2019-2020年高考化學一輪復習 專題5 非金屬及其化合物 第一單元 氯、溴、碘及其化合物學案 蘇教版.doc

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2019-2020年高考化學一輪復習 專題5 非金屬及其化合物 第一單元 氯、溴、碘及其化合物學案 蘇教版 [考試標準] 知識條目 必考要求 加試要求 1.氯氣的工業(yè)制法 a b 2.實驗室制取氯氣的反應原理及其裝置 a b 3.氯氣的凈化、收集和檢驗，尾氣的處理 b b 4.氯氣的物理性質及用途 a a 5.氯氣的化學性質(跟某些金屬、H2、H2O、堿的反應)，HClO的漂白作用 c c 6.溴、碘單質的物理性質 a a 7.氯、溴、碘單質間的置換反應 b b 8.海水中提取溴、碘 b 9.檢驗Br－、I－的常用方法 b 考點一　氯及其化合物的性質和應用 1．氯氣的物理性質 顏色 狀態(tài) 氣味 密度 毒性 溶解性 黃綠色 氣體 刺激性 比空氣大 有毒 1體積水溶解 約2體積Cl2 注意　實驗室里聞有毒氣體及未知氣體氣味的方法是用手在瓶口輕輕扇動，僅使極少量氣體飄進鼻孔。(如圖所示) 2．從氯的原子結構認識氯氣的化學性質——氧化性 (1)與金屬反應：與變價金屬反應生成高價金屬氯化物。 ①與鐵反應：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ②與銅反應：Cu＋Cl2CuCl2。 (2)與非金屬反應 與H2反應：H2＋Cl22HCl。 (3)與還原性無機化合物反應 ①與碘化鉀溶液反應：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 ②與SO2水溶液反應：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 ③與FeCl2溶液反應：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。 3．從化合價的角度認識Cl2的化學性質——歧化反應 氯氣與水或堿反應，氯的化合價既有升高又有降低，因而氯氣既表現氧化性又表現還原性。 (1)與水反應 氯氣與水反應的化學方程式：Cl2＋H2OHCl＋HClO。 (2)與堿反應(完成下列化學方程式) ①與燒堿反應：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。 4．從平衡的角度理解氯水的成分 氯水中存在三個平衡關系： (1)Cl2＋H2OHCl＋HClO (2)HClOH＋＋ClO－ (3)H2OH＋＋OH－ 根據可逆反應的特點，即可得出氯水中存在的各種微粒。 ①三種分子H2O、Cl2、HClO； ②四種離子H＋、Cl－、ClO－和OH－。 5．次氯酸和次氯酸鹽的性質 (1)次氯酸 次氯酸見光分解的化學方程式： 2HClO2HCl＋O2↑。 (2)Ca(ClO)2的主要化學性質 ①Ca(ClO)2的穩(wěn)定性比HClO強。 ②水解顯堿性，其水解離子方程式：ClO－＋H2OHClO＋OH－。 ③與酸反應生成HClO，作為漂白或消毒劑的原理可用化學方程式表示為Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。 題組一　識記氯氣的性質與用途 1．若遇氯氣泄露時，通?？蛇x用的防御辦法是(　　) ①人躲到低洼的地方去　②人躲到較高的地方去?、鄱囡嫸?jié){和牛奶?、苡谜从蟹试硭?呈弱堿性)的軟布蒙面 A．①④ B．②③ C．②④ D．②③④ 答案　C 解析　Cl2比空氣密度大，故人應躲到較高的地方去。肥皂水呈弱堿性，可以吸收有毒的Cl2，使其轉化成無毒的Cl－。 2．下列現象不屬于H2在Cl2中燃燒現象的是(　　) A．蒼白色火焰 B．瓶口有白霧 C．集氣瓶內氣體顏色變淺 D．爆炸 答案　D 3．下列選項與氯氣的用途無關的是(　　) A．殺菌消毒 B．制漂白粉 C．制取鹽酸 D．海水提鹽 答案　D 解析　海水提鹽是從海水中提取NaCl、CaCl2、MgCl2等鹽，利用這些鹽可制取Cl2，并非是Cl2的用途。 4．下列有關氯氣的敘述中正確的是(　　) A．Cl2是無色無味的氣體 B．自來水用液氯消毒，利用的是氯氣的毒性 C．氯氣與堿的反應屬于復分解反應 D．Cl2能與變價金屬發(fā)生化合反應，且生成高價金屬氯化物 答案　D 題組二　理解氯水的成分和次氯酸的性質 5．下列敘述中能證明次氯酸是一種弱酸的是(　　) A．次氯酸不穩(wěn)定，易分解 B．次氯酸鈣能與碳酸作用生成碳酸鈣和次氯酸 C．次氯酸是一種強氧化劑 D．次氯酸能使染料和有機色素褪色 答案　B 6．飽和氯水中，不存在的分子是(　　) A．Cl2 B．HClO C．HCl D．H2O 答案　C 7．下列關于漂白粉的敘述正確的是(　　) A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2 B．漂白粉在空氣中久置后會變質 C．漂白粉是將Cl2通入石灰水中制得 D．漂白粉的主要成分是CaCl2 答案　B 解析　漂白粉是由Cl2和石灰乳反應制得，它的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，故A、C、D錯；Ca(ClO)2易和空氣中的CO2和H2O反應而失效，故B正確。 8．下列實驗現象與新制氯水中的某些成分(括號內物質)沒有關系的是(　　) A．將NaHCO3固體加入新制氯水中，有無色氣泡產生(H＋) B．新制氯水使紅色布條褪色(HCl) C．向FeCl2溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色(Cl2) D．向氯水中滴加AgNO3溶液，有白色沉淀產生(Cl－) 答案　B 解析　由于氯水中存在HCl，加入NaHCO3固體，發(fā)生反應NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，表現出酸性，即H＋的性質，A項正確；新制氯水使紅色布條褪色是次氯酸的漂白作用，B項錯誤；氯氣具有強氧化性，能把Fe2＋氧化為Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶液呈血紅色，C項正確；氯水中滴加AgNO3溶液能發(fā)生反應HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3，表現出Cl－的性質，D項正確。 題組三　從平衡移動的角度分析氯水中的變化(加試) 9．在新制飽和氯水中，若只改變某一條件，下列敘述正確的是(　　) A．再通入少量氯氣，減小 B．通入少量SO2，溶液漂白性增強 C．加入少量的碳酸鈉粉末，pH增大，溶液漂白性增強 D．光照過程中，有氣泡冒出，溶液的導電性減弱 答案　C 解析　飽和氯水不能再溶解氯氣，各成分的濃度不變，A項錯；通入少量SO2，發(fā)生反應：SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，使Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的濃度減小，漂白性減弱，B項錯；加入少量的碳酸鈉粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移動，HClO的濃度增大，C項正確；光照過程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的離子濃度增大，導電性增強，D項錯誤。 10．飽和氯水與石灰石的反應是制取較濃的HClO溶液的方法之一。某同學運用這一方法，嘗試制取HClO溶液并進行了如下定性實驗： ①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20 mL飽和氯水，充分反應，有少量氣泡產生，溶液的黃綠色褪去； ②過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現其漂白性更強； ③為了確定反應產物，將濾液分為三份，分別進行以下實驗： 第一份與石灰水混合，立即產生大量白色沉淀； 第二份與稀鹽酸混合，立刻產生大量氣泡； 第三份加熱，看到溶液變渾濁且有大量無色氣體產生。 經檢測，上述實驗中產生的無色氣體均為CO2氣體。 (1)試解釋可以在飽和氯水中加入石灰石制備HClO的原因： ____________________________ ________________________________________________________________________。 (2)寫出步驟③中第一份及第二份濾液發(fā)生反應的離子方程式： 第一份________________________________________________________________________； 第二份________________________________________________________________________。 (3)試根據所學知識推測，②的濾液中含有的溶質，除溶解的極少量氯氣外，還含有的其他溶質為__________________________________________(寫化學式)。 答案　(1)由于飽和氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入CaCO3后，2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的濃度增大 (2)Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O HCO＋H＋===CO2↑＋H2O (3)CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO 解析　飽和氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO的平衡體系，加入過量CaCO3后，2CaCO3＋2HCl===Ca(HCO3)2＋CaCl2，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使HCl濃度減小，平衡右移，Cl2濃度減小，溶液黃綠色褪去，HClO濃度增大，溶液漂白性增強。由于濾液中含有HClO、CaCl2、Ca(HCO3)2等成分，Ca(HCO3)2與Ca(OH)2反應生成 CaCO3沉淀，與HCl反應產生CO2氣體，Ca(HCO3)2受熱分解生成CaCO3沉淀和CO2氣體。 1．氯水性質的多重性 新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質，在不同的化學反應中，氯水中參與反應的微粒不同。 2．氯水中平衡移動的應用 向氯水中 加入的物質 濃度變化 平衡移 動的方向 應用 可溶性 氯化物 c(Cl－)增大 左移 ①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl ②用排飽和食鹽水法收集Cl2 鹽酸 c(H＋)和 c(Cl－)增大 左移 次氯酸鹽與濃鹽酸反應制Cl2 NaOH c(H＋)減小 右移 用NaOH溶液吸收多余Cl2 Ca(OH)2 c(H＋)減小 右移 制漂白粉 CaCO3 c(H＋)減小 右移 制高濃度的HClO溶液 光照 c(HClO)減小 右移 氯水避光保存或現用現配 考點二　氯氣的制法 1．工業(yè)制法 (1)原料：工業(yè)上通常用電解飽和食鹽水的方法制取Cl2，稱為氯堿工業(yè)。 (2)反應原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。 (3)實驗裝置及現象 實驗現象 結論 ① 把a管移近點燃的酒精燈出現爆鳴聲 a管中氣體為氫氣 ② b管中產生黃綠色的氣體 b管中氣體為氯氣 ③ 鐵棒端溶液變紅，石墨棒端溶液不變色 U形管左端溶液顯堿性 U形管右端溶液不顯堿性 (4)海水中提取氯的過程 海水→粗鹽飽和食鹽水 2．實驗室制法 實驗室通常用濃鹽酸與二氧化錳共熱制取Cl2。 題組一　氯氣的工業(yè)制法 1．設計電解食鹽水制Cl2的裝置時，不需要考慮的是(　　) A．避免H2與Cl2的接觸 B．避免Cl2與NaOH的接觸 C．避免H2與NaOH的接觸 D．避免電極本身發(fā)生反應 答案　C 2．下列關于電解飽和食鹽水過程說法正確的是(　　) A．電解飽和食鹽水的工廠可以生產鹽酸 B．與電源負極相連的電極區(qū)有NaOH生成 C．與電源負極相連的電極上有氯氣生成 D．電解飽和食鹽水的過程中Na＋的物質的量減小 答案　B 解析　電解飽和食鹽水的工廠可生產H2、Cl2、NaOH，不能生產鹽酸；與電源正極相連的電極區(qū)有Cl2產生，與負極相連的電極區(qū)產生H2和NaOH；由于Na＋不參與反應，其物質的量保持不變。 3．氯堿工業(yè)生產中，每生產1 t Cl2，理論上應得到燒堿的質量為(　　) A．1.127 t B．1 t C．2 t D．2 mol 答案　A 解析　設生成燒堿的質量為x，則 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 　　　　　　　 80　　　71 　　　　　　　 x 　　　1 t x≈1.127 t。 題組二　氯氣的實驗室制法 4．工業(yè)上電解飽和食鹽水制Cl2和實驗室用MnO2與濃鹽酸反應制Cl2，相同的原理是(　　) A．都是將負價的氯轉變?yōu)榱銉r的氯 B．都是將正價的氯轉變?yōu)榱銉r的氯 C．都是復分解反應 D．都是置換反應 答案　A 5．實驗室制取Cl2的氣體發(fā)生裝置，不需要的儀器是(　　) A．長頸漏斗 B．分液漏斗 C．圓底燒瓶 D．鐵架臺 答案　A 解析　使用分液漏斗可以控制藥品用量，不用液封只要關閉活塞就可以保證氣密性，所以通常用分液漏斗而不是長頸漏斗。 6．某化學小組用如圖所示裝置制取氯氣。下列說法正確的是(　　) A．該裝置圖中至少存在三處明顯錯誤 B．該實驗中收集氯氣的方法不正確 C．如果需要得到干燥純凈的Cl2，只需在氣體發(fā)生裝置和收集裝置之間連接一個裝有濃硫酸的洗氣瓶即可 D．含有2 mol HCl的某濃鹽酸與足量MnO2混合，在一定條件下反應，轉移1 mol電子 答案　A 解析　A項，該裝置的錯誤有：沒有用酒精燈加熱，MnO2不與濃鹽酸發(fā)生反應，從而得不到Cl2；裝置中沒有用分液漏斗而采用長頸漏斗導致氣體外逸和HCl的揮發(fā)；沒有進行尾氣處理；B項，Cl2的密度比空氣大，該收集方法正確；C項，要得到干燥純凈的Cl2，首先應將氣體通過飽和食鹽水除去HCl，再通過濃硫酸除去水蒸氣；D項，根據反應：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，鹽酸濃度變稀后便不再反應，使產生的Cl2的物質的量小于0.5 mol，轉移的電子小于1 mol。 7．實驗室用下列兩種方法制氯氣：①用含HCl 146 g的濃鹽酸與足量的MnO2反應；②用87 g MnO2與足量濃鹽酸反應。所得的氯氣(　　) A．①比②多 B．②比①多 C．一樣多 D．無法比較 答案　B 解析　146 g HCl的物質的量為4 mol,87 g MnO2的物質的量為1 mol，由方程式：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1 mol MnO2可以與4 mol HCl反應，但是應注意稀鹽酸與MnO2不反應，也就是說 1 mol MnO2與足量濃鹽酸反應生成的Cl2多。 題組三　氯氣制備與性質實驗的融合 8．某同學用下列裝置制備并檢驗Cl2的性質。 下列說法正確的是(　　) A．Ⅰ圖中：如果MnO2過量，濃鹽酸就可全部被消耗 B．Ⅱ圖中：量筒中發(fā)生了加成反應 C．Ⅲ圖中：發(fā)生的反應不是燃燒反應 D．Ⅳ圖中：濕潤的有色布條能褪色，將硫酸溶液滴入燒杯中，至溶液顯酸性，結果有Cl2生成 答案　D 解析　A項，稀鹽酸與MnO2不反應；B項，發(fā)生的為取代反應；C項，Cu在Cl2中發(fā)生了燃燒反應；D項，Cl－、ClO－在酸性條件下有Cl2生成。 9．下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應制取適量氯氣的簡易裝置。 裝置B、C、D的作用分別是 B________________________________________________________________________； C________________________________________________________________________； D________________________________________________________________________。 答案　向上排空氣收集氯氣　安全瓶作用，防止D中的液體倒吸入B中　吸收尾氣，防止氯氣擴散到空氣中污染環(huán)境 實驗室用MnO2和濃鹽酸制取Cl2時應注意以下四點 1．為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過高，以減少HCl的揮發(fā)。 2．必須用濃鹽酸加熱才可反應，稀鹽酸不反應。 3．實驗結束后，先使反應停止并排出殘留的Cl2后，再拆卸裝置，避免污染空氣。 4．尾氣吸收時，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因為溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。 考點三　溴、碘的性質及X－的檢驗 1．溴、碘單質物理性質比較 性質 Br2 I2 顏色 深紅棕色 紫黑色 狀態(tài) 液體 固體 溶解性 水中 溶解度不大 溶解度不大 有機溶劑中 易溶 易溶 特性 易揮發(fā)、有毒 　①易升華 ?、谑沟矸圩兯{ 2.氯、溴、碘單質化學性質比較 (1)與堿溶液反應，如與NaOH溶液反應的化學方程式為2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。 (2)氧化性 ①都能與金屬反應生成金屬鹵化物，如與鈉反應的化學方程式為2Na＋X2===2NaX(X＝Cl、Br、I)。 ②氯、溴、碘單質的氧化性強弱是Cl2>Br2>I2，陰離子的還原性強弱是Cl－Br2>I2 B c處先變紅，后褪色 氯氣與水生成了酸性物質 C d處立即褪色 氯氣與水生成了漂白性物質 D e處變血紅色 還原性：Fe2＋>Cl－ 答案　D 解析　選項A的實驗現象只能說明氧化性：Cl2>Br2和Cl2>I2，不能說明氧化性：Br2>I2；選項B的實驗現象還可以說明氯氣與水生成了漂白性物質；選項C中，氯氣與水生成酸性物質也可以出現對應的實驗現象；e處變血紅色是氯氣氧化Fe2＋生成Fe3＋的結果，選項D正確。 6．為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱，某小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗)。 實驗過程： Ⅰ.打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。 Ⅱ.當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾。 Ⅲ.當B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時，關閉活塞a。 Ⅳ.…… (1)A中產生黃綠色氣體，其電子式是_______________________________。 (2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現象是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是________________________。 (4)為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ的操作和現象是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)過程Ⅲ實驗的目的是__________________________。 (6)氯、溴、碘單質的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下____________________，得電子能力逐漸減弱。 答案　(1) (2)濕潤的淀粉KI試紙變藍 (3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ (4)打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D振蕩，靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色 (5)確認C的黃色溶液中無Cl2，排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾　(6)原子半徑逐漸增大 解析　A中滴加濃鹽酸后，發(fā)生反應：2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黃綠色氣體Cl2，在A、B、C中分別發(fā)生反應：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液變?yōu)辄S色，打開活塞b，C中生成的Br2在D中發(fā)生反應：Br2＋2KI===2KBr＋I2。過程Ⅲ實驗，當B中黃色溶液繼續(xù)通入過量Cl2時，溶液變?yōu)榧t棕色，以此為對照，說明C中黃色溶液無Cl2，從而排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾。 題組四　鹵素單質及離子的鑒別 7．下列敘述中正確的是(　　) A．能使?jié)櫇竦牡矸跭I試紙變成藍色的物質一定是Cl2 B．用硝酸酸化的硝酸銀溶液能一次鑒別NaCl、NaBr、KI三種失去標簽的溶液 C．某溶液加入CCl4，CCl4層顯紫色，證明原溶液中存在I－ D．某淺黃色的溴水，加入CCl4振蕩靜置后，上層顯橙紅色 答案　B 解析　還有很多氧化劑(如HNO3、O3等)能將I－氧化為I2，A錯；碘單質的CCl4溶液顯紫色，C項錯；CCl4的密度比水大，應下層顯橙紅色，D項錯。 8．鑒別NaCl、NaBr、NaI可以選用的試劑是(　　) ①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯?、芟∠跛帷gNO3溶液?、萋人⒈健、轋eCl3溶液、CCl4 A．①②④ B．②③⑥ C．②④⑤ D．④⑤⑥ 答案　C 解析?、貼aCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均變藍色；②氯水加入NaBr、NaI中后，再加CCl4萃取，下層分別為橙紅色和紫紅色，加入NaCl中不發(fā)生反應，可以鑒別；③溴水與NaCl、NaBr不反應，與NaI反應生成I2用苯萃取后，前兩種上層均為橙紅色，無法鑒別；④NaCl、NaBr、NaI與AgNO3溶液反應分別生成AgCl、AgBr、AgI沉淀，且均不溶于稀HNO3，沉淀顏色依次為白色、淡黃色、黃色；⑤與②的原理相似，只是有色層在上層；⑥FeCl3溶液只能氧化I－生成I2，不能鑒別。 9．按下列實驗過程填空： (1)a、b、c、d處應填的相應顏色分別為________。 (2)寫出上述反應的化學方程式： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 答案　(1)棕黃、橙紅、藍、紫 (2)①2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2 ②2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I2＋2KCl ③Br2＋2KI===2KBr＋I2 解析　因為發(fā)生反應①：2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2，所以，加CCl4分層后，上層是FeCl3溶液，呈棕黃色(a處)，下層是溶有溴的CCl4，呈橙紅色(b處)。在上層FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液，因Fe3＋能氧化I－，故發(fā)生反應②：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I2＋2KCl，I2使淀粉變藍(c處)。下層加入淀粉KI溶液，因發(fā)生反應③：Br2＋2KI===2KBr＋I2，雖然此反應也生成了I2，但碘從淀粉溶液中被萃取到了CCl4里，碘的CCl4溶液顯紫色(d處)。 鹵素單質性質的特殊性 1．Br2是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬單質；液溴易揮發(fā)且有毒，通常用水液封來保存。 2．I2易升華，遇淀粉變藍。 3．Br2和I2都可被某些有機溶劑(如四氯化碳、苯)萃取。 4．氟元素無正價，F2與H2O發(fā)生置換反應生成O2：2F2＋2H2O===4HF＋O2。 5．F2不能從NaX溶液中置換出X2(X代表Cl、Br、I)。 考點四　海水中提取溴、碘(加試) 1．海水提取溴 (1)流程 (2)發(fā)生反應的化學方程式 ①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl； ②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4； ③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。 2．海帶中提取碘 (1)流程 (2)發(fā)生反應的離子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。 1．海帶中含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘，某研究性學習小組設計進行了以下實驗： 請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)步驟①灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的儀器是________。(從下列儀器中選擇所需的儀器，用字母填寫在空白處) A．燒杯　B．坩堝　C．表面皿　D．泥三角　E．酒精燈　F．干燥器 (2)步驟③的實驗操作名稱是________；步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出碘和回收苯，該步驟的實驗操作名稱是________________。 (3)步驟④反應的離子方程式是____________________________________________。 (4)步驟⑤中，某學生選擇用苯來提取碘的理由是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (5)請設計一種檢驗提取碘后的水溶液中是否還含有單質碘的簡單方法： _________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)BDE (2)過濾　蒸餾 (3)2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O (4)苯與水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水中的大 (5)取少量提取碘后的水溶液于試管中，加入幾滴淀粉溶液，觀察是否出現藍色，如果變藍，說明還有單質碘，否則沒有 2．氫溴酸在醫(yī)藥和石化工業(yè)上有廣泛用途。模擬工業(yè)制備氫溴酸的流程如圖所示： 回答下列問題： (1)混合①中發(fā)生反應的離子方程式為______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)混合②中加入試劑a是________________________。 (3)加入Na2SO3的目的是除去過量的Br2，但要防止過量，原因是___________________(請用離子方程式表示)。 (4)工業(yè)氫溴酸常帶有淡淡的黃色，可能的原因是①含Fe3＋，②含Br2，③含Fe3＋和Br2。只用下列一種試劑就能分析產生淡黃色的原因，該試劑是________(填字母)。 a．KMnO4溶液 b．NaOH溶液 c．KSCN溶液 d．淀粉KI溶液 e．CCl4 答案　(1)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO (2)BaCl2溶液 (3)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O　(4)e 解析　(1)Br2具有強氧化性，在溶液中將SO2氧化為H2SO4，自身被還原為HBr，反應的離子方程式為SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO。 (2)由流程圖可知，混合②后過濾生成硫酸鋇，濾液蒸餾產生NaCl溶液，故鋇離子、氯離子應是加入試劑a引入的，故試劑a為BaCl2溶液。 (3)Na2SO3過量，能與HBr反應生成二氧化硫、溴化鈉、水，反應離子方程式為SO＋2H＋===SO2↑＋H2O。 (4)CCl4與溶液混合后分層，有機層在下層，水層在上層，若有機層無色，水層為黃色，則為①含Fe3＋所致；若有機層為橙色，水層為無色，則為②含Br2所致；若有機層為橙色、水層為黃色，則為③含Fe3＋和Br2所致，故選e。 海水中物質提取的思路 1．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)因漂白粉在空氣中不穩(wěn)定，故可用于漂白紙張(　　)(xx江蘇，4C) (2)將少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振蕩，靜置，可觀察到下層液體呈紫色，證明Br2的氧化性強于I2(　　)(xx四川理綜，4C) (3)制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體(　　)(xx天津理綜，2B) (4)碘是人體必需微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物(　　)(xx新課標全國卷Ⅰ，7C) (5)次氯酸鈉溶液可用于環(huán)境的消毒殺菌(　　)(xx四川理綜，1D) (6)實驗室從海帶提取單質碘的方法是：取樣→灼燒→溶解→過濾→萃取(　　)(xx浙江理綜，8A) (7)從海水中提取物質都必須通過化學反應才能實現(　　)(xx福建理綜，6B) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4)　(5)√　(6) (7) 2．(xx江蘇，13)在探究新制飽和氯水成分的實驗中，下列根據實驗現象得出的結論不正確的是(　　) A．氯水的顏色呈淺黃綠色，說明氯水中含有Cl2 B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉淀，說明氯水中含有Cl－ C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產生，說明氯水中含有H＋ D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明氯水中含有HClO 答案　D 解析　A項，Cl2的顏色為黃綠色，正因為氯水中溶解了黃綠色的Cl2，才使得氯水顯示了淺黃綠色，正確；B項，Cl－與Ag＋結合生成AgCl白色沉淀，正確；C項，Cl2與水反應生成HCl和HClO，H＋與NaHCO3反應生成CO2氣體，正確；D項，氯水中的Cl2也能將Fe2＋氧化為Fe3＋，錯誤。 3．(xx北京理綜，11)某消毒液的主要成分為NaClO，還含有一定量的NaOH。下列用來解釋事實的方程式中，不合理的是(已知：飽和NaClO溶液的pH約為11)(　　) A．該消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制備： Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O B．該消毒液的pH約為12： ClO－＋H2OHClO＋OH－ C．該消毒液與潔廁靈(主要成分為HCl)混用，產生有毒Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O D．該消毒液加白醋生成HClO，可增強漂白作用： CH3COOH＋ClO－===HClO＋CH3COO－ 答案　B 解析　A項，NaClO的制備為Cl2與NaOH溶液反應：Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O，正確；B項，NaClO飽和溶液的pH為11，該消毒液中溶液的pH為12，是由于消毒液中還含有少量的NaOH，故pH增大是由于NaOH電離所致，錯誤；C項，該消毒液與潔廁靈混用會發(fā)生氧化還原反應：2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O，正確；D項，因為醋酸的酸性比次氯酸的酸性強，CH3COOH＋ClO－===CH3COO－＋HClO，HClO濃度增大，漂白性增強，正確。 4．(xx福建理綜，25)某化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關探究實驗。 實驗一　制取氯酸鉀和氯水 利用下圖所示的實驗裝置進行實驗。 (1)制取實驗結束后，取出B中試管冷卻結晶、過濾、洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若對調B和C裝置的位置，________(填“能”或 “不能”)提高B中氯酸鉀的產率。 實驗二　氯酸鉀與碘化鉀反應的探究 (3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產物的影響，其中系列a實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進行)： 試管編號 1 2 3 4 0.20 molL－1 KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 molL－1 H2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸餾水/mL 9.0 6.0 3.0 0 實驗現象 ①系列a實驗的實驗目的是_______________________________________________。 ②設計1號試管實驗的作用是________________________________________________。 ③若2號試管實驗現象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色；假設氧化產物唯一，還原產物為KCl，則此反應的離子方程式為______________________________。 實驗三　測定飽和氯水中氯元素的總量 (4)該小組設計的實驗方案：使用下圖裝置，加熱15.0 mL 飽和氯水試樣，測定產生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是____________________________________________。 (不考慮實驗裝置及操作失誤導致不可行的原因) (5)根據下列資料，為該小組設計一個可行的實驗方案(不必描述操作過程的細節(jié))：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 資料：i.次氯酸會破壞酸堿指示劑； ii.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2、FeCl2等物質還原成Cl－。 答案　(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可) (2)能 (3)①研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響 ②硫酸濃度為0的對照實驗?、跜lO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O (4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案無法測定試樣含氯總量(或其他合理答案) (5)量取一定量的試樣，加入足量的H2O2溶液，待反應完全加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀質量(或其他合理答案) 解析　(1)制取實驗結束后，由取出B中試管進行的操作(冷卻結晶、過濾、洗滌)，可知該實驗操作過程中需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管。(2)Cl2與熱的KOH溶液反應生成KClO3、KCl和H2O，與冷的KOH溶液反應生成KClO、KCl和H2O。因此，若將裝置B、C的位置對調，可以除去Cl2中的雜質氣體HCl，故能提高B中KClO3的產率。(3)①根據表格中的數據可知：KI、KClO3的物質的量及濃度不變，改變的是硫酸溶液的體積和水的多少，二者的總體積相等，由此可見系列a實驗的目的是研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響；②設計1號試管實驗的作用是作對照實驗，比較影響結果。③根據2號試管實驗現象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色，證明生成了I2；若氧化產物唯一，還原產物為KCl，根據氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒及元素原子守恒可知該反應的離子方程式為ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O。(4)該小組設計的實驗方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HClO分解生成HCl和O2等，無法測定試樣含氯總量。(5)由于HClO具有強氧化性會破壞酸堿指示劑，因此實驗設計時不能用酸堿指示劑，可以利用氯水的強氧化性，向該溶液中加入足量的H2O2溶液，H2O2把氯元素完全還原為Cl－，H2O2被氧化成O2，然后加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的AgNO3溶液，過濾、洗滌生成的AgCl沉淀，干燥后稱量沉淀質量，結合氯原子守恒即可確定其中含有的氯元素的質量。 練出高分 1．下列關于電解NaCl水溶液的說法不正確的是(　　) A．電解產物為Cl2和Na B．電解過程中能產生黃綠色氣體 C．電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈紅色 D．用排水集氣法可以收集到較純凈的氫氣 答案　A 解析　電解NaCl水溶液的反應式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，反應過程中陽極產生了黃綠色的氣體，陰極生成了難溶于水的無色氣體(H2)，可用排水法收集；陰極生成NaOH使溶液呈現堿性，能使酚酞變紅。A項錯誤，電解熔融的NaCl(無水時)才得到Cl2和Na：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑(這是鈉的工業(yè)制法)。 2．為了在實驗室制得干燥而純凈的氯氣，正確的凈化順序是(　　) A．第一步通過濃硫酸，第二步通過無水氯化鈣 B．第一步通過濃硫酸，第二步通過飽和食鹽水 C．第一步通過飽和食鹽水，第二步通過濃硫酸 D．第一步通過堿石灰，第二步通過濃硫酸 答案　C 解析　易知實驗室制取的氯氣中通常含有HCl和H2O(g)，結合氯氣性質可知先通過飽和食鹽水除HCl，再通過濃硫酸除水蒸氣。 3．下列敘述正確的是(　　) A．因漂白粉在空氣中不穩(wěn)定，故可用于漂白紙張 B．將少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振蕩，靜置，可觀察到下層液體呈紫色，證明Br2的氧化性強于I2 C．制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體 D．碘是人體必需微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物 答案　B 4．下列關于氯水的敘述正確的是(　　) A．新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子 B．新制的氯水可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色 C．光照氯水有氣體逸出，該氣體是Cl2 D．氯水放置數天后pH會變大 答案　B 解析　新制的氯水中含有H2O、Cl2、HClO分子和H＋、Cl－、ClO－、OH－，光照氯水發(fā)生反應2HClO2HCl＋O2↑，故A、C項錯誤；氯水中的H＋可使石蕊試紙變紅，HClO具有漂白性可使石蕊試紙褪色，故試紙先變紅后褪色，故B項正確；氯水久置，因弱酸HClO分解成強酸(鹽酸)使溶液酸性增強，pH減小，故D項錯誤。 5．下列說法正確的是(　　) A．碘易升華，可用加熱升華法除去NH4Cl中混有的I2 B．次氯酸鈉溶液可用于環(huán)境的消毒殺菌 C．實驗室從海帶提取單質碘的方法是：取樣→灼燒→溶解→過濾→萃取 D．從海水中提取物質都必須通過化學反應才能實現 答案　B 6．下列各化合物不能由單質直接化合制取的是(　　) A．FeCl3 B．CuCl2 C．AlCl3 D．FeCl2 答案　D 解析　因Cl2的化學性質很活潑，與變價金屬反應時生成高價態(tài)金屬氯化物，Fe元素有＋2價、＋3價，Cu元素有＋1價、＋2價，Al元素只有＋3價，所以選D。 7．下列說法中正確的是(　　) A．干燥的液氯能用鋼瓶貯存 B．氯水可使某些鮮花褪色，而干燥的氯氣則不能 C．過量的鹽酸與鐵反應時可得到FeCl3 D．Cl2、Cl－均有毒 答案　A 解析　在通常狀況下，干燥的液氯與鐵不反應，A正確；鮮花本身含有水分，氯氣遇鮮花后可與水反應得到HClO，B錯誤；鹽酸與Fe反應時只能生成FeCl2，C錯誤；Cl－無毒，D錯誤。 8．下列關于氯氣的說法正確的是(　　) A．Cl2具有很強的氧化性，在化學反應中只能作氧化劑 B．氫氣在氯氣中燃燒，瓶口出現白霧 C．Fe在Cl2中燃燒生成FeCl3，故與其他非金屬反應的產物中Fe也顯＋3價 D．檢驗HCl氣體中是否混有Cl2，方法是將氣體通入硝酸銀溶液 答案　B 解析　Cl2與水反應時Cl2既表現出氧化性也表現出還原性，A錯誤；H2在Cl2中燃燒生成的HCl在瓶口會與空氣中的水蒸氣形成鹽酸液滴，因此會出現白霧，B正確；Fe與氧化性較弱的非金屬單質反應只能形成＋2價化合物，C錯誤；HCl、Cl2都能與AgNO3溶液反應產生白色沉淀AgCl，D錯誤。 9．用如圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的Cl2，并使它與金屬反應。每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是(　　) A．①和② B．② C．②和③ D．②③④ 答案　D 解析　KMnO4與濃鹽酸常溫下即可反應，①是正確的；制得的Cl2中含有HCl氣體和水蒸氣，顯然不能用NaOH溶液來吸收HCl，因為它同時吸收Cl2，②是錯誤的；在用濃硫酸干燥Cl2時，應是“長管進、短管出”，③是錯誤的；Cl2與金屬的反應，若用圖示的裝置，應將導管伸入試管底部，金屬也應置于試管底部，更好的方法是用兩端開口的硬質玻璃管，在右端連接盛 NaOH溶液的尾氣吸收裝置，因而④也是錯誤的。 10．用儲存很久的漂白粉與濃鹽酸反應制得的氯氣中，可能含有的雜質氣體是(　　) ①CO2?、贖Cl?、跦2O?、躉2 A．①②③ B．②③④ C．②③ D．①④ 答案　A 解析　漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2和CaCl2，在儲存過程中Ca(ClO)2會與空氣中的CO2、H2O發(fā)生反應：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑，從而發(fā)生變質，故久置的漂白粉中會含有因變質而生成的CaCO3，當與濃鹽酸反應時，除生成Cl2外，CaCO3還會與HCl反應生成CO2，制得的Cl2中還含有揮發(fā)出的HCl和少量H2O(g)，A項正確。 11．海水提溴過程中將Br－氧化成Br2，可向其中加入氧化劑，合適的是(　　) A．酸性KMnO4溶液 B．氯水 C．FeCl3溶液 D．碘水 答案　B 解析　Fe3＋和I2的氧化性都不如Br2的強，C、D不正確；酸性KMnO4溶液能氧化Br－，KMnO4價格比較高，不適合工業(yè)生產用。 12．向含有KBr、NaI的混合溶液中通入過量的Cl2，充分反應后，將溶液蒸干并進行灼燒，最后所得的固體物質是(　　) A．NaCl和KCl B．KCl和NaBr C．NaCl和KI D．NaCl、KCl和I2 答案　A 解析　通入過量的氯氣先后發(fā)生反應：Cl2＋2NaI===2NaCl＋I2，Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2；蒸干并灼燒后，單質溴和碘均逸出，所余固體為NaCl和KCl。 13．溴是海水中重要的非金屬元素，地球上90%的溴元素以Br－的形式存在于海水中，所以人們稱溴為“海洋元素”。下列有關說法中正確的是(　　) A．從海水中提取溴時，不涉及氧化還原反應 B．苯與溴水反應生成溴苯 C．可以用CCl4萃取溴水中的溴 D．向FeBr2溶液中通入Cl2時，一定會發(fā)生如下反應：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－ 答案　C 解析　從海水中提取溴，一般要經歷濃縮、氧化和提取三個步驟，A不正確；苯只能與液溴在催化劑作用下發(fā)生取代反應，B不正確；FeBr2與Cl2反應時，因Cl2的量不同，生成物也不同，題目中沒有說明Cl2與FeBr2的量的關系，故D不正確。 14．下列實驗現象描述正確的是(　　) A．碘水中加入少量汽油振蕩，靜置后上層顏色變淺，下層顏色變?yōu)樽霞t色 B．紅熱的銅絲在氯氣中燃燒，產生棕黃色的煙霧 C．電解氯化鈉飽和溶液，將陰極氣體產物通入碘化鉀淀粉溶液中，溶液變藍 D．溴化鈉溶液中加入少量新制的氯水振蕩，再加入少量四氯化碳振蕩，靜置后上層顏色變淺，下層顏色變?yōu)槌燃t色 答案　D 解析　汽油的密度比水小，上層顏色應變?yōu)樽霞t色，下層顏色變淺，A項錯誤；CuCl2是固體應為煙而不是霧，B項錯誤；電解NaCl飽和溶液，陽極產生的Cl2能使碘化鉀淀粉溶液變藍，C項錯誤。 15．某研究性學習小組的同學利用MnO2、濃鹽酸反應來制取干燥的氯氣并驗證其有無漂白性，所用裝置如圖所示(可重復使用，不含制氣裝置)。下列說法正確的是(　　) A．按氣流流動的先后順序，裝置連接順序依次為DACBE B．按氣流流動的先后順序，裝置連接順序依次為DABAE C．裝置E的主要用途是制備NaClO D．在實驗中使用到裝置C且有色布條褪色，則說明濕潤的氯氣有漂白性 答案　B 解析　為驗證干燥的氯氣有無漂白性，就需要使進入到B裝置中的氯氣不含HCl及水蒸氣，故應先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸除去水蒸氣，為防止E裝置中水蒸氣進入B裝置中，在B、E裝置之間還應加裝一個A裝置，尾氣用NaOH溶液吸收，A、C錯誤，B正確；本實驗的目的是驗證干燥的Cl2是否具有漂白性，故不需要使用裝置C，且Cl2使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色是因為氯氣與水反應生成的HClO具有漂白性，D錯誤。 16．元素周期表中第ⅦA族元素的單質及其化合物的用途廣泛。 (1)與氯元素同族的短周期元素的原子結構示意圖為________。 (2)能作為氯、溴、碘元素非金屬性(原子得電子能力)遞變規(guī)律的判斷依據是________(填序號)。 a．Cl2、Br2、I2的熔點 b．Cl2、Br2、I2的氧化性 c．HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定