1、第二节 富集在海水中的元素氯【高考新动向】考点梳理1.了解氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法)。【考纲全景透析】一、氯气的性质及其应用1物理性质:常温下,氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。2化学性质和用途氯气的化学性质很活泼的非金属单质。与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态)如:a.2NaCl22NaCl(产生白烟)b.CuCl2CuCl2(产生棕黄色的烟)c.2Fe3Cl22FeCl3(产生棕色的烟)注:常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所
2、以液氯通常储存在钢瓶中。与非金属反应如:H2Cl22HCl(发出苍白色火焰,有白雾生成)可用于工业制盐酸 H2Cl22HCl(会发生爆炸)不可用于工业制盐酸与水反应:溶于水的氯气部分与水反应Cl2H2OHClO与碱反应:与NaOH溶液反应与某些还原性物质反应如:a.2FeCl2Cl2 = 2FeCl3b.2KICl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)c.SO2Cl22H2O = 2HCl + H2SO4与某些有机物反应如:a.CH4Cl2 CH3Cl + HCl(取代反应)b.CH2=CH2Cl2 CH2ClCH2Cl(加成反应)二.次氯酸和次氯酸盐的性质
3、1.次氯酸(HClO)(1)弱酸性:酸性比碳酸弱。(2)不稳定性:2HClO2HCl + O2,氯水要现用现配制,保存在棕色试剂瓶中。(3)强氧化性:使有色布条褪色,用作消毒剂、漂白剂。2.漂白粉(1)主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2(2)漂白原理是:Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO,产生的HClO具有漂白性和强氧化性,由于Ca(ClO)2能与空气中的CO2、H2O反应生成HClO且HClO见光易分解,所以漂白粉应密封保存。(3)工业上常用氯气和石灰乳制取漂白粉2Cl22Ca(OH)2= CaCl2Ca(ClO)22H2O(4)溶液呈碱性,具
4、有强氧化性。(5)失效原理:来源:学科网ZXXK故漂白粉须密封保存。三、氯气的制法1.实验室制法 ,MnO2 是氧化剂,HCl是还原剂。浓盐酸表现还原性和酸性2.工业制法化学方程式为:四、卤素及其化合物的特性和用途(1)氟无正价和含氧酸、非金属性最强,F的还原性最弱。与H2反应在暗处即爆炸。2F22H2O=4HFO2。HF是弱酸,能腐蚀玻璃,保存在铝制器皿或塑料瓶中;有毒,在HX中沸点最高。(2)溴Br2是深红棕色液体,易挥发。Br2易溶于有机溶剂。盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞。(3)碘I2遇淀粉变蓝色。I2加热时易升华。I2易溶于有机溶剂。食用盐中加入KIO3可防治甲状
5、腺肿大。(4)卤化银AgF易溶于水,AgCl白色不溶于水,AgBr淡黄色不溶于水,AgI黄色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相。AgI可用于人工降雨。I2与Fe反应产生FeI2,其他卤素单质生成FeX3。五、卤素离子的检验方法1AgNO3溶液沉淀法黄色浅黄色白色2置换萃取法Br-I-3氧化淀粉法检验I蓝色【热点难点全析】一、氯水的成分及性质1成分:三种分子(H2O、Cl2、HClO)、四种离子(ClO、Cl、H、OH)。2性质: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)HC
6、lO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,现列表如下:参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释来源:学_科_网Z_X_X_KClAgNO3溶液白色沉淀ClAg=AgClHNa2CO3固体有气泡产生2HCO=CO2H2OHClO有色布条布条颜色褪去HClO具有强氧化性参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释Cl2FeCl2溶液溶液由浅绿色变为棕黄色2Fe2Cl2=2Fe32ClCl2、H2OSO2氯水颜色褪去SO2Cl22H2O=H2SO42HClHClO、H石蕊溶液先变红后褪色酸性和漂白性3新制氯水、久置氯水及液氯成分比较名称新制氯水久置氯水液
7、氯物质类别混合物混合物纯净物微粒种类Cl2、HClO、H2O、HCl、ClO、OHH2O、H、Cl、OHCl24.平衡Cl2+H2OH+Cl+HClO影响及其应用。影响因素对平衡的影响应用加入可溶性氯化物c(Cl)增大,平衡左移用排饱和食盐水的方法收集Cl2用饱和食盐水的方法除去Cl2中的杂质HCl加入浓盐酸c(Cl)和c(H)都增大,平衡左移氯酸盐和次氯酸盐与浓盐酸反应制取Cl2测漂白粉中的“有效氯”Ca(C1O)2 4HCl(浓)= CaC12 2 Cl2+3 H2O当加入CaCO3或Na2CO3c(H)减少,平衡右移制取浓度较大的HClO加入碱溶液c(HClO)和c(H)都减少,平衡右移
8、来源:学。科。网Z。X。X。K用浓碱液来吸收未反应完的Cl2,防止环境污染工业制漂白粉、漂白液光照HClO见光分解,平衡右移新制氯水须避光保存,且须现做现配,而久置的氯水就是盐酸【典例1】某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分,请根据下表回答问题。实验序号实验方法实验现象结论将氯水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中淀粉KI试纸变蓝色氯水中含有Cl2将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中氯水中含有H(1)实验得出的结论_。(2)指出实验和实验中的“实验现象”:_,_。(3)实验中“实验方法”的具体操作过程是_。(4)通过实验的“实验现象”,同学们得出两个不同的
9、结论。这两个结论可能是a._,b_。请设计简单的实验证明哪一个是正确_。【答案】(1)氯水中含有Cl(2)溶液褪色有气泡冒出(3)取一片淀粉KI试纸,置于表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取氯水,滴在试纸上(4)a.氯水中含有HClO,其漂白作用使溶液褪色b氯水中含有H,中和OH使溶液褪色向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性,若溶液不再显红色,证明红色消失是HClO的漂白作用引起的;若溶液重新显红色,证明是H的中和作用引起的二、氯气的实验室制法MnO2发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置浓盐酸饱和食盐水浓硫酸NaOH溶液实验步骤注意事项:若没有浓盐酸时,可用浓硫酸和固体食盐代替;
10、若没有MnO2时可用KMnO4代替,此时可不加热。另外KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2、PbO2等也可代替MnO2;加热温度不宜过高,否则制得的Cl2中HCl气体杂质较多。实验结束时,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。尾气吸收时不能用澄清石灰水吸收。【典例2】(2012成都模拟)某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来,同时验证氯气的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台已省略),按要求回答问题。 (1)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应,制得的Cl2的体积(标准状况下)总是小
11、于1.12 L的原因是_。(2)装置B中盛放的试剂名称为_,作用是_。装置C中盛放的试剂名称为_ ,作用是_。装置D和E中出现的现象不同说明的问题是_。装置F的作用是_。写出装置G中发生反应的离子方程式_。 (3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。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,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在_与_之间(填装置字母序号),装置中应放入_(填写试剂或用品名称)。【参考答案】(1)浓盐酸的浓度随着反应的进行会变小,MnO2与稀盐酸不反应;加热时浓盐酸因挥发而损失(2)无水硫酸
12、铜 证明有水蒸气产生无水CaCl2 除去气体中的水蒸气氯气无漂白性,次氯酸有漂白性吸收氯气 Ag+Cl-=AgCl(3)F G 湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条) 【高考零距离】1、(2012上海高考15)下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+16HCl2KCl+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:Cl2Br2I2 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7 氯
13、气与水生成了漂白性物质 D e处变红色 还原性:Fe2+Cl-【答案】. D【解析】本题通过元素化合物知识,考查考生实验能力和对实验现象的分析、推断能力。a处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2,可证明氧化性:Cl2I2、Cl2Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A项错误;C处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后褪色,则证明氯气与水生成具有漂白性物质,B项错误;d处立即褪色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH,C项错误;D处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明还原性:Fe2+Cl-,D项正确。2、(2012上海高考22)PbO2是褐色
14、固体,受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物,+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2;现将1 mol PbO2加热分解得到O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2,O2和Cl2的物质的量之比为3:2,则剩余固体的组成及物质的量比是 A1:1混合的Pb3O4、PbO B1:2混合的PbO2、Pb3O4C1:4:1混合的PbO2、Pb3O4、PbO D1:1:4混合的PbO2、Pb3O4、PbO【答案】 AD【解析】本题通过元素化合物转化考查考生计算、分析推理能力。PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物(Pb为+4、+2价),铅的氧化物的混合物再与盐酸作用时,+4价Pb还原为+2价,Cl-
15、被氧化为Cl2,此时得到溶液为PbCl2溶液,利用“电荷守恒”知1molPbO2在上述转化过程中共转移2mole-。设该过程得到O2的物质的量为3xmol,则Cl2的物质的量为2xmol,利用电荷守恒可得:3x4+2x22,解得x0.125,故知1mol PbO2在受热分解过程中产生0.375molO2,利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n(Pb):n(O)4:5,结合选项可知只有A、D项满足n(Pb):n(O)4:5,故答案为:AD。3、(2012北京高考6)下列用品的有效成分及用途对应错误的是【解题指南】解答本题时应注意熟记常见物质的俗名、性质及在生产生活中的用途。【解析】选B。小苏打的有
16、效成分为碳酸氢钠。4、(2012新课标全国卷7)下列叙述中正确的是 ( )A液溴易挥发,在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Cl2C某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-D某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+【解题指南】解答本题时应注意掌握元素单质及其化合物的为了性质和化学性质,以及常见离子的检验方法。【解析】选A。因为液溴易挥发,试剂瓶中存放时应水封,由此判断A正确;B项只要能把碘化钾氧化成碘单质的物质都能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,因此B项与题意不符;C项碘单质在四氯化碳中线紫色,加入四氯化碳,四
17、氯化碳层显紫色证明存在碘单质,C项与题意不符;D项,加入氯化钡产生不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化银或硫酸钡,原溶液中可能存在Ag+、SO42- 、SO32-,D项不符合题意。5.(2011江苏高考9)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(见图4)。下列说法正确的是A.25,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存,所以Cl2不与铁反应D.图4所示转化反应都是氧化还原反应【答案】B【解析】本题考查元素化合物知识综合内容,拓展延伸至电解饱和食盐水、电解熔融氯化钠、侯氏制碱等内容,但落点很低,仅考查
18、NaHCO3 、Na2CO3的溶解度、工业制漂白粉、干燥的Cl2贮存和基本反应类型。重基础、重生产实际应该是我们高三复习也应牢记的内容。25,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的要小;石灰乳与Cl2的反应中氯发生歧化反应,Cl2既是氧化剂,又是还原剂;常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存仅代表常温Cl2不与铁反应,加热、高温时可以反应;在侯氏制碱法中不涉及氧化还原反应。6.(2010山东卷)下列推断正确的是ASiO2 是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应BNa2O、Na2O2组成元素相同,与 CO2反应产物也相同CCO、NO、 NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在D新制氯水显酸性,向其中
19、滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色【答案】A【解析】酸性氧化物能够跟碱反应,生成盐和水的氧化物,故A正确,因为, 与反应生成, 与反应除生成外,还生成,故B错;在空气中会发生反应,故C错;因为新制氯水中含有,故滴入少量的紫色石蕊的现象是先变红,后褪色,故D错。7.(2010上海卷)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 来源:Zxxk.ComD烧杯中的溶液是为了吸收有害气体【答案】B【解析】此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。分析装置图,可知氨气和氯气接触时发生反应:4
20、NH3+6Cl2=2NH4Cl+4HCl+N2,烧瓶中出现白烟,A对;不能出现红棕色气体,B错;该反应中氨气中的氮元素化合价升高,表现还原性,C对;烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体,D对。知识归纳:对某种元素来讲,其处于最高价时,只有氧化性;处于最低价时,只有还原性;中间价态,则既有氧化性又有还原性。故此对同一种元素可以依据价态判断,一般来讲,价态越高时,其氧化性就越强;价态越低时,其还原性就越强;此题中氨气中的氮元素处于最低价,只有还原性。8、(2012四川高考26)(13分) 下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液,相互之间的转化关系如下图所示(部分产物及反应条件已略去)。已
21、知A、B为气态单质,F是地壳中含量最多的金属元素的单质;E、H、I为氧化物,E为黑色固体,I为红棕色气体;M为红褐色沉淀。请回答下列问题:(1)B中所含元素位于周期表中第 周期, 族。(2)A在B中燃烧的现象是 。(3)的反应中,被氧化与被还原的物质的物质的量比是 。(4)的离子方程式是 。(5)受热分解的化学方程式是 。【解题指南】解答本题时注意以下几点:根据物质的特殊的颜色或者是特殊的存在形式可以推测元素;来源:学&科&网Z&X&X&K在氧化还原反应中并不是所有反应物的化合价都改变。【解析】地壳中含量最多的金属为铝,红棕色的气体为二氧化氮,红褐色沉淀为氢氧化铁,点解X为点解饱和食盐水,产物
22、A在B中能燃烧,则A为氯气,B为氢气,D为氯化氢,E为二氧化锰,C为氢氧化钠,G为偏铝酸钠,J为铁盐,两者发生双水解反应,生成氢氧化铁沉淀,I为二氧化氮,则N为硝酸,Y为硝酸铁,H为氧化铁。根据元素原子的核外电子排布,可以推测元素在周期表中的位置;氢气在氯气中燃烧发出苍白色的火焰,在集气瓶口有白雾生成;(3)浓盐酸与二氧化锰反应方程式为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O氧化剂与还原剂的物质的量之比为:1:2;(4)偏铝酸根离子和三价铁离子发生双水解反应;(5)硝酸铁分解生成氧化铁、二氧化氮,化合价只有降低没有升高的元素,因此反应中必然有氧气生成。【答案】(1)三 A(各1
23、分,共2分)(2)产生苍白色火焰(2分)(3)2:1(3分)(4)3AlO2- +Fe3+ + 6H2O3Al(OH)3+Fe(OH)3(3分)(5)4Fe(NO3)32Fe2O3 +12NO2+3O2(3分)9、(2012天津高考9)(18分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70Cu、25Al、4Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:请回答下列问题: 第步Cu与酸反应的离子方程式为_;得到滤渣1的主要成分为_。 第步加H2O2的作用是_,使用H2O2的优点是_;调溶液pH的
24、目的是使_生成沉淀。 用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是_。 由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O ,探究小组设计了三种方案:上述三种方案中,_方案不可行,原因是_:从原子利用率角度考虑,_方案更合理。 探究小组用滴定法测定CuSO45H2O (Mr250)含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol LL1 EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu2+ + H2Y2 CuY2 + 2H+ 写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式 _ ;下列操作会导致CuSO45H2O含量
25、的测定结果偏高的是_。a未干燥锥形瓶 b滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡 c未除净可与EDTA反应的干扰离子【解题指南】解答本题时按照以下流程:【解析】加热条件下铜、铝、铁均与混合酸反应,而铂和金都不与混酸反应,因此滤渣是铂与金;(2)固体物质加酸溶液后得到的溶液中铁元素的化合价可能为+2价也可能为+3价,二价铁离子只有在PH值为7.69.6的时候才会沉淀二价铜离子只有在PH值为4.46.4的时候才会沉淀三价铁离子只有在PH值为2.73.7的时候才会沉淀如果不先把二价铁离子氧化为三价铁离子,直接加入碱,则会造成二价铁离子与二价铜离子一起沉淀,因此要将铜离子与二价铁离子分离必须先将亚铁离子氧化呈三
26、价铁离子;(3)由硫酸铜晶体制取硫酸铜只需要将晶体加热脱水就可以;滤渣2中含有氢氧化铁和氢氧化铝,制备硫酸铝晶体必须将铁元素分离出来,甲操作没有分离铁元素,所得的固体中一定含有硫酸铁,乙操作比丙操作少用了氢氧化钠试剂,同时还增加了产品的量。所有有关滴定的计算以及误差分析都可以用关系式法,从公式出发去分析。【答案】(18分) Cu + 4H+ + 2NOCu2+ + 2NO2+ 2H2O 或3Cu + 8H+ + 2NO3Cu2+ + 2NO+ 4H2O Au、Pt 将Fe2+氧化为Fe3+ 不引入杂质,对环境无污染 Fe3+、Al3+ 加热脱水 甲 所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质 乙
27、 100% c10.(2011浙高考26)食盐中含有一定量的镁、铁等杂质,加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知:氧化性:Fe3I2;还原性:I;3I26OH5I3H2O;KII2KI3(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验:取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2、Fe3),用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将所得溶液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色;第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,用CCl4萃取,下层溶液显紫红色;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色。加KSCN溶液显红色,该红色物质是_(用化学式
28、表示);CCl4中显紫红色的物质是_(用电子式表示)。第二份试液中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为_、_。(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,由于空气中氧气的作用,容易引起碘的损失。写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式:_。将I2溶于KI溶液,在低温条件下,可制得KI3H2O。该物质作为食盐加碘剂是否合适?_(填“是”或“否”),并说明理由_。(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性,可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是_。ANa2S2O3BAlCl3CNa2CO3DNaNO2(4)对含Fe2较多的食盐(假设不含Fe3),可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案,检
29、验该加碘盐中的Fe2:_。【答案】(1)Fe(SCN)3 IO35I6H=3I23H2O 2Fe32I=2Fe2I2(2)O24I2H2O=2I24KOH否 KI3在受热(或潮湿)条件下产生I2和KI,KI被氧气氧化,I2易升华。(3)AC(4)取足量该加碘盐溶于蒸馏水中,用盐酸酸化,滴加适量氧化剂(如:氯水、过氧化氢等),再滴加KSCN溶于,若显血红色,则该加碘盐中存在Fe2+。【解析】(1)Fe3与SCN的配合产物有多种,如、等;I2的CCl4溶液显紫红色。应用信息:“氧化性:Fe3I2”,说明和Fe3均能氧化I生成I2。(2)KI被潮湿空气氧化,不能写成IO2H,要联系金属吸氧腐蚀,产物
30、I2KOH似乎不合理(会反应),应考虑缓慢反应,微量产物I2会升华和KOH与空气中CO2反应。KI3H2O作加碘剂问题,比较难分析,因为KI3很陌生。从题中:“低温条件下可制得”或生活中并无这一使用实例来去确定。再根据信息:“KII2KI3”解析其不稳定性。(3)根据信息“还原性:I”可判断A;C比较难分析,应考虑食盐潮解主要是Mg2、Fe3引起,加Na2CO3能使之转化为难溶物;D中NaNO2能氧化I。(4)实验方案简答要注意规范性,“如取加入现象结论”,本实验I对Fe2的检验有干扰,用过量氯水又可能氧化SCN,当然实际操作能判断,不过对程度好的同学来说,用普鲁士蓝沉淀法确定性强。11.(2
31、010广东理综卷)(16分) 某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH = _(2)反应Cl2+Na2SO3+2 NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为_(3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl、OH和SO请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的CO2的影响)提出合理假设 假设1:只存在SO32-;假设2:既不存在SO32-也不存在ClO;假设3:_设计实验方案,进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结
32、论。限选实验试剂:3moLL-1H2SO4、1moLL-1NaOH、0.01molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 moLL-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中步骤2:步骤3:【答案】(1) Na2SO3+H2O(2) Na2SO3(3) SO32-、ClO-都存在实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 moLL-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中来源:学科网ZXXK步骤2:在A试管中滴加紫色石蕊试液若先变红后退色,证明有ClO-,否则无步骤3:在B试
33、管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液若紫红色退去,证明有SO32-,否则无【解析】(1) NaOH过量,故生成的是正盐:SO2+2NaOH =Na2SO3+H2O。(2)S元素的价态从+4+6,失去电子做表现还原性,故还原剂为Na2SO3。(3)很明显,假设3两种离子都存在。加入硫酸的试管,若存在SO32-、ClO-,分别生成了H2SO3和HClO;在A试管中滴加紫色石蕊试液,若先变红后退色,证明有ClO-,否则无;在B试管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液,若紫红色退去,证明有SO32-,否则无。【考点提升训练】一、选择题1(2012豫南九校联考)将氯水分别滴入下列各选项所述的溶
34、液中,由实验现象得出的结论完全正确的是()选项氯水滴入下列溶液中实验现象结论A滴有KSCN的FeCl2溶液变红Cl2具有还原性B滴有酚酞的NaOH溶液褪色Cl2具有酸性C紫色石蕊溶液先变红后褪色Cl2具有漂白性DKI淀粉溶液变蓝色Cl2具有氧化性2(2012北京重点中学联考)用氯气消毒的自来水配制下列溶液时,会使配得的溶液变质的是()NaOHAgNO3Na2CO3NaBrFeCl2A只有 B只有C只有 D全部3.(2012淄博模拟)下列对氯及其化合物的说法正确的是( )A.过量的铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁 B.用pH试纸测得氯水的pH=4C.溴化钠溶液中加入少量新制氯水振荡,再加入少量四氯化
35、碳振荡,静置后,上层颜色变浅,下层颜色变橙红色D.由Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO可推出Ca(ClO)2+SO2+H2O=CaSO3+2HClO4.氯气的水溶液称“氯水”,氯水中含有多种分子和离子,因此氯水有多重性质,下列有关新制氯水的说法中不正确的是 A新制氯水呈黄绿色,且有刺激性气味,说明氯水中含有Cl2B新制氯水滴在pH试纸上,试纸先变红色后褪色,说明氯水中含有Cl2C新制氯水中加入AgNO3溶液,有白色沉淀,说明氯水中含有Cl-D新制氯水滴到Na2CO3 溶液中,有气体产生,说明氯水中含有H+ 5(2012南京模拟)某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列
36、说法正确的是()A图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗B图中:量筒中发生了加成反应C图中:生成蓝色的烟D图中:湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有Cl2生成6.(2012哈尔滨模拟)有一瓶无色气体可能含有CO2、HBr、NO2、HCl、SO2中的一种或几种。将此气体通入足量稀氯水中,恰好完全反应,得无色透明溶液,把此溶液分成两份,分别加入盐酸酸化了的BaCl2溶液和硝酸酸化了的AgNO3溶液,均出现白色沉淀,以下结论正确的是( )A不能确定原气体中是否含有SO2B原气体中肯定有HClC原气体中肯定没有CO2D原气体中肯定没有HBr、NO27.能正确表示下列反应
37、的离子方程式是( )A.少量Cl2通入KI溶液中:Cl2+2I- = 2C1-+I2B.将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2+H2O = 2H+Cl-+ClO-C.漂白粉溶液在空气中失效:ClO-+CO2+H2O = HClO+HCO3-D.淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝:2I-+O2+2H2O = I2+4OH-8.氯气溶于水达到平衡后,若其他条件不变,只改变某一条件,下列叙述正确的是( )A.再通入少量氯气,c(H+)/c(ClO-)减小B.通入少量SO2,溶液漂白性增强C.加入少量固体NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)D.加入少量固体NaOH,溶液的pH会略微增大9.经氯气
38、消毒的自来水,若用于配制以下溶液:NaOH AgNO3 Na2CO3 FeSO4KI Na2S Na2SO3会使配制的溶液变质的是( )A全部 BC D11.(2012北京朝阳区模拟)向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。有关说法不正确的是( )A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 mol/LC.当通入Cl2 2 mol时,溶液中已发生的离子反应可表示为:2Fe2+2I-+2Cl2=2Fe3+I2+4Cl-D.原溶液中n(Fe2+)n(I-)n(Br-)=21312.某学生做如下实验:第一步,在淀粉KI
39、溶液中滴入少量NaClO溶液,并加入少量稀硫酸,溶液立即变蓝;第二步,在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失。下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不正确的是( )A第一步反应的离子方程式为:ClO2I2H=I2ClH2OB淀粉KI溶液变蓝是因为I被氧化为I2,I2遇淀粉变蓝色C蓝色逐渐消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性D微粒的氧化性由强到弱的顺序是:ClOI2SO42-12.某溶液中含有NH、SO、SiO、Br、CO、Na,向该溶液中通入过量的Cl2,下列判断正确的是()反应前后,溶液中离子浓度基本保持不变的有NH、Na有胶状物质生成有气体产生溶液颜色发生变化共发
40、生了2个氧化还原反应A BC D13下列说法不正确的是 A欲提高氯水中HClO的浓度可往氯水加适量的碳酸钙粉末B形成酸雨的氧化物主要是SO2和氮的氧化物,CO2是造成温室效应的主要气体 C氯气泄漏,自救方法是用湿毛巾或蘸有纯碱水的毛巾捂住口鼻并向地势低的地方撤离D大气中的N2可转化为NO,NO可转化为NO2、硝酸等;含硫物质在自然界中可转化为SO2等含硫化合物二、非选择题14.用如图所示装置可以完成一系列实验(图中夹持装置已略去)。用装置A由浓硫酸和浓盐酸混合制取HCl气体,装置B中的三处棉花依次做了如下处理:包有某固体物质,蘸有KI溶液,蘸有石蕊溶液请回答下列问题:(1)仪器P的名称是_;(
41、2)处包有的某固体物质可能是 (填序号)_;a.MnO2 b.KMnO4 c.KCl d.Cu反应开始后,观察到处有棕黄色物质产生,写出处发生反应的离子方程式_;(3)在实验过程中,在处能观察到_;(4)甲同学为了验证剩余气体的主要成分,在C中设计了如图装置,D中装有铜丝网,装置E的试管中不加任何试剂,装置F的烧杯中加入适量的AgNO3溶液实验过程中,装置D的作用是_;装置F中的现象是_;乙同学认为甲同学的实验有缺陷,为了确保实验的可靠性,乙同学提出在_和_(填装置字母)之间加装如图所示装置。你认为如图广口瓶中可加入足量_(填字母代号),此试剂的作用是_。A.淀粉碘化钾溶液 B.四氯化碳溶液C
42、.湿润的有色布条 D.饱和食盐水15.(2012南宁模拟)氯气是氯碱工业的主要产品之一,它是一种常用的消毒剂,其消毒原理是与水反应生成了次氯酸:Cl2+H2OHCl+HClO K=4.510-4。次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌(不直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解,且毒性较大)。但是,由于氯气贮运不方便,且具有一定的危险性,目前正逐渐被其他性能优越的消毒产品所替代。请回答:(1)氯碱工业生产氯气的化学方程式为_。 (2)84消毒液(主要成分为NaClO)与氯气相比具有贮运方便等优点,用氯气与烧碱溶液反应制备84消毒液的离子方程式为_。(3)二氧化氯是一种高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂
43、。我 国科学家研发了用氯气氧化亚氯酸钠(NaClO2)固体制备二氧化氯的方法,其化学方程式为_。(4)一位同学设计了一套用浓盐酸和KMnO4固体制取少量氯气并比较氯气与碘单质的氧化性强弱的微型装置(如图)。下列溶液能吸收Cl2的是_(填字母序号)。A.饱和食盐水B.饱和Na2SO3溶液C.饱和NaOH溶液D.浓硫酸能说明Cl2的氧化性强于I2的实验现象是_。来源:学#科#网16.(17分)(2012烟台模拟)二氧化锰与浓盐酸混合加热得到氯气,如图是制取并探究Cl2化学性质的装置图。(1)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为_。(2)若要得到干燥纯净的气体,B、C中应分别盛放的试剂为_、_。(3)E
44、中若装有FeCl2溶液,反应的离子方程式为_,E中若装有淀粉碘化钾溶液,能观察到的实验现象是_。(4)实验中发现:浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气,稀盐酸与MnO2混合加热不生成氯气。针对上述现象某化学兴趣小组对“影响氯气生成的原因”进行了讨论,并设计了以下实验方案:a.稀盐酸滴入MnO2中,然后通入HCl气体加热b.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入NaCl固体加热c.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入浓硫酸加热d.MnO2与NaCl的浓溶液混合加热e.浓硫酸与NaCl固体、MnO2固体共热实验b的目的是_,实验c的目的是_。实验现象:a、c、e有黄绿色气体生成,b、d没有黄绿色气体生成。由此得出影
45、响氯气生成的原因是_。17(2012深圳调研)已知SnCl4极易水解,熔点33 ,沸点114.1 ;锡的熔点232 ,沸点2 260 。下图是实验室制备SnCl4的装置示意图:请回答下列问题:(1)仪器b的名称:_;说出仪器a在中学实验中的两种用途:_、_。(2)写出装置A中反应的离子方程式:_。(3)装置B、C中的药品分别为_、_;装置F的作用是_。来源:Zxxk.Com(4)实验制得的SnCl4中因溶解了Cl2而略显黄色。提纯SnCl4的方法是_。【答案及解析】一、选择题1. 解析:A项体现Cl2的氧化性;B项是Cl2与NaOH反应,为氧化还原反应,结论不正确;C项Cl2与水反应生成HCl
46、和HClO,HCl的酸性使石蕊变红,HClO的强氧化性使溶液褪色;D项Cl22I=2ClI2,I2遇淀粉变蓝色。答案:D2. 解析:氯气消毒的自来水相当于极稀的氯水,其中的Cl2能够与NaOH、NaBr、FeCl2反应,HCl能够与AgNO3和Na2CO3反应。答案:D3. 【解析】选C。Cl2与变价金属反应生成高价金属氯化物,其产物与氯气和金属的相对量无关,A错误;氯水中含有漂白作用的HClO,不能用pH试纸测定氯水的pH,B错误;2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2,Br2易溶于CCl4而被萃取,故上层颜色变浅,下层颜色变橙红色,C正确;HClO有强氧化性,能将CaSO3氧化为CaSO4
47、,D错误。4. 【答案】B5. 解析:A项浓盐酸变稀后,反应不再发生,故浓盐酸不可能全部被消耗;B项发生取代反应;C项生成棕黄色的烟;D项Cl2能使湿润的有色布条褪色,滴入H2SO4溶液后发生反应ClClO2H=Cl2H2O。答案:D6. 【解析】选D。无色气体中一定不含有NO2;气体与氯水反应后得无色透明溶液,气体中一定不含HBr;加入盐酸酸化了的BaCl2溶液和硝酸酸化了的AgNO3溶液,均出现白色沉淀,说明溶液中含有和Cl-,证明气体中一定含SO2,SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,则原气体中不一定含有HCl;没有现象证明CO2是否存在,A、B、C错误,D正确。7. 【答案
48、】选A。【解析】A项中的Cl2氧化性强于I2,该反应能发生,且符合质量守恒和电荷守恒,A项正确;B项中的HClO是弱酸,不能拆成离子形式;空气中CO2含量较少,应该生成CaCO3,C错误;空气中的氧气可以将I-氧化为I2,淀粉遇I2变蓝,但该离子方程式未配平,D错误。8. 【解析】选D。Cl2与水发生反应:Cl2+H2O H+Cl-+HClO,反应达平衡后,再通入Cl2, 不发生变化;通入SO2发生反应:Cl2+SO2+2H2O = 2HCl+H2SO4。故溶液漂白性降低,往氯水中加入少量NaOH固体,溶液pH会增大,且溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+c(Cl-)
49、+c(ClO-)。9. 【答案】选A。【解析】自来水中的氯气可与NaOH反应,可把FeSO4 、KI 、Na2S 、Na2SO3氧化;H+可与Na2CO3反应,Cl-可与AgNO3反应。来源:Zxxk.Com10. 【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)Fe2+、I-、Br-的还原性有强弱,反应分先后。(2)书写离子方程式时要注意把握住量的关系。【解析】选B。还原性强弱顺序为:I-Fe2+Br-,所以Cl2最先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后氧化Br-。图中AB线段表示I-的变化情况,氧化I-需氯气1 mol,则I-为2 mol;BC线段表示Fe3+的变化情况,氧化Fe2+需氯气2 mol,
50、则Fe2+为4 mol;DE线段表示Br-的变化情况,氧化Br-需氯气3 mol,则Br-为6 mol。当通入Cl2 2 mol时,氧化的I-和Fe2+均为2 mol,所以C中的离子方程式是正确的。因不知溶液的体积,则B错误。【方法技巧】图像题的解题方法(1)首先要明确纵、横坐标的含义。来源:学#科#网(2)其次要注意曲线的变化趋势。(3)关注曲线的起点、转折点的纵、横坐标数值及其意义。11. 【解析】选C。由题意知,在淀粉KI溶液中滴入少量NaClO 溶液,并加入少量稀硫酸后,发生反应:ClO2I2H = I2ClH2O,从而使淀粉KI溶液变蓝,再滴加足量的Na2SO3溶液,发生反应SO32
51、-+I2+H2O = SO42-+2H+2I-,蓝色逐渐消失,由此可以得出微粒的氧化性由强到弱的顺序是:ClOI2SO42-。12. 【答案】A【解析】 该溶液中通入过量的Cl2与水发生反应生成HCl和HClO,SO被HClO氧化成SO,SiO与H反应生成H4SiO4胶状物,Br被HClO氧化成Br2,溶液变成褐色,CO与H反应生成CO2气体,由此得出选项A正确。13. 【答案】C二、非选择题14.【答案】(1)分液漏斗(2)b Cl2+2I- = I2+2Cl-(3)先变红后褪色(4)验证HCl气体中含有Cl2(或验证HCl气体中含有Cl2和除去HCl气体中的Cl2)有白色沉淀产生E F B
52、 除尽HCl气体中的Cl2【解析】(1)仪器P的名称为分液漏斗。(2)处有棕黄色物质产生,说明有单质I2生成,说明HCl经过处后被氧化生成Cl2,处包有的固体物质可能是KMnO4,处反应的离子方程式为Cl2+2I- = I2+2Cl-。(3)Cl2通过蘸有石蕊溶液的棉花时,会使石蕊溶液先变红后褪色。(4)甲同学实验的原理如下:用铜丝网证明剩余气体中含有Cl2(若铜网颜色变化,可以证明含有Cl2);根据Cl2易液化的性质用冰水将Cl2冷凝从而除去;再根据剩余气体与硝酸银溶液的反应情况验证是否存在HCl气体。但由于用冷凝法不易将Cl2除尽,所以该实验有缺陷。最好在验证完Cl2的存在后,将气体通过四
53、氯化碳溶液,利用Cl2在四氯化碳溶液中的溶解度较大而除去。15. 【解析】(1)氯碱工业中采用电解饱和食盐水的方法生产氯气,化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2。(2)用氯气与烧碱溶液反应制备84消毒液的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。(3)用氯气氧化亚氯酸钠(NaClO2)固体制备二氧化氯反应的化学方程式为Cl2+2NaClO2=2ClO2+2NaCl。(4)饱和Na2SO3溶液以及饱和NaOH溶液都能与Cl2反应,可以用来吸收Cl2。若湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明I-被Cl2氧化为I2,说明Cl2氧化性强于I2。答案:(1)2NaCl+2H2
54、O 2NaOH+Cl2+H2(2)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O(3)Cl2+2NaClO2 =2ClO2+2NaCl(4)B、C 湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝16. 【解析】(1)MnO2与浓盐酸反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O。(2)用该方法制得的氯气中含有HCl和水蒸气,分别用饱和食盐水和浓硫酸除去。(3)氯气与FeCl2溶液反应的离子方程式是:2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-。氯气将KI氧化为单质碘,单质碘使淀粉变蓝色。(4)对比a、b、c、d、e五个实验方案可以看出,五个实验中都有MnO2和Cl-,只有a、c、e中有较大浓度的H+,
55、这三个实验产生了Cl2,b、d中有较大浓度的Cl-,但无H+,没有产生Cl2,说明影响氯气生成的原因是H+浓度的大小。实验b的目的是探究c(Cl-)对反应的影响,实验c的目的是探究c(H+)对反应的影响。答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O(2)饱和食盐水 浓硫酸(3)2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- 溶液变蓝(4)探究c(Cl-)对反应的影响 探究c(H+)对反应的影响 c(H+)的大小17. 解析:(3)因为SnCl4极易水解,所以制取SnCl4需要干燥纯净的氯气,需要除去氯气中的HCl和水蒸气,装置B除HCl,装置C除水蒸气。(4)依据SnCl4熔、沸点,可知在常温常压下是液体,除去液体中的杂质可根据沸点不同进行蒸馏。答案:(1)蒸馏烧瓶添加液体萃取分液(2)MnO24H2ClMn22H2OCl2(3)饱和食盐水浓硫酸吸收未反应完全的氯气、防止空气中的水蒸气进入装置E内使SnCl4水解(4)加热蒸馏