内容正文:
第01讲 卤素元素及其化合物 海水资源的开发利用
内容导航
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01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
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0
2
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思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
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0
3
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考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一 氯及其化合物的性质及应用
知识解构
知识点1 氯气的性质及用途 ∣ 知识点2 氯水性质的多重性
知识点3
氯的重要化合物
考向破译
考向1
考查
氯气及其化合物的性质 ∣ 考向2 考查氯水与次氯酸的性质及应用
解题妙招1 问题类型 → 知识提取 → 模型匹配
考点二 氯气的制法
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 考查氯气实验室制法的简单应用 ∣ 考向2 考查氯气与其他含氯化合物制备的综合
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
卤素的性质及X
-
的检验
知识解构
知识点1
卤族元素
∣ 知识点2
卤素离子的检验方法
知识点3
溴、碘的提取
考向破译
考向1 考查卤素的性质 ∣ 考向2 考查卤素离子的检验
解题妙招
1
卤素性质三维模型
)
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0
4
) (
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--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
氯及其化合物的性质及应用
T8
T7(C)
T6(A)
T19
氯气的实验室制法
T7(C)
T10
T10
卤素的性质及X-的检验
T7(C)、T12(D)、T19
T5(A)、T14
T5
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 依托北京本地化工生产(如氯碱工业、自来水消毒、海水淡化工艺)与生活应用素材,以氯气、次氯酸、次氯酸盐、卤离子(Cl⁻/Br⁻/I⁻)为核心物质,融合物质转化、离子反应、氧化还原反应与滴定计算,侧重考查元素化合物性质的实际应用与变化观念核心素养;常结合工业流程设问,区分不同价态卤素化合物在消毒、漂白、除杂、海水提溴 / 碘体系中的功能差异。
(2) 以新型含卤消毒剂(如二氧化氯、次氯酸钙)、海水资源综合利用、污水处理中的卤循环、卤化物制备等前沿科技与工业背景,围绕 Cl₂/Cl⁻转化、次氯酸的强氧化性与漂白性、卤素离子的检验与分离、氧化还原平衡设置选择、工艺流程填空;突出卤素及其化合物氧化还原、水解平衡的综合定量分析,强化新情境下信息提取与化学建模能力。
(3) 依托古代卤水制盐、天然卤水提碘、传统漂白工艺等古文史料、传统手工业操作,结合卤素化合物转化流程考查分离提纯、鉴别、除杂操作;融合中华传统文化考点,落实北京高考素养导向,依托传统化工工艺考查物质推断、实验操作评价,增强文化自信。
►复习目标:
1.明晰 Cl₂、Br₂、I₂、HClO、NaClO、Ca (ClO)₂、卤化物(Cl⁻/Br⁻/I⁻盐)的物理性质,熟记各物质核心化学反应方程式、离子方程式,梳理完整卤素元素 “价 - 类” 二维转化网络,理清单质、氧化物(含氧酸)、盐之间的转化逻辑。
2.区分 Cl₂/Br₂/I₂ 单质、卤离子(Cl⁻/Br⁻/I⁻)的结构、氧化还原特性差异,熟练掌握卤离子的检验方法、卤素单质的置换反应与相互转化条件,掌握次氯酸(盐)的制备要点与稳定性控制,能规避卤素相关NA计算陷阱。
3.精准辨析卤素单质、含氧酸(盐)的氧化性、稳定性、漂白性差异,掌握卤盐的水解规律、除杂与相互转化方法;理解海水提溴、海水提碘的核心工艺与原理,能独立分析海水资源开发利用中的实验装置、操作步骤与反应流程。
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 氯及其化合物的性质及应用
知●识●解●构
知识点1 氯气的性质及用途
1.物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性(25 ℃)
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.化学性质
1)从氯的原子结构认识氯气的氧化性:
依据氯气的氧化性完成下列方程式:
(1)与金属反应
①Na: ,产生 火焰,冒 烟
②Fe: ,棕 烟。
③Cu: ,棕 烟。
(2)与非金属反应
H2: , 火焰;
H2和Cl2的混合气体光照时会发生 。
(3)与还原性无机化合物反应:
①与碘化钾溶液反应: 。
②与SO2水溶液反应: 。
③与FeCl2溶液反应: 。
2)从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
Cl2中氯元素化合价为0,为中间价态,可升可降,氯气与 反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应
化学方程式: ,
离子方程式: 。
(2)与碱反应
①与烧碱反应: 。
但在加热条件下发生 。
②制取漂白粉: 。
3.氯气的用途
(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精
(制 液)
(制 粉、 )
(2)工业制盐酸
,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.常温下液态氯与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。
2.氯气与变价金属反应时,一般生成高价金属氯化物。
3.氯气与氢气反应时,反应条件不同,现象不同,在点燃条件下安静燃烧,发出苍白色火焰;而在光照条件下,会发生爆炸。
4.1 mol Cl2与足量H2完全反应转移电子数为2NA,1 mol Cl2与足量强碱完全反应转移电子数为NA,1 mol Cl2与足量水充分反应转移电子数小于NA(可逆反应)。
5.工业制漂白粉应选择石灰乳,而不是石灰水、石灰粉。
知识点2 氯水性质的多重性
1. 氯水中存在三个平衡关系
Cl2+H2OHCl+HClO HClOH++ClO- H2OH++OH-
(1)三种分子:Cl2、H2O、HClO
(2)四种离子:H+、Cl—、ClO-、OH-(极少量)
2.氯水性质的多重性
氯水的多种成分决定了它具有多重性质
(1) Cl2的氧化性:与还原性物质反应 (Cl2是 的主要成分,为了方便,有时实验室中常用氯水代替Cl2)
如:2FeCl2+Cl2===2FeCl3 SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4 Na2SO3+Cl2+H2O===2HCl+Na2SO4
(2)HCl酸性:向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生就是利用了盐酸的酸性
如:
(3)HClO的漂白性
①能使
②向氯水中滴加 ,先 (H+作用的结果),后 (HClO作用的结果)
(4)HClO的不稳定性:在强光照射下新制氯水中有气泡生成 (2HClO2HCl+O2↑)
(5)Clˉ的性质:加入 可以检验出氯水中的Cl-,现象是
3.新制氯水、久制氯水、液氯的比较
新制氯水
久制氯水
液氯
区别
氯气的水溶液
稀盐酸
氯气的液体状态
分类
混合物
混合物
纯净物
颜色
组成微粒
Cl2、H2O、HClO、
H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
Cl2
性质
多种成分,多重性质,如:酸性、漂白性、强氧化性
有酸性(比新制氯水强)、无漂白作用
仅表现Cl2的性质
4.氯水中平衡移动的应用
向氯水中
加入的物质
浓度变化
平衡移
动方向
应用
可溶性
氯化物
c(Cl-)增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H+)和c(Cl-)增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+)减小
右移
用吸收多余的Cl2
Ca(OH)2
c(H+)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H+)减小
右移
使氯水中c(HClO)增大,制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)减小
右移
氯水避光保存并现用现配
长久放置
c(HClO)减小
右移
氯水变质为盐酸
知识点3 氯的重要化合物
1.次氯酸的性质
HClO的电子式: ;结构式:
(1)不稳定性:在光照或加热条件下易分解
①反应:
②现象:氯水 色逐渐消失,有 产生
③氯水须现用现配,保存在 中,置于冷暗处。
(2)强氧化性:生成的HClO可以用作自来水的杀菌消毒剂,也可作为某些有色物质的漂白剂。
(3)弱酸性
①电离方程式:
②强弱标度:H2CO3 HClO
2.漂白液的制备和性质
(1)制备原理
①化学反应:
②离子反应:
(2)主要成分: 和 ,有效成分为 。
(3)漂白原理:NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO
3.漂白粉的制备和性质
(1)制备原理
①化学反应:
②离子反应:所有物质均不能拆分,无法写出离子方程式
(2)主要成分: 和 ,有效成分为
(3)漂白原理:
(4)失效原因
①吸水吸CO2:
②光照分解:2HClO2HCl+O2↑
得分速记
1.Cl2可使湿润的有色布条褪色,不能使干燥的有色布条褪色,说明Cl2没有漂白性,而是HClO起漂白作用。Cl2可使湿润石蕊试纸先变红后褪色,原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红,HClO使变色后的石蕊褪色。
2.工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得,而不是用氯气与石灰水反应。
3.ClO-不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、SO不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。
考●向●破●译
考向1 考查氯气及其化合物的性质
例1(2026·北京·三模)下列和含氯元素物质有关的现象,说法不正确的是
A.钠在氯气中燃烧,发出黄色火焰并生成白烟
B.氯水长时间放置,黄绿色变浅,酸性减弱
C.稀释浓溶液,溶液由绿色变为蓝色
D.打开装有浓盐酸的试剂瓶,瓶口会出现白雾
解题妙招
问题类型 → 知识提取 → 模型匹配
1.制备类:聚焦装置(除杂→收集→尾气处理)与氧化剂选择(MnO2/KMnO4)。
2.性质类:采用"价态-环境"双判断法(如碱性环境歧化反应、酸性环境归中反应)。
3.检验类:AgNO3验证Cl-,淀粉KI验证Cl2。
【变式1·变载体】(2026·北京·三模)NaClO2是重要的含氯消毒剂。一种制备NaClO2的工艺流程如图所示,下列说法不正确的是
已知:i.NaClO2饱和溶液结晶时,温度低于38℃析出;38℃~60℃,析出NaClO2;
ii.60℃以上NaClO2易分解。
A.“滤渣”的主要成分为CaCO3
B.流程中两处盐酸的作用不同
C.操作a:减压蒸发(控制温度为55℃),将溶液冷却至38℃,趁热过滤
D.理论上,该流程中=2:1
【变式2】(2026·北京东城·一模)下列方程式与所给事实不相符的是
A.溶于足量稀硝酸,溶液变黄:
B.常温下用氢氧化钠溶液吸收氯气:
C.常温下溶液:
D.向苯酚钠溶液通入少量二氧化碳,溶液变浑浊:
【变式3】(25-26高三上·北京大兴·期末)某小组同学将过量的AgNO3 溶液滴加到饱和氯水中,发现氯水的漂白性出现异常,于是对相关的反应进行了探究。
Ⅰ.发现问题
(1)①氯气与水反应的化学方程式为___________。小组同学猜测加入AgNO3溶液后,生成___________沉淀,使c(Cl-)降低,c(HClO)增大,氯水漂白性增强,于是进行如下实验。
②与过量AgNO3溶液反应后,氯水漂白性减弱的实验证据是___________。
Ⅱ.查阅资料:AgClO为白色晶体,常温下难溶于水
提出猜想:反应中除生成AgCl外,还有AgClO生成
Ⅲ.实验探究
已知:AgI + I-AgI
编号
实验操作
实验现象
i
向a1试管中加入2 mL浓盐酸,并用湿润的淀粉KI试纸靠近试管口
产生刺激气味的气体,试纸变蓝
ii
向a2试管中加入2 mL饱和KI溶液,振荡,再滴入2滴淀粉溶液
加入饱和KI溶液,白色沉淀变为黄色,振荡后沉淀溶解,滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
iii
向另一支试管a3中只加入2 mL饱和KI溶液,振荡,再滴入2滴淀粉溶液,与实验ii放置相同时间
滴入淀粉溶液,无明显变化
(2)操作a的名称是___________。
(3)实验i中产生刺激气味的气体,可能的反应方程式是___________。
(4)实验ii表明,固体b中含有AgClO,且AgClO的溶解度大于AgI,请结合实验现象进行解释___________。
(5)实验iii的作用是___________。
(6)综上,过量的AgNO3 溶液滴加到饱和氯水后,氯水漂白性减弱的可能原因是___________。
考向2 考查氯水与次氯酸的性质及应用
例2(2024·北京海淀·三模)某小组利用下图装置探究的性质。下列关于实验现象的解释中,不正确的是
A.通入前,①中溶液显红色的原因:,酚酞遇变红
B.通入后,①中溶液颜色褪去证明发生了反应
C.通入前,②中溶液显蓝色的原因:淀粉遇碘单质变蓝
D.通入后,②中溶液颜色褪去的原因可能是:
【变式1·变载体】(2024·北京朝阳·一模)室温下,1体积的水能溶解约2体积的Cl2.用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测正确的是
A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应
B.取出试管中的溶液,加入少量CaCO3粉末,溶液漂白能力减弱
C.取出试管中的溶液,光照一段时间后pH下降,与反应2HClO2HCl+O2↑有关
D.取出试管中的溶液,滴加紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色,加热后颜色又变为红色
【变式2·变题型】(2026·北京西城·模拟预测)将氯水加入下列4种试剂中。根据实验现象,得出的结论不正确的是
试剂
现象
结论
A
硝酸酸化的AgNO3溶液
产生白色沉淀
氯水中含有Cl−
B
CaCO3固体
固体表面有气泡冒出
氯水具有酸性
C
KBr溶液
溶液变黄
氯水具有氧化性
D
滴加酚酞的Na2SO3溶液
红色褪去
Cl2具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【变式3·变考法】(2026·北京丰台·模拟预测)依据下列实验现象,所得结论不正确的是
实验
实验现象
①品红溶液红色褪去,经检验溶液中含有SO42-
②加热褪色后的溶液至沸腾,未见颜色恢复,有气体溢出,可使蓝色石蕊试纸变红,遇淀粉碘化钾试纸,无明显变化。
A.品红溶液褪色是氯水漂白所致
B.集气瓶中发生了反应:Cl2 + SO2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl
C.依据现象②可确定产生的气体为SO2
D.检验SO42-的试剂为:盐酸、BaCl2溶液
考点二 氯气的制法
知●识●解●构
知识点1 氯气的实验室制法
1.制取原理
实验室通常用强氧化剂 等氧化浓盐酸制取氯气。
(1)用MnO2制取Cl2的化学方程式: 。
(2)其他制备Cl2的化学反应原理(特点: )
①14HCl(浓)+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑
②16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
③6HCl(浓)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑
④4HCl(浓)+Ca(ClO)2===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
2.实验装置
(1)该发生装置适合固体与液体混合共热制取气体。
①实验中要使用浓盐酸而不使用稀盐酸这是因为MnO2与稀盐酸不反应。
②滴加浓盐酸时要拔开分液漏斗塞子(或使分液漏斗盖上的小孔对齐),目的是便于分液漏斗中的液体流出。(2)装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体;装置特点是“长管进气,短管出气”。
(3)装置中浓H2SO4是液体干燥剂,用于除去Cl2中的水蒸气。但浓硫酸不能干燥碱性气体(如NH3)、不能干燥还原性气体(如H2S)。
(4)用排空气法收集密度比空气大的气体(如Cl2)时,要求装置中“长管进气,短管出气”;若收集密度比空气小的气体(如H2、NH3等),则装置中“短管进气,长管出气”。
(5)尾气处理:
①为防止多余的Cl2污染环境,常用NaOH溶液进行吸收。化学方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。
②吸收Cl2时,不能用澄清的石灰水,原因是石灰水中Ca(OH)2量太少,吸收不完全。
(6)实验装置改进。
①制备装置
橡皮管a的作用:使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等,保证 。
②净化装置
改进作用:
a.装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生 。若发生堵塞现象为:长颈漏斗中液面 。
b.该装置的作用之一是观察气体的 。
③干燥装置
改进作用:用无水氯化钙或五氧化二磷固体同样能吸收氯气中的水蒸气,且操作 ,但不能用 。
3.制取流程
(1)制备装置类型:
(2)净化方法:用 除去HCl,再用浓硫酸除去 。
(3)收集方法:①氯气的密度比空气 ,可用 排空气法收集②氯气在饱和食盐中的溶解度较小,可用排 法收集。
(4)验满方法:①将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸立即 ,则证明已集满;②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先 ,则证明已集满;③根据氯气的颜色,装置充满了 ,则证明已集满。
(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收,不用 吸收的原因是 。
得分速记
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。
知识点2 氯气的工业制法
1.工业制法(电解饱和食盐水):
2.电解熔融氯化钠:
考●向●破●译
考向1 考查氯气实验室制法的简单应用
例1(2026·北京·一模)下列实验,能达到实验目的的是
A.除去中混有的少量
B.实验室制取
C.配制银氨溶液
D.验证石蜡可分解
A.A B.B C.C D.D
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。
【变式1】(2026·北京丰台·一模)实验室利用如下装置制取氯气并研究其性质。下列说法不正确的是
A.制取氯气利用了的氧化性
B.装置F中发生反应的离子方程式:
C.装置B、C中的试剂分别为浓硫酸、饱和NaCl溶液
D.与发生化学反应的实验证据是D中布条不褪色、E中布条褪色
【变式2】(2026·北京顺义·一模)NaClO是84消毒液的有效成分,是一种应用广泛的含氯消毒剂。
(1)实验室制备。通常将纯净的氯气通入冷的氢氧化钠溶液中进行制备,实验如图。
①A为氯气发生装置。A中反应的化学方程式是______。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂______。
(2)电解法制备NaClO的原理示意图如图。阳极材料以钛作基体,为催化剂涂层。
已知:受电极材料影响,浓度较大时,可优先被氧化。
①a极为______。
②结合电极反应式解释的产生原理______。
③电解时实际生成的NaClO的总量小于理论计算所得NaClO的量,可能原因是______。
(3)NaClO用于消毒的主要原因是:产生HClO分子会很快吸附细菌,通过氧化反应消毒。
已知:ⅰ、HClO浓度越大,氧化还原电势越高、氧化性越强,消毒效果越好;
ⅱ、25℃时,HClO的。
①当84消毒液与水以不同体积比混合时,氧化还原电势的变化如下。
84消毒液与水的体积比
1:10
氧化还原电势
约570
约620
约690
约560
结合平衡移动原理解释84消毒液与水以不同体积比混合时,氧化还原电势变化的原因______。
②84稀释液静置于空气中时,氧化还原电势的变化如图。结合离子方程式解释原因______。
【变式3】(2025·北京延庆·一模)是常见的氧化剂,能与许多还原性物质发生反应。
(1)实验室可利用固体和浓盐酸混合快速制取氯气,反应的化学方程式为_______。
(2)实验小组同学预测,在相同条件下,固体可以将氧化为,从原子结构角度说明理由_______。
(3)探究的用量对氧化产物的影响,进行如下实验,相关实验及现象如下:在4支干燥洁净的试管中,分别加入1滴溶液,15滴溶液,然后分别加入固体,充分振荡15分钟,结果如下。
实验编号
固体用量/g
实验现象
1
0.0047
无沉淀
2
0.0128
大量棕色沉淀
3
0.0188
少量浅棕色沉淀
4
0.0500
无色溶液,无沉淀
查阅资料:一定条件下,和都可以被氧化为。
①实验2中产生的棕色沉淀是:_______。
②对照实验2,请用离子方程式解释实验3中沉淀量减少的原因_______。
③实验小组补充实验证实了②中的分析,继续检验实验3中的含碘微粒。取实验3的上层清液于干燥洁净试管中,加入淀粉溶液后无明显现象,继续逐滴滴加溶液,溶液变蓝。用离子方程式解释现象变化的原因_______。
(4)小组同学在查阅资料过程中发现,只有在酸性条件下才表现出氧化性,于是探究不同硫酸用量对氧化性的影响。相关实验及现象如下:称取7份固体,分别加入到7份盛有1滴溶液的7支试管中,第一支试管不加酸,另外6支试管加入不同量的溶液,边滴加边振荡。实验结果如下:
编号
1
2
3
4
5
6
7
用量/滴
0
5
7
9
11
13
15
实验现象
无色溶液
颜色呈浅棕黄色
颜色棕黄色加深
颜色呈深棕黄色
溶液无色,有沉淀产生
溶液无色,有少量沉淀产生
溶液无色,无沉淀产生
该实验得到的结论是_______。
考向2 考查氯气与其他含氯化合物制备的综合
例2(2026·北京朝阳·三模)以电石渣[主要成分为]为原料制备的流程如图1。已知:ⅰ.加热氯化时会生成,可进一步转化为。ⅱ.相关物质在水中的溶解度曲线如图2。下列说法不正确的是
。
A.氯化时生成的反应为
B.适当降低通入的速率并充分搅拌,可提高的利用率
C.若滤渣中无,滤液中约为
D.转化后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶,可得到粗品
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)。
【变式1】(2026·北京·一模)实验室用下图所示装置用过量固体和浓盐酸制备,下列说法不正确的是
A.该反应中浓盐酸体现了还原性和酸性
B.可以用水除去中混有的HCl气体
C.反应结束后,圆底烧瓶中的溶液显酸性的主要原因是水解
D.若用含4 mol HCl的浓盐酸,产生的一定少于1 mol
【变式2】(2025·北京海淀·一模)以电石渣[主要成分为]为原料制备的流程如图1。
已知:
i.加热氯化时会生成可进一步转化为。
ii.相关物质在水中的溶解度曲线如图2。
下列说法不正确的是
A.氯化时生成的反应为
B.适当降低通入的速率并充分搅拌,可提高的利用率
C.若滤渣中无,滤液中约为
D.转化后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,可得到粗品
【变式3】(2024·北京·三模)某小组同学探究高铁酸钾(K2FeO4)的制备条件及性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,有强氧化性,酸性条件下分解放出气体,微溶于KOH溶液。
Ⅰ:K2FeO4的制备(夹持和加热装置已略)
(1)装置A中产生Cl2的离子方程式是___________。
(2)C中得到紫色固体和紫色溶液,写出C中Cl2发生的反应:和___________。
(3)实验表明:C中和KOH的用量对K2FeO4的产率有影响。
实验序号
试剂
C中实验现象
ⅰ
和少量KOH
无明显现象
ⅱ
和过量KOH
得到紫色溶液和紫色固体
注:上述实验中,溶液总体积、的物质的量、Cl2的通入量均相同。
结合电极反应式,分析实验ⅰ和实验ⅱ现象不同的原因可能是___________。
Ⅱ:探究K2FeO4的性质
实验ⅲ:取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a。
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
(4)根据气体中有Cl2生成,得出:氧化性K2FeO4>Cl2,是否合理?理由是___________。
(5)a溶液变红可知a中含有离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将氧化,还可能由___________产生(用离子方程式表示)。
(6)实验ⅳ:用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b.取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。该方案可证明K2FeO4氧化了。用KOH溶液洗涤的目的是___________。
(7)实验反思
①实验一中装置B的作用是___________。
②实验一中得到紫色溶液后,持续通入Cl2,观察到溶液紫色变浅。解释可能原因___________。
考点三 卤素的性质及X-的检验
知●识●解●构
知识点1 卤族元素
1.相似性
性质
反应方程式
与大多数金属反应
与Fe反应: 2Fe+3X2 2FeX3 (X=Cl、Br);
I2与Fe反应:Fe+I2 FeI2(I2只能将铁氧化到+2价,氯气、溴单质能氧化Fe2+,但碘单质不能氧化Fe2+)
与氢气反应
F2+H2 2HF(不需要光照或加热,在冷暗处直接化合);
Cl2+H2 2HCl(易发生爆炸);Cl2+H2 2HCl(苍白色火焰);
Br2+H2 2HBr;I2+H2 2HI(更高温度下缓慢反应)
与水反应
2F2+2H2O 4HF+O2 (反应剧烈,水为还原剂);
X2+H2O H++X-+HXO (写离子方程式)(歧化反应,卤素单质既是氧化剂,又是还原剂,X=Cl、Br、I,下同)
与碱溶
液反应
Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O ;
Br2+2NaOHNaBr+NaBrO+H2O[或3Br2+6NaOH(浓)5NaBr+NaBrO3+3H2O];
3I2+6NaOH5NaI+NaIO3+3H2O
(卤素单质既是氧化剂,又是还原剂)
与还原性
物质反应
X2 +Na2S 2NaX+S↓ ;
X2+SO2+2H2O 4H++2X-+S (写离子方程式);
X2+S+H2O 2H++2X-+S
2.卤素单质性质的递变性
颜色
F2 Cl2 Br2 I2
浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色
――――――――――――――――――――――→
颜色
熔、沸点
逐渐
密度
水溶性
逐渐
氧化性
与氢气化合或与水反应由易到难
――――――――――――――――――――――――――――――→
氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是
还原
性(X-)
阴离子还原性由强到弱顺序是
①Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子方程式为
②Br2能从I-的溶液中置换出I2,离子方程式为
3.卤素单质的特殊性:卤素单质及其化合物除了具有共性外,都有其特殊性质。
氟
①无正价, 性最强,F-的还原性最弱②2F2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX中沸点最高(由于分子间存在氢键)
溴
①Br2是 色液体,易 且有毒,是常温下唯一呈液态的非金属单质。②Br2易溶于有机溶剂③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用 塞
碘
①I2遇淀粉变 色②I2加热时易 ③I2易溶于有机溶剂,Br2和I2都可被某些有机溶剂(如CCl4、苯)萃取④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大⑤I2易与Na2S2O3溶液反应:I2+2S2O===2I-+S4O,可通过滴定(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量
知识点2 卤素离子的检验方法
1.AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
2.置换——萃取法
未知液
有机层呈
3.氧化——淀粉法检验I-
未知液 蓝色溶液,表明含有I-
得分速记
1.卤族元素单质将同主族原子序数大的元素从其盐溶液中置换出来,但氟不能进行相应的置换,原因是F2能与NaX溶液中的水发生反应。
2.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+。
3.加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI。
知识点3 溴、碘的提取
1.海水提取溴
(1)流程
通热空气和↓水蒸气吹出
(2)发生反应的化学方程式
①2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl;
②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4;
③2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
2.海带中提取碘
(1)流程
H2O Cl2
↓ ↓
海带―→―→―→―→
(2)发生反应的离子方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-。
得分速记
从海水中提取物质的思路
海水中提取溴和碘的反应都是将其-1价离子氧化成单质。涉及工业实际,最主要的问题是如何将大量海水中分布的元素富集起来。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路线,碘一般是由海带提取,主要过程是灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取的路线。工艺模式如图所示:
考●向●破●译
考向1 考查卤素的性质
例1(2026·北京朝阳·模拟预测)向碘水、淀粉的混合液中加入AgNO3溶液,蓝色褪去。为探究褪色原因,实验如下:
下列分析不正确的是
A.过程①后溶液pH明显变小
B.过程③中加入NaCl溶液的目的是除去Ag+
C.不能判断4H++4I-+O2=2H2O+2I2是过程④中溶液变蓝的原因
D.综合上述实验,过程①中蓝色褪去的原因是Ag+氧化了I2
解题妙招
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:
(1)HF腐蚀玻璃(SiO2+4HF→SiF4↑+2H2O)。
(2)AgX光敏性(AgBr用于胶片感光)。
(3)化合物特性
①氢卤酸酸性:HF(弱酸)<HCl<HBr<HI(氢键影响)。
②含氧酸稳定性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4(氧化性相反)。
【变式1】(2026·北京朝阳·一模)小组同学探究用间接碘量法测定刻蚀覆铜板废液中的原理。
(1)溶液刻蚀覆铜板的离子方程式为______。
(2)研究间接碘量法测的原理
查阅资料:、(和溶液均为无色)。
实验1:向溶液中加入过量KI溶液,得到棕黄色浊液;用淀粉作指示剂,用溶液滴定,溶液蓝色褪去。实验1中体现氧化性的微粒有______。
(3)探究能否用溶液直接滴定
实验2:
查阅资料:为绿色;为无色;为黑色固体,难溶于水,可溶于浓氨水;CuS为黑色固体,难溶于水、浓氨水;微溶于水。
①用离子方程式解释滴加浓氨水后溶液由无色变为蓝色的原因:______。
②实验证明溶液a中含。设计检验的方案:______(填操作和现象)。
③不能用溶液直接滴定的原因有______(答出两点)。
(4)探究能否用间接碘量法测定刻蚀覆铜板废液中的
由于存在:,小组同学认为须解决的干扰问题。
查阅资料:与能形成无色配合物;遇能形成紫色配合物。
实验3:向溶液中加入过量溶液,充分反应后滴加淀粉KI溶液,溶液不变蓝;调节溶液,继续滴加溶液,无明显现象。
实验4:______(填操作和现象)。
根据实验3、4的现象,得出结论:可用于消除对测定的干扰。
(5)测定某刻蚀覆铜板废液中的
实验5:
i.取某刻蚀废液,加入过量溶液;
ii.用氨水调节溶液,加入过量KI溶液;
iii.用标准溶液进行滴定,当溶液变为淡黄色时,滴加淀粉溶液,继续滴定至溶液蓝色消失,记录消耗溶液的体积。
分析步骤ii中将溶液pH调到4的原因:______。
【变式2】(25-26高三上·北京海淀·期中)实验小组制备并探究其遇酸性KI溶液后的变化。
【实验1】通一段时间后,关闭弹簧夹,向B的试管中滴入 盐酸,打开活塞a加入适量硫酸,B中溶液迅速变黄,静置一段时间,溶液中出现浑浊。
(1)实验开始时通的目的是______。
(2)A中制备反应的化学方程式为______。
【实验2】推测B中可能发生氧化还原反应生成和S,设计如下实验进行验证。
(3)实验2证明B中未生成,而是生成了S和。
①现象1和试剂2分别是______、______。
②推断在该条件下发生了歧化反应,反应的离子方程式为______。
【实验3】改变实验1中B的试剂,重复实验1的操作,探究KI和盐酸在歧化反应中的作用。
实验
试管中的溶液(1 mL)
滴管中的溶液(1 mL)
B中现象
3-1
蒸馏水
蒸馏水
无明显现象
3-2
蒸馏水
盐酸
3-3
溶液滴淀粉溶液
蒸馏水
溶液迅速变黄,始终未变蓝,出现浑浊较实验1慢
(4)由实验3可得到的结论是______。
(5)查阅资料:
a.在的作用下,的歧化反应分两步:ⅰ.与反应生成和S;ⅱ.生成的再与反应生成和。
b.结合形成了黄色的中间产物,有利于ⅰ中的电子转移,的结合能力与其离子半径密切相关。
①ⅱ中发生反应的离子方程式为______。
②实验3-3中始终未检测出,可推断反应速率:ⅰ______ⅱ(填“>”或“<”)。
③Cl与I同主族,但实验3-2表明无法起到的作用,原因可能是______(写2条)。
【变式3】(2025·北京房山·三模)下列能达到对应实验目的的是
A.分离酒精和水
B.比较氧化性:
C.由制取无水固体
D.比较Fe和Cu的金属活动性
A.A B.B C.C D.D
考向2 考查卤素离子的检验
例1(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1】(2024·北京门头沟·一模)下列离子方程式与所给事实不相符的是
A.将二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液:
B.酸性碘化钾溶液中滴加适量双氧水:
C.将二氧化碳通入碳酸钠溶液中:
D.溶液与足量溶液混合:
【变式2】向浓硫酸中分别加入下列三种固体,对实验现象的分析正确的是( )
A.对比实验①和②可知还原性:Br->Cl-
B.对比实验①和③可知氧化性:Br2>SO2
C.对比实验②和③可知酸性:H2SO4>HCl>H2SO3
D.由实验可知浓硫酸具有强酸性、难挥发性、氧化性、脱水性
【变式3】已知:i.4KI+O2+2H2O═4KOH+2I2,ii.3I2+6OH-═IO3-+5I-+3H2O,某同学进行如下实验:①取久置的KI固体(呈黄色)溶于水配成溶液;②立即向上述溶液中滴加淀粉溶液,溶液无明显变化;滴加酚酞后,溶液变红;③继续向溶液中滴加硫酸,溶液立即变蓝.下列分析合理的是( )
A.②说明久置的KI固体中不含有I2
B.③中溶液变蓝的可能原因:IO3-+5I-+6H+═3I2+3H2O
C.碱性条件下,I2与淀粉显色的速率快于其与OH -反应的速率
D.若向淀粉KI试纸上滴加硫酸,一段时间后试纸变蓝,则证实该试纸上存在IO3-
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025·北京卷,8,3分)时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如下图。
下列说法不正确的是
A.通入后开始发生反应:
B.时,随反应进行先析出
C.将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体
D.在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
2.(2025·北京卷,12,3分)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
3.(2024·北京卷,5,3分)下列方程式与所给事实不相符的是
A.海水提溴过程中,用氯气氧化苦卤得到溴单质:
B.用绿矾()将酸性工业废水中的转化为
C.用溶液能有效除去误食的
D.用溶液将水垢中的转化为溶于酸的:
4.(2024·北京卷,10,3分)可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A.Y为反应物,W为生成物
B.反应制得,须投入
C.升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
5.(2024·北京卷,14,3分)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A.反应①,
B.对比反应①和②,
C.对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系变化:①增大,②不变
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第01讲 卤素元素及其化合物 海水资源的开发利用
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
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对标素养,研判高考命题趋势
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0
2
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思维建模·脉络梳理
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搭建知识框架,构建系统思维
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考点精讲·靶向突破
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拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一 氯及其化合物的性质及应用
知识解构
知识点1 氯气的性质及用途 ∣ 知识点2 氯水性质的多重性
知识点3
氯的重要化合物
考向破译
考向1
考查
氯气及其化合物的性质 ∣ 考向2 考查氯水与次氯酸的性质及应用
解题妙招1 问题类型 → 知识提取 → 模型匹配
考点二 氯气的制法
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 考查氯气实验室制法的简单应用 ∣ 考向2 考查氯气与其他含氯化合物制备的综合
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
卤素的性质及X
-
的检验
知识解构
知识点1
卤族元素
∣ 知识点2
卤素离子的检验方法
知识点3
溴、碘的提取
考向破译
考向1 考查卤素的性质 ∣ 考向2 考查卤素离子的检验
解题妙招
1
卤素性质三维模型
)
(
0
4
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真题溯源·考向感知
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溯源真题逻辑,感知高考考向
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命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
氯及其化合物的性质及应用
T8
T7(C)
T6(A)
T19
氯气的实验室制法
T7(C)
T10
T10
卤素的性质及X-的检验
T7(C)、T12(D)、T19
T5(A)、T14
T5
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 依托北京本地化工生产(如氯碱工业、自来水消毒、海水淡化工艺)与生活应用素材,以氯气、次氯酸、次氯酸盐、卤离子(Cl⁻/Br⁻/I⁻)为核心物质,融合物质转化、离子反应、氧化还原反应与滴定计算,侧重考查元素化合物性质的实际应用与变化观念核心素养;常结合工业流程设问,区分不同价态卤素化合物在消毒、漂白、除杂、海水提溴 / 碘体系中的功能差异。
(2) 以新型含卤消毒剂(如二氧化氯、次氯酸钙)、海水资源综合利用、污水处理中的卤循环、卤化物制备等前沿科技与工业背景,围绕 Cl₂/Cl⁻转化、次氯酸的强氧化性与漂白性、卤素离子的检验与分离、氧化还原平衡设置选择、工艺流程填空;突出卤素及其化合物氧化还原、水解平衡的综合定量分析,强化新情境下信息提取与化学建模能力。
(3) 依托古代卤水制盐、天然卤水提碘、传统漂白工艺等古文史料、传统手工业操作,结合卤素化合物转化流程考查分离提纯、鉴别、除杂操作;融合中华传统文化考点,落实北京高考素养导向,依托传统化工工艺考查物质推断、实验操作评价,增强文化自信。
►复习目标:
1.明晰 Cl₂、Br₂、I₂、HClO、NaClO、Ca (ClO)₂、卤化物(Cl⁻/Br⁻/I⁻盐)的物理性质,熟记各物质核心化学反应方程式、离子方程式,梳理完整卤素元素 “价 - 类” 二维转化网络,理清单质、氧化物(含氧酸)、盐之间的转化逻辑。
2.区分 Cl₂/Br₂/I₂ 单质、卤离子(Cl⁻/Br⁻/I⁻)的结构、氧化还原特性差异,熟练掌握卤离子的检验方法、卤素单质的置换反应与相互转化条件,掌握次氯酸(盐)的制备要点与稳定性控制,能规避卤素相关NA计算陷阱。
3.精准辨析卤素单质、含氧酸(盐)的氧化性、稳定性、漂白性差异,掌握卤盐的水解规律、除杂与相互转化方法;理解海水提溴、海水提碘的核心工艺与原理,能独立分析海水资源开发利用中的实验装置、操作步骤与反应流程。
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 氯及其化合物的性质及应用
知●识●解●构
知识点1 氯气的性质及用途
1.物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性(25 ℃)
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
1体积水溶解约2体积Cl2
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.化学性质
1)从氯的原子结构认识氯气的氧化性:
依据氯气的氧化性完成下列方程式:
(1)与金属反应
①Na:2Na+Cl22NaCl,产生黄色火焰,冒白烟
②Fe:2Fe+3Cl22FeCl3,棕红(褐)色烟。
③Cu: Cu+Cl2CuCl2,棕黄色烟。
(2)与非金属反应
H2:H2+Cl22HCl,苍白色火焰;
H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。
(3)与还原性无机化合物反应:
①与碘化钾溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2。
②与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
③与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
2)从化合价的角度认识Cl2的歧化反应
Cl2中氯元素化合价为0,为中间价态,可升可降,氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应
化学方程式:Cl2+H2OHCl+HClO,
离子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
(2)与碱反应
①与烧碱反应:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
但在加热条件下发生3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O。
②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
3.氯气的用途
(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(制漂白液)
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制漂白粉、漂粉精)
(2)工业制盐酸
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.常温下液态氯与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。
2.氯气与变价金属反应时,一般生成高价金属氯化物。
3.氯气与氢气反应时,反应条件不同,现象不同,在点燃条件下安静燃烧,发出苍白色火焰;而在光照条件下,会发生爆炸。
4.1 mol Cl2与足量H2完全反应转移电子数为2NA,1 mol Cl2与足量强碱完全反应转移电子数为NA,1 mol Cl2与足量水充分反应转移电子数小于NA(可逆反应)。
5.工业制漂白粉应选择石灰乳,而不是石灰水、石灰粉。
知识点2 氯水性质的多重性
1. 氯水中存在三个平衡关系
Cl2+H2OHCl+HClO HClOH++ClO- H2OH++OH-
(1)三种分子:Cl2、H2O、HClO
(2)四种离子:H+、Cl—、ClO-、OH-(极少量)
2.氯水性质的多重性
氯水的多种成分决定了它具有多重性质
(1) Cl2的氧化性:与还原性物质反应 (Cl2是新制氯水的主要成分,为了方便,有时实验室中常用氯水代替Cl2)
如:2FeCl2+Cl2===2FeCl3 SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4 Na2SO3+Cl2+H2O===2HCl+Na2SO4
(2)HCl酸性:向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生就是利用了盐酸的酸性
如:Cl2+NaHCO3===NaCl+CO2+HClO
(3)HClO的漂白性
①能使湿润的有色布条或品红褪色
②向氯水中滴加紫色石蕊溶液,先变红(H+作用的结果),后褪色(HClO作用的结果)
(4)HClO的不稳定性:在强光照射下新制氯水中有气泡生成 (2HClO2HCl+O2↑)
(5)Clˉ的性质:加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl-,现象是有白色沉淀生成
3.新制氯水、久制氯水、液氯的比较
新制氯水
久制氯水
液氯
区别
氯气的水溶液
稀盐酸
氯气的液体状态
分类
混合物
混合物
纯净物
颜色
浅黄绿色
无色
黄绿色
组成微粒
Cl2、H2O、HClO、
H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
Cl2
性质
多种成分,多重性质,如:酸性、漂白性、强氧化性
有酸性(比新制氯水强)、无漂白作用
仅表现Cl2的性质
4.氯水中平衡移动的应用
向氯水中
加入的物质
浓度变化
平衡移
动方向
应用
可溶性
氯化物
c(Cl-)增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H+)和c(Cl-)增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+)减小
右移
用吸收多余的Cl2
Ca(OH)2
c(H+)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H+)减小
右移
使氯水中c(HClO)增大,制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)减小
右移
氯水避光保存并现用现配
长久放置
c(HClO)减小
右移
氯水变质为盐酸
知识点3 氯的重要化合物
1.次氯酸的性质
HClO的电子式:;结构式:H—O—Cl
(1)不稳定性:在光照或加热条件下易分解
①反应:2HClO2HCl+O2↑
②现象:氯水黄绿色逐渐消失,有气泡产生
③氯水须现用现配,保存在_棕色瓶__中,置于冷暗处。
(2)强氧化性:生成的HClO可以用作自来水的杀菌消毒剂,也可作为某些有色物质的漂白剂。
(3)弱酸性
①电离方程式:HClOH++ClO-
②强弱标度:H2CO3>HClO
2.漂白液的制备和性质
(1)制备原理
①化学反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②离子反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(2)主要成分:NaCl和NaClO,有效成分为NaClO。
(3)漂白原理:NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO
3.漂白粉的制备和性质
(1)制备原理
①化学反应:2Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
②离子反应:所有物质均不能拆分,无法写出离子方程式
(2)主要成分:Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分为Ca(ClO)2
(3)漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO
(4)失效原因
①吸水吸CO2:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO
②光照分解:2HClO2HCl+O2↑
得分速记
1.Cl2可使湿润的有色布条褪色,不能使干燥的有色布条褪色,说明Cl2没有漂白性,而是HClO起漂白作用。Cl2可使湿润石蕊试纸先变红后褪色,原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红,HClO使变色后的石蕊褪色。
2.工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得,而不是用氯气与石灰水反应。
3.ClO-不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、SO不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。
考●向●破●译
考向1 考查氯气及其化合物的性质
例1(2026·北京·三模)下列和含氯元素物质有关的现象,说法不正确的是
A.钠在氯气中燃烧,发出黄色火焰并生成白烟
B.氯水长时间放置,黄绿色变浅,酸性减弱
C.稀释浓溶液,溶液由绿色变为蓝色
D.打开装有浓盐酸的试剂瓶,瓶口会出现白雾
【答案】B
【详解】A.钠的焰色试验显黄色,在氯气中燃烧生成白色的NaCl固体小颗粒,现象为黄色火焰、白烟,A正确;
B.氯水中存在反应,久置时HClO见光分解为HCl和O2,平衡右移,Cl2浓度降低导致黄绿色变浅,同时生成更多强酸HCl,溶液酸性增强而非减弱,B错误;
C.浓溶液中存在平衡,黄色的和蓝色的共存使溶液呈绿色,稀释时平衡右移,蓝色的水合铜离子占比升高,溶液变为蓝色,C正确;
D.浓盐酸具有强挥发性,挥发出的HCl气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴,呈现白雾,D正确;
解题妙招
问题类型 → 知识提取 → 模型匹配
1.制备类:聚焦装置(除杂→收集→尾气处理)与氧化剂选择(MnO2/KMnO4)。
2.性质类:采用"价态-环境"双判断法(如碱性环境歧化反应、酸性环境归中反应)。
3.检验类:AgNO3验证Cl-,淀粉KI验证Cl2。
【变式1·变载体】(2026·北京·三模)NaClO2是重要的含氯消毒剂。一种制备NaClO2的工艺流程如图所示,下列说法不正确的是
已知:i.NaClO2饱和溶液结晶时,温度低于38℃析出;38℃~60℃,析出NaClO2;
ii.60℃以上NaClO2易分解。
A.“滤渣”的主要成分为CaCO3
B.流程中两处盐酸的作用不同
C.操作a:减压蒸发(控制温度为55℃),将溶液冷却至38℃,趁热过滤
D.理论上,该流程中=2:1
【答案】D
【详解】A.粗食盐水含杂质,加入过量含的试剂X,将转化为滤渣除去,A正确;
B.第一处使用的盐酸是为了除去滤液中过量的并调节pH,第二处使用盐酸是提供,与发生归中反应生成气体,作用不同,B正确;
C.根据信息,38℃60℃析出,高于60℃易分解,低于38℃析出。因此,为得到晶体,应在55℃(38℃60℃之间)蒸发浓缩,然后降温结晶,为防止析出,应趁热过滤,控制温度不低于38℃,C正确;
D. 流程中制备的反应为。后续用将还原为,反应为。根据两个反应的化学计量数关系可知,每生成1 mol ,同时生成2 mol ,而2 mol 反应生成1 mol ,故理论上,D项错误。
故选D。
【变式2】(2026·北京东城·一模)下列方程式与所给事实不相符的是
A.溶于足量稀硝酸,溶液变黄:
B.常温下用氢氧化钠溶液吸收氯气:
C.常温下溶液:
D.向苯酚钠溶液通入少量二氧化碳,溶液变浑浊:
【答案】A
【详解】A.Fe溶于足量的稀硝酸后溶液变黄,说明Fe被氧化为Fe3+,而不是Fe2+,稀硝酸具有强氧化性,足量的稀硝酸会将Fe完全氧化为Fe3+,同时生成NO气体,化学方程式为,故A错误;
B.常温下用氢氧化钠与氯气反应生成NaCl、NaClO、H2O,离子方程式为,故B正确;
C.常温下0.1 mol/L CH3COOH溶液pH≈3,说明,远小于0.1 mol/L,说明CH3COOH是弱酸,部分电离,离子方程式为,故C正确;
D.苯酚钠溶液中通入二氧化碳生成苯酚和碳酸氢钠,利用了强酸制取弱酸,离子方程式为,故D正确;
故答案选A。
【变式3】(25-26高三上·北京大兴·期末)某小组同学将过量的AgNO3 溶液滴加到饱和氯水中,发现氯水的漂白性出现异常,于是对相关的反应进行了探究。
Ⅰ.发现问题
(1)①氯气与水反应的化学方程式为___________。小组同学猜测加入AgNO3溶液后,生成___________沉淀,使c(Cl-)降低,c(HClO)增大,氯水漂白性增强,于是进行如下实验。
②与过量AgNO3溶液反应后,氯水漂白性减弱的实验证据是___________。
Ⅱ.查阅资料:AgClO为白色晶体,常温下难溶于水
提出猜想:反应中除生成AgCl外,还有AgClO生成
Ⅲ.实验探究
已知:AgI + I-AgI
编号
实验操作
实验现象
i
向a1试管中加入2 mL浓盐酸,并用湿润的淀粉KI试纸靠近试管口
产生刺激气味的气体,试纸变蓝
ii
向a2试管中加入2 mL饱和KI溶液,振荡,再滴入2滴淀粉溶液
加入饱和KI溶液,白色沉淀变为黄色,振荡后沉淀溶解,滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
iii
向另一支试管a3中只加入2 mL饱和KI溶液,振荡,再滴入2滴淀粉溶液,与实验ii放置相同时间
滴入淀粉溶液,无明显变化
(2)操作a的名称是___________。
(3)实验i中产生刺激气味的气体,可能的反应方程式是___________。
(4)实验ii表明,固体b中含有AgClO,且AgClO的溶解度大于AgI,请结合实验现象进行解释___________。
(5)实验iii的作用是___________。
(6)综上,过量的AgNO3 溶液滴加到饱和氯水后,氯水漂白性减弱的可能原因是___________。
【答案】(1)Cl2+ H2OHClO + HCl AgCl沉淀 加入过量AgNO3溶液后红色褪去变慢(或实验组中,10min 后溶液红色褪去,对照组中,8s后溶液红色褪去)
(2)过滤
(3)AgClO+ 2HCl = AgCl + H2O +Cl2 ↑
(4)加入饱和KI溶液后,白色沉淀变为黄色,证明AgCl、AgClO的溶解度大于AgI,生成AgI后,溶液中c(ClO-)增大,将过量的I-氧化为I2,加入淀粉溶液变蓝
(5)对照实验,排除空气对I-的氧化对实验现象产生影响
(6)过量的AgNO3 溶液与氯水反应,生成了AgCl和AgClO,使溶液中c(ClO-) [或c(HClO)]降低,氯水漂白性减弱
【详解】(1)①氯气与水反应生成次氯酸和氯化氢,反应方程式为:Cl2+H2O⇌HClO+HCl,加入AgNO3溶液后,生成AgCl沉淀;
②与过量AgNO3溶液反应后,氯水漂白性减弱的实验证据是:加入过量AgNO3溶液后红色褪去变慢(或实验组中,10min 后溶液红色褪去,对照组中,8s后溶液红色褪去);
(2)操作a的名称是是过滤;
(3)实验ⅰ中产生刺激气味的气体,可能产生氯气,反应方程式为:AgClO+2HCl═AgCl+H2O+Cl2↑;
(4)溶解度小的物质可以转化为溶解度更小的物质,加入饱和KI溶液后,白色沉淀变为黄色,证明AgCl、AgClO的溶解度大于AgI,生成AgI后,溶液中c(ClO- )增大,将过量的I-氧化为I2,加入淀粉溶液变蓝;
(5)实验ⅲ的作用是对照作用,排除空气对I-的氧化对实验现象产生影响;
(6)过量的AgNO3 溶液滴加到饱和氯水后,氯水漂白性减弱的可能原因是:过量的AgNO3 溶液与氯水反应,生成了AgCl和AgClO,使溶液中c(ClO-)[或c(HClO)]降低,氯水漂白性减弱。
考向2 考查氯水与次氯酸的性质及应用
例2(2024·北京海淀·三模)某小组利用下图装置探究的性质。下列关于实验现象的解释中,不正确的是
A.通入前,①中溶液显红色的原因:,酚酞遇变红
B.通入后,①中溶液颜色褪去证明发生了反应
C.通入前,②中溶液显蓝色的原因:淀粉遇碘单质变蓝
D.通入后,②中溶液颜色褪去的原因可能是:
【答案】B
【详解】A.为强碱,水溶液中发生电离:,酚酞遇碱变红,A正确;
B.①中溶液颜色褪去,也可能是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,可以使酚酞褪色,B错误;
C.淀粉遇碘单质变蓝,故②中溶液显蓝色,C正确;
D.具有氧化性,可以氧化碘单质,发生反应:,D正确;
答案选B
【变式1·变载体】(2024·北京朝阳·一模)室温下,1体积的水能溶解约2体积的Cl2.用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测正确的是
A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应
B.取出试管中的溶液,加入少量CaCO3粉末,溶液漂白能力减弱
C.取出试管中的溶液,光照一段时间后pH下降,与反应2HClO2HCl+O2↑有关
D.取出试管中的溶液,滴加紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色,加热后颜色又变为红色
【答案】C
【详解】A.由题目信息可知,氯气能溶于水,也可以使试管内液面上升,不能证明氯气和水发生了反应,A错误;
B.氯气与水反应的方程式为:,加入少量CaCO3粉末会与HCl反应,使平衡右移,HClO浓度增大,溶液漂白能力增强,B错误;
C.取出试管中的溶液,光照一段下发生反应:2HClO2HCl+O2↑,生成HCl,同时次氯酸浓度下降,可能使平衡右移,HCl浓度增大,溶液酸性增强,pH下降,C正确;
D.取出试管中的溶液,滴加紫色石蕊溶液,由于溶液中有HCl和HClO,所以溶液先变红,次氯酸具有漂白性会使溶液褪色,次氯酸的强氧化性漂白不可逆,加热后颜色不会恢复,D错误;
故选C。
【变式2·变题型】(2026·北京西城·模拟预测)将氯水加入下列4种试剂中。根据实验现象,得出的结论不正确的是
试剂
现象
结论
A
硝酸酸化的AgNO3溶液
产生白色沉淀
氯水中含有Cl−
B
CaCO3固体
固体表面有气泡冒出
氯水具有酸性
C
KBr溶液
溶液变黄
氯水具有氧化性
D
滴加酚酞的Na2SO3溶液
红色褪去
Cl2具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.将氯水加入硝酸酸化的AgNO3溶液中,反应产生白色沉淀,只能是氯离子与银离子反应得到AgCl白色沉淀,说明氯水中含有Cl-,故A正确;
B、将氯水加入CaCO3固体中生成了气体二氧化碳,能证明溶液呈酸性,故B正确;
C、将氯水滴入KBr溶液,溶液变黄,说明生成了溴单质,氯气氧化溴离子变成溴单质,说明氯气具有氧化性,故C正确;
D.将氯水滴入滴加酚酞的Na2SO3溶液,是因为氯水显酸性和强氧化性,将Na2SO3转化成了硫酸钠,硫酸钠不水解,溶液不再显示碱性,因此酚酞溶液褪色,另外氯水中的次氯酸具有强氧化性,能使其褪色,氯气没有漂白性,结论不正确,故D错误;
答案选D。
【变式3·变考法】(2026·北京丰台·模拟预测)依据下列实验现象,所得结论不正确的是
实验
实验现象
①品红溶液红色褪去,经检验溶液中含有SO42-
②加热褪色后的溶液至沸腾,未见颜色恢复,有气体溢出,可使蓝色石蕊试纸变红,遇淀粉碘化钾试纸,无明显变化。
A.品红溶液褪色是氯水漂白所致
B.集气瓶中发生了反应:Cl2 + SO2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl
C.依据现象②可确定产生的气体为SO2
D.检验SO42-的试剂为:盐酸、BaCl2溶液
【答案】C
【详解】A.氯水中的次氯酸能使品红溶液褪色,选项A正确;
B. 集气瓶中氯气与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸,反应方程式为:Cl2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl,选项B正确;
C. 依据现象②加热褪色后的溶液至沸腾,未见颜色恢复,有气体溢出,说明不含有二氧化硫,产生的气体可能为次氯酸分解产生的O2,选项C不正确;
D. 检验SO42-的试剂为:盐酸、BaCl2溶液,往溶液中加入过量的盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀则溶液中含有SO42-,选项D正确。
答案选C。
考点二 氯气的制法
知●识●解●构
知识点1 氯气的实验室制法
1.制取原理
实验室通常用强氧化剂MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸制取氯气。
(1)用MnO2制取Cl2的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)其他制备Cl2的化学反应原理(特点:不需要加热)
①14HCl(浓)+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑
②16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
③6HCl(浓)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑
④4HCl(浓)+Ca(ClO)2===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
2.实验装置
(1)该发生装置适合固体与液体混合共热制取气体。
①实验中要使用浓盐酸而不使用稀盐酸这是因为MnO2与稀盐酸不反应。
②滴加浓盐酸时要拔开分液漏斗塞子(或使分液漏斗盖上的小孔对齐),目的是便于分液漏斗中的液体流出。(2)装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体;装置特点是“长管进气,短管出气”。
(3)装置中浓H2SO4是液体干燥剂,用于除去Cl2中的水蒸气。但浓硫酸不能干燥碱性气体(如NH3)、不能干燥还原性气体(如H2S)。
(4)用排空气法收集密度比空气大的气体(如Cl2)时,要求装置中“长管进气,短管出气”;若收集密度比空气小的气体(如H2、NH3等),则装置中“短管进气,长管出气”。
(5)尾气处理:
①为防止多余的Cl2污染环境,常用NaOH溶液进行吸收。化学方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。
②吸收Cl2时,不能用澄清的石灰水,原因是石灰水中Ca(OH)2量太少,吸收不完全。
(6)实验装置改进。
①制备装置
橡皮管a的作用:使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等,保证液体顺利流下。
②净化装置
改进作用:
a.装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞现象为:长颈漏斗中液面上升。
b.该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
③干燥装置
改进作用:用无水氯化钙或五氧化二磷固体同样能吸收氯气中的水蒸气,且操作方便安全,但不能用碱石灰。
3.制取流程
(1)制备装置类型:固体+液体气体
(2)净化方法:用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。
(3)收集方法:①氯气的密度比空气大,可用向上排空气法收集②氯气在饱和食盐中的溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集。
(4)验满方法:①将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满;②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先变红后退色,则证明已集满;③根据氯气的颜色,装置充满了黄绿色气体,则证明已集满。
(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收,不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,吸收不完全。
得分速记
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。
知识点2 氯气的工业制法
1.工业制法(电解饱和食盐水):2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
2.电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
考●向●破●译
考向1 考查氯气实验室制法的简单应用
例1(2026·北京·一模)下列实验,能达到实验目的的是
A.除去中混有的少量
B.实验室制取
C.配制银氨溶液
D.验证石蜡可分解
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.会与饱和溶液反应生成,会消耗被提纯的,除去中应使用饱和溶液,A不能达到实验目的,A错误;
B.二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气需要加热条件,该装置没有加热仪器,反应无法发生,B不能达到实验目的,B错误;
C.配制银氨溶液,需要向硝酸银溶液中滴加氨水,至最初生成的沉淀恰好完全溶解得到澄清溶液,实验得到浊液说明氨水不足,未完成配制,C不能达到实验目的,C错误;
D.石蜡在加热、碎瓷片催化下发生分解反应,分解产物含不饱和烯烃,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,该装置可以验证石蜡分解,D能达到实验目的,D正确;
故选D。
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。
【变式1】(2026·北京丰台·一模)实验室利用如下装置制取氯气并研究其性质。下列说法不正确的是
A.制取氯气利用了的氧化性
B.装置F中发生反应的离子方程式:
C.装置B、C中的试剂分别为浓硫酸、饱和NaCl溶液
D.与发生化学反应的实验证据是D中布条不褪色、E中布条褪色
【答案】C
【详解】A.实验室制氯气的反应为,中Mn元素化合价降低,作氧化剂,体现氧化性,A正确;
B.F中NaOH吸收尾气氯气,反应的离子方程式为,B正确;
C.制得的氯气中混有挥发的HCl和水蒸气,除杂需要先除HCl,再干燥除水:B中应为饱和NaCl溶液(除去HCl),C中应为浓硫酸(干燥氯气),选项中试剂顺序颠倒,C错误;
D.D中干燥布条不褪色,说明干燥氯气无漂白性;E中潮湿布条褪色,说明氯气和水反应生成了具有漂白性的新物质(次氯酸),可以证明与水发生了化学反应,D正确;
故选C。
【变式2】(2026·北京顺义·一模)NaClO是84消毒液的有效成分,是一种应用广泛的含氯消毒剂。
(1)实验室制备。通常将纯净的氯气通入冷的氢氧化钠溶液中进行制备,实验如图。
①A为氯气发生装置。A中反应的化学方程式是______。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂______。
(2)电解法制备NaClO的原理示意图如图。阳极材料以钛作基体,为催化剂涂层。
已知:受电极材料影响,浓度较大时,可优先被氧化。
①a极为______。
②结合电极反应式解释的产生原理______。
③电解时实际生成的NaClO的总量小于理论计算所得NaClO的量,可能原因是______。
(3)NaClO用于消毒的主要原因是:产生HClO分子会很快吸附细菌,通过氧化反应消毒。
已知:ⅰ、HClO浓度越大,氧化还原电势越高、氧化性越强,消毒效果越好;
ⅱ、25℃时,HClO的。
①当84消毒液与水以不同体积比混合时,氧化还原电势的变化如下。
84消毒液与水的体积比
1:10
氧化还原电势
约570
约620
约690
约560
结合平衡移动原理解释84消毒液与水以不同体积比混合时,氧化还原电势变化的原因______。
②84稀释液静置于空气中时,氧化还原电势的变化如图。结合离子方程式解释原因______。
【答案】(1)
(2)阴极 阳极发生反应,阴极发生反应,生成的与阴极产生的发生反应,从而生成 浓度减少,放电,有生成;和不完全反应;部分逸出未反应(合理即可)
(3)溶液中存在平衡:,当稀释倍数从增大到时,加水稀释促进的水解,HClO物质的量增加程度大于体积增加的程度,HClO浓度增大,,氧化还原电势升高,当稀释倍数超过(如)时,稀释的影响超过促进水解的影响,浓度降低,氧化还原电势降低 ,浓度逐渐增大,氧化性增强,因此氧化还原电势逐渐升高
【详解】(1)①装置A是与浓盐酸加热制,属于氧化还原反应,因此反应方程式为;
②A中产生的混合气体包括生成的和挥发的,因此装置B的作用是除去挥发的,选择饱和食盐水是因为极易溶于水,且在饱和溶液中溶解度较小;
(2)①由图可知,a极中消耗产生,发生了还原反应,因此a极为阴极;
②在b极(阳极)发生的反应是,a极(阴极)发生的反应为,阳极生成的与阴极生成的发生反应,产生;
③实际产量小于理论产量的可能原因是浓度减少,放电,有生成;和不完全反应;部分逸出未反应等;
(3)的浓度决定了氧化还原电势:稀释初期水解促进使浓度升高,氧化还原电势上升,过度稀释时的稀释效应占据主导,氧化还原电势下降;根据弱酸的酸性强弱,
的>的>的,因此可以与反应生成,离子方程式为,随着时间推移,空气中的持续与反应,溶液中浓度逐渐升高,因此氧化还原电势逐渐升高。
【变式3】(2025·北京延庆·一模)是常见的氧化剂,能与许多还原性物质发生反应。
(1)实验室可利用固体和浓盐酸混合快速制取氯气,反应的化学方程式为_______。
(2)实验小组同学预测,在相同条件下,固体可以将氧化为,从原子结构角度说明理由_______。
(3)探究的用量对氧化产物的影响,进行如下实验,相关实验及现象如下:在4支干燥洁净的试管中,分别加入1滴溶液,15滴溶液,然后分别加入固体,充分振荡15分钟,结果如下。
实验编号
固体用量/g
实验现象
1
0.0047
无沉淀
2
0.0128
大量棕色沉淀
3
0.0188
少量浅棕色沉淀
4
0.0500
无色溶液,无沉淀
查阅资料:一定条件下,和都可以被氧化为。
①实验2中产生的棕色沉淀是:_______。
②对照实验2,请用离子方程式解释实验3中沉淀量减少的原因_______。
③实验小组补充实验证实了②中的分析,继续检验实验3中的含碘微粒。取实验3的上层清液于干燥洁净试管中,加入淀粉溶液后无明显现象,继续逐滴滴加溶液,溶液变蓝。用离子方程式解释现象变化的原因_______。
(4)小组同学在查阅资料过程中发现,只有在酸性条件下才表现出氧化性,于是探究不同硫酸用量对氧化性的影响。相关实验及现象如下:称取7份固体,分别加入到7份盛有1滴溶液的7支试管中,第一支试管不加酸,另外6支试管加入不同量的溶液,边滴加边振荡。实验结果如下:
编号
1
2
3
4
5
6
7
用量/滴
0
5
7
9
11
13
15
实验现象
无色溶液
颜色呈浅棕黄色
颜色棕黄色加深
颜色呈深棕黄色
溶液无色,有沉淀产生
溶液无色,有少量沉淀产生
溶液无色,无沉淀产生
该实验得到的结论是_______。
【答案】(1)
(2)氯的电负性大于碘,更容易获得电子
(3)
(4)酸性越强,的氧化性越强,但过量酸可能抑制反应
【详解】(1)固体和浓盐酸混合生成氯化钾、氯气和水,反应的化学方程式为:。
(2)实验小组同学预测,在相同条件下,固体可以将氧化为,从原子结构角度说明理由为:氯的电负性大于碘,更容易获得电子。
(3)①从1到4,其余条件均相同,只有固体用量逐渐增加,根据信息资料,可知实验1中太少,未发生反应,2中用来适中,能够将碘离子氧化为碘单质,则产生的棕色沉淀是:。
②对照实验2,实验3中用量增加,导致碘单质进一步被氯酸钾氧化为碘酸根,则离子方程式解释实验3中沉淀量减少的原因为:。
③取实验3的上层清液于干燥洁净试管中,加入淀粉溶液后无明显现象,说明上层清液中没有碘分子,继续逐滴滴加溶液,溶液变蓝说明亚硫酸氢钠参与下生成了碘单质,则为碘酸根和亚硫酸氢根发生氧化还原反应所致,用离子方程式解释现象变化的原因为:。
(4)实验1到7,其余条件均相同,只有硫酸的用量逐渐增加,实验1为无色溶液,说明氯酸钾在无酸性条件下氧化性较弱,无法将碘离子氧化为碘单质。
实验2到4所得溶液颜色逐渐加深,说明生成了碘单质,碘单质能和碘离子生成溶解度大的,且生成碘单质的量增加,导致浓度增大、溶液颜色加深,说明随着硫酸用量的增加,氯酸钾的氧化性逐渐增强。实验5到7,溶液变为无色,说明氯酸钾的氧化性足够强,将碘单质进一步氧化为碘酸根,被消耗,导致溶液无色。可知,酸性越强,的氧化性越强,但过量酸可能抑制反应。
考向2 考查氯气与其他含氯化合物制备的综合
例2(2026·北京朝阳·三模)以电石渣[主要成分为]为原料制备的流程如图1。已知:ⅰ.加热氯化时会生成,可进一步转化为。ⅱ.相关物质在水中的溶解度曲线如图2。下列说法不正确的是
。
A.氯化时生成的反应为
B.适当降低通入的速率并充分搅拌,可提高的利用率
C.若滤渣中无,滤液中约为
D.转化后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶,可得到粗品
【答案】C
【详解】A.已知信息i指出可进一步转化为。这是一个歧化反应,元素的化合价由+1价分别升高到+5价(在中)和降低到-1价(在中)。根据得失电子守恒配平:生成需要,从+1价升至+5价,共失去电子。生成时从+1价降至-1价,得到电子。需要。总反应物为,生成物为。反应方程式为,A正确;
B.降低通入速率可以延长 在反应液中的停留时间,充分搅拌可以增大气液接触面积,使与反应更充分,减少的逸出,从而提高利用率,B正确;
C.氯化过程中的总反应是与反应生成和。发生歧化反应,部分变为 +5 价(在中),部分变为 -1 价(在中)。生成失去电子。生成得到电子,根据得失电子守恒,生成和的物质的量之比应为,C错误;
D.转化步骤是向含有的溶液中加入,发生反应:。由图 2 可知,的溶解度受温度影响较大,且在低温下溶解度较小。因此,通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法可以使大量析出,得到粗品,D正确;
故选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)。
【变式1】(2026·北京·一模)实验室用下图所示装置用过量固体和浓盐酸制备,下列说法不正确的是
A.该反应中浓盐酸体现了还原性和酸性
B.可以用水除去中混有的HCl气体
C.反应结束后,圆底烧瓶中的溶液显酸性的主要原因是水解
D.若用含4 mol HCl的浓盐酸,产生的一定少于1 mol
【答案】C
【详解】A.实验室制备氯气的反应为,反应中部分元素被氧化为体现还原性,同时生成体现酸性,因此浓盐酸既体现还原性又体现酸性,A正确;
B.在水中的溶解度不大,且与水发生可逆反应,HCl在水中溶解度大,且溶解的氯化氢会抑制氯气与水的反应,可以减少氯气的溶解,可以用水除去中混有的HCl,B正确;
C.反应结束后圆底烧瓶中的溶液显酸性,主要原因是反应后仍有过量的浓盐酸残留,是强酸完全电离出;虽能发生水解,但水解程度微弱,并非溶液显酸性的主要原因,C错误;
D.仅能与浓盐酸发生反应,随着反应进行盐酸浓度逐渐降低,当浓度降至一定程度时反应会自发停止,因此含的浓盐酸无法完全反应,最终产生的一定少于,D正确;
故答案选C。
【变式2】(2025·北京海淀·一模)以电石渣[主要成分为]为原料制备的流程如图1。
已知:
i.加热氯化时会生成可进一步转化为。
ii.相关物质在水中的溶解度曲线如图2。
下列说法不正确的是
A.氯化时生成的反应为
B.适当降低通入的速率并充分搅拌,可提高的利用率
C.若滤渣中无,滤液中约为
D.转化后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,可得到粗品
【答案】C
【详解】A.结合分析知,加热氯化时会先生成可进一步转化为,根据氧化还原反应的得失电子守恒和原子守恒,生成的反应为,A正确;
B.适当降低通入的速率并充分搅拌,可增加反应物的接触时间和接触面积,从而使反应更充分,可提高的利用率,B正确;
C.氯化过程中,先和氯气反应生成Ca(ClO)2、和水,然后Ca(ClO)2分解生成了,由知,分解产生的为,但前面和氯气反应也生成了,滤液中并非约为,C错误;
D.KClO3溶解度比Ca(ClO3)2小,且KClO3的溶解度随温度变化较大,因此通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法得到KClO3的晶体,D正确;
故选C。
【变式3】(2024·北京·三模)某小组同学探究高铁酸钾(K2FeO4)的制备条件及性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,有强氧化性,酸性条件下分解放出气体,微溶于KOH溶液。
Ⅰ:K2FeO4的制备(夹持和加热装置已略)
(1)装置A中产生Cl2的离子方程式是___________。
(2)C中得到紫色固体和紫色溶液,写出C中Cl2发生的反应:和___________。
(3)实验表明:C中和KOH的用量对K2FeO4的产率有影响。
实验序号
试剂
C中实验现象
ⅰ
和少量KOH
无明显现象
ⅱ
和过量KOH
得到紫色溶液和紫色固体
注:上述实验中,溶液总体积、的物质的量、Cl2的通入量均相同。
结合电极反应式,分析实验ⅰ和实验ⅱ现象不同的原因可能是___________。
Ⅱ:探究K2FeO4的性质
实验ⅲ:取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a。
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
(4)根据气体中有Cl2生成,得出:氧化性K2FeO4>Cl2,是否合理?理由是___________。
(5)a溶液变红可知a中含有离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将氧化,还可能由___________产生(用离子方程式表示)。
(6)实验ⅳ:用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b.取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。该方案可证明K2FeO4氧化了。用KOH溶液洗涤的目的是___________。
(7)实验反思
①实验一中装置B的作用是___________。
②实验一中得到紫色溶液后,持续通入Cl2,观察到溶液紫色变浅。解释可能原因___________。
【答案】(1)
(2)Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O
(3)电极方程式为:Fe(OH)3+5OH-+3e-=+4H2O,实验ⅱ中过量KOH碱性较强,增强+3价铁的还原性
(4)不合理,溶液的酸碱性会影响物质的氧化性强弱
(5)4+20H+=3O2↑+4Fe3++8H2O
(6)使K2FeO4稳定溶出,并除去K2FeO4固体附着的ClO-,防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl2,避免ClO-干扰实验
(7)除去挥发的HCl 通入氯气后,发生反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,溶液碱性减弱,进而导致K2FeO4转化为其它物质
【详解】(1)装置A中二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、水和Cl2,离子方程式是;
(2)C中得到紫色固体和紫色溶液,C中发生的反应有:和Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O;
(3)氧化反应中,Fe元素由+3价上升到+6价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:Fe(OH)3+5OH-+3e-=+4H2O,实验ⅱ中过量KOH碱性较强,增强+3价铁的还原性,因此与少量KOH实验的现象不同;
(4)制备K2FeO4的反应为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,Cl2是氧化剂,K2FeO4是氧化产物,则氧化性:Cl2>K2FeO4,方案Ⅱ反应的氧化性:K2FeO4>Cl2,二者相反,对比两个反应的条件,制备K2FeO4在碱性条件下,方案Ⅱ在酸性条件下,说明溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱;
(5)K2FeO4在酸性溶液中快速产生O2和Fe3+,产生的Fe3+干扰了实验检验,反应为4+20H+=3O2↑+4Fe3++8H2O;
(6)K2FeO4在碱性溶液中较稳定,并且固体表面附有ClO-,加入盐酸时ClO-能与盐酸反应生成的Cl2,所以用KOH溶液洗涤的目的是使K2FeO4稳定溶出,并除去K2FeO4固体附着的ClO-,防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl2,避免ClO-干扰实验;
(7)①用浓盐酸制取氯气,由于盐酸易挥发,制取的氯气中混有HCl杂质气体,实验一中装置B的作用是除去挥发的HCl;
向实验Ⅱ所得紫色溶液中继续通入Cl2,观察到溶液紫色变浅,试解释其可能的原因是通入氯气后,发生反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,溶液碱性减弱,进而导致K2FeO4转化为其它物质。
考点三 卤素的性质及X-的检验
知●识●解●构
知识点1 卤族元素
1.相似性
性质
反应方程式
与大多数金属反应
与Fe反应: 2Fe+3X2 2FeX3 (X=Cl、Br);
I2与Fe反应:Fe+I2 FeI2(I2只能将铁氧化到+2价,氯气、溴单质能氧化Fe2+,但碘单质不能氧化Fe2+)
与氢气反应
F2+H2 2HF(不需要光照或加热,在冷暗处直接化合);
Cl2+H2 2HCl(易发生爆炸);Cl2+H2 2HCl(苍白色火焰);
Br2+H2 2HBr;I2+H2 2HI(更高温度下缓慢反应)
与水反应
2F2+2H2O 4HF+O2 (反应剧烈,水为还原剂);
X2+H2O H++X-+HXO (写离子方程式)(歧化反应,卤素单质既是氧化剂,又是还原剂,X=Cl、Br、I,下同)
与碱溶
液反应
Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O ;
Br2+2NaOHNaBr+NaBrO+H2O[或3Br2+6NaOH(浓)5NaBr+NaBrO3+3H2O];
3I2+6NaOH5NaI+NaIO3+3H2O
(卤素单质既是氧化剂,又是还原剂)
与还原性
物质反应
X2 +Na2S 2NaX+S↓ ;
X2+SO2+2H2O 4H++2X-+S (写离子方程式);
X2+S+H2O 2H++2X-+S
2.卤素单质性质的递变性
颜色
F2 Cl2 Br2 I2
浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色
――――――――――――――――――――――→
颜色逐渐加深
熔、沸点
逐渐升高
密度
水溶性
逐渐减小
氧化性
与氢气化合或与水反应由易到难
――――――――――――――――――――――――――――――→
氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是Cl2>Br2>I2
还原
性(X-)
阴离子还原性由强到弱顺序是I->Br->Cl-
①Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子方程式为2Br-+Cl2===2Cl-+Br2②Br2能从I-的溶液中置换出I2,离子方程式为2I-+Br2===2Br-+I2
3.卤素单质的特殊性:卤素单质及其化合物除了具有共性外,都有其特殊性质。
氟
①无正价,氧化性最强,F-的还原性最弱②2F2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX中沸点最高(由于分子间存在氢键)
溴
①Br2是深红棕色液体,易挥发且有毒,是常温下唯一呈液态的非金属单质。②Br2易溶于有机溶剂③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用橡胶塞
碘
①I2遇淀粉变蓝色②I2加热时易升华③I2易溶于有机溶剂,Br2和I2都可被某些有机溶剂(如CCl4、苯)萃取④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大⑤I2易与Na2S2O3溶液反应:I2+2S2O===2I-+S4O,可通过滴定(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量
知识点2 卤素离子的检验方法
1.AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
2.置换——萃取法
未知液
有机层呈
3.氧化——淀粉法检验I-
未知液 蓝色溶液,表明含有I-
得分速记
1.卤族元素单质将同主族原子序数大的元素从其盐溶液中置换出来,但氟不能进行相应的置换,原因是F2能与NaX溶液中的水发生反应。
2.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+。
3.加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI。
知识点3 溴、碘的提取
1.海水提取溴
(1)流程
通热空气和↓水蒸气吹出
(2)发生反应的化学方程式
①2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl;
②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4;
③2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
2.海带中提取碘
(1)流程
H2O Cl2
↓ ↓
海带―→―→―→―→
(2)发生反应的离子方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-。
得分速记
从海水中提取物质的思路
海水中提取溴和碘的反应都是将其-1价离子氧化成单质。涉及工业实际,最主要的问题是如何将大量海水中分布的元素富集起来。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路线,碘一般是由海带提取,主要过程是灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取的路线。工艺模式如图所示:
考●向●破●译
考向1 考查卤素的性质
例1(2026·北京朝阳·模拟预测)向碘水、淀粉的混合液中加入AgNO3溶液,蓝色褪去。为探究褪色原因,实验如下:
下列分析不正确的是
A.过程①后溶液pH明显变小
B.过程③中加入NaCl溶液的目的是除去Ag+
C.不能判断4H++4I-+O2=2H2O+2I2是过程④中溶液变蓝的原因
D.综合上述实验,过程①中蓝色褪去的原因是Ag+氧化了I2
【答案】D
【详解】A.由分析可知,过程①后,溶液的主要成分为HIO、HNO3及未反应的AgNO3,所以pH明显变小,A正确;
B.过程③中加入NaCl溶液,可与Ag+反应生成AgCl沉淀,排除Ag+可能对后续实验产生的干扰,所以目的是除去Ag+,B正确;
C.过程④中,加入KI,可能发生HIO、H+、I-的氧化还原反应,也可能发生反应4H++4I-+O2=2H2O+2I2,不能肯定溶液变蓝的原因是哪一个,C正确;
D.过程①中蓝色褪去的原因可能是Ag+氧化了I2,也可能是Ag+促进了I2与H2O的反应,D不正确;
故选D。
解题妙招
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:
(1)HF腐蚀玻璃(SiO2+4HF→SiF4↑+2H2O)。
(2)AgX光敏性(AgBr用于胶片感光)。
(3)化合物特性
①氢卤酸酸性:HF(弱酸)<HCl<HBr<HI(氢键影响)。
②含氧酸稳定性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4(氧化性相反)。
【变式1】(2026·北京朝阳·一模)小组同学探究用间接碘量法测定刻蚀覆铜板废液中的原理。
(1)溶液刻蚀覆铜板的离子方程式为______。
(2)研究间接碘量法测的原理
查阅资料:、(和溶液均为无色)。
实验1:向溶液中加入过量KI溶液,得到棕黄色浊液;用淀粉作指示剂,用溶液滴定,溶液蓝色褪去。实验1中体现氧化性的微粒有______。
(3)探究能否用溶液直接滴定
实验2:
查阅资料:为绿色;为无色;为黑色固体,难溶于水,可溶于浓氨水;CuS为黑色固体,难溶于水、浓氨水;微溶于水。
①用离子方程式解释滴加浓氨水后溶液由无色变为蓝色的原因:______。
②实验证明溶液a中含。设计检验的方案:______(填操作和现象)。
③不能用溶液直接滴定的原因有______(答出两点)。
(4)探究能否用间接碘量法测定刻蚀覆铜板废液中的
由于存在:,小组同学认为须解决的干扰问题。
查阅资料:与能形成无色配合物;遇能形成紫色配合物。
实验3:向溶液中加入过量溶液,充分反应后滴加淀粉KI溶液,溶液不变蓝;调节溶液,继续滴加溶液,无明显现象。
实验4:______(填操作和现象)。
根据实验3、4的现象,得出结论:可用于消除对测定的干扰。
(5)测定某刻蚀覆铜板废液中的
实验5:
i.取某刻蚀废液,加入过量溶液;
ii.用氨水调节溶液,加入过量KI溶液;
iii.用标准溶液进行滴定,当溶液变为淡黄色时,滴加淀粉溶液,继续滴定至溶液蓝色消失,记录消耗溶液的体积。
分析步骤ii中将溶液pH调到4的原因:______。
【答案】(1)
(2)、或
(3)或 取少量溶液a于试管中,加入过量稀盐酸除去,充分反应后静置,取上层清液,滴加溶液,若产生白色沉淀,证明含有 终点不易观察、反应速率慢、反应不唯一导致物质间计量关系不确定
(4)向溶液中加入溶液,再滴加淀粉KI溶液,溶液变蓝
(5)pH过高,会发生水解沉淀;pH过低,在酸性条件下反应:,同时易被空气中的氧化
【详解】(1)刻蚀铜,氧化铜单质生成和,配平即可得离子方程式。
(2)化合价降低、得电子体现氧化性:氧化生成,Cu从价降为价,体现氧化性;生成的氧化,I从价降为价,也体现氧化性。
(3)①无色的被空气中氧化为蓝色的四氨合铜(II)络离子,配平即可得离子方程式或。
②题中说明微溶,会干扰检验,先加过量盐酸可除去,再向上层清液中加,若出现白色沉淀,则可说明溶液a中含有。
③从实验流程可知,与除生成配合物,还发生氧化还原副反应生成黑色沉淀、S等,没有固定的计量比,且终点无明显易观察的颜色变化,无法直接滴定。
(4)实验3的目的是利用与能形成无色配合物,从而掩蔽对测定的干扰,为达到该目的,需要做一组对比实验,故实验4直接向溶液中加入溶液,再滴加淀粉KI溶液,溶液变蓝。
(5)溶液中存在,酸性条件下会发生歧化反应;在酸性条件下会被空气中的氧化,所以pH不能太小。为弱碱阳离子,结合溶液中的水解成,所以pH不能太大。
【变式2】(25-26高三上·北京海淀·期中)实验小组制备并探究其遇酸性KI溶液后的变化。
【实验1】通一段时间后,关闭弹簧夹,向B的试管中滴入 盐酸,打开活塞a加入适量硫酸,B中溶液迅速变黄,静置一段时间,溶液中出现浑浊。
(1)实验开始时通的目的是______。
(2)A中制备反应的化学方程式为______。
【实验2】推测B中可能发生氧化还原反应生成和S,设计如下实验进行验证。
(3)实验2证明B中未生成,而是生成了S和。
①现象1和试剂2分别是______、______。
②推断在该条件下发生了歧化反应,反应的离子方程式为______。
【实验3】改变实验1中B的试剂,重复实验1的操作,探究KI和盐酸在歧化反应中的作用。
实验
试管中的溶液(1 mL)
滴管中的溶液(1 mL)
B中现象
3-1
蒸馏水
蒸馏水
无明显现象
3-2
蒸馏水
盐酸
3-3
溶液滴淀粉溶液
蒸馏水
溶液迅速变黄,始终未变蓝,出现浑浊较实验1慢
(4)由实验3可得到的结论是______。
(5)查阅资料:
a.在的作用下,的歧化反应分两步:ⅰ.与反应生成和S;ⅱ.生成的再与反应生成和。
b.结合形成了黄色的中间产物,有利于ⅰ中的电子转移,的结合能力与其离子半径密切相关。
①ⅱ中发生反应的离子方程式为______。
②实验3-3中始终未检测出,可推断反应速率:ⅰ______ⅱ(填“>”或“<”)。
③Cl与I同主族,但实验3-2表明无法起到的作用,原因可能是______(写2条)。
【答案】(1)排尽装置内的空气,防止氧气干扰实验
(2)
(3)溶液不变蓝(或无明显现象) 盐酸酸化的BaCl2溶液
(4)KI是SO2歧化反应的催化剂,能加快反应速率;盐酸本身对SO2歧化反应无影响,但能增大KI的催化活性
(5) < Cl-的离子半径比I-小,结合SO2的能力弱,无法形成有利于电子转移的黄色中间体;Cl-的还原性比I-弱,难以与SO2发生第一步反应(i)生成Cl2和S
【详解】(1)I-和均为强还原性离子,易被空气中的氧气氧化,因此实验开始时通的目的是排尽装置内的空气,防止氧气干扰实验;
(2)A装置中利用70%的浓硫酸和Na2SO3制备SO2气体,其反应的化学方程式为;
(3)①据题意,实验2证明B中未生成,而是生成了S和,则向实验所得上层清液中加入淀粉溶液不变蓝,加入盐酸酸化的BaCl2溶液生成BaSO4白色沉淀,因此现象1为溶液不变蓝(或无明显现象),试剂2为盐酸酸化的BaCl2溶液;
②SO2在该条件下发生歧化反应生成S和,反应离子方程式为;
(4)实验3-1中,未加KI溶液、盐酸,实验无明显现象;实验3-2中,未加KI溶液,加入盐酸,实验仍无明显现象,说明盐酸对SO2歧化无作用;实验3-3中,加入KI溶液,未加盐酸,实验出现浑浊,但比实验1(加入KI溶液和盐酸)要慢,说明KI是SO2歧化反应的催化剂,能加快反应速率,盐酸本身对SO2歧化反应无影响,但能增大KI的催化活性;
(5)①ⅱ中与反应生成和,离子方程式为;
②实验3-3中始终未检测出,说明i中生成的速率远远小于ii中消耗的速率,即反应ii的速率大于反应i的速率,故填“<”;
③Cl与I同主族,但实验3-2表明无法起到的作用,原因可能是:Cl-的离子半径比I-小,结合SO2的能力弱,无法形成有利于电子转移的黄色中间体;Cl-的还原性比I-弱,难以与SO2发生第一步反应(i)生成Cl2和S。
【变式3】(2025·北京房山·三模)下列能达到对应实验目的的是
A.分离酒精和水
B.比较氧化性:
C.由制取无水固体
D.比较Fe和Cu的金属活动性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.酒精和水互溶,不能用分液分离,不能达到实验目的,A错误;
B.如图,氯气将氧化为Br2,使左边棉球变黄,将氧化为I2,使右边棉球变蓝,证明氧化性:Cl2>Br2,Cl2>I2,不能比较Br2与I2的氧化性,不能达到实验目的,B错误;
C.加热会水解,不能直接加热制取无水,应在HCl的氛围中加热,不能达到实验目的,C错误;
D.Fe与CuSO4发生置换反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,证明Fe金属活动性大于Cu,可达到实验目的,D正确;
故选D。
考向2 考查卤素离子的检验
例1(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
【详解】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1】(2024·北京门头沟·一模)下列离子方程式与所给事实不相符的是
A.将二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液:
B.酸性碘化钾溶液中滴加适量双氧水:
C.将二氧化碳通入碳酸钠溶液中:
D.溶液与足量溶液混合:
【答案】D
【详解】A.将二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液,二氧化硫被氧化为硫酸根离子,离子方程式为:,故A正确;
B.酸性碘化钾溶液中滴加适量双氧水,碘离子被过氧化氢氧化为碘单质同时生成水,,故B正确;
C.将二氧化碳通入碳酸钠溶液中生成碳酸氢根,离子方程式为:,故C正确;
D.溶液与足量溶液反应,亚硫酸根离子、铵根离子均和氢氧根离子完全反应:,故D错误;
故选D。
【变式2】向浓硫酸中分别加入下列三种固体,对实验现象的分析正确的是( )
A.对比实验①和②可知还原性:Br->Cl-
B.对比实验①和③可知氧化性:Br2>SO2
C.对比实验②和③可知酸性:H2SO4>HCl>H2SO3
D.由实验可知浓硫酸具有强酸性、难挥发性、氧化性、脱水性
【答案】A
【详解】A. 实验①生成棕色气体是溴蒸气,实验②白雾是氯化氢,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气,与同一种氧化剂在相同条件下反应,溴离子被氧化成溴单质,而氯离子不能被氧化,说明还原性:Br−>Cl−,A正确;
B. 实验③生成是二氧化硫气体,非氧化还原反应,而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型,所以不能比较Br2、SO2的氧化性,B错误;
C. 实验②白雾说明氯化氢易挥发,不能说明酸性H2SO4>HCl,而实验③生成是二氧化硫气体,非氧化还原反应,而是强酸制弱酸,能说明H2SO4>H2SO3,C错误;
D. 实验中不能得知浓硫酸具有脱水性,D错误;故答案为:A。
【变式3】已知:i.4KI+O2+2H2O═4KOH+2I2,ii.3I2+6OH-═IO3-+5I-+3H2O,某同学进行如下实验:①取久置的KI固体(呈黄色)溶于水配成溶液;②立即向上述溶液中滴加淀粉溶液,溶液无明显变化;滴加酚酞后,溶液变红;③继续向溶液中滴加硫酸,溶液立即变蓝.下列分析合理的是( )
A.②说明久置的KI固体中不含有I2
B.③中溶液变蓝的可能原因:IO3-+5I-+6H+═3I2+3H2O
C.碱性条件下,I2与淀粉显色的速率快于其与OH -反应的速率
D.若向淀粉KI试纸上滴加硫酸,一段时间后试纸变蓝,则证实该试纸上存在IO3-
【答案】B
【详解】A.KI易被氧气氧化,将久置的碘化钾配成溶液时,碘与KOH反应,消耗了碘,则滴加淀粉溶液不变蓝,不能说明久置的KI固体中不含有I2,故A错误;
B.IO3-、I-在酸性条件下发生氧化还原反应,离子反应为IO3-+5I-+6H+═3I2+3H2O,故B正确;
C.由实验可知,碱性条件下,I2与KOH反应,其速率大于I2与淀粉显色的速率,故C错误;
D.向淀粉KI试纸上滴加硫酸,一段时间后试纸变蓝,酸性条件下可能发生4I-+O2+4H+═2H2O+2I2、I2遇淀粉变蓝,故D错误;
故答案为B。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025·北京卷,8,3分)时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如下图。
下列说法不正确的是
A.通入后开始发生反应:
B.时,随反应进行先析出
C.将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体
D.在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
【答案】D
【解析】A.氯气与氢氧化钠反应,生成氯化钠,次氯酸钠和水,开始发生反应为,A正确;
B.时,氯化钠溶解度最小,随反应进行,逐渐增多,则最先析出,B正确;
C.由于次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出固体,C正确;
D.由于氢氧化钠的溶解度随温度的变化趋势较小,次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,在冷却结晶的过程中,会大量析出,氢氧化钠则不会,D错误;
故选D。
2.(2025·北京卷,12,3分)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【解析】A.①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,生成更多的,说明浓盐酸促进平衡正向移动,A正确;
B.由①到②,溶液变为红色,说明转化为,即生成并消耗,B正确;
C.②、③溶液中,均存在平衡,由于温度不变,故该反应的平衡常数不变,由于②、③溶液中含有的初始浓度相同,且②溶液为红色,③溶液为无色,故能说明:②>③,C正确;
D.类似C选项分析,由①→④推断,溶液中的是越来越小的,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,无法确定①中溶液中的的含量是否能够氧化I-,D错误;
故选D。
3.(2024·北京卷,5,3分)下列方程式与所给事实不相符的是
A.海水提溴过程中,用氯气氧化苦卤得到溴单质:
B.用绿矾()将酸性工业废水中的转化为
C.用溶液能有效除去误食的
D.用溶液将水垢中的转化为溶于酸的:
【答案】D
【解析】A.氯气氧化苦卤得到溴单质,发生置换反应,离子方程式正确,A正确;
B.可以将氧化成,离子方程式正确,B正确;
C.结合生成沉淀,可以阻止被人体吸收,离子方程式正确,C正确;
D.与反应属于沉淀的转化,不能拆分,正确的离子方程式为CaSO4+=CaCO3+,D错误;
本题选D。
4.(2024·北京卷,10,3分)可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A.Y为反应物,W为生成物
B.反应制得,须投入
C.升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】B
【解析】A.由分析可知,Y为反应物,W为生成物,A正确;
B.在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B错误;
C.总反应为放热反应,其他条件一定,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确;
D.图中涉及的两个氧化还原反应是和,D正确;
故选B。
5.(2024·北京卷,14,3分)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A.反应①,
B.对比反应①和②,
C.对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系变化:①增大,②不变
【答案】B
【解析】A.反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,I元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式是:10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A项错误;
B.根据反应①可得关系式10I-~2,可以求得n=0.0002,则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2,反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价,反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-,中I元素的化合价为+5价,根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3,反应②的离子方程式是:I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-,B项正确;
C.已知的氧化性随酸性减弱而减弱,对比反应①和②的产物,I-的还原性随酸性减弱而增强,C项错误;
D.根据反应①和②的离子方程式知,反应①消耗H+、产生水、pH增大,反应②产生OH-、消耗水、pH增大,D项错误;
答案选B。
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