【备考2023】高考化学一轮第8讲 - 氯及其化合物(原卷版+解析版)

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【备考2023】高考化学一轮第8讲 - 氯及其化合物(原卷版+解析版)

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第8讲 氯及其化合物(解析版)
1.掌握氯气的物理性质和化学性质。
2.掌握氯气的实验室制法。
3.掌握Cl-、Br-、I-的检验方法。
4.掌握卤族元素的组成元素及其结构特点、性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。
5.掌握海水提溴和海带提碘的方法和反应原理。
一、氯及其化合物
(一)氯气的性质
1.物理性质
颜色 气味 溶解性 密度 特性
黄绿色 强烈刺激性气味 1:2 比空气大 易液化
小结
氯气有毒且密度比空气大,遇到氯气泄漏逃生时,要向高处逃跑,也可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻。
2.化学性质——从“价类”二维角度理解
(1)氧化性
原子结构:
类别:Cl2是活泼的非金属单质,能氧化许多金属、非金属以及一些具有还原性的物质。
(2)歧化反应
氯气与水或碱反应,氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
小结
①Cl2与变价金属反应,均生成高价态的金属氯化物。
②1 mol Cl2与水反应时(可逆反应),转移电子数小于NA;而1 mol Cl2与足量冷的NaOH溶液反应时,转移电子数为NA。
3.氯水的成分和性质——从平衡的角度理解
氯气能溶于水(1∶2),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。
(1)氯水中存在三种平衡关系
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH++ClO-
③H2OH++OH-
小结
Cl2+H2OHCl+HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质 浓度变化 平衡移动的方向 应用
可溶性氯化物 c(Cl-)增大 左移 用饱和食盐水除Cl2中的HCl
盐酸 c(H+)和c(Cl-)增大 左移 次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH c(H+)减小 右移 用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2 c(H+)减小 右移 制漂白粉
CaCO3 c(H+)减小 右移 制高浓度的HClO溶液
光照 c(HClO)减小 右移 氯水避光保存或现用现配
(2)氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
小结
氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
4.氯气的用途
(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精。
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(制漂白液)
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制漂白粉、漂粉精)
(2)工业制盐酸。
H2+Cl2=2HCl
(3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等。
小结
不可在光照条件下用H2和Cl2制HCl,会发生爆炸。
【典例1】氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是(  )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
B.通常状况下,干燥的氯气能和Fe反应
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
答案:B
解析:
Cl2与铁的反应需要加热,所以在通常状况下,干燥的Cl2不能与Fe反应。
【典例2】氯胺(NH2Cl)是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍。下列有关氯胺的说法一定不正确的是(  )
A.氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HCl
C.氯胺中氯元素的化合价为+1价
D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似
答案:A
解析: 
NH2Cl+H2ONH3+HClO,反应生成的HClO能杀菌消毒。该水解反应是一个可逆反应,HClO杀菌后浓度减小,平衡向右移动,氯胺转化成HClO;相反,当HClO浓度较高时,平衡向左移动,转化为氯胺,相当于暂时“贮存”,避免其分解损失,这样就延长了消毒时间。
(二)次氯酸(HClO)
1.不稳定性
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。
2.强氧化性
(1)能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
(2)杀菌、消毒。
3.弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO2,离子方程式为
ClO-+CO2+H2O===HCO+HClO。
小结
向NaClO溶液中通入CO2(无论是少量还是过量),均生成HCO和HClO。原因是酸性:H2CO3>HClO>HCO。
【典例3】在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是(  )
A.再通入少量氯气,减小
B.加入少量NaCl粉末,溶液漂白性增强
C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强
D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱
答案:C 
解析:
饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项错误;加入少量NaCl粉末,c(Cl-)增大,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡逆向移动,使HClO的浓度减小,漂白性减弱,B项错误;加入少量的碳酸钠粉末,消耗H+,使上述平衡正向移动,HClO的浓度增大,漂白性增强,C项正确;光照过程中,HClO分解生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D项错误。
(三)次氯酸盐
1.漂白液
 
2.漂白粉
小结
①向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,发生的反应为Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
②向Ca(ClO)2溶液中通入SO2,生成的是CaSO4而不是CaSO3。
③次氯酸盐(ClO-)无论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、SO、S2-等还原性离子。
【典例4】(2022·北京房山模拟)Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:
包装 钢瓶
储运要求 远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪
泄漏处理 NaOH、NaHSO3溶液吸收
下列解释事实的方程式不正确的是(  )
A.电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O??2H++Cl-+ClO-
C.浓氨水检验泄漏的氯气,产生白烟:8NH3+3Cl2 === 6NH4Cl+N2
D.氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HSO+Cl2+H2O === SO+3H++2Cl-
答案:B
解析:
电解饱和食盐水制取Cl2,反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,选项A正确;氯气用于自来水消毒,反应的离子方程式为Cl2+H2O??H++Cl-+HClO,选项B不正确;浓氨水检验泄漏的氯气,产生白烟,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2 === 6NH4Cl+N2,选项C正确;氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用是吸收Cl2,反应的离子方程式为HSO+Cl2+H2O === SO+3H++2Cl-,选项D正确。
二、Cl2的实验室制法
1.制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
其他制取Cl2的原理:
①16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
②6HCl(浓)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑
③4HCl+Ca(ClO)2===CaCl2+2H2O+2Cl2↑
2.实验装置
3.制取过程
4.注意事项
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度:不宜过高,以减少HCl挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为溶液中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
【典例1】下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是(  )
A.a-b-c-d-e-f-g-h
B.a-e-d-c-b-h-i-g
C.a-d-e-c-b-h-i-g
D.a-c-b-d-e-h-i-f
答案:B 
解析:
装置连接顺序为制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备、尾气处理,注意洗气瓶中导管为“长进短出”。
三、卤素及卤素离子的检验
1.卤素单质(X2)性质的相似性和递变性
(1)性质的相似性
①都能与大多数金属反应,如F2、Cl2、Br2与Fe反应:2Fe+3X2===2FeX3,但由于I2的氧化性较弱,I2与Fe反应生成FeI2。
②都能与H2反应生成HX:X2+H2===2HX。
③都能与水反应:X2+H2O??HX+HXO(F2例外:2F2+2H2O===4HF+O2)。
④都能与碱溶液反应:X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2例外)。
(2)性质的递变性
氟 氯 溴 碘
X2与H2化合 条件 冷暗处 光照或点燃 加热 持续加热
程度 剧烈爆炸 光照时发生爆炸 缓慢 化合同时分解
X2与H2O反应 反应 2F2+2H2O===4HF+O2 X2+H2O===HX+HXO
程度 剧烈 缓慢 微弱 极弱
水溶性 — 反应生成氢氟酸 依次减小
化合价 — 只有-1价 有-1、+1、+3、+5、+7等
含氧酸 化学式 无含氧酸 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,如2AgBr2Ag+Br2,且感光性逐渐增强
2.卤素及其化合物的特性
氟 ①氧化性最强,F-的还原性最弱 ②与H2反应在暗处即爆炸,F2与盐溶液反应时,F2先与H2O反应 ③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;有毒
溴 ①Br2是红棕色液体,易挥发 ②Br2易溶于有机溶剂,CCl4、汽油可作Br2的萃取剂 ③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用橡胶塞 ④AgBr具有感光性,见光易分解,可用于照相的底板
碘 ①I2遇淀粉变色 ②I2加热时易升华 ③I2易溶于有机溶剂 ④食用盐中加入KIO3可用于补碘,防治甲状腺肿大 ⑤AgI具有感光性,见光易分解,可用于人工降雨
卤化银的特性:
①AgCl、AgBr、AgI既不溶于水,也不溶于稀硝酸。
②除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相。
③AgI可用于人工降雨。
小结
①F2能与水反应放出O2,故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来;
②HX的热稳定性:HF>HCl>HBr>HI,还原性:HF③CaX2中只有CaF2难溶于水,AgX中只有AgF为易溶于水;
④I-的还原性很强,能被Fe3+、HNO3、MnO(H+)、H2O2、O2、ClO-、ClO等氧化剂氧化;⑤次卤酸盐或卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O;
⑥HX中只有HF为弱酸,且酸性HF【典例1】如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法错误的是(  )
A.单质①是最活泼的非金属单质 B.单质②能使品红溶液褪色
C.单质④能使淀粉溶液变蓝 D.单质的氧化性是④>③>②>①
答案:D
解析:
从图中可以看出,从①→④,相对分子质量逐渐增大,沸点也逐渐升高,故①为F2,②为Cl2,③为Br2,④为I2,单质的氧化性是①>②>③>④,D项错误。
【典例2】(2022·上海青浦区一模)溴与氯同属卤族元素,其单质在性质上具有很大的相似性,但Cl2比Br2的活泼性强,根据氯气的性质对溴单质性质的预测不正确的是(  )
A.溴单质可以和烧碱溶液反应
B.溴单质具有氧化性和还原性
C.溴原子最外层有7个电子,在化学反应中比氯容易得到1个电子
D.溴离子可以用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验
答案:C
解析:
氯气可与烧碱溶液发生氧化还原反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,溴单质也可以和烧碱溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,A正确;氯气和溴单质的元素化合价均处于中间价态,既可以升高,也可以降低,因此溴单质具有氧化性和还原性,B正确;氯和溴均属于第ⅦA族元素,最外层均有7个电子,因氯原子的电子层数小于溴原子的,所以在化学反应中氯原子比溴原子易得到1个电子,C错误;氯离子可与银离子反应生成既不溶于水也不溶于酸的白色沉淀,而溴离子也可以与银离子反应生成既不溶于水也不溶于酸的淡黄色沉淀,所以溴离子可以用硝酸酸化过的AgNO3溶液来检验,D正确。
【典例3】下列叙述中正确的是(  )
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加少量水进行水封
B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液中一定含有Ag+
答案:A
解析:
因为液溴易挥发,在试剂瓶中存放时应加少量水进行水封,A项正确;只要能把碘化钾氧化成碘单质的物质都能使湿润的淀粉KI试纸变蓝,B项不正确;某溶液中加入四氯化碳,四氯化碳层显紫色证明存在碘单质而不是I-,C项不正确;加入氯化钡溶液产生的不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化银或硫酸钡,原溶液中可能存在Ag+、SO、SO,D项不正确。
3.卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
(2)置换——萃取法
(3)氧化——淀粉检验I-
【典例4】为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4,可选用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三种试剂,按下列步骤操作:
(1)写出三种试剂的化学式:A__________,B__________,C__________。
(2)根据题意,回答下列问题:
①加入过量A的目的是__________________________________________________;
②加入过量B的目的是_____________________________________________;
③加热煮沸的目的是___________________________________________。
(3)操作Ⅰ是__________,操作Ⅱ是__________。
答案:
(1)Ba(OH)2 K2CO3 HCl
(2)①除尽Mg2+和SO ②除尽过量的Ba2+ ③使HCl挥发,除去HCl
(3)过滤 蒸发
解析:
当有多种杂质共存时,应认真分析。要使杂质一一除去,必须考虑到所加试剂是过量的,而且过量的试剂在后面步骤中必须能除去,要除去Mg2+,可用含OH-的试剂,除SO可用含Ba2+的试剂,故先加入Ba(OH)2。加入的过量 Ba(OH)2中的Ba2+可用K2CO3除去,过量 Ba(OH)2中的OH-以及过量K2CO3中的CO可用稀盐酸除去,最后加热煮沸可除去HCl。
工业制卤素单质
(1).海水提取溴
a.流程
b.发生反应的化学方程式
ⅰ.2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl;
ⅱ.Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4;
ⅲ.2HBr+Cl2=2HCl+Br2。
(2).从海洋植物中提取碘
a.流程
b.涉及反应的离子方程式:2I-+Cl2=2Cl-+I2。
3.氯气的制取——氯碱工业
【典例5】(2022·烟台高三模拟)海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是(  )
A.除去粗盐中的SO、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→BaCl2溶液―→过滤后加盐酸
B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段
C.③④⑤中溴元素均被氧化
D.蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法
答案:B
解析:
A项中加入试剂的顺序会导致Ba2+无法除尽,A错误;单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的,B正确;流程图中的第④步中溴元素被还原,C错误;蒸馏法会消耗大量的能源,不是最具有发展前景的方法,D错误。
【典例6】(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)I2的一种制备方法如下图所示:
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为_____________________________________,
生成的沉淀与硝酸反应,生成________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为_______________________;
若反应物用量比=1.5时,氧化产物为________;当>1.5后,单质碘的收率会降低,原因是_______________________________。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为_______________________。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,若生成1 mol I2,消耗的KI至少为________mol。I2在KI溶液中可发生反应:I2+I-??I。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是_________________________________。
答案:
(1)①2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I- AgNO3
②FeI2+Cl2===I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被进一步氧化
(2)2IO+5HSO===I2+5SO+H2O+3H+
(3)4 防止单质碘析出
解析:
(1)①由流程分析可知,加入Fe粉进行转化反应的离子方程式是2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-;生成的沉淀为Ag,Ag与HNO3反应生成AgNO3,AgNO3可以循环使用。②由于还原性:I->Fe2+,故通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,该产物应是I2,此时反应的化学方程式是FeI2+Cl2===I2+FeCl2;若=1.5,正好将Fe2+氧化为Fe3+,反应的化学方程式是2FeI2+3Cl2===2FeCl3+2I2;当>1.5后,单质I2的收率会降低,说明Cl2可以进一步将I2氧化为高价态的碘的化合物。
(2)NaIO3具有氧化性,NaHSO3具有还原性,二者可发生氧化还原反应生成NaI和Na2SO4,反应的离子方程式是IO+3HSO===3SO+I-+3H+;NaI和NaIO3在酸性条件下,继续发生氧化还原反应生成I2,反应的离子方程式是5I-+IO+6H+===3I2+3H2O,故制备I2的总反应的离子方程式是2IO+5HSO===I2+5SO+H2O+3H+。
(3)由题给信息可推断出CuSO4和KI发生反应的化学方程式是2CuSO4+4KI===2CuI↓+I2+2K2SO4,故若生成1 mol I2,消耗的KI至少为4 mol;I的生成增大了I2在水中的溶解度,反应中加入过量的KI可以防止单质碘析出。
一、单选题
1.(2022·山东·高考真题)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
气体 液体 固体粉末
A 饱和溶液
B 溶液
C 溶液
D
答案:A
解析:A.通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,最终瓶中仍有白色晶体析出,不会得到澄清溶液,A项选;
B.通入Cl2,发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2,最终Fe消失得到澄清溶液,B项不选;
C.通入HCl,在酸性条件下会表现强氧化性,发生离子反应:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,最终Cu消失得到澄清溶液,C项不选;
D.AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),通入NH3后,Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+,使溶解平衡正向移动,最终AgCl消失得到澄清溶液,D项不选;
答案选A。
2.(2022·广东·高考真题)下列关于的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A.碱转化为酸式盐:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化物转化为碱:
D.盐转化为另一种盐:
答案:B
解析:A.向氢氧化钠溶液中通入足量的二氧化碳,碱可以转化成酸式盐,离子方程式为:CO2+OH-=,故A错误;
B.氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐,其离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故B正确;
C.钠的过氧化物为Na2O2,可以和水反应生成氢氧化钠,但在离子方程式里Na2O2不能拆成离子,故C错误;
D.硅酸钠溶于水,在离子方程式里要写成离子,故D错误;
故选B。
3.(2022·广东·高考真题)实验室用和浓盐酸反应生成后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
答案:D
解析:A.浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A装置能达到实验目的,故A不符合题意;
B.氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B装置能收集氯气,故B不符合题意;
C.湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C不符合题意;
D.氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,D装置不能达到实验目的,故D符合题意;
答案选D。
4.(2022·浙江·高考真题)下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.盐酸中滴加溶液:
B.溶液中通入过量:
C.乙醇与酸性溶液反应:
D.溴与冷的溶液反应:
答案:D
解析:A.盐酸中滴加溶液,发生离子反应生成硅酸沉淀,该反应的离子方程式为,A正确;
B.亚硫酸的酸性强于碳酸,因此,溶液中通入过量发生离子反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,该反应的离子方程式为,B正确;
C.乙醇与酸性溶液反应发生反应,乙醇被氧化为乙酸, 被还原为,该反应的离子方程式为,C正确;
D.类比氯气与碱反应可知,溴与冷的溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,该反应的离子方程式为,D不正确。
综上所述,本题选D。
5.(2022·浙江·高考真题)关于反应,达到平衡后,下列说法不正确的是( )
A.升高温度,氯水中的减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,增大
C.取氯水稀释,增大
D.取两份氯水,分别滴加溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反应存在限度
答案:D
解析:A.HClO受热易分解,升高温度,HClO分解,平衡正向移动,c(HClO)减小,A正确;
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子,氢离子浓度减小,平衡正向移动,c(HClO)增大,B正确;
C.氯水稀释,平衡正向移动,而c(HClO)和c(Cl-)均减小,但HClO本身也存在电离平衡HClO H++ClO-,稀释促进了HClO的电离,使c(HClO)减少更多,因此增大,C正确;
D.氯水中加硝酸银产生白色沉淀,证明溶液中有氯离子,氯水中加淀粉碘化钾溶液,溶液变蓝,证明生成了碘单质,溶液中有强氧化性的物质,而氯气和次氯酸都有强氧化性,不能证明反应物和生成物共存,即不能证明上述反应存在限度,D错误;
答案选D。
6.(2022·浙江·高考真题)下列推测不合理的是( )
A.相同条件下,Br2与PBr3反应比Cl2与PCl3反应难
B.OPBrCl2与足量H2O作用生成2种酸
C.相同条件下,与水反应由快到慢的顺序:OPBr3、OPCl3、OPF3
D.PBr3与足量C2H5OH作用可得到P(OC2H5)3
答案:B
解析:A.氯原子半径较小,氯气更容易靠近三氯化磷中的磷原子发生反应生成五氯化磷,A正确;
B.OPBrCl2与H2O反应的方程式为:OPBrCl2+3H2O=H3PO4+2HCl+HBr,一共生成3种酸,B错误;
C.从P—Br键到P—F键,键的稳定性逐渐增强,在和水反应时越难断裂,反应速率越慢,C正确;
D.PBr3与C2H5OH反应的时候,Br乙醇羟基上的氢原子结合,乙醇的其余部分和磷结合生成P(OC2H5)3,D正确;
故选B。
7.(2021·福建·高考真题)实验室配制碘水时,通常将溶于溶液:。关于该溶液,下列说法正确的是( )
A.的电子式为 B.滴入淀粉溶液,不变蓝
C.加水稀释,平衡逆向移动 D.加少量固体平衡正向移动
答案:C
解析:A.是离子化合物,电子式为,A错误;
B.该溶液存在,滴入淀粉溶液,变蓝,B错误;
C.根据勒夏特列原理,加水稀释,平衡朝着离子浓度增大的方向移动,即逆向移动,C正确;
D.加少量固体,与生成沉淀,浓度下降,平衡逆向移动,D错误;
故选C。
8.(2021·福建·高考真题)利用下列装置和试剂进行实验,不能达到实验目的的是( )
A B C D
比较Zn与Cu的金属性强弱 除去Cl2中的HCl并干燥 制取乙酸乙酯(必要时可加沸石) 实验室制取氯气
答案:D
解析:A.该装置中,若Zn比Cu活泼,则总反应为Zn与硫酸的反应,此时Zn为负极,Cu为正极;若Cu比Zn活泼,则总反应为Cu与硫酸锌的反应,此时Cu为负极,Zn为正极,所以可以比较Zn与Cu的金属性强弱,A正确;
B.稀硫酸中含有大量氢离子,可以抑制氯气的溶解,而稀硫酸中的水可以吸收HCl,洗气后再用浓硫酸干燥,B正确;
C.乙酸、乙醇和浓硫酸混合加热可以制取乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可以降低乙酸乙酯的溶解度,同时吸收乙酸和乙醇,便于分液分离得到乙酸乙酯,沸石可以防止暴沸,C正确;
D.制取氯气应用浓盐酸和二氧化锰共热,稀盐酸不与二氧化锰反应,D错误;
综上所述答案为D。
9.(2021·辽宁·高考真题)下列说法正确的是( )
A.(标准状况)与水充分反应转移电子
B.和均可通过化合反应得到
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D.与溶液反应:
答案:B
解析:A.由于溶于水中的Cl2只有部分与H2O反应,故(标准状况)与水充分反应转移电子数目小于,A错误;
B.根据反应:SO3+H2O=H2SO4,Cu+Cl2CuCl2,故和均可通过化合反应得到,B正确;
C.将蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,由于浓硫酸难挥发,故不能形成白烟,C错误;
D.由于ClO-具有强氧化性,SO2具有强还原性,故与溶液反应:,D错误;
故答案为:B。
10.(2021·湖南·高考真题)常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为。下列说法错误的是( )
A.产生22.4L(标准状况)时,反应中转移
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
C.可用石灰乳吸收反应产生的制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中的存在
答案:A
解析:A.该反应中只有碘元素价态升高,由0价升高至KH(IO3)2中+5价,每个碘原子升高5价,即6I260e-,又因方程式中6I23Cl2,故3Cl260e-,即Cl220e-,所以产生22.4L (标准状况) Cl2即1mol Cl2时,反应中应转移20 mol e-,A错误;
B.该反应中KClO3中氯元素价态降低,KClO3作氧化剂,I2中碘元素价态升高,I2作还原剂,由该方程式的计量系数可知,11KClO36I2,故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6,B正确;
C.漂白粉的有效成分是次氯酸钙,工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应,C正确;
D.食盐中可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H+、I-发生归中反应生成I2,I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色,故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中的存在,D正确。
故选A。
11.(2021·全国·高考真题)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是( )
化学试剂 制备的气体
A
B (浓)
C
D (浓)
答案:C
解析:由实验装置图可知,制备气体的装置为固固加热装置,收集气体的装置为向上排空气法,说明该气体的密度大于空气的密度;
A.氨气的密度比空气小,不能用向上排空法收集,故A错误;
B.二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,故B错误;
C.二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应,能选用固固加热装置,氧气的密度大于空气,可选用向上排空气法收集,故C正确;
D.氯化钠与浓硫酸共热制备为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,故D错误;
故选C。
填空题
12.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料:i.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
ii.浓碱条件下,可被OH-还原为。
iii.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序号 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
I 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
II 5%NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
III 40%NaOH 溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是___________。
(2)通入Cl2前,II、III中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为_______________________。
(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是_________________。
(4)根据资料ii,III中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因_______________________,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取III中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为_______________________,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被___________(填“化学式”)氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
③取II中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是_____________________________。
④从反应速率的角度,分析实验III未得到绿色溶液的可能原因_____________________________。
答案:(1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4) Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 4+4OH-=4+O2↑+2H2O Cl2 3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O III中氧化剂氧化锰酸根离子的速率大于氢氧离子还原锰酸根离子的速率,因而不能实验III未得到绿色溶液
解析:在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2,由于盐酸具有挥发性,为排除HCl对Cl2性质的干扰,在装置B中盛有饱和NaCl溶液,除去Cl2中的杂质HCl,在装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl2与MnSO4反应,装置D是尾气处理装置,目的是除去多余Cl2,防止造成大气污染。
(1)B中试剂是饱和NaCl溶液,作用是吸收Cl2中的杂质HCl气体;1
(2)通入Cl2前,II、III中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2,则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为:2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O;
(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是:Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强;
(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
②取III中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下,可被OH-还原为,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可知该反应的离子方程式为:4+4OH-=4+O2↑+2H2O;
溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被Cl2氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
③取II中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液碱性减弱,溶液紫色缓慢加深,说明ClO-将MnO2氧化为,发生的反应是:3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O;
④III中氧化剂氧化锰酸根离子的速率大于氢氧离子还原锰酸根离子的速率,导致不能实验III未得到绿色溶液。
一、单选题
1.(2022·江苏南京·高三阶段练习)实验室制取Cl2并探究其性质的装置如图所示。下列实验装置不能达到目的的是( )
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙获得纯净的Cl2
C.用装置丙验证Cl2可氧化I- D.用装置丁吸收Cl2
答案:B
解析:装置甲是利用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下发生反应制备氯气,装置乙是收集装置,装置丙目的是检验氯气的氧化性,氯气可与KI发生反应生成遇淀粉变蓝的碘单质,装置丁为尾气处理装置,可吸收多余氯气,防止污染环境,据此分析解答。
A.用装置甲中二氧化锰与浓盐酸发生反应生成氯气、氯化锰和水,从而可制取Cl2,A正确;
B.制取的氯气中含挥发的HCl和水蒸气,所以装置乙收集的氯气不纯,B错误;
C.装置丙中,氯气可氧化KI,生成遇淀粉变蓝的碘单质,C正确;
D.装置丁中氢氧化钠可吸收多余的氯气,防止污染环境,D正确;
故选B。
2.(2022·黑龙江·哈师大附中高三阶段练习)实验室保存下列药品的方法,正确的是( )
A.氢氟酸贮存在细口玻璃瓶里
B.盛液溴的试剂瓶里加一些水来防止溴挥发
C.氯水保存在无色玻璃瓶中,液氯贮存在钢瓶里
D.盛放浓硫酸的广口瓶应当用磨口玻璃塞,不能用橡皮塞
答案:B
解析:A.氢氟酸会与玻璃成分二氧化硅发生反应4HF+SiO2═SiF4↑+2H2O,故不能贮存在细口玻璃瓶里,应放在塑料瓶中,A错误;
B.溴单质易挥发,应在盛溴的试剂瓶里加一些水来防止溴挥发,水封法保存,B正确;
C.液氯贮存在钢瓶里,氯水中含有次氯酸,见光易分解,从而导致氯水失效,应避光保存,氯水保存在棕色玻璃瓶中,C错误;
D.广口瓶保存固体药品,取用方便,但是浓硫酸是液体,所以浓硫酸不宜存放于广口瓶中,应放在细口瓶中,D错误;
故答案选B。
3.(2022·浙江·马寅初中学高三阶段练习)抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要成分是( )
A.CH3COONa B.Na2CO3 C.NaClO D.CH3CH2ONa
答案:C
解析:“84消毒液”由Cl2通入NaOH溶液中制成,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,它的主要成分是NaCl、NaClO,有效成分为NaClO,故选C。
4.(2022·浙江·马寅初中学高三阶段练习)碘及其化合物广泛应用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如图所示,下列说法不正确的是( )
A.加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为:2AgI + Fe = 2Ag + Fe2+ + 2I-
B.生成的沉淀与硝酸反应,生成AgNO3后可循环使用
C.氧化步骤:若反应物用量比=1.5时,氧化产物为I2
D.氧化步骤:若反应物用量比>1.5时,I2会被进一步氧化,造成单质碘的收率降低
答案:C
解析:净化除氯后含碘海水中加入AgNO3溶液,生成AgI悬浊液;过滤出悬浊液,加入Fe粉,与AgI发生反应,生成Ag和FeI2;通入Cl2,与FeI2反应,生成FeCl3、I2。
A.加入Fe粉,与AgI发生反应,生成Ag和FeI2,离子方程式为:2AgI + Fe = 2Ag + Fe2+ + 2I-, A正确;
B.生成的沉淀为Ag,与硝酸反应3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,生成AgNO3后可循环使用,B正确;
C.氧化步骤:若反应物用量比=1.5时,发生反应3Cl2+2Fe2++4I--=6Cl-+2Fe3++2I2,氧化产物为Fe3+和I2,C不正确;
D.氧化步骤:若反应物用量比>1.5时,I2会被过量Cl2进一步氧化为碘的含氧酸,造成单质碘的收率降低,D正确;
故选C。
5.(2022·黑龙江·双鸭山一中高三开学考试)下列生产生活中常见事例与所涉及的主要化学知识不相符的是( )
选项 项目 化学知识
A 太阳光穿过树林,形成光柱 胶体的丁达尔效应
B 消毒柜产生臭氧对厨具消毒 臭氧具有强氧化性,可使蛋白质变性
C 明矾净水 明矾具有杀菌消毒作用
D 新制氯水呈黄绿色 因溶有Cl2
答案:C
解析:A.胶体能产生丁达尔效应,所以太阳光穿过树林,形成光柱,选项A相符;
B.臭氧具有强氧化性,可使蛋白质变性,所以用臭氧对厨具消毒,选项B相符;
C.明矾只能净水,不能杀菌消毒,选项C不相符;
D.氯气为黄绿色气体,新制氯水因溶有Cl2呈黄绿色,选项D相符;
答案选C。
6.(2022·湖南省衡南县第一中学二模)利用高分子吸附树脂吸附I2来提取卤水中的碘(以形式存在)的工艺流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.经过步骤①到④所得溶液中物质的量浓度增大
B.步骤⑤的离子方程式为:
C.步骤④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子树脂
D.步骤②中Cl2不宜过量太多,以防止Cl2进一步氧化I2
答案:B
解析由题给流程可知,向卤水中加入稀硫酸调节溶液pH在2—3的范围内后,向酸性溶液中通入氯气,将溶液中的碘离子氧化为单质碘,反应的离子方程式为Cl2+2I—=2Cl—+I2;用高分子树脂吸附出反应生成的碘后,向树脂中加入亚硫酸钠溶液,将单质碘还原为碘离子而解脱碘,反应的离子方程式为I2+SO+H2O=2I—+SO+2H+,向解脱后的溶液中加入氯酸钾,酸性条件下,氯酸根离子与碘离子反应生成氯离子、碘和水,反应的离子方程式为ClO+6I—+6H+=3I2+Cl—+3H2O,反应后的碘经升华得到碘产品。
解析:A.由分析可知,经过步骤①到④得到了含有碘离子高难度的溶液,是碘元素的富集过程,故A正确;
B.由分析可知,步骤⑤发生的反应为酸性条件下,氯酸根离子与碘离子反应生成氯离子、碘和水,反应的离子方程式为ClO+6I—+6H+=3I2+Cl—+3H2O,故B错误;
C.由分析可知,向树脂中加入亚硫酸钠溶液的目的是将单质碘还原为碘离子而解脱碘,故C正确;
D.氯气具有强氧化性,能将碘氧化为高价态的碘酸,所以步骤②中通入的氯气不宜过量太多,以防止氯气进一步氧化碘,故D正确;
故选B。
7.(2022·北京·高三开学考试)已知下列离子反应自发进行:
①CO2+Ca2++2ClO-+H2O=CaCO3↓+2HClO
②CO+HClO=+ClO-
下列说法正确的是( )
A.由反应①可推断:Ka2(H2CO3)>Ka(HClO)
B.向新制饱和氯水中加入少量碳酸钙,固体不会溶解
C.向等物质的量浓度NaHCO3和NaClO混合液中加入CaCl2(s),可生成HClO
D.将CO2通入NaClO溶液中,发生反应:CO2+2NaClO+H2O=Na2CO3+HClO
答案:C
解析:根据反应①和②,结合强酸制弱酸规律可得,酸性强弱顺序:H2CO3>HClO>,据此分析解答。
A.由反应①可推断:Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),A错误;
B.新制饱和氯水中含有HCl,向其加入少量碳酸钙,碳酸钙与HCl反应生成可溶于水的氯化钙和水和CO2,固体溶解,B错误;
C.向等物质的量浓度NaHCO3和NaClO混合液中加入CaCl2(s),发生反应,CO2+Ca2++2ClO-+H2O=CaCO3↓+2HClO,C正确;
D.根据②可知将CO2通入NaClO溶液中,得到碳酸氢钠和HClO,D错误;
故答案选C。
8.(2022·福建省建瓯市芝华中学高三阶段练习)已知:SO+I2+H2O=SO+2H++2I-,某溶液中可能含有I-、NH、Cu2+、SO,向该无色溶液中加入少量溴水,溶液仍呈无色,则下列判断正确的是( )
A.肯定不含I- B.肯定不含NH C.可能含有SO D.可能含有I-
答案:D
解析:铜离子在溶液中呈淡蓝色,则无色溶液中一定不存在铜离子;由方程式可知,亚硫酸根离子的还原性强于碘离子,向无色溶液中加入少量溴水,溶液仍呈无色说明溶液中一定存在亚硫酸根离子,若亚硫酸根离子过量或恰好与溴水反应,碘离子未与溴水反应,则溶液中可能存在碘离子,由题意无法判断溶液中是否含有铵根离子。
A.由分析可知,溶液中可能存在碘离子,故A错误;
B.由分析可知,无法判断溶液中是否含有铵根离子,故B错误;
C.由分析可知,溶液中一定存在亚硫酸根离子,故C错误;
D.由分析可知,若亚硫酸根离子过量或恰好与溴水反应,碘离子未与溴水反应,则溶液中可能存在碘离子,故D正确;
故选D。
二、填空题
9.(2022·重庆市育才中学模拟预测)三碘化磷()是易水解的橙红色晶体。研究小组先以海藻为原料制备,再用和红磷(P)在加热条件下直接反应制备,其主要实验过程及其装置示意图如图所示(夹持装置略)。
回答下列问题:
(1)的制备
①以干燥的海藻为原料制得A装置中所需含碘盐的实验步骤是___________(按顺序填标号)。
a.海藻灰化 b.干燥称量 c.酸化浸取 d.蒸发结晶
②A装置中含碘盐的主要成分是___________(填标号)。
a. b. c. d.
③A装置中发生反应生成,其化学方程式为_____________________。
④A装置中紫黑色晶体碘的凝结部位是___________;
(2)的制备
①B装置中反应物和P均需干燥的目的是_____________________;玻璃仪器Z的作用是_____________________。
②B装置中反应前,打开活塞________________,通入气;一段时间后,停止通入气,同时关闭活塞___________,开始加热;反应结束后,停止加热,同时关闭活塞___________;冷却后卸下玻璃管Y,在干燥箱中取出产品。
③如果在玻璃管Y外包裹经冷水湿润的毛巾,将对产品的影响是______________________________。
答案:(1) acdb d 冷凝管底外壁
(2) 防止产物发生水解而损耗 防倒吸 、、 、 混有杂质
解析:本实验题以考查陌生物质为载体,考查的主要还是课内经典实验问题,一是海带提取碘,二是制备易与氧气或水蒸气反应的物质时的处理,三是依据物质特性营造合适的反应环境,还考查了陌生氧化还原方程式的书写问题。
(1)参考课内提取碘的过程(海带灼烧成灰后,浸泡得到含溶液,再在酸性条件下被氧化为,再利用萃取分离),由此推断以干燥的海藻为原料制得A装置中所需含碘盐的实验步骤为“海藻灰化酸化浸取蒸发结晶干燥称量”,制得的含碘盐则为;所以在A装置中与发生反应生成的是,产物为,结合电子守恒与质量守恒配平书写出化学方程式;A装置上部是冷凝管,用于冷凝碘蒸气,使其变回固体凝聚在冷凝管外壁底部;
故答案为acdb;d;;冷凝管底外壁;
(2)题干一开始就说明三碘化磷()是易水解的橙红色晶体,所以在制备时必须保证隔水,所以B装置中反应物和P均需干燥,防止生成物水解而损耗,导致产量下降;玻璃仪器Z是在处理尾气时经典的防倒吸装置;由于易水解,所以在开始反应前需要将装置内的空气排尽,防止空气中的水蒸气导致水解,所以需要打开活塞、、,接着就可以关闭,让反应物和P在隔绝空气的情况下发生反应,反应结束后需要关闭、,冷却后再取下玻璃管Y,防止在冷却过程中空气进入导致水解;反应过程中,如果在玻璃管Y外包裹经冷水湿润的毛巾,碘蒸气会被冷凝成固体而混入固体中,导致不纯;
故答案为:防止产物发生水解而损耗;防倒吸;、、;;、;混有杂质
10.(2022·湖北·公安县第三中学高三阶段练习)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂和漂白剂,主要用于棉纺、纸张漂白、食品消毒、水处理等。已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2 3H2O,高于38℃时析出的晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。纯ClO2易分解爆炸。一种制备亚氯酸钠粗产品的工艺流程如图:
(1)ClO2发生器中反应的离子方程式为_________________________,发生器中鼓入空气的作用可能是_________(填字母)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性 b.稀释ClO2以防止爆炸 c.将NaClO3还原为ClO2
(2)吸收塔内反应的化学方程式为____________________,吸收塔内的温度不能超过20℃,其原因是________________________。
(3)从“母液”中可回收的主要物质是_______________。
(4)从吸收塔中可获得NaClO2溶液,从NaClO2溶液到粗产品(NaClO2)经过的操作步骤依次为①减压,55℃蒸发结晶;②______________;③______________;④低于60℃干燥,得到成品。
答案:(1) b
(2) 防止温度过高时过氧化氢发生分解
(3)Na2SO4
(4) 趁热过滤 用38℃~60℃热水洗涤
解析:NaClO3在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO2,同时得到Na2SO4,然后与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO2,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶过滤可得到NaClO3,母液中主要含有Na2SO4,据此分析解答。
(1)ClO2发生器中发生反应:2NaClO3+SO2=2ClO2↑+ Na2SO4,反应离子方程式为:,纯ClO2易分解爆炸,稀释ClO2以防止爆炸;
(2)吸收塔内是ClO2与氢氧化钠、过氧化氢反应生成NaClO2,过氧化氢起还原剂作用生成氧气,反应方程式为:;低于38℃析出NaClO2 3H2O,实际控制温度20℃,可能是防止温度过高时过氧化氢发生分解;
(3)从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4;
(4)从溶液中制取晶体,一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法,因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2 3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl,若要得到NaClO2晶体,为防止析出晶体NaClO2 3H2O,应趁热过滤,应控制温度38℃~60℃进行洗涤,低于60℃干燥。
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第8讲 氯及其化合物(原卷版)
1.掌握氯气的物理性质和化学性质。
2.掌握氯气的实验室制法。
3.掌握Cl-、Br-、I-的检验方法。
4.掌握卤族元素的组成元素及其结构特点、性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。
5.掌握海水提溴和海带提碘的方法和反应原理。
一、氯及其化合物
(一)氯气的性质
1.物理性质
颜色 气味 溶解性 密度 特性
黄绿色 强烈刺激性气味 1:2 比空气大 易液化
小结
氯气有毒且密度比空气大,遇到氯气泄漏逃生时,要向高处逃跑,也可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻。
2.化学性质——从“价类”二维角度理解
(1)氧化性
原子结构:
类别:Cl2是活泼的非金属单质,能氧化许多金属、非金属以及一些具有还原性的物质。
(2)歧化反应
氯气与水或碱反应,氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
小结
①Cl2与变价金属反应,均生成高价态的金属氯化物。
②1 mol Cl2与水反应时(可逆反应),转移电子数小于NA;而1 mol Cl2与足量冷的NaOH溶液反应时,转移电子数为NA。
3.氯水的成分和性质——从平衡的角度理解
氯气能溶于水(1∶2),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。
(1)氯水中存在三种平衡关系
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH++ClO-
③H2OH++OH-
小结
Cl2+H2OHCl+HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质 浓度变化 平衡移动的方向 应用
可溶性氯化物 c(Cl-)增大 左移 用饱和食盐水除Cl2中的HCl
盐酸 c(H+)和c(Cl-)增大 左移 次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH c(H+)减小 右移 用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2 c(H+)减小 右移 制漂白粉
CaCO3 c(H+)减小 右移 制高浓度的HClO溶液
光照 c(HClO)减小 右移 氯水避光保存或现用现配
(2)氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
小结
氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
4.氯气的用途
(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精。
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(制漂白液)
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制漂白粉、漂粉精)
(2)工业制盐酸。
H2+Cl2=2HCl
(3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等。
小结
不可在光照条件下用H2和Cl2制HCl,会发生爆炸。
【典例1】氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是(  )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
B.通常状况下,干燥的氯气能和Fe反应
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
【典例2】氯胺(NH2Cl)是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍。下列有关氯胺的说法一定不正确的是(  )
A.氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HCl
C.氯胺中氯元素的化合价为+1价
D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似
(二)次氯酸(HClO)
1.不稳定性
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。
2.强氧化性
(1)能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
(2)杀菌、消毒。
3.弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO2,离子方程式为
ClO-+CO2+H2O===HCO+HClO。
小结
向NaClO溶液中通入CO2(无论是少量还是过量),均生成HCO和HClO。原因是酸性:H2CO3>HClO>HCO。
【典例3】在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是(  )
A.再通入少量氯气,减小
B.加入少量NaCl粉末,溶液漂白性增强
C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强
D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱
(三)次氯酸盐
1.漂白液
 
2.漂白粉
小结
①向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,发生的反应为Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
②向Ca(ClO)2溶液中通入SO2,生成的是CaSO4而不是CaSO3。
③次氯酸盐(ClO-)无论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、SO、S2-等还原性离子。
【典例4】(2022·北京房山模拟)Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:
包装 钢瓶
储运要求 远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪
泄漏处理 NaOH、NaHSO3溶液吸收
下列解释事实的方程式不正确的是(  )
A.电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O??2H++Cl-+ClO-
C.浓氨水检验泄漏的氯气,产生白烟:8NH3+3Cl2 === 6NH4Cl+N2
D.氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HSO+Cl2+H2O === SO+3H++2Cl-
二、Cl2的实验室制法
1.制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
其他制取Cl2的原理:
①16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
②6HCl(浓)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑
③4HCl+Ca(ClO)2===CaCl2+2H2O+2Cl2↑
2.实验装置
3.制取过程
4.注意事项
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度:不宜过高,以减少HCl挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为溶液中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
【典例1】下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是(  )
A.a-b-c-d-e-f-g-h
B.a-e-d-c-b-h-i-g
C.a-d-e-c-b-h-i-g
D.a-c-b-d-e-h-i-f
三、卤素及卤素离子的检验
1.卤素单质(X2)性质的相似性和递变性
(1)性质的相似性
①都能与大多数金属反应,如F2、Cl2、Br2与Fe反应:2Fe+3X2===2FeX3,但由于I2的氧化性较弱,I2与Fe反应生成FeI2。
②都能与H2反应生成HX:X2+H2===2HX。
③都能与水反应:X2+H2O??HX+HXO(F2例外:2F2+2H2O===4HF+O2)。
④都能与碱溶液反应:X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2例外)。
(2)性质的递变性
氟 氯 溴 碘
X2与H2化合 条件 冷暗处 光照或点燃 加热 持续加热
程度 剧烈爆炸 光照时发生爆炸 缓慢 化合同时分解
X2与H2O反应 反应 2F2+2H2O===4HF+O2 X2+H2O===HX+HXO
程度 剧烈 缓慢 微弱 极弱
水溶性 — 反应生成氢氟酸 依次减小
化合价 — 只有-1价 有-1、+1、+3、+5、+7等
含氧酸 化学式 无含氧酸 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,如2AgBr2Ag+Br2,且感光性逐渐增强
2.卤素及其化合物的特性
氟 ①氧化性最强,F-的还原性最弱 ②与H2反应在暗处即爆炸,F2与盐溶液反应时,F2先与H2O反应 ③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;有毒
溴 ①Br2是红棕色液体,易挥发 ②Br2易溶于有机溶剂,CCl4、汽油可作Br2的萃取剂 ③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用橡胶塞 ④AgBr具有感光性,见光易分解,可用于照相的底板
碘 ①I2遇淀粉变色 ②I2加热时易升华 ③I2易溶于有机溶剂 ④食用盐中加入KIO3可用于补碘,防治甲状腺肿大 ⑤AgI具有感光性,见光易分解,可用于人工降雨
卤化银的特性:
①AgCl、AgBr、AgI既不溶于水,也不溶于稀硝酸。
②除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相。
③AgI可用于人工降雨。
小结
①F2能与水反应放出O2,故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来;
②HX的热稳定性:HF>HCl>HBr>HI,还原性:HF③CaX2中只有CaF2难溶于水,AgX中只有AgF为易溶于水;
④I-的还原性很强,能被Fe3+、HNO3、MnO(H+)、H2O2、O2、ClO-、ClO等氧化剂氧化;⑤次卤酸盐或卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O;
⑥HX中只有HF为弱酸,且酸性HF【典例1】如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法错误的是(  )
A.单质①是最活泼的非金属单质 B.单质②能使品红溶液褪色
C.单质④能使淀粉溶液变蓝 D.单质的氧化性是④>③>②>①
【典例2】(2022·上海青浦区一模)溴与氯同属卤族元素,其单质在性质上具有很大的相似性,但Cl2比Br2的活泼性强,根据氯气的性质对溴单质性质的预测不正确的是(  )
A.溴单质可以和烧碱溶液反应
B.溴单质具有氧化性和还原性
C.溴原子最外层有7个电子,在化学反应中比氯容易得到1个电子
D.溴离子可以用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验
【典例3】下列叙述中正确的是(  )
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加少量水进行水封
B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液中一定含有Ag+
3.卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
(2)置换——萃取法
(3)氧化——淀粉检验I-
【典例4】为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4,可选用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三种试剂,按下列步骤操作:
(1)写出三种试剂的化学式:A__________,B__________,C__________。
(2)根据题意,回答下列问题:
①加入过量A的目的是__________________________________________________;
②加入过量B的目的是_____________________________________________;
③加热煮沸的目的是___________________________________________。
(3)操作Ⅰ是__________,操作Ⅱ是__________。
工业制卤素单质
(1).海水提取溴
a.流程
b.发生反应的化学方程式
ⅰ.2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl;
ⅱ.Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4;
ⅲ.2HBr+Cl2=2HCl+Br2。
(2).从海洋植物中提取碘
a.流程
b.涉及反应的离子方程式:2I-+Cl2=2Cl-+I2。
3.氯气的制取——氯碱工业
【典例5】(2022·烟台高三模拟)海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是(  )
A.除去粗盐中的SO、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→BaCl2溶液―→过滤后加盐酸
B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段
C.③④⑤中溴元素均被氧化
D.蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法
【典例6】(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)I2的一种制备方法如下图所示:
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为_____________________________________,
生成的沉淀与硝酸反应,生成________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为_______________________;
若反应物用量比=1.5时,氧化产物为________;当>1.5后,单质碘的收率会降低,原因是_______________________________。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为_______________________。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,若生成1 mol I2,消耗的KI至少为________mol。I2在KI溶液中可发生反应:I2+I-??I。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是_________________________________。
一、单选题
1.(2022·山东·高考真题)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
气体 液体 固体粉末
A 饱和溶液
B 溶液
C 溶液
D
2.(2022·广东·高考真题)下列关于的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A.碱转化为酸式盐:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化物转化为碱:
D.盐转化为另一种盐:
3.(2022·广东·高考真题)实验室用和浓盐酸反应生成后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
4.(2022·浙江·高考真题)下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.盐酸中滴加溶液:
B.溶液中通入过量:
C.乙醇与酸性溶液反应:
D.溴与冷的溶液反应:
5.(2022·浙江·高考真题)关于反应,达到平衡后,下列说法不正确的是( )
A.升高温度,氯水中的减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,增大
C.取氯水稀释,增大
D.取两份氯水,分别滴加溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反应存在限度
6.(2022·浙江·高考真题)下列推测不合理的是( )
A.相同条件下,Br2与PBr3反应比Cl2与PCl3反应难
B.OPBrCl2与足量H2O作用生成2种酸
C.相同条件下,与水反应由快到慢的顺序:OPBr3、OPCl3、OPF3
D.PBr3与足量C2H5OH作用可得到P(OC2H5)3
7.(2021·福建·高考真题)实验室配制碘水时,通常将溶于溶液:。关于该溶液,下列说法正确的是( )
A.的电子式为 B.滴入淀粉溶液,不变蓝
C.加水稀释,平衡逆向移动 D.加少量固体平衡正向移动
8.(2021·福建·高考真题)利用下列装置和试剂进行实验,不能达到实验目的的是( )
A B C D
比较Zn与Cu的金属性强弱 除去Cl2中的HCl并干燥 制取乙酸乙酯(必要时可加沸石) 实验室制取氯气
9.(2021·辽宁·高考真题)下列说法正确的是( )
A.(标准状况)与水充分反应转移电子
B.和均可通过化合反应得到
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D.与溶液反应:
10.(2021·湖南·高考真题)常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为。下列说法错误的是( )
A.产生22.4L(标准状况)时,反应中转移
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
C.可用石灰乳吸收反应产生的制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中的存在
11.(2021·全国·高考真题)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是( )
化学试剂 制备的气体
A
B (浓)
C
D (浓)
填空题
12.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料:i.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
ii.浓碱条件下,可被OH-还原为。
iii.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序号 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
I 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
II 5%NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
III 40%NaOH 溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是___________。
(2)通入Cl2前,II、III中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为_______________________。
(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是_________________。
(4)根据资料ii,III中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因_______________________,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取III中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为_______________________,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被___________(填“化学式”)氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
③取II中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是_____________________________。
④从反应速率的角度,分析实验III未得到绿色溶液的可能原因_____________________________。
一、单选题
1.(2022·江苏南京·高三阶段练习)实验室制取Cl2并探究其性质的装置如图所示。下列实验装置不能达到目的的是( )
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙获得纯净的Cl2
C.用装置丙验证Cl2可氧化I- D.用装置丁吸收Cl2
2.(2022·黑龙江·哈师大附中高三阶段练习)实验室保存下列药品的方法,正确的是( )
A.氢氟酸贮存在细口玻璃瓶里
B.盛液溴的试剂瓶里加一些水来防止溴挥发
C.氯水保存在无色玻璃瓶中,液氯贮存在钢瓶里
D.盛放浓硫酸的广口瓶应当用磨口玻璃塞,不能用橡皮塞
3.(2022·浙江·马寅初中学高三阶段练习)抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要成分是( )
A.CH3COONa B.Na2CO3 C.NaClO D.CH3CH2ONa
4.(2022·浙江·马寅初中学高三阶段练习)碘及其化合物广泛应用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如图所示,下列说法不正确的是( )
A.加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为:2AgI + Fe = 2Ag + Fe2+ + 2I-
B.生成的沉淀与硝酸反应,生成AgNO3后可循环使用
C.氧化步骤:若反应物用量比=1.5时,氧化产物为I2
D.氧化步骤:若反应物用量比>1.5时,I2会被进一步氧化,造成单质碘的收率降低
5.(2022·黑龙江·双鸭山一中高三开学考试)下列生产生活中常见事例与所涉及的主要化学知识不相符的是( )
选项 项目 化学知识
A 太阳光穿过树林,形成光柱 胶体的丁达尔效应
B 消毒柜产生臭氧对厨具消毒 臭氧具有强氧化性,可使蛋白质变性
C 明矾净水 明矾具有杀菌消毒作用
D 新制氯水呈黄绿色 因溶有Cl2
6.(2022·湖南省衡南县第一中学二模)利用高分子吸附树脂吸附I2来提取卤水中的碘(以形式存在)的工艺流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.经过步骤①到④所得溶液中物质的量浓度增大
B.步骤⑤的离子方程式为:
C.步骤④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子树脂
D.步骤②中Cl2不宜过量太多,以防止Cl2进一步氧化I2
7.(2022·北京·高三开学考试)已知下列离子反应自发进行:
①CO2+Ca2++2ClO-+H2O=CaCO3↓+2HClO
②CO+HClO=+ClO-
下列说法正确的是( )
A.由反应①可推断:Ka2(H2CO3)>Ka(HClO)
B.向新制饱和氯水中加入少量碳酸钙,固体不会溶解
C.向等物质的量浓度NaHCO3和NaClO混合液中加入CaCl2(s),可生成HClO
D.将CO2通入NaClO溶液中,发生反应:CO2+2NaClO+H2O=Na2CO3+HClO
8.(2022·福建省建瓯市芝华中学高三阶段练习)已知:SO+I2+H2O=SO+2H++2I-,某溶液中可能含有I-、NH、Cu2+、SO,向该无色溶液中加入少量溴水,溶液仍呈无色,则下列判断正确的是( )
A.肯定不含I- B.肯定不含NH C.可能含有SO D.可能含有I-
二、填空题
9.(2022·重庆市育才中学模拟预测)三碘化磷()是易水解的橙红色晶体。研究小组先以海藻为原料制备,再用和红磷(P)在加热条件下直接反应制备,其主要实验过程及其装置示意图如图所示(夹持装置略)。
回答下列问题:
(1)的制备
①以干燥的海藻为原料制得A装置中所需含碘盐的实验步骤是___________(按顺序填标号)。
a.海藻灰化 b.干燥称量 c.酸化浸取 d.蒸发结晶
②A装置中含碘盐的主要成分是___________(填标号)。
a. b. c. d.
③A装置中发生反应生成,其化学方程式为_____________________。
④A装置中紫黑色晶体碘的凝结部位是___________;
(2)的制备
①B装置中反应物和P均需干燥的目的是_____________________;玻璃仪器Z的作用是_____________________。
②B装置中反应前,打开活塞________________,通入气;一段时间后,停止通入气,同时关闭活塞___________,开始加热;反应结束后,停止加热,同时关闭活塞___________;冷却后卸下玻璃管Y,在干燥箱中取出产品。
③如果在玻璃管Y外包裹经冷水湿润的毛巾,将对产品的影响是______________________________。
10.(2022·湖北·公安县第三中学高三阶段练习)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂和漂白剂,主要用于棉纺、纸张漂白、食品消毒、水处理等。已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2 3H2O,高于38℃时析出的晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。纯ClO2易分解爆炸。一种制备亚氯酸钠粗产品的工艺流程如图:
(1)ClO2发生器中反应的离子方程式为_________________________,发生器中鼓入空气的作用可能是_________(填字母)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性 b.稀释ClO2以防止爆炸 c.将NaClO3还原为ClO2
(2)吸收塔内反应的化学方程式为____________________,吸收塔内的温度不能超过20℃,其原因是________________________。
(3)从“母液”中可回收的主要物质是_______________。
(4)从吸收塔中可获得NaClO2溶液,从NaClO2溶液到粗产品(NaClO2)经过的操作步骤依次为①减压,55℃蒸发结晶;②______________;③______________;④低于60℃干燥,得到成品。
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