高中化学4.2《富集在海水中的元素——氯》学案11(人教版必修1)
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111第二节 富集在海水中的元素氯【高考目标定位】考纲导引考点梳理1. 了解氯元素单质及其化合物的主要性质及应用。2. 了解氯元素单质及其化合物对环境质量的影响。1. 氯气的物理性质。2. 氯气及其化合物的化学性质。3. 氯气的制备。【考纲知识梳理】氯气及其化合物相互转化关系【要点名师精解】一、氯气的性质及用途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:氯气的化学性质很活泼的非金属单质。(1)与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态)如:2NaCl22NaCl(产生白烟)CuCl2CuCl2(产生棕黄色的烟)2Fe3Cl22FeCl3(产生棕色的烟)注:常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。(2)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2P3Cl22PCl3(氯气不足;产生白雾)2P5Cl22PCl5(氯气充足;产生白烟)(3)与水反应:Cl2H2O = HClHClO(4)与碱反应Cl22NaOH = NaClNaClOH2O(用于除去多余的氯气)2Cl22Ca(OH)2 = Ca(ClO)2CaCl22H2O(用于制漂粉精)Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO(漂粉精的漂白原理)(5)与某些还原性物质反应如:2FeCl2Cl2 = 2FeCl32KICl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)SO2Cl22H2O = 2HCl + H2SO4(6)与某些有机物反应如:CH4Cl2 CH3Cl + HCl(取代反应)CH2=CH2Cl2 CH2ClCH2Cl(加成反应)3、氯水的成分及性质氯气溶于水得黄绿色的溶液-氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应,Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸),大部分是以Cl2分子状态存在于水中。注意:(1)在新制的氯水中存在的微粒有:H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-;久置氯水则几乎是盐酸溶液 一元弱酸,比H2CO3弱 光 (2)HClO的基本性质 不稳定,2HClO = 2HCl + O2 强氧化性; 漂白、杀菌能力,使色布、品红溶液等褪色, 故氯水可用作自来水消毒。(3)几种漂白剂的比较漂白剂HClONa2O2(H2O2)SO2活性炭漂白原理氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附漂白品红溶液褪色褪色褪色褪色紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色稳定性稳定稳定不稳定例1、 (1)液氯和氯水是一种物质吗? 答案:不是。液氯是Cl2在加压或冷却时变成的液态Cl2,是纯净物,而氯水是氯气溶于水中形成的溶液,是混合物。 (2)怎样证明新制氯水中含有大量Cl2? 用实验证明氯气能与水反应。 答案:观察氯水颜色,呈黄绿色,此即氯气的颜色,说明新制氯水中含大量Cl2。 向新制的氯水中加AgNO3溶液若产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl,即有部分氯气与水反应了。 Cl2H2OHClHClO ,AgNO3HClAgClHNO3 另法:也可向新制氯水中放入一红布条或滴入几滴品红溶液,若布条或品红褪色,说明新制氯水中有HClO,即Cl2与水发生了反应。 (3)氯水中有多种化学物质,故性质较复杂。下列现象各是基于哪种物质的什么性质? 氯水能使紫色石蕊试液先变红后褪色。 向氯水中滴加饱和NaHCO3溶液,有气泡出现。 向氯水中滴入AgNO3溶液,产生白色沉淀。 答案:H、HClO H Cl4、氯气的制法(1)实验室制法 药品及原理:MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + 2H2O + Cl2强调:MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2,稀盐酸不与MnO2反应。仪器装置:发生装置-收集装置-吸收装置实验步骤:检密装药固定加热收集收集方法:向上排空气法 (或排饱和食盐水法)净化装置:用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸干燥尾气处理:用碱液吸收(2)氯气的工业制法:(氯碱工业) 通 电2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2二、氯化氢的性质和实验室制法1、物理性质: 无色、有刺激性气味的气体;极易溶于水 (1:500)其水溶液为盐酸。2、盐酸的化学性质: (挥发性强酸的通性)3、氯化氢的实验室制法(1)药品及反应原理: NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl (不加热或微热) NaHSO4 + NaCl = Na2SO4 + HCl (加热到500C600C) 总式: 2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl(2)装置: 与制氯气的装置相似(3)收集方法: 向上排空气法(4)检验方法: 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生(5)尾气处理: 用水吸收(倒扣漏斗)三、卤族元素1、卤素及化合物的性质比较:氟氯溴碘单质物理性质状态气气(易液化)液(易挥发)固(易升华)熔、沸点熔、沸点逐渐升高颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色密度密度逐渐增大X2与H2化合条件冷暗处光照加热持续加热程度剧烈爆炸爆炸缓慢化合同时分解X2与H2O化合反应2F2+2H2O=4HF+O2X2 + H2O = HX + HXO程度剧烈缓慢微弱极弱水溶性反应生成氢氟酸水溶性依次减小,有机溶剂中溶解性依次增大化合价只有-1价有-1、+1、+3、+5、+7等含氧酸化学式无含氧酸有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等强弱程度同一价态的酸性依次减弱卤化银颜色AgF(白)AgCl(白)AgBr(淡黄)AgI(黄)水溶性易溶均难溶,且溶解度依次减小感光性难分解见光均易分解,且感光性逐渐增强2、卤素元素的有关特性:(1)F2遇水发生置换反应,生成HF并放出O2。(2)HF是弱酸、剧毒,但能腐蚀玻璃4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O;HF由于形成分子间氢键相互缔合,沸点反常的高。(3)溴是唯一的液态非金属,易挥发,少量的液溴保存要用水封。(4)碘易升华,遇淀粉显蓝色;碘的氧化性较弱,它与变价金属反应时生成低价化合物。(5)AgX中只有AgF溶于水,且不具有感光性;CaF2中只有CaF2难溶。3、卤素间的置换反应及X-离子的检验:(1)Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl- Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl- Br2 + 2I- = I2 + 2Br-结论:氧化性:Cl2 Br2 I2; 还原性:I- Br- Cl- (2)溴和碘在不同溶剂中所生成溶液(由稀到浓)的颜色变化 溶剂溶质 水 苯 汽 油四氯化碳 Br2 黄 橙橙 橙红橙 橙红橙 橙红 I2深黄 褐淡紫 紫红淡紫 紫红紫 深紫 密 度 比 水 轻 比 水 轻比 水 重(3)X-离子的检验Cl- 白色沉淀 Br- + AgNO3 + HNO3 浅黄色沉淀 I- 黄色沉淀四、过量问题的计算1、一般的过量计算: 两种物质反应,两反应物的量皆已知,求生成物的量,这是最简单的过量问题。这种题的解题思路是先选量,然后以完全反应的反应物的量计算有关量。选量的方法有多种,以采用物质的量进行比较为好。2、过量计算问题的判断法(1) 计算法(2) 比较法(3) 极限判断法(4) 中值判断法(过量讨论)例2:58.5 g氯化钠跟17 g硝酸银在水溶液里发生反应,可生成多少摩氯化银沉淀?解析:这是最简单的过量问题。这种题的解题思路是先要选量。选量的目的是确定反应物中过量物质和完全反应的物质。然后以完全反应的物质的量计算有关的量。要从物质的量观点去选量为好,可用物质的量的关系确定完全反应的物质和过量的物质。n(NaCl)1 mol,n(AgNO3)0.1 mol,由NaClAgNO3NaNO3AgCl可知:NaCl过量,应以AgNO3计算。n(AgCl)n(AgNO3)0.1 mol答:能生成0.1mol氯化银沉淀。当然更为简单的方法是比较大小,而不直接算出具体的数字。如:,NaCl过量,应以AgNO3计算。例3:将a g H2与b g Cl2合成制得HCl气体,将反应所得的混合气体用足量NaOH溶液充分吸收。求:(1) 剩余气体的质量;(2) 混合气体与NaOH溶液反应所得NaCl的质量。解析:这是属于第二种类型的一般过量讨论题。由于H2与Cl2的量皆已知,因此,反应后就存在三种情况:。完全反应、H2过量,Cl2过量。而反应后生成的HCl与Cl2能与NaOH溶液反应。Cl 2H22HClHClNaOHNaClH2OCl22NaOHNaClNaClOH2O讨论: 若氢气与氯气恰好完全反应(或ab 135.5)时,无剩余气体,生成NaCl质量为:117b / 71(g); 若Cl2过量(或ab135.5时,无气体剩余,生成NaCl质量为:58.5(35.5ab) / 71(g); 若氢气过量(或ab135.5)时,剩余气体为:(ab / 35.5) g, 生成NaCl质量为:117b / 71 (g)【感悟高考真题】1. (2010全国卷1)一定条件下磷与干燥氯气反应,若0.25g磷消耗掉314mL氯气(标准状况),则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于A1:2 B2:3 C3:1 D5:3【解析】设n(PCl3)=X mol, n(PCl5)=Y mol,由P元素守恒有:X+Y=0.25/310.008;由Cl元素守恒有3X+5Y=(0.3142)/22.40.028,联立之可解得:X=0.006,Y=0.002故选C【命题意图】考查学生的基本化学计算能力,涉及一些方法技巧的问题,还涉及到过量问题等根据化学化学方程式的计算等【点评】本题是个原题,用百度一搜就知道!做过多遍,用的方法很多,上面是最常见的据元素守恒来解方程法,还有十字交叉法,平均值法、得失电子守恒等多种方法,此题不好!2.(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,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色解析: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。答案:A3.(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 D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:4NH3+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。4.(2010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: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。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试管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液若紫红色退去,证明有SO32-,否则无5.(2010上海卷)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色。完成下列填空:1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1,不用填写):2)整个过程中的还原剂是 。3)把KI换成KBr,则CCl4层变为_色:继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是 。4)加碘盐中含碘量为20mg50mgkg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg,若庄Kl与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2 L(标准状况,保留2位小数)。答案:1)I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl;2)KI、I2;3)红棕、HBrO3Cl2HIO3;4)10.58。解析:此题考查氧化还原反应的配平、氧化剂和还原剂、氧化性强弱的判断、化学计算知识。分析反应从开始滴加少许氯水时,其将KI中的I元素氧化成碘单质;等CCl4层变紫色后,再滴加氯水时,其将碘单质进一步氧化成碘酸。1)根据氧化还原反应方程式的配平原则,分析反应中的化合价变化,I元素的化合价从0+5,升高5价,Cl元素的化合价从0-1,降低1价,综合得失电子守恒和质量守恒,可配平出:I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl;2)分析整个过程中化合价升高的都是I元素,还原剂为:KI和I2;3)KI换成KBr时,得到的是溴单质,则其在CCl4中呈红棕色;继续滴加氯水时,颜色不变,可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3,故其氧化性强弱顺序为:HBrO3Cl2HIO3;4)综合写出反应方程式:KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl,根据化学方程式计算,按最小值计算时,1000kg加碘食盐中含碘20g,根据质量守恒,可知:换算成碘酸钾的质量为:33.70g,物质的量为:0.16mol,则需要消耗Cl2的体积为:(20g/127g.mol-1)322.4L/mol=10.58L。解法点拨:守恒定律是自然界最重要的基本定律,是化学科学的基础。在化学反应中,守恒包括原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。任何化学反应在反应前后应遵守电荷或原子守恒。电荷守恒即反应前后阴阳离子所带电荷数必须相等;原子守恒(或称质量守恒),也就是反应前后各元素原子个数相等;得失电子守恒是指在氧化还原反应中,失电子数一定等于得电子数,即得失电子数目保持守恒。比如此题中我们就牢牢抓住了守恒,简化了计算过程,顺利解答。6.(09全国卷)含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是 ( )Ax0.4a,2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-Bx0.6a,2Br+ Cl2Br2+2ClCx=a,2Fe2+2Br+2Cl2Br2+2Fe3+4ClDx=1.5a,2Fe2+4Br+3Cl22Br2+2Fe3+6Cl答案 B解析 由于Fe2的还原性强于Br,故根据氧化还原反应的先后顺序知,Cl2先氧化Fe2,然后再氧化Br。2Fe2 + Cl2 2Fe3 + 2Cl,2Br + Cl2 Br2 + 2Cl,2FeBr2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2Br2 。当x/a 0.5时,Cl2仅氧化Fe2,故A项正确。当x/a 1.5时,Fe2和Br合部被氧化,D项正确;当介于两者之间时,则要分步书写方程式,然后进行叠加得总反应。如B项,当x=0.5a时,Cl2刚好把Fe2全部氧化,而当x=0.6a,显然Cl2还要氧化Br,而选项中没有表示,故B错。7.(09天津卷)下列实验设计和结论相符的是 ( )A.将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇,振荡后静置,可将碘萃取到乙醇中B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体水溶液一定显碱性C.某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定有SO42-D.在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加热,除去过量的Cl2,即可得到较纯净的FeCl3溶液答案 B解析 A项,乙醇不可以作为萃取剂,错;B项,石蕊变蓝,则肯定为碱性,正确。C项,若原溶液中含有SO32 ,生成BaSO3,再加入HCl,则与溶液的NO3 结合,相当于HNO3,则可以氧化BaSO3至BaSO4,沉淀不溶解,故错;D项,加热时,FeCl3会水解,错。8(09江苏卷)下列离子方程式与所述事实相符且正确的是 ( )A漂白粉溶液在空气中失效:B用浓盐酸与反应制取少量氯气:C向溶液中通入过量制: D在强碱溶液中次氯酸钠与反应生成: 答案 C解析 漂白粉失效的化学方程式为,那么该反应的离子方程式是,A项错;实验室制取的原理是浓盐酸和二氧化锰反应,离子方程式为,所以B项错;D项,在强碱溶液中,不可能生成,所以D错。9(09江苏卷)I2在KI溶液中存在下列平衡: 某I2、KI混合溶液中, 的物质的量浓度c()与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是 ( )A 反应的H0B若温度为,反应的平衡常数分别为C若反应进行到状态D时,一定有D状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大答案 BC解析 随着温度的不断升高,的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,也就意味着该反应是放热反应,所以,所以A项错;因为,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即;C项,从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,所以它要向A点移动,这时的浓度在增加,所以,C项正确;D项,从状态A到状态B,的浓度在减小,那么的浓度就在增加。10. (09广东)下列浓度关系正确的是 ( )A. 氯水中:c(Cl2)=2c()+c()+C(HClO)B. 氯水中:c()c()c()c()C. 等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合:c()=c()D. 溶液中:c答案 D解析 根据氯水中所含粒子的种类可知氯水中也含有氯气分子A设置了一个貌似物料守恒的式子而忽视了氯气分子的存在,故A错;根据Cl2+H2OHClO+H+Cl,HCl完全电离 而HClO部分电离,可知正确的顺序c(H+)c(Cl)c(ClO)c(OH),B错;C项等物资的量的强碱与弱酸混合生成强碱弱酸盐溶液显碱性c()c(),再根据溶液中电荷守恒可以判断c()c(;D项比较简单。11(09广东)下列离子方程式正确的是 ( )A. 向盐酸中滴加氨水:H+ + OH- = H2OB. Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2OC. 铜溶于稀硝酸:3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2 NO + 4H2OD. 向Na2S2O3溶液中通入足量氯气:S2O322Cl23H2O2SO324Cl6H答案 C解析 A项中的氨水应写成分子式,B项发生的是氧化还原反应;C项正确;氯气具有强氧化性将S2O32氧化成SO42,正确的离子方程式应为S2O324Cl25H2O2SO428Cl10H,故D错。12(09北京)已知有相同容积的定容密封容器甲和乙,甲中加入和各0.1mol ,乙中加入HI 0.2mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是 ( )A甲、乙提高相同温度 B 甲中加入0.1mol He,乙不改变C甲降低温度,乙不变 D 甲增加0.1mol ,乙增加0.1mol 答案 C13(09上海)已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(、均为正值):有关上述反应的叙述正确的是 ( )AB生成物总能量均高于反应物总能量 C生成1molHCl气体时放出热量 D1mol HBr(g)具有的能量大于1mol HBr(1)具有的能量答案 AD14 (09上海)生活中难免会遇到一些突发事件,我们要善于利用学过的知识,采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏,以下自救方法得当的是 ( )A只要在室内放一盆水B向地势低的地方撤离C观察风向,顺风撤离D用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离答案 D15(09天津卷)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:(1)请列举海水淡化的两种方法:、。(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、或H2、。(3)步骤中已获得Br2,步骤中又将Br2还原为Br,其目的为 。(4)步骤用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95,有关反应的离子方程式为,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是 。(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,了如下装置简图:请你参与分析讨论:图中仪器B的名称:。整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是。实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件: 。C中液体产生颜色为。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。答案解析 本题考查海水中提取溴的实验。电解NaCl溶液的方程式为:2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2+ Cl2,其中Cl2有可能与NaOH会生成NaClO。步骤I中的Br2的浓度很小,多次用SO2反复吸收,最终用Cl2处理,则可获得大量的工业溴。溴具有强氧化性可以氧化SO2,生成H2SO4,因此要注意酸对设备的腐蚀问题。溴具有腐蚀性,可以腐蚀橡胶。蒸馏的目的,就是通过沸点不同而提纯Br2,所以要通过温度计控制好Br2沸腾的温度,尽可能使Br2纯净。16.(09浙江卷)各物质之间的转换关系如下图,部分生成物省略。C、D是由X、Y、Z中两种元素组成的化合物,X、Y、Z的原子序数依次增大,在周期表中X的原子半径最小,Y、Z原子量外层电子数之和为10。D为无色非可燃性气体,G为黄绿色单质气体,J、M为金属,l有漂白作用,反应常用于制作印刷电路板。请回答下列问题:(1)写出A的化学式 , C的电子式 。(2)比较Y与Z的原子半径大小 (填写元素符号)。(3)写出反应的化学方程式(有机物用结构简式表示) ,举出该反应的一个应用实例 。(4)已知F溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的化学方程式 。(5)研究表明:气体D在一定条件下可被还原为晶莹透明的晶体N,其结构中原子的排列为正四面体,请写出N及其2种同素异形体的名称 、 、 。答案 (1)Cu2(OH)2CO3 Cu(OH)2CuCO3或CuCO3 (2) CO (3)CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O+ 2H2O医学上可用这个反应检验尿液中的葡萄糖(4)3Cu2O + 14HNO3 6Cu(NO3)2 + 2NO+ 7H2O(5)金刚石、石墨、富勒烯(C60)或碳纳米管等解析 从反应图中寻找突破口,E与葡葡糖生成红色沉淀F,则E应为Cu(OH)2,而B为Cu2,反应为印刷电路板,L为棕黄色溶液,由此可推出:M应为Cu,L为FeCl3 。G为黄绿色气体,则为Cl2,K为浅绿色,则为Fe2溶液。X的原子半径最小,则为H,D为非可燃性气体,可推为CO2,C和O的最外层电子之和刚好为10。C为H、C、O中的两种组成的化合物,且可以与Cl2反应,故应为H2O,生成H为HCl,I为HClO(具有漂白性),HCl与J(Fe)可生成FeCl2溶液。(1)A + HClCu2 + H2O + CO2,由元素守恒可知,A可以CuCO3或碱式碳酸铜均可。(2)Y为C,Z为N,两者位于同一周期,前者的半径大,即CN。(3)葡萄糖含有醛基,可以与Cu(OH)2生成砖红色沉淀。(4)F为Cu2O,与HNO3反应,生成Cu(NO3)2,且生成无色气体,应为NO,然后根据得失电子守恒配平即可。(5)CO2可以还原成正四面体结构的晶体N,即化合价降低,显然生成C,应为金刚石。它的同素异形体必须为含碳的单质。17(09重庆卷)工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅。(1)题26图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是 ;NaOH溶液的出口为 (填字母);精制饱和食盐水的进口为 (填字母);干燥塔中应使用的液体是 。(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用收到广泛关注。SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为 。SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应: 3 SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为 kg。(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠213.0kg,则生成氢气 (标准状况)。答案 (1)氯气;a;d;浓硫酸(2)SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl0.35(3)134.4解析 (1)电解饱和食盐时阳极阴离子Cl、OH放电,Cl的放电能力强于OH,阳极发生的方程式为:2Cl2e=Cl2;阴极:2H+2e=H2;总反应为:2NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH。H2、2NaOH在阴极,NaOH溶液的出口为a,Cl2在阳极,精制饱和食盐水从阳极进入,选d;要干燥Cl2需要用酸性干燥剂H2SO4或P2O5等,中性干燥剂无水CaCl2。(2)SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,光导纤维的主要成分是SiO2,H、Cl元素必在另一产物中,H、Cl元素结合成HCl,然后配平即可。发生的化学方程式为:SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl。 由3 SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)起始量(mol) n 0变化量(mol) 3x 2x x 4x平衡量(mol) n2x 4x4x=0.020mol/L20L=0.4mol,n2x=0.140mol/L20L=2.8mol,n=3.0mol,由2NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH,(258.5)g:1mol=m(NaCl)g:3mol;m(NaCl)=351g=0.351kg。(3)由NaCl转化为NaClO3,失去电子数为6,H2O转化为H2,得到的电子数为2,设产生的H2体积为V,由得失电子守恒有:6;V=134.4m3。18(09宁夏卷)请回答氯碱的如下问题:(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k_(要求计算表达式和结果);(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2、Mg2、Fe3、SO42等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为Na2CO3、HCl(盐酸)BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是_(填序号)(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。图中X、Y分别是_、_(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a与b的大小_;分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极:_; 负极:_;这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)_、_。答案 (1)k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89(2) (3)Cl2 H2 a小于b O2+4e-+2H2O4OH- H22e-+2OH-2H2O 燃料电池可以补充电解池消耗的电能;提高产出碱液的浓度;降低能耗(其他合理答案也给分)解析 (1)只要了解电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2即可得到,k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89;(2)只要抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系:;(3)本题突破口在于B燃料电池这边,通空气一边为正极(还原反应),那么左边必然通H2,这样Y即为H2 ;再转到左边依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的就是X,必然为Cl2了;A中的NaOH进入燃料电池正极再出来,依据O2+4e-+2H2O4OH- 可知NaOH+浓度增大。【考点精题精练】1. 碘在水中溶解度很小,但易溶于KI溶液,因为发生反应:I2(aq)+I(aq)I3。已知在不同温度下该反应的平衡常数如右图,则下列说法正确的是() A上述反应正反应为吸热反应 B实验室配制碘水,为增大碘的溶解度可加入少量的KI C降低上述体系的温度,C(I2)增大 D上述体系中加入CCl4,水溶液中C(I2)增大答案:B2. 一定条件下,碘单质与砹单质以等物质的量进行反应,可得AtI。它与Zn、NH3都能发生反应,化学方程式分别如下:2AtI+2Zn=ZnI2+ZnAt2 , AtI+2NH3(1)=NH4I+At NH2;下列叙述正确的是AZnI2既是氧化产物,又是还原产物BZnAt2既是氧化产物,又是还原产物CAtI与液氨反应,AtI既是氧化剂,又是还原剂DAtI与液氨的反应中,得失电子数相等答案:B3. 最近,科学家用一种称为“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6)和C60反应,使C60获得一个质子,得到一种新型的离子化合物HC60+ CB11H6C16。该反应看起来很陌生,但反应类型上可以跟中学化学里某个熟悉的化学反应相比拟,该化学反应是( )AZn+2HCl = ZnCl2+H2BNaOH+HCl = NaCl+H2OCNH3+HCl = NH4ClDH2O+CH3COOHH3O+CH3COO-答案:C4. 氯气是一种重要的化工原料。工业上利用反应:3Cl2 + 2NH3 = N2 + 6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是 A若管道漏气遇氨就会产生白烟 B该反应利用了Cl2的强氧化性 C生成1 mol N2有6 mol电子转移 D该反应属于复分解反应 答案:D5.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是( )A.图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗B.图中: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C.图中:生成蓝色的烟D.图中:量筒中发生了加成反应答案:B6.下列实验不能达到目的的是( )往酸性KMnO4溶液中通入SO2验证SO2的还原性加热氯化铵与氢氧化钙固体混合物制取氨气用二氧化锰和稀盐酸反应制取氯气 用乙醇萃取碘水中的碘答案:CD7.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+ 答案:B8.用Cl2消毒饮用水已有百年历史,近年发现这种方法可能对人体有害。世界环保联盟推荐采用广谱高效消毒剂ClO2。ClO2是黄绿色易爆物,沸点9.90。制备ClO2的方法之一表述为: KClO3 + HCl(浓) = KCl + ClO2 + Cl2 + (1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和系数填入框内)(2)盐酸在反应中显示出来的性质是_(填写编号,多选倒扣)。只有还原性 还原性和酸性 只有氧化性 氧化性和酸性(3)产生0.1molCl2,则转移的电子的物质的量为_mol.(4)与传统消毒剂Cl2比较,ClO2消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的_倍。答案:(1) 2 KClO3 + 4 HCl(浓) = 2 KCl + 2 ClO2 + 1 Cl2 + 2 H2O(2) (3) 0.2 (4) 2.63 倍。9.某学生利用以下装置探究纯净干燥的氯气与氨气之间的反应。acbdefghijk饱和食盐水浓硫酸碱石灰A B C D E F G 回答下列问题:(1) 根据下列所给试剂,选择制取氨气的装置是(填对应字母) (1分);写出制备氯气的离子反应方程式 (2分) 。 二氧化锰、碱石灰、浓盐酸、浓氨水、烧碱、生石灰 (2)根据实验目的,所选装置的连接顺序为(填装置的接口字母):( )接( ) ,( )接( f ),( g )接( ) ,( )接( ) ,( )接( )(3分) ;其中,G装置的作用是 。(1分)(3)氯气和氨气在常温下相混合就会发生反应生成氯化铵和氮气,该反应的化学方程式为: (1分);其中,氧化剂与还原剂的物质的量之比是 (1分)。(4)请你评价此套装置有何缺点 。(2分) 答案:(1) A (1分);2Cl + 2MnO2 +4H+= Mn2+ +2 H2O+ Cl2(2分)(2)( a)接(d ) ,( e )接( f ),( g )接( h) ,(i )接( j ) ,( k )接( b )(3分 );吸收Cl2中 混有的HCl杂质 (1分)(3)8 NH3+ 3Cl2=6NH4Cl+N2 (1分); 3 : 2 (1分)(4)缺少尾气吸收装置,造成空气污染。(2分)10.2008年5月12日四川汶川发生特大地震,为防止在大灾之后疫病流行,当时,全国各地向灾区紧急运送了大量的各种消毒剂、漂白剂等。(1)84消毒液因其杀菌率高、杀菌种类多、适用范围广,被普遍使用。其主要成分是次氯酸钠,该物质可与硫化钠溶液作用生成硫酸钠,试写出对应的化学反应方程式: 。(2)二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,它可由KClO3在H2SO4存在下与SO2反应制得。请写出反应的离子方程式: 。(3)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年,亚氯酸不稳定可分解,反应的离子方程式为:5HClO2 4ClO2 H Cl2H2O。则该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为: 。(4)过碳酸钠是一种多用途的新型氧系固态漂白剂,化学式可表示为Na2CO33H2O2,它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。过碳酸钠与下列物质均会发生化学反应而失效,其中过碳酸钠只发生了氧化反应的是 。AMnO2 B稀盐酸 CKMnO4溶液 DNa2SO3溶液答案:(1)4NaClO+Na2S=Na2SO4+4NaCl(2分)(2)2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42- (2分) (3)1:4 (2分) (4)C (2分)11.已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色,某化学活动小组进行实验探究。李强、王刚两同学分别在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入12滴液溴,振荡后溶液呈黄色。(1)李强同学认为这不是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是: (填粒子的化学式);王刚同学则认为这是发生化学反应所致,试写出对应的离子方程式: 。(2)如果要验证王刚同学判断的正确性,请根据下面所提供的可用试剂,用两种方法加以验证,请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。实验可供选用试剂: A碘化钾淀粉溶液 B氢氧化钠溶液 C硝酸银溶液D硫氰化钾溶液 E四氯化碳 F酸性高锰酸钾溶液实验方案所选用试剂(填代号)实验现象方案一 方案二 (3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入少量氯气,则首先被氧化的离子是 (填粒子的化学式);若在稀溴化亚铁溶液中通入过量氯气,则相应的离子方程式为 。答案:Br2 (1分);2Fe2+Br2=2Fe3+2Br- (2分)(每空1分,共4分)选用试剂实验现象第一种方法D溶液变红第二种方法E有机层无色 Fe2+ (1分);2Fe2+4Br-+3Cl2 2Fe3+2Br2+6Cl (2分)12.某校化学实验兴趣小组欲采用如图所示的实验装置制备Cl2,同时进行与氯气有关的某些实验,按要求回答问题。 (1)A是浓盐酸,B为二氧化锰,将A滴入B中时发生反应的离子方程式为 ; (2)甲同学用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,结果制得的Cl2体积(标准状况下)小于1.12L,这是由于反应过程中盐酸浓度变小造成的。请列举导致盐酸浓度变小的原因: 。 (3)在实验室中,乙同学欲用下图中的装置净化氯气,则瓶中应盛放的试剂分别是 , (填试剂名称)。 (4)丙同学将纯净的Cl2通入一定量石灰乳中来制取漂白粉,若通入224mL(标准状况下) Cl2完全反应,则反应过程中转移电子的物质的量为 。答案:(1)MnO2+4H+2Cl- =Mn2+Cl2+2H2O(2分) (2)氯化氢挥发反应生成水反应消耗HCl(每项1分,共3分) (3)饱和食盐水或水、浓硫酸(每空2分,共4分) (4)0.01mol(2分)13.在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中,采用下面的工艺流程生产单质碘: 试回答:(1) 甲物质见光易变黑,其原因是(用化学方程式表示) ,写出甲物质的两种主要用途 。(2)步骤加Fe粉的目的是 。(3)写出步骤中反应的离子方程式 。(4) 操作的名称是 ,该操作使用的主要仪器是 (填仪器名称),选用的试剂是 。答案:(1),(3分)人工降雨、感光材料(或人工消雨、热电池等)(2分)(2)使碘化银转化成碘化亚铁(FeI2)和单质银(或将难溶的碘化银转化成可溶的碘化亚铁) (3分)(3) 2Fe2+4I+3Cl2=2I2+2F- 配套讲稿:
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