1、第13讲富集在海水中的元素课时集训测控导航表知识点基础能力挑战氯及其化合物的性质和应用1,2,35,711氯气的实验室制法及性质探究410卤素单质的制取、性质及卤素离子的检验96综合应用8121.(2018江西赣州四校协作体期中)下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又可由金属和盐酸反应制得的是(D)A.CuCl2B.FeCl2C.FeCl3D.AlCl3解析:A项,铜不能与盐酸直接反应,错误;B项,氯气直接与铁反应生成氯化铁,不能得到氯化亚铁,错误;C项,铁直接和盐酸反应只能生成氯化亚铁,不能得到氯化铁,错误;D项,氯气和铝反应将铝氧化成三价,并且铝足够活泼,能与盐酸反应生成氯化铝,正
2、确。2.(2019山东滨州高三检测)在氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论正确的是(B)A.加入有色布条,一会有色布条褪色,说明溶液中有Cl2存在B.溶液呈黄绿色,具有刺激性气味,说明有Cl2分子存在C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在解析:向氯水中加入有色布条,一会有色布条褪色,说明溶液中有HClO存在,故A错误;氯气是黄绿色有刺激性气味的气体,氯水呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在,故B正确;盐酸中含有氯离子,向氯水中加入盐酸后再加入硝酸银溶液
3、一定会生成氯化银白色沉淀,但不能说明氯水中含有氯离子,故C错误;Cl2+H2OHCl+HClO是可逆反应,向氯水中加入氢氧化钠溶液,盐酸和次氯酸均可与NaOH反应,不能证明含有HClO,故D错误。3.(2018辽宁师范大学附属中学期中)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是(A)A.碳酸钙粉末B.稀硫酸C.氯化钙溶液D.二氧化硫水溶液解析:氯水中存在反应:Cl2+H2OH+Cl-+HClO,若要增强溶液漂白能力,则需使溶液中HClO浓度增大。A项,加入碳酸钙粉末,发生反应:2H+CaCO3Ca2+H2O+CO2,使上述可逆反应平衡向右移动, c(HClO)增大,故可以;B项,加入
4、稀硫酸,溶液中 c(H+)增大,上述可逆反应平衡向左移动,c(HClO)减小,故不可以;C项,加入氯化钙溶液,溶液中c(Cl-)增大,上述可逆反应平衡向左移动,c(HClO)减小,故不可以;D项,加入二氧化硫水溶液,二氧化硫具有还原性,能被氯气氧化且生成H2SO4,电离出大量H+,使上述可逆反应平衡向左移动,c(HClO)减小,故不可以。4.(2018江西南昌模拟)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。(1)制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸,则相关反应的化学方程式为 。(2)装置B中饱和食盐水的作用是 ;同时装置B也是安全瓶,监测实验进行时装置C是否发生堵塞,请
5、写出发生堵塞时装置B中的现象: 。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此装置C中、处依次放入 (填字母)。abcd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碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙湿润的有色 布条湿润的有色 布条干燥的有色布条干燥的有色布条(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D装置中缓缓通入一定量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为 色,说明氯的非金属性强于溴。(5)打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡后静置。观察到的现象是 。解析:(1)根据氧化还原反应的规律,次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水,反应的化学方程式为 Ca(Cl
6、O)2+4HCl(浓)CaCl2+ 2Cl2+2H2O。(2)浓盐酸易挥发,反应制取的氯气中含有HCl,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;若装置C发生堵塞,装置B中的压强会增大,长颈漏斗中液面上升,形成水柱。(3)验证氯气是否具有漂白性,要对比验证干燥氯气和湿润氯气有无漂白性,因此处应为湿润的有色布条,处应为干燥剂,处应为干燥的有色布条,U形管中应用固体干燥剂。(4)当向装置D中缓缓通入少量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为棕黄色,发生反应:Cl2+2NaBr2NaCl+Br2。(5)打开活塞,将装置D中含Br2的少量溶液加入装置E中,发生反应:Br2+2KI2KBr+I2,碘单质
7、溶于苯呈紫红色,振荡后静置,观察到的现象是装置E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色。答案:(1)Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2+2H2O(2)除去Cl2中的HCl长颈漏斗中液面上升,形成水柱(3)d(4)棕黄(5)装置E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色5.(2018天津高三检测)在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是(C)A.再通入少量氯气,减小B.通入少量SO2,溶液漂白性增强C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱解析:饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项错误;SO2+ Cl2+2H2
8、O2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH+Cl-+HClO的平衡左移,HClO的浓度减小,漂白性减弱,B项错误;加入少量的碳酸钠粉末,消耗H+,使上述平衡正向移动,HClO的浓度增大,C项正确;光照过程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D项错误。6.(2018山东济南第一中学期中)反应、分别是从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应,下列说法正确的是(D)2NaI+MnO2+3H2SO42NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2;2NaIO3+5NaHSO32Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2A.两个反应中NaHSO4均为氧化产物B.碘元素在反应中被还原
9、,在反应中被氧化C.氧化性:MnO2SII2D.反应、中生成等量的I2时转移电子数比为15解析:分别对反应进行分析,反应为,反应为。A项,反应中S元素的化合价没有变化,错误;B项,碘元素在反应中化合价升高被氧化,在反应中化合价降低被还原,错误;C项,根据同一氧化还原反应中,氧化性:氧化剂氧化产物,由反应得出氧化性:MnO2I2,由反应得出氧化性: IS,错误;D项,反应中生成1 mol I2转移2 mol电子,反应中生成1 mol I2转移 10 mol电子,则反应中生成等量I2,转移电子数之比为15,正确。7.(2018甘肃兰州第一中学期中)常温下,将Cl2缓慢通入100 mL水中至饱和,然
10、后向所得饱和氯水中逐滴加入0.1 mol/L NaOH溶液,整个过程中溶液pH的变化如图所示。下列有关叙述正确的是(C)A.溶液中c(HClO)的大小关系:处大于处B.可依据处数据计算所溶解的n(Cl2)C.曲线段有离子反应:HClO+OH-ClO-+H2OD.处表示氯水与氢氧化钠溶液恰好反应完全解析:点之前Cl2与H2O反应生成HCl和HClO,点时氯气的溶解达到饱和,即氯气与水反应生成的次氯酸最多,所以溶液中c(HClO)的大小关系:处小于处,故A错误;点处Cl2溶于水达到饱和,由处的pH可求出氢离子的浓度,但氯气溶于水并不是全部与水反应,所以无法计算所溶解的n(Cl2),故B错误;由题图
11、看出处pH=7,此时溶液中溶质为NaCl、NaClO、HClO,所以段有化学反应:HClO+NaOH NaClO+H2O发生,其离子方程式为HClO+OH-H2O+ClO-,故C正确;Cl2与NaOH恰好完全反应时产物为NaCl、NaClO,溶液显碱性,pH不等于7,故D错误。8.(2018河北衡水检测)已知BrCl能发生下列反应:nBrCl+2M MCln+MBrn(M为+n价的金属元素),BrCl+H2OHCl+HBrO,以下推论不正确的是(D)A.BrCl具有和卤素单质相似的化学性质B.BrCl和M反应时,BrCl只作氧化剂C.BrCl和NaOH溶液反应生成NaCl、NaBrO两种盐D.
12、将BrCl跟FeSO4溶液反应,溶液会变成无色解析:依据题目所给两个反应,可以推出“BrCl具有和卤素单质相似的化学性质”与金属单质反应得到盐、与H2O反应得到HCl和HBrO。但反应方程式相似的背后,卤素互化物BrCl又与卤素单质有区别BrCl中Br呈+1价、Cl呈-1价,所以当BrCl与金属M反应时, BrCl只作氧化剂。BrCl跟硫酸亚铁溶液反应时,会将二价铁离子氧化为三价铁离子,故溶液会变为棕黄色,D不正确。9.(2018北京石景山区一模)从某含Br-废水中提取Br2的过程包括:过滤、氧化、萃取(需选择合适萃取剂)及蒸馏等步骤。已知:物质Br2CCl4正十二烷密度/(gcm-3)3.1
13、191.5950.753沸点/58.7676.8215217下列说法不正确的是(C)A.甲装置中Br-发生的反应为2Br-+Cl2Br2+2Cl-B.甲装置中NaOH溶液每吸收0.1 mol Cl2,转移 0.1 mol e-C.用乙装置进行萃取,溶解Br2的有机层在下层D.用丙装置进行蒸馏,先收集到的是Br2解析:氯气的氧化性大于溴,所以2Br-+Cl2Br2+2Cl-,A正确;1 mol Cl2与足量的碱液反应转移1 mol电子,甲装置中NaOH溶液每吸收0.1 mol Cl2,转移 0.1 mol e-,B正确;用正十二烷进行萃取溴,由于正十二烷密度小于水,所以溶解Br2的有机层在上层,
14、C不正确;无论正十二烷还是CCl4的沸点均大于溴的沸点,所以用丙装置进行蒸馏,先收集到的是Br2,D正确。10.某小组在实验室使用软锰矿(主要成分为MnO2)和浓盐酸通过加热制备氯气,并对氯气的性质进行探究。(1)写出实验室制氯气的化学方程式: 。欲制取并收集一瓶干燥的氯气,则“制取收集”的实验装置连接顺序为cd ijk。(2)装置C中饱和食盐水的作用是 。(3)该小组同学对氯气性质进行如下探究:实验步骤实验结论将氯气通入NaCl溶液中,再加入1 mL CCl4振荡,静置,观察四氯化碳层颜色氧化性从强到弱的顺序:氯、溴、碘将氯气通入KBr溶液中,再加入1 mL CCl4振荡,静置,观察四氯化碳
15、层颜色将氯气通入KI溶液中,再加入1 mL CCl4振荡,静置,观察四氧化碳层颜色该小组的实验设计缺陷是 ,改进的办法是 。(4)常温下,高锰酸钾固体和浓盐酸反应也可制得氯气,该反应的离子方程式为 。(5)某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液,经测定ClO-与Cl的浓度之比为13,则Cl2与NaOH溶液反应时被还原的氯元素与被氧化的氯元素的质量之比为 。解析:(3)该实验能证明氯气的氧化性大于溴、碘,但不能证明溴的氧化性大于碘,要想探究卤素单质的氧化性强弱还需要补充一个实验:KI溶液+溴水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色。
16、(5)Cl2生成ClO-与Cl是被氧化的过程,化合价分别由0价升高为+1价和+5价,ClO-与Cl的物质的量浓度之比为13,则可设ClO-为 1 mol,Cl为 3 mol,被氧化的Cl共为4 mol,失去电子的总物质的量为1 mol(1-0)+3 mol(5-0)=16 mol,氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等,Cl2生成NaCl是被还原的过程,化合价由0价降低为-1价,则得到电子的物质的量也应为16 mol,则被还原的Cl的物质的量为16 mol,所以被还原的Cl和被氧化的Cl的物质的量之比为16 mol4 mol=41。答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl
17、2+2H2Obgh(2)除去Cl2中的HCl杂质(3)不能证明溴的氧化性强于碘再做一组实验,步骤为:KI溶液中,加入溴水,再加入1 mL CCl4振荡,静置,观察CCl4层颜色(4)2Mn+16H+10Cl-2Mn2+5Cl2+8H2O(5)4111.(2018河北衡水中学二调)已知:将Cl2通入适量KOH溶液中,产物中可能含有KCl、KClO、KClO3,且的值与温度高低有关。当n(KOH)=a mol时,下列说法不正确的是(B)A.参加反应的氯气的物质的量等于a molB.改变温度,产物中KClO3的最大理论产量为a molC.改变温度,反应中转移电子的物质的量n(e-)的范围为a mol
18、n(e-)a molD.若某温度下,反应后=11,则溶液中=解析:根据原子守恒n(KOH)=a mol=n(K)=n(Cl)=2n(Cl2),则n(Cl2)=a mol,A正确;改变温度,产物中KClO3的最大理论产量即无KClO生成,发生如下反应:3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O,则KClO3的物质的量为a mol,B不正确;当全部生成KCl、KClO时发生的反应为Cl2+2KOH KCl+KClO+H2O,则 n(e-)=a mol,同理,当全部生成KCl、KClO3时发生的反应为3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O,则 n(e-)=a mol,综上可得改变温度
19、,反应中转移电子的物质的量n(e-)的范围:a moln(e-)a mol,C正确;若反应后=11,令KCl、KClO分别为 11 mol、1 mol,据得失电子守恒可得KClO3为2 mol,则溶液中=,D正确。12.(2018辽宁沈阳东北育才学校模拟)卤族元素在化学中有着极为广泛的应用。.由于氟的特殊化学性质,它和其他卤素在单质及化合物的制备与性质上存在较明显的差异。(1)化学家研究发现,SbF5能与MnF62-反应得到MnF4,SbF5转化成稳定离子SbF6-的盐。而MnF4很不稳定,受热易分解为MnF3和F2。根据以上研究写出以K2MnF6和SbF5为原料,在423 K的温度下制备F2
20、的化学方程式: 。(2)现代工业以电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和氟化氢(HF)混合物制备氟单质,电解制氟装置如图所示。电解制氟时,要用镍铜合金隔板将两种气体产物严格分开的原因是。(3)HF的水溶液是氢氟酸,能用于蚀刻玻璃,其化学反应方程式为。.实验室常用高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气。将0.08 mol KMnO4固体加热一段时间后,收集到 a mol O2;向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸,又收集到b mol Cl2,此时Mn元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中。(1)请根据上述描述写出K2MnO4与浓盐酸反应制氯气的离子反应方程式: 。(2)通过上述文字中提供的数据计算出a+b的范
21、围为。.ClO2可替代Cl2作为自来水消毒剂。常用“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。则ClO2的有效氯含量为 。(计算结果保留两位小数)解析:.(1)根据题意可知化学方程式为K2MnF6+2SbF52KSbF6+ MnF4,2MnF42MnF3+F2,MnF4不稳定,则在423 K下制备F2的化学方程式为2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+F2。(2)氢气与氟气能发生剧烈反应,发生爆炸,所以电解制氟时,要用镍铜合金隔板将两种气体产物严格分开。(3)玻璃的主要成分为SiO2,SiO2与HF反应的化学方程式
22、为SiO2+ 4HFSiF4+2H2O。.(1)KMnO4受热分解生成K2MnO4、MnO2和O2,根据题意K2MnO4与浓盐酸反应产生Cl2,K2MnO4被还原成Mn2+,反应可写成:Mn+Cl-+H+Mn2+ Cl2+H2O,Mn元素的化合价由+6价降至+2价,Cl元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒配平方程式,Mn+4Cl-+H+Mn2+ 2Cl2+H2O,结合原子守恒和电荷守恒,写出离子方程式为Mn+8H+ 4Cl-Mn2+2Cl2+4H2O。(2)在整个过程中KMnO4中所有Mn元素的化合价都由+7价降为+2价,分解过程中的氧化产物为O2,与浓盐酸反应的氧化产物为Cl2,根
23、据得失电子守恒,0.08 mol5=4n(O2)+2n(Cl2),4a+2b=0.4。若KMnO4没有分解,a=0,b=0.2,a+b=0.2;若KMnO4完全分解,根据方程式:2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2,a取最大值0.04,则b=0.12,a+b=0.16,则a+b的取值范围为0.16a+b0.2。.由ClO2Cl-可知,1 g ClO2得到电子物质的量为5,根据“有效氯含量”的定义,2=5,解得:m(Cl2)=2.63 g,则ClO2的有效氯含量为2.63。答案:.(1)2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+F2(2)氟气和氢气能发生剧烈反应,引发爆炸(3)SiO2+4HFSiF4+2H2O.(1)Mn+8H+4Cl-Mn2+2Cl2+4H2O(2)0.16a+b0.2.2.63
