高一化学第5讲

高一化学第5讲课标要求】1．通过实验了解氯气及其重要化合物的主要性质及在生产中的应用。2．认识氯气及其重要化合物对环境质量的的影响。【知识梳理】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：氯气是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：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通电加热（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）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——4．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）2NaCl+2H2O2NaOH+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)加热NaHSO4+NaClNa2SO4+HCl↑(加热到500ºC—600ºC)总反应式:2NaCl+H2SO4Na2SO4+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-加热Cl2+2I-=I2+2Cl-Br2+2I-=I2+2Br-结论：氧化性：Cl2Br2I2；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【实例分析】【例1】（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20mg～50mg／kg。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Cl2L(标准状况，保留2位小数)。【例2】(江苏省扬州市2010届高三四模)氯碱工业的原料饱和食盐水中含有一定量的铵根离子，在电解时会生成性质极不稳定的三氯化氮，容易引起爆炸。（1）三氯化氮易水解，其水解的最初产物除生成氨气外，另一产物为。（2）为除去饱和食盐水中的铵根离子，可在碱性条件下通入氯气，反应生成氮气。该反应的离子方程式为。该工艺选择氯气的优点是。（答一点即可）（3）过量氯气用Na2S2O3除去，反应中S2O32-被氧化为SO42-。若过量的氯气为10-3mol/L，则理论上生成的SO42-为mol/L。（4）生产和实验中广泛采用甲醛法测定样品的含氮量。甲醛和铵根离子的反应如下：4NH4++6HCHO＝（CH2)6N4H+（一元酸）+3H++6H2O实验步骤如下：①甲醛中常含有微量甲酸，应先除去。可取甲醛bmL于锥形瓶，加入1滴酚酞，用浓度为Cmol/L的NaOH溶液中和，滴定管的初始读数V1mL，当溶液呈微红色时，滴定管的读数V2mL。②向其中加入饱和食盐水试样amL，静置1分钟。③再加1~2滴酚酞，再用上述NaOH溶液滴定至微红色，滴定管的读数V3mL。则饱和食盐水中的含氮量为mg/L。一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1.（湖北省部分重点高中2010届高三联考）下列有关实验的现象描述正确的是A．氢气在氯气中燃烧，火焰呈苍白色，瓶口出现大量白雾。B．磷在氯气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生大量白色烟雾。C．铜在氯气中燃烧，产生白烟，加水溶解后可得蓝绿色溶液。D．用洁净的铂丝沾取碳酸钾粉末在酒精灯火焰上灼烧，可观察到明亮的紫色火焰。2.(湖南省师大附中2010届高三第三次月考)在预防甲型H1N1流感疫情时，防疫部门使用了含氯类消毒剂，其中的氯胺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（NH2Cl）的说法一定不正确的是A．氯胺水解产物最初为NH2OH（羟氨）和HClB．氯胺的消毒原理与漂白粉相似C．氯胺中氯的化合价为＋1D．氯胺的电子式为3.（吉林省长春市十一中2010届高三上学期期中考试）“84”消毒液在日常生活中被广泛使用。该消毒液无色，PH大于7，对某些有色物质有漂白作用。也可进行环境消毒，预防H1N1流感。你认为它可能的有效成分是A.SO2B.KMnO4C.Na2CO3D.NaClO4．下列实验现象描述正确的是()A．碘水中加入少量裂化汽油振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为紫红色B．红热的铜丝在氯气中燃烧，产生了棕黄色的雾C．电解氯化钠饱和溶液，将阴极气体产物通入碘化钾淀粉溶液中，溶液变蓝D．溴化钠溶液中加入少量新制的氯水振荡，再加入少量四氯化碳溶液振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为橙红色解析：A项碘水与裂化汽油发生加成反应，B项为烟而不是雾，C项阳极产生Cl2.5.(2010·盐城模拟)下列物质的溶液在空气中长期放置，其pH的变化与图示相符的是()①Ca(ClO)2②H2SO3③氯水④NaOH⑤浓HClA．①②④B．②③⑤C．②③D．①④⑤6．(2009·广州测试)下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中，正确的是()A．氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质B．漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理是相同的C．氯气可以使湿润的有色布条褪色，但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气D．为证明氯水中含Cl－，可先加盐酸酸化，再加入AgNO3溶液7．(2010·泰安模拟)氯化溴是由两种卤素互相结合而成的卤素化合物，其化学性质与Cl2相似，能与金属和非金属反应生成卤化物，能与水反应：BrCl＋H2O===HBrO＋HCl.下列有关BrCl的性质的叙述中不．正确的是()A．是较强的氧化剂B．是一种化合物C．能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D．BrCl与水反应中，BrCl既是氧化剂又是还原剂8．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．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗完B．Ⅱ图中：生成蓝色的烟C．Ⅲ图中：量筒中发生了加成反应D．Ⅳ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9．浓盐酸和Ca(ClO)2能发生反应：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O.用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是()①CO2②HCl③H2O④O2A．①②③B．②③④C．②③D．①④10．某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO－与ClO－3的浓度之比为1∶3，则Cl2与NaOH溶液反应时参加反应的Cl2与被氧化的氯气的物质的量之比为()A．21∶5B．11∶3C．3∶1D．5∶111．将0.03molCl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中，在此过程溶液的c(H＋)与Cl2用量的关系示意图是(溶液的体积视为不变)()12．(2010·诸城模拟)某学生做如下实验：第一步，在淀粉KI溶液中滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即变蓝；第二步，在上述蓝色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，蓝色逐渐消失．下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不．正确的是()A．第一步反应的离子方程式为：ClO－＋2I－＋2H＋===I2＋Cl－＋H2OB．淀粉KI溶液变蓝是因为I－被氧化为I2，I2遇淀粉变蓝色C．蓝色逐渐消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性D．粒子的氧化性由强到弱的顺序是：ClO－＞I2＞SO2－4二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13．(10分)目前H1N1甲型流感病毒蔓延，某些疫区为防止疫情流行，