高考复习方案(全国卷)高考化学一轮复习第四单元非金属及其化合物教学案(无答案)新人教版

第四单元 非金属及其化合物
第14讲 无机非金属材料的主角——硅
考纲要求 1.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物的主要性质、应用及对环境质量的影响。

2．了解常见无机非金属材料的性质和用途。

考点一 碳、硅单质的性质
知识归纳
1．单质的结构、存在形态、物理性质和用途
碳
硅 存在形态 ________和化合态
化合态 结构 金刚石：__________结构； 石墨：层状结构
晶体硅：与金刚石类似的空间结构 同素异形体 金刚石、石墨、C 60
晶体硅、无定形硅 物理性质 金刚石：熔点________、硬度
________； 石墨：硬度________、电的良导体、
有滑腻感
晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点________ 用途 金刚石用作切割刀具，________用作电极、铅笔芯、高温润滑剂
________材料、硅芯片和硅太阳能电池 2.碳和硅的化学性质
碳
硅 与单质
反应 氧气不足生成________，氧气足量生成________
与氧气、氟气、氯气反应生成________、________、SiCl 4 与氧化 物反应 与CuO 反应：
___________________________________
_________________________ (可用于金
属的冶炼)；
与CO 2反应：
___________________________________
___________________________________
___；与水蒸气反应：
___________________________________
___________________________________
__(制水煤气)
与FeO 反应：Si ＋2FeO=====高温SiO 2＋2Fe(炼钢中的反应，了解) 与酸 反应 与浓硫酸、浓硝酸反应
___________________________________
___________________________________
___________________________________
_______________C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2
↑＋4NO 2↑＋2H 2O 不能被浓硫酸、浓硝酸氧化，但可与氢氟酸反应：________________________________________________________________________
3．硅的工业制法
原料―→________和________
制备――→原理__________________________________
提纯原理⎪⎪⎪⎪→Si＋2Cl2=====高温SiCl4→SiCl4＋2H2=====高温Si ＋4HCl
■ 判断思考
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)金刚石和石墨物理性质有较大差别的原因是碳原子的排列不同( )
(2)Si 和SiO 2都可用于制造光导纤维( )
(3)碳燃烧可生成CO 或CO 2，但硅与氧气反应只能生成SiO 2( )
(4)非金属性：C ＞Si ，则稳定性CH 4＞SiH 4( )
(5)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料( )
(6)12C 、13C 、14C 是碳的三种同素异形体( ) 2．将碳、硅的单质和其物理性质或用途用短线连接起来。

①金刚石 a.质软、能导电，可制电极
②石墨 b.作吸附剂、脱色剂
③C60 c.熔点高、硬度大，制饰品和切削工具
④活性炭 d.熔点高，半导体材料和制光电池的材料
⑤晶体硅 e.具有特殊结构，可能成为新型催化剂或催化剂载体
典型例题
1 下列说法不正确的是( )
A ．[2015·江苏卷] 下列转化均能一步实现：粗硅――→Cl2高温SiCl 4――→H2高温
Si B ．[2015·江苏卷] 元素C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
C ．[2015·上海卷] 硬度：晶体硅<金刚石
D ．高温下用焦炭还原SiO 2制取粗硅
2 晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅。

②粗硅与干燥HCl 气体反应制得SiHCl 3：Si ＋3HCl =====300 ℃SiHCl 3＋H 2。

③SiHCl 3与过量H 2在1100 ℃反应制得纯硅。

已知：SiHCl 3能与H 2O 强烈反应，在空气中易自燃。

请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为____________________________。

(2)粗硅与HCl 反应完全后，经冷凝得到的SiHCl 3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl 4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl 3采用的方法为________。

(3)用SiHCl 3与过量H 2反应制备纯硅的装置如图4­14­1(热源及夹持装置略去)：
图4­14­1
①装置B 中的试剂是____________，装置C 中的烧瓶需要加热，其目的是
________________________________________________________________________。

②反应一段时间后，装置D 中观察到的现象是______________________，装置D 中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及
__________________________________。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是________。

a ．碘水
b ．氯水
c ．NaOH 溶液
d ．KSCN 溶液
e ．Na 2SO 3溶液
碳、硅单质的特殊性
1．一般情况下，非金属元素单质的熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石的熔、沸点
高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。

2．一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。

3．Si 的还原性强于C ，但C 在高温下能还原出Si ：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑。

4．非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反
应只作还原剂，且放出氢气：Si ＋2NaOH ＋H 2O==Na 2SiO 3＋2H 2↑。

5．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si ＋4HF==SiF 4↑＋2H 2
↑。

6．一般情况下，金属(Na 、K)能置换出水中的氢，而C 在高温下也能置换出H 2O 中的氢：
C ＋H 2O(g)=====高温H 2＋CO 。

■ 变式训练
1．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( )
A ．在自然界中只以化合态的形式存在
B ．单质常用作半导体材料和光导纤维
C ．最高价氧化物不与酸反应
D ．气态氢化物比甲烷稳定
2．[2015·江苏卷] 在CO 2中，Mg 燃烧生成MgO 和C 。

下列说法正确的是( )
A ．元素C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B ．Mg 、MgO 中镁元素微粒的半径：r (Mg 2＋)>r (Mg)
C ．在该反应条件下，Mg 的还原性强于C 的还原性
D ．该反应中化学能全部转化为热能
考点二 碳、硅的氧化物
知识归纳
1．一氧化碳
(1)物理性质：________色气体，________毒，________溶于水。

(2)化学性质
①燃烧：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，________火焰；
②还原CuO ：___________________________________________________________(冶炼金属)。

2．二氧化碳和二氧化硅的比较
物质 二氧化硅 二氧化碳
结构 ______________结构，不存在单个分子 存在单个CO 2分子
(续表)
(续表)
[温馨提示] CO2与碱或碱性盐溶液反应时，当有少量CO2参与反应时一般生成碳酸盐，足量CO2参与反应时生成碳酸氢盐。

但将二氧化碳气体通入苯酚钠溶液或NaClO溶液中时，无论二氧化碳的量多少只能生成碳酸氢盐。

■ 判断思考
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
3、Cl－、NO－
3的溶液中，离子将不能大量共存( )
(1)将足量CO2通入含K＋、SiO2－
(2)常温下，SiO2既能与KOH溶液反应又能与稀盐酸反应( )
(3)SiO2分子是由一个硅原子和两个氧原子构成( )
(4)Si→SiO2→H2SiO3均能一步转化( )
(5)不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化( )
(6)SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维( )
2．用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。

将所选编号填入下表相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可不填写)。

可供选择的试剂：A.盐酸B．氢氧化钠溶液C．氧气
D．水E．二氧化碳
可选用的操作：①高温灼烧；②过滤；③结晶。

粉末状混合物选择的试剂选用的操作
(1) CaCO3(SiO2)
(2) SiO2(NaHCO3)
(3) SiO2(Fe2O3)
(4) SiO2(H2SiO3)
典型例题
3 下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是( )
A．都是共价化合物
B．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨
C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸
D
二氧化硅性质的特殊性
多数酸性氧化物的共性二氧化硅的特性
非金属氧化物的熔、沸点一般较低SiO2的熔、沸点很高
酸性氧化物一般与水反应生成相应酸SiO2不溶于水，不与水反应
酸性氧化物一般不与酸发生反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
“较强酸制较弱酸”是复分解反应的
一般规律，如H
2CO3酸性强于
H2SiO3：
Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓
以下反应不能说明酸性的强弱：
Na2CO3＋SiO2=====
高温
Na2SiO3＋CO2↑；
CaCO3＋SiO2=====
高温
CaSiO3＋CO2↑
4 将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中直至过量，生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图4­14­2所示。

下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是( )
图4­14­2
A．O～A段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O
B．A～B段反应的离子方程式是2OH－＋CO2===CO2－
3＋H2O
C．A～B段与C～D段所发生的反应相同
D．D
多组分物质与一种物质反应时反应顺序的判断
当有多种组分的混合物与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中
的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。

如将CO2通入
KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继
续反应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。

1．下列各组物质中，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是( )
物质
选项
甲乙丙
A AlCl3NH3·H2O NaAlO2
B NaOH (NH4)2SO3H2SO4
C SiO2NaOH HF
D CO2Ca(OH)2Na2CO3(aq)
2.二氧化硅2
的是( )
图4­14­3
A．SiO2属于两性氧化物
B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
C．硅胶吸水后不能重复再生
D．图中所示转化反应都是氧化还原反应
考点三硅酸、硅酸盐、无机非金属材料
知识归纳
1．硅酸
硅酸________溶于水，其酸性比碳酸________，硅酸________(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。

(1)硅酸不稳定，受热易分解：
________________________________________________________________________。

(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。

(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅胶，有很强的吸水能力，常用作________。

2．硅酸盐
(1)硅酸盐：是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。

(2)硅酸盐改写成氧化物形式的方法
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅水。

如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，云母(KAl3Si3O11·H2O)可表示为______________________。

(3)硅酸钠：
①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称________，有黏性，水溶液显碱性。

②它能与酸性比硅酸强的酸反应，写出相应的化学方程式。

与盐酸反应：______________________________________________________________；
与CO2水溶液反应：_________________________________________________________。

③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。

3．无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。

常见硅酸盐材料如下表。

水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土________、________、石英砂黏土
主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑
(2)
①高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和绝缘性等。

②生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。

③压电陶瓷：具有压电效应。

■ 判断思考
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)NaAlSi3O8写成氧化物的形式是Na2O·Al2O3·6SiO2 ( )
(2)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料( )
(3)合成纤维与光导纤维都是新型无机非金属材料( )
4在水溶液中能大量共存( )
3、SO2－
(4)Mg2＋、H＋、SiO2－
(5)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂( )
(6)硅橡胶和陶瓷都是新型无机非金属材料( )
(7)传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐( )
2．填写下列材料主要化学成分的化学式。

(1)刚玉____________；
(2)大理石、石灰石____________；
(3)普通玻璃____________；
(4)石英、水晶____________。

典型例题
5 下列说法正确的是( )
A．[2015·海南卷] 可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液
3＋SO2＋H2O===H2SiO3↓＋SO2－
3 B．[2015·山东卷] 向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：SiO2－
C．[2014·四川卷] 硅胶可作袋装食品的干燥剂
D
硅单质及其化合物在常用物质中的易错点
(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO 2，用于制作光导纤维的是SiO 2而不是
硅，计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO 2。

(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO 2，而不是硅酸盐。

(3)传统无机非金属材料(陶瓷、水泥、普通玻璃)的主要成分是硅酸盐。

学探测。

月球的矿产资源极为丰富，仅月球表面5 cm 厚的沙土就含有铁单质上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi 2O 6)、斜长石(KAlSi 3O 8)等，下列说法或分析错误的是( )
A ．CaMgSi 2O 6、KAlSi 3O 8是化学式，表示矿物的组成元素及其原子个数比
B ．月球上有大量游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上弱
C ．从辉石的组成来看，它可被看作含有CaSiO 3和MgSiO 3两种盐
D ．斜长石的氧化物形式可表示为K 2O ·Al 2O 3·6SiO 2
■ 变式训练
1．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )
A ．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠溶液可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B ．反应①Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓，反应②Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，两反应是相
互矛盾的，不可能都能发生
C ．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料
D ．祖母绿的主要成分为Be 3Al 2Si 6O 18，用氧化物形式表示为3BeO·Al 2O 3·6SiO 2
2．下列说法正确的是( )
A ．水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品
B ．二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸
C ．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强
D ．2MgO ·SiO 2中的酸根阴离子为SiO2－
4
1．光导纤维传输信息容量大，而且抗干扰、防窃听、不腐蚀，制光导纤维的材料是( )
A ．晶体硅
B ．二氧化硅
C ．硅酸盐
D ．铝硅合金
2．我国科学家制得了SiO 2超分子纳米管，微观结构如图4­14­5。

下列叙述正确的是( )
图4­14­5
A ．SiO 2与干冰均为直线型分子
B ．SiO 2耐腐蚀，不与任何酸反应
C ．工业上用SiO 2制备粗硅
D ．光纤主要成分是SiO 2，具有导电性
3．下列除杂方法正确的是( )
A ．SiO 2中含Al 2O 3杂质，可以加入足量NaOH 溶液然后过滤除去
B ．CO 2中含有CO 杂质，可以通入盛有CuO 的玻璃管且加热
C ．CO 2中含有HCl 杂质，可以通过盛有Na 2CO 3溶液的洗气瓶
D ．Na 2CO 3溶液中含有Na 2SiO 3杂质，可以通入足量的CO 2，然后过滤
4．制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。

三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
石英砂――→焦炭高温粗硅――→HCl 573 K 以上SiHCl3（粗）――→精馏SiHCl3（纯）――→H21357 K 高纯硅
(1)写出由纯SiHCl 3制备高纯硅的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧，因为SiHCl 3遇水剧烈反应生成H 2SiO 3、HCl 和另一种物质，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
H 2还原SiHCl 3过程中若混入O 2，可能引起的后果是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

第15讲 富集在海水中的元素——氯
考纲要求 1.了解氯气及其重要化合物的主要性质及应用。

2．掌握氯气的实验室制法。

3
．了解氯元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。

考点一 氯的单质及其化合物的性质
知识归纳
1．氯气的性质
(1)物理性质
颜色 状态 气味 密度 毒性 溶解性
气体 比空气大 有毒 1体积水溶解2体积Cl 2
(2)化学性质 ⎪⎪⎪⎪与H2O 反应 ←与强碱溶液反应 ←既表现氧化性又表现
还原性Cl2只表现氧化性⎪⎪⎪⎪⎪→与除金、铂外大部分金属反应
→与H2等非金属反应→与还原性无机化合物反应，如KI 、FeCl2等 ①与金属反应 铁 铜
化学方程式
现象 出现棕黄色的烟 出现棕色的烟
产物溶于水 得到________溶液 稀溶液是蓝色的，浓溶液是蓝绿色的
2________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
现象—⎪
⎪⎪――→点燃时安静地燃烧，发生 色火焰，瓶口有白雾产生――→光照时剧烈反应，发生爆炸，瓶口有白雾产生
③与水反应：溶于水的氯气部分与水反应，离子方程式为
________________________________________________________________________________。

④与碱反应：与NaOH 溶液反应，离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

⑤与还原性无机化合物反应(书写离子方程式)：
与碘化钾溶液反应：
________________________________________________________________________。

与SO 2水溶液反应：
________________________________________________________________________。

与FeCl 2溶液反应：
________________________________________________________________________。

2．氯水的成分与性质
(1)氯水的成分
氯水中存在的平衡关系：Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO 、HClO H ＋＋ClO －、H 2O H ＋＋OH －
氯水中含有三种分子：H 2O 、________、________；四种离子：__________________________(极少量)。

(2)氯水的性质
氯水为浅黄绿色有刺激性气味的液体，与不同的试剂反应时，起作用的微粒不同。

所加试剂 实验现象 参与反应 的微粒
离子方程式或解释 AgNO 3溶液 白色沉淀 Cl －
Na 2CO 3固体 有气泡产生 H ＋
有色布条 布条颜色褪去 HClO 发生氧化还原反应
FeCl 2溶液 溶液变棕黄色 Cl 2
SO 2 黄绿色褪去 Cl 2、H 2O
石蕊溶液 先变红后褪色 H ＋、HClO 酸性和漂白性
镁粉 有气泡产生，氯水褪色 H ＋、Cl 2 反应Mg ＋2H ＋===Mg 2＋＋H 2
↑使平衡Cl 2＋H 2O HClO ＋HCl 向右移
动，导致氯水褪色
22
向氯水中加 入的物质 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
Cl 2中的________气体 ②用排饱和食盐水法
收集Cl 2
盐酸 c (H ＋)和 c (Cl －)增大 左移 洁厕剂和“84”消毒液不宜混用
NaOH c (H ＋)减小 右移 用________溶液吸收多余的Cl 2
光照 c (HClO)减小 右移 氯水应________保存或现用现配
碳酸钙 c (HClO)增大 右移 制取次氯酸浓度较大的氯水
(1)次氯酸
HClO —⎪⎪⎪⎪――→弱酸性比碳酸 ――→不稳定性 ，氯水要 现用现配保存在 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
漂白粉—⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪――→成分主要成分 ，有效成分 ――→制取原理
――→化学性质水解呈 性，具有强 性
――→漂白原理
――→久置失
效原理Ca （ClO ）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO ，2HClO=====光照2HCl ＋O2↑，必须密封保存
■ 判断思考
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)氯化铵、次氯酸都属于强电解质( )
(2)次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌( )
(3)用pH试纸测定氯水的pH为4 ( )
(4)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂( )
(5)过量的铁与氯气在一定条件下反应生成FeCl2( )
(6)次氯酸是酸性比碳酸强的弱酸( )
(7)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( )
2．久置的氯水和新制氯水性质上有哪些差异？
典型例题
1 下列说法正确的是( )
A．[2015·江苏卷] 氯气溶于水的离子方程式：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
B．[2015·广东卷] 向含I－的无色溶液中滴加少量新制氯水，再滴加淀粉溶液，若溶液变成蓝色，则氧化性：Cl2>I2
C．[2015·浙江卷] 为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可D．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 漂白粉在空气中久置变质是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
2 [2014·江苏卷] 在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋
D．向
利用HClO及次氯酸盐强氧化性解题的策略
1．HClO的强氧化性
(1)漂白性：氯水能使紫色石蕊溶液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后褪色。

不
能用pH试纸测定氯水的pH。

3、Fe2＋等还原性离子。

(2)能氧化还原性离子：HClO能氧化I－、S2－、SO2－
2．次氯酸盐的强氧化性
(1)漂白性：
ClO－是一种弱酸的酸根离子。

漂白液或漂白粉暴露于潮湿的空气中，会与二氧化
碳反应生成HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。

(2)强氧化性：
ClO－不论是在酸性还是碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等
3不论是在酸性环境还是在碱发生氧化还原反应，即ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SO2－
性环境中均不能大量共存。

如漂白粉遇到亚硫酸盐：Ca2＋＋ClO－＋SO2－
3=CaSO4↓＋Cl－。

3不同于ClO－，在酸性条件下NO－3具有强氧化性，与Fe2＋、I－、S2－、
说明：NO－
3可以大量共存。

3不能大量共存，而在碱性条件下，NO－3与I－、S2－、SO2－
SO2－
1．水处理包括水的净化、杀菌消毒、蒸馏等。

其中常见的水处理剂包括氯气、臭氧、漂白粉、活性炭等。

游泳场馆往往用臭氧、活性炭对游泳池进行消毒和净化。

下列说法中正确的是( ) A．臭氧、活性炭处理水的原理相同
B．氯气是一种常用的消毒剂，用氯气消毒的水可以用于配制化学试剂
C．氯气和二氧化硫都具有漂白性，等体积的两者混合会提高漂白的效率
D ．漂白粉长期露置在空气中会失效
2．图4­15­1所示是验证氯气性质的微型实验，a 、b 、d 、e 是浸有相关溶液的滤纸。

向KMnO 4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。

已知：2KMnO 4＋16HCl,Ｆ
2KCl ＋5Cl 2
↑＋2MnCl 2＋8H 2O
图4­15­1
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
选项 实验现象 解释或结论
A a 处变蓝，b 处变红棕色 氧化性：Cl 2＞Br 2＞I 2
B c 处先变红，后褪色 氯气与水生成了酸性物质
C d 处立即褪色 氯气与水生成了漂白性物质
D e 处变红色 还原性：Fe 2＋＞Cl －
考点二 氯气的实验室制法
知识归纳
1．氯气的实验室制法
(1)实验原理：________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

还可以使用KMnO 4、K 2Cr 2O 7、KClO 3等作氧化剂与浓盐酸反应，使用以上物质时，反应不需要加热，如KClO 3＋6HCl(浓),ＦKCl ＋3Cl 2↑＋3H 2O 。

(2)实验装置：
图4­15­2
装置特点―→固体＋液体――→△气体
净化方法―→用饱和食盐水除去HCl 气体，再用浓硫酸除去水蒸气
收集方法—⎪⎪⎪⎪→①Cl2的密度比空气大，可用
法收集→②Cl2能溶于水，但在饱和食盐水中的溶解度较小，可用 法收集
尾气处理―→多余的Cl2排放到空气中会造成环境污染，须用强碱溶液（如NaOH 溶液）吸收
(3)验满方法：
①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸立即变________，则证明已集满。

②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸__________________，则证明已集满。

③实验室制取Cl2时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否集满。

2．注意事项
(1)试剂必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。

(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热的温度不宜过高，以减少浓盐酸的挥发。

(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。

(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。

■ 判断思考
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)除去氯气中HCl杂质可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液( )
(2) 足量的MnO2与40 mL 10 mol·L－1浓盐酸加热条件下反应转移0.2 mol电子( )
(3)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，导气管不能伸到液面以下，原因是防止倒吸( )
(4)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4()
(5)检验氯气可用湿润的淀粉­KI试纸( )
(6)一套完整的制气装置包括：发生装置→净化装置→收集或性质验证装置→尾气处理装置( )
2．图4­15­3是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

图4­15­3
请判断思考装置B、C、D的作用？
典型例题
3 [2015·福建卷] 某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。

实验一制取氯酸钾和氯水
利用如图4­15­4所示的实验装置进行实验。

图4­15­4
(1)制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶，过滤，洗涤。

该实验操作过程需要的玻璃仪器有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)若对调B和C装置的位置，________(填“能”或“不能”)提高B中氯酸钾的产率。

实验二氯酸钾与碘化钾反应的探究
(3)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。

该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行)：
试管编号 1 2 3 4
0.20 mol·L－1KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0
KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10
6.0 mol·L－1H2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0
蒸馏水/mL 9.0 6.0 3.0 0
实验现象
①系列a。

②设计1号试管实验的作用是____________________。

③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl ，则此反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量
(4)该小组设计的实验方案为：使用如图4­15­5装置，加热15.0 mL 饱和氯水试样，测定产生气体的体积。

此方案不可行的主要原因是
________________________________________________________________________。

(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)
图4­15­5
(5)根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

资料：i.次氯酸会破坏酸碱指示剂；
ii.次氯酸或氯气可被SO 2、H 2O 2、FeCl 2等物质还原成Cl －。

■ 变式训练
1．[2013·海南卷] 图4­15­6所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl 3，仪器连接顺序正确的是
( )
图4­15­6
A ．a —b —c —d —e —f —g —h
B ．a —e —d —c —b —h —i —g
C ．a —d —e —c —b —h —i —g
D ．a —c —b —d —e —h —i —f
2．氯气是一种重要的工业原料。

(1)实验室可用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。

(2)资料显示：Ca(ClO)2＋CaCl 2＋2H 2SO 4=====△2CaSO 4＋2Cl 2↑＋2H 2O 。

某学习小组利用此原理设计如图
4­15­7所示装置制取氯气并探究其性质：
图4­15­7
① 在该实验中，甲部分的装置是________(填字母)。

如何检查该装置的气密性？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

②乙装置中FeCl 2溶液与Cl 2反应的离子方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

③丙装置中通入少量Cl 2，可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。

已知碳酸的酸性强于次氯酸，则丙中发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。

④该实验存在明显的缺陷，改进的方法是________________________________________。

考点三 卤素的性质及X －的检验
知识归纳
1．卤素单质性质的递变性、相似性
(1)递变性
颜色：――――――――――――――――――→ F2浅黄绿色 Cl2黄绿色 Br2深红棕色 I2紫黑色
颜色加深
熔、沸点：―――――――――――――――→气体 气体 液体 固体
逐渐________
密度：――→ 呈增大趋势
氧化性：――――――――――――――→与H2化合或与水反应
逐渐________
还原性(X －)：――→ 逐渐________
(2)相似性
①都能与大多数金属反应：2Fe ＋3Br 2===________；I 2＋Fe===________；
②都能与H 2反应：________________________________________________________________________； ③都能与H 2O 反应：
________________________________________________________________________(F 2例外)；
④都能与碱液(NaOH)反应：
________________________________________________________________________(F 2例外)。

2．卤素离子的检验方法
(1)AgNO 3溶液——沉淀法
未知液――→滴加AgNO3溶液和稀硝酸生成⎩⎪⎨⎪⎧ 沉淀，则有Cl － 沉淀，则有Br － 沉淀，则有I －
(2)置换——萃取法
未知液―――――――――→加适量新制饱和氯水振荡――――――――――――→加入CCl4（下层）或汽油（上层）振荡
有机层呈⎩
⎪⎨⎪⎧红棕色或橙红色，表明有 紫色、浅紫色或紫红色，表明有 (3)氧化——淀粉法检验I －
未知液―――――――――――――→加入适量新制饱和氯水（双氧水）振荡―――→淀粉溶液振荡
______________________________色溶液，表明有I －
【判断思考】
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞( )
(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中有I－( )
(3)卤素单质与水的反应中，卤素单质既作氧化剂又作还原剂( )
(4)氢碘酸(HI)的酸性和还原性都强于盐酸( )
(5)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3( )
(6)浓硫酸不能干燥HBr、HI，因为HBr、HI还原性较强，能与浓硫酸发生氧化还原反应( )
2．下列事实或实验能说明氧化性Cl2>Br2>I2的是
________________________________________________________________________。

①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深，而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入KI­淀粉溶液中，溶液变蓝；
②H2和Cl2的混合气体光照爆炸，H2和Br2的混合气体加热才能反应，而H2和I2反应更困难；
③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成的化合物中铁的化合价；
④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差；
⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小。

典型例题
4 [2014·江苏卷] 实验室从含碘废液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等)中回收碘，其实验过程如下：
图4­15­9
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式为
__________________；该操作将I2还原为I－的目的是______________________。

(2)操作X的名称为________。

(3)氧化时，在三颈烧瓶中将含I－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在40 ℃左右反应(实验装置如图4­15­10所示)。

图4­15­10
实验控制在较低温度下进行的原因是______________；锥形瓶里盛放的溶液为________。

3＋2H＋===I2＋5SO2－
4＋H2O
3＋2IO－
(4)已知：5SO2－
3中的一种或两种。

请补充完整检验含碘废水某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I－、IO－
中是否含有I－、IO－3的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。

■ 变式训练
1．在含有KCl和KI的混合液中，滴入足量的溴水，待反应完全后，将溶液蒸干、灼烧，最后得到的残留固体物质为( )
A．KCl和KBr B．KCl、KBr和I2
C．KBr D．KBr和KI
2．下列说法中正确的是( )
A．向某溶液中加入CCl4，振荡后静置，液体分层，下层呈紫红色，则该溶液中存在I－
B．某溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝，则该溶液一定为氯水或者溴水
C．碘是人体必需的微量元素之一。