高三化学一轮复习专题 第1单元氯溴碘及其化合物
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专题4 非金属及其化合物第一单元氯、溴、碘及其化合物
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Br 2、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、
T28
2014·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
[基础知识自查]
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H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-。
(4)与碱反应
①制漂白液(NaClO)的离子方程式Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
②制漂白粉的化学方程式2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(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 。
③与FeCl 2溶液反应的离子方程式:2Fe 2+
+Cl 2===2Fe 3+
+2Cl -。
2.次氯酸的性质 (1)不稳定性:。
氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质,有漂白性。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
NaClO 溶液中通入少量CO 2,化学方程式为2NaClO +CO 2+H 2O===2HClO +Na 2CO 3。
3.漂白粉的性质
(1)主要成分为Ca(ClO)2和CaCl 2,有效成分为Ca(ClO)2。
(2)化学性质
①水溶液呈碱性,水解的离子方程式为ClO -
+H 2O
HClO +OH -。
②与酸性物质作用生成强氧化性的次氯酸,作消毒剂和漂白剂。
(3)空气中失效的原理为Ca(ClO)2+CO 2+H 2O===CaCO 3↓+2HClO,2HClO=====光照
2HCl +O 2↑。
[应用体验]
1.(1)氯水可漂白有色物质是因为Cl 2具有强氧化性而氧化有色物质对吗?为什么? (2)通过什么事实可以说明Cl 2与H 2O 反应为可逆反应?
[提示] (1)不对。
因为氯水的漂白性是Cl 2与H 2O 反应生成的次氯酸具有强氧化性。
(2)将少量Cl 2通入水中,氯水为淡黄绿色,说明Cl 2与H 2O 反应不完全。
2.对于可逆反应:Cl 2+H 2O
HCl +HClO 。
填写下列表格。
移动方向
c (HClO)
c (H +)
(1)加NaCl(s) (2)加水 (3)加CaCO 3(s) (4)光照
(2)正反应 减小 减小 (3)正反应 增大 减小 (4)正反应 减小 增大
[考点多维探究]
角度1 氯气及其化合物的主要性质
1.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 ( )
【导学号:37742079】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,向高处转移
C[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。
]
2.下列关于氯气及其化合物有关的说法不正确的是___________(填序号)。
①氯气可使湿润的红布条褪色,所以氯气具有漂白性
②Cl2与过量Fe反应生成FeCl2
③1 mol Cl2通入足量的水中反应,转移的电子数为1 mol
④工业上利用Cl2与石灰乳反应制取漂白粉
⑤纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
⑥氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸,溶液的pH变大
⑦氯水的杀菌消毒是因为含有Cl2,Cl2有强氧化性
⑧漂白液呈碱性的原因是ClO-水解
⑨漂白粉在空气中久置可生成CaCO3
⑩用Cl2消毒的自来水中可能含有有机氯化物对人体有害
[答案]①②③⑥⑦
(1)氯气具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如FeCl2不能由单质化合生成。
(2)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条褪色,实际起漂白作用的是HClO。
(3)对于燃烧反应,Cl2也可以作助燃剂(即氧化剂)。
(4)常温下液态氯与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。
(5)HClO不稳定,不能单独存在,只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。
角度2 氯水的多重性及其应用
3.(2014·江苏高考)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( )
【导学号:37742080】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FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
D[A.Cl2的颜色为黄绿色,是因为氯水中溶解了黄绿色的Cl2,才使得氯水显示了浅黄绿色,A选项正确。
B.Cl-与Ag+结合生成AgCl白色沉淀,B选项正确。
C.Cl2与水反应生成HCl和HClO,H+与NaHCO3反应生成CO2气体,C选项正确。
D.氯水中的Cl2也能将Fe2+氧化为Fe3+,D选项错误。
]
4.向含酚酞的NaOH溶液中滴加氯水,溶液由红色变为无色,其原因可能有二:一是氯水中含有HClO,因HClO具有漂白作用使溶液褪色;二是氯水中含有H+,因发生中和反应使溶液褪色。
请设计简单的实验证明哪种原因是合理的。
[答案]取褪色后的溶液再加入NaOH溶液,若又恢复红色,则说明后者合理;若不恢复红色,则说明前者合理。
(1)氯水性质的多重性
(2)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,故久置氯水酸性增强,无漂白性。
因此,氯水要现用现配。
②制取氯水的反应为Cl2+H2O HCl+HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,且
1 mol Cl2参加反应,转移电子数为N A。
③Cl2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Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
④ClO -与Fe 2+、I -、S 2-、HS -、SO 2-
3等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
考点2| 卤素的性质与卤离子的检验
[基础知识自查]
1.卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应,如2Fe +3Br 2===2FeBr 3,但I 2与Fe 反应生成FeI 2。
(2)都能与H 2反应生成HX :X 2+H 2===2HX(X 代表Cl 、Br 、I ,下同)。
(3)都能与水反应:X 2+H 2O===HX +HXO(F 2例外:2F 2+2H 2O===4HF +O 2)。
(4)都能与碱溶液反应:X 2+2OH -
===X -
+XO -
+H 2O(F 2例外)。
2.递变性
颜色
熔、沸点 ――――――――――――→气体 气体 液体 固体逐渐升高
密度 ―――――→逐渐增大
水溶性
―――――――――――→反应 溶解 溶解 微溶逐渐减小
氧化性 ――――――――――――――――→与氢气化合或与水反应由易到难逐渐减弱
还原性(X -
)
――――→逐渐增强
3.氟 ①无正价,氧化性最强,F -
的还原性最弱 ②2F 2+2H 2O===4HF +O 2,与H 2反应在暗处即爆炸
③HF 是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;有毒 溴 ①Br 2是红棕色液体,易挥发 ②Br 2易溶于有机溶剂
③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用橡皮塞 碘
①I 2遇淀粉变蓝色 ②I 2加热时易升华 ③I 2易溶于有机溶剂
④食用盐中加入KIO 3可防治甲状腺肿大 (1)AgNO 3溶液——沉淀法
(2)置换——萃取法
未知液―――――――――→加适量新制饱和氯水振荡 ―――――――――――――→加入CCl 4下层或苯上层振荡
(3)氧化——淀粉法检验I -
未知液――――――――――――――→加入适量新制饱和氯水或双氧水振荡 ――――――→加入淀粉溶液振荡蓝色溶液,表明有I -
[应用体验]
1.下列哪些事实或实验能说明氧化性:Cl 2>Br 2>I 2________(填序号)。
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
②H 2和Cl 2的混合气体光照爆炸,H 2和Br 2的混合气体加热才能反应,而H 2和I 2反应更困难
③Fe 分别与Cl 2、Br 2、I 2反应生成Fe 的化合物的化合价高低 ④HCl、HBr 、HI 的热稳定性越来越差 ⑤Cl 2、Br 2、I 2在水中的溶解度逐渐减小 [提示] ①②④ 2.实验探究
(1)填写实验过程中的空白。
(2)分别写出反应①、③的离子方程式。
[提示] (1)无 橙红 无 紫红
(2)2Br -
+Cl 2===Br 2+2Cl -
、2I -
+Br 2===I 2+2Br -。
[考点多维探究]
角度1 卤素的性质及其应用
1.下列关于卤素的叙述正确的是( ) ①卤素的钾盐中,最易被氧化的是氟化钾
②溴中溶有少量氯气,可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯 ③溴化银具有感光性,碘化银不具有感光性
④氟气跟氯化钠水溶液反应,一定有氟化氢和氧气生成
⑤氯气跟水反应时,水既不是氧化剂也不是还原剂
A.①③④B.②③⑤
C.②④⑤ D.①③
C[①还原性F-<Cl-<Br-<I-,KF最难被氧化;③AgBr、AgI见光均易分解,均具有感光性。
]
2.为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体,其电子式是________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_________________________
_____________________________________________________________。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_____________________________
_____________________________________________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ实验的目的是_________________________________________
_____________________________________________________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下________,得电子能力逐渐减弱。
[答案](1)
(2)湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(4)打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
角度2 卤素离子的检验
3.下列叙述中正确的是( )
【导学号:37742081】A.能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
B.用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某浅黄色的溴水,加入CCl4振荡静置后,上层显橙红色
B[A项,使湿润的淀粉KI试纸变蓝的物质可能是Cl2、FeCl3溶液、NO2等;C项,I-不能被CCl4萃取,不显紫色;D项,CCl4的密度大于水的密度,下层显橙红色。
] 4.(2017·临沂模拟)鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥CCl4、淀粉溶液
A.①②④B.②③⑥
C.②④⑤D.④⑤⑥
C[氯水、CCl4分别加入NaCl溶液中,下层为黄绿色,加入NaBr溶液中,下层为橙红色,加入NaI溶液中,下层为紫红色;加入氯水、苯与加入氯水、CCl4现象相似;硝酸、AgNO3溶液与NaCl、NaBr、NaI溶液分别得到不同颜色
的沉淀。
]
考点3| 溴、碘的工业提取
[基础知识自查]
1.海水中提溴
(1)流程
(2)发生反应的离子方程式
①2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;
②Br2+SO2+2H2O===4H++SO2-4+2Br-;
③2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
2.海带中提碘
(1)流程
(2)发生反应的主要离子方程式
Cl2+2I-===2Cl-+I2。
[考点多维探究]
角度1 海水中溴的提取
1.(2015·全国卷Ⅱ)海水开发利用的部分过程如下图所示。
下列说法错误的是( )
【导学号:37742082】
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
C[A项苦卤中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可将Br-氧化成Br2,便于从苦卤中提取Br2。
B项粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca2+、Mg2+、SO2-4等),将粗盐溶于水,并除去其中的杂质,再通过重结晶的方法得到纯净NaCl晶体。
C项工业上沉淀Mg2+常选用廉价的Ca(OH)2,而不选用NaOH。
D项Br2具有较强的挥发性,富集溴时,常先用空气和水蒸气吹出Br2,再用SO2将其还原吸收(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr),得到浓度较大的含Br-溶液。
]
2.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是( )
A.除去粗盐中的SO2-4、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH
溶液→BaCl 2溶液→过滤后加盐酸
B .②中包含制取MgCl 2溶液、无水MgCl 2及电解熔融状态的MgCl 2几个阶段
C .③④⑤中溴元素均被氧化
D .SO 2水溶液吸收Br 2的离子方程式为:SO 2+Br 2+2H 2O===2H +
+SO 2-
4+2HBr
B [A 项中的加入顺序会导致Ba 2+
无法除尽,A 错误;单质镁是通过电解熔融MgCl 2(无水)的方法制取的,B 正确;流程图中的第④步中溴元素被还原,C 错误;D 项中HBr 为强酸,写离子方程式应拆成H +
、Br -
,D 错误。
]
角度2 海植物中碘的提取
3.(2017·长春模拟)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海水制碘的说法,不正确的是 ( )
干海带――→灼烧海带灰――→沸水浸泡悬浊液――→过滤滤液――→H +
H 2O 2碘水――→CCl 4I 2的CCl 4溶液――→蒸馏
I 2
A .实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B .含I -
的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应 C .在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D .碘水加入CCl 4得到I 2的CCl 4溶液,该操作为“萃取” A [灼烧固体时应在坩埚中,A 项不正确。
]
4.我们知道海带中含有碘元素,经常食用海带可以防治甲状腺肿大,所以工业上常用海带为原料提取碘单质。
查有关资料可知碘单质有升华现象。
下面是某校化学探究小组设计的从海带中提取单质碘的实验,请你完成下列实验。
(1)将干燥洁净的海带用酒精润湿后在________(填一种仪器名称)中灼烧成灰烬。
(2)将海带灰烬冷却至室温,将其转移到烧杯中,加蒸馏水后,搅拌、煮沸、冷却、________(填一种操作名称)。
(3)在滤液中滴入几滴稀硫酸,再加入一定量的H 2O 2溶液,此时发生反应的离子方程式为________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)把(3)中所得到的溶液注入分液漏斗中,然后再加入CCl 4,振荡、静置,可以观察到CCl 4层呈________色。
经分液得到碘的CCl 4溶液,在这一实验过程中,CCl 4起________作用。
(5)用试管取碘的CCl 4溶液用水浴加热,待CCl 4挥发完即可得到固体碘单质。
不用酒精灯直接加热蒸发CCl 4的原因是_________________________________。
(6)
证
明
得
到
的
固
体
是
碘
单
质
的
化
学
方
法
是
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[解析](1)经酒精润湿的海带应放在坩埚中灼烧。
(3)滤液中先加入硫酸酸化,后加入双氧水,发生的反应为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。
(4)把(3)中所得溶液加入CCl4中,溶液分层,上层为水溶液,几乎无色,下层为碘的CCl4溶液,呈紫红色,CCl4起萃取作用。
(5)用酒精灯加热碘的CCl4溶液,CCl4挥发的同时单质碘也容易升华,从而造成碘的损失。
(6)利用淀粉遇碘变蓝色可以检验碘的存在。
[答案](1)坩埚(2)过滤(3)2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O (4)紫红萃取(5)因为酒精灯直接加热时的温度高,单质碘易升华,会损失碘的质量(6)取得到的固体少许,将其加入到淀粉溶液中,淀粉溶液变蓝,即可证明所得固体为碘单质(其他方法合理也可)
(1)氯碱工业中所用食盐需精制的目的是除去食盐中的Ca2+、Mg2+、SO2-4。
(2)从海水中提取溴的工艺流程中要进行两次Cl2氧化Br-的反应,设计这两步操作的目的是富集Br2。
(3)从海水中提取氯化镁的工艺流程中,沉淀池中加入的是石灰乳而不是石灰水。
(4)从海水中提取氯化镁的工艺流程中,MgCl2·6H2O脱水制取无水MgCl2是在HCl的气流中加热氯化镁晶体,以防MgCl2发生水解而得到Mg(OH)2。
(5)碘水或溴水中I2、Br2的提取可先加CCl4萃取分液,再蒸馏获取。
专项突破5Cl2的实验室制法及其性质探究
命题点1 Cl2的制取、除杂、收集和尾气处理
1.实验装置
2.验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。
[对点训练1] (2017·烟台模拟)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( )
【导学号:37742083】
A.①②④B.①②③
C.①③④D.②③④
D[②除HCl应用饱和NaCl,③洗气瓶干燥应从长管进气,④应用NaOH溶液。
]
[对点训练2] (2017·南昌模拟)为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答问题:
(1)请根据甲同学的意图,连接相应的装置,接口顺序:
b接________,________接________,________接a。
(2)U形管中所盛试剂的化学式为 _______________________________。
(3)装置③中CCl4的作用是_____________________________________。
(4)乙同学认为甲同学实验有缺陷,不能证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种。
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,乙同学提出在某个装置之后再加装置⑤。
你认为装置⑤应加在________之后(填装置序号),瓶中可以放入________。
(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置⑤,只需将原烧杯中
AgNO3溶液换成其他溶液。
你认为可将溶液换成________,如果观察到
________________________的现象,则证明制Cl2时有HCl挥发出。
(6)若取过量的MnO2与一定体积的浓HCl(含溶质HCl为0.4 mol)制备Cl2(假设
HCl的挥发不计,装置气密性良好),则制备的Cl2总小于0.1 mol的原因是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
[解析]为验证其猜测,应先检验水蒸气的存在,之后再检验HCl的存在。
水蒸气的检验一般使用无水CuSO4(变蓝),HCl的检验一般使用AgNO3溶液(生成白色沉淀)。
但是Cl2的存在会干扰HCl的检验,故在检验HCl之前应先除去其中的Cl2(用CCl4吸收)。
在检验HCl 之前为确认Cl2已经除尽,可在③之后增加装置⑤,其中可以放入湿润的KI淀粉试纸或湿润的有色布条等。
由于HCl的水溶液有酸性,能够使酸碱指示剂变为红色,而氯气的水溶液既有酸性也有漂白性,能够使紫色的石蕊试液先变红,后褪色,所以丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置⑤,只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液,可将溶液换成紫色石蕊试液,如果观察到紫色石蕊试液变红而不褪色的现象,则证明制Cl2时有HCl挥发出。
[答案](1)e f d c (e和f顺序可以交换)
(2)CuSO4(3)吸收Cl2
(4)③湿润的KI淀粉试纸(或湿润的有色布条等其他合理答案)
(5)紫色石蕊试液紫色石蕊试液变红而不褪色
(6)随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,稀盐酸与MnO 2不反应,反应停止,故盐酸中的HCl 不可能全部参加反应
(1)Cl 2的制备过程中注意4点
①反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO 2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。
②加热温度:不宜过高,以减少HCl 挥发。
③尾气吸收:Cl 2有毒,必须有尾气吸收装置,常用吸收剂为NaOH 溶液或碱石灰,不用澄清石灰水,因澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小,吸收慢且吸收不完全。
④实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl 2后,再拆卸装置,避免污染空气。
(2)有关实验装置或装置试剂作用的答题模板
命题点2 以Cl 2的性质探究为主题的综合试题分析
常见实验装置如图所示:
装置
试剂 实验现象 实验目的
A 浓硫酸 —
验证干燥的氯气无漂白
作用,湿润的氯气(含
HClO)有漂白作用
B 干燥红色布条 无明显变化 C
湿润红色布条 红布条褪色 D
FeCl 2溶液 溶液由浅绿色变棕黄色 验证氯气具有强氧化性,可与金属及还原性化合物反应 E
淀粉KI 溶液 溶液变蓝色 F Fe(或Cu 、Al) —
G NaOH 溶液 — 吸收多余的氯气
332[对点训练3] 单晶硅是信息产业中重要的基础材料。
通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
a .四氯化硅遇水极易水解;
b .硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c .有关物质的物理常数见下表: 物质
SiCl 4 BCl 3 AlCl 3 FeCl 3 PCl 5 沸点/℃
57.7 12.8 - 315 - 熔点/℃
-70.0 -107.2 - - - 升华温度/℃
- - 180 300 162
(1)写出装置A 中发生反应的离子方程式:___________________________。
(2)装置A 中g 管的作用是________________;装置C 中的试剂是________;装置E 中的h 瓶需要冷却的理由是
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)装置E 中h 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是________________(填写元素符号)。
(4)H 2与SiCl 4反应的化学方程式为__________________________________
_____________________________________________________________。
[解析] 依题中信息可知A 为Cl 2的发生装置,B 、C 为Cl 2的净化装置,D 中发生反应
2Cl 2+Si=====△SiCl 4,生成SiCl 4用E 收集,B 中为饱和食盐水将氯化氢气体除去,C 中应为浓H 2SO 4除水,由表中数据可知SiCl 4沸点较低,用冷却液可得到液态SiCl 4;由题中信息粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),即可轻松完成第(3)问。
[答案] (1)MnO 2+4H ++2Cl -=====△Mn 2++Cl 2↑+2H 2O (2)平衡气压,使浓盐酸顺利流下 浓H 2SO 4 SiCl 4沸点较低,用冷却液可得到液态SiCl 4
(3)Al 、B 、P
(4)SiCl 4+2H 2=====高温Si +4HCl
[课堂小结·反馈达标1+1] 全新理念 探究高考 明确考向
1.一组判断,展示高考易误点
(1)(2016·全国丙卷)利用次氯酸具有强氧化性可用于漂白织物。
( )
(2)(2016·全国丙卷)浓HCl 制备纯净Cl 2时可让气体产物先通过浓H 2SO 4,后通过饱和食盐水。
( )
(3)(2014·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质是由于漂白粉中的CaCl 2 与空气中的CO 2反应生成CaCO 3。
( ) (4)(2012·全国卷)液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封。
( )
(5)(2015·山东高考)向NaBr 溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色说明Br -的还原性强于Cl -。
( )
(6)(2015·浙江高考)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。
( )
(7)(2015·海南高考)等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数相等。
( ) (8)(2014·江苏高考)漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张。
( ) (9)(2015·四川高考)除去氯气中的HCl 气体,装置如图。
( )
(10)(2015·广东高考)向含I -
的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,现象是溶液变成蓝色,说明氧化性:Cl 2>I 2。
( ) [答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√ (8)× (9)×
(10)√
2.一题串知,覆盖高考考什么
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(2017·衡水模拟)如图所示是一个制取Cl 2并以Cl 2为原料进行特定反应的装置,多余的Cl 2可以贮存在b 瓶中,其中各试剂瓶中所装试剂为:B(氢硫酸)、C(淀粉KI 溶液)、D(水)、F(紫色石蕊试液)。
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(1)若装置A 烧瓶中的固体为MnO 2,液体为浓盐酸,则其发生反应的化学方程式为____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
[考查Cl 2的制备原理]
(2)B 、C 中的现象分别为_________________________________________、
_______________________________________________________________,
发生反应的离子方程式______________________________________________、
_____________________________________________________________。
[考查Cl 2的氧化性]
(3)装置E 中硬质玻璃管内盛有炭粉,若E 中发生氧化还原反应,其产物为二氧化碳和氯化氢,写出E 中反应的化学方程式: ____________________________________________________________________________________________________________________________。
[考查Cl 2的性质]
(4)D 中溶液的存在微粒有________________________________________。
[考查Cl 2与H 2O 反应及氯水的成分]
(5)在F 中紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。
[考查盐酸和氯水的性质]
(6)若F 中盛有NaOH 溶液,其作用是________________________________
_____________________________________________________________。
[考查Cl 2的尾气处理]
[答案] (1)MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O
(2)上部空间由无色变黄绿色,有浅黄色沉淀生成 上部空间由无色变为黄绿色,溶液变蓝色 Cl 2+H 2S===2H ++2Cl -+S↓ Cl 2+2I -===I 2+2Cl -
(3)C +2H 2O +2Cl 2=====△CO 2+4HCl
(4)H 2O 、Cl 2、HClO 、H +、Cl -、ClO -、OH -
(5)E 中生成的酸性气体进入F 中可使紫色石蕊试液变红,未反应完的Cl 2进入F 中与水作用生成HClO ,HClO 具有漂白作用,使溶液的红色褪去
(6)吸收尾气Cl 2和HCl ,防止污染空气。