
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
氯
溴
碘
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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