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文檔簡介
1、氯氣【學習目標】1、知道氯氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)2、理解氯水和漂粉精的消毒原理【學習內(nèi)容】一. 氯氣 學習元素及化合物知識,首先要明確,物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。氯原子最外電子層有7個電子,決定了它易得1個電子變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此具有強氧化性。 1. 氯氣的化學性質(zhì) (1)與金屬反應,均作氧化劑,得電子變成離子。金屬都作還原劑失電子。變價金屬鐵、銅與反應都生成較高價態(tài)。 (2)與非金屬反應 與非金屬除F、O之外,非金屬均作還原劑被氧化,作氧化劑被還原。 (3)與水與堿反應 與水的反應屬于自氧化還原反應中的歧化反應。在歧化反應中,不僅氧化劑與還原劑是同一種物質(zhì),還必須是同種元素的中間價態(tài)物質(zhì)。 不
2、穩(wěn)定,光照會分解放出氧氣。 與堿溶液之間的反應也是歧化反應。方程式不用記憶。只要用堿去中和與水反應生成的和就能寫出生成產(chǎn)物。 2、氯氣的實驗室制法(1)藥品:濃鹽酸和MnO2。或濃鹽酸和KMnO4。(2)反應原理:用氧化劑(MnO2或KMnO4)氧化濃鹽酸中的HCl而生成Cl2,發(fā)生的是氧化還原反應。MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O 2KMnO2+16HCl = 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O(3)發(fā)生裝置:制取氯氣時所用的MnO2為固態(tài)粉未,所用的濃鹽酸為液態(tài),且需要在加熱的條件下才能反應。故制取氯氣的發(fā)生裝置使用的儀器主要有圓底燒瓶、分液漏斗、鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精
3、燈。(4)收集方法:因氯氣的密度(約3.2g/L) 比空氣大,且能溶于水,故可用向上排空氣法收集氯氣。又因為Cl2難溶于飽和食鹽水,所以也可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣。(5)驗滿方法: 因Cl2是黃綠色氣體,可觀察到整個集氣瓶內(nèi)都已充滿黃綠色氣體,則已收集滿氯氣。 可在集氣瓶口放一濕潤的淀粉碘化鉀試紙,若底紙變藍則說明集氣瓶內(nèi)已收集滿氯氣。 2KI+Cl2 =2KCl+I2 (I2遇淀粉變藍色)(6)尾氣的吸收:氯氣不毒,為防止污染,多余的氯氣可用堿溶液來吸收。一般用NaOH溶液吸收多余的氯氣,而不用石灰水吸收,這是因為Ca(OH)2溶解度小,吸收氯氣的能力小。注意:不能用水吸收多余的氯氣,
4、因為氯氣不易溶于水。(7)氯氣的凈化:因為濃鹽酸有揮發(fā)性,能揮發(fā)出氯化氫氣,在加熱時揮發(fā)加劇。因此,用MnO2與濃鹽酸反應生成的氯氣中?;煊新然瘹錃夂退魵狻榱说玫郊儍舳指稍锏穆葰鈶獙怏w先通入盛有飽和食鹽水或水的洗氣瓶,以除去氯氣中混有的氯化氫氣;再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶,以除去氯氣中混有的水蒸氣。然后再用向上排空氣法收集,便可得到純凈而又干燥的氯氣。由上列敘述可知, 在實驗室一套完整的制取氯氣的裝置如下圖所示: 這是實驗室制取氣體的三種典型裝置之一,它適用于固體和液體或液體和液體加熱制取氣體。除制取Cl2外,還可用于制取HCl、HBr等氣體。一套完整的制取氣體的裝置,應當由四部分組成:
5、 對于這套制取氣體的裝置,一定要認識各儀器并準確叫出名稱,還要明確各裝置的作用、原理及注意事項。A分液漏斗,用來往燒瓶中加濃鹽酸B圓底燒瓶,MnO2與濃鹽酸發(fā)生反應的反應器。加熱時要墊上石棉網(wǎng)。甲洗氣瓶,內(nèi)盛飽和食鹽水。乙洗氣瓶,內(nèi)盛濃硫酸。丙集氣瓶,收集Cl2,進氣管伸入瓶底。丁尾氣吸收裝置,內(nèi)盛NaOH溶液。 3. 氯氣用途 氯氣的性質(zhì)決定了氯氣的用途。具有強氧化性,與反應生成的氧化能力更強。因此用于殺菌消毒,漂白以及處理工業(yè)上具有還原性物的廢水(含或含酚、氰化物等)?!局R詳解】氯水的多重性 (1)新制氯水的成分與長期放置的氯水的成分 新制氯水的成分: 注:“”號式只存在生成物;“”號式
6、前后物質(zhì)共存。 新制氯水的成分為:分子:(三分子) 離子;(四離子) 長期放置的氯水;由于HClO分解,全部反應掉,這長期放置的氯水已變成HCl水溶液,即鹽酸,則所含成分為: (2)氯水是一種常見試劑,圍繞氯水而出現(xiàn)的各類問題也較多。因為氯水成分比較復雜,一時抓不住要點,答題時常感困惑,錯誤較多,對于什么情況下考虛的性質(zhì),什么情況下考慮HClO的性質(zhì),什么情況下考慮的性質(zhì),很多同學拿不準,下面針對這個問題作一分析: 考慮氯氣的性質(zhì): 新制氯水中存在著大量分子,是新制氯水的主要成分,為了方便,有時實驗室中常用氯水代替,如將新制氯水滴加到淀粉碘化鉀溶液中和通入的效果一樣,都是分子將氧化成使淀粉變藍
7、。 。類似的還有,但等與氯水的反應,都參加反應。 考慮HClO的性質(zhì) HClO表現(xiàn)有三性:見光受熱分解的不穩(wěn)定性、強氧化性及極弱的酸性,出題多考查不穩(wěn)定性和強氧化性。如不穩(wěn)定性有:將新制氯水光照有何現(xiàn)象?長期放置的氯水跟新制氯水成分有何不同?關(guān)于強氧化性的有:為什么能用于自來水的消毒?為什么氯水能漂白?為什么將石蕊試液滴加到新制氯水中先變紅后又褪色了? 考慮的性質(zhì): 將等加入到新制氯水中有何現(xiàn)象;要考慮鹽酸電離出的跟等發(fā)生反應產(chǎn)生氣體。 再如將石蕊試液滴加到新制氯水中為什么變紅等,需考慮的性質(zhì)。 考慮的性質(zhì): 向新制氯水中滴加溶液有何現(xiàn)象?這個問題需考慮的性質(zhì), 產(chǎn)生AgCl的白色沉淀。 注意
8、:AgClO不是沉淀。 注意:氯水與液氯的區(qū)別氯水液氯含有微粒類 別混合物純凈物制 法把氯水通入水中氯氣經(jīng)加壓或降溫保 存棕色瓶冷暗處鋼瓶【疑難解答】 某溫度下,將通入NaOH溶液中,反應得到的混合液,經(jīng)測定與的離子數(shù)之比為1:3,則與溶液反應時被還原的元素與被氧化的氯元素的質(zhì)量比為( ) A. 21:5B. 11:3C. 3:1D. 4:1 解析:與溶液在加熱的條件下也能歧化為+5價氯和價氯。 寫出并配平下列兩個歧化反應方程式: 電離出的數(shù)是電離出的離子數(shù)的3倍,因此要將后邊的方程式系數(shù)擴大3倍。 反應中被還原的氯元素是指作氧化劑得電子的氯元素,反應后必然變成NaCl中的離子。反應中被氧化的
9、氯元素是指作還原劑失電子的氯元素,反應后必然要變成()和()。因此被還原的氯元素與被氧化的氯元素的質(zhì)量比應為兩方程式中系數(shù)之和與與系數(shù)之和比。 故D為正確選項?!纠}分析】 例1. 下列有關(guān)氯水的敘述中,正確的是( ) A. 新制氯水中只含分子 B. 新制氯水能消毒殺菌是因為其中含有有毒,能消毒、殺菌 C. 光照氯水有氣泡逸出,該氣體是 D. 氯水放置數(shù)天后酸性增強 解析:本題是通過氯水中含有氯氣,以及少量與反應生成的這一知識點變換形式進行發(fā)散思維。A. 新制的氯水中還含有分子。B. 是殺菌、消毒,而不是分子。C. 逸出的氣體應為;由于氯水放置數(shù)天后的分解,生成更多的鹽酸,所以酸性增強,需要注
10、意的是即使全部分解,由于氯水的濃度不大,得到的也僅是很稀的鹽酸。 答案:D例2. 當不慎有大量逸出周圍空間時,可以用浸有一定濃度某種物質(zhì)的水溶液的毛巾捂住鼻子,該物質(zhì)最適宜采用的是: A. B. C. D. 解析:選擇合適的物質(zhì)時必須同時比較兩個方面,一是要能夠吸收氯氣;二是本身無毒無腐蝕性,對人體無害,同時吸收氯氣時的產(chǎn)物也應對人體無害。從以上兩點可以得出(A)NaOH有腐蝕性;(B)NaCl不能吸收氯氣;(C)生成有毒;(D)綜合考慮兩個方面,可用。 答案:D例3. 下列物質(zhì)能使紅墨水褪色的是( ) A. 活性炭B. 二氧化碳 C. NaCl溶液D. 酸化了的NaClO溶液 解析:通過比較
11、:活性炭具有吸附作用,吸附色素而使紅墨水褪色;溶液不能使紅墨水褪色;NaClO酸化后有HClO生成,HClO具有漂白性,使紅墨水褪色。 答案:D例4. 實驗室用二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣,主要操作有: (1)將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上; (2)把酒精燈放在鐵架臺上,根據(jù)酒精燈確定鐵圈的高度、固定鐵圈放好石棉網(wǎng); (3)用藥匙向蒸餾燒瓶中加入,再向分液漏斗中加濃鹽酸,并將導管放入集氣瓶中; (4)檢查裝置的氣密性; (5)在蒸餾燒瓶上裝好分液漏斗,連結(jié)好導氣管,最好的實驗操作順序是 A. (2)(3)(4)(1)(5) B. (2)(1)(3)(5)(4) C. (2)(1)(5)(4)(3) D
12、. (2)(1)(3)(4)(5) 解析:裝置的安裝順序為“由下而上”,另外需注意的是,加入藥品前檢查裝置的氣密性,則這兩點不難得出選C。 答案:C 例5. 今有混合氣體100mL(標準狀況),其中一種氣體體積為45mL,另一種氣體為55mL。光照使兩種氣體發(fā)生反應后,恢復到標態(tài),氣體體積為_mL。為了證明反應后氣體中有剩余,使氣體通過10mL水,并使剩余氣體干燥后恢復到標態(tài),若: (1)剩余_mL氣體,證明有_剩余,理由是:_。 (2)溶液有_性質(zhì),證明有_剩余,理由是:_。 解析:由,該反應前后氣體分子數(shù)不變,在相同狀況下,反應前后氣體體積不變,所以反應后的體積不變?nèi)詾?00mL;使反應后
13、的氣體通過水后,氯化氫全部被吸收,如果仍有10mL氣體,說明過量,因為難溶于水,若氯氣過量,溶于水后使溶液有漂白性。 答案:100mL(1)10mL 難溶于水; (2)漂白性 與反應生成具有漂白性的?!灸M試題】一、選擇題1下列說法正確的是( )ACl和Cl2都是氯元素組成的BCl2有毒,Cl也有毒CCl離子半徑比Cl原子半徑大DCl2和Cl原子都呈黃綠色2下列物質(zhì)中含有Cl-的是( )A液氯 BKClO3 CNaCl晶體 D氯水3用氯氣跟單質(zhì)化合不能制取的物質(zhì)是( )AKCl BFeCl2 CFeCl3 DCuCl24以下說法中錯誤的是( )ACl已達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),Cl顯電性BCl不顯電
14、性,性質(zhì)很穩(wěn)定C氯原子和氯離子由于最外層電子數(shù)不同所以性質(zhì)也不同D氯原子和氯離子的性質(zhì)相同,因為它們的質(zhì)子數(shù)相同5室驗室制取的氯氣中混有氧化氫,除去氯化氫氣體最好采用的物質(zhì)是( )A水 BNaOH溶液 C飽和食鹽水 D氨水6下列物質(zhì)具有漂白作用的是( )A干燥的氯氣 BKI溶液C次氯酸鈣溶液 D過氧化鈉7某學生用自來水配制下列物質(zhì)的溶液,不會產(chǎn)生明顯藥品變質(zhì)的是( )A石蕊 BAgNO3 CNaOH DAlCl38下列物質(zhì)在空氣中久置變質(zhì),在變質(zhì)過程中既有氧化還原反應發(fā)生又有非氧化還原反應發(fā)生的是( )ANaOH B漂白粉 C氯水 D生石灰9Cl2通入石灰乳可得到漂白粉,該漂白粉的主要成分是C
15、a(OH)2·3CaCl(CLO)·nH2O,現(xiàn)有一種漂白粉的有效氯(過量鹽酸和漂白粉作用生成氯氣的量和漂白粉質(zhì)量之比)為35.5%,若該漂白粉的組成和上述化學式相等,則式中n值應是( )A6.5 B8 C8.5 D1010.下列化學反應的實驗現(xiàn)象結(jié)論描述錯誤的是( )A鈉在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰,生成氧化鈉B銅粉在氯氣中燃燒生成棕色的煙C紅磷在氯氣中燃燒產(chǎn)生白色的煙霧D氫氣在氯氣中燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰11新制氯水中存在的微粒是( )ACl2、HClOBCl、Cl、Cl2CCl2 Cl H+ ClO H2O和極少量OHDCl2 Cl H+ HClO ClO H2O和極少量OH
16、12往某溶液中通入過量氯氣,再滴入Ba(NO3)2和HNO3溶液后,溶液中有白色沉淀,原溶液可能是( )AAgNO3 BNa2SO3 CNa2CO3 DCaCl213將適量的物質(zhì)分別加到干燥的紅色布條上,不能使其褪色的是( )A新制的氯水 B氯化鈣溶液C液氯 D用鹽酸酸化的次氯酸鈉溶液14實驗室用下列兩種方法制氯氣:用含HCl 146g的濃鹽酸與足量的MnO2反應;用87gMnO2與足量濃鹽酸反應。所得的氯氣( )A比多 B比多 C一樣多 D無法比較15在3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O中,下列說法不正確的是( )Cl2是氧化劑,KOH是還原劑KCl是還原產(chǎn)物,KClO3是氧化
17、產(chǎn)物反應中每3個Cl2分子中有5個電子轉(zhuǎn)移被氧化的氯原子是被還原氯原子物質(zhì)的量的5倍被還原的氯原子的物質(zhì)的量是被氧化的氯原子的物質(zhì)的量的5倍。A B C D. 16在密閉容器中,盛有H2、O2、Cl2的混合氣體,通過電火花點燃,三種氣體正好完成反應,冷至室溫后,所得鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為25.26%,則容器中原有H2、O2、Cl2的物質(zhì)的量之比是( )A6:3:1 B9:4:1 C13:6:1 D10:6:117已知下列氧化還原反應:2BrO3+Cl2Br2+2ClO35Cl2+I2+6H2O2IO3+10Cl+12H+ClO3+5Cl+6H+3Cl2+3H2O上述條件下,各微粒氧化性由強到弱的排列
18、順序正確的是( )AClO3BrO3I03Cl2BBrO3Cl2ClO3IO3CBrO3ClO3Cl2IO3DCl2BrO3ClO3IO318在PH7的溶液中,下列各離子組不能大量共存的是( )AK+、Na+、SO42、ClBCu2+、Al3+、Cl、SO42CFe2+、I、Cl、CO32DAg+、Na+、NO3、Cl19下列離子方程式書寫不正確的是( )A氯氣和水反應:Cl2+H2O2H+Cl+Cl+ClOB二氧化錳和鹽酸制氯氣:MnO2+4H+2ClMn2+Cl2+2H2OC氫氧化鈉溶液吸收氯氣:Cl2+2OHCl+ClO+H2OD漂白粉和鹽酸:Ca2(ClO)2+2HClCa2+2Cl+
19、2HClO20在標準狀況下H2和Cl2的混合氣體aL,經(jīng)光照反應后,所得氣體恰好使b mol NaOH完全轉(zhuǎn)化成鹽,a與b的關(guān)系不可能的是( )Aba/22.4 Bba/22.4Cb=a/22.4 Dba/11.2二、填空題21常溫下,A是雙原子分子氣態(tài)單質(zhì),其密度為3.17g/L(標準標況下),B、C、D都是含A元素的化合物,轉(zhuǎn)化關(guān)系如右圖所示(1)分別寫出A、B、C、D的化學式:A B C D (2)寫出AB DA的離子方程式AB DA 22.研究某星球的大氣時,測知其主要成分是一種極易溶于的氣體A,用KMnO4與A的水溶液反應,可產(chǎn)生一種氣態(tài)物質(zhì)B,B易液化,B與堿溶液反應能生成兩種鹽,
20、據(jù)此推斷:(1)A是 B是 (2)A與KMnO4溶液反應的化學方程式 (3)B與KOH溶液反應的離子方程式 23有X、Y、Z三種元素(1)X、Y、Z的三種單質(zhì)在常溫下均為氣體(2)X單質(zhì)可在Z單質(zhì)中燃燒,生成物XZ,其火焰為蒼白色;(3)XZ極易溶于水,電離出X+和Z離子,水溶液可使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅;(4)2moLX可與1molY化合生成2molX2Y,X2Y常溫下為液態(tài)(5)Z單質(zhì)溶于X2Y中,溶液有漂白作用,則三種元素符號依次是X Y Z ,它們化合物的化學式XZ X2Y 。三、計算題248.70g MnO2與100mL 37.0%密度為1.19g/cm3的濃鹽酸共熱(假設(shè)HCI沒有
21、損失),反應結(jié)束后,將剩余的溶液加水稀釋至100mL。取出10mL溶液加入足量AgNO3溶液,有白色沉淀生成。求(1)反應中生成的Cl2在標準狀況下的體積.(2)10.0mL溶液加入AgNO3溶液后生成沉淀的質(zhì)量.25將agH2和bgCl2混合點燃反應后,將反應后所得的氣體通入足量NaOH溶液中,求(1)通入NaOH溶液后,可能剩余的氣體的質(zhì)量.(2)溶液中可能生成NaCl的質(zhì)量.參考答案一、1.AC 2.CD 3.B 4.BD 5.C 6.CD 7.D 8.B 9.B 10.AD 11.D 12.B 13.BC 14.B 15.A 16.C 17.C 18.CD 19.AD 20.D二、21
22、(1)Cl2 HClO NaCl HCl (2)Cl2+H2OH+Cl+HClOMnO2+4H+2ClMn2+Cl2+2H2O22.(1)HCl Cl2 (2)16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O (3)Cl2+2OHCl+ClO+H2O 23.H、O、Cl,HCl H2O三、24(1)2.24L (2)1.15g 25.剩余氣體為H2,其質(zhì)量為(a)g 生成NaCl質(zhì)量為117b/71g 無任何氣體剩余,生成NaCl質(zhì)量為:58.5氯化氫學習目標1了解氯化氫的物理性質(zhì),理解并掌握氯化氫的實驗室制法。2了解制取并收集氣體的一般實驗過程,學會相關(guān)實驗的基本操作。學習
23、內(nèi)容一、氯化氫的分子結(jié)構(gòu)氯化氫分子是由1個氫原子和1個氯原子共用一對電子形成的共價分子。因氯原子吸引電子能力比氫原子大,故電子對偏向于氯原子。二、氯化氫的物理性質(zhì)1、無色,有刺激性氣味的氣體。2、極易溶于水。在標準狀況下,1體積水約能溶解500體積氯化氫。用氯化氫可做噴泉實驗。氯化氫的水溶液是鹽酸,因此氯化氫在潮濕的空氣中會形成白霧,這是氯化氫與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成鹽酸的小液滴所致。3、氯化氫的密度比空氣的密度大。三、氯化氫的實驗室制法1、藥品:濃H2SO4和食鹽(固體)。2、反應原理:用高沸點酸與低沸點酸的鹽發(fā)生復分解反應來制取低沸點酸?;蛘哒f,用難揮發(fā)酸與易揮發(fā)酸的鹽發(fā)生復分解反應來制取
24、易揮發(fā)酸。濃H2SO4是高沸點酸,難揮發(fā)酸。鹽酸是低沸點酸,易揮發(fā)酸。濃H2SO4與食鹽發(fā)生反應的化學方程式為:NaCl(固)+H2SO4(濃)NaHSO4+HClNaHSO4(固)+NaCl(固)Na2SO4+HCl(500600)2NaCl(固)+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl(500600)注意:反應物的狀態(tài),一定要是NaCl固體與濃H2SO4反應才能生成氯化氫,若是NaCl溶液與稀H2SO4則不發(fā)生反應。 注意反應條件對產(chǎn)物的影響。反應物相同,反應時溫度不同,所得產(chǎn)物也可能不同。濃H2SO4與NaCl固體的反應中,微熱或不加熱時生成NaHSO4和HCl氣,加熱到500600時生
25、成Na2SO4和HCl氣。3、發(fā)生裝置:實驗室制取氯化氫與制取氯氣時,所用反應物的狀態(tài)相同(都是固體與液體),且反應時都需要加熱,因此制取氯化氫與制取Cl2的發(fā)生裝置相同。4、收集方法:因氯化氫密度比空氣大,且極易溶于水,因此收集HCl氣體只能用向上排空氣法。5、驗滿方法:當觀察到集氣瓶口有白霧出現(xiàn)時,可證明集氣瓶內(nèi)已收集滿HCl氣體。將濕潤的藍色石蕊試紙放在集氣瓶口附近,若藍試紙變紅時,證明已收集滿HCl氣體。將蘸有濃氨水的玻璃棒靠近集氣瓶口,若有白煙(NH4Cl固體)生成,則證明集氣瓶內(nèi)已收集滿HCl氣體。6、尾氣吸收:可用水吸收多余的氯化氫氣,但吸收裝置與Cl2的吸收裝置不相同。用水吸收
26、多余的HCl氣體或用水吸收HCl氣制鹽酸時,應加一個倒扣的漏斗,如下圖中的A所示: A B這樣,一方面擴大了HCl氣體與水的接觸面積,有利用HCl氣體的充分吸收;另一方面,更得要的是可以防止倒吸。因為漏斗內(nèi)容積較大,當漏斗內(nèi)液面上升時,燒杯中的液面就會下降,漏斗口便脫離液面,由于重力的作用使漏斗內(nèi)的液體又回落到燒杯內(nèi),從而防止了倒吸。凡極易溶于水的氣體,如HBr、NH3等都可用這種裝置來進行吸收。 四、氯化氫與鹽酸的比較1、組成:氯化氫是純凈物,只含有一種分子氯化氫分子。鹽酸是氯化氫氣的水溶液,是混合物,由H+、Cl、H2O等多種微粒組成。2、狀態(tài):氯化氫在常溫下為氣態(tài)。鹽酸在常溫下為元色液態(tài)
27、。3、導電性:氯化氫無論在氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)時均不能導電。鹽酸中有自由移動的離子,因此鹽酸能夠?qū)щ姟?、與石蕊試紙:氯化氫不能使干燥的石蕊試紙變紅,但能使?jié)駶櫟氖镌嚰堊兗t。鹽酸可使石蕊試紙變紅。5、化學性質(zhì):氯化氫的化學性質(zhì)不活潑,在高溫下表現(xiàn)出還原性。例如: 4HCl+O22H2O+Cl2 (地康法制Cl2)鹽酸的化學性質(zhì)活潑,溶于水氯化氫電離出H+、Cl,故鹽酸具有酸類的通性,H+的氧化性及Cl的還原性。例如:HCl+NaOH NaCl+H2O (酸性)Zn+2HCl ZnCl2+H2 (氧化性)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+2H2O+Cl2(還原性)【例題精選】:例1 怎樣用化學方
28、法證明氯酸鉀中含有氯元素?簡述實驗步驟、現(xiàn)象,并寫出有關(guān)反應的化學方程式。解析:因為KClO3溶于水后發(fā)生電離:KClO3 K+ClO3,所以溶液中并無Cl,向溶液中加入AgNO3溶液也無沉淀產(chǎn)生(AgClO3可溶),無法檢驗出氯元素的存在。根據(jù)我們掌握的知識,只能先將KClO3分解,使KClO3中的氯元素轉(zhuǎn)化成含Cl的化合物再加以檢驗即可證明。答:取少量氯酸鉀固體加MnO2后加熱,充分反應,待不產(chǎn)生氣體后停止加熱,冷卻后將殘留物溶于水過濾,棄去沉淀物,在濾液中滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加少量稀HNO3,沉淀不消失,即說明原KClO3中含有氯元素。2KClO3 2KCl+3O2
29、73;KCl+AgNO3AgCl¯+KNO3例2 如何利用氯酸鉀與二氧化錳的混合物,通過適當反應來制取氯氣?寫出有關(guān)反應的化學方程式。解析:KClO3與MnO2的混合物充分加熱后的殘渣成分為KCl和MnO2,MnO2與濃鹽酸共熱可產(chǎn)生Cl2,但無濃鹽酸,這時可利用KCl與濃H2SO4反應來制取即可達到目的。答:向KClO3和MnO2混合物充分加熱分解后的殘渣中加入濃H2SO4,共熱,即可制出Cl2。2KClO3 2KCl+3O22KCl+H2SO4(濃) K2SO4+2HClMnO2+4HCl MnCl2+2H2O+Cl2例3 食鹽和足量濃硫酸混和
30、并加強熱,將生成的氣體用100毫升水吸收制成溶液,向該溶液中加足量硝酸銀充分反應后,得沉淀28.7g,求食鹽的質(zhì)量。解析:據(jù)題意分析發(fā)生的反應首先生成的氣體是氯化氫,溶于水則成鹽酸,向該溶液加AgNO3溶液后生成的沉淀是AgCl,應根據(jù)有關(guān)反應方程式,利用起始物(食鹽)與最終物(AgCl)之間的質(zhì)量關(guān)系建立關(guān)系式求解,就可將多步反應的運算轉(zhuǎn)化成一步計算,可簡化其運算過程。解:設(shè)需食鹽的質(zhì)量為x2NaCl+ H2SO4(濃) Na 2SO4+2HCl HCl+ AgNO3AgCl¯+HNO3關(guān)系式 NaClHClAgCl 58.5143.5 x28.7g58.5x=143.
31、528.7g x=11.7g答:略鹵族元素【學習目標】 1. 了解鹵族元素性質(zhì)變化的規(guī)律。 3. 對鹵化銀的性質(zhì)、用途及碘對人體健康等知識有一個大致印象?!緦W習內(nèi)容】(二)實驗: 1. 萃取、分液 將兩種不互溶的液體用分液漏斗分開的實驗操作叫分液。 萃取是用萃取劑將溶液中的溶質(zhì)提取出來的一種方法。其原理是溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要遠大于原溶液中的溶解度。另外萃取劑與原溶液必須不互溶,能用分液漏斗分開。 2. 實驗室制取和比較 (1)制取裝置相同 都是用固體與液體在加熱條件下的反應,都用分液漏斗和燒瓶。 (2)制法原理不同 是單質(zhì)氣體,從化合物制單質(zhì),元素的化合價必定要改變。因此制要利用的是氧化還
32、原反應。 是酸性氣體,用酸跟鹽的復分解反應制取,屬于非氧化還原反應。 (3)氣體收集方法相似不相同 都是比空氣重的氣體,都用向上排氣集氣法收集。不同的是有毒,集氣瓶要加橡膠塞。與水反應,極易溶于水,因此都不能用排水法收集。 (4)氣體干燥方法相同 都能用濃進行干燥。 (5)氣體檢驗方法不同 用濕潤的淀粉試紙檢驗。用濃氨水或濕潤的藍色石蕊試紙檢驗。 3. 鹵素單質(zhì)與鹵素離子檢驗方法比較 氣、蒸氣都用濕的淀粉試紙檢驗。鹵素離子用酸化的硝酸銀溶液檢驗,分別生成白色沉淀,淺黃色沉淀,黃色沉淀。這三種沉淀都是強酸銀鹽沉淀,不溶于稀酸。氫氟酸是弱酸,可溶?!纠}分析】 例1. 隨著鹵素原子半徑的增大,下列
33、遞變規(guī)律正確的是( ) A. 單質(zhì)的熔沸點逐漸降低B. 鹵素離子的還原性逐漸增強 C. 氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強D. 單質(zhì)氧化性逐漸增強 解析:鹵族元素均為分子晶體,按原子序數(shù)遞增的順序,單質(zhì)相對分子質(zhì)量逐漸增大,晶體中分子間作用力逐漸增大,物理性質(zhì)表現(xiàn)為顏色逐漸加深、熔沸點逐漸升高。 鹵族元素的化學性質(zhì)的變化是隨原子結(jié)構(gòu)的有規(guī)律變化而變化的。規(guī)律是:隨著原子序數(shù)的逐漸增加,電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸增大,原子核對最外層電子的吸引逐漸減弱,得電子能力逐漸減弱,則單質(zhì)的氧化性逐漸減弱,離子或氣態(tài)氫化物的還原性逐漸增強,氣態(tài)氫化物形成逐漸變難,穩(wěn)定性逐漸減弱。 答案:B 例2. 砹()是核電荷
34、數(shù)最多的鹵族元素,推測砹或砹的化合物最不可能具有的性質(zhì)是( ) A. 砹化氫很穩(wěn)定B. 砹易溶于某些有機溶劑 C. 砹是有色固體D. 不溶于水,的熔點較高 解析:鹵素氫化物的穩(wěn)定性是隨著非金屬活潑性增強而遞增的,氟的非金屬性最強,所以氟化氫最穩(wěn)定。砹的活潑性較F、I都差,其氫化物應該比碘化氫還不穩(wěn)定。 鹵素單質(zhì)有易溶于某些有機溶劑的特性,砹為鹵素,其單質(zhì)也應易溶于某些有機溶劑。 鹵素單質(zhì)氟、氯、溴碘均有顏色,砹單質(zhì)也必然有顏色。鹵素單質(zhì)隨分子量遞增熔沸點遞增,氟氯單質(zhì)為氣態(tài),溴單質(zhì)為液態(tài),碘單質(zhì)為固態(tài),砹是比碘分子量還大的鹵素,肯定為固態(tài)。 均為不溶于水的固體,依次可推知也不溶于水。等鹵素的堿
35、金屬鹽都屬于離子晶體,也屬于離子晶體,因此有較高的熔沸點。 答案:A。 例3. 甲、乙、丙三溶液各含有一種(為、或)離子,向甲中加入淀粉溶液和氯水,則溶液變?yōu)槌壬?,再加丙溶液,顏色無明顯變化。則甲、乙、丙依次含有( ) A. B. C. D. 解析:向甲種加入淀粉溶液和氯水,溶液變?yōu)槌壬瑧撬念伾?,則甲種必含有,被置換生成了,由此否定了C、D,再加丙溶液,顏色無明顯變化,說明丙溶液中不含,否則加入后應被所置換,生成,溶液應為藍色,與題給條件不符,則丙溶液只含有、必在乙溶液中。因此甲、乙、丙溶液依次含有。 答案:A 例4. 在50g含有1.17g氯化鈉和0.84g氟化鈉的溶液中滴入過量的硝酸
36、銀溶液,充分攪拌靜置、過濾、洗滌、干燥,稱量得到2.87g固體,由此可以得出的正確結(jié)論是( ) A. 氯離子只有一部分參加反應 B. 氟離子只有一部分參加反應 C. 氟化銀難溶于水 D. 氟化鈉和硝酸銀在溶液中無沉淀生成 解析:從已知條件來看,溶液中既有,又有。加入溶液后,能生成沉淀,但不知道是否沉淀。這樣我們應計算1.17g能生成多少克沉淀,若生成的質(zhì)量小于2.87g,則是難溶的,若生成的質(zhì)量等于2.87g,則是可溶的。通過計算,確定生成的的質(zhì)量正好等于2.87g。 例5. 向溶液里滴入一滴溶液,出現(xiàn)白色沉淀,繼續(xù)滴加一滴KI溶液,沉淀變?yōu)辄S色,再滴入一滴硫化鈉溶液,沉淀又變成黑色。根據(jù)上述
37、變化過程,分析此三種沉淀物的溶解程度關(guān)系為( ) A. B. C. D. 解析:這是一個信息給予題,在初中我們認為鹽和鹽的反應一定要兩者均可溶,但事實上這個看法不全面,如本題中所描述的,溶液中加入溶液后,首先生成白色沉淀,再加入,生成黃色沉淀,顯然是,再加入,生成黑色沉淀,顯然是,由此可簡單說明,肯定發(fā)生了化學反應。根據(jù)反應的實際情況,應總結(jié)出,在溶液中進行的化學反應,總是朝降低離子濃度的方向進行,所以溶解程度。 答案:C。 例6. 氰氣分子式為,它的性質(zhì)和鹵素相似,稱為擬鹵素,對其性質(zhì)和有關(guān)化合物性質(zhì)的敘述正確的是( ) A. 和都易溶于水 B. 和都易形成白霧 C. 和的水溶液都有極強的酸
38、性 D. 和溶液反應生成 解析:對于氰氣、硫氰和氧氰,在自由狀態(tài)時,其性質(zhì)與鹵素單質(zhì)很相似,所以我們稱之為擬鹵素。同鹵素一樣均可形成負一價的離子如:氰離子,氰酸根離子,硫氰酸根離子。所以我們對比鹵素和擬鹵素時,要注意其共性同時也需注意其差異性。當擬鹵素和金屬化合成鹽時,與鹵素相似,它們的銀鹽均難溶于水,所以難溶;氰化氫是無色氣體,可以和水以任意比例互溶,水溶液為氫氰酸,酸性極弱,所以C不正確;和一樣可與反應,反應式為 答案:BD。【疑難解答】 根據(jù)下圖實驗,填空和回答問題 (1)燒瓶中所發(fā)生的主要反應的化學方程式是_。 裝置(II)的燒杯中冷水所起的作用是_;裝置(III)的燒杯中液體的作用是
39、_。 (2)進行此實驗時,燒瓶內(nèi)的橡皮塞最好用錫箔包住,用橡皮管連接的兩玻璃管口要相互緊靠,這是因為_。 (3)裝置(III)的燒杯中使用倒置漏斗可防止液體倒吸,試簡述其原因。 答:_ 精析:本題綜合性強,首先要仔細觀察分析所給的實驗圖示,明確實驗目的,意圖和裝置的作用、原理等。進入題設(shè)的情境,接受所得的信息,并結(jié)合所要回答的問題,遷移、聯(lián)想、重組所學過的有關(guān)知識,深入思考分析,從而得出正確結(jié)論。 (1)由所給物質(zhì)(濃)可知,在加熱條件下,濃都有氧化性,特別是在強酸性條件下氧化性很強,中的有還原性,因此一定能發(fā)生氧化還原反應,把離子氧化成溴單質(zhì)。酸性條件下作氧化劑,還原產(chǎn)物是。方程式可以寫總的
40、反應的方程式,也可以分兩步寫,先寫出與濃反應制,然后再寫被氧化制溴單質(zhì)。 由于主要產(chǎn)物是溴蒸氣,結(jié)合常溫下是液態(tài),就可知(II)燒杯中冷水的作用是冷凝??紤]未冷凝的溴蒸氣和少量(甚至有少量)等將成為尾氣,因此(III)燒杯中液體應該是堿液,起的是吸收未冷凝氣體的作用。 (2)題中給出橡皮塞、橡皮管,產(chǎn)生的氣體又主要是溴蒸氣,聯(lián)想到橡膠的主要成分是聚異戊二烯等,其中有雙鍵,能與溴發(fā)生加成反應,從而可得出溴蒸氣會腐蝕橡皮塞和橡膠管的結(jié)論。 (3)題設(shè)是防止液體倒吸的裝置,要簡述其原因。應從所給裝置與防止倒吸兩方面來考慮。吸收的條件是吸收液能跟氣體反應,或是氣體在該吸收液中溶解度很大。這兩種情況下,
41、體系的壓力都減小,很容易造成體系負壓,使得外界氣壓大于體系的壓力,因而發(fā)生倒吸。題目所給的裝置是倒置的漏斗,又是漏斗口剛剛沒入吸收液中,從而明確當氣體被吸收時,液體上升到漏斗中。由于漏斗的容積較大,導致燒杯中液面明顯下降,使漏斗口脫離液面,漏斗中的液體又流回燒杯內(nèi),從而防止了倒吸。 答案: (1) 或 分步方程式為: (或) 冷凝;吸收未冷凝的氣體。 (2)溴蒸氣會腐蝕橡皮塞和橡膠管。 (3)當氣體被吸收時,液體上升到漏斗中。由于漏斗容積大,導致燒杯中液面下降,使漏斗口脫離液面,漏斗中的液體又流回燒杯中,從而防止了倒吸。【模擬試題】一、選擇題1.氯氣是一種化學性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì),它具有較強
42、的氧化性,下列敘述中不正確的是 A.紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒,生成棕黃色的煙B.通常狀況下,干燥的氯氣能和Fe反應C.純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,集氣瓶口呈現(xiàn)霧狀;光照H2和Cl2的混合氣體時,因迅速化合而爆炸D.氯氣能與水反應生成HClO和HCl,久置氯水最終變?yōu)橄←}酸2. 氯氣可損害人體全身器官和系統(tǒng),大劑量氯氣可以在兩分鐘內(nèi)致人缺氧并發(fā)生急速中毒死亡。近兩年來我國發(fā)生了多起液氯泄漏事故,造成了嚴重的后果。作為救援消防干警在氯氣泄漏現(xiàn)場的下列處理方法和過程較合理的是 ()及時轉(zhuǎn)移疏散人群,同時向有關(guān)部門如實報告事故有關(guān)情況;被轉(zhuǎn)移人群應戴上用濃NaOH處理過的口罩;用
43、高壓水槍向空中噴灑含堿性物質(zhì)的水溶液;被轉(zhuǎn)移人群可戴上用Na2CO3處理過的口罩(濕潤);將人群轉(zhuǎn)移到地勢較低的地方,即可不必走太遠;及時清理現(xiàn)場,檢查水源和食物是否被污染;常溫下氯氣能溶于水,所以只要向空氣中噴灑水就可以解毒。A. B. C. D.3.自來水常用氯氣進行消毒。如果在實驗室用自來水配制下列物質(zhì)的溶液,不會產(chǎn)生明顯藥品變質(zhì)問題的是 ()A.FeCl2 B.Na2SO3 C.NaOH D.AlCl34下列說法不正確的是 ()A碘易升華,應該密封保存B液溴應保存在磨口玻璃塞深棕色細口試劑瓶中,并加少量水進行水封C酒精與水互溶,所以不能用酒精把碘從碘水中萃取出來D用加熱的方法可以將NH
44、4Cl與碘的混合物分離5甲、乙、丙三種溶液中各含有一種X(X為Cl、Br或I),向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水,則溶液變?yōu)槌壬?,再加入丙溶液,顏色無明顯變化則甲、乙、丙依次含有的鹵素離子有 ()ABr、Cl、I BBr、I、Cl CI、Br、Cl DCl、I、Br6.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7已知:KClO36HCl(濃)=KCl3Cl23H2O.如圖所示,將少量試劑分別放入培養(yǎng)皿中的相應
45、位置,實驗時將濃鹽酸滴在KClO3晶體上,并用表面皿蓋好下表中由實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論完全正確的是 () 選項實驗現(xiàn)象結(jié)論A滴有KSCN的FeCl2溶液變紅色Cl2具有還原性B滴有酚酞的NaOH溶液褪色Cl2具有酸性C石蕊溶液先變?yōu)榧t色后褪色Cl2具有漂白性D淀粉KI溶液中變藍色Cl2具有氧化性8(2009·濟南模擬)某同學用下列裝置制備并檢驗Cl2的性質(zhì)下列說法正確的是 A圖中:如果MnO2過量,濃鹽酸就可全部消耗 B圖中:量筒中發(fā)生了加成反應 C圖中:生成藍色的煙D圖中:濕潤的有色布條褪色,將硫酸溶液滴入燒杯中至溶液顯酸性,結(jié)果有Cl2生成9(2009·山東高考)下列關(guān)于氯
46、的說法正確的是 ()ACl2具有很強的氧化性,在化學反應中只能作氧化劑B.Cl、Cl為不同的核素,有不同的化學性質(zhì)C實驗室制備Cl2可用排飽和食鹽水集氣法收集D1.12 L Cl2含有1.7NA個質(zhì)子(NA表示阿伏加德羅常數(shù))10(2010·濰坊質(zhì)檢)下列有關(guān)化學反應過程或?qū)嶒灛F(xiàn)象的敘述中,正確的是 ()A氯氣的水溶液可以導電,說明氯氣是電解質(zhì)B漂白粉和明礬都常用于自來水的處理,二者的作用原理是相同的C氯氣可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,但實際起漂白作用的物質(zhì)是次氯酸而不是氯氣11.ClO2是一種廣譜型的消毒劑,根據(jù)世界環(huán)保聯(lián)盟的要求,ClO2將逐漸取代Cl2成為生產(chǎn)自來水的消毒劑。工業(yè)上
47、ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反應制得,在以上反應中NaClO3和Na2SO3的物質(zhì)的量之比為 ()A.11 B.21 C.12 D.2312.某學生做如下實驗: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,溶液立即變藍;第二步,在上述藍色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,藍色逐漸消失。下列敘述中該同學對實驗原理的解釋和所得結(jié)論不正確的是 ()A.氧化性:ClO>I2>SO B.藍色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性C.淀粉KI溶液變藍是因為I被ClO氧化為I2,I2遇淀粉變藍D.若將Na2SO3溶液加入氯水,氯水褪色13.下列說法正確的組合是()氯離子和氯原子的性質(zhì)相同;5價的氯只具有氧化性;氯離子總比氯原子多一個電子;鹽酸既具有氧化性、酸性,又具有還原性;Cl2的氧化性比鹽酸的強;液氯與氯水
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