（江苏专用）2020版高考化学 专题三 第2讲 氯、溴、碘及其化合物学案

第2讲氯、溴、碘及其化合物【2020·备考】最新考纲：1.了解Cl、Br、I单质及其重要化合物的主要性质和重要应用。2.了解Cl、Br、I单质及其重要化合物对环境的影响。新课标要求：结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。能利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化途径。最新考情：氯、溴、碘及其化合物的考查，一是考查氯气及其化合物的性质与应用，如2017江苏第3题ClO2用于自来水的消毒、2016江苏第16题(1)制漂白粉等、2014江苏第13题氯水成分探究，二是考查氯气的制备，如2014江苏第5题，三是考查溴、碘的性质及提取。考点一氯及其重要化合物[知识梳理]1.氯气的物理性质提醒：闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的Cl2飘进鼻孔。2.氯气的化学性质Ⅰ.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性(1)与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。①与铁反应：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3。②与铜反应：Cu＋Cl2=====点燃CuCl2。(2)与非金属反应。与H2反应：H2＋Cl2=====点燃或光照2HCl，(3)与还原性无机化合物反应。①与碘化钾溶液反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。②与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。③与FeCl2溶液反应：离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－。Ⅱ.从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应氯气与水或碱反应，氯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。提醒：①Cl2可使湿润的有色布条褪色，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。②Cl2可使湿润石蕊试纸先变红后褪色，原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红，HClO使变色后的石蕊褪色。③常温下液态氯与铁不反应，故可用钢瓶贮运液氯。3.氯的重要化合物(1)次氯酸(2)漂白粉提醒：①HClO不稳定，不能单独存在，只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。②不能用pH试纸测量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性。③工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得，而不是用氯气与石灰水反应。④“84”消毒液的主要成分为NaClO，漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用，其原因是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。[题组诊断]Cl2及其化合物的性质1.下列关于氯气的说法正确的是()A.Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂B.氢气在氯气中燃烧，瓶口出现白雾C.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故与其他非金属反应的产物中Fe也显＋3价D.Fe在Cl2中的燃烧产物用数轴表示如下：解析Cl2与水反应时Cl2既表现出氧化性也表现出还原性，A错误；H2在Cl2中燃烧生成的HCl在瓶口会与空气中的水蒸气形成盐酸液滴，因此会出现白雾，B正确；Fe与氧化性较弱的非金属单质反应只能形成＋2价化合物，C错误；Fe在Cl2中燃烧只能生成FeCl3，D错误。答案B2.下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O对实验现象的“解释或结论”正确的是()选项实验现象解释或结论Aa处变蓝，b处变红棕色氧化性：Cl2Br2I2Bc处先变红，后褪色氯气与水生成了酸性物质Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性物质De处变红色还原性：Fe2＋Cl－解析选项A的实验现象只能说明氧化性：Cl2Br2和Cl2I2，不能说明氧化性Br2I2；选项B的实验现象还可以说明氯气与水生成了漂白性物质；选项C中，氯气与水生成的酸性物质也可以使之出现对应的实验现象；e处变红色是氯气氧化Fe2＋生成Fe3＋的结果，说明还原性Fe2＋Cl－，选项D正确。答案D3.在淀粉­KI溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入少量的稀硫酸，溶液立即变蓝，在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失。下列判断不正确的是()A.氧化性：ClO－I2SO2－4B.漂白粉溶液可使淀粉－KI试纸变蓝C.次氯酸钠可以与亚硫酸钠大量共存D.向氯水中加入亚硫酸钠溶液，氯水褪色解析在酸性条件下发生反应：ClO－＋2H＋＋2I－===Cl－＋I2＋H2O，I2遇淀粉溶液变为蓝色，证明氧化性ClO－I2；在溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失，是因为又发生了反应：I2＋H2O＋SO2－3===2I－＋2H＋＋SO2－4，证明氧化性I2SO2－4，所以微粒的氧化性：ClO－I2SO2－4，A正确。漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，电离产生ClO－，由于氧化性ClO－I2，所以漂白粉溶液可使淀粉­KI试纸变蓝，B正确。由于氧化性：ClO－SO2－4，所以当次氯酸钠与亚硫酸钠混合时，会发生反应：ClO－＋SO2－3===Cl－＋SO2－4，因此二者不能大量共存，C错误。在氯水中会发生反应产生次氯酸，Cl2＋H2OHCl＋HClO，由于氧化性ClO－SO2－4，所以向氯水中加入亚硫酸钠溶液，会发生反应：HClO＋SO2－3===H＋＋Cl－＋SO2－4，使HClO浓度减小，氯气的溶解平衡正向移动，氯气的浓度减小，故氯水会逐渐褪色，D正确。答案C氯水的成分及性质探究4.下列关于新制氯水的说法正确的是()A.新制氯水长期放置后溶液的酸性增强B.新制氯水中含有H2O、Cl2、HClO、HCl等多种分子C.新制氯水具有较强的杀菌消毒能力是因为其中含有HClD.向新制氯水中加入适量碳酸钙，过滤，可以制得较大浓度的次氯酸解析A项，新制氯水长时间放置后会发生反应：2HClO=====光照2HCl＋O2↑，酸性增强，A项正确；B项，新制氯水中因为HCl是强电解质，在水中会完全电离，所以不会以分子形式存在，B项错误；C项，新制氯水具有较强的杀菌消毒能力是因为其中含有次氯酸，次氯酸具有强氧化性，C项错误；D项，氯气溶于水会发生反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入适量碳酸钙，碳酸钙会和HCl反应，使上述平衡正向移动，进而可制得较大浓度的次氯酸，D项正确。答案AD5.(2014·江苏化学，13)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.氯水的颜色呈浅黄绿色，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HClO解析A项，氯水因含氯分子而呈浅黄绿色，正确；B项，Ag＋与Cl－生成AgCl白色沉淀，正确；C项，碳酸氢钠与酸发生反应：H＋＋HCO－3===H2O＋CO2↑，正确；D项，氯水中含有氯单质，也可与Fe2＋发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，无法说明氯水中含有HClO，错误。答案D【练后归纳】氯水的成分及性质的多样性1.氯水成分的多样性(1)组成微粒——“三分子”“四离子”。(2)三个平衡。Cl2＋H2OHClO＋HCl、HClOH＋＋ClO－、H2OH＋＋OH－。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。常见的含氯消毒剂6.洪水过后，为预防细菌滋生，居民多用“84”消毒液消毒。下列说法不正确的是()A.NaClO溶液的消毒原理是使蛋白质变性B.1molCl2与足量NaOH溶液反应转移2mol电子C.NaClO溶液的漂白原理与Na2O2、SO2相同D.“84”消毒液不能与“洁厕灵”(盐酸)共同使用解析NaClO具有强氧化性，其消毒原理是使蛋白质变性，A项正确；Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，1molCl2反应转移1mol电子，B项错误；NaClO、Na2O2的漂白性均为氧化性，SO2为化合型漂白，C项错误；“84”消毒液中NaClO与盐酸混合，发生化学反应ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，故D项正确。答案BC7.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是()A.NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4B.ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO－3＋ClO－2＋H2OC.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3D.等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强解析A项，酸性条件下ClO－2发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：4H＋＋5ClO－2===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，等物质的量的ClO2作氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，正确。答案C【总结归纳】次氯酸盐的性质1.漂白性ClO－是一种弱酸的酸根离子。漂白液或漂白粉暴露于潮湿的空气中，发生反应：2ClO－＋H2O＋CO2===CO2－3＋2HClO由于生成了HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。2.强氧化性ClO－不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应，即ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SO2－3不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸盐：Ca2＋＋ClO－＋SO2－3===CaSO4↓＋Cl－。考点二氯气的实验室制法及性质的实验探究[知识梳理]1.实验装置2.制取过程3.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，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的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。(5)酸化KMnO4溶液，用的是H2SO4酸化而不是盐酸。名师助学：在高考中，可能会出现用其他化学反应原理制取氯气的化学实验题，所以考生也需要对如下几个化学反应原理加以理解和记忆：①14HCl＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑②16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑④4HCl＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑其中，①②④使用稀盐酸就可发生反应产生氯气。[题组诊断]氯气制备原理、装置的考查1.(2014·江苏化学，5)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是()A.用装置甲制取氯气B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O解析A项，利用MnO2和浓盐酸制氯气，需要加热，故无法达到实验目的；B项，洗气装置气体应该是长进短出，且Cl2和HCl都能与NaHCO3溶液反应，应用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，故无法达到实验目的；C项，MnO2不溶于水，MnCl2能溶于水，因此可以用过滤法分离，正确；D项，加热时MnCl2会发生水解无法制得纯净的MnCl2·4H2O。答案C2.某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法正确的是()A.该装置图中至少存在三处明显错误B.该实验中收集氯气的方法不正确C.如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可D.含有2molHCl的某浓