高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第四章非金屬及其化合物第二講氯及其化合物學(xué)案

第二講氯及其化合物考點(diǎn)一氯及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用(命題指數(shù)★★★★★)1.氯氣的性質(zhì):(1)氯氣的物理性質(zhì)顏色氣味毒性密度特性黃綠色刺激性氣味有毒比空氣大易液化實(shí)驗(yàn)室里聞?dòng)卸練怏w及未知?dú)怏w氣味的方法是用手在瓶口輕輕扇動(dòng),僅使極少量氣體飄進(jìn)鼻孔。(2)從氯的原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)氯氣的化學(xué)性質(zhì)——氧化性依據(jù)氯氣的氧化性完成下列方程式:①與金屬反應(yīng)a.Fe:2Fe+3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3,棕紅色煙。b.Cu:Cu+Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))CuCl2,棕黃色煙。②與非金屬反應(yīng)H2:H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2HCl,蒼白色火焰;H2和Cl2的混合氣體光照時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。③與還原性無機(jī)化合物反應(yīng):a.與碘化鉀溶液反應(yīng):Cl2+2KI====2KCl+I2。b.與SO2水溶液反應(yīng):Cl2+SO2+2H2O====H2SO4+2HCl。c.與FeCl2溶液反應(yīng):Cl2+2FeCl2====2FeCl3。(3)從化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)Cl2的化學(xué)性質(zhì)——歧化反應(yīng)氯氣與水或堿反應(yīng),氯元素的化合價(jià)既有升高又有降低,因而氯氣既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。①與水反應(yīng)a.化學(xué)方程式:Cl2+H2OHCl+HClO,b.離子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO。②與堿反應(yīng)a.與燒堿反應(yīng):Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O,b.離子方程式:Cl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O。2.次氯酸與次氯酸鹽:(1)次氯酸(HClO)①不穩(wěn)定性次氯酸分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HClO2HCl+O2↑。②強(qiáng)氧化性a.能將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì),作漂白劑。b.殺菌、消毒。③弱酸性向NaClO溶液中通入少量CO2,離子方程式為ClO-+CO2+H2O====HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))+HClO。向NaClO溶液中通入CO2(無論是少量還是過量),均生成HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和HClO。原因是酸性:H2CO3>HClO>HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。(2)次氯酸鹽①“84”消毒液②漂白粉1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)過量的鐵粉在少量氯氣中加熱,充分反應(yīng)后產(chǎn)物為FeCl2。 ()提示:×。鐵粉與氯氣充分反應(yīng)后產(chǎn)物為FeCl3。(2)氯氣溶于水溶液呈酸性且可以導(dǎo)電,所以氯氣是電解質(zhì)。 ()提示:×。氯氣是單質(zhì),既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LCl2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5NA。 ()提示:×。該反應(yīng)為可逆反應(yīng),Cl2不能完全反應(yīng)。(4)1mol氯氣分別與鐵和鋁完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)均為3NA。 ()提示:×。1molCl2分別與鐵和鋁完全反應(yīng)時(shí),氯元素化合價(jià)由0變?yōu)?1,所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)均為2NA。(5)“84”消毒液的消毒原理與H2O2的相同,都是利用強(qiáng)氧化性。 ()提示:√?！?4”消毒液與H2O2具有強(qiáng)氧化性,均可以作漂白劑。(6)過量SO2通入NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O====HClO+HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。 ()提示:×。離子反應(yīng)產(chǎn)物是H+、Cl-和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)),HClO具有強(qiáng)氧化性,而HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))具有強(qiáng)還原性。2.下圖所示是驗(yàn)證氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn),a、b、c、d、e是浸有相關(guān)溶液的濾紙。向KMnO4固體滴加一滴濃鹽酸后,立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl====2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的“解釋或結(jié)論”正確的是 ()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或結(jié)論Aa處變藍(lán),b處變紅棕色氧化性:Cl2>Br2>I2Bc處先變紅,后褪色氯氣與水生成了酸性物質(zhì)Cd處立即褪色氯氣與水生成了漂白性物質(zhì)De處變紅色還原性:Fe2+>Cl-【解析】選D。A項(xiàng),由現(xiàn)象得,氧化性:Cl2>Br2、Cl2>I2,但無法比較Br2與I2的氧化性強(qiáng)弱;B項(xiàng),由現(xiàn)象可知在此過程中有酸性物質(zhì)生成,同時(shí)生成了漂白性物質(zhì);C項(xiàng),在此過程中只能判斷溶液不再顯堿性,無法判斷有無漂白性物質(zhì)生成;D項(xiàng),由現(xiàn)象得,此時(shí)Fe2+被Cl2氧化為Fe3+,而Cl2被還原為Cl-,還原劑Fe2+的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物Cl-的還原性。命題角度1:氯氣及氯水的性質(zhì)【典例1】(2021·長治模擬)在探究新制飽和氯水成分的實(shí)驗(yàn)中,下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是 ()A.氯水的顏色呈淺黃綠色,說明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明氯水中含有Cl-C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有氣泡產(chǎn)生,說明氯水中含有H+D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液顏色變成棕黃色,說明氯水中含有HClO【解析】選D。通常情況下,氯氣為黃綠色氣體,氯水的顏色呈淺黃綠色,說明氯水中含有Cl2,A項(xiàng)正確;向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,發(fā)生的反應(yīng)為Ag++Cl-====AgCl↓,說明氯水中含有Cl-,B項(xiàng)正確;向氯水中加入NaHCO3粉末,有氣泡產(chǎn)生,發(fā)生的反應(yīng)為H++HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))====H2O+CO2↑,說明氯水中含有H+,C項(xiàng)正確;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液顏色變成棕黃色,說明反應(yīng)有氯化鐵生成,由于氯氣和HClO均能把氯化亞鐵氧化成氯化鐵,因此不能說明氯水中含有HClO,D項(xiàng)錯(cuò)誤。在題干條件不變的情況下,下列說法正確的是 ()A.加入有色布條,一會(huì)兒有色布條褪色,說明有Cl2存在B.將氯水加入紫色石蕊試液中,溶液先變紅色后褪色說明氯水中有H+和HClOC.氯水中加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生氣體,說明氯水中有HClOD.加入NaOH溶液,氯水黃綠色消失,說明有HClO分子存在【解析】選B。HClO具有強(qiáng)氧化性可使有色布條褪色,Cl2不能使有色布條褪色,A錯(cuò);氯氣與水反應(yīng)生成HCl、HClO,HCl顯強(qiáng)酸性,使石蕊變紅,HClO具有強(qiáng)氧化性,使其褪色,B正確;次氯酸的酸性弱于碳酸,所以氯水中加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生氣體,說明是鹽酸而不是次氯酸,C錯(cuò);加入NaOH溶液,氯水黃綠色消失,證明發(fā)生反應(yīng)消耗了Cl2,不能說明HClO的存在,D錯(cuò)?！緜溥x例題】如圖所示,在A處通入氯氣,關(guān)閉B閥時(shí),C處干燥的紅布條看不到明顯現(xiàn)象;當(dāng)打開B閥后,C處干燥的紅布條逐漸褪色。則D瓶中盛放的溶液可能是 ()A.稀硫酸B.NaOH溶液C.氯水 D.飽和氯化鈉溶液【解析】選B。解決本題的關(guān)鍵是要明確裝置的特點(diǎn)及起漂白作用的是HClO或潮濕的Cl2。首先根據(jù)打開B閥后,C處干燥的紅布條逐漸褪色,說明A處通入的Cl2為潮濕的,在關(guān)閉B閥時(shí)潮濕的Cl2通過了D瓶,看不到C處干燥的紅布條有明顯變化,說明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸氣。命題角度2:漂白液、漂白粉及其他含氯消毒劑【典例2】(2021·泰安模擬)亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效的漂白劑和消毒劑,它在酸性條件下生成NaCl并放出ClO2,ClO2有類似Cl2的性質(zhì)。某興趣小組探究亞氯酸鈉的制備。Ⅰ.制備亞氯酸鈉關(guān)閉止水夾②,打開止水夾①,從進(jìn)氣口通入足量ClO2,充分反應(yīng)。(1)儀器a的名稱為

,儀器b的作用是

。

(2)裝置A中生成NaClO2的離子方程式為

。

Ⅱ.探究亞氯酸鈉的性質(zhì)停止通ClO2氣體,再通入空氣一段時(shí)間后,關(guān)閉止水夾①,打開止水夾②,向A中滴入稀硫酸。(3)開始時(shí)A中反應(yīng)緩慢,稍后產(chǎn)生氣體的速率急劇加快,請(qǐng)解釋可能的原因

。

(4)B中現(xiàn)象為

。

【以圖析題·培養(yǎng)關(guān)鍵能力】【解析】(1)儀器a為圓底燒瓶,儀器b為干燥管,干燥管的作用是防止倒吸;(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟,裝置A中加入NaOH、H2O2和ClO2,產(chǎn)物是NaClO2,氯元素的化合價(jià)降低,即ClO2作氧化劑,H2O2作還原劑,H2O2的氧化產(chǎn)物是O2,因此有ClO2+H2O2+OH-ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))+O2+H2O,用化合價(jià)升降法配平,得出裝置A中發(fā)生反應(yīng)離子方程式為2ClO2+2OH-+H2O2====2ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))+2H2O+O2;(3)NaClO2在酸性條件下能生成NaCl和ClO2,發(fā)生的反應(yīng)是5NaClO2+2H2SO4====NaCl+4ClO2↑+2H2O+2Na2SO4,開始時(shí)A中反應(yīng)緩慢,稍后產(chǎn)生氣體的速率急劇加快的原因可能是NaClO2與H2SO4反應(yīng)生成的Cl-對(duì)反應(yīng)起催化作用;(4)ClO2的性質(zhì)與氯氣相似,即ClO2的氧化性強(qiáng)于I2,ClO2把I-氧化成I2,淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán),即B中現(xiàn)象是溶液變藍(lán)色。答案:(1)燒瓶(圓底燒瓶)防止倒吸(2)2ClO2+2OH-+H2O22ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))+2H2O+O2(3)NaClO2與H2SO4反應(yīng)生成的Cl-對(duì)反應(yīng)起催化作用(4)溶液變藍(lán)色(1)(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))若從裝置A反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO2晶體,應(yīng)該如何操作?提示:蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶,得到NaClO2固體,然后過濾、洗滌、干燥。(2)(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))實(shí)驗(yàn)完成后,為防止裝置中滯留的有毒氣體污染空氣,可以進(jìn)行的操作是什么?提示:再次打開止水夾①,從進(jìn)氣口通入一段時(shí)間的空氣?！緜溥x例題】工業(yè)上用Cl2和堿制漂白粉、漂粉精及漂白液。請(qǐng)回答下面的問題:(1)工業(yè)上將氯氣制成漂白粉的主要目的是

,

制漂白粉的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

(2)下列物質(zhì)露置在空氣中會(huì)變質(zhì),在變質(zhì)過程中既有非氧化還原反應(yīng)發(fā)生,又有氧化還原反應(yīng)發(fā)生的是。

A.生石灰B.漂白粉C.NaOH D.Na2SO3(3)用貯存很久的漂白粉與濃鹽酸反應(yīng)制得的氯氣中,可能含有的雜質(zhì)氣體是

。

①HCl②O2③CO2④H2O(氣)【解析】(1)Cl2不便于運(yùn)輸,HClO不穩(wěn)定,漂白粉穩(wěn)定且易運(yùn)輸。(2)A、C只發(fā)生非氧化還原反應(yīng),D項(xiàng)只發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(3)漂白粉長時(shí)間放置將變?yōu)镃aCO3和HClO,故可能有CO2生成,濃鹽酸會(huì)揮發(fā)出HCl與水蒸氣。答案:(1)漂白粉比HClO(Cl2)穩(wěn)定,且便于貯存和運(yùn)輸2Ca(OH)2+2Cl2====Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(2)B(3)①③④1.從平衡的角度理清氯水的成分與性質(zhì):(1)氯水中存在三個(gè)平衡關(guān)系。①Cl2+H2OH++Cl-+HClO②HClOH++ClO-③H2OH++OH-(2)氯水性質(zhì)的多重性。(3)外界因素對(duì)平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO的影響。①加入可溶性氯化物(如NaCl)時(shí),c(Cl-)增大,平衡左移,如排飽和食鹽水法收集Cl2;再如用飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl。②加入濃鹽酸,c(H+)、c(Cl-)均增大,平衡左移,如用次氯酸鹽和濃鹽酸制Cl2時(shí),有利于Cl2的逸出。③加入NaHCO3或CaCO3,二者只與H+反應(yīng),不與HClO反應(yīng),c(H+)減小,平衡右移,c(HClO)增大,氯水的漂白性增強(qiáng)。④加入堿,c(H+)、c(HClO)減小,平衡右移,如Cl2的尾氣處理和漂白粉的制備等。⑤光照,HClO分解,c(HClO)減小,平衡右移,如氯水需避光保存,久置的氯水最終會(huì)變成鹽酸。2.氯水強(qiáng)氧化性的應(yīng)用:(1)氯水中含有Cl2和HClO,二者均具有強(qiáng)氧化性,但Cl2的濃度比HClO大得多。因此當(dāng)氯水作用于還原性物質(zhì)時(shí),只考慮Cl2與還原性物質(zhì)反應(yīng),不再考慮HClO與之反應(yīng)。(2)由于干燥的Cl2無漂白作用,故當(dāng)氯水作用于有色物質(zhì)時(shí),只考慮HClO將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì),顯示漂白性質(zhì)。命題點(diǎn)1:氯氣及氯水的性質(zhì)(基礎(chǔ)性考點(diǎn))1.用經(jīng)Cl2消毒的自來水配制下列溶液:①Na2SO3;②KI;③AlCl3;④FeCl2;⑤AgNO3;⑥稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)部分藥品變質(zhì),它們是()A.①②④⑤B.①②③④C.①②④ D.③⑥【解析】選A。用Cl2消毒的自來水中,含有鹽酸和氧化劑HClO,Cl-能使Ag+沉淀,HClO能將SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、Fe2+、I-等氧化。2.在新制飽和氯水中,若只改變某一條件,下列敘述正確的是 ()A.再通入少量氯氣,eq\f(c（H＋）,c（ClO－）)減小B.通入少量SO2,溶液漂白性增強(qiáng)C.加入少量的碳酸鈉粉末,pH增大,溶液漂白性增強(qiáng)D.光照過程中,有氣泡冒出,溶液的導(dǎo)電性減弱【解析】選C。飽和氯水不能再溶解氯氣,各成分的濃度不變,A項(xiàng)錯(cuò);SO2+Cl2+2H2O====2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的濃度減小,漂白性減弱,B項(xiàng)錯(cuò);加入少量的碳酸鈉粉末,消耗H+,使上述平衡正向移動(dòng),HClO的濃度增大,C項(xiàng)正確;光照過程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的離子濃度增大,導(dǎo)電性增強(qiáng),D項(xiàng)錯(cuò)。命題點(diǎn)2:漂白液、漂白粉及其他含氯消毒劑(綜合性考點(diǎn))3.(2021·哈爾濱模擬)水處理包括水的凈化、殺菌消毒、蒸餾等。其中常見的殺菌消毒劑包括氯氣、臭氧、漂白粉、活性炭等。游泳場館往往用臭氧、活性炭對(duì)游泳池進(jìn)行消毒和凈化。下列說法中正確的是 ()A.臭氧、活性炭處理水的原理相同B.氯氣是一種常用的消毒劑,用氯氣消毒的水可以用于配制化學(xué)試劑C.氯氣和二氧化硫都具有漂白性,等體積的兩者混合會(huì)提高漂白的效率D.漂白粉長期露置在空氣中會(huì)失效【解析】選D。臭氧處理水是利用其氧化性,活性炭處理水則是利用其吸附性,A錯(cuò)誤;用氯氣消毒的水含有氯氣、鹽酸、次氯酸等成分,配制化學(xué)試劑時(shí)可能會(huì)使試劑變質(zhì),B錯(cuò)誤;氯氣和二氧化硫等體積混合發(fā)生反應(yīng):SO2+Cl2+2H2O====H2SO4+2HCl,失去漂白性,C錯(cuò)誤。4.二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色易溶于水的氣體,常用于飲用水消毒。下列有關(guān)ClO2制備與殺菌的說法不合理的是 ()A.NaClO2在酸性條件下歧化生成ClO2和NaCl,則n(氧化劑)∶n(還原劑)=1∶4B.ClO2在強(qiáng)堿性環(huán)境中使用失效,可能的原因是2ClO2+2OH-====ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋H2OC.可用飽和食鹽水除去ClO2中的NH3D.等物質(zhì)的量的ClO2殺菌效果比Cl2強(qiáng)【解析】選C。A項(xiàng),酸性條件下ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))發(fā)生歧化反應(yīng),生成Cl-和ClO2,可寫出方程式:4H++5ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))====Cl-+4ClO2↑+2H2O,顯然氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶4,正確;B項(xiàng),方程式符合歧化反應(yīng)化合價(jià)的變化,正確;C項(xiàng),ClO2易溶于水,顯然不能用飽和食鹽水除雜,錯(cuò)誤;D項(xiàng),等物質(zhì)的量的ClO2作氧化劑時(shí)得電子數(shù)比Cl2得電子數(shù)多,正確?！炯庸逃?xùn)練—拔高】1.氯胺是一種長效緩釋有機(jī)氯消毒劑,有強(qiáng)氧化性,其殺菌能力是一般含氯消毒劑的4～5倍,下列有關(guān)氯胺(NH2Cl)的說法一定不正確的是 ()A.氯胺的水解產(chǎn)物為NH2OH和HClB.氯胺的電子式為C.氯胺中氯的化合價(jià)為+1D.氯胺的消毒原理與漂白粉相似【解析】選A。NH2Cl發(fā)生水解反應(yīng),NH2Cl+H2ONH3+HClO,反應(yīng)生成的HClO能殺菌消毒。故消毒原理與漂白粉相似。2.(2021·揭陽模擬)今有甲、乙、丙三瓶等體積的新制氯水,濃度均為0.1mol·L-1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶體(mmol),在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶體(mmol),丙瓶不變。片刻后,甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系是(溶液體積變化忽略不計(jì)) ()A.甲=乙>丙B.甲>丙>乙C.丙>甲=乙 D.乙>丙>甲【解析】選B。Cl2+H2OHCl+HClO,NaHCO3能與HCl反應(yīng):NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑,平衡正向移動(dòng),NaHCO3不能與HClO反應(yīng)因?yàn)樗嵝訦2CO3>HClO,結(jié)果c(HClO)增大;NaHSO3具有還原性,與Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng),平衡逆向移動(dòng),c(HClO)減小,故物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系:甲>丙>乙。3.向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入適量氯氣,溶液中某些離子的物質(zhì)的量變化如下圖所示。已知:2Fe2++Br2====2Fe3++2Br-2Fe3++2I-====2Fe2++I2,則下列有關(guān)說法,不正確的是 ()A.還原性:I->Fe2+>Br-B.原混合溶液中FeBr2的物質(zhì)的量為6molC.當(dāng)通入2molCl2時(shí),溶液中已發(fā)生的離子反應(yīng)可表示為2Fe2++2I-+2Cl2====2Fe3++I2+4Cl-D.原溶液中:n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3【解析】選B。根據(jù)已知反應(yīng),確定還原性順序:I->Fe2+>Br-,所以通入Cl2后反應(yīng)依次為①2I-+Cl2====I2+2Cl-,②2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,③2Br-+Cl2====Br2+2Cl-,由此分析AB段發(fā)生反應(yīng)①,I-物質(zhì)的量為2mol,則Fe2+為4mol,Br-為6mol,FeBr2為3mol,FeI2為1mol,B錯(cuò)誤;原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=4∶2∶6=2∶1∶3,D正確;當(dāng)通入2molCl2時(shí),根據(jù)電子守恒,得e-總數(shù)為2mol×2=4mol,則首先失電子的I-只能失去2mol×1=2mol,而Fe2+只需失去2mol即可,則參加反應(yīng)的Fe2+為2mol,還有2molFe2+剩余,Br-沒有參加反應(yīng),C正確。考點(diǎn)二氯氣的制法及其性質(zhì)探究(命題指數(shù)★★★★★)1.Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法:(1)實(shí)驗(yàn)裝置。(2)實(shí)驗(yàn)原理及過程。①反應(yīng)原理:用強(qiáng)氧化劑MnO2[其他氧化劑KMnO4、K2Cr2O7、Ca(ClO)2、KClO3等]氧化濃鹽酸。其反應(yīng)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。其他制取Cl2的原理:a.14HCl+K2Cr2O7====2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑b.16HCl+2KMnO4====2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑c(diǎn).4HCl+Ca(ClO)2====CaCl2+2H2O+2Cl2↑d.6HCl(濃)+KClO3====KCl+3H2O+3Cl2↑其中,a、b、c使用稀鹽酸就可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氯氣。②制備裝置類型:固體+液體氣體。③凈化方法:用飽和食鹽水除去HCl,再用濃硫酸除去水蒸氣。④收集氣體:向上排空氣法或排飽和食鹽水法。⑤尾氣吸收:用強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液)吸收。⑥驗(yàn)滿方法:將濕潤的淀粉KI試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口,觀察到試紙立即變藍(lán),則證明已集滿;或?qū)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口,觀察到試紙先變紅后褪色,則證明已集滿。2.Cl2性質(zhì)探究的示例分析:裝置試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁濃硫酸-驗(yàn)證干燥的氯氣無漂白作用,濕潤的氯氣(含HClO)有漂白作用B干燥紅色布條無明顯變化C濕潤紅色布條紅色布條褪色DFeCl2溶液溶液由淺綠色變棕黃色驗(yàn)證氯氣具有強(qiáng)氧化性,可與金屬及還原性化合物反應(yīng)E淀粉KI溶液溶液變藍(lán)色FMg或Na產(chǎn)生白煙GNaOH溶液-吸收多余的氯氣1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)含4molHCl的濃鹽酸與足量MnO2反應(yīng),可制備22.4LCl2。 ()提示:×。未知是否是標(biāo)準(zhǔn)狀況,無法計(jì)算生成的氣體的體積。(2)用MnO2和濃鹽酸制取Cl2的反應(yīng)中,氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶4。 ()提示:×。鹽酸部分體現(xiàn)酸性,氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶2。(3)用飽和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。()提示:×。Cl2與飽和NaHCO3溶液發(fā)生反應(yīng)。(4)可用排飽和食鹽水法收集Cl2。 ()提示:√。飽和食鹽水可降低Cl2在水中的溶解度。(5)常用飽和石灰水吸收尾氣中的Cl2。 ()提示:×。飽和石灰水濃度小,不能用于吸收氣體。(6)用干燥的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)Cl2是否收集滿。 ()提示:×。干燥的淀粉碘化鉀試紙與Cl2不反應(yīng)。2.某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用以下儀器組合的裝置制取氯氣,并探究其性質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的化學(xué)方程式為

;

檢查上圖中反應(yīng)器A的氣密性的方法是

。

(2)現(xiàn)要求從上圖中選用所需的儀器(可重復(fù)選用)組成一套制取純凈、干燥氯氣的裝置,實(shí)驗(yàn)時(shí)要防止污染。下表是按儀器的連接順序由上至下依次填寫的,請(qǐng)將該表填寫完整。(加入的試劑自選)(3)該實(shí)驗(yàn)中用儀器C收集Cl2時(shí),進(jìn)氣口應(yīng)為(填字母)。

(4)將氯氣通入紫色石蕊溶液中,可觀察到溶液先變紅后褪色的現(xiàn)象,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是

。

(5)有資料記載,高錳酸鉀和濃鹽酸混合后,在室溫下很快就能放出氯氣,由此可說明二氧化錳比高錳酸鉀的氧化性。

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)室制備Cl2是用MnO2氧化濃鹽酸,該裝置的氣密性檢查應(yīng)用加熱法;(2)由于MnO2與濃鹽酸制得的Cl2中含有HCl、H2O,需除去,所以連接順序?yàn)橹茪狻鼿Cl→干燥→收集→尾氣吸收,儀器組合為A→C→C→C→B;(3)由于Cl2密度大于空氣,應(yīng)用向上排空氣法收集,則b管進(jìn)氣,a管出氣;(4)Cl2+H2OHCl+HClO,溶液呈酸性,但是HClO具有強(qiáng)氧化性,能漂白指示劑;(5)同樣的反應(yīng),反應(yīng)條件要求越低,對(duì)應(yīng)物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)。答案:(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O關(guān)閉分液漏斗的活塞,將燒瓶中導(dǎo)管再連接導(dǎo)氣管插入水中,用雙手捂住燒瓶(或用酒精燈微熱燒瓶),若導(dǎo)氣管口有氣泡冒出,松手后導(dǎo)氣管中能形成一段穩(wěn)定水柱,則說明氣密性良好(2)選用的儀器(填字母)加入的試劑作用C飽和氯化鈉溶液除去HClC濃硫酸除去H2OBNaOH溶液吸收多余的Cl2(3)b(4)氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,酸能使石蕊溶液變紅,次氯酸又能使石蕊溶液褪色(5)弱命題角度1:氯氣的制備及性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)【典例1】(2021·邯鄲模擬)已知高錳酸鉀與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生氯氣。若用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來制備純凈、干燥的氯氣,并實(shí)驗(yàn)其與金屬的反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置,其中有錯(cuò)誤的是 ()A.①和②處B.只有②處C.②和③處 D.②、③、④處【以圖析題·培養(yǎng)關(guān)鍵能力】【解析】選D。KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生氯氣,因此不需要加熱,因此①正確;Cl2為黃綠色、易溶于水、有毒性的氣體,能被氫氧化鈉溶液吸收,因此②中除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)不能用氫氧化鈉溶液,因此②不正確;濃硫酸可以干燥氯氣,但是要長進(jìn)短出,因此③不正確;氯氣與金屬反應(yīng)時(shí),為了充分反應(yīng),應(yīng)該把導(dǎo)管伸到試管的底部,且反應(yīng)需要加熱,為保持氣壓平衡及防止尾氣污染環(huán)境,還應(yīng)有出氣管和尾氣處理裝置,因此④不正確。(1)(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))若將裝置①中的KMnO4換成漂白粉,能否產(chǎn)生氯氣?提示:可以。反應(yīng)方程式為4HCl(濃)+Ca(ClO)2====CaCl2+2H2O+2Cl2↑。(2)(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))若用裝置③收集氯氣,其中裝滿的液體是什么?提示:飽和食鹽水。氯氣在飽和食鹽水中的溶解度很小?！局v臺(tái)揮灑一刻】實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制取Cl2時(shí)四提醒(1)反應(yīng)物的選擇:必須用濃鹽酸,稀鹽酸與MnO2不反應(yīng),且隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時(shí),反應(yīng)停止,故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。(2)加熱溫度:不宜過高,以減少HCl揮發(fā)。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2后,再拆卸裝置,避免污染空氣。(4)尾氣吸收時(shí),用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因?yàn)槿芤褐泻珻a(OH)2的量少,吸收不完全。命題角度2:含氯化合物制備的綜合實(shí)驗(yàn)【典例2】二氧化氯(ClO2)是一種新型的環(huán)保飲用水消毒劑,某課題小組擬選擇如圖所示部分裝置制備并收集二氧化氯來探究其漂白性(裝置不可重復(fù)使用)。已知:①常溫下,亞氯酸鈉(NaClO2)與氯氣反應(yīng)的生成物之一為二氧化氯;②常溫常壓下,ClO2是一種易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑的氣體。回答下列問題:(1)制備干燥、純凈的氯氣:氣體發(fā)生裝置是(填字母),反應(yīng)的離子方程式為

。

(2)制備二氧化氯:導(dǎo)管口連接順序?yàn)閍→→n→p→j。

(3)寫出裝置G中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(4)裝置E的作用是

。

(5)二氧化氯還會(huì)與H2O2和NaOH的混合溶液反應(yīng),其產(chǎn)物之一是NaClO2。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

【以圖析題·培養(yǎng)關(guān)鍵能力】【解析】(1)若用MnO2作氧化劑制備Cl2,則氣體發(fā)生裝置應(yīng)選取裝置A,因該反應(yīng)需加熱;若用KMnO4作氧化劑,則氣體發(fā)生裝置應(yīng)選取裝置B,因該反應(yīng)不需要加熱。反應(yīng)的離子方程式分別為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O、2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))+16H++10Cl-====2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(2)制備ClO2的過程:制備Cl2,除去Cl2中HCl雜質(zhì),用裝置C中的濃硫酸進(jìn)行干燥,用裝置G中的NaClO2與Cl2反應(yīng)生成ClO2和NaCl,用裝置E中的CCl4除去多余的Cl2,用裝置F收集ClO2,用裝置I吸收有毒尾氣,裝置I還起到防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置F中的作用。故導(dǎo)管口的連接順序?yàn)閍→z→m→x→y→b→c→r→s→n→p→j。(3)裝置G中制備ClO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2NaClO2====2ClO2+2NaCl。(4)裝置E中的CCl4可吸收ClO2中的Cl2,起到凈化ClO2的作用。(5)由題意可知,反應(yīng)物為ClO2、NaOH、H2O2,產(chǎn)物之一是NaClO2,根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理及原子守恒可知,其余的產(chǎn)物為O2、H2O,故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClO2+2NaOH+H2O2====2NaClO2+O2+2H2O。答案:(1)AMnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(或B2Mn+16H++10Cl-====2Mn2++5Cl2↑+8H2O)(2)z→m→x→y→b→c→r→s(3)Cl2+2NaClO2====2ClO2+2NaCl(4)吸收二氧化氯中的氯氣(5)2ClO2+2NaOH+H2O2====2NaClO2+O2+2H2O(1)(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))本實(shí)驗(yàn)選擇裝置I而不選擇裝置H的原因是什么?提示:裝置I與裝置H的不同之處在于裝置I可防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置F中,而裝置H中盛有燒堿溶液,其中的水蒸氣可進(jìn)入裝置F中,且可能會(huì)引起倒吸。(2)(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡易實(shí)驗(yàn)證明二氧化氯具有永久的漂白性。提示:取少量品紅溶液于試管中,通入二氧化氯,觀察到品紅溶液褪色,再加熱已褪色的溶液,溶液不變紅色。【備選例題】(2021·西安模擬)氯化亞砜(SOCl2)是一種液態(tài)化合物,沸點(diǎn)為77℃,在農(nóng)藥、制藥行業(yè)中用途廣泛。SOCl2遇水劇烈反應(yīng),產(chǎn)生白霧和帶有刺激性氣味的氣體。實(shí)驗(yàn)室合成SOCl2的原理為SO2+Cl2+SCl2====2SOCl2,部分裝置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)實(shí)驗(yàn)室制取SOCl2時(shí),所選儀器的連接順序是⑥→→①②←(某些儀器可以多次使用)。

(2)冷凝管口③是(填“進(jìn)水”或“出水”)口,冷凝管上連接干燥管的作用是

。

(3)本實(shí)驗(yàn)中制取Cl2的離子方程式為

。

SOCl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(4)已知SCl2的沸點(diǎn)為50℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將三頸燒瓶中的混合物分離開的實(shí)驗(yàn)操作名稱是。若反應(yīng)中消耗的Cl2的體積為896mL(已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況,且SO2足量),最后得到純凈的SOCl26.76g,則SOCl2的產(chǎn)率為(保留兩位有效數(shù)字)。

(5)取少量三頸燒瓶中充分反應(yīng)后的液體,加入足量NaOH溶液,振蕩、靜置得到無色溶液,檢驗(yàn)溶液中存在Cl-的方法是

。

【解析】(1)由題中給出的部分儀器的連接順序可知,①中通入的是純凈干燥的Cl2,故將⑥導(dǎo)出的Cl2先通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶,再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶;②中通入的是干燥的SO2,利用⑦所在的裝置制取二氧化硫,然后用濃硫酸干燥。(2)應(yīng)從冷凝管的下口進(jìn)水,上口出水;由題意可知,冷凝管上連接干燥管的作用是吸收逸出的Cl2、SO2,同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置而使SOCl2水解。(3)本實(shí)驗(yàn)中可利用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取氯氣;由SOCl2遇水劇烈反應(yīng),產(chǎn)生白霧和帶有刺激性氣味的氣體可知,SOCl2與水反應(yīng)得到SO2和HCl。(4)可用蒸餾的方法將三頸燒瓶中的混合物分離開;由Cl2～2SOCl2可知,理論上得到SOCl2的質(zhì)量為(eq\f(896×10－3,22.4)×2×119)g=9.52g,則SOCl2的產(chǎn)率為eq\f(6.76g,9.52g)×100%≈71%。(5)檢驗(yàn)Cl-時(shí)要排除SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的干擾,故操作方法為取少量溶液于試管中,加入過量Ba(NO3)2溶液,靜置,取上層清液,滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則說明溶液中存在Cl-。答案:(1)→→⑨→⑩⑩←⑨←⑦(2)進(jìn)水吸收逸出的Cl2、SO2,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置而使SOCl2水解(3)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2OSOCl2+H2O====SO2↑+2HCl(4)蒸餾71%(或0.71)(5)取少量溶液于試管中,加入過量Ba(NO3)2溶液,靜置,取上層清液,滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則說明溶液中存在Cl-有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置或裝置試劑作用的答題模板命題點(diǎn)1:氯氣的制備及性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)(基礎(chǔ)性考點(diǎn))1.如圖所示儀器可用于實(shí)驗(yàn)室制備少量無水FeCl3,儀器連接順序正確的是 ()A.a-b-c-d-e-f-g-hB.a-e-d-c-b-h-i-gC.a-d-e-c-b-h-i-gD.a-c-b-d-e-h-i-f【解析】選B。裝置順序?yàn)橹迫÷葰?、除雜(HCl、水蒸氣)、反應(yīng)制備、尾氣處理,注意洗氣瓶中導(dǎo)管為“長進(jìn)短出”。命題點(diǎn)2:含氯化合物制備的綜合實(shí)驗(yàn)(綜合性考點(diǎn))2.(2021·青島模擬)一種制備高效漂白劑NaClO2的實(shí)驗(yàn)流程如圖所示,反應(yīng)Ⅰ中的反應(yīng)為3NaClO3+4SO2+3H2O====2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,下列說法正確的是 ()A.產(chǎn)品中可能含有NaClB.反應(yīng)Ⅱ中H2O2作氧化劑C.NaClO2的漂白原理與SO2相同D.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行結(jié)晶操作通常在坩堝中進(jìn)行【解析】選A。反應(yīng)Ⅰ中有NaCl生成,反應(yīng)Ⅱ中NaCl沒有參加反應(yīng),所以最終產(chǎn)物中含有NaCl,A正確;反應(yīng)Ⅱ?yàn)?NaOH+2ClO2+H2O2====2NaClO2+O2↑+2H2O,則ClO2是氧化劑,H2O2作還原劑生成氧氣,B錯(cuò)誤;NaClO2能氧化有色物質(zhì)而體現(xiàn)漂白性,SO2和有色物質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)生成無色物質(zhì),所以二者漂白原理不同,C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行結(jié)晶操作通常在蒸發(fā)皿中進(jìn)行,D錯(cuò)誤。【知識(shí)拓展】ClO2的性質(zhì)和制備(1)物理性質(zhì)。常溫下為黃綠色或黃紅色氣體,其液體為紅褐色,固體為淺紅色,熔點(diǎn)-59℃,沸點(diǎn)11℃。(2)化學(xué)性質(zhì)。①不穩(wěn)定性:ClO2見光或遇熱水分解②強(qiáng)氧化性。ClO2氧化Mn2+2ClO2+5Mn2++6H2O====5MnO2+12H++2Cl-ClO2氧化Fe2+ClO2+5Fe2++4H+====5Fe3++Cl-+2H2OClO2氧化硫化物(S2-)生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))8ClO2+5S2-+4H2O====5SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))+8Cl-+8H+ClO2氧化廢水中的CN-2ClO2+2CN-====2CO2+N2+2Cl-(3)制備方法。①實(shí)驗(yàn)室制法把氯酸鈉、亞硫酸鈉和稀H2SO4混合水浴加熱可制得黃綠色的ClO2氣體,化學(xué)方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO42ClO2↑+2Na2SO4+H2O。[名師點(diǎn)撥]①可以用SO2代替Na2SO3;②要避光,否則會(huì)使ClO2分解;③控制水浴溫度和加入H2SO4的速度,使ClO2均勻生成。②工業(yè)制法 氯酸鈉與濃鹽酸反應(yīng)2NaClO3+4HCl(濃)====2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O亞氯酸鈉與Cl2反應(yīng)2NaClO2+Cl2====2NaCl+2ClO2氯酸鈉與草酸反應(yīng)H2C2O4+2NaClO3+H2SO4====Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O亞氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)5NaClO2+4HCl====5NaCl+4ClO2↑+2H2O【加固訓(xùn)練—拔高】1.ClO2是一種高效安全的殺菌消毒劑。氯化鈉電解法生產(chǎn)ClO2工藝原理示意圖如下:(1)寫出氯化鈉電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:

。

(2)寫出二氧化氯發(fā)生器中的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目:

。

(3)ClO2能將電鍍廢水中的CN-氧化成兩種無毒氣體,自身被還原成Cl-。寫出該反應(yīng)的離子方程式:。

【解析】(1)根據(jù)電解原理,氯化鈉電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl-+3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))3H2↑+ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。(2)二氧化氯發(fā)生器中NaClO3被還原為ClO2,鹽酸被氧化為Cl2,化學(xué)方程式為====2ClO2↑+2NaCl+Cl2↑+2H2O。(3)ClO2能將電鍍廢水中的CN-氧化成兩種無毒氣體,自身被還原成Cl-。該反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+2CN-====2CO2+2Cl-+N2。答案:(1)Cl-+3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))3H2↑+ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(2)====2ClO2↑+2NaCl+Cl2↑+2H2O(3)2ClO2+2CN-====2CO2+2Cl-+N22.(2017·4月浙江選考)ClO2是一種優(yōu)良的消毒劑,濃度過高時(shí)易發(fā)生分解,常將其制備成NaClO2固體以便運(yùn)輸和貯存。過氧化氫法制備NaClO2固體的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。已知:2NaClO3+H2O2+H2SO4====2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O2ClO2+H2O2+2NaOH====2NaClO2+O2+2H2OClO2熔點(diǎn):-59℃、沸點(diǎn):11℃;H2O2沸點(diǎn):150℃請(qǐng)回答:(1)儀器A的作用是;冰水浴冷卻的目的是(寫出兩種)。

(2)空氣流速過快或過慢,均降低NaClO2產(chǎn)率,試解釋其原因:。

(3)Cl-存在時(shí)會(huì)催化ClO2的生成。反應(yīng)開始時(shí)在三頸燒瓶中加入少量鹽酸,ClO2的生成速率大大提高,并產(chǎn)生微量氯氣。該過程可能經(jīng)兩步反應(yīng)完成,將其補(bǔ)充完整:①

(用離子方程式表示),②H2O2+Cl2====2Cl-+O2+2H+。(4)H2O2濃度對(duì)反應(yīng)速率有影響。通過圖2所示裝置將少量30%H2O2溶液濃縮至40%,B處應(yīng)增加一個(gè)設(shè)備。該設(shè)備的作用是,餾出物是。

【解析】(1)由于反應(yīng)生成的氣體在冰水浴中的廣口瓶內(nèi)被吸收,廣口瓶內(nèi)氣壓減小,因此需要防倒吸,故儀器A為防止倒吸的安全瓶。(2)空氣流速的快慢即為ClO2氣體流速的快慢,當(dāng)空氣流速過快時(shí),三頸燒瓶中生成的ClO2迅速通過NaOH溶液,無法充分反應(yīng);當(dāng)空氣流速過慢時(shí),會(huì)導(dǎo)致聚集在三頸燒瓶內(nèi)的ClO2因濃度過高而分解。(3)由題給信息Cl-能加快ClO2的生成速度,因此①中應(yīng)有ClO2生成,ClO2為ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的還原產(chǎn)物;由②可知,Cl-被ClO氧化成Cl2,據(jù)此就可以寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。(4)濃縮H2O2的水溶液,即要將其中的部分水蒸出,故餾出物為H2O。水浴加熱的溫度極限為100℃,而因傳熱等實(shí)際問題,瓶內(nèi)溫度很難達(dá)到100℃,因此需要添加抽氣裝置來降低體系內(nèi)的壓強(qiáng),從而使水更容易蒸出,同時(shí)也可以減少H2O2因受熱分解而造成的損失。答案:(1)防止倒吸降低NaClO2的溶解度;減少H2O2的分解;增加ClO2的溶解度;減少ClO2的分解(任寫兩種)(2)空氣流速過慢時(shí),ClO2不能及時(shí)被移走,濃度過高導(dǎo)致分解;空氣流速過快時(shí),ClO2不能被充分吸收(3)2ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))+2Cl-+4H+====2ClO2↑+Cl2↑+2H2O(4)減壓H2O考點(diǎn)三鹵素的性質(zhì)(包含氟)及鹵素離子的檢驗(yàn)(命題指數(shù)★★★★★)1.鹵素單質(zhì)(X2)性質(zhì)的相似性和遞變性:(1)性質(zhì)的相似性①都能與大多數(shù)金屬反應(yīng),如F2、Cl2、Br2與Fe反應(yīng):2Fe+3X2====2FeX3,但由于I2的氧化性較弱,I2與Fe反應(yīng)生成FeI2。②都能與H2反應(yīng)生成HX:X2+H2====2HX。③都能與水反應(yīng):X2+H2OHX+HXO(F2例外:2F2+2H2O====4HF+O2)。④都能與堿溶液反應(yīng):X2+2NaOH====NaX+NaXO+H2O(F2例外)。F2能與水反應(yīng)放出O2,故F2不能從其他鹵化物的水溶液中將鹵素單質(zhì)置換出來。(2)性質(zhì)的遞變性2.鹵素離子的檢驗(yàn)方法:(1)AgNO3溶液——沉淀法(2)置換——萃取法(3)氧化——淀粉法檢驗(yàn)I-未知液藍(lán)色溶液,表明有I-1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)由Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3可推測Fe與I2反應(yīng)生成FeI3。 ()提示:×。Fe與I2反應(yīng)生成FeI2。(2)Cl2、F2與H2O反應(yīng)的原理相同,不屬于置換反應(yīng)。 ()提示:×。F2與H2O反應(yīng)屬于置換反應(yīng)。(3)只用AgNO3溶液可鑒別Na2CO3、NaCl和KBr。 ()提示:×。只用AgNO3溶液不可鑒別Na2CO3、NaCl,均生成白色沉淀。(4)F非金屬性最強(qiáng),F-的還原性最強(qiáng)。 ()提示:×。F非金屬性最強(qiáng),F-的還原性最弱。(5)為驗(yàn)證Br2的氧化性強(qiáng)于I2,將少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振蕩,靜置,可觀察到下層液體呈紫紅色。 ()提示:√。碘單質(zhì)萃取時(shí)呈紫紅色。2.(1)依據(jù)鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)的遞變規(guī)律,試推測砹的顏色和狀態(tài)。提示:鹵素單質(zhì)自上而下,顏色逐漸加深,熔點(diǎn)依次升高,狀態(tài)由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài),故砹為黑色固體。(2)氯氣能從NaBr溶液中置換出Br2,F2比Cl2更活潑,F2也能從NaBr溶液中置換出Br2嗎?提示:F2性質(zhì)活潑,是氧化性最強(qiáng)的非金屬單質(zhì),在溶液中會(huì)與水反應(yīng)生成HF和O2,故不能從NaBr溶液中置換出Br2。命題角度1:鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律【典例1】如圖是鹵素單質(zhì)(F2、Cl2、Br2、I2)的沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系圖,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.單質(zhì)①是最活潑的非金屬單質(zhì)B.單質(zhì)②能使品紅溶液褪色C.單質(zhì)④能使淀粉溶液變藍(lán)D.單質(zhì)的氧化性是④>③>②>①【解析】選D。從圖中可以看出,從F2→I2,相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大,沸點(diǎn)也逐漸升高,故①為F2,②為Cl2,③為Br2,④為I2,單質(zhì)的氧化性是①>②>③>④,D項(xiàng)錯(cuò)誤。在題干條件不變的情況下,下列說法正確的是 ()A.鹵素的鉀鹽(KX)中,最易被氧化的是①的鉀鹽B.③的單質(zhì)中溶有少量②的單質(zhì),可以用加入③的鈉鹽(NaX)再用汽油萃取的方法提純C.①的單質(zhì)跟氯化鈉水溶液反應(yīng),一定有氯氣生成D.鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)時(shí),水既不是氧化劑也不是還原劑【解析】選B。還原性F-<Cl-<Br-<I-,KF最難被氧化,A錯(cuò)誤;氯氣與NaBr反應(yīng)生成氯化鈉和溴單質(zhì),再用汽油萃取溴單質(zhì),達(dá)到提純的目的,B正確;F2通入水溶液中,F2與水反應(yīng)生成氧氣,水作還原劑,C、D錯(cuò)誤。命題角度2:鹵素單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)探究方法【典例2】(2021·湖州模擬)為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱,某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗(yàn))。實(shí)驗(yàn)過程:Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸。Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí),夾緊彈簧夾。Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時(shí),關(guān)閉活塞a。Ⅳ.……(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其電子式是。

(2)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

。

(3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

。

(4)為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是

。

(5)過程Ⅲ實(shí)驗(yàn)的目的是。

【以圖析題·培養(yǎng)關(guān)鍵能力】【解析】A中滴加濃鹽酸后,發(fā)生反應(yīng):2KMnO4+16HCl(濃)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,生成黃綠色氣體Cl2,在A、B、C中分別發(fā)生反應(yīng):Cl2+2KI====2KCl+I2、Cl2+2NaBr====2NaCl+Br2、Cl2+2NaBr====2NaCl+Br2,由于B、C中生成了Br2而使溶液變?yōu)辄S色,打開活塞b,C中生成的Br2在D中發(fā)生反應(yīng):Br2+2KI====2KBr+I2。實(shí)驗(yàn)過程Ⅲ,當(dāng)B中黃色溶液繼續(xù)通入過量Cl2時(shí),溶液變?yōu)榧t棕色,以此為對(duì)照,說明C中黃色溶液無Cl2,從而排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾。答案:(1(2)濕潤的淀粉KI試紙變藍(lán)(3)Cl2+2Br-====Br2+2Cl-(4)打開活塞b,將少量C中溶液滴入D中,關(guān)閉活塞b,取下D振蕩,靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色(5)確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl2,排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾1.鹵素及其化合物的特殊性:氟①無正價(jià),氧化性最強(qiáng),F-的還原性最弱②2F2+2H2O====4HF+O2,與H2反應(yīng)在暗處立即爆炸③HF是弱酸,能腐蝕玻璃,故應(yīng)保存在塑料瓶中;有毒溴①Br2是紅棕色液體,易揮發(fā),有毒②Br2易溶于有機(jī)溶劑③盛溴的試劑瓶中加水,進(jìn)行水封,保存液溴時(shí)不能用橡膠塞碘①I2使淀粉變藍(lán)色②I2加熱時(shí)易升華③I2易溶于有機(jī)溶劑④食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大2.Br2、I2在水、有機(jī)溶劑中的顏色比較:物質(zhì)Br2I2水橙色→黃色褐色→黃色有機(jī)溶劑(苯、CCl4、汽油)橙紅色→橙色紫色→紫紅色3.鹵素單質(zhì)及離子的氧化性、還原性:(1)鹵素單質(zhì)的氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。(2)鹵素離子的還原性:F-<Cl-<Br-<I-。命題點(diǎn)1:鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律(基礎(chǔ)性考點(diǎn))1.(2021·深圳模擬)下列有關(guān)鹵素的說法錯(cuò)誤的是 ()A.將Cl2與HCl混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2B.HF、HCl、HBr、HI的還原性依次增強(qiáng)C.淀粉碘化鉀酸性溶液在空氣中變藍(lán),4I-+O2+4H+====2I2+2H2OD.次氯酸鹽具有氧化性,故漂白粉可以漂白織物【解析】選A。HCl極易溶于水,飽和食鹽水可抑制氯氣的溶解,洗氣得到的氯氣中含水蒸氣,干燥后得到純凈的Cl2,故A錯(cuò)誤;非金屬性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)氫化物的還原性越弱,則HF、HCl、HBr、HI的還原性依次增強(qiáng),故B正確;淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán),則淀粉碘化鉀酸性溶液在空氣中變藍(lán),發(fā)生4I-+O2+4H+====2I2+2H2O,故C正確;次氯酸根離子具有強(qiáng)氧化性,可知次氯酸鹽具有氧化性,故漂白粉可以漂白織物,故D正確。2.下列關(guān)于鹵素(用X表示)的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2+H2OHXO+HX表示B.HX都極易溶于水,它們的熱穩(wěn)定性隨X的核電荷數(shù)的增加而減小C.鹵素單質(zhì)的顏色由F2→I2隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而變深D.X-的還原性依次為F-<Cl-<Br-<I-【解析】選A。鹵素單質(zhì)中,氟氣和水之間反應(yīng)生成HF和O2,不符合X2+H2OHXO+HX,A錯(cuò)誤;鹵素原子得電子能力越強(qiáng),HX的熱穩(wěn)定性越強(qiáng),鹵素原子的得電子能力隨X的核電荷數(shù)的增加而減小,所以HX的熱穩(wěn)定性隨X的核電荷數(shù)的增加而減小,B正確;鹵素單質(zhì)的顏色由F2到I2逐漸加深,由F2→I2依次是淺黃綠色、黃綠色、深紅棕色、紫黑色,C正確;鹵素單質(zhì)的氧化性由F2到I2逐漸減弱,對(duì)應(yīng)離子的還原性F-<Cl-<Br-<I-,D正確。命題點(diǎn)2:鹵素單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱的探究(綜合性考點(diǎn))3.某化學(xué)小組用如圖所示裝置驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱。下列說法不正確的是()A.E處棉花球變成黃色,說明Cl2的氧化性比Br2強(qiáng)B.F處棉花球變成藍(lán)色,說明Br2的氧化性比I2強(qiáng)C.E處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2Br-====2Cl-+Br2D.G裝置中NaOH溶液與Cl2反應(yīng)的離子方程式為2OH-+Cl2====ClO-+Cl-+H2O【解析】選B。E處發(fā)生反應(yīng)Cl2+2Br-====2Cl-+Br2,則E處棉花球變成黃色,說明Cl2的氧化性比Br2強(qiáng),A、C正確;F處可能發(fā)生反應(yīng)Cl2+2I-====2Cl-+I2,也可能發(fā)生反應(yīng)Br2+2I-====2Br-+I2,F處棉花球變藍(lán)色只能說明有碘單質(zhì)生成,由于氯氣的干擾,所以不能說明Br2的氧化性比I2強(qiáng),B錯(cuò)誤;G為尾氣處理裝置,裝置中NaOH溶液與Cl2反應(yīng)的離子方程式為2OH-+Cl2====ClO-+Cl-+H2O,D正確?！炯庸逃?xùn)練—拔高】1.(2021·合肥模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)完成了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn):①向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水,CCl4層變成紫色。繼續(xù)向試管中滴加氯水,振蕩,CCl4層會(huì)逐漸變淺,最后變成無色(生成了HIO3)。②向盛有KBr溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水,CCl4層變成紅棕色。繼續(xù)向試管中滴加氯水,振蕩,CCl4層的顏色沒有變化。下列說法不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)①生成HIO3時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為I2+5Cl2+6H2O====2HIO3+10HClB.實(shí)驗(yàn)②中當(dāng)CCl4層變成紅棕色時(shí)可通過分液的方法獲得Br2的CCl4溶液C.由上述實(shí)驗(yàn)得出Cl2、Br2、I2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是Cl2>Br2>I2D.由上述實(shí)驗(yàn)得出Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由強(qiáng)到弱的順序是HBrO3>Cl2>HIO3【解析】選C。由實(shí)驗(yàn)①繼續(xù)向試管中滴加氯水,振蕩,CCl4層會(huì)逐漸變淺,最后變成無色(生成了HIO3)可知,氯氣可氧化碘單質(zhì),發(fā)生的反應(yīng)為I2+5Cl2+6H2O====2HIO3+10HCl,故A正確;由實(shí)驗(yàn)②向盛有KBr溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水,CCl4層變成紅棕色可知,溴易溶于CCl4,則可通過分液的方法獲得Br2的CCl4溶液,故B正確;根據(jù)氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性,由實(shí)驗(yàn)①可知氧化性:Cl2>I2,由實(shí)驗(yàn)②可知氧化性:Cl2>Br2,不能比較Br2、I2的氧化性強(qiáng)弱,故C錯(cuò)誤;由實(shí)驗(yàn)①、②可知,氧化性由強(qiáng)到弱的順序是HBrO3>Cl2>HIO3,故D正確。2.鹵素單質(zhì)在堿性溶液中容易發(fā)生歧化反應(yīng),歧化產(chǎn)物依反應(yīng)溫度的不同而不同。Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O3Cl2+6OH-5Cl-+Cl+3H2O下圖為制取氯氣、氯酸鉀、次氯酸鈉和檢驗(yàn)氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)裝置:裝置中盛裝的藥品如下:①多用滴管中裝有5mL濃鹽酸;②微型具支試管中裝有1.5gKMnO4;③微型具支試管中裝有2～3mL濃硫酸;④U形反應(yīng)管中裝有30%KOH溶液;⑤U形反應(yīng)管中裝有2mol·L-1NaOH溶液;⑥、⑦雙U形反應(yīng)管中分別裝有0.1mol·L-1KI-淀粉溶液和KBr溶液;⑧尾氣出口用浸有0.5mol·L-1Na2S2O3溶液的棉花輕輕覆蓋住。(1)為了使裝置④、⑤中的反應(yīng)順利完成,應(yīng)該控制的反應(yīng)條件分別為。

(2)裝置⑥、⑦中能夠觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是

。

(3)如果把裝置⑥、⑦中的試劑互換位置,還能否證明氧化性:Cl2>I2,(填“能”或“不能”),理由是

。

(4)尾氣處理時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

【解析】(1)裝置④中盛放30%KOH溶液,用于制備KClO3,發(fā)生的反應(yīng)為3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O;裝置⑤中盛放2mol·L-1NaOH溶液,用于制備NaClO,發(fā)生的反應(yīng)為Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;根據(jù)題給信息,為使裝置④中反應(yīng)順利完成,裝置④應(yīng)放入348K熱水浴中;為使裝置⑤中反應(yīng)順利完成,裝置⑤應(yīng)放入冰水浴中。(2)裝置⑥中盛放KI-淀粉溶液,通入Cl2發(fā)生反應(yīng)Cl2+2KI====2KCl+I2,淀粉遇I2呈藍(lán)色,裝置⑥的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液變藍(lán)。裝置⑦中盛放KBr溶液,通入Cl2發(fā)生反應(yīng)Cl2+2KBr====2KCl+Br2,裝置⑦的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液變成橙色。(3)如果把裝置⑥、⑦中的試劑互換位置,裝置⑥中盛放KBr溶液,裝置⑥中發(fā)生反應(yīng)Cl2+2KBr====2KCl+Br2,由此得出氧化性:Cl2>Br2;裝置⑦中盛放KI-淀粉溶液,無論是Cl2還是裝置⑥中揮發(fā)出來的Br2(g)都能與KI反應(yīng)生成I2,能說明Cl2或Br2(g)的氧化性強(qiáng)于I2,結(jié)合裝置⑥中結(jié)論也能證明Cl2的氧化性強(qiáng)于I2。(4)尾氣用0.5mol·L-1Na2S2O3溶液吸收,Cl2將S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))氧化成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)),Cl2被還原成Cl-,反應(yīng)的離子方程式為4Cl2+S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))+5H2O====2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))+8Cl-+10H+。答案:(1)裝置④放入348K(或75℃)熱水浴中裝置⑤放入冰水浴中(2)裝置⑥中溶液變藍(lán)裝置⑦中溶液變成橙色(3)能若互換裝置⑥、⑦中的試劑,Cl2與KBr反應(yīng)生成Br2,揮發(fā)出來的Br2與KI反應(yīng),也可以證明Cl2的氧化性強(qiáng)于I2(4)S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))+4Cl2+5H2O====2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))+8Cl-+10H+3.IBr、ICl、BrF3等稱為鹵素互化物,(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等稱為擬鹵素,它們的化學(xué)性質(zhì)均與鹵素單質(zhì)相似,請(qǐng)回答下列問題。(1)氯化碘(ICl)中碘元素的化合價(jià)為;它與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為ICl+H2O====HIO+HCl,該反應(yīng)的反應(yīng)類型為(填中學(xué)常見的無機(jī)反應(yīng)類型)。

(2)溴化碘(IBr)具有強(qiáng)氧化性,能與Na2SO3溶液反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)①已知某些離子的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镮->SCN->CN->Br->Cl-。現(xiàn)將幾滴KSCN溶液滴入含少量Fe3+的溶液中,溶液立即變紅,向其中逐滴滴入酸性KMnO4溶液,觀察到紅色逐漸褪去,請(qǐng)利用平衡移動(dòng)原理解釋這一現(xiàn)象:

。

②下列物質(zhì)中,也可以使該溶液紅色褪去的是(填字母)。

A.新制氯水B.碘水C.SO2D.鹽酸(4)KCN為劇毒物質(zhì),處理含有KCN的廢水常用的方法:在堿性條件下用NaClO溶液將CN-氧化為COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))和一種單質(zhì)氣體,該反應(yīng)的離子方程式為

。

【解析】(1)Cl的非金屬性強(qiáng)于I,則ICl中Cl元素顯-1價(jià)、I元素顯+1價(jià);此反應(yīng)中沒有元素化合價(jià)的變化,屬于復(fù)分解反應(yīng)(非氧化還原反應(yīng))。(2)IBr具有強(qiáng)氧化性,I被還原成I-,SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))被氧化成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)),因此離子方程式為IBr+SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))+H2O====I-+Br-+SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))+2H+。(3)①溶液立即變紅,發(fā)生反應(yīng)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入酸性KMnO4溶液紅色褪去,說明KMnO4把SCN-氧化,促使上述平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),最終Fe(SCN)3完全反應(yīng),溶液紅色褪去;②能使紅色褪去的物質(zhì),可以具有強(qiáng)氧化性,如新制氯水中Cl2將SCN-氧化,也可以具有還原性,如SO2將Fe3+還原,故A、C正確。(4)CN-中N元素顯-3價(jià),C元素顯+2價(jià),另一種單質(zhì)氣體為N2,因此反應(yīng)的離子方程式為2CN-+5ClO-+2OH-====2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))+N2↑+5Cl-+H2O。答案:(1)+1復(fù)分解反應(yīng)(2)IBr+SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))+H2O====I-+Br-+SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))+2H+(3)①酸性高錳酸鉀溶液將SCN-氧化,減小了SCN-的濃度,使反應(yīng)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡不斷向左移動(dòng),最終Fe(SCN)3完全反應(yīng),紅色消失②AC(4)2CN-+5ClO-+2OH-====2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))+5Cl-+N2↑+H2O考點(diǎn)四從海水中提取氯、溴和碘(命題指數(shù)★★★★★)一、氯堿工業(yè)1.流程:海水→粗鹽→電解飽和食鹽水2.電解NaCl溶液:(寫出化學(xué)方程式,下同)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。3.產(chǎn)物制氯化氫:H2+Cl22HCl。4.制漂白液:Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O。二、海水提溴三、海帶中碘的提取流程(1)化學(xué)原理(離子方程式)2I-+Cl2====I2+2Cl-。(2)主要的物理原理:單質(zhì)碘用CCl4或苯萃取,分液后用蒸餾法將碘與有機(jī)溶劑分開。判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)海水中Na、Mg、Cl、Br、I元素均以化合態(tài)存在。 ()提示:√。Na、Mg、Cl、Br、I都是較活潑元素,在海水中均以化合態(tài)存在。(2)海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法、明礬凈化法、雙氧水殺菌等方法。 ()提示:×。明礬凈化法、雙氧水殺菌等方法不能使海水淡化,可以凈化海水。(3)海水提取溴和碘既涉及物理過程又涉及化學(xué)過程。 ()提示:√。海水提取溴和碘既涉及萃取、蒸餾等物理過程又涉及化學(xué)變化。(4)碘的CCl4溶液可以采用蒸餾法分離。 ()提示:√。碘的CCl4溶液可以采用蒸餾法蒸餾出四氯化碳。(5)NaCl溶液中Mg2+、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))可依次加入NaOH、Ba(NO3)2,除去Mg2+和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。 ()提示:×。加Ba(NO3)2引入NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。(6)Na2CO3溶液貯存在帶有玻璃塞的玻璃試劑瓶中。 ()提示:×。Na2CO3溶液水解顯堿性與玻璃中的SiO2反應(yīng)?！炯庸逃?xùn)練—拔高】海水中溴元素以Br-形式存在,工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖所示:(1)步驟①反應(yīng)的離子方程式是

。

(2)步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式是

,

從理論上考慮,下列試劑也能吸收Br2的是。

A.NaOHB.FeCl2C.Na2SO3D.H2O(3)步驟⑤蒸餾的過程中,溫度應(yīng)控制在80～90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn),請(qǐng)解釋原因:

。

(4)為什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”進(jìn)行蒸餾得到液溴?

。

【解析】(1)、(2)相對(duì)簡單,讀懂流程圖,結(jié)合學(xué)過的重點(diǎn)方程式,可以寫出Cl2+2Br-====2Cl-+Br2,Br2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4;只從理論上考慮,NaOH具有強(qiáng)堿性,能吸收Br2,Fe2+、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))具有較強(qiáng)還原性也能吸收Br2,但Br2在水中的溶解度較小,不能充分吸收。(3)溫度過高,大量水蒸氣隨溴排出,使溴蒸氣中水蒸氣的含量增加,溫度過低,溴不能完全蒸出,產(chǎn)率太低。(4)“溴水混合物Ⅰ”中雖然含有溴單質(zhì),但濃度低,如果直接蒸餾,處理量大,生產(chǎn)成本高。經(jīng)過“空氣吹出、SO2吸收、Cl2氧化”等步驟實(shí)際上是將溴水濃縮了。答案:(1)Cl2+2Br-====2Cl-+Br2(2)Br2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4A、B、C(3)若溫度過高,大量水蒸氣隨溴排出,使溴蒸氣中水蒸氣的含量增加,溫度過低,溴不能完全蒸出,產(chǎn)率太低(4)“溴水混合物Ⅰ”中雖然含有溴單質(zhì),但濃度低,如果直接蒸餾,處理量大,生產(chǎn)成本高。而“溴水混合物Ⅱ”實(shí)際上將溴水濃縮了命題角度1:海水中提溴【典例1】(2021·天津河?xùn)|區(qū)模擬)從淡化海水中提取溴的流程如下:下列有關(guān)說法不正確的是 ()A.X試劑可為Na2SO3飽和溶液B.步驟Ⅲ的離子反應(yīng):2Br-+Cl2====2Cl-+Br2C.工業(yè)上每獲得1molBr2,需要消耗Cl244.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)D.步驟Ⅳ包含萃取、分液和過濾【解析】選D。Na2SO3+Br2+H2O====Na2SO4+2HBr,A正確;步驟Ⅲ利用氯的非金屬性比溴強(qiáng),可以利用置換反應(yīng)制取Br2,B正確;步驟Ⅰ和步驟Ⅲ均使用Cl2,故制取1molBr2消耗2mol氯氣,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為44.8L,C正確;從濃溴水中提取溴,可利用有機(jī)溶劑(如苯)萃取溴,然后分液得到溴的有機(jī)溶液,再經(jīng)蒸餾可得純凈的溴,D錯(cuò)誤。【講臺(tái)揮灑一刻】用碳酸鈉溶液作吸收劑,從海水中提溴的過程(1)向富集的海水里通入Cl2,使Br-被氧化成Br2。(2)從溶液底部向上鼓空氣,使液溴變成蒸氣跟空氣流一起逸出,逸出氣流通入碳酸鈉溶液,溴蒸氣被碳酸鈉溶液吸收,同時(shí)有CO2氣體從溶液里放出,方程式為3Na2CO3+3Br2====5NaBr+NaBrO3+3CO2↑。(3)用稀硫酸處理上述溴化合物的溶液,就得到了液溴溶液。發(fā)生反應(yīng):5NaBr+NaBrO3+3H2SO4====3Br2+3Na2SO4+3H2O。命題角度2:海水、海帶中提碘【典例2】在已經(jīng)提取氯化鈉、溴、鎂等化學(xué)物質(zhì)的富碘鹵水中,采用下面的工藝流程生產(chǎn)單質(zhì)碘:(1)步驟③加Fe粉的目的是。

(2)寫出步驟④中反應(yīng)的離子方程式。

(3)上述生產(chǎn)流程中,可以循環(huán)利用的副產(chǎn)物是。

(4)操作⑤的名稱是,選用的試劑是。

【以圖析題·培養(yǎng)關(guān)鍵能力】【解析】(1)富碘鹵水中含有I-,加入硝酸銀發(fā)生反應(yīng):Ag++I-====AgI↓,過濾水洗后為AgI,加入Fe攪拌,可得Ag和FeI2。(2)FeI2具有還原性,與充足的氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成I2和FeCl3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeI2+3Cl2====2I2+2FeCl3。(3)由流程圖可看出,副產(chǎn)物為Ag,由于加入的Fe過量,所以在甲中先加入稀硫酸除去Fe,再加入稀硝酸與Ag反應(yīng)制得AgNO3溶液,所以Ag(或AgNO3)可循環(huán)利用。(4)碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,CCl4和水不相溶,且CCl4和I2不反應(yīng),分離I2和FeCl3的方法是加入CCl4有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取、分液。答案:(1)使碘化銀轉(zhuǎn)化成碘化亞鐵(FeI2)和單質(zhì)銀(或?qū)㈦y電離的碘化銀轉(zhuǎn)化成可溶的碘化亞鐵)(2)2Fe2++4I-+3Cl2====2I2+2Fe3++6Cl-(3)Ag(或AgNO3)(4)萃取分液CCl4(合理即可)(1)(宏觀辨識(shí)與微觀探析)上述過程屬于氧化還原反應(yīng)的有哪些?提示:③④⑥⑦。(2)(科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任)操作⑤不能采用直接蒸餾混合溶液的方法獲得單質(zhì)碘,理由是什么?提示:碘單質(zhì)在水中的溶解度很小,故溶液濃度小,直接蒸餾混合液耗能較大,產(chǎn)率也低,也易混入其他雜質(zhì)。解答化工流程題的方法——目標(biāo)分析法制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的重點(diǎn)要放在與題設(shè)有關(guān)操作的目標(biāo)、任務(wù)上,分析時(shí)要從成本角度(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學(xué)的要求)、現(xiàn)實(shí)角度等方面考慮;解答時(shí)要看框內(nèi),看框外,里外結(jié)合;邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤,逐步深入。而且還要看清問題,不能答非所問。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”:本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據(jù)什么理論→所以有什么變化→結(jié)論。命題點(diǎn)1:海水中提溴(基礎(chǔ)性考點(diǎn))1.(2021·焦作模擬)實(shí)驗(yàn)室利用濃縮的某廢水(含Mg2+、Br-、Cl-等)制備Br2的CCl4溶液及Mg(OH)2。向經(jīng)過濾后的廢水中加入少量鹽酸并通入足量Cl2,之后未涉及的操作是()【解析】選D。由圖可知A為萃取、B為加堿生成沉淀、C為過濾、D為蒸餾,由制備原理可知加堿過濾分離出氫氧化鎂,濾液中通入氯氣氧化溴離子生成溴,再萃取、分液分離,則不涉及蒸餾。命題點(diǎn)2:海水、海帶中提碘(綜合性考點(diǎn))2.(2021年廣東適應(yīng)性測試)提取海帶中I2的實(shí)驗(yàn)中,所選擇的裝置或儀器(夾持裝置已略去)正確的是 ()【解析】選D。灼燒應(yīng)該用坩堝,而不能用蒸發(fā)皿,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤;溶解不需要容量瓶,所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤;過濾需要玻璃棒引流,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;I-氧化生成I2用CCl4萃取再分液,實(shí)驗(yàn)裝置及操作無誤,D正確。【加固訓(xùn)練—拔高】1.(2021·北京東城區(qū)模擬)如下所示為海水綜合利用的部分流程,有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行①的操作需用到坩堝、玻璃棒、酒精燈B.②是一個(gè)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程C.③④⑤涉及的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)D.④中反應(yīng)的離子方程式為SO2+Br2+2H2O====4H++SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))+2Br-【解析】選A。操作①是蒸發(fā),應(yīng)使用蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;②是電解熔融NaCl獲得Cl2的過程,B項(xiàng)正確;③是NaBr與Cl2的反應(yīng),④是Br2將水溶液中的SO2氧化成H2SO4的過程,⑤是HBr被氧化成Br2的過程,③④⑤中均有元素化合價(jià)發(fā)生變化,C項(xiàng)正確;生成的H2SO4和HBr均為強(qiáng)電解質(zhì),D項(xiàng)正確。2.實(shí)驗(yàn)室從含碘廢液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收