氯及其化合物的性质
考点一氯气的性质
导学诱思
下列说法中正确的是 。
①氯原子最外层为7个电子,极易得电子达到“8电子稳定结构”,表现为强氧化性,所以氯气在反应中只作氧化剂
②氯气具有漂白性 ③燃烧一定有氧气参加 ④氯气与铁反应生成三价铁
⑤氯气通入NaBr溶液中,溶液由无色变为浅绿色 ⑥氯气可以用排饱和食盐水法收集 ⑦可用排水法收集氯气 ⑧氯气是黄绿色的,Cl-是无色的
落实基础
1.物理性质
氯气是一种 色气体,具有强烈的刺激性气味,密度比空气 (可用向 排空气法收集),能溶于水(1体积水约可溶解2体积的氯气),其水溶液叫氯水。氯气 毒,且易液化。
2.化学性质
(1)只表现强氧化性。 ①与非金属反应。 H2+Cl2H2+Cl2
( 火焰) 2HCl( )
②与金属反应。 2Fe+3Cl2Cu+Cl22Na+Cl2
( 烟) ( 烟) ( 烟)
小结:a.氯气的化学性质比较活泼,几乎能与所有金属反应,且一般是把金属氧化到 态。 b.燃烧不一定要有氧气参加,任何剧烈的发光放热的氧化还原反应都属于燃烧。 ③与一些常见还原剂反应。 Cl2+SO2+2H2O2FeCl2+Cl2H2S+Cl22NaBr+Cl2①与水反应。
氯气与水反应的离子方程式为 。 ②与碱反应。
与NaOH溶液反应的化学方程式为 ,此反应通常应用于氯气的尾气处理。
(2)既表现氧化性,又表现还原性。
与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式
为 ,此反应的重要应用是工业上制取漂白粉。漂白粉的主要成分是 ,有效成分是 。
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)1molCl2参加反应转移2mol电子
(2)1molCl2作为氧化剂与还原剂反应一定转移2mol电子
(3)实验室中闻气体的气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔
( ) ( ) ( )
考查角度一 氯气的强氧化性
例1把足量氯气通入下列各物质的溶液中,阴离子和阳离子都能被氧化的是( ) A.NaOH C.FeBr2
B.Na2SO3 D.FeSO4
考查角度二 氯水的成分和性质
例2分析下列实验,完成下列问题。
(1)实验①得出的结论: 。
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”是:② ;④ 。 (3)实验③中“实验方法”的具体操作过程
是 。
(4)根据实验②的“实验现象”,同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是:a. ;b. 。
请设计简单的实验证明哪一个是正确
的
。
(5)若将实验③中的淀粉碘化钾试纸换为pH试纸, (填“能”或“不能”)测出氯水的pH,为什么? 。
(6)若实验中使用的是久置的氯水,实验方法不变,对上述 实验现象无影响。
互动探究(1)新制的氯水滴到紫色石蕊溶液中有何现象?
(2)SO2具有还原性,氯水中的Cl2、HClO均具有强氧化性,SO2与Cl2、HClO均能反应,那么在写SO2
与氯水反应方程式应该写哪个?向氯水中通入SO2,Cl2+H2O
H++Cl-+HClO平衡向哪个方向移动?
方法指导(1)氯水的成分。
Cl2溶于水:Cl2+H2OHClO
H++ClO-
H++Cl-+HClO
(2)氯水的性质。
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
A.制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体 ( B.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气 ( C.)Cl+2通入水中的离子方程式为:Cl2+H2O
2H+Cl-+ClO-
( D.(2012北京理综)①湿润红纸条;②饱和氯水。预测①的现象:红纸条褪色 E.(2012江苏化学)用如图装置除Cl2中含有的少量HCl
( F.(2012全国)能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2 ( G.(2012广东理综)将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl
( H.(2010海南化学)少量Cl-2通入KI溶液中:Cl2+2I2Cl-+I2( )
2.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( ) A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl- C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
4.实验室通常用向上排空气法收集氯气。设计一个简单实验,验证所收集的氯气中是否含有空气。 。
导学诱思
HClO具有杀菌、漂白的性质,为什么市场上买不到次氯酸? 答: 。
落实基础
1.次氯酸 (1)弱酸性
HClO是 元弱酸,酸性比碳酸 ,电离方程式为 。 (2)不稳定性
) ) )
) ) )
HClO见光分解的化学方程式为 ,氯水要现用现制,保存在 色试剂瓶中。
(3)强氧化性
HClO能氧化许多物质,使有色物质褪色,所以常用作漂白剂、杀菌剂2.漂白粉
(1)制备原理(相应的化学方程式): ,有效成分: 。
(2)漂白原理(相应的化学方程式): (也是变质原理,所以要 保存)。 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)用pH试纸测定氯水的pH (2)漂白粉、84消毒液均属于纯净物
( ) ( )
考查角度一 次氯酸的强氧化性
例1化学与生活是紧密相连的,下列说法中正确的是 。
A.氯气可用作消毒剂和漂白剂,是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性 B.二氧化氯具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
C.地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒,主要是利用漂白粉溶液的碱性和氧化性 D.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
方法指导使物质褪色的原理有三种:①利用物质的吸附性将有色物质吸附;②利用物质的强氧
化性,将有色物质的显色基团氧化;③与有色物质结合生成一种无色物质。常见的能用于漂白的物质及
其漂白原理如下:
考查角度二 次氯酸的弱酸性及不稳定性
例2浓盐酸与Ca(ClO)2能发生如下反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是
①CO2 ②HCl ③H2O ④O2 A.①②③ B.②③④ C.②③
D.①④
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
A.(2014全国Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质的原因:漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
B.(2014海南化学)84消毒液的有效成分是NaClO
C.(2014江苏化学)漂白粉在空气中不稳定,所以可用于漂白纸张 D.(2013四川理综)次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌
( ) ( ) ( ) ( )
CaCl2+2Cl2↑+2H2O,用贮存很久的
( )
考点三从海水中提取溴、碘的主要工艺流程
导学诱思
下列说法中正确的是 。 ①KI遇淀粉溶液变蓝
②液溴易挥发,通常用汽油油封来保存 ③第ⅦA族元素从F到I,单质的颜色逐渐加深 ④NaI的颜色比NaCl深
⑤氯气通入NaI溶液中,溶液由无色变为褐色 ⑥碘水中的碘单质可用CCl4萃取 ⑦碘的CCl4溶液呈紫红色
落实基础
1.元素性质的递变规律
包含元素为:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),原子半径逐渐 ,非金属性逐渐 。 2.单质物理性质的递变规律
(1)单质颜色 (F2: 色气体;Cl2: 色气体;Br2: 色液体,I2: 色固体)。
(2)密度逐渐 ;熔、沸点逐渐 。 3.单质和化合物的化学性质 (1)单质(从F2至I2):
氧化性逐渐 ,与氢气化合 。 (2)化合物(从F至I):
HX稳定性逐渐 ,X-(卤素离子)的还原性逐渐 。 4.卤素单质性质的特殊性
Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用水液封来保存。 I2易升华,淀粉遇I2变蓝,I2与Fe反应产物为FeI2。 Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油)萃取。
考查角度一 卤素单质的物理性质及X-检验
例1鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是( ) A.碘水、淀粉溶液 C.溴水、CCl4
B.溴水、淀粉溶液 D.氯水、CCl4
方法指导X-检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法。
白色沉淀,则有Cl−
未知液生成 淡黄色沉淀,则有Br−
黄色沉淀,则有I−
(2)置换——萃取法。 未知液
红棕色或橙红色,表明有Br−
有机层呈
紫色或紫红色,表明有I−
(3)氧化——淀粉法检验I-。 未知液
蓝色溶液,表明有I-
考查角度二 卤素元素的性质比较
例2为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。 Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。 Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体,其分子式是
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。 (3)B中溶液发生反应的化学方程式是 。 (4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象
是 。
(5)过程Ⅲ实验的目的是 。
考查角度三 从海水中提取溴、碘的主要工艺流程
例3全球海水中溴的蕴藏量丰富,约占地球溴总蕴藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称。海水中溴含量约为67 mg·L-1,其工业提取方法有:
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入富含溴离子的海水中,使溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴单质。该方法涉及的反应有:
① (写出离子方程式);
−
②3Br2+3CO23
-BrO−3+5Br+3CO2↑;
③ (写出离子方程式);其中反应②中氧化剂是 ,还原剂是 。
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1),只是将溴吹出后用SO2来吸收,使溴转化为氢溴酸,然后用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。
写出溴与二氧化硫反应的化学方程式: 。 (3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中的溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是 。下列可以用于海水中溴的萃取剂的是 。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸 ④己烯
互动探究在上述过程中海水中的Br-先与Cl2反应生成Br2,然后Br2与SO2反应又生成Br-,目的
为何?
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
A.(2014四川理综)为验证Br2的氧化性强于I2,将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振荡、静置,可观察到下层液体呈紫色
B.(2014大纲全国)用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI C.(2014海南化学)碘酒是指单质碘的乙醇溶液
E.(2013全国Ⅰ)碘是人体必需微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物
( ) ( ) ( ) ( )
D.(2013浙江理综)实验室从海带中提取单质碘的方法是:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取 ( )
F.(2012北京理综)①酚酞溶液;②浓盐酸。预测①的现象:无明显变化 ( ) ( ) ( )
G.(2012全国)某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
H.(2012安徽理综)用溴水、淀粉KI溶液比较Br2与I2的氧化性强弱,所需仪器是试管、胶头滴管I.(2012山东理综)用苯萃取溴水中的溴时,将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出
2.(2014江苏化学)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I,其离子方程式
-
为 ;该操作将I2还原为I-的目的是 。
(2)操作X的名称为 。
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40 ℃左右反应(实验装置如下图所示)
。实验控制在较低温度下进行的原因是
;锥形瓶里盛放的溶液为
+−−
(4)已知:5SO23+2IO3+2H
−
I2+5SO24+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO−3中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO−分液,直到水层用淀粉溶液检验不3的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、出有碘单质存在; 。
实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。
3.(2013海南化学)(1)海水提溴过程中,向浓缩的海水中通入 ,将其中的Br-氧化,再用空气吹出溴;然后用碳酸钠溶液吸收溴,溴歧化为Br-和BrO−3,其离子方程式为 。
(2)溴与氯能以共价键结合形成BrCl。BrCl分子中, 显正化合价。BrCl与水发生反应的化学方程式为 。
4.(2013上海化学)溴主要以Br-形式存在于海水中,海水呈弱碱性。工业上制备Br2的操作步骤为: ①一定条件下,将Cl2通入浓缩的海水中,生成Br2;
②利用热空气将Br2吹出,并用浓Na2CO3溶液吸收,生成NaBr、NaBrO3等; ③用硫酸酸化步骤②得到的混合物。 完成下列填空:
(1)Cl2氧化Br-应在 条件下进行,目的是为了避免 。 (2)Br2可用热空气吹出,其原因是 。
(3)写出步骤③所发生的化学反应方程
式 。用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是 。步骤②的产品有时运输到目的地后再酸化,主要是因为 。
(4)为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中 。 A.通入HBr
B.加入Na2CO3溶液
D.加入Na2SO3溶液
C.加入NaBr溶液
氯气的实验室制法及性质实验探究
氯气的制备与性质验证实验是元素化合物知识的重要组成部分,在高考中常有体现。
一、氯气的制备
1.反应原理 MnO2+4HCl(浓)2.制备气体的类型 固体+液体3.收集方法
向上排空气法或排饱和食盐水法。 4.验满方法
用湿润的淀粉KI试纸或湿润的蓝色石蕊试纸。 5.净化方法
用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。 6.吸收装置
Cl2排放到空气中会造成环境污染,需用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收。
例1某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明Cl2的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答问题
:
气体。
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)下列方法中,可制得Cl2的正确组合是 。 ①MnO2和浓盐酸混合共热 ②KMnO4和浓盐酸混合
③NaClO和浓盐酸混合 ④K2Cr2O7和浓盐酸混合 ⑤KClO3和浓盐酸混合共热
A.①② C.①④
B.②③④ D.①②③④⑤
(2)写出实验室制取Cl2的化学方程
式 。
(3)①装置B的作用是 ;
②装置C和D出现不同现象说明的问题是 ;
4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种,乙同学提出应该在装置 与 之间(填装置字母序号)增加一个装置,增加装置里面的试剂可以是 。
A.湿润的淀粉KI试纸 B.浓硫酸
C.湿润的红色布条 D.饱和食盐水
方法指导制取氯气的方法很多,如浓盐酸与MnO2加热、高锰酸钾与盐酸混合不需加热、ClO-与Cl-在酸性条件下不需要加热等,我们一定要根据题中所给信息与要求,灵活运用所学知识选择合适装置。
二、氯气及其化合物的性质实验
例2(2013北京理综)某学生对SO
与漂粉精的反应进行实验探究:
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式
是 。
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。
(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验: a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化; b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a的目的是 。 ②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是 。
(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案
是 。
(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀盐酸,无明显变化。取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是 。
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原
因: 。
2.(2014山东日照一模)下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
(1)装置A是氯气的发生装置,请写出相应反应的化学方程式: 。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是 ;同时装置B也是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象: 。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是 (
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。反应一段时间后,打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡,观察到的现象是 ,该现象 (填“能”或“不能”)说明溴单质的氧化性强于碘,原因是 。
(5)装置F的作用是 ,其烧杯中的溶液不能选用下列中的 (填字母编号)。 a.饱和NaOH溶液 b.饱和Ca(OH)2溶液 c.饱和Na2SO3溶液 d.饱和Na2CO3溶液