内容正文:
第四章
物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第4课时 原子结构与元素的性质 卤族元素
考点 1 卤素的原子结构 卤素单质的物理性质
1.卤素概念
在元素周期表中,与氯元素处于同一纵行——第VIIA族的元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐,所以统称为卤素(成盐元素之意)
2.卤族元素的原子结构
元素名称
氟
氯
溴
碘
元素符号
F
Cl
Br
I
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
相似性
最外层电子数均为7,易得到电子而具有较强的非金属性。
递变性
F→I,核电荷数依次增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,非金属性逐渐减弱。
3.物理性质
卤素单质
颜色(常态)
密度
熔点/℃
沸点/℃
F2
淡黄绿色(气体)
1.69 g·L-1(15 ℃)
-219.6
-188.1
Cl2
黄绿色(气体)
3.214 g·L-1(0 ℃)
-101
-34.6
Br2
深红棕色(液体)
3.119 g·cm-3(20 ℃)
-7.2
58.78
I2
紫黑色(固体)
4.93 g·cm-3
113.5
184.4
相似性
均有颜色,密度小,熔沸点低(通常情况下,F2、Cl2为气体,Br2由为液体,I2为固体),在水中溶解度不大
递变性
由F2→I2,气态→固态,颜色加深,密度增大,熔沸点升高,水中的溶解度逐渐减小(F2与水会剧烈反应生成氢氟酸和氧气:2F2+2H2O==4HF+O2↑)
特别提醒
①Cl2易液化,Br2易挥发(常温下唯一呈液态的非金属单质),I2为紫黑色固体,易升华,淀粉溶液遇碘变蓝色。
②活泼的卤素单质能置换出较不活泼的卤素单质,但F2不能从NaCl溶液中置换出Cl2,原因是2F2+2H2O===4HF+O2。
【进阶典例】下列关于F、Cl、Br、I的比较,不正确的是
A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深
【答案】C
【解析】F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5,随核电荷数的增加而增多,A正确;F、Cl、Br、I原子半径增大,原子核对电子的引力逐渐减小,单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱,B正确;元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,非金属性F>Cl>Br>I, 故它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱,C错误;单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色,单质的颜色随核电荷数的增加而加深,D正确。
解题点睛
①元素周期表中第ⅦA族元素称卤族元素(简称卤素),包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、ti´an(Ts)六种元素(后两种具有放射性)。
②原子结构具有相似性:最外层电子数都是7(大于4),从上到下即由F→I,随着核电荷数增加,电子层数增多。
③卤族元素是非常活泼的非金属,在自然界中都以化合态存在。
【拔高典例】下列试剂的保存方法正确的是
A.氢氟酸保存在棕色细口玻璃瓶中
B.氯水密封于无色试剂瓶中
C.液溴易挥发,保存在带有橡胶塞的棕色试剂瓶中,并应加水液封
D.碘单质保存在带有玻璃塞的棕色广口玻璃瓶中
【答案】D
【解析】A项,氢氟酸会腐蚀玻璃,所以保存时不能使用玻璃瓶,A不正确;B项,氯水见光易分解,应密封于棕色试剂瓶中,B不正确;C项,液溴会腐蚀橡胶,试剂瓶不能带有橡胶塞,C不正确;D项,碘单质会腐蚀橡胶,见光易升华,应避光保存,所以应保存在带有玻璃塞的棕色广口玻璃瓶中,D正确。
【对点练1】卤族元素是最活泼的一族非金属元素,下列关于卤族元素的说法正确的是
A.卤素单质的最外层电子数都是7
B.从上到下,卤素原子的电子层数依次增多,原子半径依次减小
C.从到,原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱,原子得电子能力依次减弱
D.卤素单质与化合的难易程度由难到易的顺序为、、、
【答案】C
【解析】A. 卤素原子的最外层电子数都是7,故A错误;B. 从上到下,卤素原子的电子层数依次增多,原子半径依次增大,故B错误;C. 从到,原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱,原子得电子能力依次减弱,故C正确;D. 卤素单质与化合的难易程度由易到难的顺序为、、、,故D错误;故选C。
【对点练2】第85号元素砹(At)是核电荷数最大的卤素,下列关于砹及其化合物的叙述正确的是
A.At2可能是一种有色固体,易溶于水,难溶于有机溶剂
B.AgAt见光易分解,是一种能溶于水的有色固体
C.相同条件下,HAt比HI更稳定
D.由KAt的水溶液制备砹反应的化学方程式为2KAt+Cl2===2KCl+At2
【答案】D
【解析】卤族元素从上到下,单质的颜色逐渐加深,熔、沸点逐渐增大,则砹是有色固体,溴、碘都不溶于水,根据同一主族元素性质的相似性知,砹不溶于水但易溶于四氯化碳,A错误;AgAt见光易分解,结合AgCl、AgBr、AgI的性质可知,是一种不溶于水的有色固体,颜色应比AgI深,B错误;同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,非金属性I>At,HAt不稳定,C错误;由同主族元素性质变化规律可知,氧化性氯气大于At2,则发生2KAt+Cl2===2KCl+At2,D正确。
考点 2 卤素单质的化学性质
1.性质实验探究
(1)卤素单质与氢气的反应:
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
从F2到I2,与H2反应所需要的条件逐渐升高,反应剧烈程度依次减弱,生成气态氢化物的稳定性依次减弱
(2)卤素单质间的置换反应——比较卤素单质氧化性:
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-
2.相似性和递变性及原因分析
(1)相似性:最外层电子数都是7,易得到1个电子形成最外层8电子稳定结构,具有较强的非金属性。
元素
F
Cl
Br
I
最外层电子数
均为7
最高正价
均为7(F除外)
最低负价
均为-1
最高价氧化物对应水化物
无
HClO4
HBrO4
HIO4
气态氢化物
HF
HCl
HBr
HI
自然界中状态
均以化合态形式存在
(2)递变性:从F→I,核电荷数依次增大,电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,得到电子的能力逐渐减弱,元素的非金属性逐渐减弱。
化学性质
规律(按F、Cl、Br、I顺序)
原子得电子能力
逐渐减弱
非金属性
逐渐减弱
单质的氧化性
逐渐减弱(F无正价,F2与水发生置换反应)
阴离子的还原性
逐渐增强(I-可被Fe3+氧化)
最高价氧化物对应水化物的酸性
逐渐减弱(HClO4是已知含氧酸中酸性最强酸)
单质与氢气化合的难易程度
越来越难
氢化物的稳定性
逐渐减弱(氢卤酸酸性逐渐增强)
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
特别提醒
①在周期表中,同主族元素从上到下,电子层数增多,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,所以金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
②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)。
③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)。
【进阶典例】(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:Cl2 > I2
D.实验④能证明氧化性:Br2 > I2
【答案】D
【解析】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;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;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;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;故选D。
解题点睛
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。
④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。
⑤HF是弱酸,而HCl、HBr、HI是强酸,且酸性 HF<HCI<HBr<HI。
【拔高典例】拟卤素[如(CN)2、(SCN)2等]、卤素互化物(如IBr、IF5等)的化学性质与卤素单质(X2)相似,能与大多数金属、某些非金属单质、水等发生反应。已知(SCN)2的氧化性介于Br2和I2之间,下列说法不正确的是
A.(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2O
B.等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(SCN)2,发生反应:2I-+(SCN)2===I2+2SCN-
C.BrCl与水反应生成HBrO和HCl,则1 mol BrCl反应时转移1 mol电子
D.IBr与Zn反应生成ZnBr2和ZnI2
【答案】C
【解析】类似于Cl2与NaOH溶液反应,(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2O,A正确;(SCN)2的氧化性介于Br2和I2之间,由于还原性:I->Br-,故等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(SCN)2,只氧化I-生成I2,B正确;BrCl与水反应生成HBrO和HCl,该反应是非氧化还原反应,不存在电子转移,C错误;IBr的化学性质类似于Cl2,与金属Zn反应生成ZnBr2和ZnI2,D正确。
【对点练1】(2026·江苏南京高一期末)F、Na、Mg、S、Cl为短周期主族元素。下列说法正确的是
A.离子半径:r(Mg2+)<r(F-) B.热稳定性:HF<H2S
C.酸性强弱:H2SO4>HClO4 D.金属性强弱:Na<Mg
【答案】A
【解析】A项,Mg2+和F-核外电子层结构相同,核电荷数越大对核外电子的吸引能力越强,离子半径越小,Mg的核电荷数大于F,故 r(Mg2+)<r(F-),A正确;B项,元素非金属性越强,简单氢化物的热稳定性越强,非金属性F>S,故热稳定性HF>H2S,B错误;C项,元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性Cl>S,故酸性H2SO4<HClO4,C错误;D项,同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱,Na在Mg左侧,故金属性Na>Mg,D错误;故选A。
【对点练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
【解析】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Cl2>Br2>I2,D正确;故答案选A。
考点 3 元素非金属性强弱 卤素离子的检验
1.非金属性强弱的判断方法
(1)根据非金属单质与H2化合的难易程度、生成气态氢化物的稳定性判断,越易化合,生成的气态氢化物越稳定,则元素的非金属性越强。
(2)根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断,酸性越强,则元素的非金属性越强。
(3)其他判断方法:
①根据置换反应,金属性较强的金属单质可以置换金属性较弱的金属单质;非金属性较强的非金属单质可以置换非金属性较弱的非金属单质。
②根据离子的氧化性或还原性强弱,金属单质的还原性越强,则简单阳离子的氧化性越弱;非金属单质的氧化性越强,对应简单阴离子的还原性越弱。
2.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:
未知液若有机层呈红棕色或橙红色,表明含有Br-,若有机层呈紫色、浅紫色或紫红色,表明含有I-。
(3)氧化——淀粉法检验I-:
未知液蓝色溶液,表明含有I−
特别提醒
①元素的非金属性越强,其含氧酸的酸性不一定越强。如HClO为弱酸,H2SO4为强酸,但非金属性:Cl>S。
②比较元素的非金属性强弱,应比较元素对应的最高价含氧酸的酸性强弱,酸性越强,则非金属性越强。
【进阶典例】下列关于元素金属性、非金属性的说法不正确的是
A.将碳酸钠加入稀硫酸中,能产生CO2气体,说明S的非金属性强于C
B.H2SO4的酸性强于HClO,则非金属性:S>Cl
C.Si与H2化合所需温度远高于S和H2化合的温度,说明S的非金属性强于Si
D.HBr的热稳定性强于HI,则元素Br的非金属性比元素I强
【答案】B
【解析】H2SO4是S元素的最高价氧化物的水化物,根据H2SO4、H2CO3的酸性强弱,可以判断非金属性强弱,故A正确;HClO不是Cl元素的最高价氧化物的水化物,所以不能根据H2SO4、HClO的酸性强弱判断非金属性强弱,故B错误;可以根据非金属的简单气态氢化物的稳定性判断元素的非金属性,HBr的热稳定性强于HI,则元素Br的非金属性比元素I强,故D正确。
解题点睛
①F2是唯一从水中置换出O2的非金属单质:2F2+2H2O=4HF+O2。
②溴有很强的腐蚀性,液溴易挥发,保存时要加一些水进行“水封”;溴是常温常压下唯一的液态的非金属单质。
③碘可升华,遇淀粉溶液变蓝(检验I2)。
④卤素单质与变价金属(如Fe)反应:2Fe+3X2=2FeX3(X=F、Cl、Br),Fe+I2=FeI2。
⑤Cl2、Br2、I2易溶于有机溶剂苯、CCl4、汽油等。
【拔高典例】下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是
A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取水层并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
【答案】D
【解析】在KI中加入足量新制氯水,也会置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定是否含有Br-,A项错误;Br-和I-均能使酸性KMnO4溶液褪色,B项错误;加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层因萃取I2而显色,并没有Br2产生,C项错误。
【对点练1】下列叙述能说明氯元素非金属性比硫元素强的是
①HCl的溶解度比H2S大 ②HCl的酸性比H2S强 ③HCl的稳定性比H2S强 ④还原性:Cl-<S2- ⑤HClO的酸性比H2SO4弱 ⑥Cl2与铁反应生成FeCl3,而S与铁反应生成FeS ⑦Cl2能与H2S反应生成S ⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧
A.③④⑤⑦⑧ B.③⑥⑦⑧
C.③④⑥⑦⑧ D.①②③④⑤⑥⑦⑧
【答案】C
【解析】溶解度为物理性质,①不能说明;比较酸性必须采用最高价含氧酸,②不能说明;氢化物的稳定性可以说明氯元素的非金属性大于硫,③可以说明;离子的还原性可以说明,④可以说明;不是最高价含氧酸,⑤不能说明;氯气的氧化性大于硫,⑥可以说明;氯气与硫化氢生成硫单质,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,⑦可以说明;周期表中Cl处于S同周期的右侧,⑧可以说明;故选C。
【对点练2】(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
【解析】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。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;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;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;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。
1.随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是
A.卤素单质的熔点、沸点随相对分子质量的增大而逐渐降低
B.卤素单质的氧化性逐渐减弱,而卤素离子的还原性逐渐增强
C.气态氢化物的稳定性和单质与氢气化合的能力均逐渐增强
D.卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变淡
【答案】B
【解析】 A.卤素从上到下对应的单质的状态:气→气→液→固,故卤素单质的熔点、沸点逐渐升高,A错误;B.卤素单质从上到下,氧化性逐渐减弱,卤素离子还原性逐渐增强,B正确;C.卤素原子从上到下,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,卤素单质从上到下,与氢气反应条件越来越高,故与氢气化合的能力逐渐减弱,C错误;D.F2是浅黄绿色气体,Cl2是黄绿色气体,Br2是深红棕色液体,I2是紫黑色固体,可见:卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变深,D错误;故答案为:B。
2.(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
【解析】A.卤素单质从F2到I2,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。
3.(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
【解析】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。
4.(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
【解析】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;卤族元素原子最外层都有7个电子,所以位于ⅦA族,B正确;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;卤素单质具有氧化性,能氧化还原性物质,D正确;故选C。
5.判断Cl元素的非金属性比S元素的强,可依据的事实是
A.HCl的酸性比H2SO3强 B.常温下氯单质呈气态,硫单质呈固态
C.氯气可溶于水,硫难溶于水 D.HCl的热稳定性比H2S的强
【答案】D
【解析】A项,要根据元素最高价含氧酸的酸性强弱比较元素的非金属性强弱。HCl是无氧酸,而H2SO3也不是S的最高价含氧酸,因此不能根据HCl的酸性比H2SO3强判断出元素的非金属性:Cl>S,A错误;B项,元素的非金属强弱与其单质存在状态无关,因此不能根据常温下氯单质呈气态,硫单质呈固态,就判断出Cl元素非金属性比S强,B错误;C项,元素的非金属强弱与其单质是否能够溶于水无关,因此不能据此判断元素非金属性的强弱,C错误;D项,元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物的稳定性就越强,由于氢化物的稳定性:HCl>H2S,所以元素的非金属性:Cl>S,D正确;故选D。
6.下列说法中正确的是
A.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数
B.非金属元素呈现的最低负化合价,其绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C.最外层有2个电子的原子都是金属原子
D.最外层有5个电子的原子都是非金属原子
【答案】A
【解析】A.非金属元素呈现的最高化合价等于元素原子的最外层电子数,A正确;B.非金属元素呈现的最低负化合价,等于其原子达到最外层8个(H最外层2个)电子稳定结构所需得到的电子数,其绝对值等于8减去该子的最外层电子数,B错误;C.He为非金属元素,最外层有2个电子,C错误;D.Sb、Bi是第ⅤA元素,二者都是金属元素,它们的最外层都有5个电子,因此最外层有5个电子的原子不一定都是非金属原子,D错误;故合理选项是A。
7.(25-26高一下·江苏徐州·期末)已知卤素互化物(例如BrCl)、拟卤素[例如(CN)2]等物质的性质与Cl2单质相似,下列相关反应的方程式不正确的是
A.3BrCl+2Fe===FeCl3+FeBr3 B.BrCl+H2O===HBr+HClO
C.(CN)2+H2O===HCN+HCNO D.MnO2+4HCN(浓)Mn(CN)2+(CN)2↑+2H2O
【答案】B
【解析】在BrCl中Br为+1价,Cl为-1价,根据氧化还原得失电子守恒为3BrCl+2Fe===FeCl3+FeBr3,故A正确;B项,在BrCl中Br为+1价,Cl为-1价,BrCl和水反应正确方程式为BrCl+H2O===HBrO+HCl,故B错误;C项,(CN)2性质与Cl2相似,(CN)2和水反应与氯气和水反应也相似,故C正确;D项,类似实验室制备氯气,用二氧化锰和氢氰酸浓溶液制备(CN)2,故D正确。
8.(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
【解析】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;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;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;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;故选D。
9.(25-26高一下·山东德州·期中)下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述正确的是
A.随着核电荷数的增加,卤素单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大,氧化性依次增强
B.F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7,Li、Na、K、Rb的最外层电子数都是1
C.碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时生成氧化物R2O
D.根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱
【答案】B
【解析】随着核电荷数的增加,卤素单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大,氧化性依次减弱,A项错误;碱金属元素的金属性从Li到Cs依次增强,加热时与氧气反应,锂生成氧化锂、钠生成过氧化钠等,C项错误;F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,则对应单质的氧化性依次减弱,离子的还原性依次增强,即HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强,热稳定性依次减弱,D项错误。
10.(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
【解析】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;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;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;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。
11.为了验证S、C、Si的非金属性强弱,同学们设计了如图所示实验。下列说法错误的是
A.装置①中观察到有无色气体生成,说明S的非金属性强于C
B.装置②中可观察到有白色沉淀生成
C.实验室盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞
D.若将稀硫酸换成稀盐酸,可验证Cl、C、Si的非金属性强弱
【答案】D
【解析】A.装置①中稀硫酸与Na2CO3反应生成CO2(无色气体),发生反应H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑
+H2O,H2SO4是S的最高价氧化物对应水化物,H2CO3是C的最高价氧化物对应水化物,根据强酸制弱酸,可知酸性H2SO4>H2CO3,进而说明非金属性S>C,A正确;B.装置①生成的CO2通入装置②的Na2SiO3溶液中,发生反应CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓,H2SiO3为白色胶状沉淀,可观察到白色沉淀生成,B正确;C.Na2SiO3具有黏合性,导致玻璃塞黏住试剂瓶,故需用橡胶塞,C正确;D.比较Cl、C、Si的非金属性应使用Cl的最高价氧化物对应水化物(HClO4),而稀盐酸(HCl)中Cl为-1价,不是最高价,无法通过HCl与Na2CO3的反应比较Cl和C的非金属性,且盐酸易挥发,也将影响碳酸和硅酸酸性强弱的比较,D错误;故答案为:D。
12.(25-26高一上·山东日照·期末)标记的氟化钠注射液可用于肿瘤检测,下列说法正确的是
A.常温下,是黄绿色液体 B.比少一个质子
C.和互为同素异形体 D.与的化学性质基本相同
【答案】D
【解析】A.18F2是氟-18同位素组成的氟气,氟气在常温下为淡黄绿色气体,A错误;B.19F和18F是氟的两种核素,质子数均为9,18F比19F少一个中子,B错误;C.同素异形体是指同种元素形成的不同单质;而19F和18F是同种元素的不同原子,互为同位素,C错误;D.18F2和19F2都是氟气,化学性质基本相同,D正确;故答案选D。
13.(25-26高一下·湖南浏阳·期中)为了比较卤素单质的氧化性强弱,可在实验室先制取Cl2,并将Cl2依次通入NaBr溶液和淀粉-KI溶液中,有如图所示的仪器(橡胶塞均为双孔)及药品,试回答下列问题:
(1)若所制气体从左向右流向时,上述仪器接口的连接顺序为H接 、 接 、 接 。
(2)装置③的作用是 ,
反应的离子方程式为 。
(3)装置①中产生的现象是 ,
反应的化学方程式为 。
(4)通过实验还可证明Br2通入KI溶液中可置换I2,结合本实验可得到的结论是 。
【答案】(1)D C B A F
(2)吸收未反应完的Cl2,防止污染空气 Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(3)溶液变蓝 Cl2+2KI===I2+2KCl
(4)同主族元素随着原子序数的递增,元素非金属性逐渐减弱,单质氧化性逐渐减弱
【解析】(1)根据实验目的可知,先制取氯气,然后将氯气通入NaBr溶液,再通入淀粉-KI溶液检验氯气的强氧化性,氯气有毒不能直接排入空气中,否则会污染空气,所以最后连接尾气处理装置,装置中导气管遵循“长进短出”原则,所以连接顺序是H→D→C→B→A→F。
(2)装置③的作用是吸收未反应完的Cl2,防止污染空气,离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
(3)氯气能氧化碘离子生成碘单质,淀粉遇碘变蓝色,现象是溶液变蓝色,化学方程式为Cl2+2KI===I2+2KCl。
14.(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
【解析】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。
(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Cl2中的HCl,还可以平衡压强,防止装置堵塞,防止倒吸;
(6)A.ICl的相对分子质量介于Cl2和I2之间,则ICl的沸点介于Cl2和I2之间,正确;B.由已知反应ICl+H2O=HCl+HIO,HCl中碘为+1价,其能与KI发生归中反应生成I2,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。
1.(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.Fe2O3是碱性氧化物;FeO、Fe3O4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
【解】A.Fe3O4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.I2是一种弱氧化剂,和Fe直接化合时只能得到FeI2,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。
2.(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
【解析】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。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。
3.(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
【解析】A.由题干信息可知,所以ICl与NaOH溶液反应时,生成的HCl和HIO与NaOH反应生成NaCl和NaIO,反应中无价态变化,A正确;B.ICl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,Br2为氧化剂,Fe3+为氧化产物,氧化性Br2 >Fe3+ ,符合氧化还原反应规律,C正确;D.Cl2与足量NaOH反应生成NaCl和NaClO3的反应为,3 mol Cl2转移5 mol电子,故1 mol Cl2转移电子,而非5 mol电子,D错误;故答案选D。
4.(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
【解析】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。A.过程①中加入AgNO3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AgNO3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。
5.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
【解析】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。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CCl4,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。
6.(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
【解析】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。
7.(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
【解析】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)、MnO被还原为Mn2+;继续加入酸性高锰酸钾溶液,Mn2+被氧化为MnO2(棕褐色沉淀);继续加入过量酸性高锰酸钾溶液,I2被氧化为IO,剩余的Mn2+被氧化为MnO2(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。A.实验i中MnO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:MnO>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MnO氧化为IO,剩余的Mn2+被MnO氧化为MnO2,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、MnO过量,MnO将I-氧化为IO,自身被还原为MnO2(棕褐色沉淀),且MnO未反应完,溶液呈紫色,D正确;故答案选C。
8.(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
【解析】该实验目的是用MnO2和浓盐酸制取氯气并探究氯、溴、碘的相关性质,装置A为MnO2和浓盐酸制取氯气发生装置,装置B可以除去Cl2中混有的HCl,并防堵塞,装置C可以检验Cl2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NaOH溶液的烧杯为尾气处理装置。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1molMnO2,则产生1molCl2,A项正确;B.装置B中饱和食盐水可以除去Cl2中混有的HCl,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CaCl2,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NaBr溶液由无色变为橙色,发生,说明氧化性Cl2>Br2,分液漏斗中溶液含有Br2,也可能含有过量的Cl2,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I2生成,可能发生,对利用反应证明氧化性Br2>I2有干扰,故不能证明氧化性Br2>I2,D项错误;选D。
9.(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 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 防止碘化亚铁凝华堵塞导管 浓硫酸
(2)溶液变蓝 KSCN >
【解析】通入去除氧气的空气排尽装置内空气,再点燃酒精灯制备FeI2,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FeI2吸水受潮,据此分析:
(1)① 盛装碱石灰的球形仪器名称为球形干燥管;空气中的O2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 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 ;② 已知FeI2易升华,升华后的FeI2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 FeI2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I2,淀粉遇碘单质变蓝,因此现象为溶液变蓝;检验Fe3+常用KSCN溶液,实验现象为溶液不变红,说明没有Fe3+生成,少量氯水优先氧化I-,证明还原性:;
② 标况下11.2LCl2物质的量为0.5mol,0.4molFeI2含0.8molI-、0.4molFe2+;由于还原性,Cl2先氧化I-,0.8molI-完全反应消耗0.4molCl2,剩余0.1molCl2只能氧化0.2molFe2+,配平后得到离子方程式:。
10.(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) 5:1 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)
【解析】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。
(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5:1;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5:1;能耗低或产率高或有利于有机溶剂的循环利用;
(6)I-、IO与45%的H2SO4溶液发生归中反应生成碘单质和水,离子方程式为。
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第四章
物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第4课时 原子结构与元素的性质 卤族元素
考点 1 卤素的原子结构 卤素单质的物理性质
1.卤素概念
在元素周期表中,与氯元素处于同一纵行——第VIIA族的元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐,所以统称为卤素(成盐元素之意)
2.卤族元素的原子结构
元素名称
氟
氯
溴
碘
元素符号
F
Cl
Br
I
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
相似性
最外层电子数_________,易_____电子而具有较强的非金属性。
递变性
F→I,核电荷数依次_____,电子层数逐渐_____,原子半径逐渐_____,非金属性逐渐_____。
3.物理性质
卤素单质
颜色(常态)
密度
熔点/℃
沸点/℃
F2
_____色(气体)
1.69 g·L-1(15 ℃)
-219.6
-188.1
Cl2
黄绿色(气体)
3.214 g·L-1(0 ℃)
-101
-34.6
Br2
深红棕色(液体)
3.119 g·cm-3(20 ℃)
-7.2
58.78
I2
_____色(固体)
4.93 g·cm-3
113.5
184.4
相似性
均有颜色,密度小,熔沸点低(通常情况下,F2、Cl2为气体,Br2由为液体,I2为固体),在水中溶解度不大
递变性
由F2→I2,气态→固态,颜色_____,密度_____,熔沸点_____,水中的溶解度逐渐_____(F2与水会剧烈反应生成氢氟酸和氧气:2F2+2H2O==4HF+O2↑)
特别提醒
①Cl2易液化,Br2易挥发(常温下唯一呈液态的非金属单质),I2为紫黑色固体,易升华,淀粉溶液遇碘变蓝色。
②活泼的卤素单质能置换出较不活泼的卤素单质,但F2不能从NaCl溶液中置换出Cl2,原因是2F2+2H2O===4HF+O2。
【进阶典例】下列关于F、Cl、Br、I的比较,不正确的是
A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深
解题点睛
①元素周期表中第ⅦA族元素称卤族元素(简称卤素),包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、ti´an(Ts)六种元素(后两种具有放射性)。
②原子结构具有相似性:最外层电子数都是7(大于4),从上到下即由F→I,随着核电荷数增加,电子层数增多。
③卤族元素是非常活泼的非金属,在自然界中都以化合态存在。
【拔高典例】下列试剂的保存方法正确的是
A.氢氟酸保存在棕色细口玻璃瓶中
B.氯水密封于无色试剂瓶中
C.液溴易挥发,保存在带有橡胶塞的棕色试剂瓶中,并应加水液封
D.碘单质保存在带有玻璃塞的棕色广口玻璃瓶中
【对点练1】卤族元素是最活泼的一族非金属元素,下列关于卤族元素的说法正确的是
A.卤素单质的最外层电子数都是7
B.从上到下,卤素原子的电子层数依次增多,原子半径依次减小
C.从到,原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱,原子得电子能力依次减弱
D.卤素单质与化合的难易程度由难到易的顺序为、、、
【对点练2】第85号元素砹(At)是核电荷数最大的卤素,下列关于砹及其化合物的叙述正确的是
A.At2可能是一种有色固体,易溶于水,难溶于有机溶剂
B.AgAt见光易分解,是一种能溶于水的有色固体
C.相同条件下,HAt比HI更稳定
D.由KAt的水溶液制备砹反应的化学方程式为2KAt+Cl2===2KCl+At2
考点 2 卤素单质的化学性质
1.性质实验探究
(1)卤素单质与氢气的反应:
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
暗处
____________________________
很稳定
Cl2
光照或点燃
H2+Cl22HCl
较稳定
Br2
加热
___________________________
不如氯化氢稳定
I2
不断加热
H2+I22HI
不稳定
结论
从F2到I2,与H2反应所需要的条件逐渐_____,反应剧烈程度依次_____,生成气态氢化物的稳定性依次_____
(2)卤素单质间的置换反应——比较卤素单质氧化性:
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_____色
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
静置后,液体分层,上层无色,下层_____色
2KI+Br2===2KBr+I2
静置后,液体分层,上层无色,下层_____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-
2.相似性和递变性及原因分析
(1)相似性:最外层电子数都是____,易得到1个电子形成最外层8电子稳定结构,具有较强的非金属性。
元素
F
Cl
Br
I
最外层电子数
均为7
最高正价
均为7(F除外)
最低负价
均为-1
最高价氧化物对应水化物
_____
_____
_____
_____
气态氢化物
HF
HCl
HBr
HI
自然界中状态
均以化合态形式存在
(2)递变性:从F→I,核电荷数依次增大,电子层数依次增多,原子半径逐渐_____,得到电子的能力逐渐_____,元素的非金属性逐渐_____。
化学性质
规律(按F、Cl、Br、I顺序)
原子得电子能力
逐渐减弱
非金属性
_____________
单质的氧化性
逐渐减弱(F无正价,F2与水发生_____反应)
阴离子的还原性
____________(I-可被Fe3+_____)
最高价氧化物对应水化物的酸性
____________(HClO4是已知含氧酸中酸性_____酸)
单质与氢气化合的难易程度
越来越难
氢化物的稳定性
_____________(氢卤酸酸性逐渐_____)
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
特别提醒
①在周期表中,同主族元素从上到下,电子层数增多,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,所以金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
②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)。
③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)。
【进阶典例】(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:Cl2 > I2
D.实验④能证明氧化性:Br2 > I2
解题点睛
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。
④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。
⑤HF是弱酸,而HCl、HBr、HI是强酸,且酸性 HF<HCI<HBr<HI。
【拔高典例】拟卤素[如(CN)2、(SCN)2等]、卤素互化物(如IBr、IF5等)的化学性质与卤素单质(X2)相似,能与大多数金属、某些非金属单质、水等发生反应。已知(SCN)2的氧化性介于Br2和I2之间,下列说法不正确的是
A.(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2O
B.等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(SCN)2,发生反应:2I-+(SCN)2===I2+2SCN-
C.BrCl与水反应生成HBrO和HCl,则1 mol BrCl反应时转移1 mol电子
D.IBr与Zn反应生成ZnBr2和ZnI2
【对点练1】(2026·江苏南京高一期末)F、Na、Mg、S、Cl为短周期主族元素。下列说法正确的是
A.离子半径:r(Mg2+)<r(F-) B.热稳定性:HF<H2S
C.酸性强弱:H2SO4>HClO4 D.金属性强弱:Na<Mg
【对点练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
考点 3 元素非金属性强弱 卤素离子的检验
1.非金属性强弱的判断方法
(1)根据非金属单质与H2化合的难易程度、生成气态氢化物的稳定性判断,越易化合,生成的气态氢化物越稳定,则元素的非金属性_____。
(2)根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断,酸性越强,则元素的非金属性_____。
(3)其他判断方法:
①根据置换反应,金属性较强的金属单质可以置换金属性较弱的金属单质;非金属性较强的非金属单质可以置换非金属性较弱的非金属单质。
②根据离子的氧化性或还原性强弱,金属单质的还原性越强,则简单阳离子的氧化性越弱;非金属单质的氧化性越强,对应简单阴离子的还原性越弱。
2.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:
未知液若有机层呈红棕色或橙红色,表明含有Br-,若有机层呈紫色、浅紫色或紫红色,表明含有I-。
(3)氧化——淀粉法检验I-:
未知液蓝色溶液,表明含有I−
特别提醒
①元素的非金属性越强,其含氧酸的酸性不一定越强。如HClO为弱酸,H2SO4为强酸,但非金属性:Cl>S。
②比较元素的非金属性强弱,应比较元素对应的最高价含氧酸的酸性强弱,酸性越强,则非金属性越强。
【进阶典例】下列关于元素金属性、非金属性的说法不正确的是
A.将碳酸钠加入稀硫酸中,能产生CO2气体,说明S的非金属性强于C
B.H2SO4的酸性强于HClO,则非金属性:S>Cl
C.Si与H2化合所需温度远高于S和H2化合的温度,说明S的非金属性强于Si
D.HBr的热稳定性强于HI,则元素Br的非金属性比元素I强
解题点睛
①F2是唯一从水中置换出O2的非金属单质:2F2+2H2O=4HF+O2。
②溴有很强的腐蚀性,液溴易挥发,保存时要加一些水进行“水封”;溴是常温常压下唯一的液态的非金属单质。
③碘可升华,遇淀粉溶液变蓝(检验I2)。
④卤素单质与变价金属(如Fe)反应:2Fe+3X2=2FeX3(X=F、Cl、Br),Fe+I2=FeI2。
⑤Cl2、Br2、I2易溶于有机溶剂苯、CCl4、汽油等。
【拔高典例】下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是
A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取水层并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
【对点练1】下列叙述能说明氯元素非金属性比硫元素强的是
①HCl的溶解度比H2S大 ②HCl的酸性比H2S强 ③HCl的稳定性比H2S强 ④还原性:Cl-<S2- ⑤HClO的酸性比H2SO4弱 ⑥Cl2与铁反应生成FeCl3,而S与铁反应生成FeS ⑦Cl2能与H2S反应生成S ⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧
A.③④⑤⑦⑧ B.③⑥⑦⑧
C.③④⑥⑦⑧ D.①②③④⑤⑥⑦⑧
【对点练2】(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
1.随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是
A.卤素单质的熔点、沸点随相对分子质量的增大而逐渐降低
B.卤素单质的氧化性逐渐减弱,而卤素离子的还原性逐渐增强
C.气态氢化物的稳定性和单质与氢气化合的能力均逐渐增强
D.卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变淡
2.(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
3.(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
4.(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
5.判断Cl元素的非金属性比S元素的强,可依据的事实是
A.HCl的酸性比H2SO3强 B.常温下氯单质呈气态,硫单质呈固态
C.氯气可溶于水,硫难溶于水 D.HCl的热稳定性比H2S的强
6.下列说法中正确的是
A.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数
B.非金属元素呈现的最低负化合价,其绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C.最外层有2个电子的原子都是金属原子
D.最外层有5个电子的原子都是非金属原子
7.(25-26高一下·江苏徐州·期末)已知卤素互化物(例如BrCl)、拟卤素[例如(CN)2]等物质的性质与Cl2单质相似,下列相关反应的方程式不正确的是
A.3BrCl+2Fe===FeCl3+FeBr3 B.BrCl+H2O===HBr+HClO
C.(CN)2+H2O===HCN+HCNO D.MnO2+4HCN(浓)Mn(CN)2+(CN)2↑+2H2O
8.(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
9.(25-26高一下·山东德州·期中)下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述正确的是
A.随着核电荷数的增加,卤素单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大,氧化性依次增强
B.F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7,Li、Na、K、Rb的最外层电子数都是1
C.碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时生成氧化物R2O
D.根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱
10.(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
11.为了验证S、C、Si的非金属性强弱,同学们设计了如图所示实验。下列说法错误的是
A.装置①中观察到有无色气体生成,说明S的非金属性强于C
B.装置②中可观察到有白色沉淀生成
C.实验室盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞
D.若将稀硫酸换成稀盐酸,可验证Cl、C、Si的非金属性强弱
12.(25-26高一上·山东日照·期末)标记的氟化钠注射液可用于肿瘤检测,下列说法正确的是
A.常温下,是黄绿色液体 B.比少一个质子
C.和互为同素异形体 D.与的化学性质基本相同
13.(25-26高一下·湖南浏阳·期中)为了比较卤素单质的氧化性强弱,可在实验室先制取Cl2,并将Cl2依次通入NaBr溶液和淀粉-KI溶液中,有如图所示的仪器(橡胶塞均为双孔)及药品,试回答下列问题:
(1)若所制气体从左向右流向时,上述仪器接口的连接顺序为H接 、 接 、 接 。
(2)装置③的作用是 ,
反应的离子方程式为 。
(3)装置①中产生的现象是 ,
反应的化学方程式为 。
(4)通过实验还可证明Br2通入KI溶液中可置换I2,结合本实验可得到的结论是 。
14.(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
1.(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.Fe2O3是碱性氧化物;FeO、Fe3O4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
2.(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
3.(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
4.(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
5.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
6.(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
7.(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
8.(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
9.(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________。
10.(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:________。
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