2023屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)氯及其化合物學(xué)案

氯及其化合物【學(xué)科素養(yǎng)】1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：認(rèn)識(shí)氯氣及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用，形成“性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念；能從氯原子的結(jié)構(gòu)理解Cl2的性質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。2．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：探究Cl2的制備原理及其性質(zhì)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證。3．科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：認(rèn)識(shí)氯及其化合物對(duì)環(huán)境的影響，具有綠色和環(huán)保的意識(shí)?？键c(diǎn)一：氯及其化合物的性質(zhì)及其應(yīng)用(基礎(chǔ)性考點(diǎn))(一)從宏觀角度認(rèn)識(shí)氯氣的性質(zhì)1．氯氣的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度毒性溶解性黃綠色氣體有刺激性氣味比空氣大有毒1體積水溶解約2體積Cl22.化學(xué)性質(zhì)①與金屬單質(zhì)反應(yīng)(與變價(jià)金屬反應(yīng)生成高價(jià)金屬氯化物)。②與非金屬單質(zhì)反應(yīng)。與H2反應(yīng)：H2＋Cl22HCl，③與還原性物質(zhì)反應(yīng)。④歧化反應(yīng)。氯氣與水或堿反應(yīng)，氯的化合價(jià)既有降低又有升高，因而氯氣既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。微點(diǎn)撥(1)常溫下液態(tài)氯與鐵不反應(yīng)，故可用鋼瓶貯運(yùn)液氯。(2)1molCl2與足量H2完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA，1molCl2與足量強(qiáng)堿完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA，1molCl2與足量水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于NA(可逆反應(yīng))。(3)工業(yè)制漂白粉應(yīng)選擇石灰乳，而不是石灰水、石灰粉。(二)從微觀角度理解氯水的成分和性質(zhì)1．氯水中存在三個(gè)平衡關(guān)系①Cl2+H2OHCl+HClO;②HClOH++ClO-;③H2OH++OH-。結(jié)合可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知氯水中含有2．氯水性質(zhì)的多重性新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)，在不同的化學(xué)反應(yīng)中，氯水中參與反應(yīng)的微粒不同。3．氯水中平衡(Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO)移動(dòng)的應(yīng)用向氯水中加入的物質(zhì)或改變的條件濃度變化平衡移動(dòng)的方向應(yīng)用可溶性氯化物c(Cl－)增大左移①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl②用排飽和食鹽水法收集Cl2鹽酸c(H＋)和c(Cl－)增大左移潔廁劑和“84”消毒液不宜混合使用NaOHc(H＋)減小右移用NaOH吸收多余的Cl2光照c(HClO)減小右移氯水應(yīng)避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配碳酸鈣c(H＋)減小右移制取次氯酸濃度較大的氯水助理解(1)氯水中起漂白作用的是HClO，不是Cl2，干燥的Cl2沒(méi)有漂白性。(2)不能用pH試紙測(cè)量氯水、次氯酸鹽溶液的pH。(三)從應(yīng)用角度了解次氯酸、次氯酸鹽1．次氯酸2．漂白粉3．漂白液能力點(diǎn)一：氯氣及其化合物的性質(zhì)·命題角度一：氯氣的性質(zhì)1．(2022·中山模擬)利用如圖裝置進(jìn)行Cl2制備及其化學(xué)性質(zhì)的探究。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.拉動(dòng)a或b的活塞，可檢查裝置氣密性B．c中反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為6∶1C．c中產(chǎn)生Cl2后，d褪色的原因是次氯酸具有漂白性D．性質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，加入b中溶液除去多余的Cl2，溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色【解析】選B。c中反應(yīng)KClO3＋6HCl(濃)=KCl＋3Cl2↑＋3H2O，d中先發(fā)生：Cl2＋H2O=HCl＋HClO，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，加入b中溶液除去多余的Cl2，Cl2＋2NaOH=H2O＋NaCl＋NaClO。A.拉動(dòng)a或b的活塞，松開(kāi)后看活塞能否恢復(fù)到原位，可檢查裝置氣密性，故A正確；B.由KClO3＋6HCl(濃)=KCl＋3Cl2↑＋3H2O可知，化合價(jià)升高的氯與化合價(jià)降低的氯物質(zhì)的量之比為5∶1，c中反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為5∶1，故B錯(cuò)誤；C.c中產(chǎn)生Cl2后，Cl2＋H2O=HCl＋HClO，HClO具有強(qiáng)氧化性、漂白性，d褪色的原因是次氯酸具有漂白性，故C正確；D.性質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，加入b中溶液除去多余的Cl2，Cl2＋2NaOH=H2O＋NaCl＋NaClO，堿性變?nèi)?，溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色，故D正確。2．(2022·深圳模擬)在氯水中存在多種分子和離子，它們?cè)诓煌姆磻?yīng)中表現(xiàn)出各自的性質(zhì)。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論一致且正確的是()A．加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液中有Cl－存在B．溶液呈淺黃綠色，且有刺激性氣味，說(shuō)明有HCl分子存在C．向氯水中放入紅色布條，紅色布條褪色，說(shuō)明溶液中有Cl2存在D．加入NaOH溶液，氯水淺黃綠色消失，說(shuō)明有HClO分子存在【解析】選A。A.加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀為AgCl，則說(shuō)明溶液中有Cl－存在，故A正確；B.溶液呈淺黃綠色，且有刺激性氣味，可知含氯氣，且溶液中不存在HCl分子，故B錯(cuò)誤；C.向氯水中放入紅色布條，紅色布條褪色，可知含HClO，不能說(shuō)明含氯氣分子，故C錯(cuò)誤；D.加入NaOH溶液，氯水淺黃綠色消失，可知氯氣與NaOH溶液反應(yīng)，說(shuō)明溶液中有Cl2存在，不能證明HClO分子存在，故D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】下列有關(guān)氯氣及其化合物敘述錯(cuò)誤的是()A．紅熱的銅絲在氯氣中劇烈燃燒，生成棕黃色的煙B．大量氯氣泄漏時(shí)，應(yīng)用浸有弱堿性溶液的毛巾捂住口鼻向高處跑C．AlCl3、FeCl2、FeCl3均可通過(guò)化合反應(yīng)制得D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說(shuō)明氯水中含有HClO【解析】選D。Cu與Cl2反應(yīng)生成固體CuCl2，則紅熱的銅絲在氯氣中劇烈燃燒，生成棕黃色的煙，A正確；大量氯氣泄漏時(shí)，氯氣易溶于堿，且密度比空氣大，應(yīng)用浸有弱堿性溶液的毛巾捂住口鼻向高處跑，B正確；2Al＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃),\s\do5())2AlCl3，2FeCl3＋Fe=3FeCl2，2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃),\s\do5())2FeCl3，均可通過(guò)化合反應(yīng)制得，C正確；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，氯水中的Cl2和HClO均能把Fe2＋氧化為Fe3＋，不能說(shuō)明氯水中是否含有HClO，D錯(cuò)誤?！っ}角度二：含氯物質(zhì)的性質(zhì)3．(2022·濟(jì)南模擬)某同學(xué)向一pH試紙上滴幾滴新制氯水，現(xiàn)象如圖所示，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中不正確的是()A．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明氯水具有漂白性B．若用久置的氯水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象不同C．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明H＋擴(kuò)散速度比HClO分子快D．將實(shí)驗(yàn)后的pH試紙?jiān)诰凭珶羯衔?，試紙又恢?fù)為原來(lái)的顏色【解析】選D。氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性，故A正確；久置的氯水主要成分為稀鹽酸，無(wú)漂白性，故B正確；由實(shí)驗(yàn)可知，滴加氯水的區(qū)域變白色，而周?chē)兂蓽\紅色，可說(shuō)明H＋的擴(kuò)散速度比HClO分子快，故C正確；次氯酸的漂白性不具有可逆性，加熱不能恢復(fù)到原來(lái)的顏色，故D錯(cuò)誤。4.氯水中含有多種成分，因而具有多種性質(zhì)，根據(jù)氯水分別與如圖四種物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)填空(a、b、c、d重合部分代表物質(zhì)間反應(yīng)，且氯水足量)。(1)能證明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。(2)c過(guò)程中的現(xiàn)象是_________________________________________。b過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________。(3)a過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________?！窘馕觥?1)氯水中的HClO有強(qiáng)氧化性，一般在應(yīng)用其漂白時(shí)，HClO的強(qiáng)氧化性將有色物質(zhì)氧化成無(wú)色物質(zhì)，本題中氯水能使石蕊試液先變紅，后褪色；(2)氯水中有Cl－，加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，生成AgCl沉淀：Cl－＋Ag＋=AgCl↓，氯水中含有HCl，具有酸性，與COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的離子方程式為COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=CO2↑＋H2O；(3)Cl2是新制氯水的主要成分，具有強(qiáng)氧化性，與FeCl2發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3。答案：(1)d(2)產(chǎn)生白色沉淀2H＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=H2O＋CO2↑(3)Cl2＋2FeCl2=2FeCl3能力點(diǎn)二：次氯酸與次氯酸鹽的性質(zhì)及應(yīng)用1．次氯酸的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)常溫下僅存在于水溶液中，有刺激性氣味。(2)化學(xué)性質(zhì)①弱酸性：次氯酸是很弱的酸，比碳酸酸性弱，NaClO＋CO2＋H2O=NaHCO3＋HClO。②不穩(wěn)定性次氯酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解，2HClOeq\o(=,\s\up7(光照),\s\do5())2HCl＋O2↑。③強(qiáng)氧化性：漂白性、殺菌、消毒。(3)次氯酸的漂白原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍2．次氯酸鹽的制備原理：Cl2＋堿→氯化物＋次氯酸鹽＋水①制備漂白液：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O主要成分：NaCl、NaClO有效成分：NaClO②制備漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O主要成分：CaCl2、Ca(ClO)2有效成分：Ca(ClO)2【典例】(2020·全國(guó)Ⅱ卷節(jié)選)化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料，又是高效、廣譜的滅菌消毒劑。(1)Cl2O為淡棕黃色氣體，是eq\a\vs4\al(次氯酸的酸酐)①，可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來(lái)制備，該反應(yīng)為eq\a\vs4\al(歧化反應(yīng))②(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________。(2)“84消毒液”的有效成分為NaClO，不可與酸性清潔劑混用的原因是________________________________________(用離子方程式表示)。eq\a\vs4\al(工業(yè)上是將氯氣通入30%的NaOH溶液中來(lái))eq\a\vs4\al(制備N(xiāo)aClO溶液)③，若NaClO溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，則生產(chǎn)1000kg該溶液需消耗氯氣的質(zhì)量為_(kāi)_______kg(保留整數(shù))。[解題思維]解答本題的思維流程如下：提取信息①Cl2O是次氯酸的酸酐②HgO和Cl2反應(yīng)為歧化反應(yīng)③工業(yè)上將氯氣通入NaOH溶液中來(lái)制備N(xiāo)aClO溶液信息轉(zhuǎn)化①Cl2O與水反應(yīng)可得次氯酸②HgO和Cl2反應(yīng)產(chǎn)物之一為Cl2O(Cl化合價(jià)升高)，另一產(chǎn)物是氯化物(Cl化合價(jià)降低)③Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O聯(lián)想質(zhì)疑若Cl2O與堿反應(yīng)，可得什么產(chǎn)物？提示：可制得NaClO溶液。【解析】(1)由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來(lái)制備Cl2O，該反應(yīng)為歧化反應(yīng)，則一部分氯化合價(jià)降低生成HgCl2。根據(jù)守恒配平化學(xué)方程式為2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O。(2)酸性清潔劑的主要成分為HCl，與NaClO發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣，離子方程式為ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O。設(shè)消耗氯氣的質(zhì)量為xkg，由化學(xué)方程式Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O得消耗的NaOH的質(zhì)量為eq\f(80x,71)，由題意得：(1000kg－xkg)×30%－eq\f(80x,71)＝1000kg×1%，x＝203。答案：(1)2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O(2)ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O2031．(2022·珠海模擬)實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制取Cl2并回收MnCl2，如圖裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)【解析】選A。A.濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)需要加熱，圖中缺少酒精燈，故A錯(cuò)誤；B.收集氯氣時(shí)，因氯氣的密度比空氣大，所以導(dǎo)管長(zhǎng)進(jìn)短出，又因氯氣有毒，尾氣要進(jìn)行處理，用氫氧化鈉吸收，故B正確；C.二氧化錳不溶于水，圖中過(guò)濾可分離，故C正確；D.濃縮濾液時(shí)用酒精燈加熱，同時(shí)用玻璃棒進(jìn)行攪拌，故D正確。2．(2022·青島模擬)漂白粉和漂粉精是常用的消毒清潔用品，有效成分均為Ca(ClO)2，相應(yīng)的生產(chǎn)流程如下：下列說(shuō)法不正確的是()A．①中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑B．②中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2OC．上述過(guò)程涉及氧化還原反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)D．制備漂粉精過(guò)程中，Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO)2時(shí)，Cl的原子利用率為100%【解析】選D。A項(xiàng)，電解過(guò)程中陽(yáng)極失電子，溶液中的Cl－在陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)生成Cl2，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)②為氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O，正確；C項(xiàng)，題述過(guò)程中反應(yīng)①、②、③均為氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)④為化合反應(yīng)，反應(yīng)⑤為復(fù)分解反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，制備漂粉精過(guò)程中，Cl2與Na2CO3反應(yīng)時(shí)，Cl2中的Cl原子沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為Cl2O，因此Cl的原子利用率不為100%，錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】次氯酸鹽具有強(qiáng)氧化性，常用作殺菌消毒劑、漂白劑。回答相關(guān)問(wèn)題：(1)為增強(qiáng)漂白粉溶液的漂白性，可向溶液中加入少量的____________(填相關(guān)試劑)。(2)漂白粉久置于空氣中漂白性減弱，原因是_________________(用化學(xué)方程式表示)。(3)“84”消毒液不宜與“潔廁靈”混用，原因是____________________________(用離子方程式表示)。(4)在漂白粉溶液中Fe2＋、S2－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、I－因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存的是________________。答案：(1)稀硫酸(2)Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO、2HClO2HCl＋O2↑(3)2H＋＋ClO－＋Cl－=Cl2↑＋H2O(4)Fe2＋、S2－、I－考點(diǎn)二：氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法含氯化合物的制備(綜合性考點(diǎn))1．實(shí)驗(yàn)室制Cl2反應(yīng)原理：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，反應(yīng)中濃鹽酸既表現(xiàn)還原性又表現(xiàn)酸性。2．實(shí)驗(yàn)裝置3．制取過(guò)程辨易錯(cuò)(1)過(guò)量濃鹽酸與一定量的二氧化錳反應(yīng)，MnO2能完全反應(yīng)(√)提示：濃鹽酸過(guò)量可將MnO2反應(yīng)完。(2)可用排飽和食鹽水法收集Cl2(√)提示：Cl2在飽和食鹽水中溶解度較小，可用排飽和食鹽水的方法收集Cl2。(3)檢驗(yàn)氯氣可用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙(√)提示：Cl2可氧化I－，生成的I2可使淀粉變藍(lán)。(4)可用飽和石灰水吸收尾氣中的Cl2(×)提示：Ca(OH)2是微溶物，飽和石灰水濃度較低，吸收Cl2的量有限，應(yīng)選用NaOH溶液。(5)“84”消毒液與潔廁靈不能混用(√)提示：“84”消毒液中含有NaCl和NaClO，潔廁靈中含有HCl，混用會(huì)產(chǎn)生Cl2。能力點(diǎn)：氯氣制備原理與裝置選取【典例】(2021·廣東選擇考節(jié)選)含氯物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)的過(guò)程中，將它與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色氣體。1810年，戴維確認(rèn)這是一種新元素組成的單質(zhì)，并命名為chlorine(中文命名“氯氣”)。(1)實(shí)驗(yàn)室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________。(2)實(shí)驗(yàn)室制取干燥Cl2時(shí)，凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序?yàn)開(kāi)_______。(3)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測(cè)氯水中______________已分解。檢驗(yàn)此久置氯水中Cl－存在的操作及現(xiàn)象是_________________________?！窘馕觥?1)實(shí)驗(yàn)室通常采用濃鹽酸和MnO2制取Cl2，化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；(2)根據(jù)化學(xué)方程式可知，制取的氯氣中混有氯化氫、水蒸氣，氯氣有毒，必須進(jìn)行尾氣處理，因此使用飽和食鹽水吸收氯化氫氣體，濃硫酸除去水蒸氣，最后用NaOH溶液吸收尾氣，因此接口連接順序?yàn)閏－d－b－a－e；(3)久置后不能使品紅溶液褪色，說(shuō)明HClO已分解；檢驗(yàn)Cl－的方法為向溶液中加入過(guò)量稀硝酸，防止溶液中含有COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則證明原溶液中含有Cl－。答案：(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)c－d－b－a－e(3)HClO向溶液中加入過(guò)量稀硝酸，防止溶液中含有COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則證明原溶液中含有Cl－Cl2中混有HCl氣體，除雜時(shí)選用什么試劑？如何用平衡移動(dòng)原理解釋?zhuān)刻崾荆河蔑柡褪雏}水，因Cl2＋H2OHCl＋HClO，Cl－可以使平衡逆向移動(dòng)，降低Cl2的溶解度?！っ}角度一：氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1．(2022·揭陽(yáng)模擬)實(shí)驗(yàn)室制備干燥氯氣的裝置如圖所示，有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作或敘述錯(cuò)誤的是()A.該實(shí)驗(yàn)不需要在燒瓶中添加沸石防止暴沸B．用該裝置可收集到純凈的氯氣C．a(chǎn)、b兩種溶液分別為飽和食鹽水和濃硫酸D．尾氣吸收裝置中生成的鹽有NaCl、NaClO【解析】選B。二氧化錳為固體，無(wú)需在燒瓶中添加沸石防止暴沸，故A正確；向上排空氣法收集氯氣，可能混有空氣，故B錯(cuò)誤；a、b兩種溶液分別為飽和食鹽水和濃硫酸，故C正確；尾氣吸收裝置中，氯氣與NaOH反應(yīng)生成的鹽有NaCl、NaClO，故D正確。【加固訓(xùn)練】(2022·西安模擬)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣裝置如圖所示，主要操作步驟：①加熱制取氯氣②收集氯氣③檢查裝置氣密性④處理尾氣。下列選項(xiàng)中正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是()A.①②③④ B．③①②④C．②④③① D．④③①②【解析】選B。利用圖中裝置，先檢驗(yàn)氣密性，再加熱制備氯氣，然后收集氯氣，最后處理尾氣，則正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是③①②④?！っ}角度二：含氯化合物的制備2．(2021·湖北適應(yīng)性測(cè)試)無(wú)水FeCl3是常用的芳香烴取代反應(yīng)催化劑，它具有易水解、易升華的性質(zhì)。鐵粉與氯氣反應(yīng)制備無(wú)水FeCl3的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：E和G用來(lái)收集產(chǎn)物?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)室采用二氧化錳和濃鹽酸制取氯氣，化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________，濃鹽酸的性質(zhì)為_(kāi)__________________，除去氯氣中的揮發(fā)出的氯化氫的試劑為_(kāi)__________________________________。(2)在E、G處收集產(chǎn)物是利用了FeCl3________的性質(zhì)。(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若F處出現(xiàn)堵塞，則在B處可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________?？赏ㄟ^(guò)________________(填簡(jiǎn)單操作)，使實(shí)驗(yàn)?zāi)芾^續(xù)進(jìn)行。(4)I中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________。(5)某同學(xué)用5.60g干燥鐵粉制得無(wú)水FeCl3樣品13.00g，該次實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是_______________________________________________。(6)實(shí)驗(yàn)室中還常用SOCl2與FeCl3?6H2O晶體共熱制備無(wú)水FeCl3，其化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_______________________________________。檢驗(yàn)水合三氯化鐵原料中是否存在FeCl2的試劑是________________?！窘馕觥?1)實(shí)驗(yàn)室采用二氧化錳和濃鹽酸制取氯氣，其反應(yīng)為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，其中HCl被氧化，且有鹽和水生成，表現(xiàn)為還原性和酸性；除去氯氣中的HCl用飽和食鹽水；(2)在高溫下，氯化鐵易升華變成氣態(tài)，E和G裝置接收產(chǎn)物是利用了氯化鐵易升華的性質(zhì)；(3)若F處堵塞，則因?yàn)闅鈮荷仙?，B處會(huì)出現(xiàn)氣泡，解決方法為適當(dāng)加熱F處；(4)I裝置為尾氣處理裝置，吸收多余的氯氣，其反應(yīng)為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O；(5)根據(jù)反應(yīng)2Fe＋3Cl22FeCl3，5.6g鐵粉理論上制得氯化鐵的質(zhì)量xg，則eq\f(56g·mol－1×2,5.60g)＝eq\f(162.5g·mol－1×2,xg)，解得x＝16.25，由產(chǎn)率＝eq\f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%＝eq\f(13.00g,16.25g)×100%＝80%；(6)實(shí)驗(yàn)室中還常用SOCl2與FeCl3?6H2O晶體共熱制備無(wú)水FeCl3，利用了SoCl2與水反應(yīng)，使FeCl3?6H2O晶體失去結(jié)晶水，其反應(yīng)為FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋12HCl↑＋6SO2↑，檢驗(yàn)亞鐵離子可用鐵氰化鉀溶液，亞鐵離子與鐵氰化鉀反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀。答案：(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O酸性、還原性飽和食鹽水(2)易升華(3)有氣泡產(chǎn)生適當(dāng)加熱F處(4)Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(5)80.00%(6)FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋12HCl↑＋6SO2↑鐵氰化鉀【加固訓(xùn)練】1．(2022·福州模擬)鹵素互化物如ICl、ICl3等具有與鹵素單質(zhì)相似的性質(zhì)。利用反應(yīng)I2＋Cl2=2ICl，實(shí)驗(yàn)室可用如圖所示裝置(夾持儀器已略去)制取少量ICl。已知：ICl的熔點(diǎn)為27.2℃，沸點(diǎn)為97.4℃，容易水解，能發(fā)生反應(yīng)：ICl＋Cl2=ICl3。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．圓底燒瓶中的固體可以為KMnO4或KClO3B．裝置B、C中的試劑分別為飽和食鹽水和濃硫酸C．裝置E的作用為吸收尾氣，可用裝置F替代D．鹽酸的滴加速度過(guò)快，ICl的產(chǎn)率會(huì)明顯降低【解析】選C。裝置A為氯氣制備裝置，此裝置為固液不加熱裝置，故可以使用KMnO4或KClO3與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，A正確；制取的氯氣中含有雜質(zhì)氯化氫和水，故裝置B中盛有飽和食鹽水可除去HCl，裝置C中盛有濃硫酸可除去H2O，B正確；因?yàn)镮Cl容易水解且氯氣有毒，裝置E的作用為吸收尾氣和防止空氣中水蒸氣進(jìn)入D裝置，裝置F中的氫氧化鈉溶液能吸收尾氣但不能防止水蒸氣進(jìn)入裝置D，C錯(cuò)誤；若鹽酸的滴加速度過(guò)快會(huì)使反應(yīng)過(guò)于劇烈，氯氣與ICl繼續(xù)反應(yīng)生成ICl3，使ICl的產(chǎn)率降低，D正確。2．(2021·浙江6月選考)Cl2O是很好的氯化劑，實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置(夾持儀器已省略)制備高純Cl2O。已知：①HgO＋2Cl2=HgCl2＋Cl2O，合適反應(yīng)溫度為18～25℃；副反應(yīng)：2HgO＋2Cl22HgCl2＋O2。②常壓下，Cl2沸點(diǎn)－34.0℃，熔點(diǎn)－101.0℃；Cl2O沸點(diǎn)2.0℃，熔點(diǎn)－120.6℃。③Cl2O＋H2O2HClO，Cl2O在CCl4中的溶解度遠(yuǎn)大于其在水中的溶解度。請(qǐng)回答：(1)①裝置A的作用是去除原料氣中的少量水分，可用的試劑是______________。②將上圖中裝置組裝完整，虛框D中應(yīng)選用___________________________。(2)有關(guān)反應(yīng)柱B，須進(jìn)行的操作是__________。A．將HgO粉末熱處理除水分、增加表面積后填入反應(yīng)柱B．調(diào)控進(jìn)入反應(yīng)柱的混合氣中Cl2和N2的比例C．調(diào)控混合氣從下口進(jìn)入反應(yīng)柱的流速D．將加熱帶纏繞于反應(yīng)柱并加熱(3)裝置C，冷卻液的溫度通?？刂圃冢?0～－60℃。反應(yīng)停止后，溫度保持不變，為減少產(chǎn)品中的Cl2含量，可采用的方法是________。(4)將純化后的Cl2O產(chǎn)品氣化，通入水中得到高純度Cl2O的濃溶液，于陰涼暗處貯存。當(dāng)需要Cl2O時(shí)，可將Cl2O濃溶液用CCl4萃取分液，經(jīng)氣化重新得到。針對(duì)萃取分液，從下列選項(xiàng)選擇合適操作(操作不能重復(fù)使用)并排序：c→(________)→(________)→e→d→f→(________)。a．檢查旋塞、玻璃塞處是否漏水b．將溶液和CCl4轉(zhuǎn)入分液漏斗c．涂凡士林d．旋開(kāi)旋塞放氣e．倒轉(zhuǎn)分液漏斗，小心振搖f．經(jīng)幾次振搖并放氣后，將分液漏斗置于鐵架臺(tái)上靜置g．打開(kāi)旋塞，向錐形瓶放出下層液體h．打開(kāi)旋塞，待下層液體完全流出后，關(guān)閉旋塞，將上層液體倒入錐形瓶(5)產(chǎn)品分析：取一定量Cl2O濃溶液的稀釋液，加入適量CCl4、過(guò)量KI溶液及一定量的稀H2SO4，充分反應(yīng)。用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定(滴定Ⅰ)；再以酚酞為指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定(滴定Ⅱ)。已知產(chǎn)生I2的反應(yīng)(不考慮Cl2與水反應(yīng))：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－4I－＋Cl2O＋2H＋=2I2＋H2O＋2Cl－2I－＋HClO＋H＋=I2＋H2O＋Cl－實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：加入量n(H2SO4)/mol2.505×10－3滴定Ⅰ測(cè)出量n(I2)/mol2.005×10－3滴定Ⅱ測(cè)出量n(H2SO4)/mol1.505×10－3①用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定時(shí)，無(wú)需另加指示劑。判斷滴定Ⅰ到達(dá)終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________________________________。②高純度Cl2O濃溶液中要求n(Cl2O)/n(Cl2)≥99(Cl2O和HClO均以Cl2O計(jì))。結(jié)合數(shù)據(jù)分析所制備的Cl2O濃溶液是否符合要求__________________________。【解析】(1)①裝置A的作用是去除原料氣(Cl2、N2)中的少量水分，可用的試劑是濃H2SO4。②Cl2和Cl2O都不能直接排放于空氣中，因此需要進(jìn)行尾氣處理，Cl2、Cl2O能與NaOH溶液反應(yīng)，同時(shí)需要防止NaOH溶液中水蒸氣進(jìn)入C裝置中，因此需要在C和尾氣處理裝置之間連接吸收水蒸氣的裝置，所以虛框D中應(yīng)選用a裝置。(2)裝置B為HgO與Cl2反應(yīng)制備Cl2O的裝置，A.因Cl2O能與H2O發(fā)生反應(yīng)，因此需要將HgO粉末熱處理除水分，該反應(yīng)為固體與氣體接觸類(lèi)反應(yīng)，因此增加表面積能夠加快反應(yīng)速率，故A選；B.N2的作用是稀釋Cl2，在氣流速率一定的條件下，氯氣所占的比例越小，其轉(zhuǎn)化率越高，同時(shí)Cl2不足時(shí)會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，因此需要調(diào)控進(jìn)入反應(yīng)柱的混合氣中Cl2和N2的比例，故B選；C.為了讓氣體與固體充分接觸，混合氣體應(yīng)從下口進(jìn)入反應(yīng)柱，同時(shí)需要控制氣體的流速，防止副反應(yīng)發(fā)生，故C選；D.HgO與Cl2反應(yīng)制備Cl2O的合適反應(yīng)溫度為18～25℃，因此該反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，若對(duì)反應(yīng)柱加熱會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，故D不選。(3)由題可知，Cl2沸點(diǎn)小于Cl2O，在Cl2未發(fā)生冷凝時(shí)抽氣或通入氮?dú)饪梢杂行コa(chǎn)物中的Cl2，故答案為抽氣(或通干燥氮?dú)?。(4)萃取分液的操作順序?yàn)闄z漏→加入萃取劑和溶液→振蕩搖勻→放氣→靜置分層→放液，下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出，因CCl4密度大于水，因此萃取后溶有Cl2O的CCl4位于下層，因此操作順序?yàn)橥糠彩苛帧鷻z查旋塞、玻璃塞處是否漏水→將溶液和CCl4轉(zhuǎn)入分液漏斗→倒轉(zhuǎn)分液漏斗，小心振搖→旋開(kāi)旋塞放氣→經(jīng)幾次振搖并放氣后，將分液漏斗置于鐵架臺(tái)上靜置→打開(kāi)旋塞，向錐形瓶放出下層液體。(5)①溶有I2的CCl4溶液呈紫紅色，用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定I2過(guò)程中，當(dāng)I2恰好反應(yīng)完全時(shí)，溶液呈無(wú)色，因此滴定I2到達(dá)終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是CCl4中由紫紅色突變到無(wú)色，且30s不恢復(fù)。②由2I－＋Cl2=I2＋2Cl－、4I－＋Cl2O＋2H＋=2I2＋H2O＋2Cl－、2I－＋HClO＋H＋=I2＋H2O＋Cl－(HClO為Cl2O與H2O反應(yīng)的產(chǎn)物)可得關(guān)系式：Cl2O～2H＋～2I2，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Cl2O和HClO共消耗n(H＋)＝2×(2.505×10－3mol－1.505×10－3mol)＝2×10－3mol，生成I2的物質(zhì)的量為2×10－3mol，則高純度Cl2O濃溶液中n(Cl2O)＝1×10－3mol，加入過(guò)量KI溶液共生成I2的物質(zhì)的量為2.005×10－3mol，因此Cl2與I－反應(yīng)生成I2的物質(zhì)的量為2.005×10－3mol－2×10－3mol＝5×10－6mol，由此可知高純度Cl2O濃溶液中n(Cl2)＝5×10－6mol，所以高純度Cl2O濃溶液中eq\f(n（Cl2O）,n（Cl2）)＝eq\f(1×10－3mol,5×10－6mol)＝200>99，則所制備的高純度Cl2O濃溶液符合要求。答案：(1)①濃H2SO4②a(2)ABC(3)抽氣(或通干燥氮?dú)?(4)abg(5)①CCl4中由紫紅色突變到無(wú)色，且30s不恢復(fù)②溶液中Cl2O和Cl2分別為1×10－3mol、5×10－6mol，eq\f(n（Cl2O）,n（Cl2）)＝200>99，符合要求考點(diǎn)三：鹵素的性質(zhì)(應(yīng)用性考點(diǎn))1．鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)顏色狀態(tài)水溶液顏色有機(jī)溶劑中的顏色F2淺黃綠色氣體——Cl2黃綠色氣體淺黃綠色黃綠色Br2深紅棕色液體橙黃色橙紅色I(xiàn)2紫黑色固體深黃色→褐色紫紅色2.鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性(1)都能與大多數(shù)金屬反應(yīng)：如2Fe＋3Br22FeBr3、Fe＋I(xiàn)2FeI2。(2)都能與H2反應(yīng)生成HX(X代表F、Cl、Br、I，下同)。(3)能與水反應(yīng)：X2＋H2O=HX＋HXO(F2例外)。(4)能與堿液(如NaOH溶液)反應(yīng)：X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。3．鹵素單質(zhì)性質(zhì)的遞變性(F→I)(1)顏色：逐漸加深；(2)熔沸點(diǎn)：逐漸升高；(3)密度：逐漸增大；(4)氧化性：逐漸減弱；(5)離子(X－)還原性：逐漸增強(qiáng)。4．鹵素離子的檢驗(yàn)方法(1)AgNO3溶液——沉淀法(2)置換——萃取法(3)氧化——淀粉法檢驗(yàn)I－未知液溶液呈藍(lán)色，表明有I－能力點(diǎn)一：鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性與遞變性1．(2022·汕尾模擬)某小組比較Cl－、Br－、I－的還原性，實(shí)驗(yàn)如下：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)3裝置現(xiàn)象溶液顏色無(wú)明顯變化；把蘸濃氨水的玻璃棒靠近試管口，產(chǎn)生白煙溶液變黃；把濕潤(rùn)的淀粉KI試紙靠近試管口，變藍(lán)溶液變成深紫色；經(jīng)檢驗(yàn)溶液含單質(zhì)碘下列對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析合理的是()A．實(shí)驗(yàn)1中，白煙是(NH4)2SO4B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2判斷還原性：Br－>Cl－C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)3判斷還原性：I－>Br－D．上述實(shí)驗(yàn)利用了濃H2SO4的強(qiáng)酸性、強(qiáng)氧化性等性質(zhì)【解析】選B。硫酸不具有揮發(fā)性，白煙不是(NH4)2SO4，而是濃硫酸與NaCl固體反應(yīng)生成的揮發(fā)性酸HCl與氨氣反應(yīng)生成的氯化銨，故A錯(cuò)誤。濃硫酸具有氧化性，將溴離子氧化成具有揮發(fā)性的溴單質(zhì)，溴單質(zhì)將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙中的碘離子氧化成碘單質(zhì)，使淀粉KI試紙變藍(lán)，可知氧化性：濃硫酸>Br2；而濃硫酸不能氧化Cl－得到氯氣，說(shuō)明氯氣的氧化性強(qiáng)于濃硫酸，則氧化性：Cl2>Br2，還原性：Br－>Cl－，故B正確。結(jié)合實(shí)驗(yàn)2可知濃硫酸的氧化性大于溴，②中溶液中還有剩余的濃硫酸，也能將I－氧化成碘單質(zhì)；所以實(shí)驗(yàn)3中無(wú)法確定是何種物質(zhì)將碘離子氧化成I2，故C錯(cuò)誤。①中為難揮發(fā)性酸制備易揮發(fā)性酸，②為濃硫酸氧化溴離子，所以利用了濃硫酸的難揮發(fā)性、強(qiáng)氧化性，故D錯(cuò)誤。2．(2022·深圳模擬)如圖制取Cl2并用其氧化含I－廢液，回收提純I2的裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)【解析】選D。A.稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)，應(yīng)選用濃鹽酸、二氧化錳加熱制備，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，圖中氣體可將液體排出，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.碘溶于水，不能用過(guò)濾分離，應(yīng)選擇萃取法，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.加熱碘易升華，冷卻變?yōu)楣腆w碘，則圖中裝置可分離碘，選項(xiàng)D正確?！炯庸逃?xùn)練】(2022·長(zhǎng)沙模擬)關(guān)于氯、溴、碘的敘述錯(cuò)誤的是()A．易形成－1價(jià)離子B．都只能從海洋中提取C．單質(zhì)熔沸點(diǎn)依次上升D．氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性依次減弱【解析】選B。Cl、Br、I均為第ⅦA族元素，最外層均有7個(gè)電子，均易得一個(gè)電子形成－1價(jià)陰離子，故A正確；氯、溴、碘在海洋中蘊(yùn)含量比較豐富，但并不是只有海洋中才有，故B錯(cuò)誤；氯氣、溴和碘均為分子晶體，熔沸點(diǎn)受范德華力的影響，由于從氯氣到碘，相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，故分子間作用力逐漸增大，則單質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸升高，故C正確；元素的非金屬性越強(qiáng)，則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，由于非金屬性Cl＞Br＞I，則氣態(tài)氫化物得穩(wěn)定性HCl＞HBr＞HI，故D正確。能力點(diǎn)二：鹵素的工業(yè)制備方法1．氯氣的工業(yè)制法(1)電解飽和食鹽水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)電解熔融NaCl：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。2．海水提溴(1)工藝流程：(2)反應(yīng)原理：①在預(yù)先經(jīng)過(guò)酸化的濃縮海水中，用氯氣氧化溴離子，生成單質(zhì)溴，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。②空氣吹出法中用SO2吸收Br2的化學(xué)方程式為SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr。③再用Cl2氧化Br－。3．海帶提碘提取流程如下：(1)化學(xué)原理(離子方程式)2I－＋Cl2=I2＋2Cl－。(2)主要的物理原理：?jiǎn)钨|(zhì)碘用CCl4或苯萃取，分液后用蒸餾法將碘與有機(jī)溶劑分開(kāi)?！镜淅?2022·日照模擬)空氣吹出法是目前海水提溴最成熟的工業(yè)方法，部分工藝流程如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.步