2019-2020年高考化學總復習 氯基礎知識講解.doc

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2019-2020年高考化學總復習 氯基礎知識講解【考綱要求】 1了解Cl2的分子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，掌握Cl2的制備和用途。2掌握Cl2與金屬、非金屬、水、堿等發(fā)生的反應。 3掌握氯水的成分和性質(zhì)，知道次氯酸及其鹽的性質(zhì)和用途。4以鹵素為例了解在周期表中同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。5通過實驗掌握Cl的檢驗方法?！局R網(wǎng)絡】氯及其重要化合物間的轉(zhuǎn)化關系【考點梳理】 考點一：氯氣的性質(zhì)、用途1物理性質(zhì)通常氯氣為黃綠色有刺激性氣味、密度比空氣大的有毒氣體，易液化。25時，1體積水約溶解2體積氯氣，其水溶液俗稱氯水，為淡黃綠色。2化學性質(zhì)要點詮釋：從氧化還原角度分析氯氣的化學性質(zhì)可概括為： 化性：01氧化還原性（歧化反應）：-10+13氯氣的用途：自來水的消毒，制鹽酸，漂白粉，農(nóng)藥，氯仿等。4Cl的檢驗檢驗溶液中的Cl應先加稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，證明有Cl存在。考點二：氯離子的檢驗1試劑：稀硝酸、AgNO3溶液。 2操作：取待測液2mL加入試管中，先滴入少量稀硝酸，然后再滴入AgNO3溶液。 3現(xiàn)象及結(jié)論：產(chǎn)生白色沉淀，該溶液中含有Cl。4原理：Ag+Cl=AgCl。要點詮釋： （1）加稀硝酸的目的是排除CO32的干擾，因為Ag2CO3是可以溶于稀硝酸的白色不溶物。因此，鑒定時可以將加試劑的順序顛倒，即可以先加AgNO3，再加稀硝酸。若生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，同樣可以證明溶液中有Cl。（2）不用稀鹽酸、稀硫酸酸化，否則引入Cl、SO42產(chǎn)生干擾?？键c三：氯水的成分和性質(zhì) 1氯水的成分Cl2溶于水：Cl2+H2OH+Cl+HClO2性質(zhì)成分表現(xiàn)的性質(zhì)反應實例Cl2強氧化性氯水呈黃綠色加成反應Cl2+2KI=2KCl+I2Cl2+H2SO3+H2O=H2SO4+2HClCl2+CH2CH2CH2ClCH2ClH+強酸性2H+CaCO3=Ca2+CO2+H2O滴入紫色石蕊試液先變紅，后褪色HClO弱酸性強氧化性HClO+OH=ClO+H2O漂白、殺菌、消毒Cl沉淀反應Cl+Ag+=AgCl2分析平衡： Cl2+H2OH+Cl+HClO向氯水中加入的物質(zhì)濃度變化平衡移動的方向應用可溶性氯化物c (Cl)增大左移用飽和食鹽水除Cl2中的HCl用排飽和食鹽水法收集Cl2鹽酸c (H+)和c (Cl)增大左移濃氯酸與濃鹽酸反應制Cl2NaOHc (H+)減小右移用NaOH吸收多余的Cl2光照c (HClO)減小右移氯水應避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配要點詮釋：氯水久置，會因HClO的分解導致其中的Cl2全部與H2O反應，HClO完全分解成鹽酸和O2，使溶液酸性增強，失去強氧化性而變質(zhì)（久置氯水實為極稀的鹽酸）。考點四：幾種重要的含氯化合物1次氯酸（1）弱酸性：Ca(ClO)2+CO2+H2O= CaCO3+2HClO；酸性：碳酸強于次氯酸。（2）不穩(wěn)定性：反應方程式：2HClO2HCl+O2。（3）強氧化性：氧化性比Cl2強，可用于自來水的殺菌消毒，還可以用作漂白劑。2次氯酸鹽（1）強氧化性：ClO有強氧化性，與還原性離子（S2、I、Fe2+、SO32等）不能共存。（2）ClO的水解：其離子方程式為：ClO+H2OHClO+OH，與Fe3+、Al3+不能共存。（3）漂白粉：有效成分為Ca(ClO)2。制備試劑：氯氣和石灰乳漂白原理：Ca(ClO)2+H2O+CO2= CaCO3+2HClO，故應密封并儲存于陰涼處。 3鹽酸：具有酸的通性和Cl的性質(zhì)考點五：氯氣的制法有關氣體的制備和性質(zhì)實驗，其裝置流程可以歸納如下： 氣體制備 凈化 干燥 收集或性質(zhì)實驗 尾氣處理 1氯氣的實驗室制法 （1）原理：氧化法（化合價-10）MnO2+4HCl (濃)MnCl2+Cl2+2H2O或：2KMnO4+16HCl (濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O注：若用KMnO4制Cl2，則不需加熱。（2）發(fā)生裝置：分液漏斗、圓底燒瓶、酒精燈、鐵架臺等。要點詮釋：制備氣體的類型：固體+液體氣體用分液漏斗進行滴加濃鹽酸，可控制反應速率。（3）凈化、干燥裝置：洗氣瓶。由于使用濃鹽酸，反應生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣?？梢宰寶怏w通過飽和食鹽水，HCl氣體易溶于飽和食鹽水而氯氣則不溶，然后再用濃硫酸吸收水蒸氣，這樣可制得干燥、純凈的氯氣。 （4）收集裝置：由于氯氣能溶于水，故應用向上排空氣法或排飽和食鹽水法。（5）尾氣吸收裝置：用NaOH溶液吸收多余的氯氣，防止污染空氣。注：Ca(OH)2的溶解度太小，所以尾氣吸收時不用石灰水，而用NaOH溶液。（6）驗滿方法將濕潤的淀粉-KI試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿。將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。 2氯氣的工業(yè)制法：電解法（1）電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)），2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2（2）電解熔融氯化鈉（可制得Na）2NaCl (熔融)2Na+Cl2考點六：鹵素及其化合物的遞變規(guī)律及特性 1鹵素的原子結(jié)構(gòu) 在元素周期表中，與氯元素處于同一縱行第A族的元素還有氟（F）、溴（Br）、碘（I）、砹（At，人工合成元素）。與氯元素一樣，這些元素原子的最外電子層都有7個電子，都是典型的非金屬元素。由于第A族元素都能與Na、K、Ca、Mg等金屬化合生成鹽，所以統(tǒng)稱為鹵素（成鹽元素）。 2物理性質(zhì)F2Cl2Br2I2顏色淡黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色狀態(tài)氣態(tài)氣態(tài)液態(tài)固態(tài)水中溶解性反應可溶可溶微溶熔沸點 Cl2、Br2、I2易溶于苯、CCl4、汽油等有機溶劑。 注意：從溴水中萃取出Br2，可向其中加入苯，振蕩、靜置，溶液分兩層，上層橙紅色，下層為水層，近乎無色；從碘水中萃取I2，可向其中加入CCl4，振蕩、靜置，溶液分兩層，上層（水層）近乎無色，下層為紫紅色（已知苯的密度小于水的密度，CCl4的密度大于水的密度，且二者均不溶于水）。3鹵素及其化合物的遞變規(guī)律（1）單質(zhì)氧化性：F2Cl2Br2I2（2）離子還原性：IBrClF（3）HX的穩(wěn)定性：HFHClHBrHI（4）HX的熔沸點：HF（含氫鍵）HIHBrHCl（5）最高價含氧酸的酸性：HClO4HBrO4HIO44鹵素中的某些特性及相關應用（1）氟無正價和含氧酸，非金屬性最強。2F2+2H2O=4HF+O2，與H2反應在暗處即爆炸。HF是弱酸，能腐蝕玻璃，保存在鉛皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸點最高。AgF易溶于水。（2）溴Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)。Br2易溶于有機溶劑。盛溴的試劑瓶中加水，進行水封，保存液溴不能用橡膠塞。（3）碘I2遇淀粉變藍色。I2加熱時易升華。I2易溶于有機溶劑。食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。5鹵素離子（X）的檢驗由于在AgX中，除AgF可溶于水，AgCl、AgBr、AgI都是既難溶于水也不溶于稀硝酸的沉淀，所以可用稀硝酸酸化的AgNO3溶液檢驗X的存在。其中稀硝酸的作用主要是排除CO32的干擾。反應原理：Ag+Cl=AgCl（白色） Ag+Br=AgBr（淡黃色） Ag+I=AgI（黃色）【典型例題】類型一、氯氣的性質(zhì)和應用例1、下列無水氯化物中不能用氯氣和該元素的單質(zhì)直接化合制取的是（ ）。 AAlCl3 BCuCl2 CFeCl2 DHCl【思路點撥】鐵元素有變價，遇強氧化劑變成+3價?！敬鸢浮緾 【解析】氯氣是強氧化劑，能夠與大多數(shù)金屬發(fā)生化合反應，對于有變價的金屬元素與氯氣發(fā)生反應通常生成較高價態(tài)的金屬氯化物，所以鐵和氯氣反應的產(chǎn)物為氯化鐵而不是氯化亞鐵?！究偨Y(jié)升華】氯氣與大多數(shù)金屬反應，生成高價態(tài)金屬氯化物；只有金屬活動順序表中氫以前的金屬，才能跟鹽酸反應，并且一般生成低價態(tài)金屬氯化物和氫氣，所以符合題意的是具有不變價態(tài)、且在金屬活動順序表中排在氫以前的金屬的氯化物。舉一反三：【高清課堂：ID:356210 例2】【變式1】已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應放出氯氣，現(xiàn)按下圖進行鹵素的性質(zhì)實驗。玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉球，反應一段時間后，對圖中指定部位顏色描述正確的是（ ）A黃綠色橙色藍色白色B無色橙色紫色白色C黃綠色橙色藍色無色D黃綠色無色紫色白色【答案】A【解析】各處的反應原理分別為：KClO3+6HCl (濃)=KCl+3Cl2+3H2O，產(chǎn)生黃綠色的氣體。2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，Br2溶于水顯橙（黃色）。2KI+Cl2=2KCl+I2，I2遇淀粉變藍。Cl2+2NaOH=NaCl+NaCl+NaClO+H2O。兩種鹽的水溶液都無顏色，故棉球顯白色。【高清課堂：ID:356210 例3】【變式2】已知：向KMnO4固體滴加濃鹽酸，產(chǎn)生黃綠色氣體；向FeCl2溶液中通入少量實驗產(chǎn)生的氣體，溶液變黃色；取實驗生成的溶液滴在淀粉KI試紙變藍。下列判斷正確的是A上述實驗證明氧化性：MnO4 Cl2 Fe3+ I2 B上述實驗中，共有兩個氧化還原反應C實驗生成的氣體不能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍D實驗證明Fe2+既有氧化性又有還原性【答案】A類型二、氯水的成分和性質(zhì)例2、下列關于氯水的敘述，正確的是（ ）。 A氯水久置后，pH增大 B新制氯水可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色 C光照氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2 D新制氯水中只含Cl2和H2O分子【思路點撥】從Cl2和H2O反應的化學平衡及其移動入手分析?！敬鸢浮緽【解析】在新制的氯水中溶有大量Cl2分子，其中小部分Cl2與水發(fā)生反應生成：HCl和HClO，HCl完全電離產(chǎn)生H+和Cl，HClO部分電離產(chǎn)生H+、ClO。所以氯水中有三種分子H2O、Cl2、HClO和四種離子H+、Cl、ClO、OH。HClO有強氧化性、漂白性，見光易分解放出O2。氯水放置數(shù)天后HClO分解接近完全，轉(zhuǎn)化為鹽酸，酸性增強?！究偨Y(jié)升華】解題的關鍵是明確氯水的各種組成成分，這些組成成分決定了其性質(zhì)的多樣性。舉一反三：【變式1】新制氯水中存在H2O、Cl2、HClO、HCl，其中能起殺菌消毒作用的是_，能與鋅反應生成氫氣的是_，能與硝酸酸化的硝酸銀溶液作用生成白色沉淀的是_，能使染料和有機物質(zhì)褪色的是_，能與FeCl2反應的是_。【答案】HClO HCl HCl HClO Cl2【解析】HClO具有強氧化性，可殺菌消毒和漂白有機色質(zhì)；HCl具有強酸性，能與活潑金屬反應生成H2，并且HCl電離產(chǎn)生的Cl可與硝酸酸化的硝酸銀溶液反應，生成白色沉淀；Cl2具有強氧化性，可與具有還原性的物質(zhì)反應。類型三、 氯氣的制取例3、實驗室制備H2和Cl2通常采用下列反應：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2MnO2+4HCl (濃)MnCl2+Cl2+2H2O據(jù)此，從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置 （填代號）和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置 （填代號）。可選用制備氣體的裝置：【思路點撥】從反應物的狀態(tài)及反應條件來選擇發(fā)生裝置，從生成物的性質(zhì)選擇干燥、除雜及收集方法?！敬鸢浮縠 d【解析】根據(jù)制取H2的反應原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，確定制取H2的實驗裝置，生成的H2可用排水集氣法或向下排空氣法收集，故選e。依據(jù)實驗室制取Cl2的反應原理：MnO2+4HCl (濃)MnCl2+Cl2+2H2O確定其實驗裝置，生成的Cl2可用向上排空氣法或排飽和食鹽水法收集，但由于Cl2有毒，濃鹽酸具有揮發(fā)性，故制出Cl2后要用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體，用盛有濃H2SO4的洗氣瓶除去Cl2中的H2O (g)，最后用NaOH溶液吸收多余的Cl2，以防污染環(huán)境?！究偨Y(jié)升華】從發(fā)生裝置、干燥、除雜、收集、尾氣處理等角度來把握氣體的制法。舉一反三：【變式1】某學生設計如下實驗裝置用于制備純凈的Cl2。 （1）裝置中有五處錯誤，請指出_，_，_，_，_。 （2）在更正后的裝置圖中，洗氣瓶（凈化氣體）中的飽和食鹽水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液的作用分別是： 飽和食鹽水的作用：_；濃硫酸的作用：_；氫氧化鈉的作用：_?！敬鸢浮浚?）用長頸漏斗錯誤，應用分液漏斗 不能用稀鹽酸，應用濃鹽酸 沒有用酒精燈，應用酒精燈加熱 盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒，應予更換位置 盛飽和食鹽水洗氣瓶中的進氣導管未插入液面下，出氣導管插入液面，應進氣導管插入液面下，出氣導管不插入液面下 （2）除去氯氣中混有的HCl 除去氯氣中混有的水蒸氣 吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境類型四、Cl的檢驗例4、檢驗溶液中的離子，實驗步驟和結(jié)論均正確的是（ ）A加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，證明一定含有Cl離子。B加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成，證明一定含有SO42離子。C加入HCl后產(chǎn)生氣體，該氣體能使品紅溶液褪色，加熱后又變成紅色，證明一定含有SO32離子。D加入BaCl2溶液，有白色沉淀，證明一定含有SO32離子?！舅悸伏c撥】本題涉及的白色沉淀可能有：AgCl、AgSO4、AgCO3；BaSO4、BaSO3、BaCO3等。【答案】C【解析】（A）加AgNO3出現(xiàn)白色沉淀，不一定含有Cl，也可能有SO42、SO32等。（B）加入HNO3酸化的Ba(NO3)2，有白色沉淀生成此沉淀肯定為BaSO4。但不能證明原溶液中一定有SO42離子，因為SO42離子的來源可能是原溶液中有的，也可能是SO32-被硝酸氧化生成的。（D）加入BaCl2出現(xiàn)白色沉淀，可能含有SO42、SO32-、Ag+等。【總結(jié)升華】離子的檢驗要注意排除干擾。舉一反三：【變式1】下列說法正確的是（ ）。 ACl和Cl2都有毒 B將AgNO3溶液滴入甲溶液中，若出現(xiàn)白色沉淀，則說明甲溶液中含有Cl C將NaCl溶液滴入AgNO3溶液中或?qū)l2通入AgNO3溶液中均會出現(xiàn)白色沉淀 D含Cl的溶液和氯水一樣均呈淺黃綠色 【答案】C類型五、鹵素單質(zhì)例5、下列關于鹵素（用X表示）的敘述正確的是（ ）A單質(zhì)都能與大多數(shù)金屬反應，生成高價態(tài)金屬鹵化物B單質(zhì)都能與H2反應，且從F2I2逐漸變難C單質(zhì)都能與H2O反應，通式X2+H2O=HX+HXOD單質(zhì)的還原性順序為：F2Cl2Br2I2【思路點撥】從鹵素單質(zhì)的相似性、遞變性及特性角度分析?！敬鸢浮緽【解析】單質(zhì)都能跟金屬反應，但I2與金屬反應生成低價態(tài)的金屬碘化物，A錯誤；隨著單質(zhì)的氧化性順序：F2Cl2Br2I2，單質(zhì)與H2化合也逐漸變難，所以B正確，D錯誤； F2與H2O反應時，2F2+2H2O=4HF+O2，所以C錯誤?！究偨Y(jié)升華】鹵素單質(zhì)的性質(zhì)既存在相似性，也存在差異性，對特別的性質(zhì)需要特別記憶。舉一反三：【變式1】關于鹵素的下列敘述正確的是（ ）。 A鹵素只以化合態(tài)存在于自然界中 B隨著核電荷數(shù)的增加，鹵素單質(zhì)的熔、沸點升高 C隨著核電荷數(shù)的增加，單質(zhì)的氧化性增強D單質(zhì)與水反應，均可用通式：X2+H2O=HX+HXO表示【答案】AB【變式2】已知氧化性順序：Cl2Br2I2，判斷下列反應中不能發(fā)生的是（ ）ACl2+2KBr=2KCl+Br2 BBr2+2KI=2KBr+I2CCl2+2KI=2KCl+I2 DI2+2KCl=2KI+Cl2 【答案】D