卤素互化物与拟卤素 练习 届高三化学一轮复习重点专题知识点+训练.docx
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卤素互化物与拟卤素练习届高三化学一轮复习重点专题知识点+训练
2021届高三化学一轮复习——卤素互化物与拟卤素专题复习
知识梳理
1.卤素互化物
由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。
如IBr、ICl、BrF3、ClF3。
卤素互化物与卤素单质的性质相似,有较强的氧化性,如能与金属、H2O、NaOH等反应:
2IBr+2Mg===MgBr2+MgI2。
注意 卤素互化物中,非金属性弱的元素显正价,如:
ICl中,I显+1价,Cl显-1价,所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应:
IBr+H2O===HBr+HIO,IBr+2NaOH===NaBr+NaIO+H2O。
2.拟卤素
有些多原子分子与卤素单质性质相似,其阴离子与卤素阴离子性质相似。
如:
氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。
解答这类题目时可用换元法,如把(SCN)2当作X2,把SCN-当作X-。
3、卤素离子的检验
(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
淡黄绿色
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
强化训练
1.溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物,跟水反应的化学方程式为IBr+H2O===HBr+HIO。
下列有关IBr的叙述中,不正确的是( )
A.IBr是双原子分子
B.在很多反应中,IBr是强氧化剂
C.和NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
D.和水反应时,IBr既是氧化剂又是还原剂
答案 D
解析 IBr中I为+1价,Br为-1价。
2个原子组成1个IBr分子,A正确;因为其化学性质与卤素相似,所以在很多反应中,IBr是强氧化剂,B正确;跟水反应的方程式IBr+H2O===HBr+HIO中,反应前后各元素的化合价均未发生变化,仍然是I为+1价,Br为-1价,故这个反应不是氧化还原反应,D错误;与碱反应的实质可看成是IBr先与水反应,生成物HBr和HIO再与碱反应,所以2NaOH+IBr===NaBr+NaIO+H2O,C正确。
2、向含SO
、Fe2+、Br-、I-各0.1mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( )
答案 C
解析 本题以氧化还原反应过程为载体,旨在考查学生对化学反应图像的识别能力。
题中四种离子与Cl2反应的先后顺序依次是SO
(消耗2.24LCl2)、I-(消耗1.12LCl2)、Fe2+(消耗1.12LCl2)、Br-(消耗1.12LCl2),因此C选项正确。
3、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。
4.已知:
2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-;2Fe3++2I-===2Fe2++I2,向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。
下列有关说法中,不正确的是( )
A.还原性:
I->Fe2+>Br-
B.原混合溶液中FeBr2的物质的量为3mol
C.当通入1molCl2时,溶液中发生的离子反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
D.原溶液中:
n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3
答案 C
解析 根据离子方程式可知还原性:
I->Fe2+>Br-,且还原性强的优先与Cl2反应,结合曲线纵横坐标含义,进行定量分析。
5通过卤素间的反应实验,可以比较出卤素单质氧化性的强弱。
实验如下:
下列说法不正确的是( )
A.CCl4起到萃取、富集I2的作用
B.a中下层变无色,说明I2转化为I-
C.Ⅲ中发生反应的离子方程式为:
Br2+2I-===I2+2Br-
D.依据a、b中现象,可以证明Cl2的氧化性比Br2强
答案 B
解析 碘单质和四氯化碳都是非极性分子,下层呈紫色,所以CCl4起到萃取、富集I2的作用,所以A选项是正确的;四氯化碳不溶于水,比水重,碘单质在四氯化碳中溶解度大于水中,四氯化碳层为紫红色,上层主要溶质是氯化钾,加氯水后,I2被氧化为碘酸根离子,能溶解在水中,而不是将I2转化为I-,故B错误;溴单质的氧化性强于碘单质,所以溴单质能将碘离子氧化成碘单质,发生了Br2+2I-===I2+2Br-,所以C选项是正确的;Ⅱ滴入氯水能将碘单质氧化成无色的碘酸根离子,而Ⅳ滴入溴水下层仍呈紫色,所以氯气的氧化性强于溴单质,故D正确。
6根据下图海水综合利用的工业流程图,判断下列说法正确的是( )
已知:
MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。
A.过程①的提纯是物理过程,过程②通过氧化还原反应可产生2种单质
B.在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C.过程⑤反应后溶液呈强酸性,生产中需解决其对设备的腐蚀问题
D.在过程④、⑥反应中每氧化0.2molBr-需消耗2.24LCl2
答案 C
解析 过程①中除去Mg2+、CO
和SO
需要用化学方法,A错误;根据已知信息可知B错误;过程⑤发生的反应为SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr,溶液呈强酸性,C正确;每氧化0.2molBr-需消耗0.1molCl2,但不一定是2.24L,只有在标准状况下才是2.24L,D错误。
7为了更深刻地认识卤素的性质,某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下探究实验,根据实验回答问题。
[实验一]氯气的制取
(1)该小组拟用下图实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并完成与金属铁的反应(夹持仪器略去,下同)。
每个虚线框表示一个单元装置,请用文字描述将下列装置的错误之处改正__________。
[实验二]探究氯化亚铁与氧气反应的产物
已知氯化亚铁的熔点为674℃,沸点为1023℃;三氯化铁在100℃左右时升华,极易水解。
在500℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生下列反应:
12FeCl2+3O2
2Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O2
2Fe2O3+4Cl2,该化学小组选用下图部分装置(装置可以重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。
(2)实验装置的合理连接顺序为:
A→________________→E。
(3)假设加热装置中的氯化亚铁完全反应,则反应后剩余固体的化学式是________________。
请设计实验方案验证你的假设____________________。
(4)简述将F中的固体配成溶液的操作方法____________________。
[实验三]卤素化合物之间反应实验条件控制探究
(5)在不同实验条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。
下面是该小组设计的一组实验数据记录表(实验控制在室温下进行):
试管标号
1
2
3
4
0.20mol·L-1KI溶液/mL
1.0
1.0
1.0
1.0
KClO3(s)/g
0.10
0.10
0.10
0.10
6.0mol·L-1H2SO4溶液/mL
0
3.0
6.0
9.0
蒸馏水/mL
9.0
6.0
3.0
0
实验现象
①该组实验的目的是____________________________。
②2号试管反应完全后,取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色,假设还原产物只有KCl,写出反应的离子方程式________________________。
答案
(1)②中试剂换为饱和氯化钠溶液,③中导管改为长进短出,④中试管口加一出气导管
(2)D→B→F→D (3)Fe2O3 取样少许加入稀盐酸使其完全溶解,再加入几滴KSCN溶液,呈现红色 (4)先把F中的固体溶解于浓盐酸中,然后加水稀释 (5)①探究其他条件相同时,酸度对反应产物的影响 ②ClO
+6I-+6H+===Cl-+3I2+3H2O
解析
(1)装置①中发生的反应为2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由于盐酸具有挥发性,制得的Cl2中混有HCl(g)和H2O(g)。
装置②中试剂用于除去HCl(g),NaOH溶液不仅吸收HCl(g)而且吸收Cl2,应将装置②中NaOH溶液改为饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液);装置③中浓H2SO4用于干燥Cl2,应将装置③中导管改为长进短出;装置④密封会造成装置中气体压强过大,装置④试管口加一出气导管。
(2)装置A中Na2O2与水反应生成NaOH和O2,装置A制得的O2中混有H2O(g);根据可能的反应原理:
12FeCl2+3O2
2Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O2
2Fe2O3+4Cl2,FeCl2与O2反应的产物可能有Fe2O3、FeCl3、Cl2,反应温度为500℃,FeCl3在100℃左右时升华且极易水解,用F装置收集FeCl3,FeCl2与O2反应的装置前和收集FeCl3的装置后都必须使用干燥装置,则实验装置的合理连接顺序为A(制备O2)→D(干燥O2)→B(实现O2与FeCl2反应)→F(用冰盐水冷却收集FeCl3)→D(防止E中水蒸气进入F中使FeCl3水解)→E(吸收尾气)。
(3)假设加热装置中的氯化亚铁完全反应,由于FeCl3100℃左右时升华,反应后剩余固体的化学式是Fe2O3。
要证明固体为Fe2O3,证明固体中含+3价Fe即可,设计的实验方案是:
取样少许加入稀盐酸使其完全溶解,再加入几滴KSCN溶液,溶液呈现血红色。
(4)装置F中用冰盐水冷却收集FeCl3,由于FeCl3极易水解,配制FeCl3溶液需要加入盐酸抑制FeCl3的水解。
F中的固体配成溶液的操作方法:
先把F中的固体溶解于浓盐酸中,然后加水稀释。
(5)①4支试管在室温下进行反应,对比各试管中所加物质,可见4支试管中KI、KClO3的浓度相同,H2SO4的浓度不同,该组实验的目的是:
探究其他条件相同时,酸度对反应产物的影响。
②2号试管反应完全后,取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色,即KI被氧化成I2,假设还原产物只有KCl,可写出反应:
ClO
+I-+H+―→Cl-+I2+H2O,反应中Cl元素的化合价由+5价降至-1价,I元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为ClO
+6I-+6H+===Cl-+3I2+3H2O。
8新制的饱和氯水中含有多种微粒,某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质,做了如下实验,请你帮助完成。
(1)氯气能使湿润的红色布条褪色,使其褪色的微粒的化学式是________。
(2)将氯水光照一段时间后,溶液颜色逐渐变浅,有关反应的化学方程式为________________、
_______________。
(3)新制的饱和氯水与碳酸钙的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。
实验一 定性研究:
Ⅰ.如图所示,在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL新制的饱和氯水,充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去。
Ⅱ.过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强。
Ⅲ.为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;
将第三份加热,观察到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2。
①反应后所得的溶液漂白性增强的原因是________________________________。
②依据上述实验可推知:
步骤Ⅱ的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外,还有__________。
实验二 定量研究:
在仪器A内,放有塑料网包住的块状碳酸钙(过量)和150mL新制的饱和氯水,按如图所示装置实验(实验前仪器B中充满了饱和NaHCO3溶液),待不再产生气泡后,将塑料网中剩余的碳酸钙提出液面,密封后再加热烧瓶中的液体,直到仪器B中的气体不再增加(不考虑HClO的分解)。
③仪器A的名称为________。
④准确读出仪器B中气体体积的实验操作步骤依次是:
a.等待仪器A冷却到室温;b.______________;c.平视与刻度线相切的液面读数。
⑤实验结束后,测得仪器B中收集到的气体体积在标准状况下为168mL,则150mL新制的饱和氯水与过量碳酸钙完全反应后,所得溶液中HClO的物质的量浓度为_______________。
(反应前后,溶液体积变化忽略不计)
答案
(1)HClO
(2)Cl2+H2OHCl+HClO 2HClO
2HCl+O2↑ (3)①CaCO3消耗氯水中的HCl,使反应Cl2+H2OHCl+HClO的化学平衡向右移动,HClO浓度增大
②Ca(HCO3)2 ③圆底烧瓶 ④上下移动仪器B至仪器B内液面与水槽中的液面相平 ⑤0.1mol·L-1
解析
(1)氯气溶于水后与水反应Cl2+H2OHCl+HClO,其中HClO具有漂白性,能使湿润的红色布条褪色,则使其褪色的微粒的化学式是HClO;
(2)将氯水光照一段时间后,溶液颜色逐渐变浅,是因为HClO不稳定,见光分解生成HCl和O2,HClO浓度降低,平衡Cl2+H2OHCl+HClO正向移动,氯气消耗,溶液颜色变浅,有关反应的化学方程式为:
Cl2+H2OHCl+HClO、2HClO
2HCl+O2↑;(3)①CaCO3消耗氯水中的HCl,使反应Cl2+H2OHCl+HClO的化学平衡向右移动,HClO浓度增大,反应产生的气体为二氧化碳(盐酸与碳酸钙反应所得),而二氧化碳溶于水呈酸性,抑制了次氯酸的电离,使溶液中存在了浓度更高的次氯酸,因此滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;②氯气与水反应Cl2+H2OHCl+HClO,因为碳酸钙是过量的,并且反应中有二氧化碳生成,因此碳酸钙和二氧化碳和水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,因此第二份与稀盐酸混合Ca(HCO3)2+2HCl===CaCl2+2CO2↑+2H2O,所以步骤Ⅱ的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外,还有Ca(HCO3)2;③仪器A的名称为圆底烧瓶;④准确读出仪器B中气体体积的实验操作步骤依次是:
a.等待仪器A冷却到室温;b.上下移动仪器B至仪器B内液面与水槽中的液面相平;c.平视与刻度线相切的液面读数;⑤实验过程中根据反应Cl2+H2OHCl+HClO、2HCl+2CaCO3===Ca(HCO3)2+CaCl2、Ca(HCO3)2+2HCl===CaCl2+2CO2↑+2H2O可知,n(HClO)=n(HCl)=2n(CO2)=2×
=0.015mol;c(HClO)=
=0.1mol·L-1。
9.某小组研究SCN-分别与Cu2+和Fe3+的反应。
实验中:
c(KSCN)=0.1mol·L-1;c[Fe2(SO4)3=0.025mol·L-1;c(CuSO4)=0.05mol·L-1。
Ⅰ.KSCN溶液与CuSO4溶液反应,实验如下。
资料:
Ⅰ.Cu2+可与SCN-反应生成CuSCN白色沉淀和(SCN)2。
Ⅱ.(SCN)2称为“拟卤素”,在水溶液中呈黄色;(SCN)2的化学性质与Cl2相似,可与水、碱等发生反应。
(1)a中CuSO4溶液显酸性的原因是____________________________________
(用离子方程式表示)。
(2)a→b中试管内溶液pH减小,可能的原因是___________________________________。
(3)b→c产生沉淀的原因是__________________________。
答案
(1)Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+
(2)生成(SCN)2与水反应所得HSCN为强酸,使溶液pH减小
(3)NaOH与(SCN)2反应,使溶液中c(SCN-)增大,与Cu2+继续反应生成少量CuSCN
解析
(1)CuSO4溶液显酸性的原因是Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+;
(2)根据题给资料,a到b试管中pH减小的可能原因是:
卤素单质能和水反应生成两种酸(氟气除外),所以SCN-生成的(SCN)2也能和水反应生成两种酸,所得HSCN为强酸,使溶液pH减小;(3)根据题给资料,b到c产生沉淀的原因是:
(SCN)2与NaOH发生反应,(SCN)2+2NaOH===NaSCN+NaSCNO+H2O,使溶液中c(SCN-)增大,与Cu2+继续反应生成少量CuSCN。
10(2019·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)用如图所示装置进行蒸馏。
指出图中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