2020年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第四章 第14講 氯及其重要化合物學(xué)案（含解析）.doc
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第14講 氯及其重要化合物 一、氯氣及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用 1．氯氣的物理性質(zhì) 2．氯氣的化學(xué)性質(zhì) (1)與金屬反應(yīng) 與變價(jià)金屬反應(yīng)生成最高價(jià)態(tài)金屬氯化物。 ①與鐵反應(yīng)：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ②與銅反應(yīng)：Cu＋Cl2CuCl2。 (2)與非金屬反應(yīng) 與H2反應(yīng)：H2＋Cl22HCl， (3)與水反應(yīng) 溶于水的氯氣部分與水反應(yīng)，離子方程式為 Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。 (4)與堿反應(yīng) 與NaOH溶液反應(yīng)，離子方程式為 Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 (5)與還原性無(wú)機(jī)化合物反應(yīng) ①與碘化鉀溶液反應(yīng)：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。 ②與SO2水溶液反應(yīng)：Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋。 ③與FeCl2溶液反應(yīng)：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 3．次氯酸的性質(zhì) (1)不穩(wěn)定性：2HClO2HCl＋O2↑(填化學(xué)方程式)；氯水須現(xiàn)用現(xiàn)配，保存在棕色瓶中，置于冷暗處。 (2)強(qiáng)氧化性 ①能將有機(jī)物中有顏色物質(zhì)氧化為無(wú)色物質(zhì)，作漂白劑。 ②殺菌、消毒。 (3)弱酸性 NaClO溶液中通入少量CO2，化學(xué)方程式為 ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO。 4．漂白粉的性質(zhì) 二、氯氣的制備 1．實(shí)驗(yàn)室制取、收集氯氣的裝置 2．氯氣的工業(yè)制備 (1)電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè)) 化學(xué)方程式： 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑； 離子方程式： 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。 (2)電解熔融的氯化鈉 化學(xué)方程式：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 三、鹵素的性質(zhì)、鹵素離子的檢驗(yàn) 1．鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性 (1)都能與大多數(shù)金屬反應(yīng)，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I(xiàn)2與Fe反應(yīng)生成FeI2。 (2)都能與H2反應(yīng)生成HX：X2＋H2===2HX(X代表F、Cl、Br，I2與H2反應(yīng)可逆)。 (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＋2OH－===H2O＋X－＋XO－(F2例外)。 2．遞變性 3．特殊性 (1)氟 ①無(wú)正價(jià)，非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)－的還原性最弱。 ②2F2＋2H2O===4HF＋O2，與H2反應(yīng)在黑暗處即爆炸。 ③氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應(yīng)保存在塑料瓶中；有毒。 (2)溴 ①Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)。 ②Br2易溶于有機(jī)溶劑。 ③盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞。 (3)碘 ①淀粉遇I2變藍(lán)色。 ②I2加熱時(shí)易升華。 ③I2易溶于有機(jī)溶劑。 ④I2與Fe、Cu反應(yīng)時(shí)，生成的是FeI2和CuI。 四、工業(yè)上制備Br2和I2 1．海水中提取溴 (1)流程 (2)主要過(guò)程及反應(yīng)原理 2．海帶中提取碘 (1)流程 (2)通入Cl2 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。 1.判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“”，并指明錯(cuò)因。 (1)過(guò)量的鐵粉在少量氯氣中加熱，充分反應(yīng)后產(chǎn)物為FeCl2。() 錯(cuò)因：無(wú)論Fe是否過(guò)量，其與Cl2反應(yīng)產(chǎn)物均是FeCl3。 (2)氯氣溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以導(dǎo)電，所以氯氣是電解質(zhì)。() 錯(cuò)因：Cl2是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。 (3)碘易升華，可用加熱升華法除去NH4Cl中混有的I2。() 錯(cuò)因：加熱時(shí)，I2升華，NH4Cl也會(huì)分解生成NH3和HCl。 (4)實(shí)驗(yàn)室保存少量液溴時(shí)常加少量水液封，并用橡膠塞密封。() 錯(cuò)因：盛液溴的試劑瓶不能用橡膠塞。 (5)類比Fe與Cl2反應(yīng)，可知Fe與I2反應(yīng)產(chǎn)物為FeI3。() 錯(cuò)因：Fe與I2反應(yīng)生成FeI2。 (6)用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2。() 錯(cuò)因：Br2(g)和NO2都能將I－氧化為I2，都能使?jié)駶?rùn)的淀粉－KI試紙變藍(lán)。 (7)除去Cl2中少量HCl氣體，可用飽和食鹽水，也可用飽和碳酸氫鈉溶液。() 錯(cuò)因：NaHCO3溶液也能吸收Cl2。 (8)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2 L Cl2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5NA。() 錯(cuò)因：Cl2與H2O的反應(yīng)是可逆的。 2．教材改編題 (據(jù)人教必修一P87T2)下列物質(zhì)能使干燥的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色的是( ) ①氯氣?、谝郝取、坌轮频穆人、苈葰獾木凭芤骸、蓰}酸?、摞}酸酸化的漂白粉溶液 A．①②③ B．①②③⑥ C．③⑥ D．②④⑤⑥ 答案 C 考點(diǎn) 氯及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 [典例1] (2018寧德模擬)某同學(xué)在一pH試紙上滴幾滴新制的氯水，現(xiàn)象如圖所示，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是( ) A．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明Cl2分子具有漂白性 B．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明H＋擴(kuò)散速度比HClO分子快 C．將實(shí)驗(yàn)后的pH試紙?jiān)诰凭珶羯衔幔嚰堄只謴?fù)為原來(lái)的顏色 D．若用久置的氯水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象相同 解析 氯氣本身無(wú)漂白性，只有生成HClO時(shí)才有漂白性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；H＋使pH試紙顯紅色，HClO能漂白pH試紙，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，B項(xiàng)正確；HClO是永久的不可恢復(fù)的漂白，C項(xiàng)錯(cuò)誤；久置氯水中無(wú)HClO，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 B 名師精講 1．氯水的成分及性質(zhì)模型 氯水性質(zhì)的多重性：新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)，在不同的化學(xué)反應(yīng)中，氯水中參與反應(yīng)的微粒不同。 2．氯水的組成及應(yīng)用中需注意的問(wèn)題 (1)氯水中因HClO見(jiàn)光分解，隨著HClO的消耗，最后成為鹽酸，故久置氯水酸性增強(qiáng)，無(wú)漂白性。因此，氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配；新制氯水與久置氯水的成分不同。 (2)制取氯水的反應(yīng)為Cl2＋H2OHCl＋HClO，反應(yīng)中Cl2既是氧化劑，又是還原劑，且向水中通入1 mol Cl2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于NA。 (3)Cl2盡管有較強(qiáng)氧化性，但沒(méi)有漂白性，濕潤(rùn)C(jī)l2具有漂白性是因?yàn)镃l2與水反應(yīng)生成了強(qiáng)氧化性的HClO。 (4)Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡移動(dòng)的應(yīng)用 3.HClO及次氯酸鹽的強(qiáng)氧化性 (1)HClO的強(qiáng)氧化性 ①漂白性：氯水能使紫色石蕊溶液、藍(lán)色石蕊試紙、pH試紙等先變紅后褪色。不能用pH試紙測(cè)定氯水的pH。 ②能氧化還原性離子：HClO能氧化I－、S2－、SO、Fe2＋等還原性離子。 (2)次氯酸鹽的強(qiáng)氧化性 ①漂白性：ClO－是一種弱酸的酸根離子。漂白液或漂白粉在潮濕的空氣中，會(huì)與二氧化碳反應(yīng)生成HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。 ②強(qiáng)氧化性：ClO－不論在酸性還是堿性條件下都能跟I－、Fe2＋、S2－、SO等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即ClO－與I－、Fe2＋、S2－、SO不能大量共存。 如漂白粉遇到亞硫酸鹽：Ca2＋＋ClO－＋SO===CaSO4↓＋Cl－。 1．下列關(guān)于氯氣的敘述中正確的是( ) A．鈉在氯氣中燃燒產(chǎn)生白煙 B．紅熱的銅絲在氯氣中燃燒生成CuCl C．純凈的氫氣可以在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出黃色火焰 D．氯氣的水溶液可以導(dǎo)電，說(shuō)明氯氣是電解質(zhì) 答案 A 解析 鈉在氯氣中燃燒，生成NaCl固體小顆粒，形成白煙，A項(xiàng)正確；紅熱的銅絲在氯氣中燃燒生成CuCl2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氣在氯氣中燃燒發(fā)出蒼白色火焰，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．(2018濟(jì)南模擬)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，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(guò)程中，有氣泡冒出，溶液的導(dǎo)電性減弱 答案 C 解析 飽和氯水不能再溶解氯氣，各成分的濃度不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；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)誤；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(guò)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)誤。 考點(diǎn) 氯氣的制備 [典例2] (2018南昌模擬)如圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置(加熱及夾持裝置已略)。 (1)制備氯氣選用的藥品為固體二氧化錳和濃鹽酸，相應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (2)裝置B中飽和食鹽水的作用是_________________________________。 同時(shí)裝置B亦是安全瓶，當(dāng)C中發(fā)生堵塞時(shí)，B中的現(xiàn)象為_(kāi)________________。 (3)裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，因此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入的物質(zhì)為_(kāi)__________ (填字母)。 (4)設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。當(dāng)向D中緩慢通入一定量的氯氣時(shí)，可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)開(kāi)_________色，說(shuō)明氯的非金屬性大于溴的。 (5)打開(kāi)活塞，將裝置D中少量溶液滴入裝置E中，振蕩。觀察到的現(xiàn)象是______________________________________。 (6)裝置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余的氯氣，試寫(xiě)出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：______________________________。 解析 (1)二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水。 (2)飽和食鹽水可吸收HCl，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl；若裝置C堵塞，B中壓強(qiáng)增大，長(zhǎng)頸漏斗中液面會(huì)上升，形成水柱。 (3)裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，氯氣和水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性，則可通過(guò)將Cl2依次通入濕潤(rùn)的有色布條、干燥劑、干燥的有色布條來(lái)驗(yàn)證氯氣的漂白性。Ⅱ中應(yīng)放固體干燥劑，所以選d。 (4)當(dāng)向D中緩慢通入少量氯氣時(shí)，Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl，所以可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)槌燃t色。 (5)打開(kāi)活塞，將裝置D中含溴單質(zhì)的少量溶液加入含碘化鉀和苯的裝置E中，溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)溶于苯呈紫紅色，振蕩后觀察到的現(xiàn)象：E中溶液分為兩層，上層(苯層)為紫紅色。 (6)Cl2具有氧化性，可將SO氧化為SO。 答案 (1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)除去Cl2中的HCl B中長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，形成水柱 (3)d (4)橙紅 (5)E中溶液分為兩層，上層(苯層)為紫紅色 (6)SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋ 名師精講 氯氣制取過(guò)程中的四注意 (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(guò)高，以減少HCl揮發(fā)。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。 (4)尾氣吸收：Cl2有毒，必須有尾氣吸收裝置，常用吸收劑為NaOH溶液或堿石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca(OH)2濃度小，吸收慢且吸收不完全。 3．實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制Cl2時(shí)，有如下操作：①連好裝置，檢查氣密性；②緩緩加熱；③加入MnO2粉末；④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸；⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收；⑥用向上排氣法收集氯氣。順序正確的是( ) A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 答案 D 解析 先連接好裝置并檢查其氣密性，加好藥品后，先把濃鹽酸加入到圓底燒瓶(防止熱的固體遇冷的溶液燒裂燒瓶)，再緩緩加熱(減少HCl的揮發(fā))，然后收集氯氣，由于氯氣有毒，需用NaOH吸收尾氣中的氯氣。 4．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備純凈、干燥的氯氣，并使它與金屬反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中錯(cuò)誤的是( ) A．①和② B．② C．②和③ D．②③④ 答案 D 解析 NaOH與氯氣反應(yīng)，不能用氫氧化鈉溶液除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)，②錯(cuò)誤；③中的進(jìn)氣管短，出氣管浸入液面下，錯(cuò)誤；④不應(yīng)為密閉裝置，錯(cuò)誤。 考點(diǎn) 鹵素的性質(zhì)和鹵離子的檢驗(yàn) [典例3] 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(guò)程： Ⅰ.打開(kāi)彈簧夾，打開(kāi)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(guò)程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (5)過(guò)程Ⅲ實(shí)驗(yàn)的目的是________________________________________。 (6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下________，得電子能力逐漸減弱。 解析 (1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2，其電子式為 。 (2)氯氣遇濕潤(rùn)的淀粉KI試紙時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2KI===I2＋2KCl，產(chǎn)生的I2遇淀粉變藍(lán)，可以證明氯氣的氧化性強(qiáng)于碘。 (3)B中Cl2與NaBr發(fā)生置換反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。 (4)C中NaBr與氯氣反應(yīng)生成NaCl和Br2，將C中溶液滴入D中，振蕩，發(fā)生反應(yīng)：Br2＋2KI===I2＋2KBr，靜置后D中溶液分層，下層為碘的四氯化碳溶液，顯紫紅色，可以說(shuō)明溴的氧化性強(qiáng)于碘。 (5)過(guò)程Ⅲ主要是為了確認(rèn)C的黃色溶液中無(wú)Cl2，排除對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾。 (6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，是因?yàn)閺腃l到I，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱。 答案 (1) (2)淀粉KI試紙變藍(lán) (3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ (4)打開(kāi)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；靜置后溶液分層，CCl4層變?yōu)樽霞t色 (5)確認(rèn)C的黃色溶液中無(wú)Cl2，排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾 (6)原子半徑逐漸增大 名師精講 1．鹵素單質(zhì)及其化合物的特性 (1)Br2是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬單質(zhì)；液溴易揮發(fā)且有毒，通常用水液封來(lái)保存。 (2)I2易升華，I2使淀粉變藍(lán)。 (3)Br2和I2都可被某些有機(jī)溶劑(如四氯化碳、汽油、苯)萃取。 (4)氟元素?zé)o正價(jià)，F(xiàn)2與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成O2(2F2＋2H2O===4HF＋O2)，F(xiàn)2與Xe、Kr等稀有氣體可反應(yīng)生成氟化物。 (5)氫氟酸是氫鹵酸(HX)中唯一的弱酸，且是與SiO2反應(yīng)的唯一酸，能腐蝕玻璃，應(yīng)保存在鉛制器皿或塑料瓶中。 (6)X－的還原性：F－下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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