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第 10 讲 氯及其化合物
【学科核心素养】
1.宏观辨识与微观探析:能从氯原子的结构理解Cl 的性质,形成“结构决定性质”的观念。
2
2.科学探究与创新意识:能和同学交流实验探究的成果,提出进一步探究或改进氯及其化合物的制备
及性质实验的设想,培养勇于质疑和批判的创新精神。认识科学探究是进行科学发现、创造和应用的科学
实践活动;能从问题和假设出发,依据探究目的,设计探究方案,获得卤素单质的提取方法。
3.科学态度与社会责任:认识氯及其化合物对环境的影响,形成绿色环保的意识。关注与化学有关的
社会热点问题。了解环境保护与资源开发的关系.具有绿色化学观念。勇于承担责任,权衡利弊,积极参与
化学问题的社会决策。
【知识点解读】
知识点一 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
【特别提醒】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。
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
①Fe:2Fe+3Cl=====2FeCl ,棕红色烟。
2 3
②Cu:Cu+Cl=====CuCl ,棕黄色烟。
2 2
(2)与非金属反应
H:H+Cl=====2HCl,苍白色火焰;
2 2 2
H 和Cl 的混合气体光照时会发生爆炸。
2 2
(3)与还原性无机化合物反应:
①与碘化钾溶液反应:Cl+2KI===2KCl+I。
2 2
②与SO 水溶液反应:Cl+SO +2HO===H SO +2HCl。
2 2 2 2 2 4③与FeCl 溶液反应:Cl+2FeCl ===2FeCl 。
2 2 2 3
3.从化合价的角度认识Cl 的化学性质——歧化反应
2
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+HO HCl+HClO,
2 2
离子方程式:Cl+HO H++Cl-+HClO。
2 2
(2)与碱反应
①与烧碱反应:Cl+2NaOH===NaCl+NaClO+HO。
2 2
②制取漂白粉:2Cl+2Ca(OH) ===CaCl +Ca(ClO) +2HO。
2 2 2 2 2
4.从平衡的角度理解氯水的成分和性质
氯气能溶于水(1∶2),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:
①Cl+HO HCl+HClO
2 2
②HClO H++ClO-
③HO H++OH-
2
(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。
【易错警示】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Cl+HO HCl+HClO,反应中Cl 既是氧化剂,又是还原剂,且1 mol Cl
2 2 2 2
参加反应,转移电子数为N 。
A
(3)Cl 尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为Cl 与水反应生成了强氧化性的
2 2
HClO。
(4)ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
二、次氯酸和次氯酸盐的性质
1.次氯酸
(1)不稳定性
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO=====2HCl+O↑。
2
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO,离子方程式为
2
ClO-+CO+HO===HCO+HClO。
2 2
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+===Cl ↑+HO。
2 2
(2)漂白粉
①成分:漂白粉的主要成分是CaCl 和Ca(ClO) ,其中有效成分是Ca(ClO) 。
2 2 2
②漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO,化学方程式为Ca(ClO) +CO+HO===2HClO+CaCO ↓。
2 2 2 2 3
【特别提醒】
①向Ca(ClO) 溶液中通入少量CO,发生的反应为Ca2++2ClO-+CO+HO===CaCO↓+2HClO。
2 2 2 2 3
②向Ca(ClO) 溶液中通入SO ,生成的是CaSO 而不是CaSO。
2 2 4 3
③次氯酸盐(ClO-)无论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、SO、
S2-等还原性离子。
三、氯气的实验室制法1.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置组成。以Cl 的实验室
2
制法为例(见下图):
(1)反应原理:用强氧化剂(如KMnO 、KCr O、KClO、MnO 等)氧化浓盐酸。
4 2 2 7 3 2
MnO +4HCl(浓)=====MnCl +Cl↑+2HO
2 2 2 2
(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) 溶液吸收的原因是Ca(OH) 溶解度小,
2 2
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Cl 的试剂瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满;或
2
将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl 的试剂瓶口,观察到试纸先变红后退色,则证明已集满。
2
【特别提醒】实验室用MnO 和浓盐酸制取Cl 时应注意以下四点
2 2
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO 不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸
2
时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度:不宜过高,以减少HCl挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl 后,再拆卸装置,避免污染空气。
2
(4)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl,不能用澄清石灰水吸收,因为溶液中含Ca(OH) 的量少,吸收
2 2
不完全。
2.其他制备Cl 的化学反应原理
2
①14HCl(浓)+KCr O===2KCl+2CrCl +7HO+3Cl↑
2 2 7 3 2 2
②16HCl(浓)+2KMnO ===2KCl+2MnCl +8HO+5Cl↑
4 2 2 2
③6HCl(浓)+KClO===KCl+3HO+3Cl↑
3 2 2
④4HCl(浓)+Ca(ClO) ===CaCl +2Cl↑+2HO
2 2 2 2
3.装置拓展
(1)制备装置橡皮管a的作用:使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等,保证液体顺利流下。
(2)净化装置
问题:
①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞
现象为:长颈漏斗中液面上升。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
4.工业制法
电解饱和食盐水,反应的化学方程式为2NaCl+2HO=====2NaOH+Cl↑+H↑。
2 2 2
知识点二 卤素的性质及X-的检验
1.卤素单质的递变性
F Cl Br I
2 2 2 2
颜色
―――――――――――――――――――――――→
熔、沸点 ―――――――――――――――――――――――→
密度 ――→
水溶性 ―――――――――――――――――――→
―――――――――――――――――→
氧化性
氧化性Cl>Br >I
2 2 2
阴离子还原性由强到弱顺序是I->Br->Cl-
还原性(X -) ①Cl 通入NaBr溶液中的离子反应:Cl+2Br-===Br +2Cl-
2 2 2
②Br 加入KI溶液中的离子反应:Br +2I-===I +2Cl-
2 2 2
2.相似性
①都能与大多数金属反应:2Fe+3Br ===2FeBr ;I+Fe===FeI ;
2 3 2 2
②都能与H 反应:H+X===2HX;
2 2 2③都能与HO反应:X+HO HX+HXO(F 例外);
2 2 2 2
④都能与碱液反应:X+2NaOH===NaX+NaXO+HO(F 例外)。
2 2 2
3.性质的特殊性
①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱
氟 ②2F +2HO===4HF+O,与H 反应在暗处即爆炸
2 2 2 2
③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中
①Br 常温下是深红棕色液体,是唯一的液态非金属单质
2
②Br 易溶于有机溶剂
溴 2
③液态Br 有剧毒,易挥发,故盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能
2
用橡胶塞
①淀粉遇I 变色
2
②I 加热时易升华
2
碘 ③I 易溶于有机溶剂
2
④I 易与NaSO 反应:I+2SO===2I-+SO,此反应常用于滴定法(以淀粉为指
2 2 2 3 2 2 4
示剂)来定量测定碘的含量
【特别提醒】
①F 能与水反应放出O,故F 不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。
2 2 2
②氯、溴单质的氧化性较强,能与一些还原性离子反应,如Br 与SO、Fe2+反应的离子方程式分别为
2
SO+Br +HO===SO+2Br-+2H+、2Fe2++Br ===2Fe3++2Br-。
2 2 2
4.卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色
单质 水 CCl 汽油(或苯) 酒精
4
Cl 淡黄→黄绿 黄绿 黄绿 黄绿
2
Br 黄→橙 橙→橙红 橙→橙红 橙→橙红
2
I 深黄→褐 紫→深紫 淡紫→紫红 淡紫→紫红
2
5.卤族化合物的相似性和递变性
(1)卤素化合物的性质
化合物 性质 备注
稳定性:HF>HCl>HBr>HI
HF几乎没有还原性;HF为弱酸,
氢化物 还原性:HF<HCl<HBr<HI
HCl、HBr、HI均为强酸
水溶液的酸性:F<HCl<HBr<HI
I-的还原性很强,能被Fe3+、
金属卤 卤素离子的还原性:
HNO、MnO(H+)、HO、O、ClO-、
3 2 2 2
化物 F-<Cl-<Br-<I-
ClO等氧化剂氧化
次卤酸
次卤酸盐能氧化相应的卤素离子生
均具有氧化性(填“氧化”或“还
盐(XO-、 成卤素单质(F除外):如ClO-+Cl-+
原”)
2H+===Cl ↑+HO
F除外) 2 2卤酸盐
卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成
均具有氧化性(填“氧化”或“还
(XO、 卤素单质(F除外):如ClO+5Cl-+6H
原”)
+===3Cl ↑+3HO
F除外) 2 2
(2)卤化银的性质
溶解性 AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸,而AgF可溶于水
颜色 AgF、AgCl均为白色,AgBr为浅黄色,AgI为黄色
感光性 除AgF外,均有感光性,其中AgBr常作感光材料
【特别提醒】实验室里常用萤石(CaF )与浓HSO 反应来制取HF,反应的化学方程式为CaF +
2 2 4 2
HSO =====CaSO+2HF↑。
2 4 4
6.卤素离子的检验方法
(1)AgNO 溶液——沉淀法
3
未知液――――――――――→生成
(2)置换——萃取法
未知液――――――――――――→ ―――――――――――――――→
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液――――――――――――――→ ――→蓝色溶液,表明有I-
【典例剖析】
高频考点一 氯气的性质
例1.下列说法错误的是( )
A.(2019浙江)液氯可以储存在钢瓶中
B.(2018年全国卷II)漂白粉可用于生活用水的消毒
C.(2021年广东)用84消毒液对图书馆桌椅消毒,含氯消毒剂具有氧化性
D.(2019年江苏)MnO 和稀盐酸反应制取Cl
2 2
【答案】D
【解析】液氯就是液态的氯气,与钢瓶不反应,可以储存在钢瓶中,A正确;漂白粉具有强氧化性,
可用于生活用水的消毒,B正确;84消毒液中含有具有强氧化性的次氯酸钠,能起到杀菌消毒的作用,则
用84消毒液对图书馆桌椅消毒与含氯消毒剂具有氧化性有关,C正确;二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反
应制取氯气,故D错误。
【变式探究】下列说法不正确的是( )
A.(2018·全国卷Ⅱ,7B)漂白粉可用于生活用水的消毒
B.(2018·北京,9B)石蕊溶液滴入氯水中,溶液变红,随后迅速褪色,不涉及氧化还原反应C.(2018·海南,5D)氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等
D.(2017·全国卷Ⅲ,9B)清洗碘升华实验所用试管,先用酒精清洗,再用水清洗
【答案】B
【解析】B项,红色褪去是HClO表现强氧化性;D项,碘易溶于酒精,可用酒精清洗碘,又由于酒
精与水互溶,再用水清洗即可洗净,正确。
高频考点二 氯水的性质
例2. 下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是( )
A.将NaHCO 固体加入新制氯水,有无色气泡生成(H+)
3
B.紫色石蕊试液,先变红,后褪色(Cl )
2
C.向FeCl 溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,发现呈血红色(Cl )
2 2
D.滴加AgNO 溶液生成白色沉淀(Cl-)
3
【答案】B
【解析】新制氯水中含有Cl 、HClO和HO 3种分子,H+、Cl-、ClO-和OH- 4种离子。将NaHCO
2 2 3
固体加入新制氯水,H+与HCO反应生成CO ,A项不符合题意;将紫色石蕊试液加入新制氯水,H+使石
2
蕊试液变红,HClO使之褪色,B项符合题意;向FeCl 溶液中滴加氯水,Cl 将FeCl 氧化为FeCl ,C项不
2 2 2 3
符合题意;滴加AgNO 溶液,Ag+与Cl-反应得到AgCl白色沉淀,D项不符合题意。
3
【方法技巧】液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯 新制氯水 久置氯水
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性
粒子 Cl、HClO、HO、H+、 HO、H+、
2 2 2
Cl
2
种类 Cl-、ClO-、OH- Cl-、OH-
【变式探究】在探究新制氯水成分及性质的实验中,依据下列方法和现象,不能得出相应结论的是(
)
选项 方法 现象 结论
A 观察氯水颜色 氯水呈浅黄绿色 氯水中含Cl
2
B 向饱和NaHCO 溶液中加入足量氯水 有无色气体产生 氯水中含HClO
3
C 向红色纸条上滴加氯水 红色纸条褪色 氯水具有漂白性
D 向FeCl 溶液中滴加氯水 溶液变成棕黄色 氯水具有氧化性
2
【答案】B
【解析】氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色,是因为溶解了氯气,A正确;向饱和NaHCO 溶液中
3
加入足量氯水,有无色气体产生,是因为HCO与氯水中的H+发生反应生成水和二氧化碳,B错误;红色纸条褪色,说明氯水具有漂白性,C正确;向FeCl 溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应
2
2FeCl +Cl===2FeCl ,说明氯水具有氧化性,D正确。
2 2 3
高频考点三 氯的化合物和含氯消毒剂
例3.(2020·浙江7月选考)黄色固体X,可能含有漂白粉、FeSO 、Fe (SO ) 、CuCl 、KI之中的几种或
4 2 4 3 2
全部。将X与足量的水作用,得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是( )
A.X中含KI,可能含有CuCl
2
B.X中含有漂白粉和FeSO
4
C.X中含有CuCl ,Y中含有Fe(OH)
2 3
D.用HSO 酸化溶液Z,若有黄绿色气体放出,说明X中含有CuCl
2 4 2
【答案】C
【解析】由黄色固体X与足量的水作用得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z可知,X中含有
CuCl 、漂白粉,至少含有FeSO 、Fe (SO ) 中的一种,不含KI,A、B项错误,C项正确;漂白粉中含有
2 4 2 4 3
CaCl 和Ca(ClO) ,用硫酸酸化可得到氯气,由题述实验现象不能说明X中含有CuCl ,D项错误。
2 2 2
【规律总结】
(1)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。
(2)ClO 主要表现氧化性,做氧化剂时本身被还原为Cl-,可做消毒剂、漂白剂。
2
【举一反三】(2020·天津等级考)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要
有效成分是( )
A.NaOH B.NaCl
C.NaClO D.NaCO
2 3
【答案】C
【解析】“84消毒液”可由氯气与NaOH溶液反应制取:2NaOH+Cl===NaCl+NaClO+HO,“84
2 2
消毒液”的有效成分是NaClO,C项正确。
【变式探究】(2020·全国卷Ⅱ节选)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既
是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)Cl O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的 HgO和Cl 反应来制备,该反应为歧化反应
2 2
( 氧 化 剂 和 还 原 剂 为 同 一 种 物 质 的 反 应 ) 。 上 述 制 备 ClO 的 化 学 方 程 式 为
2
_______________________________。
(2)ClO 常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为 NaClO 、
2 2
NaHSO、NaHCO 的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO 溶液。上述过程中,
4 3 2生成ClO 的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO 消耗NaClO 的量为____________mol;产生“气泡”的
2 2 2
化学方程式为_____________________________。
(3)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是_____________________(用离
子方程式表示)。工业上是将氯气通入30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的
质量分数为1%,则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为________kg(保留整数)。
【解析】(1)根据Cl 与HgO的反应为歧化反应,且一种生成物为ClO,可知该反应的化学方程式为
2 2
2Cl +HgO===HgCl +ClO。(2)结合题中信息制备 ClO 时发生歧化反应,可知反应的化学方程式为
2 2 2 2
5NaClO +4NaHSO===NaCl+4NaSO +4ClO ↑+2HO,即生成1 mol ClO 时消耗1.25 mol NaClO ;溶液
2 4 2 4 2 2 2 2
中溢出的大量气泡是 NaHCO 与NaHSO 反应产生的 CO 气体。(3)酸性清洁剂的主要成分为 HCl,与
3 4 2
NaClO溶液发生氧化还原反应生成Cl,即ClO-+Cl-+2H+===Cl↑+HO,故二者不能混用;Cl 和NaOH
2 2 2 2
溶液生成NaClO的反应为Cl +2NaOH===NaClO+NaCl+HO,设反应中消耗Cl 和NaOH溶液的质量分
2 2 2
别为x kg和y kg,依据题意列等量关系式:x+y=1 000;=,解得x≈203,y≈797。
【答案】(1)2Cl +HgO===HgCl +ClO
2 2 2
(2)1.25 NaHCO +NaHSO===CO ↑+NaSO +HO
3 4 2 2 4 2
(3)ClO-+Cl-+2H+===Cl↑+HO 203
2 2
高频考点四 氯气的实验室制法
例4. 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.①②④ B.①②③
C.①③④ D.②③④
【答案】D
【解析】②除HCl气体应用饱和NaCl溶液,③洗气瓶干燥应从长管进气,短管出气,④尾气吸收应
用NaOH溶液。
【变式探究Ⅰ.实验室常用以下几种方法制取氯气。(1)二氧化锰与浓盐酸反应制氯气,写出其反应的离子方程式: ______________________________。
(2)高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气,写出其反应的化学方程式:_______________________________。
(3)氯酸钾与浓盐酸反应制氯气,该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_______________。
Ⅱ.某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉,并进行漂白粉有效成分的质量分数的测定。
(1)装置④中的X试剂为______________________。
(2)装置③中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
该反应是放热反应,反应温度较高时有副反应发生,改进该实验装置以减少副反应发生的方法是
____________________________________________________________________________________。
(3)测定漂白粉有效成分的质量分数:称取1.000 g漂白粉于锥形瓶中,加水溶解,调节溶液的pH,以
淀粉为指示剂,用0.100 0 mol·L-1KI溶液进行滴定,溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。反应原理为3ClO
-+I-===3Cl-+IO、IO+5I-+3HO===6OH-+3I。
2 2
实验测得数据如下表所示。
滴定次数 1 2 3
KI溶液体积/mL 19.98 20.02 20.00
该漂白粉中有效成分的质量分数为________;若滴定过程中未充分振荡溶液,局部变浅蓝色时就停止
滴定,则测定结果将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【解析】Ⅰ.(1)二氧化锰与浓盐酸反应制氯气的化学方程式为MnO +4HCl(浓)=====MnCl +Cl↑+
2 2 2
2HO,离子方程式为MnO +4H++2Cl-=====Mn2++Cl↑+2HO。(2)高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气的化
2 2 2 2
学方程式为2KMnO +16HCl(浓)===2KCl+2MnCl +5Cl↑+8HO。(3)氯酸钾与浓盐酸反应制氯气的化学
4 2 2 2
方程式为KClO+6HCl(浓)===KCl+3Cl↑+3HO,1 mol氧化剂KClO 与5 mol还原剂HCl反应生成3 mol
3 2 2 3
Cl,所以该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶1。
2
Ⅱ.(1)~(2)高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气,用饱和食盐水除去挥发出的氯化氢气体,氯气与石灰浆发
生反应,化学方程式为2Ca(OH) +2Cl===CaCl +Ca(ClO) +2HO。氯气有毒,所以不能直接排放,氯气
2 2 2 2 2
能和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以X试剂为氢氧化钠溶液。根据题意知,减少副反
应发生的方法是降低温度,可以将装置③放于冷水浴中进行实验。(3)消耗KI溶液的平均体积为=20.00mL。设ClO-的物质的量为x mol,
3ClO- + I-===3Cl-+IO
3 mol 1 mol
x mol 0.100 0 mol·L-1×0.020 L
所以x=0.006,次氯酸钙的质量为143 g·mol-1×0.003 mol=0.429 g,所以其质量分数为 ×100%=
42.90%;若滴定过程中未充分振荡溶液,局部变浅蓝色时就停止滴定,则消耗KI的物质的量偏少,所以
测定结果将偏低。
【答案】Ⅰ.(1)MnO+4H++2Cl-=====Mn2++Cl↑+2HO
2 2 2
(2)2KMnO+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl +5Cl↑+8HO
4 2 2 2
(3)5∶1
Ⅱ.(1)NaOH溶液
(2)2Ca(OH) +2Cl===CaCl +Ca(ClO) +2HO
2 2 2 2 2
将装置③放于冷水浴中进行实验
(3)42.90% 偏低
高频考点五 卤族元素性质及X-的检验
例5. 下列叙述中正确的是( )
A.能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质不一定是Cl
2
B.用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次性鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C.某溶液中加入CCl ,CCl 层显紫色,证明原溶液中存在I-
4 4
D.向浅黄色的溴水中加入CCl ,振荡静置后,上层显橙红色
4
【答案】AB
【解析】碘单质的CCl 溶液显紫色,C项错;CCl 的密度比水的大,应下层显橙红色,D项错。
4 4
【变式探究】某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(
)
A.E处棉花球变成黄色,说明Cl 的氧化性比Br 强
2 2
B.F处棉花球变成蓝色,说明Br 的氧化性比I 强
2 2
C.E处发生反应的离子方程式为Cl+2Br-===2Cl-+Br
2 2D.G装置中NaOH溶液与Cl 反应的离子方程式为2OH-+Cl===ClO-+Cl-+HO
2 2 2
【答案】B
【解析】E处发生反应Cl+2Br-===2Cl-+Br ,则E处棉花球变成黄色,说明Cl 的氧化性比Br
2 2 2 2
强,A、C正确;F处可能发生反应Cl+2I-===2Cl-+I,也可能发生反应Br +2I-===2Br-+I,F处棉
2 2 2 2
花球变蓝色只能说明有碘单质生成,由于氯气的干扰,所以不能说明Br 的氧化性比I 强,B错误;G为尾
2 2
气处理装置,装置中NaOH溶液与Cl 反应的离子方程式为2OH-+Cl===ClO-+Cl-+HO,D正确。
2 2 2
【举一反三】向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中缓慢通入氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如图所
示。下列说法正确的是( )
A.当通入2 mol Cl 时,溶液中发生的离子反应是
2
2Fe2++2I-+2Cl===2Fe3++I+4Cl-
2 2
B.DE段表示n(Fe2+)的变化情况
C.原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=3∶1∶2
D.B点时溶液中含有I-和Br-
【答案】A
【解析】因还原性:I->Fe2+>Br-,通入Cl 后,I-先被氧化,其次是Fe2+,最后是Br-,当通入2 mol
2
Cl 时,2 mol的I-消耗1 mol Cl ,剩余的1 mol Cl 再与2 mol Fe2+反应,即溶液中发生的离子反应可表示
2 2 2
为2Fe2++2I-+2Cl===2Fe3++I+4Cl-,故A正确;根据还原性强弱可知,DE段应为Br-的物质的量的
2 2
变化情况,故B错误;由消耗Cl 的量可知,I-的物质的量为2 mol,Fe2+的物质的量为4 mol,Br-的物质
2
的量为6 mol,n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3,故C错误;因还原性:I->Fe2+>Br-,B点时I-完全反应,溶液
中含有Fe2+、Cl-和Br-,故D错误。
高频考点六 海水资源的开发
例6.(2021·湖南高考)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融MgCl 制备金属镁
2
C.“氯化”过程中发生的反应为
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl
2
【答案】D
【分析】海水经一系列处理得到苦卤水,苦卤水中含Mg2+,苦卤水中加物质X使Mg2+转化为
Mg(OH) ,过滤除去滤液,煅烧Mg(OH) 得MgO,MgO和C、Cl 经“氯化”得无水MgCl 。
2 2 2 2
【解析】物质X的作用是使Mg2+转化为Mg(OH) ,工业上常采用CaO,发生CaO+H O=Ca(OH) ,
2 2 2
Ca(OH) +Mg2+=Mg(OH) +Ca2+,A正确;Mg是较活泼金属,工业上常用电解熔融MgCl 制备金属镁,B正
2 2 2
确;由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C,生成物之一为MgCl ,C在高温下能将二氧化碳还
2
原为CO,则“气体”为CO,反应方程式为 ,C正确;“煅烧”后得到MgO,
MgO和盐酸反应得到MgCl 溶液,由于MgCl 在溶液中水解为氢氧化镁和HCl,将所得溶液加热蒸发HCl
2 2
会逸出,MgCl 水解平衡正向移动,得到氢氧化镁,得不到无水MgCl ,D错误;故选D。
2 2
【举一反三】海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,下图为海水利用的部分过程。下
列有关说法正确的是( )
A.制取NaHCO 的反应是利用其溶解度小于NaCl和NH Cl
3 4
B.①粗盐提纯中除去杂质离子Mg2+、Ca2+、SO时,必须先除Ca2+后除SO
C.在③④⑤步骤中,溴元素均被氧化
D.工业上通过电解饱和MgCl 溶液制取金属镁
2
【答案】A
【解析】制取NaHCO 的反应是利用其溶解度比较小,A项正确;先用过量的氯化钡除去SO,再用碳
3
酸钠除去Ca2+及Ba2+,所以应先除SO后除Ca2+,B项错误;第③⑤步骤中,溴元素被氧化,第④步骤
中,发生反应Br +SO +2HO===2HBr+HSO ,溴元素被还原,C项错误;电解饱和MgCl 溶液制得的
2 2 2 2 4 2
是Mg(OH) 、Cl 和H,工业上通过电解熔融状态的MgCl 制取金属镁,D项错误。
2 2 2 2
【变式探究】根据下图海水综合利用的工艺流程图,判断下列说法正确的是( )已知:MgCl ·6H O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。
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A.过程①的粗盐提纯是物理过程,过程②通过氧化还原反应可产生两种单质
B.在过程③中将MgCl ·6H O灼烧即可制得无水MgCl
2 2 2
C.过程⑤反应后溶液呈强酸性,生产中需解决其对设备的腐蚀问题
D.在过程④⑥反应中每氧化0.2 mol Br-需要消耗2.24 L Cl
2
【答案】C
【解析】过程①中除去Mg2+、CO和SO需要用化学方法,A错误;根据已知信息可知,B错误;过
程⑤发生的反应为SO +2HO+Br ===H SO +2HBr,溶液呈强酸性,C正确;每氧化0.2 mol Br-需要消
2 2 2 2 4
耗0.1 mol Cl ,但不一定是2.24 L,D错误。
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