2.精練高考真題,明確方向。經(jīng)過對(duì)近幾年高考題的橫、縱向分析,可以得出以下三點(diǎn):一是主干知識(shí)考查“集中化”,二是基礎(chǔ)知識(shí)新視角,推陳出新,三是能力考查“綜合化”。
3.摸清問題所在,對(duì)癥下藥。要提高后期的備考質(zhì)量,還要真正了解學(xué)生存在的問題,只有如此,復(fù)習(xí)備考才能更加科學(xué)有效。所以,必須加大信息反饋,深入總結(jié)學(xué)情,明確備考方向,對(duì)癥開方下藥,才能使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加符合高考立體網(wǎng)絡(luò)化要求,才能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)→能力→分?jǐn)?shù)的轉(zhuǎn)化。
4.切實(shí)回歸基礎(chǔ),提高能力。復(fù)習(xí)訓(xùn)練的步驟包括強(qiáng)化基礎(chǔ),突破難點(diǎn),規(guī)范作答,總結(jié)方法,通過這樣的總結(jié),學(xué)生印象深刻,應(yīng)用更加靈活。
知識(shí)清單10 氯及其重要化合物
知識(shí)點(diǎn)01 鹵素單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
一、鹵素單質(zhì)的結(jié)構(gòu)
1.鹵族元素:F、Cl、Br、I、At、Ts(,tián)
2.價(jià)電子排布式:ns2np5
(1)化合價(jià):最高正價(jià)為+7(氟無正價(jià)),最低負(fù)價(jià)為-1
(2)未成對(duì)電子數(shù):1
(3)形成共價(jià)鍵個(gè)數(shù):1
3.單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
(1)晶體類型:分子晶體
(2)作用力:范德華力
(3)熔沸點(diǎn):相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔沸點(diǎn)越高
二、鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)
1.溶解性
(1)水溶性:在水中溶解度較小,得到鹵水
(2)易溶于酒精、苯、分餾汽油、四氯化碳等有機(jī)溶劑
(3)氯氣不溶于飽和氯化鈉溶液
2.物理特性:Cl2易液化,Br2易揮發(fā),I2易升華
3.顏色
4.元素存在:在自然界中全部以化合態(tài)存在
5.鹵素的保存
(1)液氯:常存放干燥的鋼瓶中
(2)鹵水:放在棕色瓶中,陰暗處密封保存
(3)溴的保存
①密封:防止溴揮發(fā)出來
②液封:瓶中加少量水做液封,以減少揮發(fā)
③瓶塞:不能用橡膠塞,而應(yīng)用玻璃塞
三、鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
1.與金屬單質(zhì)反應(yīng)
(1)Naeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(點(diǎn)燃))NaCl,黃色火焰,冒白色煙
(2)Feeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(點(diǎn)燃))FeCl3,生成棕紅色煙
(3)Cueq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(點(diǎn)燃))CuCl2,生成棕黃色煙
(4)Feeq \(-------→,\s\up7(Br2),\s\d5(常溫))FeBr3;Feeq \(---------→,\s\up7(I2),\s\d5(加熱))FeI2
2.與氫氣反應(yīng)
(1)通式:H2+X22HX
(2)氫氣和氟氣反應(yīng)的現(xiàn)象:黑暗處劇烈反應(yīng),發(fā)生爆炸
(3)氫氣和氯氣反應(yīng)的現(xiàn)象
①點(diǎn)燃:安靜燃燒,產(chǎn)生蒼白色火焰,瓶口有白霧
②光照:發(fā)生爆炸
(4)鹵化氫
①氫鹵酸的酸性:HX的水溶液,除HF外,都是強(qiáng)酸
②還原性:HAt>HI>HBr>HCl>HF
③熔沸點(diǎn):HF>HAt>HI>HBr>HCl
3.氯水的成分和多重性質(zhì)
(1)三平衡
①氯氣的化學(xué)平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO
②次氯酸電離平衡:HClOH++ClO-
③溶質(zhì)水電離平衡:H2OH++OH-
(2)三分子、四離子
(3)新制氯水的多重性質(zhì)
4.與還原性化合物反應(yīng)
(1)氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2>S
(2)非金屬單質(zhì)之間的置換
①Cl2置換Br2、I2、S:Br-Br2,I-I2,H2SS
②Br2置換I2、S:I-I2,H2SS
③I2置換S:Na2SS
(3)與SO2反應(yīng)
①Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl(與還原性漂白劑混合,失去漂白性)
②Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr(檢驗(yàn)SO2或除去CO2氣體中的SO2氣體)
③I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI(定量測(cè)定SO2的含量)
(4)與Fe2+反應(yīng)
①Cl2:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
②Br2:2Fe2++Br22Fe3++2Br-
③I2:不反應(yīng)
5.與有機(jī)物的反應(yīng)
(1)取代反應(yīng):
①CH4+Cl2CH3Cl+HCl(第一步)
②+Cl2Cl +HCl
③CH3+Cl2CH2Cl+HCl(第一步)
④CH3+Cl2Cl-CH3+HCl
⑤OH+3Br2
(2)加成反應(yīng)
①CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br
②+3Cl2
6.各類物質(zhì)與溴水作用的現(xiàn)象
(1)溴水褪色(化學(xué)反應(yīng))
①氫前的活潑金屬(K~Pb):直接化合
②堿性物質(zhì):NaOH、Na2CO3、NaHCO3等
③還原性物質(zhì):、、、含的醛基有機(jī)物
④易加成物質(zhì):碳碳雙鍵(烯、植物油、裂化汽油、天然橡膠、焦?fàn)t氣)和碳碳叁鍵
⑤取代而褪色:酚類物質(zhì)
(2)溴水層褪色(萃取,物理褪色)
①上層顏色深:苯、分餾汽油
②下層顏色深:四氯化碳、氯仿
(3)吸附褪色(物理褪色):活性炭和××膠體
(4)互溶不褪色:乙醇和乙酸
易錯(cuò)點(diǎn)1:鹵素單質(zhì)及鹵化物的特殊性
(1)F2遇水會(huì)置換出O2且生成HF。所以F2與其它鹵化物溶液不會(huì)發(fā)生鹵素間的置換反應(yīng),而先與水反應(yīng)。
(2)氟可以與稀有氣體元素形成化合物。
(3)HF有劇毒,且腐蝕玻璃,氫氟酸應(yīng)保存在塑料瓶中;制備HF時(shí)應(yīng)用鉛皿。
(4)CaF2難溶于水,其它CaX2可溶于水。
(5)溴是唯一的液態(tài)非金屬,易揮發(fā),少量的液溴保存要用水封。
(6)碘易升華,遇淀粉顯藍(lán)色;碘的氧化性較弱,它與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)生成低價(jià)化合物。
易錯(cuò)點(diǎn)2:Cl2的特殊性質(zhì)
(1)Cl2可使?jié)駶?rùn)的有色布條褪色,不能使干燥的有色布條褪色,說明Cl2沒有漂白性,HClO有漂白作用。
(2)Cl2可使?jié)駶?rùn)的石蕊試紙先變紅后褪色,原因是Cl2與水反應(yīng)生成的鹽酸使石蕊試紙先變紅,HClO使變色后的石蕊試紙褪色。
(3)常溫下液態(tài)氯與鐵不反應(yīng),故可用鋼瓶貯運(yùn)液氯。
易錯(cuò)點(diǎn)3:液氯、新制氯水、久置氯水的比較
【典例01】如圖是鹵素單質(zhì)(F2、Cl2、Br2、I2)的沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系圖,下列說法錯(cuò)誤的是( )。
A.單質(zhì)①是最活潑的非金屬單質(zhì)
B.單質(zhì)②能使品紅溶液褪色
C.單質(zhì)③保存時(shí)加少量水進(jìn)行水封
D.單質(zhì)的氧化性是④>③>②>①
【解析】選D。鹵素單質(zhì)都屬于分子晶體,其單質(zhì)的沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量成正比,根據(jù)圖象知,①②③④分別是F2、Cl2、Br2、I2。鹵族元素中,非金屬的非金屬性隨著原子序數(shù)增大而減弱,非金屬性越強(qiáng),其單質(zhì)越活潑,所以單質(zhì)活潑性最強(qiáng)的是F2,故A正確;氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,所以單質(zhì)②能使品紅溶液褪色,故B正確;溴易揮發(fā),在水中的溶解度較小,且密度大于水,所以為防止溴揮發(fā),可以用水液封,則單質(zhì)③保存時(shí)加少量水進(jìn)行水封,故C正確;鹵族元素單質(zhì)的氧化性隨著原子序數(shù)增大而減小,所以氧化性從弱到強(qiáng)順序是④<③<②<①,故D錯(cuò)誤。
【典例02】(2022·許昌高三質(zhì)檢)取一定量的飽和氯水與CaCO3粉末混合,觀察到氯水的黃綠色褪去,靜置后取上層澄清溶液四份,分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):①一份滴加鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;②一份滴加NaOH溶液,出現(xiàn)白色沉淀;③一份用酒精燈加熱出現(xiàn)白色沉淀;④將有色布條浸入第四份溶液,布條立即褪色。根據(jù)以上判斷下列說法中錯(cuò)誤的是( )。
A.整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中未涉及氧化還原反應(yīng)
B.由①、②可知澄清溶液中的含有Ca(HCO3)2
C.②、③中的白色沉淀為CaCO3
D.由④可知澄清溶液中含有HClO
【解析】選A。氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,次氯酸酸性比碳酸弱。①一份滴加鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡,說明溶液中含有Ca(HCO3)2,②一份滴加NaOH溶液,出現(xiàn)白色沉淀,反應(yīng)為Ca(HCO3)2與NaOH反應(yīng)生成CaCO3;③一份用酒精燈加熱出現(xiàn)白色沉淀,Ca(HCO3)2加熱分解生成CaCO3;④將有色布條浸入第四份溶液,布條立即褪色,說明溶液中含有HClO。飽和氯水與CaCO3粉末發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CaCO3+2Cl2+2H2O=Ca(HCO3)2+CaCl2+2HClO,屬于氧化還原反應(yīng),故A錯(cuò)誤;滴加NaOH溶液,出現(xiàn)白色沉淀,反應(yīng)為Ca(HCO3)2與NaOH反應(yīng)生成CaCO3,可知澄清溶液中的含有Ca(HCO3)2,故B正確;滴加NaOH溶液,出現(xiàn)白色沉淀,反應(yīng)為Ca(HCO3)2與NaOH反應(yīng)生成CaCO3,Ca(HCO3)2受熱分解為碳酸鈣、水以及二氧化碳,即②、③中的白色沉淀為CaCO3,故C正確;有色布條浸入第四份溶液,布條立即褪色,則溶液中一定會(huì)含有次氯酸,故D正確。
知識(shí)點(diǎn)02 次氯酸和次氯酸鹽
1.次氯酸
(1)不穩(wěn)定性:2HClO2HCl +O2↑
(2)弱酸性;比碳酸弱
①酸的酸性:H2CO3>HClO>HCO3-
②鹽的堿性:HCO3-<ClO-<CO32-
(3)強(qiáng)氧化性
①ClO-+S2-+2H+S↓+H2O+Cl-
②SO32-+ClO-SO42-+Cl-
③ClO-+2I-+2H+I2+H2O+Cl-
④2Fe2++2H++ClO-2Fe3+ +H2O+Cl-
⑤ClO-+2Br-+2H+Br2+H2O+Cl-
⑥2H++Cl-+ClO-H2O+Cl2↑
(4)漂白性:氧化性、永久性和選擇性
①有色布條eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(現(xiàn)象))褪色
②石蕊試液eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(現(xiàn)象))先變紅,后褪色
③碳素墨水eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(現(xiàn)象))不褪色
2.84消毒液
(1)制備
①常規(guī)制備:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②電解制備:NaCl+H2ONaClO+H2↑
(2)主要成分:NaClO和NaCl,有效成分NaClO
(3)消毒原理:NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO
(4)ClO-的強(qiáng)氧化性
3.漂白粉
(1)制備
①化學(xué)反應(yīng):2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
②離子反應(yīng):2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(2)主要成分:CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分:Ca(ClO)2
(3)漂白原理:Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO
(4)變質(zhì)
①變質(zhì)過程:Ca(ClO)2HClOHCl
②最終產(chǎn)物:在空氣中長(zhǎng)期放置最終生成的固體是CaCO3
③檢驗(yàn)變質(zhì):取固體藥品,加入稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生
(5)水解
①離子反應(yīng):ClO-+H2OHClO+OH-
②加熱蒸干:Ca(ClO)2CaCl2
③Ca(ClO)2eq \(------------→,\s\up7(石蕊試液),\s\d5(現(xiàn)象))先變藍(lán),后褪色
易錯(cuò)點(diǎn):次氯酸、次氯酸鹽的易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)
(1)次氯酸的結(jié)構(gòu)式不是H-Cl-O,而是H-O-Cl,電子式為
(2)NaClO、Ca(ClO)2沒有漂白性,起漂白作用的是它們與酸性物質(zhì)反應(yīng)生成的次氯酸。
(3)漂白粉屬于混合物,其主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2。
(4)制漂白粉的原料的氯氣和石灰乳,該反應(yīng)不是在水溶液中進(jìn)行的,不能寫成離子方程式形式。
(5)漂白粉溶液能使有色物質(zhì)褪色,不能用pH試紙測(cè)其pH。
(6)Ca(ClO)2具有強(qiáng)氧化性,能夠?qū)恹}酸氧化成Cl2;但與稀鹽酸只發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成HClO和CaCl2。
【典例03】已知反應(yīng):ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O。下列說法正確的是( )。
A.符合該離子方程式的化學(xué)方程式可以是:HClO+HCl=Cl2↑+H2O
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,每生成1.12LCl2,轉(zhuǎn)移0.05NA電子
C.在無色堿性溶液中,ClO-、Cl-、Al3+、Na+能大量共存
D.潔廁靈(主要成分是鹽酸)和84消毒液(主要成分是次氯酸鈉)混合使用效果更好、更安全
【解析】選B。HClO為弱酸,應(yīng)寫成化學(xué)式,故A錯(cuò)誤;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,每生成1.12LCl2,即0.05ml,由方程式可知,轉(zhuǎn)移電子為0.05ml×(1-0)=0.05ml,故B正確;堿性條件下,Al3+不能大量共存,故C錯(cuò)誤;潔廁靈(主要成分是鹽酸)和84消毒液(主要成分是次氯酸鈉)混合使用,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣,可導(dǎo)致失效,且易中毒,故D錯(cuò)誤。
【典例04】(2023·齊齊哈爾一模)漂白粉和漂粉精是常用的消毒清潔用品,有效成分均為Ca(ClO)2,相應(yīng)的生產(chǎn)流程如下。
下列說法不正確的是( )。
A.①中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑
B.②中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
C.上述過程涉及氧化還原反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)
D.制備漂粉精過程中,Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO)2時(shí),Cl的原子利用率為100%
【解析】選A。在蒸發(fā)濃縮NaClO2溶液時(shí),由于NaClO2不穩(wěn)定,受熱易分解,產(chǎn)品中可能含有NaCl,故A正確;反應(yīng)Ⅱ:2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2,H2O2作還原劑,故B錯(cuò)誤;NaClO2的漂白性是利用其強(qiáng)氧化性,SO2的漂白性是其易與有色物質(zhì)結(jié)合生成不穩(wěn)定無色物質(zhì),故兩者漂白原理不同,C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行結(jié)晶操作通常在蒸發(fā)皿中進(jìn)行,故D錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)03 實(shí)驗(yàn)室制取氯氣
1.制備原理:在酸性條件下,利用強(qiáng)氧化劑將Cl?氧化成Cl2
2.常見反應(yīng)
(1)常規(guī)方法:“固體+液體氣體”型
①化學(xué)反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②離子反應(yīng):MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)其他方法:“固體+液體氣體”型
①2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②K2Cr2O7+14HCl(濃)2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
③KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2↑+3H2O
④Ca(ClO)2+4HCl(濃)CaCl2+2Cl2↑+2H2O
⑤Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O
3.制氣完整裝置
4.氣體凈化裝置
(1)試劑:先用飽和食鹽水除去HCl,再用濃硫酸、P2O5、硅膠、無水CaCl2除去水蒸氣
(2)裝置:洗氣瓶,導(dǎo)氣管口長(zhǎng)進(jìn)短出
5.氣體收集裝置
(1)排空氣法:向上排空氣法,導(dǎo)氣管口長(zhǎng)進(jìn)短出
(2)排液體法:排飽和食鹽水法,導(dǎo)氣管口短進(jìn)長(zhǎng)出

6.尾氣吸收裝置
(1)裝置作用:吸收多余的氯氣,防止污染空氣
(2)酸性氣體:一般用飽和的堿性溶液吸收
①NaOH:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②Na2CO3或NaHCO3
(3)氧化性氣體:一般用飽和的強(qiáng)還原性溶液吸收
①FeCl2:2FeCl2+Cl22FeCl3
②Na2S:Na2S+Cl2S↓+2NaCl
③Na2SO3:Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl
④KI:Cl2+2KI2KCl+I2
7.檢驗(yàn)方法
(1)最佳方法:用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙,現(xiàn)象是變藍(lán)
(2)可用方法:用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙,現(xiàn)象是先變紅后褪色
易錯(cuò)點(diǎn)1:實(shí)驗(yàn)室制氯氣的操作步驟
(1)先連接裝置,后檢查氣密性;
(2)先檢查氣密性,后加藥品;
(3)先加固體,后加液體;
(4)先排出空氣,后收集氯氣;
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,先停止反應(yīng)并排出殘留的Cl2,再拆卸裝置,避免污染空氣。
易錯(cuò)點(diǎn)2:實(shí)驗(yàn)室制氯氣的易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)中不能用長(zhǎng)頸漏斗,避免鹽酸揮發(fā),氣體逸出。
(2)MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃鹽酸變稀,稀鹽酸不能與MnO2反應(yīng),所以鹽酸有剩余。
(3)不能用濃度比較小的澄清石灰水吸收多余的氯氣。
易錯(cuò)點(diǎn)3:證明Cl2中含有水蒸氣和HCl
(1)實(shí)驗(yàn)裝置
(2)所用試劑及作用
①A中:無水CuSO4,檢驗(yàn)水蒸氣
②B中:四氯化碳,除去HCl中的Cl2
③C中:硝酸銀溶液,檢驗(yàn)HCl氣體
④D中:NaOH溶液,吸收多余的HCl氣體,防止污染空氣
【典例05】(2020·山東省等級(jí)考真題)某同學(xué)利用Cl2氧化K2MnO4制備KMnO4的裝置如下圖所示(夾持裝置略):
已知:錳酸鉀(K2MnO4)在濃強(qiáng)堿溶液中可穩(wěn)定存在,堿性減弱時(shí)易發(fā)生反應(yīng):3MnO42-+2H2O=2MnO4-+MnO2↓+4OH-。
回答下列問題:
(1)裝置A中a的作用是________________;裝置C中的試劑為________________;裝置A中制備Cl2的化學(xué)方程式為________________________。
(2)上述裝置存在一處缺陷,會(huì)導(dǎo)致KMnO4產(chǎn)率降低,改進(jìn)的方法是________________。
(3)KMnO4常作氧化還原滴定的氧化劑,滴定時(shí)應(yīng)將KMnO4溶液加入________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中;在規(guī)格為50.00mL的滴定管中,若KMnO4溶液起始讀數(shù)為15.00mL,此時(shí)滴定管中KMnO4溶液的實(shí)際體積為________________(填標(biāo)號(hào))。
A.15.00mL B.35.00mL C.大于35.00mL D.小于15.00mL
(4)某FeC2O4·2H2O樣品中可能含有的雜質(zhì)為Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O,采用KMnO4滴定法測(cè)定該樣品的組成,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
Ⅰ.取mg樣品于錐形瓶中,加入稀H2SO4溶解,水浴加熱至75℃。用cml·L-1的KMnO4溶液趁熱滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內(nèi)不褪色,消耗KMnO4溶液V1mL。
Ⅱ.向上述溶液中加入適量還原劑將Fe3+完全還原為Fe2+,加入稀H2SO4酸化后,在75℃繼續(xù)用KMnO4溶液滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內(nèi)不褪色,又消耗KMnO4溶液V2mL。
樣品中所含H2C2O4·2H2O(M=126g·ml-1)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為________________。
下列關(guān)于樣品組成分析的說法,正確的是________(填標(biāo)號(hào))。
A.=3時(shí),樣品中一定不含雜質(zhì)
B.越大,樣品中H2C2O4·2H2O含量一定越高
C.若步驟I中滴入KMnO4溶液不足,則測(cè)得樣品中Fe元素含量偏低
D.若所用KMnO4溶液實(shí)際濃度偏低,則測(cè)得樣品中Fe元素含量偏高
【解析】漂白粉的有效成分Ca(ClO)2具有強(qiáng)氧化性,和濃鹽酸在A中發(fā)生歸中反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,Cl2和K2MnO4在B中反應(yīng)產(chǎn)生KMnO4,反應(yīng)不完的Cl2用C吸收,據(jù)此解答。(1)裝置A為恒壓分液漏斗,它的作用是平衡氣壓,使?jié)恹}酸順利滴下,C的作用是吸收反應(yīng)不完的Cl2,可用NaOH溶液吸收,Ca(ClO)2和濃鹽酸在A中發(fā)生歸中反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O;(2)錳酸鉀在濃強(qiáng)堿溶液中可穩(wěn)定存在,堿性減弱時(shí)易發(fā)生3MnO42-+2H2O=2MnO4-+MnO2↓+4OH-,一部分MnO42-轉(zhuǎn)化為了MnO2,導(dǎo)致最終KMnO4的產(chǎn)率低,而濃鹽酸易揮發(fā),直接導(dǎo)致B中NaOH溶液的濃度減小,故改進(jìn)措施是在裝置A、B之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶吸收揮發(fā)出來的HCl;(3)高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性,強(qiáng)氧化性溶液加入酸式滴定管,滴定管的“0”刻度在上,規(guī)格為50.00mL的滴定管中實(shí)際的體積大于(50.00-15.00)mL,即大于35.00mL;(4)設(shè)FeC2O4·2H2O的物質(zhì)的量為xml,F(xiàn)e2(C2O4)3的物質(zhì)的量為yml,H2C2O4·2H2O的物質(zhì)的量為zml,步驟I中草酸根和Fe2+均被氧化,結(jié)合得失電子守恒有:2KMnO4~5H2C2O4(C2O42-),KMnO4~5Fe2+,所以x+(x+3y+z)=cV1×10-3,步驟II中Fe2+被氧化,由KMnO4~5Fe2+可知,(x+2y)=cV2×10-3,聯(lián)立二個(gè)方程解得:z=2.5(cV1-3V2)×10-3,所以H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=×100%。關(guān)于樣品組成分析如下:=3時(shí),H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=0,樣品中不含H2C2O4·2H2O,由x+(x+3y+z)=cV1×10-3和(x+2y)=cV2×10-3可知,y≠0,樣品中含F(xiàn)e2(C2O4)3雜質(zhì),A錯(cuò)誤;越大,由H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式可知,其含量一定越大,B正確;Fe元素的物質(zhì)的量=cV2×10-3ml,若步驟I中KMnO4溶液不足,則步驟I中有一部分Fe2+沒有被氧化,不影響V2的大小,則cV2×10-3不變,則對(duì)于測(cè)得Fe元素的含量無影響,C錯(cuò)誤;結(jié)合C可知:若KMnO4溶液濃度偏低,則消耗KMnO4溶液的體積V1、V2均偏大,F(xiàn)e元素的物質(zhì)的量偏大,則測(cè)得樣品中Fe元素含量偏高,D正確。
【答案】(1)平衡氣壓,使?jié)恹}酸順利滴下;NaOH溶液;
Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(2)在裝置A、B之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶
(3)酸式;C
(4)×100%;B、D
知識(shí)點(diǎn)04 溴、碘的制備
1.從海水中提取溴
(1)常規(guī)流程
(2)其他流程:濃縮→氧化→富集→提取
①步驟②硫酸的作用:使平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO逆向移動(dòng),減少Cl2的溶解
②步驟③的離子方程式:Br2+SO2+2H2O4H++SO42-+2Br-
2.從海帶中提取碘
(1)灼燒操作
(2)萃取和分液操作
①儀器:梨形分液漏斗和燒杯
②操作順序:振蕩和靜置之間的步驟是放氣
(3)蒸餾實(shí)驗(yàn)
①實(shí)驗(yàn)裝置和儀器
②蒸餾燒瓶規(guī)格的選擇:液體體積占燒瓶容積的1/3
③溫度計(jì)水銀球的位置:蒸餾燒瓶支管口處
④冷卻水的進(jìn)出口:下進(jìn)上出,采用逆流原理冷卻效果好
⑤蒸餾過程:開始時(shí),先通冷凝水,再加熱;結(jié)束時(shí),先停熱,再停通冷凝水
⑥防暴沸方法:預(yù)先加入沸石或碎瓷片或用磁力攪拌器
易錯(cuò)點(diǎn):海水提溴、提碘的易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)
(1)使用分液漏斗前,先檢查漏斗是否漏液,再洗凈備用。
(2)分液時(shí),先打開分液漏斗上端的活塞,以保證漏斗內(nèi)的液體能夠流出。
(3)分液時(shí),下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出。
(4)萃取鹵素單質(zhì)的萃取劑不能選用酒精和裂化汽油。
(5)蒸餾過程中所用的冷凝管必須是直形冷凝管。
(6)蒸餾過程中必須加入沸石或碎瓷片防暴沸。若忘記加沸石:則先停熱,再冷卻,后補(bǔ)加。
【典例06】(2023·山西晉中一模)工業(yè)上以濃縮海水為原料提取溴的部分流程如下:
下列說法正確的是( )。
A.海水需要濃縮,是因?yàn)楹K械腂r2含量較低
B.熱空氣的作用是將多余的Cl2吹出
C.吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)是3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑
D.反應(yīng)釜2中發(fā)生的反應(yīng)是5Br-+BrO3-+3H2O=3Br2+6OH-
【解析】選C。由于海水中溴離子含量較低,因此海水需要濃縮,海水中不存在單質(zhì)溴,A錯(cuò)誤;熱空氣的作用是將生成的溴排入吸收塔中,B錯(cuò)誤;吸收塔中單質(zhì)溴與碳酸鈉反應(yīng),反應(yīng)的方程式為3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑,C正確;溶液顯酸性,則反應(yīng)釜2中發(fā)生的反應(yīng)是5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O,D錯(cuò)誤。
【典例07】實(shí)驗(yàn)室從含碘廢液(含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,向廢液中加入Na2SO3溶液反應(yīng)后進(jìn)行分離除去CCl4,再向反應(yīng)液中通入Cl2進(jìn)行氧化、富集等系列操作獲得碘單質(zhì)。下列說法不正確的是( )。
A.加入Na2SO3溶液發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為:SO32-+I2+H2O=SO42-+2I-+2H+
B.氧化時(shí)應(yīng)控制在較低溫度(40℃左右),可增大Cl2的溶解度并減少I2的損失
C.分離除去CCl4的操作為萃取,應(yīng)在分液漏斗中進(jìn)行
D.工業(yè)上常在干海帶浸泡液中通入適量氯氣,再采用過濾的方法得到粗碘
【解析】選C。Na2SO3具有還原性,能夠?qū)2還原成I-,自身被氧化成Na2SO4,反應(yīng)的離子方程式為SO32-+I2+H2O=SO42-+2I-+2H+,A選項(xiàng)正確;溫度升高Cl2會(huì)揮發(fā),I2會(huì)升華,所以氧化時(shí)應(yīng)控制在較低溫度(40℃左右),B選項(xiàng)正確;CCl4不溶于水,分離除去CCl4的操作為分液,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;海帶浸泡液中含有I-,Cl2可以將I-氧化成I2,I2在水中的溶解度很小,可以用過濾的方法得到粗碘,D選項(xiàng)正確。
知識(shí)點(diǎn)05 鹵素離子的檢驗(yàn)
1.硝酸銀-稀硝酸法
(1)流程:X-eq \(--------------→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5(硝酸銀溶液))有色沉淀
(2)現(xiàn)象
①白色沉淀含Cl-
②淺黃色沉淀含Br-
③黃色沉淀含I-
2.置換-萃取法
3.氧化-淀粉法(I-的特殊檢驗(yàn)方法)
(1)流程:I-eq \(---------→,\s\up7(氧化劑),\s\d5())I2eq \(-------→,\s\up7(淀粉),\s\d5(溶液))變藍(lán)
(2)氧化劑:氯水、氯化鐵溶液、酸性的雙氧水
①Cl2:Cl2+2I-2Cl-+I2
②FeCl3:2Fe3++2I-2Fe2++I2
③H2O2:H2O2+2I-+2H+I2+2H2O
易錯(cuò)點(diǎn):鹵素檢驗(yàn)的易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)
(1)檢驗(yàn)Cl-時(shí)加入稀硝酸的作用是排除溶液中CO32-、PO43-等離子的干擾。
(2)氧化-淀粉法檢驗(yàn)I-時(shí),不能用稀硝酸作氧化性,以免產(chǎn)生NO污染空氣。
(3)四氯化碳、氯仿等有機(jī)溶劑的密度比水的大,萃取鹵素單質(zhì)后,下層溶液顏色深。
(4)分餾汽油、苯等有機(jī)溶劑的密度比水的小,萃取鹵素單質(zhì)后,上層溶液顏色深。
【典例08】已知在過量FeSO4溶液中滴入幾滴NaClO溶液,并加入適量硫酸,溶液立即變黃.
(1)甲同學(xué)推測(cè)該反應(yīng)的還原產(chǎn)物有兩種可能:①Cl2 ②Cl-,乙同學(xué)結(jié)合甲的推測(cè),認(rèn)為其中一種可能可以排除,你認(rèn)為可以排除的可能是(填序號(hào))________,并用簡(jiǎn)要的文字或離子方程式說明理由____________________________。
(2)上述反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。
(3)為檢驗(yàn)上述反應(yīng)中的還原產(chǎn)物,請(qǐng)選擇所需實(shí)驗(yàn)步驟,并按先后順序排列:_____。
A.取一支試管,加入上述反應(yīng)后的溶液少許
B.再加入過量Ba(NO3)2溶液,出現(xiàn)白色沉淀
C.再加入過量BaCl2溶液,出現(xiàn)白色沉淀
D.過濾;取濾液,加入硝酸酸化的AgNO3溶液出現(xiàn)白色沉淀
【解析】(1)題中給出硫酸亞鐵過量,則具有氧化性的氯氣肯定不能存在,也就是NaClO被還原的產(chǎn)物中肯定不會(huì)出現(xiàn)氯氣。根據(jù)氯元素的常見化合價(jià)可推出該還原產(chǎn)物一定是Cl-,則反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+。(2)根據(jù)第一步的分析與推斷,即可寫出反應(yīng)的離子方程式。(3)為檢驗(yàn)反應(yīng)中的還原產(chǎn)物Cl-,需要用硝酸銀溶液生成氯化銀白色沉淀;而溶液中的硫酸根離子也可與銀離子反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,故首先要排除硫酸根離子的干擾,而且除去硫酸根離子時(shí),不能引入氯離子。
【答案】(1)① 因?yàn)镕eSO4過量,反應(yīng)中有剩余,而Cl2與Fe2+不能共存,因此還原產(chǎn)物不可能為Cl2(或2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+)(2)2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O(3)ABD
知識(shí)點(diǎn)01鹵素單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
知識(shí)點(diǎn)03實(shí)驗(yàn)室制取氯氣
知識(shí)點(diǎn)05鹵素離子的檢驗(yàn)
知識(shí)點(diǎn)02次氯酸和次氯酸鹽
知識(shí)點(diǎn)04溴、碘的制備



單質(zhì)
黃綠色
深紅棕色
紫黑色
鹵水
淺黃綠色
橙色
褐色
有機(jī)溶劑
黃綠色
紅棕色
紫紅色
液氯
新制氯水
久置氯水
分類
純凈物
混合物
混合物
顏色
黃綠色
淺黃綠色
無色
微粒種類
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
化學(xué)性質(zhì)
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性

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