04-2一轮新课标三维化学(人教版)第四章 第二节 富集
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第二节富集在海水中的元素——氯、溴、碘[高考备考指南]合理开发的重要性(如海水中提卤素),具有可持续发展的意识,赞赏卤素对社会的重大贡献。
氯气及其化合物(对应复习讲义第40页)1.Cl 2的物理性质Cl 2在通常情况下,是一种黄绿色具有强烈刺激性气味的有毒气体,可溶于水,通常状况下,1体积水能溶解2体积Cl 2,密度比空气的大。
2.Cl 2的化学性质Cl 的原子结构示意图为○+17__2,__8,__7,__,单质表现较强的__氧化__性。
写出下列反应的化学方程式和部分反应现象,指出Cl 2在反应中表现氧化性还是还原性。
氯气的化学性质――→与单质反应⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧⎭⎪⎪⎪⎬⎪⎪⎪⎫与Fe :2Fe +3Cl 2=====点燃 2FeCl 3,产生棕黄色烟与Cu :Cu +Cl 2=====点燃CuCl 2,产生棕黄色烟与H 2:H 2+Cl 2=====点燃或光照2HCl ,产生苍白色火焰,出现白雾光照或加热Cl 2与H 2的混合气体 发生爆炸Cl 2均表现氧化性――→与H 2O反应⎪⎬ Cl 2+H 2OHCl +HClO――→与碱(NaOH )反应Cl 2+2NaOH===NaCl + NaClO +H 2OCl 2既表现氧化性又表现还原性错误!K错误!错误!错误!错误! 3.氯的重要化合物 (1)次氯酸HClO ――→弱酸性比碳酸弱――→不稳定性2HClO=====光2HCl +O 2↑,氯水要 现用现配,保存在棕色试剂瓶中――→强氧化性 使有色布条褪色,用作消毒剂、漂白剂 (2)漂白粉①制备方程式:2Cl 2+2Ca(OH)2===CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O 。
②主要成分:Ca(ClO)2和CaCl 2,有效成分为Ca(ClO)2。
③化学性质a .水溶液呈碱性,水解的离子方程式为ClO -+H 2OHClO +OH -。
b .与酸性物质作用生成强氧化性的HClO ,作消毒剂和漂白剂。
第二节富集在海水中的元素——卤素(Cl、Br、I) 考纲定位考情播报1.掌握氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3.了解海水中提取Br2、I2、Mg的原理和方法。
4.了解氯及其重要化合物的制备方法。
2016·全国甲卷T28(2)(4)/全国乙卷T10(D)、T28/全国丙卷T(7)C、T9(C)2015·全国卷ⅠT7(D)、T28(1)/全国卷ⅡT7(C)、T12、T282014·全国卷ⅠT8(B)、T13(B)/全国卷ⅡT27(2)(3)2013·全国卷ⅠT7(C)/全国卷ⅡT10(A)2012·全国卷T7、T9D、T26、T27(1)考点1| 氯及其化合物的性质和应用[基础知识整合]1.Cl2的性质及其应用(写出有关化学方程式)Cl2在通常情况下,是一种黄绿色具有刺激性气味的有毒气体,可溶于水,通常状况下,1体积水能溶解2体积Cl2,密度比空气的大。
(1)与金属反应与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与铁反应:2Fe+3Cl2=====点燃2FeCl3。
②与铜反应:Cu+Cl2=====点燃CuCl2。
(2)与非金属反应与H2反应:H2+Cl2=====点燃或光照2HCl,(3)与水反应溶于水中的部分氯气与水反应离子方程式为Cl2+H2O H++Cl-+HClO。
氯水中含有的粒子有H 2O 、Cl 2、HClO 、H +、Cl -、ClO -、OH -。
(4)与碱反应①制漂白液(NaClO)的离子方程式Cl 2+2OH -===Cl -+ClO -+H 2O 。
②制漂白粉的化学方程式2Ca(OH)2+2Cl 2===CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O 。
(5)与还原性无机化合物反应①与碘化钾溶液反应的化学方程式:2KI +Cl 2===I 2+2KCl 。
②与SO 2水溶液反应的化学方程式:Cl 2+SO 2+2H 2O===H 2SO 4+2HCl 。
第2讲 富集在海水中的元素——卤素[考纲要求] 1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3.卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。
考点一 氯及其化合物的性质和应用1.氯气的物理性质 颜色状态 气味 密度 毒性 溶解性 黄绿色 气体 刺激性 比空气大 有毒 1体积水溶解2体积Cl 2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――――→得1e-H 2,Fe ,I -(1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与铁反应:2Fe +3Cl 2=====点燃2FeCl 3。
②与铜反应:Cu +Cl 2=====点燃CuCl 2。
(2)与非金属反应与H 2反应:H 2+Cl 2=======点燃或光照2HCl 。
现象—⎪⎪⎪⎪ ――→燃烧时安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾――→光照时剧烈反应,发生爆炸,瓶口有白雾(3)与还原性无机化合物反应:①与碘化钾溶液反应:Cl 2+2KI===2KCl +I 2。
②与SO 2水溶液反应:Cl 2+SO 2+2H 2O===H 2SO 4+2HCl 。
③与FeCl 2溶液反应:Cl 2+2Fe 2+===2Fe 3++2Cl -。
3.从化合价的角度认识Cl 2的化学性质——歧化反应 氯气与水或碱反应,氯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)与水反应氯气与水反应的化学方程式:Cl 2+H 2OHCl +HClO 。
(2)与碱反应(完成下列化学方程式)①与烧碱反应:Cl 2+2NaOH===NaCl +NaClO +H 2O ;②制取漂白粉:2Cl 2+2Ca(OH)2===CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O 。
漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl 2,有效成分是Ca(ClO)2。
4.次氯酸和次氯酸盐的性质(1)次氯酸(HClO)①不稳定性:化学方程式为2HClO =====光或△2HCl +O 2↑。
第四章第二节富集在海水中的元素——氯[课时作业]命题报告难度知识点基础中档拔高Cl2及氯水的性质、用途1、13 5、10、11 12Cl2的实验室制备及性质验证7 8、15卤族元素2、4 6、9氯及其化合物的转化14综合应用 3 16一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)1.自来水常用氯气进行消毒.如果在实验室用自来水配制下列物质的溶液,不.会产生明显药品变质问题的是() A.FeCl2B.Na2SO3 C.NaOH D.AlCl3解析:Cl2会氧化FeCl2、Na2SO3,Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO、H2O.答案:D2.下列实验现象描述正确的是() A.碘水中加入少量裂化汽油振荡,静置后上层颜色变浅,下层颜色变为紫红色B.红热的铜丝在氯气中燃烧,产生了棕黄色的雾C.电解氯化钠饱和溶液,将阴极气体产物通入碘化钾淀粉溶液中,溶液变蓝D.溴化钠溶液中加入少量新制的氯水振荡,再加入少量四氯化碳溶液振荡,静置后上层颜色变浅,下层颜色变为橙红色解析:A项碘水与裂化汽油发生加成反应,B项为烟而不是雾,C项阳极产生Cl2.答案:D3.(2010·盐城模拟)下列物质的溶液在空气中长期放置,其pH的变化与图示相符的是()①Ca(ClO)2②H2SO3③氯水④NaOH⑤浓HClA.①②④B.②③⑤C.②③D.①④⑤解析:①Ca(ClO)2水解呈碱性,②H2SO3被氧化为H2SO4,③最终变为HCl,④呈碱性,⑤不断挥发,pH增大.答案:C4.下列说法正确的是() A.卤素单质(X2)跟水反应的通式是X2+H2O===HX+HXOB.液溴保存在煤油中C.漂白粉的有效成分是次氯酸钙D.光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2解析:A项X2与H2O反应放出O2,B项不需保存于煤油中,D项逸出的是O2.答案:C5.(2009·广州测试)下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中,正确的是() A.氯气的水溶液可以导电,说明氯气是电解质B.漂白粉和明矾都常用于自来水的处理,二者的作用原理是相同的C.氯气可以使湿润的有色布条褪色,但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气D.为证明氯水中含Cl-,可先加盐酸酸化,再加入AgNO3溶液解析:A项,电解质必须是化合物;B项,漂白粉是利用强氧化性消毒,而明矾净水是利用Al3+水解生成的Al(OH)3胶体吸附杂质;D项加盐酸时引入Cl-,干扰实验.答案:C6.(2010·泰安模拟)氯化溴是由两种卤素互相结合而成的卤素化合物,其化学性质与Cl2相似,能与金属和非金属反应生成卤化物,能与水反应:BrCl+H2O===HBrO+HCl.下列有关BrCl的性质的叙述中不.正确的是() A.是较强的氧化剂B.是一种化合物C.能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D.BrCl与水反应中,BrCl既是氧化剂又是还原剂解析:BrCl的化学性质与Cl2相似,应是较强的氧化剂,可氧化KI生成I2,I2遇淀粉变蓝.BrCl由两种元素组成,显然属于化合物.BrCl分子中,Cl原子吸引电子的能力强,故电子对偏向Cl,使Cl显-1价,Br显+1价,根据反应BrCl+H2O===HBrO +HCl,BrCl中各元素化合价未变,故此反应不是氧化还原反应.答案:D7.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质.下列说法正确的是() A.Ⅰ图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗完B.Ⅱ图中:生成蓝色的烟C.Ⅲ图中:量筒中发生了加成反应D.Ⅳ图中:湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有Cl2生成解析:A项随盐酸浓度变小,不再与MnO2反应,B项产生棕色的烟,C项发生取代反应,D项发生反应:Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O.答案:D8.浓盐酸和Ca(ClO)2能发生反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O.用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是() ①CO2②HCl③H2O④O2A.①②③B.②③④C.②③D.①④解析:贮存很久的漂白粉中有CaCO3,故制得的Cl2中含有CO2、挥发的HCl和水蒸气.答案:A9.为消除碘缺乏病,卫生部规定食盐必须加碘,其中碘以碘酸钾(KIO3)的形式存在.已知溶液中IO-3可与I-发生反应:IO-3+5I-+6H+===3I2+3H2O.根据此反应,可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验,证明在食盐中存在IO-3.可供选用的物质有:①自来水;②蓝色石蕊试纸;③碘化钾淀粉试纸;④淀粉;⑤白糖;⑥食醋;⑦白酒.进行上述实验时必须使用的物质是() A.①③B.③⑥C.②④⑥D.①②④⑤⑦解析:利用KIO3氧化I-产生的I2使淀粉变蓝即可检验.答案:B10.某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO-3的浓度之比为1∶3,则Cl2与NaOH溶液反应时参加反应的Cl2与被氧化的氯气的物质的量之比为() A.21∶5 B.11∶3C.3∶1 D.5∶1解析:设ClO-和ClO-3分别为1 mol和3 mol,则被氧化的Cl2为2 mol,再根据电子得失守恒,被还原生成Cl-的Cl2共为(1+3×5)/2=8 mol,参加反应的Cl2共8 mol+2 mol=10 mol.所以选D.答案:D11.将0.03 mol Cl2缓缓通入含0.02 mol H2SO3和0.02 mol HBr的混合溶液中,在此过程溶液的c(H+)与Cl2用量的关系示意图是(溶液的体积视为不变) ( )解析:因还原性H2SO3>HBr,氯气先氧化H2SO3.根据Cl2+H2SO3+H2O===H2SO4+2HCl知,通入0.02 mol Cl2时,H2SO3全部被氧化,生成0.04 mol H+,剩余0.01 mol Cl2,又继续氧化HBr,Cl2+2HBr===2HCl+Br2直到0.01 mol Cl2全部消耗,与HBr反应时H+不再增多,符合此过程的图象为A.答案:A12.(2010·诸城模拟)某学生做如下实验:第一步,在淀粉KI溶液中滴入少量NaClO溶液,并加入少量稀硫酸,溶液立即变蓝;第二步,在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失.下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不.正确的是() A.第一步反应的离子方程式为:ClO-+2I-+2H+===I2+Cl-+H2OB.淀粉KI溶液变蓝是因为I-被氧化为I2,I2遇淀粉变蓝色C .蓝色逐渐消失的原因是Na 2SO 3溶液具有漂白性D .粒子的氧化性由强到弱的顺序是:ClO ->I 2>SO 2-4解析:蓝色逐渐消失,原因是I 2逐渐被反应掉,即SO 2-3被I 2氧化为SO 2-4,同时I 2被 还原为I -,不能再使淀粉变蓝色.答案:C二、非选择题(本题包括4小题,共52分)13.(10分)目前H1N1甲型流感病毒蔓延,某些疫区为防止疫情流行,需要用大量的消毒剂、漂白剂等对环境进行消毒处理.请回答下列问题:(1)某消毒液标签上有如下文字:①本品为无色溶液;②使用时可加水稀释;③可对铁 制餐具进行消毒.根据上述内容,你认为该消毒液可能是________(填字母).A .碘酒B .氯水C .高锰酸钾溶液D .次氯酸钠溶液(2)上述消毒液会吸收空气中的CO 2得到一种强氧化性弱酸,该弱酸分解的化学方程式 为___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)ClO 2和Cl 2一样,在消毒时氯元素最终都变为Cl -.现对某水样进行消毒,消耗ClO 2 100 g ,若要达到相同的消毒效果,则需消耗________L(标准状况下)Cl 2.解析:(1)A 、B 、C 均有颜色,D 项NaClO 无色符合题意.(2)生成HClO 分解生成HCl 和O 2.(3)100 g ClO 2转移的电子数为100 g 67.5 g/mol ×5=7.41 mol ,需要的Cl 2体积为7.41 mol 2×22.4 L/mol =82.96 L.答案:(1)D (2)2HClO=====光照2HCl +O 2↑ (3)82.9614.(14分)根据下列反应框图填空,已知反应①是工业上生产化合物D 的反应,反应⑤是实验室鉴定化合物E 的反应.(1)单质L 是____________.(2)化合物B 是____________.(3)图中除反应①以外,还有两个用于工业生产的反应,是____________和____________(填代号).它们的化学反应方程式分别是___________________________________________ ________和__________________________________________________________.解析:在中学化学常见的重要反应中,工业上按分解反应类型来生产物质的反应,很容易想到用碳酸钙分解反应制备CaO 和CO 2;经反应⑤检验E ,同时又生成CaCO 3,则E 为CO 2,G 为Ca(OH)2,B 为H 2O ;又有反应②电解A 的水溶液得到三种物质,结合电解原理知,A 和H 2O 中各有一种离子在电极上放电而得到两种单质,又由H 可与Ca(OH)2反应生成三种物质,不难联想到工业上制取漂白粉的反应原理2Cl 2+2Ca(OH)2===CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O ,则H 为Cl 2,A 为NaCl ,L 为H 2,反应的化学方程式为2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑.答案:(1)H 2 (2)H 2O (3)② ④2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑2Ca(OH)2+2Cl 2===Ca(ClO)2+CaCl 2+2H 2O15.(16分)某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl 2的过程中有水蒸气和HCl 挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题.(1)若用含有0.2 mol HCl 的浓盐酸与足量的MnO 2反应制Cl 2,制得的Cl 2体积(标准状 况下)总是小于1.12 L 的原因是__________________________________________ ________________________________________________________________________.(2)①装置B 中盛放的试剂名称为________,作用是_______________________________________________________________________________,现象是 ________________________________________________________________.②装置D 和E 中出现的不同现象说明的问题是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.③装置F的作用是____________________________________________________.④写出装置G中发生反应的离子方程式_________________________________________________________________________________________________________.(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种.为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置.你认为该装置应加在________与________之间(填装置字母序号),装置中应放入________(填写试剂或用品名称).解析:(1)浓盐酸被氧化生成Cl2,浓盐酸反应一段时间后,溶液浓度变稀,就不会再被氧化.本实验要检验Cl2中含有水蒸气和HCl气体,要先用无水CuSO4检验水的存在,用CCl4除去Cl2后,再用AgNO3溶液验证HCl的存在.为了验证Cl2是否除尽,可以在F和G中间加一个装置,放置湿润的淀粉-KI试纸.答案:(1)浓盐酸的浓度随着反应的进行逐渐变稀,变稀以后将不再反应;加热时浓盐酸因挥发而损失(2)①无水硫酸铜证明有水蒸气产生白色变蓝色②氯气无漂白性,次氯酸有漂白性③吸收氯气④Ag++Cl-===AgCl↓(3)F G湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)16.(12分)某同学用200 mL 12 mol·L-1浓HCl和足量MnO2缓缓加热来制取Cl2,并将生成的Cl2通入FeBr2溶液和FeI2溶液中来探究Fe2+、Br-和I-的还原性强弱.请回答下列问题:(1)写出制取Cl2的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________.(2)将少量的Cl2通入FeBr2溶液中,溶液由浅绿色变为棕黄色,则该反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)若将等物质的量的Cl2和FeI2充分反应,再向所得溶液中滴加KSCN溶液,无红色物质生成,则Fe2+、Br-和I-的还原性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________.(4)若将4.48 L(标准状况下)氯气通入800 mL碘化亚铁溶液中,充分反应后,测得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度相等,则原碘化亚铁溶液的物质的量浓度为________.解析:(1)略.(2)Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,说明Cl2氧化性大于Fe3+.(3)Cl2氧化I-而未氧化Fe2+,说明I-还原性大于Fe2+.(4)设FeI 2的物质的量为x mol ,则氧化I -需用Cl 2x mol ,氧化Fe 2+所用的Cl 2为(0.2-x )mol ,生成的Fe 3+为2(0.2-x )mol ,则由溶液中Fe 2+和Fe 3+的物质的量浓度相等知 2(0.2-x )=x -2(0.2-x ),解得x =0.16,c =0.16 mol/0.8L =0.2 mol/L. 答案:(1)MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O(2)Cl 2+2Fe 2+===2Fe 3++2Cl -(3)I ->Fe 2+>Br -(4)0.2 mol/L。