最新浙江版高考化学大一轮复习专题4非金属及其化合物第一单元氯溴碘及其化合物学案.docx
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最新浙江版高考化学大一轮复习专题4非金属及其化合物第一单元氯溴碘及其化合物学案
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【2020】最新浙江版高考化学大一轮复习专题4非金属及其化合物第一单元氯溴碘及其化合物学案
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时间:
__________________
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.氯气的工业制法
a
b
2.实验室制取氯气的反应原理及其装置
a
b
3.氯气的物理性质及用途
a
a
4.氯气的净化、收集和检验,尾气的处理
b
b
5.氯气的化学性质(跟某些金属、H2、H2O、碱的反应),HClO的漂白作用
c
c
6.溴、碘单质的物理性质
a
a
7.氯、溴、碘单质间的置换反应
b
b
8.海水中提取溴、碘
b
9.检验Br-、I-的常用方法
b
考点一 氯气的性质与制法
(一)氯气的性质和制法
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体积水溶解约2体积Cl2
2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性
(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+3Cl22FeCl3.。
②与铜反应:
Cu+Cl2CuCl2.。
(2)与非金属反应
与H2反应:
H2+Cl22HCl.。
(3)与水反应
氯气与水反应的化学方程式:
Cl2+H2OHCl+HClO.。
(4)与碱反应(完成下列化学方程式)
①与烧碱反应:
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O.。
②制取漂白粉:
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.。
漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2.。
注意 氯水能漂白某些有色物质是因为其中HClO具有漂白性,而这种漂白性源于该物质具有强氧化性,同理,NaClO和Ca(ClO)2的漂白原理也是如此.。
3.氯气的制法
(1)工业制取
①原料:
工业上通常用电解饱和食盐水的方法制取Cl2,称为氯碱工业.。
②反应原理:
2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑.。
(2)实验室制取
实验室通常用浓盐酸与二氧化锰共热制取Cl2.。
→用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
↓
→固体+液体气体
↓
→用饱和食盐水除去HCl气体,再用浓H2SO4除去水蒸气
↓
→向上排空气法或排饱和食盐水法
↓
→用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收
(3)注意事项
①必须用浓盐酸,稀盐酸不反应.。
②为了减少制得的Cl2中HCl的含量,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Cl2,再拆卸装置,避免污染空气.。
④尾气吸收时,不能使用澄清的石灰水,因为石灰水浓度太小,吸收不完全.。
(二)氯水
1.氯水的多种成分决定了它具有多重性质
(1)Cl2的强氧化性;
(2)HCl的强酸性;
(3)HClO的强氧化性、弱酸性;
(4)Cl-的性质.。
在不同的反应中,氯水起作用的成分不同,如下表:
参与反应的微粒
所加试剂
实验现象
离子方程式或解释
Cl-
AgNO3溶液
白色沉淀
Cl-+Ag+===AgCl↓
H+
Na2CO3固体
有气泡产生
2H++CO
===CO2↑+H2O
HClO
有色布条
布条颜色褪去
发生氧化还原反应
Cl2
FeCl2溶液
溶液变棕黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Cl2、H2O
SO2
黄绿色褪去
SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO
HClO、H+
石蕊溶液
先变红后褪色
酸性和漂白性
Cl2、H+
镁粉
氯水的颜色褪去并有气泡产生
Mg+Cl2===Mg2++2Cl-、Mg+2H+===Mg2++H2↑
2.液氯、新制氯水与久置氯水的区别
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
(三)次氯酸的性质
(1)弱酸性:
比碳酸还弱,HClOH++ClO-,在写离子方程式时,不可拆开.。
(2)不稳定性:
见光分解,2HClO2HCl+O2↑,由于氯水中含有HClO,故需要保存在棕色试剂瓶中,且现用现配.。
(3)强氧化性:
可以氧化还原性的粒子,如Fe2+、I-、SO等.。
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)次氯酸钙是漂白粉的主要成分(√)
(20xx·浙江11月选考,6D)
(2)氯化氢气体能使干燥的蓝色石蕊试纸变红(×)
(20xx·浙江10月选考,10C)
(3)氯气可用于自来水的消毒(√)
(20xx·浙江4月选考,6A)
(4)氯气有毒,不能用于药物的合成(×)
(20xx·浙江10月选考,19D)
(5)将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,可以看到石蕊溶液先变红后褪色(√)
(20xx·浙江10月选考,24C)
2.(20xx·浙江9月选考,28)实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2,气体发生和收集装置如图.。
请回答:
(1)实验装置连接完成后,首先应进行的操作是____________________________.。
(2)MnO2和浓盐酸反应制取Cl2的化学方程式为_________________________________.。
(3)为得到干燥、纯净的Cl2,在收集Cl2之前应依次通过装有________、________(填试剂名称)的洗气瓶.。
答案
(1)检查装置的气密性
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)饱和食盐水 浓硫酸
备考导向 氯气是一种典型的非金属单质,高考命题中主要以选择题、实验探究题的形式考查,常将氯气的性质、应用、实验探究交织在一起进行考查;对于氯水,要注意其性质的多样性,如氯气的氧化性、HClO的漂白性及HCl的酸性等;氯气的制备及其性质实验探究是高考热点知识,在考查氯气的实验室制备的同时,一般要涉及氯气化学性质的探究.。
题组一 氯气及其化合物的性质
1.(20xx·台州9月选考质量评估)下列有关氯及其化合物的说法正确的是( )
A.常温下干燥的Cl2可储存于钢瓶中,说明Cl2不与铁反应
B.电解饱和氯化钠溶液可得到氯气、氢气和钠
C.工业上以氯气和澄清石灰水为原料制取漂白粉
D.次氯酸能使染料等有机色素褪色,有漂白性,还能杀死水中的细菌,起消毒作用
答案 D
解析 A项,Cl2与铁在点燃的条件下可生成FeCl3,错误;B项,电解饱和食盐水可得到Cl2、H2和NaOH,错误;C项,工业上可用Cl2和石灰乳为原料制取漂白粉,错误;D项正确.。
2.(20xx·温州中学高一上学期期中)下列关于氯水的叙述正确的是( )
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B.新制氯水不能使干燥的有色布条褪色
C.光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2
D.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
答案 D
解析 新制的氯水中含有氯气分子、水分子、次氯酸分子,A项错误;新制氯水中含有HClO,HClO能使有色布条褪色,B项错误;光照氯水有气泡逸出,由次氯酸分解可知,该气体是氧气,C项错误;新制的氯水中含HCl和HClO,盐酸使蓝色石蕊试纸变红,HClO使石蕊试纸褪色,D项正确.。
3.(20xx·温州中学高一上学期期中)“绿色化学实验”进课堂,某化学教师为氯气与金属钠反应设计了如下装置与操作以替代相关的课本实验.。
实验操作:
钠与氯气反应的装置作如下图改进,将一根玻璃管与氯气发生器相连,玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油),玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球.。
先给钠预热,到钠熔融成圆球时,撤火、通入氯气,即可见钠着火燃烧,生成大量白烟.。
以下叙述错误的是( )
A.反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B.玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气
C.钠着火燃烧产生苍白色火焰
D.若在棉球外沿滴一滴淀粉碘化钾溶液,据其颜色变化可判断氯气是否被碱液完全吸收
答案 C
解析 氯气性质活泼,易与活泼金属钠发生化合反应生成NaCl,反应时有大量白烟,A项正确;氯气有毒,不能排放到空气中,氯气易与NaOH溶液反应而被吸收,B项正确;钠着火燃烧产生黄色火焰,C项错误;氯气具有强氧化性,能与碘化钾发生置换反应,可根据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收,D项正确.。
4.(20xx·××市慈中书院高三测试)右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置,下列有关说法错误的是( )
A.烧瓶中立即出现白烟
B.烧瓶中立即出现红棕色
C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
答案 B
解析 3Cl2+2NH3===N2+6HCl,HCl+NH3===NH4Cl,所以应看到白烟.。
题组二 氯气的制法及性质探究
5.某化学小组用如图所示装置制取氯气.。
下列说法正确的是( )
A.该装置图中至少存在三处明显错误
B.该实验中收集氯气的方法不正确
C.如果需要得到干燥纯净的Cl2,只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可
D.含有2molHCl的某浓盐酸与足量MnO2混合,在一定条件下反应,转移1mol电子
答案 A
解析 A项,该装置的错误有:
没有用酒精灯加热,MnO2不与浓盐酸发生反应,从而得不到Cl2;装置中没有用分液漏斗而采用长颈漏斗导致气体外逸和HCl的挥发;没有进行尾气处理;B项,Cl2的密度比空气大,该收集方法正确;C项,要得到干燥纯净的Cl2,首先应将气体通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气;D项,根据反应:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,盐酸浓度变稀后便不再反应,使产生的Cl2的物质的量小于0.5mol,转移的电子小于1mol.。
6.下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略).。
(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,则相关的化学反应方程式为____________________.。
装置B中饱和食盐水的作用是_______________________________.。
(2)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱.。
当向D中缓缓通入少量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为________色,打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡.。
观察到的现象是_____________________________________________.。
(3)装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯,试写出相应的化学方程式:
________________.。
(4)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,因此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ应依次放入__________(填字母).。
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
无水氯化钙
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条
答案
(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去Cl2中的HCl
(2)黄(或橙黄,棕黄等) E中溶液分为两层,下层(四氯化碳)为紫红色
(3)2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O (4)d
解析
(1)固体二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下发生反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;饱和食盐水可吸收HCl,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl.。
(2)当向D中缓缓通入少量氯气时,氯气和溴化钠反应生成溴单质,发生反应Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl,溴水呈黄色,所以可以看到无色溶液逐渐变为黄色;打开活塞,将装置D中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和四氯化碳的装置E中,溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶于四氯化碳呈紫红色,振荡,观察到的现象是E中溶液分为两层,下层(四氯化碳)为紫红色.。
(3)氯气能与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O.。
(4)氯气不能使干燥的有色布条褪色,可以使湿润的有色布条褪色,氯气从装置B中出来,含有少量水蒸气,所以Ⅰ处放湿润的有色布条,Ⅱ处放无水氯化钙,干燥氯气,Ⅲ处放干燥的有色布条,若Ⅰ处放干燥的有色布条,因为氯气中含有水蒸气,所以实验现象与Ⅲ处可能相同,不能检验氯气是否具有漂白性,答案选d.。
考点二 溴、碘的制备与性质
(一)卤素单质的相似性、递变性和特殊性
1.相似性
(1)都能与大多数金属反应:
2Fe+3X22FeX3(I2除外).。
(2)都能与H2反应生成HX.。
(3)都能与H2O反应:
X2+H2OHX+HXO(F2、I2除外).。
(4)都能与碱液反应:
X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2、I2除外).。
2.递变性
F2 Cl2 Br2 I2
颜色:
逐渐加深
熔、沸点:
逐渐升高
密度:
―――――――――――――――――――→逐渐增大
水溶性:
逐渐减小
氧化性:
逐渐减弱
还原性(X-):
―――――――――――――――→逐渐增强
3.特殊性
(1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用水液封保存.。
(2)I2易升华,淀粉遇I2显蓝色;I2易与Na2S2O3溶液反应:
I2+2S2O===2I-+S4O,用于通过滴定实验(以淀粉溶液为指示剂)来定量测定碘的含量.。
(3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳)萃取.。
(4)氟元素无正价,F2与H2O发生置换反应生成O2(2F2+2H2O===4HF+O2),F2与Xe、Kr等稀有气体反应生成白色氟化物.。
(二)Cl2、Br2、I2之间的置换
氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2>Br2>I2,阴离子的还原性强弱是Cl-
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2;
Cl2+2I-===2Cl-+I2;
Br2+2I-===2Br-+I2.。
(三)海水中提取溴、碘(加试)
1.海水提溴
(1)流程
(2)发生反应的化学方程式依次为
2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl;
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4;
2HBr+Cl2===2HCl+Br2.。
2.海水提碘
(1)流程
工业生产中,氧化剂用Cl2,而实验室中,氧化剂用H2O2(还可用MnO2等),加入氧化剂后用CCl4萃取得到粗碘.。
(2)分别写出Cl2、H2O2与滤液反应的离子方程式:
Cl2+2I-===I2+2Cl-;
2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O.。
(四)卤素离子的检验(注:
Br-、I-的检验属于加试要求)
1.银盐法
未知液
2.置换—萃取法
未知液有机层呈
卤素单质在不同溶剂中的颜色:
常温下
水
苯
CCl4
汽油
乙醇
F2
浅黄绿色
强烈反应
反应
反应
反应
反应
Cl2
黄绿色
黄绿色
黄绿色
黄绿色
黄绿色
黄绿色
Br2
深红棕色
黄→橙
橙→橙红
橙→橙红
橙→橙红
橙→橙红
I2
紫黑色
深黄→褐
浅紫→紫
紫→深紫
浅紫红→紫红
棕→深棕
题组一 溴、碘的物理性质及应用
1.(20xx·嘉兴一中高三月考)下列说法正确的是( )
A.碘易升华,可保存在酒精中
B.液溴应保存在棕色磨口玻璃塞的试剂瓶中,并加少量水进行水封
C.新制的氯水长期保存在无色玻璃瓶中
D.用酒精可以从碘水中萃取碘
答案 B
2.(20xx·杭州学军中学高三月考)下列试剂的保存不正确的是( )
A.漂白粉必须密封保存
B.新制的氯水用棕色瓶保存
C.液溴用一层水封盖再密封保存
D.固体碘放在棕色细口瓶中
答案 D
3.在盛有碘水的试管中,加入少量CCl4后振荡,静置片刻后( )
A.整个溶液变紫色
B.整个溶液变为棕黄色
C.上层为无色,下层为紫红色
D.下层无色,上层紫红色
答案 C
题组二 卤素间的置换反应
4.(20xx·浙江省余姚中学高三上学期期中)三支试管中分别盛有含Cl-、Br-、I-的溶液,向试管A中加入淀粉溶液和新制的氯水,溶液变为橙黄色;再将此溶液倒入试管C中,无明显现象.。
A、B、C三支试管中所含有的离子依次是( )
A.I-、Br-、Cl-B.Br-、Cl-、I-
C.Cl-、I-、Br-D.Br-、I-、Cl-
答案 D
解析 向A试管中加入淀粉溶液和新制氯水,溶液变成橙黄色,这是溴水的颜色,所以A中必含Br-,再将此溶液倒入C试管中,无变化,说明C试管中不含I-,只能含有Cl-,答案选D.。
5.(20xx·浙江省余姚中学高三上学期期中)向NaBr、NaI混合液中,通入一定量氯气后,将溶液蒸干并充分灼烧,得到固体剩余物质的组成不可能是( )
A.NaCl NaBr NaIB.NaCl NaBr
C.NaCl NaID.NaCl
答案 C
解析 在Br-、I-中,还原性由弱到强为Br-
2NaI+Cl2===2NaCl+I2、2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,溴易挥发,碘易升华.。
当氯气少量时,只发生部分2NaI+Cl2===2NaCl+I2反应,加热过程中,碘升华,所以固体是氯化钠和溴化钠、碘化钠,故A不选;当氯气少量时,发生反应2NaI+Cl2===2NaCl+I2,部分2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2反应,加热过程中,碘升华,所以固体是氯化钠和溴化钠,故B不选;当加入氯气,氯气先和碘离子反应,后和溴离子反应,所以固体中不可能是氯化钠和碘化钠,故C选;当氯气过量时,发生反应2NaI+Cl2===2NaCl+I2、2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,加热过程中,溴挥发,碘升华,所以剩余固体是氯化钠,故D不选.。
题组三 卤素单质及离子的鉴别
6.下列叙述中正确的是( )
A.能使润湿的淀粉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
答案 B
解析 还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I-氧化为I2,A项错;碘单质的CCl4溶液显紫色,C项错;CCl4的密度比水大,应下层显橙红色,D项错.。
7.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4 ③溴水、苯 ④稀硝酸、AgNO3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥FeCl3溶液、CCl4
A.①②④B.②③⑥C.②④⑤D.④⑤⑥
答案 C
解析 ①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色;②氯水加入NaBr、NaI中后,再加CCl4萃取,下层分别为橙红色和紫红色,加入NaCl中不发生反应,可以鉴别;③溴水与NaCl、NaBr不反应,与NaI反应生成I2用苯萃取后,前两种上层均为橙红色,无法鉴别;④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀,且均不溶于稀HNO3,沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色;⑤与②的原理相似,只是有色层在上层;⑥FeCl3溶液只能氧化I-生成I2,不能鉴别.。
题组四 溴、碘的提取
8.工业上常用如下的方法从海水中提溴:
下列说法错误的是( )
A.步骤①的主要反应为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
B.物质X为HBrO
C.步骤②③的目的是富集溴元素
D.步骤②利用了溴易挥发的性质
答案 B
解析 X应为HBr.。
9.(20xx·浙江省余姚中学高三联考)从海带中提取碘,有甲、乙两种实验方案如下:
已知:
3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O.。
请回答:
(1)步骤X使用分液漏斗前须检漏,检漏方法为____________________________________.。
(2)用下图所示装置进行蒸馏.。
指出下图所示实验装置中的任意两处错误:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________.。
(3)进行上述操作时,使用水浴加热更好的原因是_______________________________
________________________________________________________________________;
最后碘晶体在________里聚集.。
(4)下列有关步骤Y的说法,正确的是________.。
A.应控制NaOH溶液的浓度和体积
B.将碘转化成离子进入水层
C.主要是除去海带浸取原液中的有机杂质
D.NaOH溶液可以由乙醇代替
(5)方案乙在上层溶液中加入H2SO4溶液得到I2的水溶液发生的反应方程式是________________________________________________________________________.。
(6)工业中采用方案乙从海带中提取碘,方案甲中采用蒸馏不合理,理由是______________.。
答案
(1)向分液漏斗中加入少量水,检查下口旋塞处是否漏水;将漏斗倒转过来,检查上口玻璃塞是否漏水
(2)①温度计水银球位置太低,应位于蒸馏烧瓶支管口处②烧杯加热未使用石棉网 ③冷凝管冷却水流方向反了(任选2条即可)
(3)均匀受热,易于控制温度 蒸馏烧瓶
(4)AB
(5)5NaI+NaIO3+3H2SO4===3I2+3Na2SO4+3H2O(或NaI+NaIO+H2SO4===I2+Na2SO4+H2O)
(6)主要由于碘易升华,会导致碘的损失
课时训练
1.下列叙述不正确的是( )
A.氯水能够使石蕊溶液变红后褪色,说明氯水中存在H+和漂白性物质
B.向上排空气法收集氯气可以用湿润的KI淀粉试纸是否变蓝检验是否收集满
C.氯水与氯化铁在自来水处理的过程中原理是不同的
D.实验室应用无色细口玻璃试剂瓶存放保存在煤油中的钠
答案 D
2.(20xx·××市高三上学期期末质量评估)下列说法不正确的是( )
A.液氯可存储于钢瓶中运输和使用
B.氯水呈黄绿色,说明氯水中含有Cl2
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向新制氯水中滴加少量紫色石蕊溶液,充分振荡后溶液呈红色
答案 D
3.(20xx·浙江省稽阳联谊