6 氯及其化合物的性质
龙文教育一对一个性辅导教案
非金属及其化合物的性质(二)
知识点一、 氯气
(一)氯元素的位、构、性关系
1.氯元素位于元素周期表中第三周期第VII A族,其原子结构示意图为
氯原子很容易得到化性,性质活泼,以得电子发生还原反应为主 2.氯气的物理性质
(1)在通常情况下,氯气呈黄绿色,是一种有强烈刺激性气味的有毒气体,易液化,在低温和加压情况下,氯气可以转变为液态(称为液氯)和固态 (2)在同温同压下,氯气密度比空气大
(3)氯气能溶于水,在常温常压下,1体积水约溶解2体积的氯气 3.氯气的化学性质 (1)氯气与金属反应
大部分金属在点燃或加热的条件下与氯气反应生成高价金属氯化物。如: 2Na+Cl2(产生,放出热量)
Cu+Cl22(剧烈燃烧,产生大量棕黄色的烟,水溶液呈蓝绿色)
2Fe+3Cl23(剧烈燃烧,产生大量棕褐色的烟,水溶液呈棕黄色)注:常温下干燥的氯气或液
氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。
【同步训练】
1.下列氯化物,不能用金属和氯气直接反应制得的是( ) A.CuCl2 B.FeCl2 C.MgCl2 D.KCl 2.不能说明氯的非金属性比硫强的事实是( )
A.HCl受热不分解,H2S受热易分解
B.向H2S的水溶液中通入氯气,溶液变浑浊
C.与Na化合时,1 mol硫原子得到2 mol电子,1 mol氯原子得到1 mol电子 D.与Fe化合时,产物分别为FeCl3和FeS (2)氯气与非金属反应
①氯气与氢气的反应:H2+Cl2(
光照H2和Cl2的混合气体会发生爆炸,生成HCl:H2+Cl2HCl
②磷在氯气中燃烧:P+3Cl23(白色烟雾),2P+5Cl25(白色烟雾)
(3)氯气与水反应
通常情况下,氯气的溶解度较小,而溶解的氯气一部分与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO 注意:氯水为混合物,而液氯是纯净物,注意区分二者 方法与技巧
1.次氯酸的重要性质
①物理性质:HClO易溶于水,其水溶液为无色
②HClO的弱酸性:HClO是一元弱酸,HClO的酸性比H2CO3的酸性还弱,在水溶液中只有极少部分发
H++ClO- 生电离,成为H+和ClO-:HClO
③HClO的不稳定性:HClO不稳定,见光易分解:2HClO+O2↑
说明:增大浓度或加热也能加快HClO的分解
④HClO的强氧化性:HClO是一种强氧化剂,其氧化性比Cl2还强。HClO以其氧化性,能杀死水里的细菌,起到消毒的作用,还具有漂白性,能使染料和有机色质褪色 2.氯水成分的复杂性和性质的多样性 (1)反应原理及成分
Cl2+H2O === H++Cl-+HClO HClO
H++ClO-
2HClO+O2↑
由Cl2与H2O反应的特点可知,氯水是含Cl2、HCl、HClO三种溶质的混合溶液,其中含: 有三种分子——H2O、Cl2、HClO
+---
四种离子——H、Cl、ClO、OH(极少) 3【
1.现有两瓶溶液,新制饱和氯水和亚硫酸,下列方法或试剂(必要时可加热)能用于鉴别它们的是( )
①看颜色 ②石蕊试剂 ③品红溶液
A.①②③ B.只有①③ C.只有②③ D.只有①② 2.新制氯水与久置氯水相比较,下列不正确的是( )
A.颜色相同 B.前者能使有色布条褪色
C.都含有氢离子 D.加硝酸银溶液都能生成白色沉淀
3.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是( )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟 B.通常状况下,干燥的氯气能和Fe反应
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸 4.氯气溶于水达到溶解平衡,下列叙述正确的是( )
+--
A.该反应的离子方程式:Cl2+H2O2H+Cl+ClO B.加入少量小苏打粉末,溶液漂白性增强
--
C.加入少量固体NaOH,,一定有c(Na+)=c(Cl)+c(ClO) D.加入少量水,水的电离平衡向正反应方向移动
5.下图所示装置是一种检验某气体化学性质的实验装置,图中B为开关。若先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C中红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是( )
A.浓硫酸 B.饱和NaCl溶液 C.浓NaOH溶液 D.稀硫酸溶液 6.已知氯水中有如下平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,常温下,在一个体积为50 mL的针筒里吸入40 mL氯气后,再吸进10 mL水。写出针筒中可能观察到的现
象 。若将此针筒长时间放置,又可能看到何种变化 ;试用平衡观点加以解释 。 (4)氯气与碱液的反应
如氯气与NaOH反应,NaOH的浓度不同,生成的物质也不同,稀溶液生成NaCl、NaClO和H2O;热浓溶液生成NaCl、NaClO3和H2O
Cl2+2NaOH(稀) === NaCl+NaClO+H2O(制取漂白液)
3Cl2+6NaOH(浓
)+NaClO3+3H2O
【同步训练】
1.已知反应3Cl2+6NaOH(浓)5NaCl+NaClO3+3H2O,下列有关说法中正确的是( )
A.在该反应中,若有1 mol Cl2参加反应,转移的电子数为6 mol B.在该反应中,NaOH既不作氧化剂,也不作还原剂 C.在该反应中,氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶1 D.在NaClO3固体中滴加浓盐酸,能产生黄绿色气体
2.某化工厂发生了氯气泄漏及爆炸特大事故,喷出的氯气造成了多人伤亡。作为现场的消防干警下列处理方法和过程较合理的是( )
①及时转移疏散人群,同时向有关部门如实报告事故的有关情况; ②被转移人群应戴上用浓NaOH溶液处理过的口罩(湿润); ③用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液解毒; ④被转移人群可戴上用Na2CO3处理过的口罩(湿润); ⑤将人群转移到地势较低的地方;
⑥及时清理现场,检查水源和食物等是否被污染
⑦常温下氯气能溶于水,所以只要向空气中喷洒水就可以解毒
A.②③④⑤ B.①③④⑥ C.①②⑤⑥ D.①③⑤⑦ 3.下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中,正确的是( )
A.氨气的水溶液可以导电,说明氨气是电解质
B.漂白粉和明矾都常用于自来水的处理,二者的作用原理是相同的 C.氯气可以使湿润的有色布条褪色,说明氯气具有漂白作用
D.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的红色逐渐褪去 (5)氯气与某些有机物的反应
如氯气与不饱和烃发生加成反应,与饱和烃发生取代反应: CH≡CH+2Cl2
CHCl2-CHCl2 CH4+Cl2
CH3Cl(一氯甲烷)+H-Cl
(6)其他反应
Cl2+2NaBr === 2NaCl+Br2 2FeCl2+Cl2 === 2FeCl3(除去FeCl3中的FeCl2) 4.氯气的用途:消毒,制盐酸、漂白粉、农药等
方法与技巧
几种具有漂白性物质的性质比较
注意:
①褪色不等于漂白,如SO2能使橙色的溴水褪色、紫色的酸性KMnO4溶液、含酚酞的红色NaOH溶液褪色均不是漂白,分别体现了SO2的还原性、还原性、酸性氧化物的通性
②有强氧化性的物质不一定都具有漂白性,如酸性KMnO4溶液、浓硫酸等强氧化剂均没有漂白性
(二)氯气的实验室制法与拓展
MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O MnO2+4H++2Cl
注意:
①该反应中用的是浓盐酸,浓盐酸既表现还原性,又表现出酸性
②由于Cl2难溶于饱和食盐水,而HCl则易溶于饱和食盐水,所以可将混合气体通入饱和食盐水,以除去混合在Cl2的HCl,可用如图装置A所示的原理和方法
除去混合在Cl2的水蒸气:可将气体通入浓硫酸(如图装置B1)或CaCl2粉末(如图装置B2)中,吸水后,可得到干燥的Cl2 【同步训练】
1.下列关于氯的说法正确的是( )
A.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
3537Cl,17Cl为不同的核素,有不同的化学性质 B.若17
-
Mn2++Cl2↑+2H2O
C.实验室制备Cl2,可用排放和食盐水集气法收集
D.1.12 L Cl2含有1.7NA个质子(NA表示阿伏伽德罗常数)
2.某学习小组通过查阅资料发现用KClO3和浓盐酸反应也可以制备氯气。为此该小组利用如图所示装置在实验室中制取Cl2
并探究其相关性质:
(1)装置A中存在一处错误,请改正这处错误:___________________________________。 (2)写出装置A中发生反应的化学方程式:______________________________________。
(3)为了除去氯气中的氯化氢,需要在装置A、B之间添加装置E,装置E中所盛装的试剂为__________。为了探究使有色布条褪色的是氯气还是氯气与水反应的生成物,需要在整套装置中添加装置E,其中加入浓硫酸,装置E在整套装置中的添加位置为________(填序号)。 a.A、B之间
b.B、C之间 c.C、D之间
d.D之后
(4)取下集气瓶B,将铁丝加热至红热状态,伸入到集气瓶B中,可以观察到的现象是___________________________________________________________________________, 能检验该反应产物中铁元素价态的试剂是__________(填序号)。 a.氯水 b.蒸馏水和铁粉 c.氢氧化钠溶液
d.KSCN溶液
3.F为有磁性的化合物。它们之间存在如下关系(反应中生成的水及次要产物均已略去)
:
(1)写出下列物质的化学式:B________,E________。
(2)指出MnO2在相关反应中的作用:反应①中是_______剂,反应②中是_______剂。 (3)若反应①是在加热条件下进行,则A是________(填化学式);若反应①是在常温 条件下进
行,则A是________________________(填化学式);如在上述两种条件下得到 等质量的C单质,反应中转移的电子数之比为________。
4
.在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验,所用仪器如下图:
(1)连接上述仪器的正确顺序是(填各接口处的字母): 接,_____接,_____接
(2)在装置中:①饱和食盐水起的作用是,②浓硫酸起的作用是 (3)化学实验中检验是否有Cl2产生常用湿润的淀粉-KI试纸。如果有Cl2产生,可 观察到的现
在产生Cl2的导管口,在看
象是 ,写出反应方程式 。某同学将试纸长时间放 到以上现象后,发现试纸又变为无色。写出此时发生的氧化 式 。
(4)写出下列化学反应的离子方程式:
还原方程
①气体发生装置中进行的反应:;
②尾气吸收装置中进行的反应:
知识点二 卤族元素
(一)卤族元素性质的相似性和递变性规律
1.在元素周期表中的位置:第VII A族 2.卤族的原子结构
结合卤素的原子结构推测F、Cl、Br、I在化学性质上表现出的相似性和递变性
F Cl Br I
3.卤素及化合物的性质比较
4.卤素元素的有关特性
(1)F2遇水发生置换反应,生成HF并放出O2。
(2)HF是弱酸、剧毒,但能腐蚀玻璃4HF + SiO2 == SiF4↑ + 2H2O;HF由于形成分子间氢键相互缔合,沸点反常的高。
(3)溴是唯一的液态非金属,易挥发,少量的液溴保存要用水封。
(4)碘易升华,遇淀粉显蓝色;碘的氧化性较弱,它与变价金属反应时生成低价化合物。 5.卤素间的置换反应
(1)Cl2 + 2Br-
Br2 + 2Cl- Cl2 + 2I-
I2 + 2Cl-
Br2 + 2I- = I2 + 2Br-
结论:氧化性:Cl2 > Br2 > I2; 还原性:I-> Br- > Cl-
(2)溴和碘在不同溶剂中所生成溶液(由稀到浓)的颜色变化
(二)卤族离子的检验:
(1)AgNO3溶液——沉淀法
-
沉淀,则有Cl⎧⎪滴加AgNO3溶液和稀硝酸-
未知液――→ 生成⎨ 沉淀,则有Br
⎪⎩ 沉淀,则有I-
(2)置换——萃取法
⎧⎪有 加适量新制加入CCl(下层)或
未知液饱和氯水,振荡――→ 汽油(上层――→),振荡 有机层呈⎨紫色、浅紫色或紫红色,
⎪⎩表明有
4
红棕色或橙红色,表明
(3)氧化——淀粉法检验I
加入适量新制饱和氯水(双氧水)淀粉溶液-
未知液 ――→____溶液,表示有I 振荡振荡
-
【同步训练】
1.检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采用的方法是( ) A.用干燥的蓝色石蕊试纸 B.用干燥有色布条
C.将气体通入硝酸银溶液 D.用湿润的淀粉碘化钾试纸 2.下列离子方程式正确的是( )
-
A.向盐酸中滴加氨水:H++OH=== H2O
B.Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+ === Fe3++3H2O
-+
C.铜溶于稀硝酸:3Cu+8H++2NO3=== 3Cu2+2NO↑+4H2O
---+
D.Na2S2O3溶液中通入足量氯气:S2O32+2Cl2+3H2O === 2SO32+4Cl+6H
-
3.证明某白色固体中是否含有SO24和Cl的正确操作方法是( )
-
A.加入AgNO3溶液和稀硝酸,看是否有白色沉淀生成 B.溶于水后加入AgNO3溶液,看是否有白色沉淀生成 C.加入Ba(NO3)2溶液,看是否有白色沉淀生成
D.溶于水后先加入过量Ba(NO3)2溶液,看是否有白色沉淀生成,再加入AgNO3溶液和稀硝酸,看是否还有白色沉淀生成
4.在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,加入稀硝酸后,沉淀部分溶解,有无色无味的气体生成,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,由此判断水溶液中含有( )
--2-
A.Cl,SO24 B.Cl,NO3 C.Cl,CO3 D.Cl,OH
-
-
-
-
-
5.在氯水中加入KI溶液,振荡,再加入CCl4振荡后静置,观察到的现象是( )
A.液体呈紫色 B.液体分两层,上层无色,下层紫色
C.液体分两层,上层紫色,下层无色 D.液体分两层,上下均为紫色
卤素氧化性的应用——溴、碘的制取
海水提取溴流程
海带中提取碘流程
【例题精讲】海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)请列举海水淡化的两种方法:____________、。
(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、 、 或H2、 。
-
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br,其目的为 。 (4)步骤II用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为:
解决的主要问题是 。
(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图:
NaOH
A C D
请你参与分析讨论:
①图中仪器B的名称: 。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是
③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件:
④C中液体产物颜色为 。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。
【例题精讲】
空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)步骤③的离子方程式:_________________________________________________。
(2)步骤⑤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是__________。
(3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气,因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过__________(填试剂名称)溶液,以除去氯气。
(4)步骤⑤的蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:_______________________________________________________________。
(5)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由:____________________________。
(6)提取溴单质,采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”,请说明原因:_____________________________________________________________________。
【课后练习】
1.下列离子方程式错误的是( )
A.实验室制Cl2:MnO2+4H+2ClMn2+Cl2↑+2H2O +-+
B.在NaCl溶液中滴入AgNO3试液:Ag+Cl===AgCl↓ +-
C.Cl2溶于水:Cl2+H2O===2H+Cl+ClO +--
-D.用NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH===Cl+ClO+H2O --
2、(双)下列关于氯水的叙述,正确的是( )
A、新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B、新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C、光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2
D、氯水放置数天后酸性增强
3、用MnO2和浓盐酸制取氯气。当4mol氯化氢被氧化,生成的氯气的体积(标准状况)是( )
A、22.4L B、44.8L C、67.2L D、89.6L
4.室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体,在合适的反应条件下,它们可以按下列框图进行反应。又知E溶液是无色的。
请回答:
(1)试写出下列物质的化学式:
A________,B________,C________。 (2)反应①的化学方程式:
。(3)反应③的化学方程式: ____________________________________________________。
(4)反应④的化学方程式: ____________________________。
5、 下图是一个实验室制取氯气并以氯气为原料进行特定反应
的装置:
⑴实验开始时,先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处酒精灯,连接上E装置。Cl2通过C瓶后再进入D。D装置的硬质玻管内盛有炭粉,发生化学反应,其产物为CO2和HCl。 试写出D中化学方程式: ,
⑵在E处,紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,为什么?
。 ⑶D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有Cl2产生,此时B中的现象是 ,B的作用是 。
【小结】