2019版高考化學大一輪復習專題4非金屬及其化合物第一單元氯溴碘及其化合物學案.doc

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2019 高考 化學 一輪 復習 專題 非金屬 及其 化合物 第一 單元 氯溴碘
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第一單元 氯、溴、碘及其化合物 [考試標準] 知識條目 必考要求 加試要求 1.氯氣的工業(yè)制法 a b 2.實驗室制取氯氣的反應原理及其裝置 a b 3.氯氣的物理性質(zhì)及用途 a a 4.氯氣的凈化、收集和檢驗,尾氣的處理 b b 5.氯氣的化學性質(zhì)(跟某些金屬、H2、H2O、堿的反應),HClO的漂白作用 c c 6.溴、碘單質(zhì)的物理性質(zhì) a a 7.氯、溴、碘單質(zhì)間的置換反應 b b 8.海水中提取溴、碘 b 9.檢驗Br-、I-的常用方法 b 考點一 氯氣的性質(zhì)與制法 (一)氯氣的性質(zhì)和制法 1.氯氣的物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 密度 毒性 溶解性 黃綠色 氣體 刺激性 比空氣大 有毒 1體積水溶解約2體積Cl2 2.從氯的原子結(jié)構(gòu)認識氯氣的化學性質(zhì)——氧化性 (1)與金屬反應:與變價金屬反應生成高價金屬氯化物。 ①與鐵反應:2Fe+3Cl22FeCl3。 ②與銅反應:Cu+Cl2CuCl2。 (2)與非金屬反應 與H2反應:H2+Cl22HCl。 (3)與水反應 氯氣與水反應的化學方程式:Cl2+H2OHCl+HClO。 (4)與堿反應(完成下列化學方程式) ①與燒堿反應:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 ②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2。 注意 氯水能漂白某些有色物質(zhì)是因為其中HClO具有漂白性,而這種漂白性源于該物質(zhì)具有強氧化性,同理,NaClO和Ca(ClO)2的漂白原理也是如此。 3.氯氣的制法 (1)工業(yè)制取 ①原料:工業(yè)上通常用電解飽和食鹽水的方法制取Cl2,稱為氯堿工業(yè)。 ②反應原理:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。 (2)實驗室制取 實驗室通常用濃鹽酸與二氧化錳共熱制取Cl2。 →用強氧化劑(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化濃鹽酸 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O ↓ →固體+液體氣體 ↓ →用飽和食鹽水除去HCl氣體,再用濃H2SO4除去水蒸氣 ↓ →向上排空氣法或排飽和食鹽水法 ↓ →用強堿溶液(如NaOH溶液)吸收 (3)注意事項 ①必須用濃鹽酸,稀鹽酸不反應。 ②為了減少制得的Cl2中HCl的含量,加熱溫度不宜過高,以減少HCl揮發(fā)。 ③實驗結(jié)束后,先使反應停止并排出殘留的Cl2,再拆卸裝置,避免污染空氣。 ④尾氣吸收時,不能使用澄清的石灰水,因為石灰水濃度太小,吸收不完全。 (二)氯水 1.氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì) (1)Cl2的強氧化性; (2)HCl的強酸性; (3)HClO的強氧化性、弱酸性; (4)Cl-的性質(zhì)。 在不同的反應中,氯水起作用的成分不同,如下表: 參與反應的微粒 所加試劑 實驗現(xiàn)象 離子方程式或解釋 Cl- AgNO3溶液 白色沉淀 Cl-+Ag+===AgCl↓ H+ Na2CO3固體 有氣泡產(chǎn)生 2H++CO===CO2↑+H2O HClO 有色布條 布條顏色褪去 發(fā)生氧化還原反應 Cl2 FeCl2溶液 溶液變棕黃色 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Cl2、H2O SO2 黃綠色褪去 SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO HClO、H+ 石蕊溶液 先變紅后褪色 酸性和漂白性 Cl2、H+ 鎂粉 氯水的顏色褪去并有氣泡產(chǎn)生 Mg+Cl2===Mg2++2Cl-、Mg+2H+===Mg2++H2↑ 2.液氯、新制氯水與久置氯水的區(qū)別 液氯 新制氯水 久置氯水 分類 純凈物 混合物 混合物 顏色 黃綠色 淺黃綠色 無色 性質(zhì) 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性 (三)次氯酸的性質(zhì) (1)弱酸性:比碳酸還弱,HClOH++ClO-,在寫離子方程式時,不可拆開。 (2)不穩(wěn)定性:見光分解,2HClO2HCl+O2↑,由于氯水中含有HClO,故需要保存在棕色試劑瓶中,且現(xiàn)用現(xiàn)配。 (3)強氧化性:可以氧化還原性的粒子,如Fe2+、I-、SO等。 1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“” (1)次氯酸鈣是漂白粉的主要成分(√) (2016浙江11月選考,6D) (2)氯化氫氣體能使干燥的藍色石蕊試紙變紅() (2016浙江10月選考,10C) (3)氯氣可用于自來水的消毒(√) (2016浙江4月選考,6A) (4)氯氣有毒,不能用于藥物的合成() (2015浙江10月選考,19D) (5)將新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,可以看到石蕊溶液先變紅后褪色(√) (2015浙江10月選考,24C) 2.(2015浙江9月選考,28)實驗室用MnO2和濃鹽酸反應制取Cl2,氣體發(fā)生和收集裝置如圖。請回答: (1)實驗裝置連接完成后,首先應進行的操作是____________________________。 (2)MnO2和濃鹽酸反應制取Cl2的化學方程式為_________________________________。 (3)為得到干燥、純凈的Cl2,在收集Cl2之前應依次通過裝有________、________(填試劑名稱)的洗氣瓶。 答案 (1)檢查裝置的氣密性 (2)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O (3)飽和食鹽水 濃硫酸 備考導向 氯氣是一種典型的非金屬單質(zhì),高考命題中主要以選擇題、實驗探究題的形式考查,常將氯氣的性質(zhì)、應用、實驗探究交織在一起進行考查;對于氯水,要注意其性質(zhì)的多樣性,如氯氣的氧化性、HClO的漂白性及HCl的酸性等;氯氣的制備及其性質(zhì)實驗探究是高考熱點知識,在考查氯氣的實驗室制備的同時,一般要涉及氯氣化學性質(zhì)的探究。 題組一 氯氣及其化合物的性質(zhì) 1.(2017臺州9月選考質(zhì)量評估)下列有關(guān)氯及其化合物的說法正確的是(  ) A.常溫下干燥的Cl2可儲存于鋼瓶中,說明Cl2不與鐵反應 B.電解飽和氯化鈉溶液可得到氯氣、氫氣和鈉 C.工業(yè)上以氯氣和澄清石灰水為原料制取漂白粉 D.次氯酸能使染料等有機色素褪色,有漂白性,還能殺死水中的細菌,起消毒作用 答案 D 解析 A項,Cl2與鐵在點燃的條件下可生成FeCl3,錯誤;B項,電解飽和食鹽水可得到Cl2、H2和NaOH,錯誤;C項,工業(yè)上可用Cl2和石灰乳為原料制取漂白粉,錯誤;D項正確。 2.(2017溫州中學高一上學期期中)下列關(guān)于氯水的敘述正確的是(  ) A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子 B.新制氯水不能使干燥的有色布條褪色 C.光照氯水有氣泡逸出,該氣體是Cl2 D.新制氯水可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色 答案 D 解析 新制的氯水中含有氯氣分子、水分子、次氯酸分子,A項錯誤;新制氯水中含有HClO,HClO能使有色布條褪色,B項錯誤;光照氯水有氣泡逸出,由次氯酸分解可知,該氣體是氧氣,C項錯誤;新制的氯水中含HCl和HClO,鹽酸使藍色石蕊試紙變紅,HClO使石蕊試紙褪色,D項正確。 3.(2017溫州中學高一上學期期中)“綠色化學實驗”進課堂,某化學教師為氯氣與金屬鈉反應設計了如下裝置與操作以替代相關(guān)的課本實驗。實驗操作:鈉與氯氣反應的裝置作如下圖改進,將一根玻璃管與氯氣發(fā)生器相連,玻璃管內(nèi)放一塊黃豆粒大的金屬鈉(已吸凈煤油),玻璃管尾部塞一團浸有NaOH溶液的棉花球。先給鈉預熱,到鈉熔融成圓球時,撤火、通入氯氣,即可見鈉著火燃燒,生成大量白煙。以下敘述錯誤的是(  ) A.反應生成的大量白煙是氯化鈉晶體 B.玻璃管尾部塞一團浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收過量的氯氣,以免其污染空氣 C.鈉著火燃燒產(chǎn)生蒼白色火焰 D.若在棉球外沿滴一滴淀粉碘化鉀溶液,據(jù)其顏色變化可判斷氯氣是否被堿液完全吸收 答案 C 解析 氯氣性質(zhì)活潑,易與活潑金屬鈉發(fā)生化合反應生成NaCl,反應時有大量白煙,A項正確;氯氣有毒,不能排放到空氣中,氯氣易與NaOH溶液反應而被吸收,B項正確;鈉著火燃燒產(chǎn)生黃色火焰,C項錯誤;氯氣具有強氧化性,能與碘化鉀發(fā)生置換反應,可根據(jù)其顏色變化判斷氯氣是否被堿液完全吸收,D項正確。 4.(2017慈溪市慈中書院高三測試)右圖是模擬氯堿工業(yè)生產(chǎn)中檢查氯氣是否泄漏的裝置,下列有關(guān)說法錯誤的是(  ) A.燒瓶中立即出現(xiàn)白煙 B.燒瓶中立即出現(xiàn)紅棕色 C.燒瓶中發(fā)生的反應表明常溫下氨氣有還原性 D.燒杯中的溶液是為了吸收有害氣體 答案 B 解析 3Cl2+2NH3===N2+6HCl,HCl+NH3===NH4Cl,所以應看到白煙。 題組二 氯氣的制法及性質(zhì)探究 5.某化學小組用如圖所示裝置制取氯氣。下列說法正確的是(  ) A.該裝置圖中至少存在三處明顯錯誤 B.該實驗中收集氯氣的方法不正確 C.如果需要得到干燥純凈的Cl2,只需在氣體發(fā)生裝置和收集裝置之間連接一個裝有濃硫酸的洗氣瓶即可 D.含有2 mol HCl的某濃鹽酸與足量MnO2混合,在一定條件下反應,轉(zhuǎn)移1 mol電子 答案 A 解析 A項,該裝置的錯誤有:沒有用酒精燈加熱,MnO2不與濃鹽酸發(fā)生反應,從而得不到Cl2;裝置中沒有用分液漏斗而采用長頸漏斗導致氣體外逸和HCl的揮發(fā);沒有進行尾氣處理;B項,Cl2的密度比空氣大,該收集方法正確;C項,要得到干燥純凈的Cl2,首先應將氣體通過飽和食鹽水除去HCl,再通過濃硫酸除去水蒸氣;D項,根據(jù)反應:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,鹽酸濃度變稀后便不再反應,使產(chǎn)生的Cl2的物質(zhì)的量小于0.5 mol,轉(zhuǎn)移的電子小于1 mol。 6.下圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關(guān)實驗的裝置(夾持及加熱儀器已略)。 (1)制備氯氣選用的藥品為固體二氧化錳和濃鹽酸,則相關(guān)的化學反應方程式為____________________。裝置B中飽和食鹽水的作用是_______________________________。 (2)設計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強弱。當向D中緩緩通入少量氯氣時,可以看到無色溶液逐漸變?yōu)開_______色,打開活塞,將裝置D中少量溶液加入裝置E中,振蕩。觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________。 (3)裝置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯,試寫出相應的化學方程式:________________。 (4)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性,因此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ應依次放入__________(填字母)。 a b c d Ⅰ 干燥的有色布條 干燥的有色布條 濕潤的有色布條 濕潤的有色布條 Ⅱ 堿石灰 無水氯化鈣 濃硫酸 無水氯化鈣 Ⅲ 濕潤的有色布條 濕潤的有色布條 干燥的有色布條 干燥的有色布條 答案 (1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去Cl2中的HCl (2)黃(或橙黃,棕黃等) E中溶液分為兩層,下層(四氯化碳)為紫紅色 (3)2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O (4)d 解析 (1)固體二氧化錳和濃鹽酸在加熱的條件下發(fā)生反應生成氯化錳、氯氣和水,反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O;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。 (2)當向D中緩緩通入少量氯氣時,氯氣和溴化鈉反應生成溴單質(zhì),發(fā)生反應Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl,溴水呈黃色,所以可以看到無色溶液逐漸變?yōu)辄S色;打開活塞,將裝置D中含溴單質(zhì)的少量溶液加入含碘化鉀和四氯化碳的裝置E中,溴單質(zhì)和碘化鉀反應生成碘單質(zhì),碘單質(zhì)溶于四氯化碳呈紫紅色,振蕩,觀察到的現(xiàn)象是E中溶液分為兩層,下層(四氯化碳)為紫紅色。 (3)氯氣能與NaOH反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,反應的化學方程式為2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O。 (4)氯氣不能使干燥的有色布條褪色,可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,氯氣從裝置B中出來,含有少量水蒸氣,所以Ⅰ處放濕潤的有色布條,Ⅱ處放無水氯化鈣,干燥氯氣,Ⅲ處放干燥的有色布條,若Ⅰ處放干燥的有色布條,因為氯氣中含有水蒸氣,所以實驗現(xiàn)象與Ⅲ處可能相同,不能檢驗氯氣是否具有漂白性,答案選d。 考點二 溴、碘的制備與性質(zhì) (一)鹵素單質(zhì)的相似性、遞變性和特殊性 1.相似性 (1)都能與大多數(shù)金屬反應:2Fe+3X22FeX3(I2除外)。 (2)都能與H2反應生成HX。 (3)都能與H2O反應:X2+H2OHX+HXO(F2、I2除外)。 (4)都能與堿液反應:X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2、I2除外)。 2.遞變性 F2    Cl2   Br2   I2 顏色:逐漸加深 熔、沸點:逐漸升高 密度:―――――――――――――――――――→逐漸增大 水溶性: 逐漸減小 氧化性: 逐漸減弱 還原性(X-):―――――――――――――――→逐漸增強 3.特殊性 (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,通常用水液封保存。 (2)I2易升華,淀粉遇I2顯藍色;I2易與Na2S2O3溶液反應:I2+2S2O===2I-+S4O,用于通過滴定實驗(以淀粉溶液為指示劑)來定量測定碘的含量。 (3)Br2和I2都可被某些有機溶劑(如四氯化碳)萃取。 (4)氟元素無正價,F(xiàn)2與H2O發(fā)生置換反應生成O2(2F2+2H2O===4HF+O2),F(xiàn)2與Xe、Kr等稀有氣體反應生成白色氟化物。 (二)Cl2、Br2、I2之間的置換 氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強弱是Cl2>Br2>I2,陰離子的還原性強弱是Cl-
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