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专题十五 非金属及其重要化合物７５ 专题十五非金属及其重要化合物对应学生用书起始页码Ｐ１５７考点一氯单质及其化合物卤族元素高频考点 １.氯元素的位、构、性关系(１)氯元素位于元素周期表中第三周期ⅦＡ族ꎬ氯的原子结构示意图为ꎬ氯原子很容易得到一个电子而形成Ｃｌ－()ꎬ因此ꎬ氯元素具有较强的非金属性ꎮ(２)氯气的性质氯气的性质物理性质———在通常情况下呈黄绿色ꎬ有刺激性气味的气体ꎬ密度比空气大ꎬ能溶于水ꎮ在２５℃时ꎬ１体积的水可溶解约２体积的氯气ꎬ氯气的水溶液称为氯水毒性———有毒ꎬ对人体有强烈的刺激性ꎬ吸入较多的 氯气会致人死亡化学性质与金属反应Ｃｕ＋Ｃｌ２点燃ＣｕＣｌ２２Ｆｅ＋３Ｃｌ２点燃２ＦｅＣｌ３{与非金属反应Ｈ２＋Ｃｌ２点燃２ＨＣｌＳｉ＋２Ｃｌ２△ＳｉＣｌ４{与水反应Ｃｌ２＋Ｈ２ＯＨＣｌ＋ＨＣｌＯ与碱反应Ｃｌ２＋２ＮａＯＨＮａＣｌ＋ＮａＣｌＯ＋Ｈ２Ｏ２Ｃｌ２＋２Ｃａ(ＯＨ)２ＣａＣｌ２＋Ｃａ(ＣｌＯ)２＋２Ｈ２Ｏ{与有机物反应ＣＨ４＋Ｃｌ２光照→ＣＨ３Ｃｌ＋ＨＣｌＣＨ２ＣＨ２＋Ｃｌ２ＣＨ２→ＣｌＣＨ２Ｃｌ{ìîíïïïïïïïïïïïïïïìîíïïïïïïïïïïïïïïïï(３)Ｃｌ－的检验检验溶液中的Ｃｌ－时ꎬ应先加少量稀硝酸酸化ꎬ再加入硝酸银溶液ꎬ若有白色沉淀产生ꎬ证明有Ｃｌ－存在ꎮ２.氯气的实验室制法３.卤素性质的相似性和递变性(１)相似性①都能与大多数金属反应ꎬ如２Ｆｅ＋３Ｂｒ２２ＦｅＢｒ３(Ｉ２与Ｆｅ反应生成ＦｅＩ２)ꎻ②都能与Ｈ２反应:Ｈ２＋Ｘ２一定条件２ＨＸꎻ③都能与Ｈ２Ｏ反应:Ｘ２＋Ｈ２ＯＨＸ＋ＨＸＯ(Ｆ２、Ｉ２例外)ꎻ④都能与碱液反应ꎬ如Ｃｌ２＋２ＮａＯＨＮａＣｌ＋ＮａＣｌＯ＋Ｈ２Ｏꎮ(２)递变性 Ｆ２ Ｃｌ２ Ｂｒ２ Ｉ２颜色: 浅黄绿色 黄绿色 深棕红色 紫黑色 →颜色加深熔、沸点:气体 气体 液体 固体 →逐渐升高密度: →逐渐增大水溶性: 反应 溶解 溶解 微溶 →逐渐减小氧化性: (与Ｈ２化合或与水反应由易到难) →逐渐减弱还原性(Ｘ－):→逐渐增强注意 根据相似相溶原理ꎬＢｒ２、Ｉ２在水中溶解度小ꎬ而易溶于酒精、苯、四氯化碳等有机溶剂ꎮ对于在溶液中生成Ｂｒ２、Ｉ２的反应ꎬ常加入苯或四氯化碳ꎬ通过有机层的颜色来加以确认ꎮ(３)特殊性氟元素无正价ꎬＦ２与Ｈ２Ｏ发生置换反应生成Ｏ２ꎬＦ２与Ｘｅ、Ｋｒ等稀有气体可反应生成白色氟化物ꎮＢｒ２是常温下唯一呈液态的非金属单质ꎻ液溴易挥发且有毒ꎬ通常用水液封来保存ꎮＩ２易升华ꎬＩ２遇淀粉溶液变蓝ꎮＢｒ２和Ｉ２都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油)萃取ꎮＩ２易与Ｎａ２Ｓ２Ｏ３溶液反应:Ｉ２＋２Ｓ２Ｏ２－３２Ｉ－＋Ｓ４Ｏ２－６ꎬ通过滴定(以淀粉溶液为指示剂)来定量测定碘的含量ꎮ４.海水资源的开发利用(１)海水中提溴(Ｂｒ２)①先用蒸馏法将海水浓缩ꎬ再用硫酸将浓缩的海水酸化ꎮ②向酸化的海水中通入适量的氯气ꎬ使溴离子转化为溴单质ꎮ化学方程式:２ＮａＢｒ＋Ｃｌ２Ｂｒ２＋２ＮａＣｌꎮ③向含溴单质的水溶液中通入空气或水蒸气吹出溴蒸气ꎬ将溴单质通入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的ꎮ化学方程式:Ｂｒ２＋ＳＯ２＋２Ｈ２Ｏ２ＨＢｒ＋Ｈ２ＳＯ４ꎮ７６ ５年高考３年模拟Ｂ版(教师用书)④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气ꎮ化学方程式:２ＨＢｒ＋Ｃｌ２２ＨＣｌ＋Ｂｒ２⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质ꎮ(２)海水中提碘(Ｉ２)虽然海水中碘的总蕴藏量很大ꎬ但由于其浓度很低ꎬ故目前工业生产中碘的获得方式并不是直接从海水中提取ꎮ因为海洋中的某些植物具有富集碘的能力ꎬ如海带等ꎬ所以从海带等海产品中提取碘是工业上获取碘的重要途径ꎮ从海带中提取碘的流程图如下: 灼烧 水 氧化剂 ↓ ↓ ↓干海带→海带灰→浸泡液过滤→滤液ＣＣｌ４萃取→碘的四氯化碳溶液提纯→碘单质常用的氧化剂有Ｃｌ２、Ｈ２Ｏ２、ＭｎＯ２等ꎮ (２０１５重庆理综ꎬ９ꎬ１５)ＣｌＯ２与Ｃｌ２的氧化性相近ꎬ在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛ꎮ某兴趣小组通过图１装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究ꎮ(１)仪器Ｄ的名称是 ꎮ安装Ｆ中导管时ꎬ应选用图２中的 ꎮ(２)打开Ｂ的活塞ꎬＡ中发生反应:２ＮａＣｌＯ３＋４ＨＣｌ２ＣｌＯ２↑＋Ｃｌ２↑＋２ＮａＣｌ＋２Ｈ２Ｏꎬ为使ＣｌＯ２在Ｄ中被稳定剂充分吸收ꎬ滴加稀盐酸的速度宜 (填“快”或“慢”)ꎮ(３)关闭Ｂ的活塞ꎬＣｌＯ２在Ｄ中被稳定剂完全吸收生成ＮａＣｌＯ２ꎬ此时Ｆ中溶液的颜色不变ꎬ则装置Ｃ的作用是 ꎮ(４)已知在酸性条件下ＮａＣｌＯ２可发生反应生成ＮａＣｌ并释放出ＣｌＯ２ꎬ该反应的离子方程式为 ꎮ在ＣｌＯ２释放实验中ꎬ打开Ｅ的活塞ꎬＤ中发生反应ꎬ则装置Ｆ的作用是 ꎮ(５)已吸收ＣｌＯ２气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱꎬ加酸后释放ＣｌＯ２的浓度随时间的变化如图３所示ꎮ若将其用于水果保鲜ꎬ你认为效果较好的稳定剂是 ꎬ原因是 ꎮ图３本题涉及的考点有ＣｌＯ２的制取、ＣｌＯ２的性质探究实验ꎬ考查了考生的化学实验与探究的能力ꎬ体现了“科学探究与创新意识”学科核心素养ꎮ解析 (１)装置Ｆ为洗气装置ꎬ应长进短出ꎬ选ｂꎮ(２)滴加稀盐酸较慢时ꎬ产生的ＣｌＯ２较慢ꎬＣｌＯ２有足够的时间被稳定剂充分吸收ꎮ(３)ＮａＣｌＯ３和稀盐酸反应产生的气体有ＣｌＯ２和Ｃｌ２ꎬＣｌＯ２在Ｄ中被吸收ꎬ而Ｆ中淀粉＋ＫＩ溶液的颜色又不变ꎬ则Ｃ的作用必为吸收Ｃｌ２ꎮ(４)由题干可知ＣｌＯ２和Ｃｌ２氧化性相近ꎬ则ＣｌＯ２可氧化Ｉ－ꎬ使淀粉＋ＫＩ溶液变蓝ꎬ故装置Ｆ的作用是验证是否有ＣｌＯ２生成ꎮ答案 (１５分)(１)锥形瓶 ｂ (２)慢 (３)吸收Ｃｌ２(４)４Ｈ＋＋５ＣｌＯ－２Ｃｌ－＋４ＣｌＯ２↑＋２Ｈ２Ｏ 验证是否有ＣｌＯ２生成 (５)稳定剂Ⅱ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ＣｌＯ２ꎬ能较长时间维持保鲜所需的浓度１.海水综合利用的工艺流程如图所示(粗盐中的可溶性杂质有ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、Ｎａ２ＳＯ４)ꎮ下列说法错误的是( )海水粗盐① →精盐→氯碱工业→母液→Ｍｇ(ＯＨ)２→ＭｇＣｌ２６Ｈ２Ｏ② →无水ＭｇＣｌ２→ＮａＢｒ→③ →Ｂｒ２④ＳＯ２水溶液 →吸收液⑤ →Ｂｒ２Ａ.步骤①加入试剂的顺序:水→ＮａＯＨ溶液→Ｎａ２ＣＯ３溶液→ＢａＣｌ２溶液→过滤后加盐酸Ｂ.步骤②的操作是在氯化氢气流中加热ＭｇＣｌ２６Ｈ２ＯＣ.从步骤③到步骤⑤的目的是浓缩富集溴Ｄ.火力发电厂燃煤排放的含ＳＯ２的烟气经处理后可用在步骤④反应中１.答案 Ａ 粗盐制精盐的过程中ꎬ除杂试剂ＢａＣｌ２溶液必须在Ｎａ２ＣＯ３溶液之前加入ꎬＡ项错误ꎮ２.实验室用下列装置制备无水ＡｌＣｌ３(１８３℃升华ꎬ遇潮湿空气易产生大量白雾)ꎮ下列说法正确的是( )Ａ.该实验过程中ｅ瓶可能产生白雾Ｂ.ｂ、ｃ装置中分别盛装饱和ＮａＨＣＯ３溶液和浓硫酸Ｃ.实验开始时应先点燃ｄ处酒精灯ꎬ再点燃ａ处酒精灯Ｄ.实验后向烧瓶中加入足量硝酸银和浓硝酸ꎬ可确定生成的ＭｎＣｌ２的质量２.答案 Ａ ｄ装置中产生的ＡｌＣｌ３受热易升华ꎬｆ装置中的水蒸气挥发到ｅ装置中ꎬ由于氯化铝遇潮湿空气易形成白雾ꎬ所以在ｅ装置中可能产生白雾ꎬＡ项正确ꎻａ装置产生的Ｃｌ２中ꎬ同时有ＨＣｌ和水蒸气ꎬ所以ｂ装置中应该装饱和食盐水ꎬ除去ＨＣｌ气体ꎬｃ装置中应盛装浓硫酸ꎬ除去水蒸气得干燥纯净的Ｃｌ２ꎬＢ项错误ꎻ由于金属铝是活泼的金属ꎬ极易被氧化ꎬ所以首先点燃ａ处酒精灯产生Ｃｌ２ꎬ排尽装置中的空气ꎬ然后点燃ｄ处酒精灯ꎬＣ项错误ꎻ实验室制取氯气用浓盐酸与二氧化锰反应ꎬ随着反应的进行ꎬ盐酸的浓度下降ꎬ当浓盐酸变成稀盐酸ꎬ反应停止ꎬ此时反应后的溶液中仍然有盐酸ꎬ所以不能通过测定反应后的溶液中Ｃｌ－的质量来确定生成的ＭｎＣｌ２的质量ꎬＤ项错误ꎮ３.Ｃｌ２Ｏ是黄棕色且具有强烈刺激性气味的气体ꎬ是一种强氧化剂ꎬ易溶于水且会与水反应生成次氯酸ꎬ与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸ꎮ一种制取Ｃｌ２Ｏ的装置如图所示ꎮ专题十五 非金属及其重要化合物７７ 已知:Ｃｌ２Ｏ的熔点为－１１６℃ꎬ沸点为３.８℃ꎻＣｌ２的沸点为－３４.６℃ꎻＨｇＯ＋２Ｃｌ２ＨｇＣｌ２＋Ｃｌ２Ｏꎮ下列说法不正确的是( )Ａ.装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸Ｂ.通入干燥空气的目的是将生成的Ｃｌ２Ｏ稀释减少爆炸危险Ｃ.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Ｃｌ２ＯＤ.装置④与⑤之间不用橡胶管连接ꎬ是为了防止发生燃烧和爆炸３.答案 Ｃ 制取Ｃｌ２Ｏ需要干燥、纯净的氯气ꎬ所以②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸ꎬＡ项正确ꎻ高浓度的Ｃｌ２Ｏ易爆炸ꎬ所以通入干燥空气可以将生成的Ｃｌ２Ｏ稀释减少爆炸危险ꎬＢ项正确ꎻ装置⑤用于液化Ｃｌ２Ｏꎬ所以温度低于３.８℃时Ｃｌ２Ｏ是液体ꎬ逸出的气体是空气和未反应的氯气ꎬＣ项错误ꎻＣｌ２Ｏ与有机物接触会发生燃烧并爆炸ꎬ装置④与⑤之间不用橡胶管连接ꎬ是为了防止发生燃烧和爆炸ꎬＤ项正确ꎮ４.向仅含Ｆｅ２＋、Ｉ－、Ｂｒ－的溶液中通入过量的氯气ꎬ溶液中四种粒子的物质的量变化如图所示ꎬ已知:ｂ－ａ＝５ꎬ由通入氯气的量可知ꎬ溶液中ｎ(Ｉ－)＝２ｍｏｌꎬ溶液中ｎ(Ｆｅ２＋)＝２×(３ｍｏｌ－１ｍｏｌ)＝４ｍｏｌꎬ根据电荷守恒可知ｎ(Ｉ－)＋ｎ(Ｂｒ－)＝２ｎ(Ｆｅ２＋)ꎬ故ｎ(Ｂｒ－)＝２ｎ(Ｆｅ２＋)－ｎ(Ｉ－)＝２×４ｍｏｌ－２ｍｏｌ＝６ｍｏｌꎬ根据２Ｂｒ－＋Ｃｌ２Ｂｒ２＋２Ｃｌ－可知ꎬ溴离子反应完需要氯气的物质的量为３ｍｏｌꎬ故ａ＝３＋３＝６ꎬＣ项正确ꎻ根据以上分析ꎬ原溶液中ｃ(Ｆｅ２＋)∶ｃ(Ｉ－)∶ｃ(Ｂｒ－)＝４∶２∶６＝２∶１∶３ꎬＤ项正确ꎮ线段Ⅳ表示一种含氧酸ꎬ且Ⅰ和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素ꎮ下列说法不正确的是( )Ａ.线段Ⅱ表示Ｆｅ２＋的变化情况Ｂ.线段Ⅳ发生反应的离子方程式为Ｉ２＋５Ｃｌ２＋１２ＯＨ－２ＩＯ－３＋１０Ｃｌ－＋６Ｈ２ＯＣ.根据图像可计算ａ＝６Ｄ.原溶液中ｃ(Ｆｅ２＋)∶ｃ(Ｉ－)∶ｃ(Ｂｒ－)＝２∶１∶３４.答案 Ｂ 向仅含Ｆｅ２＋、Ｉ－、Ｂｒ－的溶液中通入过量氯气ꎬ由于还原性:Ｉ－Ｆｅ２＋Ｂｒ－ꎬ故线段Ⅰ代表Ｉ－的变化情况ꎬ线段Ⅱ代表Ｆｅ２＋的变化情况ꎬ线段Ⅲ代表Ｂｒ－的变化情况ꎬＡ项正确ꎮ线段Ⅳ表示一种含氧酸ꎬ且Ⅰ和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素ꎬ该元素为Ｉ元素ꎬ由线段Ⅰ可知２Ｉ－＋Ｃｌ２Ｉ２＋２Ｃｌ－ꎬ消耗１ｍｏｌ氯气ꎬ碘原子的物质的量为２ｍｏｌꎻ反应Ⅳ消耗氯气的物质的量为５ｍｏｌꎬ根据得失电子守恒ꎬ设该含氧酸中碘元素的化合价为ｘꎬ(ｘ－０)×２ｍｏｌ＝５ｍｏｌ×２ꎬ解得ｘ＝＋５ꎬ则该含氧酸为ＨＩＯ３ꎬ发生反应的离子方程式为Ｉ２＋５Ｃｌ２＋６Ｈ２Ｏ２ＩＯ－３＋１０Ｃｌ－＋１２Ｈ＋ꎬＢ项错误ꎮ由通入氯气的量可知ꎬ溶液中ｎ(Ｉ－)＝２ｍｏｌꎬ溶液中ｎ(Ｆｅ２＋)＝２×(３ｍｏｌ－１ｍｏｌ)＝４ｍｏｌꎬ根据电荷守恒可知ｎ(Ｉ－)＋ｎ(Ｂｒ－)＝２ｎ(Ｆｅ２＋)ꎬ故ｎ(Ｂｒ－)＝２ｎ(Ｆｅ２＋)－ｎ(Ｉ－)＝２×４ｍｏｌ－２ｍｏｌ＝６ｍｏｌꎬ根据２Ｂｒ－＋Ｃｌ２Ｂｒ２＋２Ｃｌ－可知ꎬ溴离子反应完需要氯气的物质的