低
C.第ⅦA族元素随着原子序数的递增,元素对应的单质的熔沸点逐渐升高
D.通过卤素单质与氢气反应所需要的反应条件难易,可以判断氯的非金属性比溴强
【答案】B
【详解】A.钠和钾都属于碱金属元素,原子结构相似(最外层均有一个电子),对应的氢氧化物NaOH和KOH均为强碱,A正确;
B.碱金属元素从锂到铯,原子序数递增,原子半径增大,金属性增强,单质与水反应的剧烈程度逐渐增强(如锂反应温和,钠剧烈,钾更剧烈),而非降低,B错误;
C.卤族元素(第ⅦA族)从氟到碘,原子序数递增,单质分子间范德华力增强,熔沸点逐渐升高,C正确;
D.卤素单质与氢气反应条件越容易,非金属性越强;氯与氢气在光照下即可反应,而溴需加热,反应条件更难,表明氯的非金属性比溴强,D正确;
故选B。
【即时提升3-1】(25-26高一上·云南昆明·阶段检测)下列关于的比较错误的是
A.原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.对应单质的还原性随核电荷数的增加而增强
C.对应单质与水(或酸)的反应随电子层数的增加越来越剧烈
D.对应单质的颜色随核电荷数的增加而逐渐加深
【答案】D
【详解】A.这四种碱金属元素原子的电子层数分别为2、3、4、5,即随核电荷数的增加而增多,A正确;
B.为同族金属元素,随核电荷数的增加,它们的原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,则对应单质的还原性逐渐增强,B正确;
C.对应单质的还原性逐渐增强,与水(或酸)的反应越来越剧烈,C正确;
D.单质的颜色均为银白色,D错误;
答案选D。
【即时提升3-2】(25-26高一上·云南昭通·期末)类推的思维方法是化学学习中的一种重要方法,但是类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几个类推结论正确的是
A.是碱性氧化物;FeO、都是碱性氧化物
B.铁制品露置在空气中一段时间后就会生锈;铝的性质比铁活泼,铝制品在空气中也不稳定
C.Fe与直接化合时可得到;Fe与直接化合时也可得到
D.固体受热易分解;固体受热也易分解
【答案】D
【详解】A.与酸反应生成两种盐,不属于碱性氧化物,故A错误;
B.铁露置在空气中由于发生化学反应而生锈,但性质更活泼的铝由于易被氧化,在表面形成致密的氧化膜而得到保护,所以铝具有较好的抗腐蚀能力,可稳定存在于空气中,故B错误;
C.是一种弱氧化剂,和Fe直接化合时只能得到,故C错误;
D.NaHCO3、Ca(HCO3)2受热易分解生成Na2CO3、CaCO3,故D正确;
故选D。
基础巩固
1.(25-26高一上·江西九江·期末)图像能直观反映化学反应的表征现象,下列选项与图像相符合的是
A.图①为氯水长期置于阳光下,溶液pH的变化
B.图②为向溶液中滴加溶液过程中溶液导电能力的变化
C.图③为碱金属单质的熔点随核电荷数递增的变化
D.图④为固体长期露置于空气中的质量变化
【答案】A
【详解】A.光照会使氯水中的分解为和氧气,并促进氯水中的与水的反应(),最终变成盐酸,溶液pH降低,A项正确;
B.向溶液中滴加溶液,自始至终含有,导电能力不会为0,B项错误;
C.碱金属单质的熔点随核电荷数递增而降低,C项错误;
D.长期露置于空气中,经过潮解变为液态,然后经过吸收二氧化碳、风化等最终变成粉末状的碳酸钠(),固体质量增大,D项错误;
故答案选A。
2.(25-26高一上·北京·期中)验证氧化性强弱,设计如下实验(忽略氧气的影响):
已知:氯水呈黄绿色,稀溴水呈黄色,碘水呈棕黄色。
实验①
实验②
实验③
实验④
溶液变为浅黄绿色
溶液变为黄色
溶液变为棕黄色
溶液变为蓝色
下列说法不正确的是
A.实验①设计目的为:排除实验②③④中水稀释的影响 B.实验②发生反应为:
C.实验③的现象可以证明氧化性: D.实验④能证明氧化性:
【答案】D
【详解】A.实验采用控制变量方法,实验①为对照实验,可排除实验②③④中水稀释对溶液颜色变化的影响,故A正确;
B.将氯水滴入KBr溶液中,溶液变黄色,说明能发生反应:,故B正确;
C.将氯水滴入KI溶液中,发生反应,使溶液变为棕黄色。反应中氧化剂是,氧化产物是,因为氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可以证明氧化性:,故C正确;
D.②反应后的溶液中含有反应产生的,但也可能含有过量的,因此可能发生反应:和,生成的遇淀粉溶液变为蓝色,该实验不能证明氧化性:,故D错误;
答案选D。
3.(24-25高一上·陕西西安·期末)某兴趣小组用和浓盐酸制取氯气并探究氯、溴、碘的相关性质,设计装置图如下所示,图中分别放置湿润的有色布条、干燥的有色布条(夹持及加热装置已略去)。下列说法错误的是
A.若装置A中消耗,则产生
B.装置B可以平衡气压,若后续装置发生堵塞,则可观察到长颈漏斗内液面上升
C.为验证氯气是否具有漂白性,C中固体为无水
D.通入足量的氯气后,打开E的活塞,将溶液滴入D中,锥形瓶下层液体呈紫红色即证明氧化性
【答案】D
【分析】该实验目的是用和浓盐酸制取氯气并探究氯、溴、碘的相关性质,装置A为和浓盐酸制取氯气发生装置,装置B可以除去中混有的,并防堵塞,装置C可以检验是否具有漂白性,装置E、D探究氯气的氧化性,及溴、碘的相关性质,装有溶液的烧杯为尾气处理装置。
【详解】A.装置A中发生的化学反应为,根据化学计量系数关系可知,消耗,则产生,A项正确;
B.装置B中饱和食盐水可以除去中混有的,长颈漏斗可以平衡气压,若后续装置发生堵塞,装置B中压强增大,使长颈漏斗内液面上升,B项正确;
C.C中Ⅰ处为湿润的有色布条,褪色,Ⅱ处为干燥剂,固体可以是无水,吸水干燥氯气,Ⅲ处为干燥的有色布条,不褪色,即可以验证氯气不具有漂白性,C项正确,
D.通入足量的氯气后,E分液漏斗中溶液由无色变为橙色,发生,说明氧化性,分液漏斗中溶液含有,也可能含有过量的,打开E的活塞,将溶液滴入D中,锥形瓶下层液体呈紫红色说明有生成,可能发生,对利用反应证明氧化性有干扰,故不能证明氧化性,D项错误;
答案选D。
4.(25-26高一上·湖南长沙·期末)2022年,中国科学家利用碘废液制得高纯度的氯化碘(ICl),进一步优化了卤素在生产生活中的应用,是一种卤素互化物,其化学性质很像卤素单质,也能与水发生反应:。下列关于卤素单质和卤素互化物的性质的说法中,错误的是
A.与溶液反应,生成和
B.ICl与水反应时既不是氧化剂,也不是还原剂
C.,说明氧化性:
D.与足量溶液反应生成和,转移电子
【答案】D
【详解】A.由题干信息可知,所以与溶液反应时,生成的HCl和HIO与NaOH反应生成和,反应中无价态变化,A正确;
B.与水反应:,碘和氯的氧化态均未改变(I均为+1,Cl均为-1),无电子转移,因此ICl既不是氧化剂也不是还原剂,B正确;
C.反应中,为氧化剂,为氧化产物,氧化性 > ,符合氧化还原反应规律,C正确;
D.与足量反应生成和的反应为,3 mol 转移5 mol电子,故1 mol 转移电子,而非5 mol电子,D错误;
故答案选D。
5.(25-26高一上·辽宁沈阳·期末)某校研究性学习小组拟用下图装置制取纯净、干燥的氯气,并利用氯气与碘反应制备一氯化碘(ICl)。
已知:①ICl是红棕色液体,熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,易挥发,易与水反应,溶于乙醇、乙醚等;②氯气与碘的反应为放热反应。
(1)上述装置,按气流方向连接的顺序为A→_______→D(装置可重复使用);
(2)A装置中发生反应的离子方程式为_______。
(3)仪器a名称是_______,E装置的作用是_______。
(4)B装置烧瓶需采用_______(填“热水浴”“冷水浴”或“热油浴”),其目的是:_______。
(5)C装置可以用F装置代替,F装置的作用是除去中的,_______(答出两点即可)。
(6)ICl是一种卤素互化物,其性质与卤素单质相似,如:ICl+H2O=HCl+HIO。以下判断正确的是_______。
A.的沸点介于和之间
B.能与反应生成
C.ICl与水的反应属于氧化还原反应
D.ICl与冷的溶液反应的离子方程式为
【答案】(1)C→E→B→E
(2)
(3) 分液漏斗 对氯气进行干燥,且避免有水蒸气从氢氧化钠溶液进入B中
(4) 冷水浴 防止ICl挥发
(5)平衡压强,防止装置堵塞,防止倒吸
(6)AB
【分析】A中反应生成氯气,通过C除去挥发出来的氯化氢,通过E对氯气进行干燥,然后氯气进入B中和碘单质反应生成一氯化碘,D为尾气吸收装置,由于一氯化碘能与水反应,装置B和D之间加装一个装置E,避免有水蒸气从氢氧化钠溶液进入B中。
【详解】(1)由分析,按照制备氯气→除杂→干燥→制备ICl→干燥→尾气吸收的顺序连接各装置,则顺序为A→C→E→B→E→D;
(2)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:;
(3)仪器a名称是分液漏斗,E装置的作用是对氯气进行干燥,且避免有水蒸气从氢氧化钠溶液进入B中;
(4)已知信息中提到:碘与氯气的反应为放热反应,ICl是一种红棕色液体,沸点97.4℃;为防止ICl挥发,B装置烧瓶需采用冷水浴;
(5)F装置中的长颈漏斗与大气相通,则F装置的作用是除去中的,还可以平衡压强,防止装置堵塞,防止倒吸;
(6)A.的相对分子质量介于和之间,则的沸点介于和之间,正确;
B.由已知反应ICl+H2O=HCl+HIO,中碘为+1价,其能与发生归中反应生成,正确;
C.ICl与水的反应过程中元素的化合价均不发生变化,不属于氧化还原反应,错误;
D.由已知反应ICl+H2O=HCl+HIO,ICl与稀NaOH溶液可发生非氧化还原反应生成氯化钠、次碘酸钠和水,离子方程式为,错误;
故选AB。
6.(25-26高一上·山东济宁·期中)氯化碘()的化学性质与氯气相似,能与大多数金属反应生成金属氯化物,能与许多非金属单质反应生成相应氯化物,能与水反应等。其与水反应的方程式为。下列关于的叙述中不正确的是
A.是一种有色物质
B.在许多反应中可作氧化剂
C.在与水的反应中,既是氧化剂又是还原剂
D.与溶液反应可生成两种钠盐
【答案】C
【详解】A.ICl是卤素互化物,有色,A正确;
B.ICl中碘元素的化合价为+1价,可降低为0价,具有强氧化性,可作氧化剂,B正确;
C.中没有元素化合价发生变化,该反应不是氧化还原反应,C错误;
D.由反应可以看出,与NaOH溶液反应后的产物应为NaIO和NaCl两种盐,D正确;
故选C。
7.(24-25高一上·广东深圳·期末)如图是部分短周期元素原子(用字母表示)最外层电子数与原子序数的关系图,则下列说法正确的是
A.Z的单质很活泼,能将铜从其盐溶液中置换出来
B.单质X与Z的反应只能生成一种氧化物
C.R的氧化物对应的水化物为强酸
D.单质Y与水反应生成一种酸和一种单质
【答案】D
【分析】从图中可以看出,X、Y的最外层电子数分别为6、7,它们不可能是第一周期元素,则X为O元素、Y为F元素;Z为Na元素,R为S元素,W为Cl元素。
【详解】A.Z原子的最外层有1个电子,为碱金属元素Na,其单质性质很活泼,放入铜盐溶液中先与水反应,不能将铜从其盐溶液中置换出来,A不正确;
B.单质X为O2,与Z的单质Na反应,可能生成Na2O、Na2O2两种氧化物,B不正确;
C.R为S元素,R的氧化物可能为SO2、SO3,对应的水化物中,H2SO4为强酸,H2SO3为弱酸,C不正确;
D.单质Y为F2,与水反应生成一种酸(HF)和一种单质(O2),D正确;
故选D。
8.(26-27高三·全国·一轮复习)碱金属的与特殊性
(1)一般性
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均为1个电子
电子层数逐渐增多;核电荷数逐渐___________;原子半径逐渐___________
元素性质
都具有较强的金属性,最高正价均为价
金属性逐渐___________
单质性质
物理性质
(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点___________
密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐___________
化学性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐___________;与反应越来越剧烈,产物越来越复杂
(2)特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在___________中。
③试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。
④碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是___________化合物,其中氢以形式存在,显___________价,碱金属氢化物是强还原剂。
⑤碱金属常温下均能与氧气反应生成氧化物,但Li与氧气不管是常温还是加热均生成。
⑥一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对ⅠA族非常活泼的金属Na、K等除外,如:。
【答案】(1) 增大 增大 增强 低 减小 增强
(2) 石蜡油 离子
【详解】(1)碱金属位于第ⅠA族,最外层均为1个电子,由,电子层数逐渐增多;核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐降低,还原性逐渐增强;易失去电子,都具有较强的金属性,最高正价均为+1价,(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点较低,都具有较强的还原性;与反应越来越剧烈,产物越来越复杂。
(2)碱金属的特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡油中。
③试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。
碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以形式存在,显价,碱金属氢化物是强还原剂。
⑤碱金属常温下均能与氧气反应生成氧化物,但Li与氧气不管是常温还是加热均生成。
⑥一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对ⅠA族非常活泼的金属Na、K等除外,如:。
9.(25-26高一下·山东泰安·阶段检测)下列关于碱金属元素的说法正确的是
A.第ⅠA族元素叫碱金属元素 B.金属锂可以保存在煤油中
C.都能生成过氧化物 D.熔点:Li>Na>K>Rb>Cs
【答案】D
【详解】A.第ⅠA族包含H元素,H是非金属元素,除H外的第ⅠA族元素才是碱金属元素,故A错误;
B.锂的密度小于煤油,会浮在煤油表面无法隔绝空气,不能保存在煤油中,锂应保存在石蜡中,故B错误;
C.锂与氧气反应只能生成氧化锂,无法生成过氧化物,不是所有碱金属都能生成过氧化物,故C错误;
D.碱金属从上到下原子半径逐渐增大,金属键键能逐渐减弱,熔点逐渐降低,故熔点:,故D正确;
选D。
10.(24-25高二上·陕西汉中·开学考试)我国“大国重器”频频问世,彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法错误的是
A.“华龙一号”核电海外投产,其反应堆所用轴棒中含有的与互为同素异形体
B.“天问一号”火星车的保温材料为纳米气凝胶,能产生丁达尔效应
C.“梦天实验舱”搭载铷原子钟计时,铷是碱金属元素
D.“中国天眼”发现纳赫兹引力波,其太阳能电池使用的高柔韧性单晶硅为半导体材料
【答案】A
【详解】A.与的质子数相等,中子数不同,二者互为同位素,与不是单质,不互为同素异形体,A错误;
B.纳米气凝胶属于胶体,能产生丁达尔效应,B正确;
C.铷位于第五周期IA族,是碱金属元素,C正确;
D.单晶硅为良好的半导体材料,可以制造太阳能电池,D正确;
故选A。
11.(2026·河南南阳·模拟预测)碱金属元素的“价—类”二维图如图所示,下列说法正确的是
A.氢化物a与反应生成的气体为极性分子
B.若为钠,加热后得到的氧化物为碱性氧化物
C.在焰色试验时若的火焰呈黄色,则为
D.碱金属元素形成的盐e的溶液可能显酸性
【答案】D
【分析】a为+1价碱金属氢化物,通式为,b为碱金属单质,c为+1价碱金属氧化物,d为+1价碱金属对应的碱,通式为,e为+1价碱金属形成的盐。
【详解】A.氢化物a与反应的方程式为,生成的气体为,属于非极性分子,A错误;
B.若b为钠,加热后得到的氧化物为,不属于碱性氧化物,B错误;
C.焰色试验中e的火焰呈黄色,说明含有钠元素,则d为,一定不是,Li的焰色为紫红色,C错误;
D.碱金属元素形成的酸式盐如,其在水溶液完全电离出,溶液显酸性,D正确;
故选 D。
12.(25-26高一下·河南信阳·阶段检测)超氧化钾与性质相似,广泛应用于航天和潜水的供氧剂。
下列说法正确的是
A.实验室金属钾失火,能用灭火器灭火
B.与发生反应:
C.除去溶液中少量,应通入足量的
D.用带玻璃塞的试剂瓶保存溶液
【答案】C
【详解】A.着火生成的会与反应,所以钾着火不能用灭火器灭火,A项错误;
B.方程式中原子数目不守恒,正确方程式为:,B项错误;
C.根据:碳酸钾和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钾,除去溶液中少量,应通入足量的,C项正确;
D.应用带橡胶塞的试剂瓶保存溶液,D项错误;
故选C。
13.(23-24高一下·上海·阶段检测)盛放液溴的试剂瓶中要加入一定量的水,其目的是
A.制得溴水 B.比较水和液溴的密度
C.防止液溴挥发 D.防止液溴变质
【答案】C
【详解】液溴易挥发,为防止液溴挥发,盛放液溴的试剂瓶中要加入一定量的水,故答案为:C。
14.(23-24高三上·湖北武汉·期末)下列离子方程式正确的是
A.实验室配制的亚铁盐溶液在空气中被氧化:
B.漂白粉溶液在空气中失效:
C.向硫酸铜溶液中加入溶液生成黑色沉淀:
D.长期放置的溶液出现黄色:
【答案】D
【详解】A.实验室配制的亚铁盐溶液在空气中被氧化:,A错误;
B.漂白粉溶液在空气中与二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙: ,B错误;
C.向硫酸铜溶液中加入NaHS溶液生成黑色沉淀: ,C错误;
D.长期放置的KI溶液中,碘离子被O2氧化生成碘单质,溶液出现黄色,发生的反应为:,D正确;
故选D。
15.(23-24高一上·浙江·阶段检测)请按要求填空。
(1)写出磁性氧化铁的化学式:___________。
(2)碘水与溶液混合,生成了,写出反应的离子方程式:___________。
(3)溴水与溶液反应有淡黄色AgBr沉淀生成,写出反应的离子方程式:________。
(4)已知在一定温度下,溴与NaOH溶液反应,产物中NaBrO与的物质的量之比为3:1,写出反应的化学方程式:___________。
【答案】(1)
(2)
(3)(或、)
(4)
【详解】(1)磁性氧化铁是四氧化三铁的俗称,其化学式为;
(2)碘水与溶液混合,生成了,为氧化剂,被还原为I-,为还原剂,被氧化为,反应的离子方程式为:;
(3)溴水与溶液反应有淡黄色AgBr沉淀生成,溴溶于水生成HBr和HBrO,HBr是强酸,完全电离,Br-和Ag+反应生成AgBr沉淀:,,相加得总方程式:;
(4)溴与NaOH溶液反应,产物中NaBrO与的物质的量之比为3:1,若NaBrO的物质的量为3mol,则NaBrO3的物质的量为1mol,Br2转化为NaBrO与,Br的化合价都升高,共失去8mol电子,根据电子守恒,生成的NaBr为8mol,再根据质量守恒,写出反应的化学方程式为:。
培优拓展
16.(25-26高一下·江苏南京·开学考试)海水中的含量约为,海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,以碘离子的形式存在。
为研究海水提溴工艺,甲、乙两同学分别设计了如下实验流程:
甲:
乙:
(1)甲同学的实验中,通入热空气吹出,利用了溴的________性。
(2)蒸馏时,为达到良好的冷凝效果,要求冷凝水必须从冷凝管________(选填“上口”或“下口”)通入。
(3)对比甲、乙两流程,最大的区别在于对含溴苦卤的处理方法不同,其中符合工业生产要求的是________(填“甲”或“乙”),理由________。实验室里从海藻中提取碘的流程如图:
(4)灼烧海藻灰要在________中进行。
流程中后期处理用反萃取法:
(5)碘单质与浓NaOH溶液发生的反应为:,像这种将富集在四氯化碳中的碘单质利用化学转化法重新富集在水中的方法即为反萃取法。指出上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,反萃取法比直接蒸馏法的优点有________。
(6)写出、与45%的溶液反应的离子方程式:________。
【答案】(1)易挥发
(2)下口
(3) 甲 海水中溴的浓度低,直接蒸馏成本高,甲流程中的溴的富集,提高了溴的浓度,减少能源消耗,降低成本(答案合理即可)
(4)坩埚
(5) 能耗低或产率高或有利于有机溶剂的循环利用(答案合理即可)
(6)
【分析】苦卤先加硫酸酸化,再通入氯气将溴离子氧化为溴单质,然后利用溴单质挥发性,用热空气将其吹出,吹出的溴单质用二氧化硫水溶液吸收,吸收液再通入氯气氧化溴离子生成溴单质,再通过蒸馏得到液溴;灼烧海藻灰要在坩埚中进行,海藻灰浸泡后过滤得到含碘离子的溶液,通入氯气氧化生成碘单质,萃取分液得到含碘的有机溶液,经过提纯得到碘单质。
【详解】(1)通入热空气吹出Br2,利用了溴的易挥发性质,故答案为易挥发;
(2)蒸馏时冷凝管的进水顺序为下口进上口出,这样可使冷凝管中充满水,达到良好的冷凝效果;故答案为下口;
(3)海水中溴的浓度低,直接蒸馏成本高,甲流程的溴的富集,提高了溴的浓度,减少能源消耗,降低成本,所以甲符合工业要求;故答案为甲;海水中溴的浓度低,直接蒸馏成本高,甲流程的溴的富集,提高了溴的浓度,减少能源消耗,降低成本;
(4)灼烧固体应在坩埚中进行,故答案为坩埚;
(5)反应中碘单质既作氧化剂又作还原剂,3 mol碘单质发生上述反应时,有0.5 mol碘单质化合价升高转化为碘酸钠作还原剂,有2.5 mol碘单质化合价降低转化为NaI作氧化剂,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为;反萃取法相比直接蒸馏法能耗低或产率高或有利于有机溶剂的循环利用;故答案为;能耗低或产率高或有利于有机溶剂的循环利用;
(6)、与45%的溶液发生归中反应生成碘单质和水,离子方程式为。
17.(23-24高一下·湖南株洲·期末)某实验小组设计如图方案回收利用含的废液。下列说法不正确的是
(已知:)
A.步骤Ⅰ中,加入足量溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出
C.试剂可选用稀硫酸,发生的离子反应为:
D.步骤Ⅱ中,实验操作为蒸馏
【答案】D
【分析】由题给流程可知,向碘的四氯化碳溶液中加入碳酸钠溶液,碳酸钠溶液与碘反应得到含有碘化钠和次碘酸钠的混合溶液,分液得到四氯化碳和溶液A;向溶液A中加入硫酸溶液,碘化钠和次碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘。
【详解】A.由分析可知,步骤Ⅰ中,加入足量碳酸钠溶液发生的反应得到含有碘化钠和次碘酸钠的混合溶液,则充分反应后,上下两层均为无色,上层为含有碘化钠和次碘酸钠的混合溶液,下层为四氯化碳,故A正确;
B.四氯化碳的密度大于水,加入足量碳酸钠溶液充分反应后,上下两层均为无色,下层为四氯化碳,则分液时应从分液漏斗下口放出,故B正确;
C.由分析可知,向溶液A中加入硫酸溶液的目的是使碘化钠和次碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘,离子方程式为,故C正确;
D.步骤Ⅱ中,生成了碘单质和硫酸钠溶液,碘单质在水中溶解度小,主要以固体存在,实验操作为过滤可得粗碘,故D错误;
答案选D。
18.(25-26高一下·浙江温州·阶段检测)某化学课外小组的同学为了探究卤素单质及化合物的性质,设计了如下实验,装置如下:
请回答:
(1)装置A中化学方程式为:_____。
(2)下列试剂最有可能替代E中溶液是_____。
A.浓 B.饱和食盐水
C.石灰乳.. D.水
(3)当装置D中通入由A处产生的气体少量时可能出现的现象是:_____;
(4)可充分参与各反应。当装置B中_____(填入实验现象,下同),装置C_____,取少量B中的溶液滴入盛有-淀粉溶液的试管中,通过观察现象,可证明氧化性强于(忽略溶解)。
【答案】(1)
(2)C
(3)溶液变蓝
(4) 溶液变黄或颜色加深 溶液不变色
【分析】装置A中用浓盐酸与二氧化锰反应制备;生成的通入装置B、C、D中,可依次与溶液、溶液和淀粉溶液接触,观察现象;装置E中溶液用于吸收多余的。
【详解】(1)装置A中浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水。反应的化学方程式为;
(2)装置E的作用是吸收含氯气的尾气,防止污染空气;选项中浓硫酸、饱和食盐水不能吸收氯气,水能少量吸收氯气,石灰乳()能大量吸收氯气,答案选C;
(3)的氧化性强于,当通入到-淀粉溶液中,发生反应,溶液中淀粉遇单质碘变蓝,答案为溶液变蓝;
(4)依次通过B、C、D、E,能将溶液中的氧化成,能观察到B中溶液颜色变黄,答案为溶液变黄或颜色加深;欲证明氧化性强于,则通入的少量在装置B中充分反应,C中无通入,溶液无变化,答案为溶液不变色。
19.(25-26高一上·广东·期末)碘化亚铁()在常温下为灰黑色固体,易升华,易吸水受潮,常用于医药,可由碘单质和还原性铁粉在加热条件下制备。回答下列问题:
(1)实验室用如图所示装置制备(已知焦性没食子酸的碱性溶液可吸收)。
①装置中盛碱石灰的仪器名称为________;若无盛有碱石灰的装置,铁粉可能参与的副反应的化学方程式为________。
②反应装置与收集器连接处使用粗玻璃管代替细导管的原因是________。
③图中a试剂为________。
(2)化学兴趣小组为了探究的还原性,进行了如下实验:取一定量的溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色,同学们对溶液变黄色的原因提出了不同的看法,甲同学认为是被氧化生成,乙同学认为是被氧化生成。
随后化学兴趣小组进行如下实验进行验证。
实验步骤
现象
结论
I取少量黄色溶液于试管中,滴加淀粉溶液
________
甲同学观点正确
Ⅱ取少量黄色溶液于试管中,滴加________溶液
溶液不变红
乙同学观点不正确
①上述实验I中的现象为________,Ⅱ中滴加了________(填化学式)溶液。化学兴趣小组得到的结论:的还原性________(填“>”“<”或“=”)的还原性。
②依据上述实验中所得结论,往含的溶液中通入标准状况下11.2 L的,充分反应,请写出该反应的离子方程式________。
【答案】(1) 球形干燥管 防止碘化亚铁凝华堵塞导管 浓硫酸
(2) 溶液变蓝 KSCN >
【分析】通入去除氧气的空气排尽装置内空气,再点燃酒精灯制备,用收集器收集,实验停止时先熄灭酒精灯,待冷却至室温再停止通入空气;装置a中的浓硫酸防止吸水受潮,据此分析:
【详解】(1)① 盛装碱石灰的球形仪器名称为球形干燥管;空气中的已经被焦性没食子酸碱性溶液吸收,空气通过溶液会带出水蒸气,若无碱石灰干燥,加热时铁粉会与水蒸气发生副反应,方程式为;
② 已知易升华,升华后的在温度较低的导管处会凝华为固体,用粗玻璃管可避免固体凝华堵塞导管;
③ 易吸水受潮,a试剂的作用是防止后续NaOH溶液中的水蒸气进入收集器,因此a中的液体干燥剂为浓硫酸;
(2)① 若甲观点正确,即溶液中生成,淀粉遇碘单质变蓝,因此现象为溶液变蓝;检验常用KSCN溶液,实验现象为溶液不变红,说明没有生成,少量氯水优先氧化,证明还原性:;
② 标况下物质的量为,含、;由于还原性,先氧化,完全反应消耗,剩余只能氧化,配平后得到离子方程式:。
20.(25-26高一下·广东·期末)从海带中提取碘,过程如下,为检验浊液中是否含碘元素,选择的试剂是
A.硫酸亚铁溶液 B.氯水和淀粉溶液
C.二氧化硫气体 D.氯化钡溶液
【答案】B
【分析】海带灼烧后,碘以I⁻形式存在。
【详解】A.硫酸亚铁溶液不能和碘离子反应,不符合题意;
B.氯水作为氧化剂将I-氧化为I2,淀粉遇I2显蓝色,符合题意;
C.二氧化硫和碘离子不反应,不符合题意;
D.氯化钡和碘离子不反应,不符合题意;
故选B。
21.(25-26高一下·安徽阜阳·期中)下列有关卤族元素的说法错误的是
A.从到,颜色由浅到深 B.位于ⅦA族
C.HI受热不易分解 D.单质均具有氧化性
【答案】C
【详解】A.卤素单质从到,颜色由浅到深,分别为浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,A正确;
B.卤族元素原子最外层都有7个电子,所以位于ⅦA族,B正确;
C.同主族从上到下氢化物的稳定性逐渐减弱,HI受热易分解,C错误;
D.卤素单质具有氧化性,能氧化还原性物质,D正确;
故选C。
22.(25-26高一下·浙江金华·阶段检测)化学实验室重视实验安全和试剂保存,下列表述不正确的是
A.实验室未用完的钠、钾、白磷等不能放回原试剂瓶
B.强氧化剂如KMnO4、KClO3固体不能随意丢弃,可配成溶液后再进行常规处理
C.溴单质易挥发,应保存在带有玻璃塞的棕色试剂瓶中
D.对于含Hg2+的废液,可利用Na2S溶液进行处理,将沉淀物作为废渣处理
【答案】A
【详解】A.实验室未用完的钠、钾、白磷若随意丢弃易引发火灾,必须放回原试剂瓶,该表述错误,A错误;
B.强氧化剂如、固体不能随意丢弃,可配成溶液后再进行常规处理,该表述正确,B正确;
C.溴单质易挥发,具有氧化性可腐蚀橡胶塞,应保存在带有玻璃塞的棕色试剂瓶中,该表述正确,C正确;
D.含的废液加入溶液,可生成沉淀,将沉淀物作为废渣处理,该表述正确,D正确;
故选 A。
23.(24-25高一上·宁夏银川·期末)下列说法不正确的是
A.新制氯水可以用棕色的细口瓶保存
B.氯气和铁反应剧烈,所以不能用钢瓶储存液氯
C.碘单质易升华,所以储存在密闭容器中,并确保密封良好
D.液溴易挥发,同时在水中溶解度小,保存时加一层蒸馏水液封
【答案】B
【详解】A. 新制氯水见光时其中的次氯酸会发生分解,需要保存在棕色细口瓶中,A正确;
B.氯气在点燃或加热时才能与铁发生反应,常温下不会反应,液氯可以储存在钢瓶中,B错误;
C.碘易升华,保存时应密封,C正确;
D.液溴易挥发,溴在水中溶解度小,故应水封保存,D正确;
答案选B。
24.(25-26高一下·甘肃白银·阶段检测)下列操作正确且能达到实验目的的是
A.除去中的
B.检验某溶液中是否含有钾元素
C.探究的热稳定性
D.比较、、的非金属性强弱
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.氯气会与碱石灰中氢氧化钠反应,A错误;
B.钾元素的焰色反应实验需要透过蓝色钴玻璃观察,以滤去黄光(可能来自钠杂质),钾焰色反应为紫色,B正确;
C.加热固体时,试管口应略向下倾斜,向上倾斜会导致冷凝水回流至热的试管底部,可能引起试管炸裂,C错误;
D.步骤Ⅰ:向KBr溶液中滴入过量新制氯水,氯气氧化溴离子生成溴单质,此步骤可证明非金属性Cl > Br,步骤Ⅱ:向KI和淀粉的混合液中滴入步骤Ⅰ反应后的溶液,由于步骤Ⅰ中氯水过量,溶液中仍含有未反应的Cl2,Cl2会优先与KI反应,氧化碘离子生成碘单质,即使没有Br2参与,溶液也会变蓝。这无法证明Br2能氧化I-,即无法得出非金属性:Br > I的结论,D错误;
故选B。
25.(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。
【详解】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。
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第10讲 原子结构与元素的性质
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1.能说出原子核外电子排布规律,会书写 1~20 号元素原子、离子的核外电子排布。
2.结合原子结构,认识元素化合价、原子半径的周期性变化规律。
3.理解元素金属性、非金属性随原子序数变化的规律,能结合实验事实判断强弱。
4.建立 “原子结构→元素性质→周期律” 的逻辑关系,会用规律分析、预测元素性质。
重点01 碱金属元素的原子结构与性质
1.碱金属元素的原子结构
碱金属元素
元素名称
元素符号
核电荷数
原子结构示意图
最外层电子数
电子层数
原子半径/nm
锂
Li
3
1
2
0.152
钠
Na
11
1
3
0.186
钾
K
19
1
4
0.227
铷
Rb
37
1
5
0.248
铯
Cs
55
1
6
0.265
2.碱金属单质化学性质实验探究
(1)碱金属与氧气的反应
碱金属单质
钾
钠
实验操作
实验现象
先熔化成小球,后燃烧,反应比钠更剧烈,火焰呈______(透过蓝色钻玻璃)
先燃化成小球,后燃烧,反应剧烈,火焰呈黄色
结论
金属活泼性:钾>钠
实验原理
K+O2KO2(超氧化钾)
2Na +O2Na2O2
(2)碱金属与水的反应
碱金属
钾
钠
实验操作
实验现象
浮于水面,熔成小球,四处游动,有轻微爆炸声,反应后的溶液加酚酞______
浮于水面,熔成小球,四处游动,有“嘶嘶”的响声,反应后的溶液加酚酞变红
结论
与水反应的剧烈程度:K>Na
金属活泼性:K>Na
实验原理
2K+2H2O===2KOH+H2↑
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(3)碱金属单质化学性质比较
碱金属单质
与氧气反应的产物
与水反应的现象
反应程度
金属性
Li
Li2O
剧烈
Na
Na2O、Na2O2
更剧烈
K
K2O、K2O2、KO2
轻微的爆炸
Rb
常温下自燃,产物更为复杂
遇水立即燃烧,爆炸
Cs
结论
从Li到Cs,碱金属单质的还原性逐渐______,元素的金属性逐渐______。
3.碱金属单质物理性质的相似性和递变性
碱金属单质
颜色和状态
密度/( g/cm3 )
熔点/℃
沸点/℃
锂
银白色,柔软
0.534
180.5
1 347
钠
0.97
97.81
882.9
钾
0.86
63.65
774
铷
1.532
38.89
688
铯
略带金色光泽,柔软
1.879
28.40
678.4
4.碱金属中的一般和特殊之处
(1)Na、K需保存于煤油中,但Li的密度比煤油小,所以Li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡
(2)碱金属中,从Li→Cs,密度呈增大的趋势,但ρ(K)<p(Na)
(3)酸式盐的溶解度一般大于正盐,但溶解度NaHCO3<Na2CO3
(4)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但第IA族金属Na、K等除外
(5)一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对第IA族非常活泼的金属Na、K等除外
如:2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4
(6)锂易于氮气反应生成Li3N (因为锂和镁处于对角线位置,化学性质相似,即LiOH、Li2CO3均为沉淀)
(7)锂的熔点最高,金属性最弱,因而锂与水反应较慢且反应时锂并______
(8)合金一般为固态,而Na——K合金为液态,可做原子反应堆的导热剂
(9)实验是如何保存锂、钠、钾?它们均是活泼的金属,极易氧化变质甚至引起燃烧,它们又都能与水、水溶液等发生反应产生氢气,是易燃易爆物质,存放它们要保证不与空气、水分接触;又因为它们的密度小,所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中,而将钠、钾保存在煤油中
(10)=碱金属的制取:
①金属Li和Na主要是用电解熔融氯化物的方法制取;
②金属K因为易溶于盐不易分离,且电解时有副反应发生,故一般采用________用Na从熔融KCl中把K置换出来Na+KClNaCl+K (制取金属钾,因为钾的沸点比钠低,使钾成为蒸汽而逸出)
【方法技巧】
①做碱金属与氧气反应的实验时,金属钾、钠的用量一般取绿豆大小为宜。若用量过大,易发生爆炸。在使用前,还应用滤纸吸干钾、钠等金属表面的煤油。未用完的钾、钠要放回原试剂瓶。
②碱金属与氧气反应:Li在常温下或燃烧时均生成Li2O;Na在常温下生成Na2O,燃烧时生成Na2O2 ;K燃烧时主要生成KO2 ;Rb、Cs燃烧时生成更复杂的氧化物。
重点02 卤族元素的结构和性质
1.卤族元素的原子结构
元素名称及符号
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子序数
9
17
35
53
原子结构示意图
最外层电子数
7
7
7
7
电子层数
2
3
4
5
原子半径
从F→I逐渐增大
2.卤素单质物理性质的相似性和递变性
单质
F2→Cl2→Br2→I2
相似性
都有颜色,熔、沸点较低
不易溶于水,易溶于CCl4等有机溶剂(F2易和水发生反应)
递变性
状态(通常状况下)
气体→气体→液体→固体
颜色
淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→______(逐渐加深)
密度
逐渐増大
熔点和沸点
逐渐升高
在水中的溶解度
逐渐减小
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与H2的反应
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
暗处
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
①与H2反应的难易程度:越来越困难
②生成气态氢化物的稳定性:依次减弱
③与H2反应所需要的条件:逐渐升高
④与H2反应剧烈程度:逐渐减弱
⑤卤素的非金属性强弱:F>Cl>Br>I)
由表中信息可知,从F2到I2,卤素单质与H2反应所需要的条件逐渐变苛刻,反应剧烈程度逐渐减弱,生成的气态氢化物稳定性逐渐______。
(2)卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象
化学方程式
静置后,液体分层,上层无色,下层橙红色
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
静置后,液体分层,上层无色,下层紫红色
2KI+Br2===2KBr+I2
静置后,液体分层,上层无色,下层紫红色
2KI+Cl2===2KCl+I2
结论
①卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2
②卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I->Br->Cl-
(3)溴和碘在不同溶剂中呈现的颜色
物质
颜色
饱和溴水
橙红色
稀溴水
橙黄色
溴溶于苯、四氯化碳等有机溶
红棕色
碘水
黄色到浅棕色
碘的酒精溶液
棕色
碘的四氯化碳溶液
紫色
4.卤素离子的检验
1、AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
2、置换——萃取法
未知液有机层呈
3、氧化——淀粉法检验I-
未知液蓝色溶液,表明含有I−
【方法技巧】
①F是最活泼的非金属元素,F2氧化性很强, F-还原性很弱。F无正价,无含氧酸。
②F2能与水剧烈反应,不存在F2的水溶液。卤素单质与水反应生成氢卤酸与次卤酸 (F2除外),如 X2 + H2O===HX + HXO(X为 Cl、Br、I),F2与H2O反应的化学方程式为2F2 + 2H2O===O2+4HF。
③卤素单质间可以发生置换反应,较活泼的卤素单质可以将较不活泼的卤素单质从它们的盐溶液中置换出来,但F2除外。这是因为F2极易与溶液中的H2O反应生成O2。
④Cl2易液化。
⑤常温下,Br2是唯一呈液态的非金属单质。液溴有很强的腐蚀性,易挥发,有毒。实验室中保存溴单质时常加水液封以减少挥发,试剂瓶不能用橡胶塞。
⑥I2为紫黑色固体,受热易升华,淀粉溶液遇碘变蓝色。
⑦HF是弱酸,而HCl、HBr、HI是强酸,且酸性 HF<HCI<HBr<HI。
⑧卤素单质与活泼金属(如Na、K等)反应生成相应的金属卤化物,如2Na + X22NaX (X 为 F、CI、Br、I)。
⑨变价金属(如Fe、Cu)与卤素单质反应生成高价金属卤化物(碘除外,I2的氧化性较弱,I2与Fe反应只能生成低价态的FeI2)。
考向01 碱金属元素的原子结构与性质
【典例01】(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期末)下列关于碱金属的说法正确的是
A.观察钾与水反应时,需要佩戴护目镜 B.钠的熔点比钾的低
C.碱金属都应保存在煤油中 D.铯的氢氧化物是弱碱
【即时提升1-1】(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·开学考试)下列说法正确的有
①金属钠着火,需要用干燥的沙土灭火②Fe2O3中混有Fe,通入O2,加热除去Fe
③侯氏制碱法是在饱和食盐水中先通入足量CO2、再通入NH3,则析出NaHCO3晶体
④制备Fe(OH)2时,可以将胶头滴管插入FeSO4溶液中挤出NaOH溶液
⑤从Li到Cs,碱金属的密度越来越大,熔、沸点越来越高
⑥根据卤族元素性质的递变规律可知,单质砹常温常压下呈固态
A.①③⑤ B.①④⑥ C.②③⑤ D.①②④
【即时提升1-2】(25-26高一上·湖南·开学考试)新能源时代,锂矿被誉为“白色石油”。锂的原子结构示意图及锂在元素周期表中的信息如图所示。据此分析下列有关锂的说法中,正确的是
A.锂属于金属元素 B.锂与氧气不能反应
C.锂在化学反应中易得到电子 D.锂的相对原子质量为6.941g
考向02 卤族元素的原子结构与性质
【典例02】(25-26高一上·福建宁德·期中)某同学在处理钠、氯气相关性质反应的实验操作中做法错误的是
A.把新制的氯水保存在棕色细口瓶中,并放在阴凉处
B.将钠和水反应后的液体直接倒入下水道,无须处理
C.氢气“验纯”后,在空气中点燃,再伸入盛有氯气的集气瓶中
D.用小刀切取一块绿豆粒大小的钠,把剩余钠块放回原试剂瓶
【即时提升2-1】(25-26高一上·湖北武汉·期末)同学们为了探究碘水与硝酸银的反应,进行如图所示实验。下列说法错误的是
资料:AgI为黄色沉淀
A.过程①中加入溶液后,溶液的酸性明显增强
B.过程③中向滤液1中加入NaCl溶液是为了除去Ag+
C.过程④中溶液变蓝有可能是被空气中的氧化的结果
D.综上所述,向碘水中加入溶液后蓝色褪去是因为Ag+氧化了
【即时提升2-2】(25-26高一上·四川广元·期末)实验有助于理论知识的学习。下列实验及其说法不正确的是
A.配制稀硫酸溶液
B.用此装置制备并观察氢氧化亚铁的颜色
C.用肥皂水和燃着的火柴检验反应能生成
D.上图实验结果可说明卤素单质的氧化性
考向03 同主族元素原子结构与性质的递变规律
【典例03】(25-26高一上·甘肃兰州·期末)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是
A.由于钠和钾的原子结构极为相似,所以它们对应的碱都是强碱
B.碱金属元素随着原子序数的递增,元素对应的单质与水反应的剧烈程度逐渐降低
C.第ⅦA族元素随着原子序数的递增,元素对应的单质的熔沸点逐渐升高
D.通过卤素单质与氢气反应所需要的反应条件难易,可以判断氯的非金属性比溴强
【即时提升3-1】(25-26高一上·云南昆明·阶段检测)下列关于的比较错误的是
A.原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.对应单质的还原性随核电荷数的增加而增强
C.对应单质与水(或酸)的反应随电子层数的增加越来越剧烈
D.对应单质的颜色随核电荷数的增加而逐渐加深
【即时提升3-2】(25-26高一上·云南昭通·期末)类推的思维方法是化学学习中的一种重要方法,但是类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几个类推结论正确的是
A.是碱性氧化物;FeO、都是碱性氧化物
B.铁制品露置在空气中一段时间后就会生锈;铝的性质比铁活泼,铝制品在空气中也不稳定
C.Fe与直接化合时可得到;Fe与直接化合时也可得到
D.固体受热易分解;固体受热也易分解
基础巩固
1.(25-26高一上·江西九江·期末)图像能直观反映化学反应的表征现象,下列选项与图像相符合的是
A.图①为氯水长期置于阳光下,溶液pH的变化
B.图②为向溶液中滴加溶液过程中溶液导电能力的变化
C.图③为碱金属单质的熔点随核电荷数递增的变化
D.图④为固体长期露置于空气中的质量变化
2.(25-26高一上·北京·期中)验证氧化性强弱,设计如下实验(忽略氧气的影响):
已知:氯水呈黄绿色,稀溴水呈黄色,碘水呈棕黄色。
实验①
实验②
实验③
实验④
溶液变为浅黄绿色
溶液变为黄色
溶液变为棕黄色
溶液变为蓝色
下列说法不正确的是
A.实验①设计目的为:排除实验②③④中水稀释的影响 B.实验②发生反应为:
C.实验③的现象可以证明氧化性: D.实验④能证明氧化性:
3.(24-25高一上·陕西西安·期末)某兴趣小组用和浓盐酸制取氯气并探究氯、溴、碘的相关性质,设计装置图如下所示,图中分别放置湿润的有色布条、干燥的有色布条(夹持及加热装置已略去)。下列说法错误的是
A.若装置A中消耗,则产生
B.装置B可以平衡气压,若后续装置发生堵塞,则可观察到长颈漏斗内液面上升
C.为验证氯气是否具有漂白性,C中固体为无水
D.通入足量的氯气后,打开E的活塞,将溶液滴入D中,锥形瓶下层液体呈紫红色即证明氧化性
4.(25-26高一上·湖南长沙·期末)2022年,中国科学家利用碘废液制得高纯度的氯化碘(ICl),进一步优化了卤素在生产生活中的应用,是一种卤素互化物,其化学性质很像卤素单质,也能与水发生反应:。下列关于卤素单质和卤素互化物的性质的说法中,错误的是
A.与溶液反应,生成和
B.ICl与水反应时既不是氧化剂,也不是还原剂
C.,说明氧化性:
D.与足量溶液反应生成和,转移电子
5.(25-26高一上·辽宁沈阳·期末)某校研究性学习小组拟用下图装置制取纯净、干燥的氯气,并利用氯气与碘反应制备一氯化碘(ICl)。
已知:①ICl是红棕色液体,熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,易挥发,易与水反应,溶于乙醇、乙醚等;②氯气与碘的反应为放热反应。
(1)上述装置,按气流方向连接的顺序为A→_______→D(装置可重复使用);
(2)A装置中发生反应的离子方程式为_______。
(3)仪器a名称是_______,E装置的作用是_______。
(4)B装置烧瓶需采用_______(填“热水浴”“冷水浴”或“热油浴”),其目的是:_______。
(5)C装置可以用F装置代替,F装置的作用是除去中的,_______(答出两点即可)。
(6)ICl是一种卤素互化物,其性质与卤素单质相似,如:ICl+H2O=HCl+HIO。以下判断正确的是_______。
A.的沸点介于和之间
B.能与反应生成
C.ICl与水的反应属于氧化还原反应
D.ICl与冷的溶液反应的离子方程式为
6.(25-26高一上·山东济宁·期中)氯化碘()的化学性质与氯气相似,能与大多数金属反应生成金属氯化物,能与许多非金属单质反应生成相应氯化物,能与水反应等。其与水反应的方程式为。下列关于的叙述中不正确的是
A.是一种有色物质
B.在许多反应中可作氧化剂
C.在与水的反应中,既是氧化剂又是还原剂
D.与溶液反应可生成两种钠盐
7.(24-25高一上·广东深圳·期末)如图是部分短周期元素原子(用字母表示)最外层电子数与原子序数的关系图,则下列说法正确的是
A.Z的单质很活泼,能将铜从其盐溶液中置换出来
B.单质X与Z的反应只能生成一种氧化物
C.R的氧化物对应的水化物为强酸
D.单质Y与水反应生成一种酸和一种单质
8.(26-27高三·全国·一轮复习)碱金属的与特殊性
(1)一般性
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均为1个电子
电子层数逐渐增多;核电荷数逐渐___________;原子半径逐渐___________
元素性质
都具有较强的金属性,最高正价均为价
金属性逐渐___________
单质性质
物理性质
(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点___________
密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐___________
化学性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐___________;与反应越来越剧烈,产物越来越复杂
(2)特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在___________中。
③试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。
④碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是___________化合物,其中氢以形式存在,显___________价,碱金属氢化物是强还原剂。
⑤碱金属常温下均能与氧气反应生成氧化物,但Li与氧气不管是常温还是加热均生成。
⑥一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对ⅠA族非常活泼的金属Na、K等除外,如:。
9.(25-26高一下·山东泰安·阶段检测)下列关于碱金属元素的说法正确的是
A.第ⅠA族元素叫碱金属元素 B.金属锂可以保存在煤油中
C.都能生成过氧化物 D.熔点:Li>Na>K>Rb>Cs
10.(24-25高二上·陕西汉中·开学考试)我国“大国重器”频频问世,彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法错误的是
A.“华龙一号”核电海外投产,其反应堆所用轴棒中含有的与互为同素异形体
B.“天问一号”火星车的保温材料为纳米气凝胶,能产生丁达尔效应
C.“梦天实验舱”搭载铷原子钟计时,铷是碱金属元素
D.“中国天眼”发现纳赫兹引力波,其太阳能电池使用的高柔韧性单晶硅为半导体材料
11.(2026·河南南阳·模拟预测)碱金属元素的“价—类”二维图如图所示,下列说法正确的是
A.氢化物a与反应生成的气体为极性分子
B.若为钠,加热后得到的氧化物为碱性氧化物
C.在焰色试验时若的火焰呈黄色,则为
D.碱金属元素形成的盐e的溶液可能显酸性
12.(25-26高一下·河南信阳·阶段检测)超氧化钾与性质相似,广泛应用于航天和潜水的供氧剂。
下列说法正确的是
A.实验室金属钾失火,能用灭火器灭火
B.与发生反应:
C.除去溶液中少量,应通入足量的
D.用带玻璃塞的试剂瓶保存溶液
13.(23-24高一下·上海·阶段检测)盛放液溴的试剂瓶中要加入一定量的水,其目的是
A.制得溴水 B.比较水和液溴的密度
C.防止液溴挥发 D.防止液溴变质
14.(23-24高三上·湖北武汉·期末)下列离子方程式正确的是
A.实验室配制的亚铁盐溶液在空气中被氧化:
B.漂白粉溶液在空气中失效:
C.向硫酸铜溶液中加入溶液生成黑色沉淀:
D.长期放置的溶液出现黄色:
15.(23-24高一上·浙江·阶段检测)请按要求填空。
(1)写出磁性氧化铁的化学式:___________。
(2)碘水与溶液混合,生成了,写出反应的离子方程式:___________。
(3)溴水与溶液反应有淡黄色AgBr沉淀生成,写出反应的离子方程式:________。
(4)已知在一定温度下,溴与NaOH溶液反应,产物中NaBrO与的物质的量之比为3:1,写出反应的化学方程式:___________。
培优拓展
16.(25-26高一下·江苏南京·开学考试)海水中的含量约为,海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,以碘离子的形式存在。
为研究海水提溴工艺,甲、乙两同学分别设计了如下实验流程:
甲:
乙:
(1)甲同学的实验中,通入热空气吹出,利用了溴的________性。
(2)蒸馏时,为达到良好的冷凝效果,要求冷凝水必须从冷凝管________(选填“上口”或“下口”)通入。
(3)对比甲、乙两流程,最大的区别在于对含溴苦卤的处理方法不同,其中符合工业生产要求的是________(填“甲”或“乙”),理由________。实验室里从海藻中提取碘的流程如图:
(4)灼烧海藻灰要在________中进行。
流程中后期处理用反萃取法:
(5)碘单质与浓NaOH溶液发生的反应为:,像这种将富集在四氯化碳中的碘单质利用化学转化法重新富集在水中的方法即为反萃取法。指出上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,反萃取法比直接蒸馏法的优点有________。
(6)写出、与45%的溶液反应的离子方程式:________。
17.(23-24高一下·湖南株洲·期末)某实验小组设计如图方案回收利用含的废液。下列说法不正确的是
(已知:)
A.步骤Ⅰ中,加入足量溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出
C.试剂可选用稀硫酸,发生的离子反应为:
D.步骤Ⅱ中,实验操作为蒸馏
18.(25-26高一下·浙江温州·阶段检测)某化学课外小组的同学为了探究卤素单质及化合物的性质,设计了如下实验,装置如下:
请回答:
(1)装置A中化学方程式为:_____。
(2)下列试剂最有可能替代E中溶液是_____。
A.浓 B.饱和食盐水
C.石灰乳.. D.水
(3)当装置D中通入由A处产生的气体少量时可能出现的现象是:_____;
(4)可充分参与各反应。当装置B中_____(填入实验现象,下同),装置C_____,取少量B中的溶液滴入盛有-淀粉溶液的试管中,通过观察现象,可证明氧化性强于(忽略溶解)。
19.(25-26高一上·广东·期末)碘化亚铁()在常温下为灰黑色固体,易升华,易吸水受潮,常用于医药,可由碘单质和还原性铁粉在加热条件下制备。回答下列问题:
(1)实验室用如图所示装置制备(已知焦性没食子酸的碱性溶液可吸收)。
①装置中盛碱石灰的仪器名称为________;若无盛有碱石灰的装置,铁粉可能参与的副反应的化学方程式为________。
②反应装置与收集器连接处使用粗玻璃管代替细导管的原因是________。
③图中a试剂为________。
(2)化学兴趣小组为了探究的还原性,进行了如下实验:取一定量的溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色,同学们对溶液变黄色的原因提出了不同的看法,甲同学认为是被氧化生成,乙同学认为是被氧化生成。
随后化学兴趣小组进行如下实验进行验证。
实验步骤
现象
结论
I取少量黄色溶液于试管中,滴加淀粉溶液
________
甲同学观点正确
Ⅱ取少量黄色溶液于试管中,滴加________溶液
溶液不变红
乙同学观点不正确
①上述实验I中的现象为________,Ⅱ中滴加了________(填化学式)溶液。化学兴趣小组得到的结论:的还原性________(填“>”“<”或“=”)的还原性。
②依据上述实验中所得结论,往含的溶液中通入标准状况下11.2 L的,充分反应,请写出该反应的离子方程式________。
20.(25-26高一下·广东·期末)从海带中提取碘,过程如下,为检验浊液中是否含碘元素,选择的试剂是
A.硫酸亚铁溶液 B.氯水和淀粉溶液
C.二氧化硫气体 D.氯化钡溶液
21.(25-26高一下·安徽阜阳·期中)下列有关卤族元素的说法错误的是
A.从到,颜色由浅到深 B.位于ⅦA族
C.HI受热不易分解 D.单质均具有氧化性
22.(25-26高一下·浙江金华·阶段检测)化学实验室重视实验安全和试剂保存,下列表述不正确的是
A.实验室未用完的钠、钾、白磷等不能放回原试剂瓶
B.强氧化剂如KMnO4、KClO3固体不能随意丢弃,可配成溶液后再进行常规处理
C.溴单质易挥发,应保存在带有玻璃塞的棕色试剂瓶中
D.对于含Hg2+的废液,可利用Na2S溶液进行处理,将沉淀物作为废渣处理
23.(24-25高一上·宁夏银川·期末)下列说法不正确的是
A.新制氯水可以用棕色的细口瓶保存
B.氯气和铁反应剧烈,所以不能用钢瓶储存液氯
C.碘单质易升华,所以储存在密闭容器中,并确保密封良好
D.液溴易挥发,同时在水中溶解度小,保存时加一层蒸馏水液封
24.(25-26高一下·甘肃白银·阶段检测)下列操作正确且能达到实验目的的是
A.除去中的
B.检验某溶液中是否含有钾元素
C.探究的热稳定性
D.比较、、的非金属性强弱
A.A B.B C.C D.D
25.(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
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