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备战2025 年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点22 氯及其化合物、卤素
知识精讲
一.氯及其化合物的性质
二.氯气的制法
三.卤素的性质及卤素离子的检验
四.从海水资源中提取卤素单质
课后精练
选择题:
20
题
非选择题:
5
题
建议时长:
60
分钟
实际时长: 分钟
一.氯及其化合物的性质
氯元素的价电子排布式为3s23p5,位于元素周期表的第三周期第ⅦA 族,属于p 区元素,易得1 个电
子达到稳定结构,是典型的非金属元素。
1.氯气的物理性质
颜色状态
气味
密度
沸点
溶解性
特性
黄绿色气体
刺激性气味
比空气
-34.6 ℃
1 体积的水可溶解约2 体积的氯气
易液化
注意:
①氯气有毒且密度比空气大,遇到氯气泄漏逃生时,要向高处逃跑,也可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住
口鼻。
②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,使极少量的气体飘进鼻孔。
2.氯气的化学性质
(1)氧化性
原子结构:
,在化学反应中很容易得到1 个电子形成氯离子
1
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(Cl-),表现出典型的非金属性。
氯元素的存在:氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl 的形式存在于海水和陆地的盐矿中。
类别:Cl2是活泼的非金属单质,能氧化许多金属、非金属以及一些具有还原性的物质。
①与金属单质反应:与变价金属(如Fe)反应生成高价态金属氯化物。
与铁反应:2Fe+3Cl2=====2FeCl3(生成棕红色的烟)。
【注意】常温下Fe 不能与干燥Cl2反应,所以工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中。
与铜反应:Cu+Cl2=====CuCl2(生成棕黄色的烟)。
与钠反应:2Na+Cl2=====2NaCl(反应现象:产生大量白烟,火焰为黄色)。
②与非金属单质反应
与H2 反应:H2+Cl2
2HCl。(与H2 燃烧用于工业制盐酸,与H2 光照不能用于工业制盐
酸)
与磷反应:2P+3Cl2=====2PCl3 (Cl2不足,三氯化磷是液体,呈雾状)
2P+5Cl2=====2PCl5 (Cl2充足,五氯化磷是固体,呈白烟状)
与硅反应:Si+2Cl2=====SiCl4
③与还原性无机化合物反应
与SO2反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
与Na2SO3溶液反应:Cl2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2HCl。
与Na2S 反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓
与H2S 反应:Cl2+H2S===2HCl+S↓ (氧化性:Cl2>S)
与NaBr 溶液反应:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
与FeI2溶液反应:FeI2+Cl2(不足)===FeCl2+I2、2FeI2+3Cl2(过量)===2FeCl3+2I2。
2
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与KI 溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2 (氯气的检验:湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)
与H2O2反应:Cl2+H2O2===2HCl+O2
与NH3反应:8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl (检验输氯管道是否发生泄漏)
(2)与碱反应: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。
Cl
①
2与NaOH 溶液反应一般有两种情况:
常温下:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O;(制取漂白液,漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸
钠,有效成分是次氯酸钠,是混合物。)
加热时:3Cl2+6NaOH
5NaCl+NaClO3+3H2O。
②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。[工业通常是将Cl2通入石灰乳中用来制取漂
白粉]
【注意】
a.工业上为什么用Cl2来制取漂白粉?形成比次氯酸更稳定的比次氯酸盐,便于运输、保存。
b.漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
c.在常温下,Cl2与碱反应的化学方程式一般为:Cl2+碱===次氯酸盐+金属氯化物+水。但在加热
的条件下,Cl2与氢氧化钠溶液的反应为:3Cl2+6NaOH
5NaCl+NaClO3+3H2O(热碱溶液中)
d.Cl2与碱反应时:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,1 mol Cl2与足量NaOH 反应转移电子数为
NA。
e.Ca(ClO)2与浓HCl 反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
Ca(ClO)2与稀HCl 反应:Ca(ClO)2+2HCl(稀)===CaCl2+2HClO
向NaCl 和NaClO 的混合溶液通入稀硫酸:NaCl+NaClO+H2SO4===Na2SO4+Cl2↑+H2O
(3)与有机物反应
a.烷烃的取代反应:CH4+Cl2⃗光照CH3Cl+HCl
b.环己烷与氯气光照取代:
Cl2
光照
HCl
Cl
+
+
c.苯与液溴的取代:
Br
+Br2
FeBr3
+HBr
d.乙烯与溴水加成:CH2==CH2+Br2
CH2Br—CH2Br
3
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(4)与水反应: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。
Cl2+H2O
HCl+HClO
生成物中次氯酸(HClO)具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒作用,目前,很多自来水厂用氯
气来杀菌、消毒。
①从平衡的角度理解氯水的成分和性质,氯水中存在三种平衡关系:
a.Cl2+H2O
HCl+HClO
b.HClO
H++ClO-
c.H2O
H++OH-
根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。
三种分子:H2O、Cl2、HClO;
四种离子:H+、Cl-、ClO-和OH-(极少量)。
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。
Cl
①
2的氧化性:与还原性物质反应,Cl2是新制氯水的主要成分,为了方便,有时实验室中常用氯水代
替Cl2。
如:2FeCl2+Cl2===2FeCl3
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SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
Na2SO3+Cl2+H2O===2HCl+Na2SO4
②Clˉ 的性质:加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl-,现象是有白色沉淀生成
③HClO 的漂白性
a.能使湿润的有色布条或品红褪色。
b.向氯水中滴加紫色石蕊溶液,先变红(H+作用的结果),后褪色(HClO 作用的结果)。
④HClO 的不稳定性:在强光照射下新制氯水中有气泡生成 (2HClO=====2HCl+O2↑)。
⑤HCl 酸性:向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。
如:Cl2+NaHCO3===NaCl+CO2+HClO
注意:
a、1 mol Cl2与水反应时(可逆反应),转移电子数小于NA;而1 mol Cl2与足量冷的NaOH 溶液反应时,
转移电子数为NA。
b、干燥的氯气无漂白性,新制氯水具有漂白性,是因为氯气与H2O 反应生成了HClO,实际上起漂白
作用的是HClO。
c、不能用pH 试纸测量氯水的pH,原因是氯水中的HClO 具有漂白性。
d.氯水的保存:氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处 (2HClO=====2HCl+O2↑)。
③氯水中平衡移动的应用:
向氯水中加入的物
质或改变的条件
浓度变化
平衡移动
的方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-)增大,c(HClO)减小
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c(H+)和c(Cl-)增大
左移
洁厕剂和“84”消毒液不宜混合使
用
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH 吸收多余的Cl2
Ca(OH)2
c(H+)减小
右移
制漂白粉
光照
c(HClO)减小
右移
氯水应避光保存或现用现配
长久放置
c(HClO)减小
右移
氯水变质为盐酸
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碳酸钙
c(H+)减小,c(HClO)增大
右移
制取次氯酸浓度较大的氯水
④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、强氧化性
酸性(比新制氯水强、无
漂白作用)
粒子种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
3.次氯酸和次氯酸盐的性质
(1)次氯酸(H—O—Cl)
①弱酸性:次氯酸是易溶于水的一元弱酸,酸性比H2CO3还弱。
如:NaClO 溶液中通入少量CO2,化学方程式为:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO
【注意】向NaClO 溶液中通入CO2(不论是少量还是过量),均生成HCO3
—和HClO。
原因是酸性:H2CO3>HClO>HCO3
—
②不稳定性:2HClO=====2HCl+O2↑ (氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中)。
③强氧化性:具有漂白、杀菌能力,用作消毒剂、漂白剂,可以使有色布条、品红溶液等褪色。HClO
和ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以和Fe2+、I-、S2-、HS-、SO 等发生氧化还原反
应。
【拓展】次氯酸的漂白作用
①原理:将有色物质氧化为稳定的无色物质。
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②特点:被HClO 漂白的物质,久置后不再恢复原色。
③应用范围:几乎所有的有色物质遇HClO 都会褪色。
(2)次氯酸盐
84
①
消毒液
其有效成分为NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合会立即产生氯气,反应的离子方程式是
ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
②漂白粉
a.制备原理:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,
其中有效成分是Ca(ClO)2。
b.漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+
CaCO3↓。
c.漂白粉久置失效的原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓;2HClO=====2HCl+O2↑,应
密封保存。
d.水解显碱性,其水解离子方程式为ClO-+H2O
HClO+OH-。
二.氯气的制法
(1)工业制法: ①工业制法(电解饱和食盐水):2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑
②电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融)=====2Na+Cl2↑
(2)实验室制法
①制取原理:用MnO2、KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2等强氧化剂与浓盐酸反应(若无浓盐酸,可用
浓硫酸与NaCl 晶体)。
HCl (浓)――――――――――――――――――――→Cl2
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O (实验室通常用该法制Cl2)
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2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (快速制取Cl2,不需要加热)
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
K2Cr2O7+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
②制取过程
③实验装置
饱和食盐水中Cl-浓度较大,抑制了Cl2与水的反应,Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,因此可用排
饱和食盐水法收集氯气,且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl 气体。
④注意事项
a. 反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸
时,反应停止,故盐酸中的HCl 不可能全部参加反应。
b. 加热温度:小火加热,温度不宜过高,以减少HCl 挥发,减少制得的Cl2中HCl 的含量。
c. 实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
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d. 尾气吸收时,用NaOH 溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量
少,吸收不完全。
⑤氯气制备、净化装置的改进
a. 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。
b. 净化装置
①长颈漏斗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。
三.卤素的性质及卤素离子的检验
1.卤族元素原子结构的相似性和递变性
位于周期表中第ⅦA 族,价电子排布为ns2np5,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、
(Ts)六种元
素。
元素名称
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子序数
9
17
35
53
原
子
结
构
原子结构示意图
周期表中的位置
第VIIA族
相似性
其最外层均有7 个电子,容易得到1 个电子达到8 个电子的稳定结构。
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递变性 (从F
I)
电子层数逐渐增多,原子半径和离子半径逐渐增大:F<Cl<Br<I
元
素
性
质
相似性
** 错误的表达式 **单质均为双原子分子
** 错误的表达式 **主要化合价为—1 价,最高正价为+7 价(氟无正价)
** 错误的表达式 **具有强氧化性
递变性 (从F
I)
** 错误的表达式 **元素的非金属性逐渐减弱:F>Cl>Br>I
** 错误的表达式 **单质的氧化性逐渐减弱:F2>Cl2>Br2>I2
** 错误的表达式 **卤离子还原性逐渐增强:F-<Cl-<Br-<I-
** 错误的表达式 **气态氢化物的稳定性逐渐减弱:HF>HCl>HBr>HI
** 错误的表达式 **最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱:HClO4>
HBrO4>HIO4
HClO4是已知含氧酸中酸性最强的酸
递变性的原因
随着原子核外电子层数增多,原子半径依次增大,原子核对最外层电子的
引力逐渐减小,卤素原子得电子的能力逐渐减弱,卤素单质的氧化性逐渐
减弱,非金属性逐渐减弱
2.卤族元素物理性质的相似性和递变性
卤素单质
颜色
状态
密度
熔点/℃
沸点/℃
F2
淡黄绿
色
气体
1.69 g·L-1(15 ℃)
-219.6
-188.1
Cl2
黄绿色
气体
3.214 g·L-1(0 ℃)
-101
-34.6
Br2
深红棕
色
液体
3.119 g·cm-3(20
℃)
-7.2
58.78
I2
紫黑色
固体
4.93 g·cm-3
113.5
184.4
规律
逐渐加
深
从气体→固体
—
熔点逐渐升高
沸点逐渐升高
(1)相似性:都有颜色,有毒,在水中溶解度不大,易溶于苯、汽油、四氯化碳、酒精等有机溶剂。
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(2)递变性:从F2到I2,单质颜色逐渐加深,熔、沸点逐渐升高,密度逐渐增大,在水中的溶解度逐渐减
小。
【微点拨】溴水为橙黄色,溴在有机溶剂(CCl4)中是橙红色;碘水为棕黄色,碘在有机溶剂(苯)中是紫红
色。
3.卤素单质的化学性质——与Cl2相似
(1)卤素单质与水反应:X2+H2O===HX+HXO (X 为Cl、Br、I)
2F2+2H2O===4HF+O2(剧烈)
Cl2+H2O
HCl+HClO(缓慢)
Br2+H2O
HBr+HBrO(微弱)
(2)与碱反应:与NaOH 溶液反应的化学方程式为2NaOH+X2===NaX+NaXO+H2O (X=Cl、Br、I)
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O
I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O (也可生成NaI 和NaIO3)
(3)卤素单质与金属反应:F2和所有金属都能反应,Cl2和绝大多数金属反应,Br2和较活泼金属反应,I2
只和活泼金属反应。
2Na+X2=====2NaX (X=F、Cl、Br、I)
2Fe+3Cl2=====2FeCl3
2Fe+3Br2
2FeBr3
Fe+I2===FeI2 (碘水生烟)
(4)卤素单质间的置换反应:
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
2KI+Br2===2KBr+I2
2KI+Cl2===2KCl+I2
①卤素单质的氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
②卤素离子的还原性强弱:I->Br->Cl-
(5)卤素单质与Fe2+、SO2、Na2SO3、Na2S 等还原性物质反应
①与Fe2+反应:2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+
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2Fe2++Br2===2Br-+2Fe3+
I2不能与Fe2+反应 (但I-与Fe3+可以反应:2Fe3++2I-===I2+2Fe2+)
②与SO2、Na2SO3反应: SO2+X2+2H2O===2HX+H2SO4 (X=Cl、Br、I)
SO+X2+H2O===SO+2X-+2H+ (X=Cl、Br、I)
③与Na2S 反应:X2+S2-===2X-+S↓ (X=Cl、Br、I)
(6)卤素单质与H2反应
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
冷暗处(剧烈爆炸)
H2+F2===2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
(光照时发生爆炸)
H2+Cl2========2HCl
较稳定
Br2
加热(缓慢)
H2+Br2
2HBr
不如氯化氢稳定
I2
不断加热
(化合同时分解)
H2+I2
2HI
不稳定
结论
(从F
I)
①与H2反应的难易程度:越来越困难
②生成气态氢化物的稳定性:依次减弱
③与H2反应所需要的条件:逐渐升高
** 错误的表达式 **与H2反应剧烈程度:逐渐减弱
** 错误的表达式 **气态氢化物的还原性:HF<HCl<HBr<HI
4.卤化氢
(1)物理性质:卤化氢均为无色、有刺激性气味的气体,均极易溶于水,所得水溶液均显酸性,称为氢卤
酸,其中只有氢氟酸是弱酸。
(2)氢化物三大性质比较
①热稳定性:HF>HCl>HBr>HI
②酸性:HF(弱)<HCl<HBr<HI
③还原性:HF<HCl<HBr<HI
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(3)卤化氢的制备——难挥发酸制挥发性酸
卤化氢均可用浓磷酸与卤化物固体共热制取。氟化氢、氯化氢还可用浓硫酸与卤化物固体共热制取,
但溴化氢、碘化氢的制取却因浓硫酸的强氧化性而不能用此方法。
CaF
①
2(萤石)+H2SO4(浓)
CaSO4+2HF↑ (在铅制容器中进行)
②NaCl+H2SO4(浓)
NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(浓)
Na2SO4+2HCl↑
【注意】因2HBr+H2SO4(浓)===Br2+SO2↑+2H2O,2HI+H2SO4(浓)===I2+SO2↑+2H2O,不能用浓硫酸制
备HBr、HI。
③通式:NaX(s)+H3PO4(浓)
NaH2PO4+HX↑(X=F、Cl、Br、I)
NaBr+H3PO4(浓)
NaH2PO4+HBr↑
NaI+H3PO4(浓)
NaH2PO4+HI↑
5.重要化合物
(1)卤化银(AgX):
卤化
银
颜色
AgF
(白)
AgCl
(白)
AgBr
(淡黄)
AgI
(黄)
水溶性
易溶
均难溶,且溶解度依次减小
感光性
难分
解
①见光均易分解成银和卤素单质,如2AgCl=====2Ag+Cl2,
且感光性逐渐增强。
AgBr
②
和AgI 可做感光材料或变色镜。
AgX
③
均具感光性,AgBr 作感光材料,AgI 作人工降雨材料。
(2)CaX2:只有CaF2(萤石)不溶于水,CaCl2具有吸湿性,常作干燥剂。
(3)NaX:只有NaF 有毒可用作农药;纯净的食盐不潮解,粗盐中因混有等杂质,易潮解。
(4)碘酸钾:加碘盐的配料,受热时易分解。
6.卤素互化物——XXn' (n=1,3,5,7)其化学性质与卤素单质相似,具有强氧化性
(1)概念:由两种卤素化合而成的物质。
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(2)组成:有一个较重的卤素原子和奇数个较轻的卤素原子组成的,如:IBr(s)、ICl(s)、ICl3(s)、BrF3(l)、
ClF3(g)。
(3)化学性质:与卤素单质相似,具有强氧化性
①与金属的反应:2Mg+2IBr===MgI2+MgBr2
2BrF3+4Zn===ZnBr2+3ZnF2
②与水的反应:ICl+H2O===HCl+HIO(该反应不是氧化还原反应,各元素化合价不变)
7.拟(类)卤素:一些多原子分子与卤素单质性相似,其阴离子又与卤素阴离子性质相似,常称为拟卤素。
如:(CN)2、(SCN)2、(SeCN)2、(OCN)2等。
(CN)2+H2O===HCN+HCNO
2Fe+3(SCN)2=====2Fe(SCN)3
8.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液――――――――――→生成
注意:
①先用稀硝酸酸化,目的是排除CO、SiO 等离子的干扰。不能用盐酸酸化,因盐酸会引入Cl-。
②稀硝酸不能排除SO 等离子的干扰。在设计实验方案时要具体问题具体分析。
(2)置换——萃取法
未知液――――――――→加入―――――――――――→
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液――――――――――――――→――――――→蓝色溶液,表明有I-
9.卤素单质及其化合物的特性
氟
①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱;
2F
②
2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸;
③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中或铅制容器中;
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HF
④
分子间能形成氢键;
CaX
⑤
2中只有CaF2难溶;
溴
Br
①
2是唯一的液态非金属,深红棕色液体,易挥发;
②盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞;
Br
③
2易溶于有机溶剂;
碘
①淀粉遇I2变蓝色;
I
②2加热时易升华;
I
③2氧化性较弱,与变价金属反应生成低价金属碘化物;
AgI
④
可用于人工降雨,KIO3添加在食盐中防止碘缺乏病;
卤化银AgX
的特性
AgCl
①
、AgBr、AgI 既不溶于水,也不溶于稀硝酸;
②除AgF 外,均有感光性,其中AgBr 作感光材料,可用于照相;
AgI
③
可用于人工降雨;
四.从海水资源中提取卤素单质
1.氯的提取——氯碱工业(电解NaCl 溶液)
阳离子交换膜电解槽
海水―→粗盐――→饱和食盐水――→
电极反应
阳极反应:2Cl--2e-===Cl2↑ (氧化反应)
阴极反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-(还原反应)
化学方程式:2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑
应用
①制漂白液:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
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②产物制盐酸:H2+Cl2=====2HCl
微点拨
①因为阳极产物Cl2 和阴极产物H2 会发生反应,Cl2 和NaOH 会发生反
应,因此工业上常用特殊的电解槽电解饱和食盐水,一般用阳离子交换
膜将电解槽分隔成两部分,以避免电解产物之间发生反应
②阳极区Cl-放电生成Cl2,生成的Cl2少量溶于水会使阳极区呈酸性
2.海水提溴——主要方法:空气吹出法
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
①浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中Br-得到浓缩。
②氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
③富集:利用溴的挥发性,通入热空气或水蒸气,吹出的溴蒸气用SO2吸收。反应的化学方程式为
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。
④提取:再用Cl2将HBr 氧化得到产品溴2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
3.海带提碘
(1)海带中碘元素的检验
①实验步骤及证明方法
②反应原理:2H++2I-+H2O2===I2+2H2O
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(2)海带提碘
①工艺流程
②两种原理
化学原理: Cl2+2KI===2KCl+I2。
物理原理:单质碘用苯或四氯化碳萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
1.化学与生产、生活、科技密切相关,下列叙述错误的是
A.2022 年冬奥会火爆全网的吉祥物“冰墩墩”的毛绒材质聚酯纤维属于有机高分子材料
B.抗击疫情期间,“84”消毒液和酒精是常用的消毒剂,但二者不能混合使用
C.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”其中涉及青蒿素的提取方法属于物理方法
D.淀粉和纤维索互为同分异构体,它们水解的最终产物均是葡萄糖
【答案】D
【详解】A.聚酯纤维属于人工合成材料,属于有机高分子材料,A 正确;
B.“84”消毒液有效成分为NaClO,NaClO 具有强氧化性,酒精具有还原性,两者混合会发生化学反应,
所以二者不能混合使用,B 正确;
C.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”其中没有涉及到任何化学反应,因此青蒿素的提取方法属于物理
变化,C 正确;
D.淀粉和纤维素分子式均为
,但n 不相同,分子式不相同,不互为同分异构体,但它们水解
的最终产物均是葡萄糖,D 错误;
故选D。
2.下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
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方案设计
现象
结论
A
在25℃和40℃分别测
溶液的pH
25℃时pH 大于40℃
25℃时
水
解程度大于40℃
B
将两根石墨电极分别插入盛有
溶液与淀粉KI
溶液的烧杯用导线连接石墨棒和电流表,插入盐桥
电流表指针偏转,淀
粉碘化钾溶液显蓝色
氧化性:
C
将氯水点在pH 试纸的中央
试纸中央变白,外围
变红色
HClO 有漂白性和酸性
D
向AgX 和AgY 悬浊液中分别滴加等浓度的氨水
AgX 悬浊液变澄清,
AgY 悬浊液未变澄清
:AgX<AgY
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.在25℃和40℃分别测
溶液的pH,后者pH 大,水解吸热升高温度有促进水解,
碱性增强pH 变大,A 错误;
B.将两根石墨电极分别插入盛有
溶液与淀粉KI 溶液的烧杯用导线连接石墨棒和电流表,插入盐桥
形成原电池,电流表指针偏转证明有电流产生,淀粉碘化钾溶液显蓝色证明有碘单质生成,即氧化性:
,B 正确;
C.氯水中的H+能够使pH 试纸变红色,而HClO 具有漂白性使红色褪去,C 错误;
D.向AgX 和AgY 悬浊液中分别滴加等浓度的氨水,AgX 悬浊液变澄清是由于银离子和氨气形成了配离
子,所以无法比较二者
,D 错误;
故选B。
3.关于下列物质制备方法正确的是
A.工业上以二氧化锰和浓盐酸制备氯气
B.工业上用焦炭和金刚砂反应制备粗硅
C.工业上以饱和食盐水、氨气、二氧化碳为原料制取
D.工业上用氯气与
反应制备漂白粉
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【答案】C
【详解】A.工业上通过电解饱和食盐水制取氯气,以二氧化锰和浓盐酸制备氯气是实验室制法,A 项错
误;
B.工业上用焦炭和石英砂(主要成分为二氧化硅)反应制备粗硅,金刚砂的主要成分是碳化硅,B 项错误;
C.向饱和食盐水中依次通入足量氨气、二氧化碳制得碳酸氢钠,C 项正确;
D.工业上以氯气与石灰乳反应制备漂白粉,D 项错误;
故选:C。
4.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.氯气具有强氧化性,可用作漂白剂
B.铵盐能够与碱反应,工业上可用氯化铵和氢氧化钙合成氨
C.金属铝质地柔软,可用于冶炼高熔点金属
D.二氧化硅能与HF 反应,所以不能用玻璃试剂瓶盛装NaF 溶液
【答案】D
【详解】A.氯气可用作漂白剂是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,与氯气具有强氧化性无
关,故A 错误;
B.工业上用氮气和氢气在一定条件下发生化合反应制备氨气,故B 错误;
C.金属铝可用于冶炼高熔点金属是因为金属铝具有强还原性,与质地柔软无关,故C 错误;
D.氟化钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解生成氢氧化钠和氢氟酸,二氧化硅能与氢氟酸反应生成四氟化硅
和水,所以不能用玻璃试剂瓶盛装氟化钠溶液,故D 正确;
故选D。
5.下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
比较
、
的金属性
向
、
溶液中分别滴加
溶液至过量
B
测定新制氯水的
将
试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取新制氯水点在试纸中
部,再与标准比色卡对照
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C
除去
中混有的少量
气体
将混合气体依次通过盛有饱和
溶液和浓硫酸的洗气
瓶
D
测定
和
固体混合
物中
的质量分数
分别准确称量样品和试管质量,加热后直接在空气中冷却至
室温,再称量试管及剩余固体总质量为bg
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【详解】A.向
溶液中滴加
溶液至过量生成
沉淀,向
溶液中滴加
溶液至
过量先生成氢氧化铝沉淀后沉淀又溶解,生成
,说明
是两性氢氧化物,碱性更弱,金属的
最高价氧化物对应的水化物碱性越弱,金属性越弱,即
的金属性大于
,A 项符合题意;
B.新制氯水中含有
,
具有漂白性,会使试纸褪色,无法测
,B 项不符合题意;
C.饱和
溶液显碱性,能与
反应,不可以用于除去
中混有的少量
气体,应通过饱和食
盐水,C 项不符合题意;
D.测定
和
固体混合物中
的质量分数,应该准确称取
样品和试管总质量,加强
热后应在干燥器中冷却至室温,再称量得到总质量,不能直接在空气中冷却,否则影响测定结果,D 项不
符合题意;
故答案选A。
6.碘酸钾(
)是重要的食品添加剂。已知:
与
均为白色固体,能溶于水,难溶于部分有机溶
剂,且
在碱性条件下易被
氧化为
。某化学兴趣小组设计如下路线制备碘酸钾。下列有关说
法正确的是
A.
与浓盐酸反应的离子方程式为
B.加入
能够提高反应速率
C.加入
前,煮沸原溶液主要为提高反应速率
D.“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
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【答案】B
【分析】将浓盐酸和KClO3混合制得的Cl2通入I2的CCl4和水的液态混合物中,Cl2氧化I2得到HIO3,经分
液后向含HIO3的水溶液中加入KOH,经中和生成KIO3,向溶液中加入乙醇溶液、搅拌、静置、过滤、洗
涤、干燥最终得到KIO3固体。
【详解】A.
与浓盐酸反应的离子方程式为
,故A 错误;
B.卤素单质易溶于有机溶剂,加入
目的是增加反应物接触面积,提高反应速率,故B 正确;
C.根据题目信息,
在碱性条件下易被
氧化为
,而过量
在碱中形成
,应加热煮沸
除去,故C 错误;
D.根据题目信息
能溶于水,难溶于部分有机溶剂,所以系列操作包括:加入乙醇溶液、搅拌静置、
过滤、洗涤干燥,故D 错误;
故答案选B。
7.已知甲、乙、丙有如图所示的转化关系(部分物质和反应条件已略去,“→”表示一步反应即可实现),
下列各组物质不满足图示转化关系的是
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
S
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.
和NaOH 反应生成
,
,
电解可得
,
,
与浓硫酸共热反应生成HCl 气体,
,A
正确;
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B.由
,但
无法直接生成
,不满足图示关系,B 错误;
C.铜和氧气反应
,氢气还原氧化铜
,
,C 正确;
D.由
,
,
,满
足图示关系,D 正确;
故选B。
8.在给定条件下,下列物质转化或方程式正确的是
A.工业制漂白粉:
B.工业制
C.电解饱和食盐水:
D.
碱性溶液与
反应:
【答案】D
【详解】A.二氧化锰和浓硫酸反应不生成氯气,故A 项错误;
B.
,Fe 与HCl 反应生成FeCl2,故B 项错误;
C.工业上通过电解饱和食盐水生成烧碱,离子方程式为
,故C 项错
误;
D.KClO 和KOH 混合溶液与,反应方程式为
,故D 项正
确;
故本题选D。
9. 元素周期表中VIIA 族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;
可溶于苯、
等
有机溶剂,极易水解;加碘盐中主要添加的是
;卤素互化物(如ICl、
)具有强氧化性;卤化银具有
感光性。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.HF 具有酸性,可用于雕刻玻璃
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B.
受热可分解,可用于食盐碘添加剂
C.AgI 具有感光性,可用于人工降雨
D.
有强氧化性,可用于水体杀菌消毒剂
【答案】D
【详解】A.HF 酸为弱酸,但能与二氧化硅反应,则氢氟酸可用于雕刻玻璃,与氢氟酸呈酸性无关,A 错
误;
B.
中含有I 元素,所以可用作食盐碘添加剂,与
受热分解无关,B 错误;
C.碘化银用于人工降雨的原理是碘化银受热后就会在空气中形成极多极细的碘化银粒子,在人工降雨
中,用作冰核形成剂可以跟云层中的水蒸气起催化作用,与感光性无关,C 错误;
D.
具有强氧化性,能杀死细菌,所以可以用于自来水消毒杀菌,D 正确;
故选D。
10.对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是
A.用石灰乳制漂白粉:
B.加碘盐与药物碘化钾片尽量不要同时服用:
C.用氯化铁溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:
D.用硫代硫酸钠溶液脱氯:
【答案】B
【详解】A.石灰乳中Ca(OH)2主要以固体形式存在,不能拆写为离子形式,该反应的离子方程式为:
2Ca(OH)2+2Cl2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O,A 错误;
B.加碘盐中含有
,若其与药物碘化钾片同时服用,在酸性条件下会发生反应:
,反应生成有毒的I2,对人体有害,因此加碘盐与药物碘化钾片尽量不要同时
服用,B 正确;
C.得失电子不守恒、电荷不守恒,反应的离子方程式应为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,C 错误;
D.反应不遵循客观事实,反应生成的是
、Cl-、H+,该反应的离子方程式应为:
,D 错误;
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故选B。
11.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.ClO2具有强氧化性,可用作自来水消毒
B.Cl2易液化,可用作生产漂白液
C.AgBr 呈淡黄色,可用作感光材料
D.KIO3易溶于水,可用作食盐中加碘
【答案】A
【详解】A.ClO2具有强氧化性,能够使蛋白质变性,所以可用于自来水消毒剂,A 正确;
B.Cl2能与NaOH 反应生成NaClO,NaClO 具有强氧化性、漂白性,可作漂白剂,与Cl2易液化无关,B
错误;
C.AgBr 光照下易分解,因此可做感光材料,与颜色无关,C 错误;
D.KIO3性质较稳定,可用作食盐中加碘,与其溶解性无关,D 错误;
故选A。
12.类比推理是化学中常用的思维方法,下列说法正确的是
A.PCl3水解生成H3PO3和HCl,则NCl3水解生成HNO2和HCl
B.Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO,则Pb3O4可以写为PbO2·2PbO
C.CO2与Ca(ClO)2反应生成CaCO3和HClO,则CO2与NaClO 反应生成Na2CO3和HClO
D.CH3CH2OH 被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH,则HOCH2CH2OH 被足量酸性KMnO4溶液
氧化为HOOC-COOH
【答案】B
【详解】A.由于电负性N>Cl>P,故PCl3中P 为+3 价,Cl 为-1 价,则PCl3水解生成H3PO3和HCl,反
应过程中元素化合价不变,则NCl3中N 为−3 价,Cl 为+1 价,因此水解生成NH3和HClO,A 不合题意;
B.已知Fe 常见化合价为+3 价和+2 价,则Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO,而Pb 的常见化合价为+4 价和+2
价,故Pb3O4可以写为PbO2·2PbO,B 符合题意;
C.HClO 的酸性大于
,所以Na2CO3和HClO 反应生成NaHCO3和NaClO,则CO2与NaClO 溶液反应
生成NaHCO3和HClO,C 不合题意;
D.乙二醇、乙二酸均可被酸性KMnO4溶液氧化,即CH3CH2OH 被足量酸性KMnO4溶液氧化为
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CH3COOH,则HOCH2CH2OH 被足量酸性KMnO4溶液氧化为CO2,D 不合题意;
故答案为:B。
13.完成下列实验所选择的玻璃仪器正确且全面的是
选
项
实验
玻璃仪器
A
利用
制备纯净的
试管、分液漏斗、导管
B
鉴别氨水和
溶液
试管和胶头滴管
C
粗盐提纯
烧杯、玻璃棒、酒精灯
D
配制
的
溶液
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.利用
与浓盐酸反应制备
需要酒精灯加热,A 项错误;
B.利用互滴操作可以鉴别
溶液和氨水,在氨水中滴加
溶液,不产生沉淀,在
溶液
中滴加氨水,产生白色沉淀,后沉淀溶解,B 项正确;
C.粗盐提纯要过滤,需要用到漏斗,C 项错误;
D.配制一定浓度的溶液需要用到指定规格的容量瓶,D 项错误;
本题选B。
14.如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质,能达到目的的是
选
项
气体
试剂
现象
结论
A
酚酞试液
溶液变红色
氨水显碱性
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B
紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
有酸性和漂白性
C
溴水
溶液褪色
分子中含碳碳双键
D
淀粉-KI 溶液
溶液变蓝
有氧化性
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.氨气的密度比空气密度小,选向下排空气法收集,故A 不选;
B.氯气与水反应生成盐酸和HClO,溶液先变红后褪色,但Cl2不具有酸性和漂白性,故B 不选;
C.C2H4的密度与空气密度接近,不能选排空气法收集,故C 不选;
D.二氧化氮将KI 淀粉溶液中的碘离子氧化成碘单质,碘单质和淀粉作用显示蓝色,所以说NO2有氧化性
正确,故D 正确。
答案选D。
15.部分含氯物质的分类与对应的化合物价的关系如图所示,下列推断不合理的是
A.
可与
反应生成
B.通入热的
溶液可生成和
C.具有强氧化性,可用于自来水的消毒
D.可使用
试纸比较
与酸性强弱
【答案】D
【分析】a 为氯化氢,b 为氯气,c 为二氧化氯,d 为高氯酸,e 为次氯酸,f 为氯酸盐、g 为次氯酸盐、h 为
氯化盐
【详解】A.-1 价的氯化氢可与+1 价的次氯酸盐反应生成单质氯气,故A 正确;
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B.氯气通入热的
溶液可生成+5 价的氯酸盐和-1 价的氯化盐,歧化反应,故B 正确;
C.二氧化氯中氯为+4 价,具有强氧化性,可用于自来水的消毒,故C 正确;
D.不可以使用
试纸比较高氯酸与次氯酸酸性强弱,因为次氯酸具有漂白性,故D 错误;
答案选D。
16.物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。部分含N 及Cl 物质的分类与相应
化合价关系如图所示,下列推断不正确的是
A.a 和e 反应可能得到b
B.工业上通过
来制备
C.中
的杂化方式与
中
的杂化方式不相同
D.浓
溶液和浓
溶液反应可以得到
【答案】B
【分析】由图可得a 为NH3,b 为N2,c 为NO,d 为NO2或四氧化二氮,e 为HNO3或硝酸盐,a'为HCl,
b'为Cl2,c'为HClO 或次氯酸盐,d'为HClO3或氯酸盐,e'为HClO4或高氯酸盐;
【详解】A.氨气和硝酸生成硝酸铵,可能生成氮气,A 正确;
B.工业上氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝
酸,而不是氨气转化为氮气,B 错误;
C.e 为HNO3或硝酸盐,N 为sp2杂化,e'为HClO4或高氯酸盐,其中氯为sp3杂化,C 正确;
D.根据氧化还原规律可知,浓氯水溶液和浓次氯酸溶液发生氧化还原反应可以得到氯气单质,D 正确;
故选B。
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17.化学兴趣小组采用次氯酸钙与稀盐酸反应制取氯气,并探究了氯气的性质。实验装置如图所示,下列
说法正确的是
A.湿润的pH 试纸先变红后褪色,说明
有酸性和漂白性
B.f 处出现红色沉淀是因为
被氧化为
,
遇
生成弱电解质
C.g 处变为橙色,h 处变为黄色,说明元素非金属性:
D.等量
分别单独缓慢通过g、h、i 试管时,生成的氧化产物的物质的量之比为1:1:1
【答案】D
【分析】次氯酸钙溶液与稀盐酸反应可产生氯气,氯气中混杂的水蒸气可被氯化钙吸收。氯气无漂白性,
不能使干燥的pH 试纸褪色。氯气与水发生反应:
,其中HCl 水溶液显酸性,
HClO 有漂白性,因此氯气能使湿润的pH 试纸先变红后褪色。氯气具有强氧化性,可通过f、g、h、i 实验
验证,据此解答。
【详解】A. 根据分析可知,湿润的pH 试纸先变红后褪色,说明氯气溶于水后的溶液具有酸性和漂白性,
A 错误;
B. 已知
可将
氧化为
,
遇
溶液生成红色络合物
,f 处现象为溶液变红、但
不出现红色沉淀,B 错误;
C. 在试管g、h 中分别发生氧化还原反应:
,
,其中氧化性:
,
,则元素的非金属性:
,该实验不能证明Br 和I 元素的非金属性强弱,
C 错误;
D. 等量
分别单独缓慢通过试管g、h、i 时,分别发生的氧化还原反应为:
、
、
,其中氧化产物分别为
、
、
。根
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据化学方程式可计算出等物质的量的氯气参与反应,在g、h、i 试管中生成的氧化产物物质的量之比为
1:1:1,D 正确。
答案为:D。
18.桔红色液体氯化溴
属于卤素互化物,性质与卤素相似,下列推测不合理的是
A.常温下,在四氯化碳中的溶解度
比
小
B.
的氧化性比
强
C.
可与
反应生成
D.苯酚可与
反应主要生成三氯苯酚和溴化氢
【答案】D
【详解】A.Br2为非极性分子,四氯化碳也是非极性分子,而BrCl 为极性分子,根据相似相溶原理,常
温下,在四氯化碳中的溶解度BrCl 比Br2小,A 正确;
B.BrCl 和ICl 中Br、I 均为+1 价,Br 比I 更难失电子,则Br+比I+更易得电子,因此BrCl 的氧化性强于
ICl,B 正确;
C.BrCl 的性质与卤素类似,Br2、Cl2可与Mg 反应生成MgBr2和MgCl2,则BrCl 可与Mg 反应生成MgBr2
和MgCl2,C 正确;
D.苯酚与BrCl 反应生成三溴苯酚和HCl,D 错误;
故答案选D。
19.向碘水、淀粉的混合液中加入
溶液,蓝色褪去。为探究褪色原因,设计如下图所示的实验。
下列分析错误的是
A.①中
氧化了
B.①后溶液pH 可能明显变小
C.③的目的是除去过量的
溶液
D.④可发生
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【答案】A
【分析】在碘水中存在如下平衡:
,过程①中
与
反应生成AgI 沉淀,促进I₂ 与
水的反应不断正向进行,过程①后,溶液的主要成分为HIO、
及未反应的
,所以pH 明显变
小;过滤,所得滤液1 中含有HIO 和
,还有未反应完的AgNO₃,加入NaCl 溶液,
与
生成
AgCl 沉淀,往滤液2 中加入KI 溶液,发生
、HIO、
的氧化还原反应,同时发生反应
,生成
,使溶液再次变蓝色。
【详解】A.①中
与
反应生成AgI 沉淀,促进I₂ 与水的反应不断正向进行,A 错误;
B.过程①后,溶液的主要成分为HIO、
及未反应的
,所以pH 明显变小,B 正确;
C.滤液1 中含有HIO 和
,还有未反应完的AgNO₃,加入NaCl 溶液,
与
生成AgCl 沉淀,C
正确;
D.加入KI 溶液,发生
、HIO、
的氧化还原反应,同时发生反应
,生成
,使溶液再次变蓝色,D 正确;
故选A。
20.Cl2O 是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯Cl2O。
已知:
①
,合适反应温度为
;副反应:
。
②常压下,Cl2沸点
,熔点
;Cl2O 沸点
,熔点
。
③
在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。
下列说法正确的是
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A.调控进入反应柱的混合气体中Cl2和N2的比例越高越好
B.将加热带缠绕于反应柱并加热
C.反应停止后,温度保持不变,为减少产品中的Cl2含量,在氯气未发生冷凝时抽气
D.装置之后需要加一个装有CaCl2的球形干燥管,并再接一个盛装澄清石灰水的尾气处理装置
【答案】C
【分析】由实验装置可知,Cl2和N2混合气经过装置A 干燥混合后,进入含有HgO 粉末的反应柱中进行反
应,在常温下生成Cl2O,将产物通入装置C 中利用Cl2O 沸点低的性质冷凝分理出Cl2O,最后装置D 进行
尾气处理。
【详解】A.
的作用是稀释
,在气流速率一定的条件下,氯气所占的比例越小,其转化率越高,同
时
不足时会发生副反应,因此混合气中
和
的比例不是越高越好,故A 错误;
B.
与
反应制备
的合适反应温度为
,因此该反应在常温下进行,若对反应柱加热
会发生副反应,故B 错误;
C.由题可知,
沸点小于
,在
未发生冷凝时抽气可以有效的去除产物中的
,故C 正确;
D.
和
都不能直接排放于空气中,因此需要进行尾气处理,但是不用澄清石灰水,因为其浓度太
小,应用
溶液,同时需要防止
溶液中水蒸气进入
装置中,因此需要在
和尾气处理装置之
间连接吸收水蒸气的装置,故D 错误;
故答案选C。
21.碘酸钙[Ca(IO3)2]是重要的食品添加剂。实验室制取Ca(IO3)2·H2O 的实验流程如图:
已知:①碘酸是易溶于水的强酸,不溶于有机溶剂。
②碘酸钙的溶解
度:
0.119(5℃
)
0.195(15℃
)
0.307(25℃
)
0.52(40℃
)
0.621(60℃
)
0.669(80℃
)
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(1)转化步骤是为了制得碘酸,该过程在下图所示的装置中进行。
①实验室中制取氯气,下列收集氯气的装置正确的是 。
②转化反应中当观察到 现象时,停止通入氯气,使用I2的CCl4溶液的目的是 (选填序号)。
A.增大碘的溶解度,提高碘的利用率
B.CCl4是反应的催化剂
C.除去碘酸中的单质碘
D.增强氯气的氧化性
(2)流程中分离操作的名称是 。
(3)向水层中加入氢氧化钙悬浊液,反应混合物先用水冷却,再在冰水中静置10 分钟,过滤,用少量冰水
洗三次,再用少量无水乙醇洗涤一次,抽干后,将产品转移到滤纸上,晾数分钟,得碘酸钙产品。
①步骤(3)中在冰水中冷却静置的目的是 ;
②再用无水乙醇洗涤的目的是 ;
(4)测定产品中碘酸钙含量的实验步骤如下:
准确称取产品ag(约0.6g),置于100mL 烧杯中,加1:1 高氯酸20mL,微热溶解试样,冷却后移入250mL
容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,得试液。
准确量取所得试液50.00mL 置于250mL 碘量瓶中,加入1:1 高氯酸2mL,3g 碘化钾,盖上瓶塞,在暗处
放置3 分钟,加50mL 水,用浓度为0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL0.5%淀粉溶
液,继续滴定至终点,读数。
滴定过程中发生的反应如下:
Ca(IO3)2+2HClO4=2HIO3+Ca(ClO4)2,
+5I-+6H+=3I2+3H2O,I2+2
=2I-+
①准确量取50.00mL 试液的玻璃仪器是 ;
②滴定至终点的现象是 ;
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③为准确获得样品中Ca(IO3)2的含量,还需补充的实验是 。
【答案】
(1)C CCl4中的紫红色消失 AC
(2)分液
(3)使Ca(IO3)2沉淀完全 乙醇易挥发可加快干燥,可减少Ca(IO3)2损失
(4)酸式滴定管或移液管 溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复 重复测定两次
【分析】在转化过程中,I2被Cl2氧化为HIO3,Cl2自身被还原为HCl,HIO3、HCl 易溶于水,不溶于有机
溶剂,经过分液操作可实现HIO3、HCl 与CCl4的分离,HIO3、HCl 溶液经过一系列过程得到
Ca(IO3)2·H2O。
(1)①收集氯气用向上排空气法,A 是密闭装置,A、B 均不正确;D 中的碱液吸收氯气,因此正确的是
C;
②当CCl4中的紫红色消失,便是氯气与碘反应结束,停止通入氯气;使用碘的四氯化碳溶液,不仅能增大
碘的溶解度,提高碘的利用率,还能除去碘酸中的单质碘,故选AC。
(2)流程中分离操作的名称是分液;
(3)①步骤5 中在冰水中冷却静置的目的是使Ca(IO3)2沉淀完全;②再用无水乙醇洗涤的目的是乙醇易挥发
可加快干燥,可减少Ca(IO3)2损失;
(4)①准确量取50.00mL 试液的玻璃仪器是酸式滴定管或移液管;②滴定至终点的现象是溶液蓝色消失,且
半分钟内不恢复;③为准确获得样品中Ca(IO3)2的含量,还需补充的实验是重复测定两次。
22.次氯酸盐具有强氧化性。在碱性条件下,利用
氧化
生成高铁酸钾
的工艺流程
如下:
已知:①
(条件:温度较低);
②
(条件:温度较高)。
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回答下列问题:
(1)反应①应在 (填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行,该反应的离子方程式为
。
(2)在溶液I 中加入
固体的目的是 。
(3)从溶液Ⅱ中分离出
后,还会有副产品
、
,则反应③中发生的离子反应方程式为
;洗涤“湿产品”时先水洗再用酒精洗涤,用酒精洗涤的原理是 。
(4)
可作饮用水处理剂,该反应的离子方程式:
,
处理水中悬浮颗粒物的原理是 。
(5)目前,人们针对
的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高
水溶液稳定性的物质是___________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
【答案】
(1)温度较低
(2)与溶液I 中过量的
继续反应,生成更多的
,为下一步反应提供碱性环境
(3)
酒精挥发时带走水分,易于干燥
(4)
与水反应生成
胶体,
胶体具有吸附性,可吸附水中的悬浮颗粒物
(5)B
【分析】由题意及流程可知,先制备次氯酸钾,然后除去氯化钾,在碱性条件下次氯酸钾与硝酸铁发生反
应生成高铁酸钾,经分离提纯后得到高铁酸钾晶体。
【详解】(1)根据已知信息分析,因为要得到次氯酸钾,所以反应应该在温度较低的条件下进行;该反
应的离子方程式为:
;
(2)加入氢氧化钾可以与溶液Ⅰ中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO,为下一步反应提供碱性环
境。
(3)根据流程分析,硝酸铁和次氯酸钾在碱性条件下反应生成硝酸钾和氯化钾,和高铁酸钾,离子方程
式为:
。洗涤“湿产品”时先水洗再用酒精洗涤,之所以选
用酒精洗涤是因酒精挥发时带走水分,易于干燥;
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(4)高铁酸钾作为水处理剂是因为其能与水反应,离子方程式为
。则其作为水处理剂的原理是:①高铁酸钾中的铁为+6
价具有强氧化性能杀菌消毒;②水解产生的氢氧化铁胶体具有吸附作用而净水。
(5)A、高铁酸钾具有强氧化性,能氧化亚硫酸钠,降低稳定性,错误;B、氢氧化钾为强碱,有利于高
铁酸钾的生成,稳定性增强;C、高铁酸钾在溶液中与醋酸反应,错误;D、高铁酸钾和水反应而不稳定,
加入硝酸铁,会使反应生成的氢氧根离子和铁离子结合,使稳定性降低,错误。所以选B。
23.亚硝酰氯(
,熔点:
,沸点:
)具有刺鼻恶臭味,易溶于浓硫酸,遇水剧烈水解,
是有机合成中的重要试剂。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成,其制备装置如图所示(其中Ⅲ、
Ⅳ、V 中均为浓硫酸):
(1)图甲中I 装置中A 导管的作用 。
(2)图乙对应装置用于制备NOCl。
①装置连接顺序为a→ (按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置Ⅳ、V 除可进一步干燥
外,另一个作用是: 。
③有人认为装置Ⅷ中氢氧化钠溶液只能吸收氯气和NOCl。不能吸收NO,经过查阅资料发现用重铬酸钾溶
液可以吸收NO 气体,因此,在装置Ⅷ氧化钠溶液中加入重铬酸钾,能与NO 反应产生+3 的绿色沉淀。该
反应的化学方程式是 。
(3)制得的NOCl 中可能含有少量
杂质,为测定产品纯度进行如下实验:
称取
样品溶于
溶液中,加入几滴X 溶液作指示剂,用足量硝酸酸化的0.5mol/L
溶液滴定至终点,消耗
溶液
。
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已知:(
白色沉淀;
黄色沉淀;
砖红
色沉淀)
X
①
溶液为 。
a.
b.
c.
②写出NOCl 与水溶液反应的方程式 。
③样品的纯度(质量分数)为 %(计算结果保留1 位小数)。
【答案】
(1)保持分液漏斗上下压强相等,液体由于重力能顺利流下
(2)e→f→c→b→d 观察气泡的速率,调节气体的流速
(3)c
65.5%
【分析】氯气与一氧化氮在常温常压下合成亚硝酰氯。图甲装置制备氯气,实验室用浓盐酸与二氧化锰制
备,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,先用饱和食盐水吸收除去HCl,再用浓硫酸干燥。由图甲制备
NO,用铜和稀硝酸反应制备,制得的NO 中可能混有硝酸、二氧化氮,先用水净化处理,再用浓硫酸干
燥。将氯气和NO 通过装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,还可以根据气泡控制气体流速,在装置Ⅵ
中发生反应,在冰盐中冷凝收集NOCl,氯气、NO 以及NOCl 均不能排放到空气中,用氢氧化钠溶液吸
收,NOCl 遇水易水解,故在收集装置和尾气处理装置之间需加一个干燥装置,据此分析解题。
【详解】(1)图甲中I 装置中A 导管的作用是保持分液漏斗上下压强相等,液体由于重力能顺利流下;
(2)①由分析可知,装置连顺序为 a→e→f→c→b→d;
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是通过观察气泡的多少调节两种气体的流速;
+3
③
的绿色沉淀为Cr(OH)3沉淀,根据得失电子守恒配平该反应的化学方程式为
;
(3)①根据
、AgI 和
三种物质的
,在三种离子的混合溶液中:逐滴滴加
溶液
时,三种离子沉淀的先后顺序
。为了指示反应的终点,应让
先沉淀,所以选用
作指示剂;
NOCl
②
遇水剧烈水解,与水反应的化学方程式为
;
n ( AgNO
③
3) =0.08L×0.5mol/L=0.04mol,由关系式得: NOCl ~NaCl~AgNO3, n
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(NOCl)=0.08L×0.5mol/L=0.04mol,则样品的纯度为
=65.5%。
24.三氯化镓(
)是生产镓衍生化合物的理想前驱体,常用金属镓与
反应制备,实验装置如图所示
(部分夹持仪器已略去):
实验流程如下图所示:
已知:
①
与
同主族,制备
的化学方程式:
。
②
熔点为77.9°C,易水解,在270℃以二聚体
存在。
③
气体可溶于四氢呋喃(
),含有
的四氢呋喃易潮解。
回答下列问题:
(1)仪器a 名称是 。
(2)甲装置为
气体的发生装置,反应的化学方程式为 。
(3)镓的熔点为29.8℃,反应温度为200~300℃。
①可推测镓的沸点 300℃(填“高于”或“低于”)。
②该条件下,乙装置中反应速率慢的原因是 (填一种)。
③乙与丙装置之间使用较粗导管和保温套的原因是 。
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(4)装置丁中碱石灰的作用是 ,从装置丁中排出的气体除
外还有 。
(5)
气体可溶于四氢呋喃的原因是 。
(6)
的空间构型为 ,其二聚体(
)中存在配位键,
的结构式为 。
(7)用1.40g 镓经上述实验制得100mL
溶液,取10.00mL 溶液加入10.00mL
乙二胺四乙
酸二钠盐溶液(以
表示)与
完全络合,再加PAN 指示剂,用
硫酸铜标准液滴定
过量
溶液,过程中涉及的反应如下:
,终点时消耗硫酸铜标准液14.00mL,计算
产率为 。
【答案】
(1)球形干燥管
(2)
或
(3)高于 通入的
气体与镓仅在金属表面反应 防止
气体在导管中结晶,堵塞导管
(4)吸收
气体,防止空气中的水蒸气进入丙装置中
(5)
和四氢呋喃均为极性分子,相似相溶
(6)平面正三角形
、
或
(7)93%
【分析】该实验中首先用浓硫酸与氯化钠固体制取氯化氢气体,氯化氢与加在加热条件下反应生成三氯化
镓和氢气,然后冷凝下来,最后滴加四氢呋喃吸收未参与反应的氯化氢气体,最后碱石灰可以吸收氯化氢
和防止空气中水蒸气进入丙装置。
【详解】(1)仪器a 用于盛装碱性干燥剂,名称是球形干燥管;
(2)甲装置中氯化钠固体与浓硫酸反应,利用高沸点酸制低沸点酸,反应方程式为:
或
;
(3)①镓的熔点为29.8℃,反应温度为200~300℃。乙装置反应完后,变成蒸汽进入丙装置冷凝,但镓
如果同时变成蒸汽,会降低转化率,故镓的沸点高于300℃;
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②该条件下,乙装置中氯气与镓表面接触发生反应,接触面积较小,导致反应速率慢;
③氯化镓在丙装置中冷凝,防止在乙与丙装置之间冷凝而堵塞导管,故使用较粗导管和保温套防止冷凝;
(4)根据分析,丁装置中碱石灰作用是吸收
气体,防止空气中的水蒸气进入丙装置中,排出的气体
出了氮气还有产生的氢气;
(5)
和四氢呋喃均为极性分子,根据相似相溶原理,氯化氢溶解在四氢呋喃中;
(6)
氯化镓外价层电子对为3,为平面三角形结构,氯化镓的二聚体(
)类似于AlCl3的结构,存在配位
键,故
的结构式为
;
(7)1.40g 镓理论上可以值得氯化镓为
=3.53g;与Ga3+反应的
物质的量为:
,实际产生氯化镓为质量为:
,产率为
。
25.某实验小组利用氯气氧化
制备
并对其性质进行探究。
【
的制备】
(1)用下图装置制备
(加热和夹持装置已略去),装置B 的作用是 。
(2)写出装置C 中生成
的离子方程式: 。
【
的性质探究】
资料:ⅰ.
在强酸性条件下被还原成
,在近中性条件下被还原成
。
ⅱ.单质硫可溶于
溶液,溶液呈淡黄色。
该小组研究
溶液与
溶液反应,探究过程如下。
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实验序号
实验过程
实验现象
Ⅰ
溶液呈淡黄色(pH≈8),生成浅粉色沉淀(MnS)
Ⅱ
紫色变浅(pH<1),生成棕褐色沉淀(
)
(3)实验Ⅰ和Ⅱ的现象与资料均不相符,比如按资料ⅰ,应该生成黑色的
沉淀,请用离子方程式解释
消失的原因: 。
(4)反思:反应物相同而现象不同,表明物质变化不仅与自身性质有关,还与 (填2 条)等因素有关。
(5)该小组为了证明实验Ⅱ中
被氧化成
,探究如下:
①甲同学取Ⅱ中少量溶液进行实验,检测有
,得出结论,乙同学否定了该结论,理由是 。
②该小组同学讨论后,设计了如图装置进行实验,
a.右侧烧杯中的溶液是 。
b.连通后电流计指针偏转,一段时间后, (填操作和现象),证实该条件下
可以将
氧化成
。
【答案】
(1)除去
中含有的HCl
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(2)
(3)
(或
)
(4)试剂浓度、试剂的量、药品滴加顺序、溶液酸碱性等合理的2 项即可
(5)
溶液用
酸化,导致溶液中已存在
溶液(
酸化至
)
取左侧烧杯中溶液加足量稀HCl,再加少量
溶液,有白色沉淀生成
【详解】(1)根据分析可知,装置B 的作用是除去
中含有的
。
(2)根据分析可知,装置C 中生成
的离子方程式:
。
(3)实验Ⅰ和Ⅱ的现象与资料均不相符,比如按资料ⅰ,应该生成黑色的
沉淀,可能是由于二氧化
锰将硫离子氧化为硫单质,反应为:
(或
)。
(4)反思该实验,反应物相同,滴加顺序不同,反应物的浓度不同,酸碱性不同,而现象不同,体现了
物质变化不仅与其自身的性质有关,还与试剂浓度、试剂的量、药品滴加顺序、溶液酸碱性等合理的2 项
即可。
(5)①甲同学取实验Ⅰ中少量溶液进行实验,检测有
,得出
被氧化成
的结论,乙同学否定
了该结论,理由是:
溶液用
酸化导致溶液中已存在
,故答案为:
溶液用
酸化导致溶液中已存在
。
a
②.证实该条件下
的确可以将S2-氧化成
,设计成原电池,S2-失去电子变成
,发生氧化反
应,应该在负极上反应,左侧烧杯应该是负极室,硫酸酸化的高锰酸钾溶液放在右侧烧杯,右侧为正极,
故右侧烧杯中的溶液是
溶液(
酸化至
);
b.连通后电流计指针偏转,一段时间后,该条件下负极S2-失去电子生成,证明S2-氧化成了,取左侧烧
杯中的溶液,用盐酸酸化后,滴加溶液,观察到有白色沉淀生成,说明生成了。
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