高考化学专题复习——氯及其化合物

12014高考化学必备专题——氯气和卤族元素【考纲解读】1.了解氨气及重要的含氢化合物的主要性质及应用.2.了解氢气及其重要化合物对环境的影响.3.从原子的核外电子排布，了解卤族元素(单质、化合物)的相似性和递变性.4.了解工业上从海水中提取溴、碘的方法.5.以上各部分知识的综合利用.【高考预测】氯为非金属的代表元素，在生产生活中用途广泛。不仅在选择题中对其及其化合物经常考察外，还利用元素推断题、工业流程题、实验题等考察氯的结构、在周期表中位置、氯水的成分、以及氯化钠溶液的电解等相关知识和实验。一、知识网络1．氯及其化合物2.卤素及其化合物二、重点知识（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。2（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）如：①2Na＋Cl22NaCl（产生白烟）②Cu＋Cl2CuCl2（产生棕黄色的烟）③2Fe＋3Cl22FeCl3（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：①H2＋Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸H2＋Cl22HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸②2P＋3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）2P＋5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）（3）与水反应：Cl2＋H2O=HCl＋HClO（4）与碱反应Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精）Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理）（5）与某些还原性物质反应如：①2FeCl2＋Cl2=2FeCl3②2KI＋Cl2=2KCl+I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）③SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl+H2SO4（6）与某些有机物反应如：①CH4＋Cl2CH3Cl+HCl（取代反应）②CH2=CH2＋Cl2→CH2ClCH2Cl（加成反应）例1：（2013·上海化学·7）将X气体通入BaCl2溶液，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是选项XYASO2H2SBCl2CO23CNH3CO2DSO2Cl2【答案】B3．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①一元弱酸，比H2CO3弱（2）HClO的基本性质②不稳定，2HClO===2HCl+O2↑③强氧化性；④漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。（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2：（2013·四川理综化学·1）化学与生活密切相关，下列说法不正确．．．的是A.二氧化硫可广泛用于食品的漂白B.葡萄糖可用于补钙药物的合成C.聚乙烯塑料制品可用于食品的包装D.次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌【答案】A4．氯气的制法(1)实验室制法药品及原理:4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)氢气的工业制法:(氢碱工业)（二)氢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.氨化氢的实验室制法(1)药品及反应原理:(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)例3：（2013·福建理综·24）（14分）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-，其原因是___________【已知：Ksp(BaSO4)=1.1×10-10Ksp(BaCO3)=5.1×10-9】②该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。5工艺中可以利用的单质有____________（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为___________。（2）纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式：□（D）+24NaClO3+12H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□_________（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量得电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍【知识点】粗盐提纯，溶度积常数Ksp，化学方程式的书写，氧化还原反应类型的方程式的配平以及相关的化学计算。【答案】（1）①BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO32-时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)（或其他合理答案）②H2、Cl22NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O（2）1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4（3）2.5（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）6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BF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:（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黄色沉淀例4：（2013·海南化学·14）（9分）溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料组燃剂等，回答下列问题：（1）海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入，将其中的Br-氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br-和BrO3-，其离子方程式为。（2）溴与氯能以共价键结合形成BrCl。BrCl分子中，显正电性。BrCl与水发生反应的7化学方程式为。（3）CuBr2分解的热化学方程式为：2CuBr2(s)=2CuBr(s)+Br2(g)△H=+105.4kJ/mol在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热分解，平衡时p(Br2)为4.66×103Pa。①如反应体系的体积不变，提高反应温度，则p(Br2)将会(填“增大”、“不变”或“减小”)。②如反应温度不变，将反应体系的体积增加一倍，则p(Br2)的变化范围为。[答案]（1）Cl23Br2+6CO32-+3H2O=5Br-+BrO3-+6HCO3-(或3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2)（2）BrBrCl+H2O=HCl+HBrO（3）①增大②2.33×103Pap(Br2)≤4.66×103Pa【考点精析】考点1氯水的成分的复杂性和多样性[例1]（2013届宿州第一学段考试）下列实验现象，与新制氯水中的某些成分（括号内物质）没有．．关系的（）A．将NaHCO3固体加入新制氯水，有无色气泡（H+）B．使红色布条褪色（HCl）C．向FeCl2溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，发现呈血红色（Cl2）D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀（Cl）【答案】B考点2氯气的制法[例2]已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。若用右图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（）A.①和②处B.只有②处C.②和③处D.②③④处【答案】D考点3卤素及化合物的特性与卤素的检验[例3]（2013届湖州4月考）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Cl、Mg2+、Ba2+、CO32、SO42，现取三份100mL溶液进行如下实验：（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生（2）第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。根据上述实验，以下推测正确的是（）8A．K+一定存在B．100mL溶液中含0.01molCO32C．Cl可能存在D．Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在【答案】AC考点4卤素互化物与拟卤素1.与卤素单质的性质相似，其原子团是化合物中的阴离子，也有与卤素阴离子相似的性质。如：氰(CN)2，硫氰(SCN)2等物质，称为拟卤素。可以和碱反应：(CN)2+2NaOH与氧化剂反应：(CN)2+MnO22.不同的卤素之间可以互相化合，形成一系列化合物，如IBr等，这类化合物称为卤素互化物，与卤素单质的性质相似。与水反应：IBr＋H2O与碱反应：IBr＋2NaOH其中非金属性弱的卤素显价。[例4]卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX’型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题：（1）卤素互化物BrCl能发生下列反应H2O＋BrCl＝HBrO＋HClKBr＋BrCl＝KCl＋Br2①写出KI与IBr反应的化学方程式______________。②写出苯与(C6H6)与ICl发生取代反应生成一卤代物的化学方程式_____________。（2）右图是部分卤素单质和XX’型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是____________。（3）试推测ICl的沸点所处的最小范围______________。【答案】（1）①KI+IBr＝KBr+I2②C6H6+ICl→C6H5I+HCl；（2）相对分子质量越大，分子间作用力越强。（3）介于Br2的沸点和IBr的沸点之间