20202021年高考化学一轮复习讲解氯及其化合物pdf

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《氯及其化合物》【知识梳理】一、氯气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。温馨提示：闻有毒气体及未知气体的方法是用手在瓶口轻轻煽动，仅使极少量气体进入鼻孔。2.化学性质：氯气化学性质非常活泼，很容易得到电子，作强氧化剂，能与金属、非金属、水以及碱反应。（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）①2Na＋Cl22NaCl（产生白烟）②Cu＋Cl2CuCl2（产生棕黄色的烟）③2Fe＋3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）温馨提示：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温馨提示：①HCl极易溶于水而成盐酸。②氢气在氯气中燃烧现象：安静地燃烧，发出苍白色火焰；光照H2和Cl2的混合气时，发生爆炸，因此工业生产中不能用光照的方法来制取盐酸。③所有发光发热的剧烈化学反应都叫做燃烧，不一定要有氧气参加。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温馨提示：①将氯气溶于水得到氯水（浅黄绿色），氯水含多种微粒，其中有H2O、Cl2、HclO、Cl－、H+、OH－(极少量，水微弱电离出来的)。②氯气溶于水生成的HClO是一种极弱的酸，但是一种强氧化剂，能漂白、杀菌，它的漂白是一种氧化性漂白，与Na2O2、H2O2的漂白原理是一样的。③Cl2可使润湿的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色，说明Cl2没有漂白性，而是HClO起漂白作用。④Cl2使润湿石蕊试先变红后褪色，其原因是Cl2与H2O作用生成的酸使石蕊先变红，HClO强氧化性使变色后的石蕊氧化褪色（漂白）。⑤光照氯水，黄绿色逐渐褪色，溶液pH逐渐减小（HClO转化成了盐酸）。⑥氯水应保存在棕色瓶中且置于阴凉处。（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（用于制漂粉精或漂白粉）温馨提醒：漂白液的有效成分为NaClO，漂白粉（精）的有效成分为Ca(ClO)2。漂白粉之所以具有漂白性，原因是：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓+2HClO生成的HClO具有漂白性。漂白粉久置空气会失效（涉及两个反应）：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO，↑，漂白粉变质会有CaCO3存在，外观上会结块，久置空气中的漂白粉加入浓盐酸会有CO2气体生成，含CO2和HCl杂质气体。所以，漂白粉应密闭保存，避免与空气接触。（5）与某些还原性物质反应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（将SO2气体和Cl2气体混合后作用于有色溶液，漂白效果将大大减弱）温馨提醒：自来水用氯水杀菌消毒，所以用自来水配制以下溶液如KI、KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液会变质。（6）与某些有机物反应①CH4＋Cl2CH3Cl+HCl（取代反应）②CH2=CH2＋Cl2→CH2ClCH2Cl（加成反应）3.氯气的实验室制法(1)实验原理：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。温馨提示：还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应，使用以上物质时，反应不需要加热，如2KMnO4＋16HCl(浓)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。(2)实验装置：温馨提示：①Cl2的净化用水或饱和食盐水洗气，除去混在Cl2中的HCl气体；用浓H2SO4除去混在Cl2中的水蒸气。②由于Cl2的密度比空气大，常用向上排空法收集，还可用排饱和食盐水的方法收集。③用润湿的KI淀粉试纸检验（放在瓶口），如试纸变蓝，则表示Cl2已收满。④由于Cl2有毒，多余的Cl2不能直接排放，一般用浓NaOH溶液吸收，而不能用水或澄清石灰水吸收。因Cl2在水中溶解度不大，澄清石灰水中溶解的Ca(OH)2的量很少，只能吸收少量的Cl2。(3)验满方法：①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。③实验室制取Cl2时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。（4）注意事项：①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应；②为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热的温度不宜过高，以减少HCl的挥发；③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气；④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。例题1、下列说法正确的是。①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A②将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸③液氯和氯水是同一物质④氯气与水的反应中氯是氧化剂，水是还原剂⑤次氯酸钠水解的溶液呈碱性，说明次氯酸是弱酸⑥Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能做氧化剂⑦Cl2+H2O=2H++Cl—+ClO—⑧氯气作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化⑨Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明Cl2具有氧化性⑩Cl2通入NaOH溶液的离子方程式为Cl2＋OH－===Cl－＋ClO－＋H2O⑪分别加新制氯水后，用CCl4萃取鉴别NaBr和KI溶液⑫密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5（g），增加2NA个P-Cl键二、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。温馨提示：能使溴水褪色的原因：被H2S、SO2、SO2－3、I－等还原剂还原而褪色；与NaOH、Na2CO3等碱性物质发生反应而褪色；与较活泼金属(如Mg＋Br2===MgBr2)反应而褪色；能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物，如烯烃、炔烃等；能被溴水氧化的、含有醛基的化合物。（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：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：①AgNO3溶液—沉淀法：②置换—萃取法：例题2、下列说法正确的是。①卤素的钾盐中，最容易被氧化的是氟化钾②溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性③某溶液与淀粉­碘化钾溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水④从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律⑤碘在KI溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度⑥能使润湿的淀粉­KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2⑦某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色⑧室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3＋的氧化性比I2的强⑨酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2：IO－3＋I－＋6H＋===I2＋3H2O⑩用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2⑪加碘食盐可用淀粉溶液检验其中的碘⑫要除去KBr溶液中混有的单质Br2，可用酒精萃取除去【课时练习】1．下列关于氯气的叙述不正确的是（）A．氯气是一种黄绿色、有刺激性气味、有毒的气体B．氯气溶于水得到浅黄绿色的氯水，该过程涉及化学变化C．氯气化学性质活泼，因此自然界中不存在游离态的氯元素D．氢气在盛有氯气的集气瓶中燃烧，产生苍白色火焰和白烟2．下列说法正确．．的是（）①把氯气通入到湿润的有色布条集气瓶中，有色布条的颜色褪去，说明氯气具有漂白性②实验室制取氯气时，为了防止环境污染，多余的氯气可以用澄清石灰水吸收③久置氯水的酸性强于新制氯水④检验HCl气体中是否混有Cl2，方法是将气体通入硝酸银溶液⑤除去HCl气体中的Cl2，可将气体通入到氢氧化钠溶液中A．①③④B．①②③C．③D．①②⑤3．在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是A．氯水的颜色呈浅绿色，说明氯水中含有Cl2B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO4．下列卤族元素有关性质比较不正确的是()A．新制氯水久置后酸性增强B．HF是弱酸，且酸性强弱关系为：HFHClHBrHIC．氧化性：F2Cl2Br2I2D．次氯酸具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，还可以用作漂白剂5．数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行数据采集与分析的实验手段。下图是利用数字化实验测定光照氯水过程中得到的图像，该图像表示的意义是A．氯离子浓度随时间的变化B．氧气体积分数随时间的变化C．氯水的pH随时间的变化D．氯水导电能力随时间的变化6．如下图所示，在A处通入未经干燥的氯气。当关闭B阀时，C处的红布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液不可能是()A．饱和NaCl溶液B．NaOH溶液C．NaBr溶液D．浓H2SO47．下列实验现象和结论一致，正确的是A．氯水加入有色布条，有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在B．氯水溶液呈黄绿色，有刺激性气味，说明有Cl2存在C．氯水加入盐酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在D．氯水加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO存在8．依据下列实验现象，所得结论不正确．．．的是实验实验现象①品红溶液红色褪去，经检验溶液中含有SO42-②加热褪色后的溶液至沸腾，未见颜色恢复，有气体溢出，可使蓝色石蕊试纸变红，遇淀粉碘化钾试纸，无明显变化。A．品红溶液褪色是氯水漂白所致B．集气瓶中发生了反应：Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HClC．依据现象②可确定产生的气体为SO2D．检验SO42-的试剂为：盐酸、BaCl2溶液9．由下述实验现象，下列氯水对应结论不正确的是实验装置试剂A现象①紫色石蕊溶液先变红后褪色②滴有KSCN的FeCl2溶液溶液变红③NaHCO3溶液产生使澄清石灰水变浑浊的气体④HNO3酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀A．①氯水具有酸性和漂白性B．②氯水具有还原性C．③氯水中含有