
[考試標準]
知識條目
必考要求
加試要求
1.氯、溴、碘及其化合物
①氯氣的工業(yè)制法
②實驗室制取氯氣的反應原理及其裝置
③氯氣的物理性質及用途
④氯氣的凈化、收集和檢驗,尾氣的處理
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
⑥溴、碘單質的物理性質
⑦氯、溴、碘單質間的置換反應
⑧海水中提取溴、碘
⑨檢驗Br-、I-的常用方法
a
a
a
b
c
a
b
b
b
a
b
c
a
b
b
b
2.含硫化合物的性質和應用
①二氧化硫的性質(酸性氧化物、漂白性、還原性)
②酸雨的成因和防治
③硫酸的工業(yè)生產
④濃硫酸的特性(吸水性、脫水性和強氧化性)
⑤S、SO2、H2SO4等硫及其化合物之間的相互轉化
⑥幾種重要的硫酸鹽及其用途
b
a
a
a
b
c
a
b
b
c
a
3.含硅礦物與信息材料
①硅在自然界的存在形式
②硅及其化合物(以SiO2和Na2SiO3為例)的重要性質
③工業(yè)制備高純硅的方法
④三大硅酸鹽產品:水泥、陶瓷、玻璃
⑤硅、二氧化硅在信息技術、材料科學等領域中的應用
⑥光導纖維的組成和作用
a
a
a
a
a
a
b
b
a
a
a
考點一 氯、溴、碘及其化合物
一、氯及其化合物
1.樹立物質轉化思想
(1)理清知識主線
H―→l2―→HO ―→HO2―→HO3―→HO4
(2)形成網絡構建
2.掃除易忘知識盲點
(1)液氯密封在鋼瓶中,而氯水、次氯酸應保存在棕色試劑瓶中。
(2)1 mol Cl2參加反應,轉移電子數可能為2NA、NA或小于NA(Cl2和H2O的反應為可逆反應)。
(3)實驗室制Cl2,除了用MnO2和濃鹽酸反應外,還可以用KMnO4、KClO3、NaClO與濃鹽酸反應且都不需要加熱,如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
(4)酸性KMnO4溶液,用的是H2SO4酸化而不是鹽酸。
(5)ClO-不論在酸性環(huán)境中還是在堿性環(huán)境中均能體現強氧化性,如ClO-與SO、I-、Fe2+均不能大量共存;
ClO-體現水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解顯堿性,如Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO,所以ClO-與Fe3+、Al3+均不能大量共存。
(6)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2氣體生成CaSO4而不是CaSO3,其離子方程式為
Ca2++3ClO-+SO2+H2O===CaSO4↓+Cl-+2HClO(少量SO2),
Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2Cl-+SO+4H+(過量SO2)。
(7)當Fe和Cl2在點燃條件下反應時,不論Fe過量或不足,由于Cl2的強氧化性,產物一定是FeCl3。
(8)“84”消毒液的主要成分為NaClO,漂白粉的有效成分為Ca(ClO)2。“84”消毒液和潔廁靈不能混合使用,其原因是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
(9)液溴需要用水封,溴蒸氣呈紅棕色,液溴呈深紅棕色,溴水呈橙色,溴的CCl4溶液呈橙紅色。
3.規(guī)范書寫重要反應
用方程式回答下列問題。
(1)實驗室用MnO2和濃鹽酸反應制取Cl2的化學方程式。
MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)將濃鹽酸滴到KMnO4固體上(用離子方程式表示)。
2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(3)將Cl2通入石灰乳中(用化學方程式表示)。
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(4)在空氣中漂白粉漂白的原理。
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。
(5)向FeBr2溶液中通入少量Cl2的離子方程式。
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(6)向FeBr2溶液中通入等物質的量Cl2的離子方程式。
2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-。
(7)向FeBr2溶液中通入過量Cl2的離子方程式。
2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。
(8)將SO2和Cl2混合,漂白性減弱的原因(用離子方程式表示)。
SO2+Cl2+2H2O===4H++SO+2Cl-。
二、氯、溴、碘性質比較
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
②使淀粉變藍
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:Cl-<Br-<I-。
Cl2能從Br-的溶液中置換出Br2,其離子方程式為Cl2+2Br-===2Cl-+Br2;同理,Br2能置換I2,其離子方程式為Br2+2I-===2Br-+I2。
③與一些還原性離子反應,如Br2與SO、Fe2+反應的離子方程式分別為SO+Br2+H2O===SO+2Br-+2H+,2Fe2++Br2===2Br-+2Fe3+。
三、鹵素離子的檢驗
1.AgNO3溶液——沉淀法
未知液
2.置換——萃取法
未知液
有機層呈
3.氧化——淀粉法檢驗I-
未知液 藍色溶液,表明有I-
四、海水提溴、碘
1.海水提溴
(1)流程
(2)發(fā)生反應的化學方程式依次為
2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl;
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4;
2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
2.海帶提碘
(1)流程
(2)發(fā)生反應的離子方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-。
題組一 氯氣的性質及氯水性質的多樣性
1.在氯水中存在多種分子和離子,它們在不同的反應中表現出各自的性質。下列實驗現象和結論一定正確的是( )
A.溶液呈黃綠色,且有刺激性氣味,說明有Cl2分子存在
B.加入有色布條,一會兒有色布條褪色,說明溶液中有Cl2分子存在
C.加入鹽酸酸化,再加入硝酸銀溶液產生白色沉淀,說明氯水中有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水黃綠色消失,說明有HClO分子存在
答案 A
解析 氯氣是淺黃綠色氣體,溶液呈淺黃綠色,且有刺激性氣味,說明有Cl2分子存在,故A項正確;氯水中含有次氯酸,可使有色布條褪色,故B項錯誤;加入鹽酸,引入氯離子,不能確定氯水中含有Cl-,故C項錯誤;加入NaOH溶液,氯水淺黃綠色消失,是由于氯氣和氫氧化鈉溶液反應,與次氯酸無關,故D項錯誤。
2.將氯水分別滴入下列各選項所述的溶液中,由實驗現象得出的結論完全正確的是( )
選項
氯水滴入下列溶液中
實驗現象
結論
A
滴有KSCN的FeCl2溶液
變紅
Cl2具有還原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液
褪色
Cl2具有漂白性
C
紫色石蕊溶液
先變紅后褪色
Cl2具有酸性、漂白性
D
KI-淀粉溶液
變藍色
Cl2具有氧化性
答案 D
解析 氯氣將亞鐵離子氧化為鐵離子,說明氯氣具有氧化性,故A項錯誤;氫氧化鈉與氯氣發(fā)生反應而被消耗,故B項錯誤;氯水中的鹽酸使石蕊變紅,次氯酸使石蕊褪色,故C項錯誤;氯氣將KI氧化成碘,碘遇淀粉變藍,故D項正確。
3.(2018·磐安縣第二中學高三模擬)下列關于氯水的說法中,不正確的是( )
A.氯水是指氯氣的水溶液
B.在pH試紙上滴新制氯水,試紙會先變紅后褪色
C.久置的氯水漂白作用更強
D.新制氯水應避光保存
答案 C
解析 在pH試紙上滴新制氯水,氯水中含有鹽酸和次氯酸,既有酸性,又有漂白性,所以試紙會先變紅后褪色,B正確;次氯酸易分解,久置的氯水中次氯酸含量低甚至不含次氯酸,漂白作用很弱甚至沒有,C不正確。
4.(2018·諸暨市牌頭中學高一上學期期中考試)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Na2CO3固體加入新制氯水中,有無色氣泡(H+)
B.向淀粉-KI溶液中滴加新制氯水,溶液變藍(Cl2)
C.將AgNO3溶液滴加到新制氯水中,有白色沉淀產生(Cl-)
D.新制氯水使紅色布條褪色(HCl)
答案 D
解析 由于酸性:鹽酸 > 碳酸 > 次氯酸,將Na2CO3固體加入新制氯水中,有無色氣泡產生,說明氯水中含有H+,A不符合題意;淀粉遇I-不變藍,遇I2變藍,Cl2能將碘離子氧化為碘單質,向淀粉-KI溶液中滴加新制氯水,溶液變藍,能說明氯水中含有Cl2,B不符合題意;將AgNO3溶液滴加到新制氯水中,有白色沉淀產生,證明氯水中含有Cl-,C不符合題意;鹽酸只有酸性沒有漂白性,沒有強氧化性,氯氣有強氧化性但無漂白性,次氯酸不僅有強氧化性而且有漂白性,新制氯水使紅色布條褪色,說明氯水中含有次氯酸,而非HCl,D符合題意。
5.下列關于Cl2用途的說法正確的是( )
A.Cl2有毒,不能用來給自來水消毒
B.飲用Cl2消毒的自來水不會對人體有任何傷害
C.Cl2是一種重要的化工原料
D.用Cl2與金屬鈉反應制取NaCl
答案 C
解析 任何事物都有兩面性,Cl2有毒但可作消毒劑,用Cl2對自來水消毒時,Cl2會與水中的有機物反應,生成對人體有害的有機氯化物。NaCl主要是從海水中提取的,而不是用Na和Cl2反應制備。
6.(2018·杭州市五縣七校高一上學期期中聯考)用玻璃棒蘸取新制氯水滴在pH試紙中部,觀察到的現象是( )
答案 B
解析 用玻璃棒蘸取新制氯水滴在pH試紙中部,中間部位由于HClO的漂白作用,呈現白色,外層由于HCl呈酸性,試紙呈紅色,氯水沒有接觸到的部分,呈現黃色。
7.(2018·磐安縣第二中學高一12月月考)如圖:A處通入氯氣。關閉B閥時,C處干燥的紅色布條無變化,打開B閥時,C處紅色布條褪色。由此作出的判斷不正確的是( )
A.D中盛放的可能是濃硫酸
B.D中盛放的可能是氫氧化鈉溶液
C.D中盛放的可能是飽和食鹽水
D.通入的氯氣是未經干燥的氯氣
答案 C
解析 A處通入氯氣。關閉B閥時,氣體經D中溶液后通入C中,C處干燥的紅色布條無變化,說明沒有次氯酸與紅色布條作用,有兩種可能,一是D中盛放可以干燥氯氣的試劑,二是D中盛放可以吸收氯氣的試劑;打開B閥時,氣體直接經過B進入C中,C處紅色布條褪色,說明原來的氯氣就是潮濕的氯氣,其中含有氯氣與水反應生成的次氯酸,可以把紅色布條漂白。D中盛放的可能是濃硫酸,A正確;D中盛放的可能是氫氧化鈉溶液,氫氧化鈉溶液可以吸收氯氣,B正確;D中盛放的不可能是飽和食鹽水,氯氣通過該溶液后可以使紅色布條褪色,C不正確;通入的氯氣是未經干燥的氯氣,其中含有一定量的水蒸氣,D正確。
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。
題組二 氯氣的制法
8.(2017·金華一中高一上學期第一次段考)為了證明在實驗室制備Cl2的過程中會有水蒸氣和HCl揮發(fā)出來,小明設計了如圖所示的實驗裝置,按要求填空。
(1)請根據小明的意圖,連接相應的裝置,接口順序:
______接______,______接______,______接______。(填字母)
(2)U形管中所盛試劑的化學式為____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)裝置C中CCl4的作用是_________________________________________________。
(4)小紅認為小明的實驗有缺陷,不能證明最終通入AgNO3溶液中的氣體只有一種。為了確保實驗結論的可靠性,證明最終通入AgNO3溶液的氣體只有一種,小紅同學提出在某兩個裝置之間再加裝置F。你認為裝置F應加在____________之間(填裝置序號)。瓶中可以放入____________。
(5)小強看到小明設計的裝置后提出無需多加裝置,只需將原來燒杯中的AgNO3溶液換成其他溶液。你認為可將溶液換成________,如果觀察到________的現象,則證明制Cl2時有HCl揮發(fā)出來。
答案 (1)b e f d c a(e、f可互換) (2)CuSO4
(3)吸收Cl2 (4)①③ 濕潤的KI-淀粉試紙(或潤濕的有色布條) (5)紫色石蕊溶液(其他合理答案也可) 紫色石蕊溶液變紅而不褪色
解析 實驗室制備Cl2的原理:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,為證明在制備Cl2的過程中會有H2O(g)和HCl(g)揮發(fā)出來,則要分別檢驗H2O(g)和HCl(g)。H2O(g)可以利用無水硫酸銅檢驗;HCl(g)溶于水電離出Cl-,可利用硝酸銀溶液檢驗;考慮到Cl2溶于水也能產生HCl,會干擾HCl的檢驗,故在檢驗HCl之前,要先除去Cl2;Cl2易溶于CCl4,而HCl難溶于CCl4,故可利用CCl4將Cl2除去。
(1)分析裝置可知裝置①是檢驗HCl,裝置②是制備Cl2,裝置③用CCl4除Cl2,裝置④用無水硫酸銅檢驗是否有水生成。先用②制備Cl2,然后用④檢驗H2O,再利用③除去Cl2,注意氣體進入③時要長進短出,最后利用①檢驗HCl。裝置接口順序:b→e→f→d→c→a(e、f可互換)。(2)無水硫酸銅與水反應生成藍色五水硫酸銅晶體,可用來檢驗水。(3)Cl2易溶于CCl4,可用來吸收Cl2。(4)①裝置用來檢驗HCl氣體,為了確保實驗結論的可靠性,應排除Cl2的干擾,在③吸收Cl2之后要檢驗Cl2是否完全除去,在裝置③、①之間再連接裝置F,F中可放濕潤的KI-淀粉試紙(或潤濕的有色布條),當觀察到裝置③中CCl4顯淺黃綠色,裝置F中濕潤的KI-淀粉試紙(或潤濕的有色布條)無顏色變化時,能確保結論正確。(5)將原來燒杯中的AgNO3溶液換成紫色石蕊溶液,氣體通過紫色石蕊溶液變紅而不褪色,證明制Cl2時有HCl揮發(fā)出來。
9.(2018·金華一中高一上學期第二次段考)實驗室制取、凈化并收集氯氣涉及以下幾個主要階段:
MnO2濃鹽酸尾氣處理
現有以下2種試劑:A.飽和食鹽水 B.NaOH溶液
請在以上試劑中選擇填空(填“A”或“B”):
(1)寫出上述制取氯氣的離子方程式:______________________________________,X溶液應選用__________。
(2)尾氣處理過程中,多余的氯氣可用________吸收,寫出該過程的離子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O A (2)B Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
解析 由題意知,實驗室制取、凈化并收集氯氣涉及以下幾個主要階段:首先用二氧化錳和濃鹽酸加熱制氯氣,接著依次通過飽和食鹽水和濃硫酸除去氯氣中的雜質HCl和水蒸氣,然后收集氯氣,最后是尾氣處理。(1)上述制取氯氣的離子方程式為MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O,X溶液應選用飽和食鹽水,選A。(2)尾氣處理過程中,多余的氯氣可用NaOH溶液吸收,選B,該過程的離子方程式Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
氯氣的制備及注意事項
(1)反應原理及實驗裝置
用強氧化性物質(如MnO2、KMnO4等)和濃鹽酸反應。如MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。注意:KMnO4與濃鹽酸反應不需要加熱。
(2)實驗室用MnO2和濃鹽酸制取Cl2時應注意以下五點
①為了減少制得的Cl2中HCl的含量,加熱溫度不宜過高且分批滴加濃鹽酸,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收集時采用向上排空氣法或排飽和食鹽水法(Cl2在飽和食鹽水中的溶解度較小)。
④驗滿方法:將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口,觀察到試紙立即變藍,則證明已集滿(常用方法);也可用觀察集氣瓶中氯氣的黃綠色是否達到瓶口來判斷。
⑤尾氣吸收時,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因為澄清石灰水中含Ca(OH)2量少,吸收不完全。
(3)完整的制取氣體并進行驗證其性質的實驗裝置
一套完整的制取氣體的實驗裝置包括四個部分:發(fā)生裝置→凈化裝置→收集或性質驗證裝置→尾氣處理裝置。在組合裝置制取氣體時,可按此順序選擇需要的儀器和相應的藥品,對有毒氣體、可燃性氣體必須有尾氣處理裝置。
題組三 鹵素單質性質的比較
10.甲、乙、丙三種溶液各含有一種X-(X-為Cl-、Br-或I-),向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水,則溶液變?yōu)槌壬?,再加丙溶液,溶液顏色無明顯變化。甲、乙、丙溶液中依次含有( )
A.Br-、I-、Cl- B.Br-、Cl-、I-
C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-
答案 A
解析 向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水,溶液變?yōu)槌壬瑒t甲溶液中必含有Br-,Br-被Cl2氧化生成了Br2,由此否定了C、D兩項;再加丙溶液,溶液顏色無明顯變化,說明丙溶液中不含有I-,否則加入丙溶液后I-應被Br2氧化生成I2,溶液應為藍色,與題給條件不符,則丙溶液只能含有Cl-,乙溶液中必定含I-,因此甲、乙、丙溶液中依次含有Br-、I-、Cl-。
11.(2017·寧波諾丁漢大學附屬中學高一上學期期中考試)某溶液中Cl-、Br-、I-三者物質的量之比是1∶2∶3,通入一定量的Cl2,當反應完成后,該比值變?yōu)?∶2∶1,則反應的Cl2與原溶液中I-的物質的量之比是( )
A.1∶2 B.1∶4
C.1∶3 D.1∶6
答案 C
解析 還原性:I->Br->Cl-,通入一定量的Cl2,比值變?yōu)?∶2∶1,說明溶液中剩余I-,設Cl-、Br-、I-三者物質的量分別是1 mol、2 mol、3 mol,反應后分別為3 mol、2 mol、1 mol,則增加Cl-2 mol,I-減少2 mol,由方程式2I-+Cl2===I2+2Cl-可知,參加反應的Cl2為1 mol,所以反應的Cl2與原溶液中I-的物質的量之比是1∶3,答案選C。
12.溴單質的氧化性介于氯單質和碘單質之間,利用這一性質解決下面的問題。
(1)含有下列哪種分子或離子的試劑加入含有Br-的溶液中可將Br-氧化為Br2_____(填字母)。
A.I2 B.I-
C.Cl2 D.Cl-
(2)如果把氯氣緩慢地通入含有相同物質的量濃度的Br-、I-的混合溶液里,________(填寫離子符號)先被氧化,其原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)碘單質遇淀粉會變藍。把濾紙用淀粉和碘化鉀的溶液浸泡,晾干后就是實驗室常用的淀粉碘化鉀試紙。這種試紙潤濕后遇到氯氣會________,其原因是__________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)C
(2)I- I-的還原性比Br-強
(3)變藍色 Cl2+2KI===2KCl+I2,碘遇淀粉變藍色
解析 (1)由于Br2的氧化性介于Cl2和I2之間且氧化性:Cl2>Br2>I2,故應加入含有Cl2的試劑,將Br-氧化為Br2。
(2)由氧化性:Cl2>Br2>I2知,還原性:I->Br->Cl-,故Cl2應先氧化I-。
(3)潤濕的淀粉碘化鉀試紙中的I-被Cl2氧化成I2,I2遇淀粉變藍色。
13.為了比較鹵素單質的氧化性強弱,可在實驗室先制取Cl2(利用MnO2與濃鹽酸反應可制取Cl2),并將Cl2依次通入NaBr溶液和KI-淀粉溶液中。如圖所示儀器及藥品,試回答:
(1)若所制取氣體的流向從左向右時,上述儀器接口的連接順序為________接________、________接________、________接________、________接________(填字母)。
(2)實驗開始后裝置Ⅴ中反應的離子方程式為_________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)裝置Ⅱ中發(fā)生的現象是______________,反應的化學方程式為_______________________。
(4)裝置Ⅰ中產生的現象:溶液先變藍一段時間后藍色褪去,生成兩種強酸,請寫出藍色褪去的化學方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)F G H D C B A E
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)溶液變橙色 Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl
(4)5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl
解析 (1)實驗室用裝置Ⅴ制備氯氣,經過Ⅰ、Ⅱ裝置驗證氯氣的強氧化性,氯氣有毒,不能直接排放到空氣中,應用Ⅲ裝置吸收氯氣,防止污染,則各儀器從左至右的連接順序為F接G、H接D、C接B、A接E。(2)裝置Ⅴ中是用MnO2和濃鹽酸制取Cl2。(3)Cl2能和NaBr發(fā)生置換反應生成Br2,溶液變成橙色。(4)氯氣能和碘化鉀發(fā)生置換反應生成碘單質,單質碘遇淀粉顯藍色,一段時間后藍色褪去,生成兩種強酸,則過量的Cl2將生成的I2繼續(xù)氧化成HIO3,本身被還原成HCl:5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl。
1.X2(X=Cl、Br、I)性質的相似性
(1)均與水和堿溶液反應,X2+H2OHX+HXO,
X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O。
(2)都能與金屬和某些非金屬反應生成鹵化物,如:
3Br2+2Fe2FeBr3,I2+FeFeI2;X2+2Na===2NaX,X2+H2===2HX。
(3)與一些還原性離子反應,如與SO、Fe2+反應的離子方程式:I2+SO+H2O===2I-+2H++SO,Br2+2Fe2+===2Br-+2Fe3+。
2.X2(X=Cl、Br、I)性質的遞變性
Cl2、Br2、I2的氧化性強弱:Cl2>Br2>I2。Cl2能從Br-、I-的溶液中置換出Br2、I2,Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,Cl2+2I-===2Cl-+I2;同理,Br2能置換出I2,Br2+2I-===I2+2Br-。
注意 I2氧化性比Cl2、Br2弱,Cl2和Br2可氧化Fe和Fe2+生成Fe3+,而I2只能將Fe氧化成FeI2,I2不能將Fe2+氧化生成Fe3+,然而Fe3+可氧化I-:2I-+2Fe3+===I2+2Fe2+。
題組四 鹵素離子的檢驗及溴、碘的提取
14.按下列實驗過程填空:
淺綠色FeBr2溶液黃色液體
寫出上述反應的化學方程式:
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
(3)________________________________________________________________________。
答案?、僮攸S?、谒{ ③橙紅?、芩{
(1)2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2
(2)2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
(3)2KI+Br2===2KBr+I2
解析 在FeBr2溶液中通入足量Cl2,發(fā)生的反應為2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2。再加入CCl4,Br2易溶于CCl4而使下層液體呈橙紅色;上層液體為FeCl3溶液,呈棕黃色。都加入KI-淀粉溶液,Br2、Fe3+都可以將I-氧化為I2,從而使溶液呈藍色。
15.(2017·定海一中高一第一學期期中考試)海帶中富含碘元素,有人設計如下步驟來提取碘:①通入足量氯氣;②將海帶燒成灰,向灰中加水攪拌;③加入CCl4振蕩;④過濾;⑤用分液漏斗分液。合理的操作順序為( )
A.②①④③⑤ B.②④①③⑤
C.①③⑤②④ D.③①②⑤④
答案 B
解析 從海帶中提取碘單質的順序:先將海帶燒成灰,向灰中加水攪拌,使碘離子充分溶解,然后再過濾,除掉不溶物,再取濾液,向濾液中通入足量氯氣,將碘離子氧化成碘單質,接著加入CCl4振蕩,將碘單質萃取出來,最后用分液漏斗分液,所以正確的操作順序:②④①③⑤,答案選B。
16.(2018·浙江省選考科目考試)實驗室從含碘廢液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其操作流程如下:
下列說法不正確的是( )
A.還原時,發(fā)生的主要反應:
SO+I2+H2O===SO+2I-+2H+
B.加入 Na2SO3 溶液的目的是使碘元素進入水層
C.操作X 的名稱為萃取,應在分液漏斗中操作
D.氧化時,應控制在較低溫度(40 ℃左右), 可增大Cl2的溶解度并減少 I2的損失
答案 C
解析 還原時,I2作氧化劑,亞硫酸鈉作還原劑,發(fā)生的主要反應:SO+I2+H2O===SO+2I-+2H+,故A 正確;加入 Na2SO3 溶液的目的是使CCl4層中的碘元素進入水層,故B正確;操作X 的名稱為分液,應在分液漏斗中操作,故C錯誤;氧化時,應控制在較低溫度(40 ℃左右), 可增大Cl2的溶解度并減少 I2被氧化的損失,故D正確。
17.(2017·“七彩陽光”新高考研究聯盟期中)從海帶中提取碘,有甲、乙兩種實驗方案如下:
已知:3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O。請回答:
(1)步驟 X 的操作為萃取分液,分液時需用到分液漏斗,分液漏斗在使用前需____________。
(2)方案甲進行蒸餾操作時,通常使用水浴加熱,其優(yōu)點是_____________________________。
(3)方案乙在上層溶液中加入 H2SO4溶液得到 I2的水溶液,發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)操作 Z 的名稱是________________。
答案 (1)檢查是否漏水 (2)均勻受熱,易于控制溫度
(3)5NaI+NaIO3+3H2SO4===3I2+3Na2SO4+3H2O
(4)過濾
解析 (3)含碘單質的CCl4溶液與氫氧化鈉反應生成NaI、NaIO3,上層溶液中加入 H2SO4溶液,NaI、NaIO3在酸性條件下發(fā)生歸中反應得到 I2,反應的方程式是5NaI+NaIO3+3H2SO4===3I2+3Na2SO4+3H2O。(4)操作Z是分離固體碘和溶液,所以Z是過濾。
考點二 硫及其化合物
一、硫及其化合物
1.樹立物質轉化思想
(1)理清知識主線
H2 ―→ ―→O2―→O3(H2O4)
(2)形成網絡構建
2.掃除易忘知識盲點
(1)除去附著在試管內壁上的硫,除了用熱的NaOH溶液外,還可以用CS2,但不能用酒精。
(2)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表現SO2酸性氧化物的性質;使品紅溶液褪色,表現SO2的漂白性;使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表現SO2的還原性;SO2與H2S反應,表現SO2的氧化性;SO2和Cl2等體積混合通入溶液中,漂白性不但不增強,反而消失。
(3)把SO2氣體通入BaCl2溶液中,沒有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前兩者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。
(4)濃HNO3和Cu(足量)、濃H2SO4和Cu(足量)、濃鹽酸和MnO2(足量)在反應時,隨反應進行,產物會發(fā)生變化或反應停止。注意區(qū)分Zn和濃H2SO4的反應。
(5)C與濃硫酸反應時,反應產物的確定應按以下流程進行:無水CuSO4確定水→品紅溶液確定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品紅溶液檢驗SO2是否除凈→澄清石灰水檢驗CO2。
3.規(guī)范書寫重要反應
(1)用離子方程式回答下列問題。
①熱的燒堿溶液可以除硫,其原因是:
3S+6OH-2S2-+SO+3H2O。
②將SO2氣體通入到FeCl3溶液中,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色,其原因是:
SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+。
③S2-和SO可以大量共存,但加入H2SO4后,則不能大量共存,其原因是:
2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O。
④將SO2通入到BaCl2溶液中無現象,若加入KNO3則有白色沉淀生成,其原因是:
3SO2+3Ba2++2NO+2H2O===3BaSO4↓+2NO↑+4H+。
(2)書寫下列反應的化學方程式。
①將H2S氣體通入到CuSO4溶液中。
H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4。
②將SO2通入H2S溶液中。
2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
③Cu和濃H2SO4混合加熱。
Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。
④C和濃H2SO4混合加熱。
C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
⑤實驗室利用Na2SO3和濃H2SO4制SO2。
Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+H2O+SO2↑。
二、硫酸的工業(yè)生產
工業(yè)上接觸法制硫酸的主要設備及生產流程如下圖:
各進口或出口物質的名稱為:
A:含硫礦石(如FeS2);B:爐渣;C:二氧化硫、氧氣、氮氣;D:尾氣(SO2、O2、N2)。
接觸法制硫酸分為三個階段:
生產階段
設備
主要反應
造氣
沸騰爐
S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
接觸氧化
接觸室
2SO2+O22SO3
SO3吸收
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
三、幾種常見的硫酸鹽
硫酸鹽
俗名
顏色
用途
2CaSO4·H2O
熟石膏
白色
作磨光粉、紙張?zhí)畛湮铩怏w干燥劑等
CaSO4·2H2O
生石膏
白色
塑像、模型、粉筆、醫(yī)療繃帶等
FeSO4·7H2O
綠礬
淺綠色
生產鐵系列凈水劑、補血劑等
CuSO4·5H2O
膽礬、藍礬
藍色
配“波爾多液”、鍍銅液
BaSO4
重晶石
白色
白色顏料、醫(yī)療上作“鋇餐”
KAl(SO4)2·12H2O
明礬
白色
凈水劑
題組一 SO2性質的多樣性
1.根據SO2通入不同溶液中的實驗現象,所得結論不正確的是( )
選項
實驗
現象
結論
A
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液
產生白色沉淀
SO2有還原性
B
H2S溶液
產生黃色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
產生膠狀沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3
答案 C
解析 FeCl3將SO2氧化成硫酸根離子,硫酸根離子與BaCl2反應生成硫酸鋇沉淀,該反應中二氧化硫被氧化,表現了還原性,故A正確;SO2與H2S反應生成S單質,該反應中SO2中+4價S元素被還原生成0價的單質S,二氧化硫被還原,作氧化劑,故B正確;酸性KMnO4溶液能夠氧化SO2,使溶液褪色,SO2表現了還原性,故C錯誤;Na2SiO3溶液中通入二氧化硫生成H2SiO3,說明亞硫酸的酸性較強,即酸性:H2SO3>H2SiO3,故D正確。
2.(2017·溫州市十校聯合體高一上學期期末聯考)向含有FeCl3、BaCl2的酸性溶液中通入足量的SO2,有白色沉淀生成,過濾,向濾液中滴入KSCN溶液時無明顯現象,由此得出的正確結論是( )
A.白色沉淀是BaSO3
B.白色沉淀是BaSO4
C.白色沉淀是BaSO3、BaSO4的混合物
D.FeCl3全部被SO2氧化為FeCl2
答案 B
解析 向濾液中滴入KSCN溶液時無明顯現象,說明鐵離子被SO2還原,SO2被氧化為硫酸,白色沉淀是硫酸鋇,A錯誤,B正確;白色沉淀是硫酸鋇,沒有亞硫酸鋇,C錯誤;氯化鐵被SO2還原為氯化亞鐵,D錯誤。
3.(2017·磐安縣第二中學高一12月月考)下列五種有色溶液與SO2作用,均能褪色,其反應實質相同的是( )
①品紅溶液 ②酸性KMnO4溶液?、垆逅、艿稳敕犹臒龎A溶液?、莸矸鄣馊芤?br />
A.①②③ B.②③④
C.③④⑤ D.②③⑤
答案 D
解析 SO2使品紅溶液褪色,表現了漂白性; SO2使酸性KMnO4溶液、溴水、淀粉碘溶液褪色,表現還原性;SO2使滴入酚酞的燒堿溶液褪色,SO2表現的是酸性氧化物的性質。所以,反應實質相同的是②③⑤,本題選D。
4.下列制取SO2、驗證其漂白性、收集并進行尾氣處理的裝置和原理能達到實驗目的是( )
答案 B
解析 實驗室可用濃硫酸和銅在加熱條件下反應制備二氧化硫,二氧化硫密度比空氣大,可用向上排空氣法收集,具有漂白性,可使品紅溶液褪色,二氧化硫為酸性氧化物,可與堿反應,以此解答該題。稀硫酸和銅不反應,應用濃硫酸和銅反應制備二氧化硫氣體,故A項錯誤;二氧化硫具有漂白性,可使品紅溶液褪色,操作符合要求,可達到實驗目的,故B項正確;二氧化硫密度比空氣大,可用向上排空氣法收集,氣體應從長導管進入,故C項錯誤;二氧化硫不溶于飽和亞硫酸氫鈉溶液,應用氫氧化鈉溶液吸收尾氣,且要防止倒吸,故D項錯誤。
SO2的性質
SO2是一種無色、有刺激性氣味、有毒、易溶于水的氣體,主要具有以下化學性質:
(1)酸性氧化物的通性:
SO2可與水反應生成亞硫酸、與堿性氧化物反應生成亞硫酸鹽、與堿反應生成亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽。如SO2+H2OH2SO3、SO2+CaO===CaSO3、SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O和SO2+NaOH===NaHSO3。注意:SO2只能使紫色石蕊溶液變紅而不能褪色。
(2)還原性:可被O2、鹵素單質、HNO3、Fe3+、酸性KMnO4溶液等強氧化劑氧化。
(3)氧化性:氧化性比較弱,主要表現為與H2S反應:2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
(4)漂白性:使品紅溶液褪色,加熱后又恢復原色。利用此性質可判斷SO2的存在。
注意 SO2與CO2均是酸性氧化物,在通入澄清石灰水中時,現象相同,兩者可利用SO2的還原性和漂白性進行鑒別與除雜。
題組二 SO2和CO2的檢驗
5.下列溶液能夠區(qū)別SO2和CO2氣體的是( )
①澄清的石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液?、苈人、萜芳t溶液
A.①②③ B.②③④
C.除①以外 D.全部
答案 C
解析 SO2和CO2都屬于酸性氧化物,它們都能與澄清石灰水反應生成不溶性的鹽,所以不能區(qū)別SO2和CO2;SO2具有氧化性,能將H2S氧化成單質硫(有淡黃色沉淀生成);SO2具有還原性,能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色);SO2具有漂白性,能使品紅溶液褪色,而CO2沒有該性質。所以可以用②③④⑤來區(qū)別SO2和CO2。
6.(2018·金華一中高一上學期第二次段考)現有混有少量SO2雜質的CO2氣體,請選用適當的實驗裝置,收集純凈干燥的CO2氣體。
(1)要達到實驗目的,按氣流從左到右,各接口連接順序正確的是________(填字母,下同)。
A.dcabh B.feabh C.feabg
(2)本實驗除去SO2的原理是利用SO2的__________。
A.氧化性 B.漂白性
C.還原性 D.酸性
(3)SO2與酸性高錳酸鉀反應的離子方程式是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)B (2)C (3)5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+
解析 根據題中所給裝置,應將混有少量SO2雜質的CO2氣體通過酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫,然后用濃硫酸干燥,最后用向上排空氣法收集到純凈干燥的二氧化碳。(1)要達到實驗目的,按氣流從左到右,各接口連接順序正確的是feabh,選B。(2)本實驗除去SO2的原理是利用SO2的還原性,選C。(3)SO2與酸性高錳酸鉀反應的離子方程式是5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+。
檢驗SO2和CO2同時存在的一般流程
SO2和CO2都可使澄清的石灰水變渾濁,檢驗二者同時存在的一般流程為:
流程設計
檢驗SO2?除去SO2?檢驗SO2是否除盡?檢驗CO2
選用試劑
品紅溶液
酸性KMnO4溶液
品紅溶液
澄清的石灰水
預期現象
褪色
褪色
不褪色
變渾濁
題組三 SO2對環(huán)境的污染及治理
7.SO2是常見的大氣污染物之一,我國規(guī)定空氣中SO2含量不得超過0.02 mg·L-1,下列措施中能夠減少SO2排放量的是( )
①用天然氣代替煤炭作民用燃料
②使用水煤氣或干餾煤氣作燃料
③硫酸廠使用V2O5作催化劑,提高SO2的轉化效率
④將塊狀煤粉碎,提高其燃燒效率
⑤在煤中加入石灰后燃用
⑥循環(huán)處理吸收塔放出的尾氣
A.①②③④⑤ B.①③⑤⑥
C.①②⑤⑥ D.②③④⑥
答案 C
8.形成酸雨的原理之一可簡示如下:含硫燃料AB硫酸。
回答下列問題:
(1)A物質的化學式為__________,B物質的化學式為________。
(2)三個反應中不屬于氧化還原反應的是________(填序號)。
(3)SO2中硫元素顯+4價,它可能降低到0價,利用這一性質可在工廠的煙道氣中通入合適的________(填“氧化劑”或“還原劑”)除去SO2,達到減小污染的目的。
(4)從環(huán)境保護的角度認為雨水的pH
注冊成功