2010年高中会考复习(3)：重要的非金属元素及其化合物(一)

2010年高中会考复习重要的非金属元素及其化合物(一)(一)氯元素及其化合物（一）氯元素及其化合物1、氯气存在与制备(Cl-→Cl2)工业制法：原料：氯化钠、水。主要以海盐为原料。海盐中含硫酸钙、硫酸镁、氯化镁等杂质，要净化后制成饱和食盐水再电解。原理：电解饱和食盐水。装置：阳离子隔膜电解槽。反应式：2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑＋Cl2↑通电经典例题5.下图每一方框中的字母代表一种反应物或生成物：CDI起始组成/mol640某时刻组成/mol332物质A跟B反应生成物质E、F和G；物质C跟D反应生成物质I，某温度下该反应起始和某时刻的反应混合物组成如上表格所示。请填写下列空白：(1)物质H的分子式是。(2)反应①的化学方程式是(3)反应②的化学方程式(须注明反应条件)是HClCl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2ON2+3H22NH3高温、高压催化剂例题：如图所示装配仪器，接通直流电源，电解饱和食盐水，则电解一段时间后，在碳棒和铁钉表面都有气体生成，其中碳棒表面生成的气体是（）A、O2B、Cl2C、H2D、HClB若电解的是未精制的饱和食盐水，结果很快在某一电极附近出现浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是（）A、碳酸镁B、硫酸钡C、氢氧化镁D、碳酸钡C氯气的实验室制法：有毒气体装置：发生装置由圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞、导管、铁架台、石棉网、酒精灯等组成。原理：利用氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-。常用的氧化剂有：MnO2、KMnO4、KClO3等。反应式：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+10Cl2↑+8H2OKClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2ONaClO+2HCl=KCl+Cl2↑+H2O△收集：用向上排空气法或用排饱和食盐法。验满：看颜色或用湿润的淀粉碘化钾试纸。尾气吸收：用氢氧化钠溶液吸收。除杂：用饱和食盐水除去HCl杂质；干燥：用浓H2SO4。(HBr\HI\H2S\NH3)2、氯气的结构、性质与用途物理性质氯气为黄绿色，具刺激性气味的气体，有毒密度比空气大，能溶于水（1:2）（液氯与氯水）氯气的用途：自来水的消毒（ClO2、O3）、药物合成、制氯化物、制漂白剂。化学性质①与金属反应2Na＋Cl22NaCl2e－氧化剂：Cl22Fe＋3Cl22FeCl3点燃6e－氧化剂：Cl2Cu＋Cl2CuCl2点燃2e－氧化剂：Cl2（Br2、I2、S）②与非金属反应H2+Cl2＝2HCl（光照：爆炸）点燃2P＋3Cl22PCl3（白雾）6e－点燃PCl3＋Cl2PCl5（白烟）2e－氧化剂：Cl2氧化剂：Cl2氧化剂：Cl2③与水的反应氯水成分：分子：H2O、Cl2（黄绿色）、HClO离子：H+、Cl-（还有ClO-、OH-）次氯酸（HClO）的性质：1.弱酸性（H2CO3）2.强氧化性（杀菌）3.漂白性（漂白）4.不稳定性为了从新制的氯水中制得高浓度的HClO，可向氯水中加入的试剂是()A.Na2CO3B.H2SO4C.CaCO3D.Ca(OH)2典例精析变式2C【解析】氯水中存在平衡Cl2+H2OHCl+HClO。加入碳酸钙可以消耗盐酸不消耗次氯酸(次氯酸酸性比碳酸弱)，平衡右移，提高次氯酸浓度。Ca(OH)2和Na2CO3均能与次氯酸反应，A、D错。加入浓硫酸平衡左移，次氯酸浓度下降。➃与碱的反应氯气与氢氧化钠的反应2NaOH＋Cl2＝NaClO＋NaCl＋H2O制漂白粉的反应：2Ca(OH)2＋2Cl2＝Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O漂白粉漂白消毒液主要成分是次氯酸钠有效成分为Ca(ClO)2漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO2HClO==2HCl+O2（失效）2KBr+Cl2=2KCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I22KI+Br2=2KBr+I2元素非金属性强弱顺序：F＞Cl＞Br＞I氯、溴、碘单质间的置换反应无色变为橙(黄)色无色变为黄褐(黄)色无色变为黄褐(黄)色Br-、I-与氯水反应后可加CCl4萃取。⑤与盐的反应典例精析【例1】向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成可能是（）A.NaClNa2SO4B.NaClNaBrNa2SO4C.NaClNa2SO4NaID.NaINa2SO4AB【解析】还原性强弱顺序SO32−I−Br−。C选项中含有NaI没有NaBr，错；D中没有氯化钠，错。【评注】明确三种物质被还原的先后以及反应后的产物。典例精析变式1在100mL含等物质的量HBr和H2SO3的溶液里通入0.01molCl2，有一半Br−变为Br2(已知Br2能氧化H2SO3)。原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于()A.0.0075mol/LB.0.0018mol/LC.0.075mol/LD.0.08mol/LD【解析】当溴离子开始被氧化时，亚硫酸已经完全氧化。假设溶液中HBr和H2SO3的物质的量都为x，依据电子得失相等可得：2x+0.5x×1=0.01×2，解得x=0.008mol。Cl-、Br-、I-的检验：AgNO3─HNO3法Ag++Cl-==AgCl↓白色沉淀Ag++Br-==AgBr↓浅黄色沉淀Ag++I-==AgI↓黄色沉淀溴、碘单质的性质溴碘物理性质深红棕色，密度比水大的液体，强烈刺激性气味，易挥发，强腐蚀性。紫黑色固体，易升华。气态碘在空气中显深紫红色，有刺激气味。在水中溶解度很小，易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂化学性质能与氯气反应的金属、非金属一般也能与溴、碘反应，只是反应活性不如氯气。氯、溴、碘单质间能够发生置换反应：氯能把溴和碘从它们的卤化物中置换出来，溴能把碘从它的卤化物中置换出来，即氯、溴、碘的氧化性强弱为：Cl2Br2I2用途染料、胶卷感光材料、杀虫剂重要的化工原料。配碘酒和碘化物，食用盐中加KIO3，碘化银制造相底片和人工降雨。2.卤素单质的检验方法Cl2Br2I2方法一遇淀粉碘化钾变蓝遇淀粉碘化钾变蓝遇淀粉溶液变蓝方法二黄绿色气体深红棕液体紫黑色固体方法三湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色四氯化碳溶液显橙红色四氯化碳溶液显紫红色萃取与分液(1)含义：利用一种物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，将溶质从一种溶剂中转移到另一种溶剂中的实验方法叫做萃取。(2)主要仪器分液漏斗；烧杯(3)萃取剂的条件萃取剂必须符合三个条件：与原溶剂互不相溶；溶质与萃取剂不发生反应；溶质在萃取剂中的溶解度远大于原溶剂中的溶解度。3.萃取与分液(4)萃取分液操作注意事项：①分液之前应将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔，使漏斗内外空气相通,以保证进行分液时漏斗里液体能够流出；②分液漏斗使用之前必须检查是否漏液；③旋开活塞,用烧怀接收溶液时，注意使漏斗下端管口紧靠烧怀内壁；及时关闭活塞,不要让上层液体流出；④上层液体应该从上口倒出。提取粗盐后的母液通入Cl2粗溴溴和水蒸气溴水鼓入热空气或水蒸气冷凝精制高纯度的溴单质海带浸泡水过滤氧化氯气提纯碘单质从海产品中提取碘：从海水中提取溴：1、氯气可以用来消灭田鼠，使用方法是将氯气通过软管灌入田鼠洞中，这是利用了氯气以下性质中的（）①黄绿色②密度比空气大③有毒④较易液化⑤能溶解于水A、①②③B、②③C、③④D、③④⑤B例题：2、新制氯水中含有多种分：，氯水应存放在瓶中保存。将紫色石蕊试液滴入氯水中，溶液显红色，起作用的成分是；过一会儿，溶液的颜色逐渐褪去，起作用的成分是；往氯水中滴入硝酸银溶液，产生白色沉淀，起作用的成分是；氯水能使淀粉碘化钾试纸变蓝，起作用的成分是。答案：Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－（OH－），棕色；H＋；HClO；Cl－；Cl2。典例精析【例2】下图是一种试验某气体化学性质的实验装置，图中B为开关。如先打开B，在A处通入干燥氯气，C中红色布条颜色无变化；当关闭B时，C处红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液（）A.浓H2SO4B.饱和NaCl溶液C.浓NaOH溶液D.浓NaBr溶液B【解析】有水存在时氯气才能使有色布条褪色。干燥氯气通过浓硫酸后不存在水，通过浓NaOH溶液或浓NaBr溶液时，氯气被吸收；只有B正确。典例精析【评注】氯气使有色布条褪色实质是次氯酸的漂白作用，必须要有水存在氯气才能转化为次氯酸。【例2】下图是一种试验某气体化学性质的实验装置，图中B为开关。如先打开B，在A处通入干燥氯气，C中红色布条颜色无变化；当关闭B时，C处红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液（）A.浓H2SO4B.饱和NaCl溶液C.浓NaOH溶液D.浓NaBr溶液B3、将Cl2制成漂白粉的主要目的是（）A、增强漂白和消毒作用B、使它转化为较稳定物质，便于保存和运输C、使它转化为较易溶于水的物质D、增加氯的百分含量，有利于漂白、消毒B例题:目前我国工业上大多采用离子交换膜法电解食盐水制烧碱和氯气。如图：电解槽中用石墨或钛作阳极与电源正极相接，用铁网作阴极与电源负极相接，中间设特殊的离子交换膜。a试分析：从a进入的液体是，从b流出的液体是；图中的离子交换膜只允许_____离子通过，该离子交换膜的作用是。你认为这种制碱的方法存在的缺点是______(填序号)A、消耗大量的电能B、产品中氢气和氯气用途不大，造成浪费C、食盐不易获取D、生产过程中若处理不当易造成环境污染答案：精制饱和食盐水，氢氧化钠溶液；Na＋，防止阴极产生的氢气和阳极产生的氯气相混合而引起爆炸，又能避免氯气和氢氧化钠作用生成次氯酸钠。AD例题:在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是()①过滤②加过量的NaOH溶液③加适量的盐酸④加过量的碳酸钠溶液⑤加过量的氯化钡溶液.A、①④②⑤③B、④①②⑤③C、②⑤④①③D、⑤②④③①C4、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电便可制得有较强杀菌能力的消毒液，他设计了如图三套装置，请对它们进行评价。答案：装置A显然不能保证氯气和NaOH的充分接触。装置B与装置C的区别是氯气产生在装置的下部或上部，B设计能确保在生成的氯气上升时，与产物NaOH充分接触反应，达到制备的目的。5、家用消毒液的发生器是以精盐和自来水为反应物，通电时，发生器的电解槽的极板上产生大量气泡，切断电源后，生成液具有强烈的杀菌消毒能力。与该反应器工作原理直接有关的化学方程式是（）A、2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2OB、H2+Cl2==2HClC、2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑D、2HClO==2HCl+O2↑通电AC例题：下图表示在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置，图中a、b是可控制的弹簧铁夹。（氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小。）⑴仪器A的名称是；水槽中应盛放的是；烧杯中盛放的是；烧瓶中反应的化学方程式；⑵在收集氯气时，应。当氯气收集完毕时应。（填如何控制a、b）⑶若要制得标准状况下的Cl20.672L，理论上需要MnO2的物质的量是多少？例题：为了在实验室制得不含氯化氢的干燥的氯气，正确的净化顺序是（）A、第一步通过浓硫酸，第二步通过无水氯化钙B、第一步通过水，第二步通过氧化钙C、第一步通过饱和食盐水，第二步通过无水氯化钙D、第一步通过碱石灰，第二步通过浓硫酸C课后体验2.氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2+2NH3N2+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.该反应属于复分解反应D.生成1molN2有6mol电子转移【解析】该反应有化合价变化，一定不是复分解反应。课后体验3.某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，经测定ClO−与ClO的浓度之比为1∶3，则Cl2与NaOH溶液反应时，被还原的氯