氯气 卤素导学案学生版.docx
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氯气卤素导学案学生版
氯气 卤素
【课前自测】
1.(各地模拟试题汇集)判断下列说法是否正确,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)氯气具有强还原性,可用于自来水的消毒杀菌( )
(2)氯气的性质很活泼,它与氢气混合后立即发生爆炸( )
(3)1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA( )
(4)0.1molCl2全部溶于水后转移电子的数目为0.1NA( )
(5)氯水中通入SO2溶液后,溶液的酸性减弱( )
(6)84消毒液的有效成分是NaClO( )
(7)除去Cl2中的HCl,可将气体通入饱和食盐水中( )
(8)制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体( )
(9)从海水中提取溴的过程涉及氧化还原反应( )
2.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
3.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH,下列用来解释事实的离子方程式不合理的是(已知:
饱和NaClO溶液的pH约为11)
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:
Cl2+2OH-
Cl-+ClO-+H2O
B.该消毒液的pH约为12:
ClO-+H2O
HClO+OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生Cl2:
2H++Cl-+ClO-
Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:
CH3COOH+ClO-
HClO+CH3COO-
4.(2015·河南洛阳统考)用下列装置制备并检验Cl2的性质。
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
下列说法正确的是( )
A.图Ⅰ中:
如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗完B.图Ⅱ中:
生成蓝色的烟
C.图Ⅲ中:
量筒中发生了加成反应
D.图Ⅳ中:
湿润的有色布条能褪色,将浓硫酸溶液滴入烧杯中至溶液显酸性,结果有Cl2生成
考点1 氯气的性质及应用
氯气的性质:
(1)通常情况下,氯气是 、有 气味、密度比空气 的 毒气体, 液化, 溶于水。
(2)氯气是一种活泼的非金属单质和强氧化剂。
①跟金属反应(变价金属均氧化至 价)
2Na+Cl2
(现象:
)
Cu+Cl2
(现象:
)
2Fe+3Cl2
(现象:
)
②跟非金属反应:
H2+Cl2
现象—
③跟水反应
化学方程式:
离子方程式:
HClO是一元弱酸,Ca(ClO)2+CO2+H2O
。
说明HClO的酸性比H2CO3 。
HClO不稳定,见光分解的化学方程式为 。
氯水保存方法:
。
④跟碱反应
Cl2+2NaOH
(用于氯气的尾气处理)
工业制漂白粉的化学方程式为 ,漂白粉的有效成分为 。
⑤与还原性化合物反应
Cl2+2FeCl2
。
(除FeCl3中FeCl2杂质)
Cl2+H2S
。
Cl2+2KI
(氯气的检验)
Cl2+Na2SO3+H2O
Cl2+2NaBr
。
Cl2+SO2+2H2O
。
微课12 Ca(OH)2和Cl2反应的图像分析及计算
已知Ca(OH)2和Cl2反应的氧化产物与温度有关,在一定量的石灰乳中通入足量的氯气,二者恰好完全反应。
生成Cl-、ClO-、Cl
三种含氯元素的离子,其中ClO-、Cl
两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如右图所示。
(1)t1时,开始有Cl
生成的原因是 。
(2)t2时,Ca(OH)2和Cl2发生反应的总的化学方程式为 。
(3)该石灰乳中Ca(OH)2的物质的量是 mol。
(4)若反应物的量不变,在某温度下恰好完全反应时,氧化产物比值
=a,则n(Cl-)= (用含a的代数式表示)mol。
分析:
问题1 t1时,开始有Cl
生成的原因
Ca(OH)2和Cl2反应的氧化产物与温度有关
问题2 t2时,Ca(OH)2和Cl2发生反应的
总的化学方程式
问题3 石灰乳中Ca(OH)2的物质的量——
问题4 求n(Cl-)用含a的代数式来表示
与问题3相似综合运用得失电子守恒、电荷守恒
【例题1】 下列变化过程不能直接实现的是( )①HCl ②Cl2 ③Ca(ClO)2 ④HClO ⑤CO2
A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
【题组训练】
1.下列关于Cl2性质的说法正确的是( )
A.密度比空气小B.是无色无味的气体
C.能使干燥的有色布条褪色D.可与NaOH溶液反应
2.下列关于氯水的叙述不正确的是( )
A.新制的氯水中含有3种分子、4种离子
B.新制的氯水呈黄绿色是因为在溶液中溶有氯气分子
C.与久置氯水不同,在新制氯水中加入硝酸银溶液后无白色沉淀
D.氯水久置后,会使溶液酸性增强
3.把氯气通入紫色石蕊试液中,出现的现象应是( )
A.溶液变红色B.溶液变蓝色C.溶液不变红D.溶液先变红后褪色
4.检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采用的方法是( )
A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥的有色布条
C.将气体通入硝酸银溶液D.用湿润的淀粉-碘化钾试纸
5.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述不正确的是( )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成CuCl2B.固体FeCl3与过量Fe粉加热能生成FeCl2
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
【例题2】 向某含有S
、Si
、C
、Br-、Na+的溶液中缓慢通入Cl2直至过量,下列对该反应过程的判断不正确的是( )
A.整个过程共发生2个氧化还原反应B.所有阴离子的浓度都发生了变化
C.溶液的颜色发生了变化D.反应过程中既有气体产生也有沉淀产生
【变式】1 向含S2-、Fe2+、Br-、I-各0.1mol的溶液中通入Cl2,通入Cl2的体积(标准状况)和溶液中相关离子的物质的量关系图正确的是( )
A B
【例题3】 工业上用Cl2和碱制漂白粉、漂粉精及漂白液。
请回答下列问题:
(1)工业上将氯气制成漂粉精的主要目的是 ,漂粉精的主要成分是 。
(2)下列物质露置在空气中会变质,在变质过程中既有非氧化还原反应发生,又有氧化还原反应发生的是 (填字母)。
A.生石灰 B.漂白粉 C.NaOH D.Na2SO3
(3)写出下列两个化学方程式,并注明反应类型。
漂白粉+醋酸:
,属 反应。
漂白粉+浓盐酸:
,属 反应。
(4)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 (填序号)。
①HCl②O2③CO2④H2O(g)
考点2 氯气的实验室制备
氯气的实验室制备
(1)制取原理:
。
(2)除杂、收集、尾气处理:
制备的Cl2通常含有 和 杂质,一般将气体先通过饱和食盐水,再通过浓硫酸,以获得纯净干燥的氯气。
氯气的收集方法是 (或 );检验是否集满的方法是 。
尾气处理:
用NaOH溶液吸收。
【例题4】 下图是某学生设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图,请回答下列问题:
(1)指出上述图中的各处错误:
① 。
② 。
③ 。
④ 。
(2)在改过后的装置中,下列物质的作用分别是
①饱和食盐水:
。
②浓硫酸:
。
③NaOH溶液:
。
【变式】2 某中学化学兴趣小组想制取饱和氯水,并进行氯水的性质实验。
他们使用下图装置制取较多量的饱和氯水,请回答下列问题:
(1)写出仪器的名称:
A ,B 。
(2)写出丙、丁装置中发生反应的离子方程式。
丙:
。
丁:
。
(3)有同学提出如下改进建议。
①在乙和丙之间增加上图中的a装置,你认为有无必要 (填“有”或“无”)。
②在丙的长导管下口处,接上图中的b装置,可以提高氯气的吸收效果,原因是 。
(4)用制得的氯水分别进行下列实验。
①滴入碳酸钠溶液中,有气体生成,说明氯水中发生反应的粒子是 。
②滴入AgNO3溶液中,发生反应的离子方程式是 。
【例题5】 氯元素(Cl)是最重要的“成盐元素”,主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。
食盐不仅是人体必需的物质,而且是重要的化工原料,从海水中提取氯并应用于工农业生产中的图示如下:
(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S
等杂质、精制后可得饱和NaCl溶液。
精制时通常在溶液中依次加入的试剂及操作正确的是 (填字母)。
A.过量BaCl2
过量NaOH
过量Na2CO3
过滤
HCl
B.过量NaOH
过量Na2CO3
过量BaCl2
过滤
HCl
C.过量BaCl2
过量Na2CO3
过量NaOH
过滤
HCl
D.过量NaOH
过量BaCl2
过量Na2CO3
HCl
过滤
写出加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式:
。
(2)工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱和氢气、氯气。
右图是电解饱和食盐水装置的一部分,请将装置补充完整,并标出阴、阳极和通电时溶液中离子移动的方向。
阴极反应式为 ;反应类型为 (填“氧化反应”或“还原反应”),电池总反应式为 。
(3)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热可制取Cl2。
①下列收集Cl2的装置正确的是 (填字母)。
A BC D
②检验是否有氯气生成可采用的方法是 (填字母)。
A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥的有色布条C.用湿润的淀粉-碘化钾试纸
③将制得的Cl2与Ca(OH)2充分反应,可制得漂粉精,写出反应的化学方程式:
。
④如右图所示,往漂粉精溶液中持续通入SO2的过程中,可观察到的现象有(至少写出两点) 。
考点3 卤素单质及其化合物的类比
1.相似性和递变性
(1)卤素由于其结构(核电荷数、最外层电子数、原子半径等)的递变性,而导致了其性质的递变性。
卤族元素的递变规律:
自上而下,随核电荷数增加,①单质氧化性依次 ;②其氢化物稳定性依次 ;③氢化物的水溶液酸性依次 ;④氢化物及卤离子的还原性依次 等。
(2)卤素间的置换反应(写出离子方程式)
Cl2与NaBr溶液:
。
Cl2与KI溶液:
。
Br2与KI溶液:
。
说明氧化性:
Cl2 Br2 I2。
2.特殊性
(1)氟是 的非金属,单质的氧化性 ,氟离子(F-)很难被氧化。
氟元素在化合物中的化合价只有 价, 正价。
常温下氟气与水剧烈反应且 其他卤素(产物不同,原理不同), 从其他卤化物的水溶液中置换出其他卤素(先与水发生置换反应),能与稀有气体反应(常见的产物均为白色)。
(2)溴在常温下为 色液体(唯一液态非金属单质),极易挥发产生红棕色且有毒的溴蒸气。
实验室通常将溴密闭保存在 处,且在试剂瓶中加 进行液封,不能用 。
(3)碘是 色固体,具有金属光泽,易升华(常用于 )、易吸潮(在水催化下遇铁易反应,故盛碘的瓶子不能用铁盖),使淀粉变 色(常用来检验碘的存在)。
碘的氧化性较其他卤素弱,与变价金属铁反应生成 而不是 。
(4)氢氟酸为 酸,有剧毒, 腐蚀玻璃,实验室中常用 容器保存。
AgF易溶于水,无感光性,其他卤化银难溶于水,具有感光性。
3.卤素的检验
(1)氯气具有强氧化性,可使湿润的KI-淀粉试纸呈现 色,该性质可用于检验氯气的存在。
(2)利用碘单质能与淀粉溶液呈现 色的性质可检验碘单质的存在。
(3)用AgNO3试剂检验:
未知液
生成
AgCl、AgBr、AgI都不溶于稀硝酸,且颜色逐渐加深。
(4)也可以用卤素单质间的置换反应和有机溶剂萃取的方法来检验卤素单质。
卤素离子的检验方法
未知液
有机层呈
微课13 溴、碘的提取流程
(1)提溴:
Cl2+2KBr
Br2+2KCl
(2)提碘:
Cl2+2KI
I2+2KCl
【例题6】 下列叙述正确的是( )
A.液溴易挥发,存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.能使润湿的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液中加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液中一定含有Ag+
【例题7】 查阅资料知:
Br2的沸点为58.78℃,密度为3.119g·cm-3,微溶于水,有毒。
Ⅰ.常温下,单质溴通常是液态,保存时通常在盛溴的试剂瓶中加入少量水。
工业生产中,海水提溴常用空气吹出法。
其生产流程如下:
某化学实验小组模拟该法设计了如右图实验装置(夹持装置略去)从浓缩的海水中提取溴。
实验步骤如下:
①关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2至反应结束;
②关闭活塞a、c,打开活塞b、d,向A中鼓入足量热空气;
③关闭活塞b,打开活塞a,再通过A向B中通入足量Cl2;
④将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
(1)当观察到A中液面上方出现 (填实验现象)即可判断步骤①中反应已经结束。
(2)X试剂可以是 (填字母),尾气处理选用 (填字母)。
a.H2O b.饱和食盐水c.氢氧化钠溶液 d.饱和Na2SO3溶液
(3)B中X试剂发生反应的离子方程式为 。
(4)蒸馏时应该选择 (填仪器序号),操作中应控制的关键实验条件为 。
Ⅱ.该实验小组利用制得的单质溴研究H2与Br2生成HBr的反应,实验装置如下:
(5)E装置可用来检验反应产物HBr,则D装置的作用是 。
若要检验E中收集的HBr,图示装置检验HBr时还不够完善,请结合原有实验装置予以改进:
。
氯碱工业——电解饱和食盐水
原理:
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑在阳极处获得Cl2,在阴极处获得H2和NaOH。
【随堂检测】
1.(全国各地高考试题汇集)判断下列说法是否正确,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)(2015·海南卷)稀盐酸可除去烧瓶内残留的MnO2( )
(2)(2015·海南卷)漂白粉漂白织物,利用了物质的氧化性( )
(3)(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( )
(4)(2012·新课标Ⅱ卷)能使润湿的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质不一定是Cl2
2.下列有关新制氯水的实验现象的描述错误的是( )
A.新制氯水使碘化钾试纸呈蓝色
B.向NaHCO3固体中加入新制氯水,有无色气体产生
C.向FeCl2溶液中滴加新制氯水,再滴加KSCN溶液,呈血红色
D.在新制氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成
3.实验室制Cl2的反应为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,下列说法错误的是( )
A.实验的尾气(氯气)用氢氧化钠吸收
B.每生成1molCl2,被氧化的HCl为2mol
C.向烧瓶中加入12mol·L-1盐酸500mL,制得的Cl2体积等于33.6L(标准状况下)
D.用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl杂质
4.用下图所示的装置分别进行如下实验,各组物质反应后,溶液的导电性增大的是( )
A.向亚硫酸钠溶液中通入氯气:
Na2SO3+Cl2+H2O
Na2SO4+2HCl
B.向硝酸银溶液中通入少量氯化氢:
AgNO3+HCl
AgCl↓+HNO3
C.向硫化氢饱和溶液中通入少量氧气:
2H2S+O2
2H2O+2S↓
D.向NaOH溶液中通入少量氯气:
2NaOH+Cl2
NaCl+NaClO+H2O
【课后检测】
一、单项选择题
1.(2015·福州模拟)下列各个反应可以应用于工业生产的是( )
A.钠在氯气中燃烧,生产食盐B.二氧化锰和浓盐酸共热,制取氯气
C.氯气与消石灰反应,生产漂白粉D.氢气和氯气混合见光爆炸制氯化氢,再生产盐酸
2.下列几种物质的保存方法不妥的是( )
A.漂白粉可以在敞口容器中长期存放B.氯水保存在棕色瓶里并放在冷暗处
C.液氯保存在绿色的干燥钢瓶中D.溴水盛放在有玻璃塞的细口瓶中
3.在实验室中制取纯净、干燥的氯气,常使生成的氯气通过两个洗气瓶,第一个洗气瓶中盛有( )
A.浓硫酸B.烧碱溶液C.饱和食盐水D.石灰水
4.下列关于漂白粉的说法正确的是( )
A.工业上用氯气与澄清石灰水反应可制得漂白粉
B.漂白粉固体中加入浓盐酸可生成氯气,加入稀盐酸不反应
C.用pH试纸测试可知漂白粉混合溶液呈碱性
D.漂白粉在空气中会变质,并且有氧化还原反应发生
5.下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中,H+、N
、S
、Br-可以大量共存
B.该溶液中,Ag+、K+、N
、CH3CHO可以大量共存
C.向该溶液中滴入少量FeSO4溶液,反应的离子方程式:
2Fe2++ClO-+2H+
Cl-+2Fe3++H2O
D.向该溶液中加入浓盐酸,每产生1molCl2,转移电子数约为6.02×1023个
6.如图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KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:
2KMnO4+16HCl
2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
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:
Cl2>Br2>I2
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:
Fe2+>Cl-
7.(2015·新课标Ⅱ卷)海水开发利用的部分过程如下图所示。
下列说法错误的是( )
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
8.人体缺碘会导致甲状腺肿大,我国实行“食盐加碘”预防碘缺乏症。
下列说法正确的是( )
A.加碘盐中的碘可直接用AgNO3溶液检验
B.使用加碘盐勿长时间加热,因为KIO3加热易升华
C.加碘盐中添加KIO3而不是KI,原因是在空气中前者比后者稳定
D.I
+5I-+6H+
3I2+3H2O中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶1
9.氰(CN)2、硫氰(SCN)2等称为拟卤素,与卤素单质性质相似,它们的阴离子也与卤素阴离子性质相似。
例如:
2Fe+3(SCN)2
2Fe(SCN)3、Ag++CN-
AgCN↓(白),拟卤素形成的无氧酸和含氧酸一般比氢卤酸和次卤酸弱,又知阴离子的还原性强弱为Cl-下列反应正确的是( )
A.(CN)2+2Cl-
2CN-+Cl2B.(CN)2+H2O
2H++CN-+CNO-
C.(CN)2+2OH-
CN-+CNO-+H2OD.(SCN)2+2CN-
2SCN-+(CN)2
二、非选择题
10.判断下列说法是否正确,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)氯化铵、次氯酸都属于强电解质( )
(2)将SO2和Cl2同时通入BaCl2溶液中,产生白色沉淀( )
(3)漂白粉在空气中久置变质是因为其中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3( )
(4)实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气用氢氧化钙溶液吸收( )
(5)检验HCl气体中是否混有Cl2的方法是将气体通入硝酸银溶液( )
(6)ClO2具有强氧化性,可用于自来水的消毒杀菌( )
(7)将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振荡,静置。
可观察到下层液体呈紫色,可以证明Br2的氧化性强于I2( )
(8)用湿润的碘化钾-淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2( )
11.海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)请列举海水淡化的两种方法:
、 。
(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、 、 或H2、 。
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为 。
(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为 ;由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是 。
12.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
利用下图所示的实验装置进行实验。
(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实验的记录如下表(实验在室温下进行)。
试管编号
1
2
3
4
0.20mol·L-1KI/mL
1.0
1.0
1.0
1.0
KClO3(s)/