江苏省2020版高考化学新增分大一轮复习专题4常见的非金属及其化合物第11讲氯、溴、碘及其化合物讲义(含解析)苏教版.docx
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1、1第 11 讲 氯、溴、碘及其化合物考纲要求 1.了解氯及其重要化合物的主要性质和重要应用。2.了解氯及其重要化合物对生态环境的影响。3.认识化学在海水等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。考点一 氯及其化合物的性质和应用一、氯气的性质1.氯气的物理性质颜色 气味 毒性 密度 特性黄绿色 刺激性气味 有毒 比空气重 易液化注意 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质氧化性依据氯气的氧化性完成下列方程式:(1)与金属反应Fe:2Fe3Cl 2 2FeCl3,棕红色烟。= = = = =点
2、 燃 Cu:CuCl 2 CuCl2,棕黄色烟。= = = = =点 燃 (2)与非金属反应H2:H 2Cl 2 2HCl,苍白色火焰;= = = = =点 燃 H2和 Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。(3)与还原性无机化合物反应:2与碘化钾溶液反应:Cl 22KI= =2KClI 2。与 SO2水溶液反应:Cl 2SO 22H 2O=H2SO42HCl。与 FeCl2溶液反应:Cl 22FeCl 2=2FeCl3。3.从化合价的角度认识 Cl2的化学性质歧化反应氯气与水或碱反应,氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。(1)与水反应化学方程式:Cl 2H 2OHC
3、lHClO,离子方程式:Cl 2H 2OH Cl HClO。(2)与碱反应与烧碱反应:Cl 22NaOH= =NaClNaClOH 2O。制取漂白粉:2Cl 22Ca(OH) 2=CaCl2Ca(ClO) 22H 2O。4.从平衡的角度理解氯水的成分和性质氯气能溶于水(12),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。(1)氯水中存在三种平衡关系:Cl 2H 2OHClHClOHClO H ClO H 2OH OH (2)氯水性质的多重性新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。注:氯水常代替氯气进行溶液中的实验。3二、次氯酸和次氯酸盐的性
4、质1.次氯酸次氯酸见光分解的化学方程式:2HClO 2HClO 2。= = = = =光 照 2.次氯酸盐(1)“84”消毒液有效成分为 NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气,其离子方程式是ClO Cl 2H =Cl2H 2O。(2)漂白粉成分:漂白粉的主要成分是 CaCl2和 Ca(ClO)2,其中有效成分是 Ca(ClO)2。漂白原理:在潮湿的空气中能吸收 CO2,化学方程式为 Ca(ClO)2CO 2H 2O=2HClOCaCO 3。(1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为 FeCl2( )(2)氯气溶于水得氯水,溶液呈酸性且可以导电,所以氯气是电解质( )
5、(3)新制取的漂白粉是混合物( )(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色,但是实际起漂白作用的物质是次氯酸,而不是氯气( )(5)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂( )(6)标准状况下,11.2LCl 2与水充分反应转移电子数为 0.5NA( )(7)“84”消毒液的消毒原理与 H2O2的相同,都是利用强氧化性( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)解析 (6)该反应为可逆反应,Cl 2不能完全反应。1.在空气中长时间放置的漂白粉,最终得到的主要固体物质是_,其原因是_(用化学方程式说明)。答案 CaCO 3和 CaCl2 Ca(ClO)42H 2OCO
6、2=CaCO32HClO,2HClO 2HClO 2,CaCO 32HCl= =CaCl2= = = = =光 照 CO2H 2O2.(规范书写,培养答题能力)根据下列装置图回答问题:(1)A、B 通入 Cl2后,观察到的现象是_,根据现象可得出的结论是_。(2)集气瓶 B 中发生反应的离子方程式是_。(3)F 装置的作用是_。(4)实验开始后,观察装置 C 中的现象是_。(5)装置 E 中发生反应的离子方程式是_。(6)通入 Cl2时装置 D 中发生反应的离子方程式是_。答案 (1)干燥的红色(或 A 中)布条不褪色,湿润的红色(或 B 中)布条褪色 Cl 2无漂白性,Cl2与水反应生成的
7、HClO 有漂白性(2)Cl2H 2OH Cl HClO(3)吸收氯气,防止污染环境(4)溶液先变红色,然后褪色(5)2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl (6)H2OSO Cl 2=2H SO 2Cl 23 24题组一 氯气的性质51.下列说法错误的是( )A.氯气作水的杀菌消毒剂B.氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明 Cl2具有还原性C.氯气溶于水的离子方程式为 Cl2H 2O2H Cl ClO D.氯气与 NaOH 溶液反应,Cl 2既是氧化剂又是还原剂答案 BC解析 氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸有强氧化性,能够杀菌消毒,A 项正确;氯气与 KI 发生反应:Cl 22KI=
8、=2KClI 2,反应中 Cl2作氧化剂,B 项错误;Cl 2溶于水为可逆反应,且生成的 HClO 为弱电解质,不可拆开,C 项错误;Cl 2与 NaOH 溶液发生反应的化学方程式为 Cl22NaOH= =NaClNaClOH 2O,反应中 Cl2既是氧化剂又是还原剂,D 项正确。2.(2018南京高三测试)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏,下列关于安全处理措施不正确的是( )A.紧急组织群众沿逆风方向疏散B.消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀 NaOH 溶液C.处在该环境中的群众,应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子,趴在低洼处等待救援D.处在该环境中的群众,应用浸有一定浓度 NaHCO3的毛巾捂住鼻子
9、,向高处转移答案 C解析 稀氨水挥发出的 NH3具有强烈的刺激性气味;氯气的密度比空气的密度大,应往高处转移。题组二 氯水中的平衡关系及多重性质3.向新制氯水中加入少量下列物质,增强溶液漂白能力的是( )A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液答案 A解析 新制氯水中存在平衡:Cl 2H 2OH Cl HClO ,要增强溶液的漂白性,需要促进平衡正向移动,提高 HClO 的浓度。碳酸钙粉末消耗溶液中的 H ,促进平衡正向移动,HClO 的浓度增大,A 项正确;加入稀硫酸会增大溶液中 H 的浓度,促进平衡逆向移动,HClO 的浓度减小,B 项错误;加入 CaCl2溶液会增大溶
10、液中 Cl 的浓度,促进平衡逆向移动,HClO 的浓度减小,C 项错误;二氧化硫具有还原性,能与 Cl2、HClO 发生氧化还原反应,使HClO 浓度减小,D 项错误。4.氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是( )A.加入有色布条,片刻后有色布条褪色,说明有 HClO 存在6B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有 HClO 存在C.先加入盐酸酸化,再加入 AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明有 Cl 存在D.加入 NaOH 溶液,氯水的浅黄绿色消失,说明有 HClO 存在答案 AB解析 A 项,氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的 HClO 具有强
11、氧化性;C 项,由于加入盐酸酸化的过程中引入了 Cl ,所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在 Cl ;D项,因 Cl2、HCl 和 HClO 均能与 NaOH 溶液反应,所以加入 NaOH 溶液时氯水颜色消失不能说明其中有 HClO 存在。5.在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是( )A.再通入少量氯气, 减小cH cClO B.通入少量 SO2,溶液漂白性增强C.加入少量的碳酸钠粉末,pH 增大,溶液漂白性增强D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱答案 C解析 饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A 项错;SO2Cl 22H 2O=2HClH 2SO4,Cl
12、 2H 2OH Cl HClO 的平衡左移,HClO 的浓度减小,漂白性减弱,B 项错;加入少量的碳酸钠粉末,消耗 H ,使上述平衡正向移动,HClO 的浓度增大,C 项正确;光照过程中,HClO 分解,生成 O2和 HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D 项错误。氯水的组成及性质在应用中的常见误区(1)氯水中因 HClO 见光分解,随着 HClO 的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增加,无漂白性。因此,氯水要现用现配。(2)制取氯水的反应为 Cl2H 2OHClHClO,反应中 Cl2既是氧化剂,又是还原剂,且1molCl2参加反应,转移电子数为 NA。(3)Cl2尽管有较强的氧化性
13、,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为 Cl2与水反应生成了强氧化性的 HClO。(4)ClO 与 Fe2 、I 、S 2 、HS 、SO 等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。23题组三 其他含氯消毒剂6.氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的 45倍,下列有关氯胺(NH 2Cl)的说法一定不正确的是( )A.氯胺的水解产物为 NH2OH(羟氨)和 HCl7B.氯胺的电子式为C.氯胺中氯的化合价为1D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似答案 A解析 NH 2ClH 2ONH3HClO,反应生成的 HClO 能杀菌消毒。该水解反应是一个可逆反应,HClO 杀菌后浓度
14、减小,平衡向右移动,氯胺转化成 HClO;相反,当 HClO 浓度较高时,平衡向左移动,转化为氯胺,相当于暂时“贮存” ,避免其分解损失,这样就延长了消毒时间。7.二氧化氯(ClO 2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。下列有关 ClO2制备与杀菌的说法不合理的是( )A.NaClO2在酸性条件下歧化生成 ClO2和 NaCl,则 n(氧化剂) n(还原剂)14B.ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是2ClO22OH =ClO ClO H 2O 3 2C.可用饱和食盐水除去 ClO2中的 NH3D.等物质的量的 ClO2杀菌效果比 Cl2强答案 C解析 A 项,酸性条件下
15、ClO 发生歧化反应,生成 Cl 和 ClO2,可写出方程式: 24H 5ClO =Cl 4ClO 22H 2O,显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为 14,正确; 2B 项,方程式符合歧化反应化合价的变化,正确;C 项,ClO 2易溶于水,显然不能用饱和食盐水除杂,错误;D 项,等物质的量的 ClO2作氧化剂时得电子数比 Cl2得电子数多,正确。含氯消毒剂的共同特点是利用本身的强氧化性,或与水反应产生 HClO,杀灭具有生命活性的微生物。解答这类题目,一般要从氧化性,得电子数目以及平衡移动等角度分析思考。考点二 氯气的实验室制法实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装
16、置组成。以 Cl2的实验室制法为例(见下图):8(1)反应原理:用强氧化剂(如 KMnO4、K 2Cr2O7、KClO 3、MnO 2等)氧化浓盐酸。MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O= = = = = (2)制备装置类型:固体液体 气体 (3)净化方法:用饱和食盐水除去 HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。(4)收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法。(5)尾气吸收:用强碱溶液(如 NaOH 溶液)吸收,不用 Ca(OH)2溶液吸收的原因是 Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,吸收不完全。(6)验满方法:将湿润的淀粉-KI 试纸靠近盛 Cl2的试剂瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明
17、已集满;或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛 Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。(1)含 4molHCl 的浓盐酸与足量 MnO2反应,可制备 22.4LCl2( )(2)用饱和 NaHCO3溶液除去 Cl2中混有的 HCl( )(3)用浓硫酸或碱石灰干燥 Cl2( )(4)可用排饱和食盐水法收集 Cl2( )(5)常用饱和石灰水吸收尾气中的 Cl2( )(6)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验 Cl2是否收集满( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)1.Ca(ClO)2、KClO 3、KMnO 4均能将盐酸中的 Cl 氧化成 Cl2,试分别写出反应的离子方程式。(1)
18、_。(2)_。(3)_。答案 (1)ClO Cl 2H =Cl2H 2O(2)ClO 5Cl 6H =3Cl23H 2O 39(3)2MnO 10Cl 16H =2Mn2 5Cl 28H 2O 42.下图是用 KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。思考装置 B、C、D 的作用分别是:(1)B_;(2)C_;(3)D_。答案 (1)向上排空气法收集氯气 (2)安全瓶作用,防止 D 中的液体倒吸入 B 中 (3)吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境题组一 仪器连接及操作注意事项1.实验室用 MnO2和浓盐酸制 Cl2时,有如下操作:连好装置,检查气密性;缓缓加热;加入 MnO2粉末;从装
19、有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸;将多余氯气用 NaOH 溶液吸收;用向上排气收集氯气。顺序正确的是( )A. B.C. D.答案 D解析 制取氯气的正确操作步骤:先连接装置、检查气密性,然后装入药品:先向烧瓶中装入二氧化锰,再向分液漏斗中装入浓盐酸,下一步进行加热制取、收集氯气,由于氯气有毒,最后需要进行尾气吸收,故正确的排序为。2.实验室制备氯气的装置如图。图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置,其中错误的是( )A.B.C.D.10答案 D解析 除 HCl 应用饱和 NaCl 溶液,洗气瓶干燥应从长管进气,应用 NaOH 溶液。3.实验室既可用浓盐酸与 MnO2在加热时反应制备
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