【高考突破方案】4第四章 非金属及其化合物 -讲义（教师版） 高考化学一轮复习
文档属性
| 名称 | 【高考突破方案】4第四章 非金属及其化合物 -讲义（教师版） 高考化学一轮复习 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 32.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-05 16:35:27 | ||
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文档简介
第1讲 氯及其化合物
考点一 氯气 重要的含氯物质
1．氯气的性质
(1)氯气的物理性质
颜色 气味 密度 特性
__黄绿__ 色 __刺激性__ 气味 比空气 __大__ __易__ 液化
(2)氯气的化学性质
①氯气是一种有毒气体。
实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如右图所示)
②氧化性
原子结构：Cl Cl－
Cl2是活泼的非金属单质，能氧化许多非金属、金属以及一些具有还原性的物质。
a．与非金属反应
与H2反应：H2＋Cl22HCl。
现象
b．与金属反应
与铁反应：__2Fe＋3Cl22FeCl3__。
与铜反应：__Cu＋Cl2CuCl2__。
氯气与变价金属反应只能生成高价态金属氯化物。
c．能与某些还原性物质反应(书写离子方程式)
与碘化钾 溶液反应 __2I－＋Cl2===I2＋2Cl－__ (碘化钾淀粉试纸用于氯气检验)
与SO2水 溶液反应 __Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO__
与FeCl2 溶液反应 __2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－__
③歧化反应
氯气与水或碱反应，氯元素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。
歧化反应
④还原性：遇到氧气等强氧化剂，氯气也可以表现出还原性，自身被氧化。
(3)氯水的成分和性质
氯气能溶于水(1∶2)，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。
①氯水中存在的三种平衡关系
Cl2＋H2O HCl＋HClO
HClO H＋＋ClO－
H2O H＋＋OH－
②氯水成分图解(可简记作“三分四离”)
③氯水性质具有多重性
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。
氯水中OH—和ClO—浓度很低，基本不表现出其性质。
④液氯、新制氯水、久置氯水的比较
物质 液氯 新制氯水 久置氯水
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性
微粒 种类 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H＋、 Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－、OH－
2．次氯酸
(1)结构式：__H—O—Cl__。
(2)性质
①强氧化性：具有漂白、杀菌能力，用作消毒剂、漂白剂，可以使有色布条、品红溶液等褪色。
②弱酸性：一元弱酸，酸性比H2CO3还弱。
Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)
③不稳定性：见光易分解，2HClO2HCl＋O2↑，因此次氯酸要现用现配，保存在__棕色__试剂瓶中。
3．次氯酸盐
(1)漂白液(“84”消毒液)
它与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合会立即产生氯气，其离子方程式是__ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O__ 。
(2)漂白粉
向次氯酸钙溶液中通入过量CO2的离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HCO＋HClO。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质。( )
错因：
(2)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。( )
错因：
(3)漂粉精的主要成分是次氯酸钙。( )
错因：
(4)氯气具有漂白性，可用作棉、麻和纸张的漂白剂。( )
错因：
(5)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。( )
错因：
(6)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。( )
错因：
(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2相同，都是利用强氧化性。( )
错因：
解析：(1)× 电解质是化合物，氯气既不是电解质，也不是非电解质。
(2)× 过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl3，剩余部分铁粉末反应。
(3)√
(4)× 氯气没有漂白性，体现漂白性的微粒是HClO分子。
(5)× 该反应为可逆反应，Cl2不能完全反应。
(6)× Cl2也可以既是氧化剂又是还原剂，如反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
(7)√
题组一 氯气的性质及其应用
1．(2024·长沙市一中高三月考)已知：H2＋Cl22HCl。下列说法不正确的是( )
A．Cl2中的p p σ键电子云轮廓图：
B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C．久置工业盐酸常显黄色，是盐酸中溶解了氯气的缘故
D．可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能
解析：C p电子云呈哑铃形，氯气是利用两个p轨道上的电子形成共用电子对的，所以p p σ键电子云轮廓图为，故A正确；HCl极易溶于水，氢气在氯气中燃烧生成的氯化氢与空气中的水蒸气结合呈雾状，故B正确；久置工业盐酸常显黄色，是盐酸中有三价铁离子的缘故，故C错误；氢气和氯气发生的反应是自发的氧化还原反应，可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能，故D正确。
【题源】必修第一册第45页
2．(2024·湖南入学检测)某同学在培养皿上做如下实验(如图所示)，a、b、c、d是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
下列对“实验现象”的“解释或结论”描述，不正确的是( )
选项 实验现象 解释或结论
A a处试纸变蓝 氧化性：Cl2>I2
B b处试纸变红 Cl2＋2Fe2+===2Cl－＋2Fe3+
C c处试纸褪色 Cl2与H2O反应生成了具有漂白性的物质
D d处红色褪去 Cl2和NaOH反应使溶液呈中性
解析：D Cl2与KI作用生成I2，a处变蓝，可证明氧化性：Cl2＞I2，故A正确；b处试纸变红，说明有Fe3+生成，即氯气将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为Cl2＋2Fe2+===2Cl－＋2Fe3+，故B正确；c处试纸褪色，Cl2与H2O反应生成了HClO，HClO具有漂白性，从而使试纸褪色，故C正确；Cl2和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可能是消耗了氢氧化钠使溶液接近中性，所以红色褪去，也可能是生成物质具有漂白性，故D错误。
题组二 氯水的多重性质
3．(2024·湖南攸县高三月考)将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中，用强光照氯水，测得的实验数据如图所示。下列说法正确的是( )
A．由图甲可推知光照可促进Cl2与水反应
B．由图乙可推知c(Cl－)增大的主要原因是HClO能电离出Cl－
C．由图丙可推知光照可催化水分解
D．由图甲、乙、丙可验证HClO见光分解的产物
解析：D 图甲中溶液pH降低的原因还有HClO见光分解，A项错误；HClO不能电离出Cl－，B项错误；图丙中氧气体积分数增大的主要原因是HClO见光分解，且光照不易使水分解，C项错误；综合图甲、乙、丙中信息可推知，HClO见光分解的产物中有HCl和O2，HCl在水中电离出H＋和Cl－，D项正确。
【题源】必修第一册第48页
4．(2024·湖南益阳二模)氯气的水溶液简称氯水，具有较强的杀菌、消毒和漂白能力。25 ℃时，氯水体系中存在以下平衡关系，且Cl2(aq)、HClO和ClO－分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图所示：
已知：①Cl2(g) Cl2(aq) K1＝10-1.2
②Cl2(aq)＋H2O HClO＋H＋＋Cl－ K2＝10-3.4
③HClO H＋＋ClO－ Ka＝10-7.5
④H2CO3的K1＝4.3×10-7、K2＝5.6×10-11。
下列说法中错误的是( )
A．向氯水中滴加NaOH溶液至中性的过程中，溶液中c(Na＋)＜c(HClO)＋c(Cl－)
B．向“84”消毒液中通入少量CO2：CO2＋H2O＋ClO－===CO＋HClO
C．增大压强，溶液的漂白性和酸性均增强
D．增大压强，氯气的溶解度增大，K1不变
解析：B 向氯水中滴加NaOH溶液至中性，溶液中存在物料守恒，2c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(HClO)，则c(Na＋)＜c(HClO)＋c(Cl－)，A正确；由HClO和H2CO3的电离平衡常数可知，酸性：H2CO3＞HClO＞HCO，因此向“84”消毒液中通入少量CO2：CO2＋H2O＋ClO－===HCO＋HClO，B错误；增大压强，氯气的溶解度增大，溶液的漂白性、酸性均增强，C正确；温度不变，反应的平衡常数不改变，故增大压强，K1不变，D错误。
易错警示
氯水的组成及性质在应用中的常见误区
(1)制取氯水的反应为Cl2＋H2O HCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂。
(2)氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性会增强，但其漂白性会逐渐减弱直至消失。因此，氯水要现用现配。
(3)Cl2有较强的氧化性，但没有漂白性；氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了具有强氧化性的HClO。
(4)ClO－与Fe2+、I－、S2-、HS－、SO等在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
题组三 其他含氯化合物的性质与探究
5．(2024·河南安阳高三月考)含氯物质在生产生活中有重要作用。
(1)次氯酸钙的制备：将氯气通入以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料打成的浆料中“氧化”，充分反应后，过滤[滤去过量的Ca(OH)2和CaCO3]。
①“氯化”时要适当减缓通入Cl2速率的目的是________________________。
②所得滤液中含有的阴离子有OH－、Cl－、ClO－、ClO，若Cl－、ClO－、ClO的物质的量分别为a、b、c，则a、b、c之间的关系为____________。
(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为__________(按气流方向由左向右)。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中Cl－存在的操作及现象是____________________________________。
(4)相同温度和压强下，Cl2在不同溶液中的溶解度(用溶解Cl2的物质的量浓度表示)随溶液浓度变化。在NaCl溶液和盐酸中Cl2的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如图。
①在氯化钠溶液中，生成Cl的离子方程式为__________________________。
②随着盐酸浓度增大，氯气的溶解度先减小后增大的原因是__________________________________________________________________________________。
解析：(1)①使氯气被氢氧化钙充分吸收而反应，提高氯气转化率 ②a＝b＋5c
(2)cdbae
(3)HClO 取少量样品于试管中，加入几滴AgNO3溶液，有白色沉淀生成，则该久置氯水中存在Cl－
(4)①Cl2＋Cl－===Cl ②盐酸浓度较小时，随着盐酸浓度的增大，Cl2与H2O的反应被抑制，氯气溶解度减小，随后随着盐酸浓度的增大，生成Cl为主要反应，从而促进Cl2溶解
6．(2024·湖南师大附中一模)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。二氧化氯的制备以及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂——亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图：
已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下以保证安全。
下列说法正确的是( )
A．工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)用的是阴离子交换膜
B．“ClO2发生器”中鼓入空气的作用是将NaClO3氧化成ClO2
C．“吸收塔”内发生反应的化学方程式为2NaOH＋2ClO2===NaClO2＋H2O＋NaClO3
D．对NaClO2·3H2O晶体进行重结晶可获得纯度更高的晶体
解析：D 工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)，为防止生成的氯气与OH－接触反应，应用阳离子交换膜，故A错误；由已知②可知，纯二氧化氯易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全，则发生器中鼓入空气的作用应是稀释二氧化氯以防止爆炸，故B错误；吸收塔内发生的反应为在碱性条件下，二氧化氯与过氧化氢发生氧化还原反应生成亚氯酸钠、氧气和水，反应的化学方程式为2NaOH＋2ClO2＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O2，故C错误；粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体，则要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作
是重结晶，故D正确。
考点二 氯气的实验室制法
1．制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。经典方法用MnO2制取Cl2的化学方程式为__MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O__。简易装置制取氯气，也可以用KMnO4、KClO3、K2Cr2O7与浓盐酸反应，分别写出KMnO4、KClO3、K2Cr2O7与浓盐酸反应制Cl2的化学方程式：
①__2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O__。
②__KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O__。
③__K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O__。
2．实验装置
(1)实验装置
(2)实验“四”注意
①反应物的选择，必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
②加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。
③尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。
④实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
3．制取过程
温馨提示
实验室中制取气体装置的设计
实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置，根据实际需要，还可增加除杂装置和尾气处理装置等。
选择各部分装置时，应注意：依据反应物的状态和反应条件，选择气体的发生装置；依据气体及其所含杂质的性质，选择除杂装置；依据气体的密度、气体在水中的溶解性，以及是否与水反应，选择收集装置；依据气体的性质，选择尾气处理装置。
装置的连接顺序一般为发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置→尾气处理装置(如需要)。
4．工业制法
电解饱和食盐水(氯碱工业)：__2NaCl＋2H2OH2↑＋2NaOH＋Cl2↑__。
电解熔融NaCl：__2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑__。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)含1 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热，生成Cl2分子数为0.25NA。( )
错因：
(2)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4。( )
错因：
(3)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。( )
错因：
(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2。( )
错因：
(5)用干燥的碘化钾淀粉试纸检验Cl2是否收集满。( )
错因：
解析：(1)× 随着反应的进行，浓盐酸会变成稀盐酸，稀盐酸不再与MnO2反应生成氯气。
(2)× 用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2。
(3)× 用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl，会引入杂质气体CO2，应用饱和NaCl溶液除去Cl2中混有的HCl，再用浓硫酸干燥。
(4)√
(5)× 应用湿润的碘化钾淀粉试纸检验Cl2是否收集满。
题组一 氯气的制备与性质实验的综合
1．(2024·湖南衡阳二模)实验室用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2时用不到的实验仪器有( )
A．①②④⑤ B．③⑥ C．②③⑤ D．③④⑤
解析：B 用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2，属于固体和液体反应加热生成气体，此类装置为固液混合加热型装置，故①②⑤都能用到；装置③为100 mL容量瓶，此实验不需要溶液配制；收集到的氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集，故④能用到；装置⑥无法控制浓盐酸的流速，此实验需用分液漏斗。
【题源】必修第一册第48页
2．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中A部分的装置是________(填字母)。
(2)装置B中的现象是_____________________________________________。
(3)请写出装置D中反应的离子方程式：__________________________，装置E的作用是__________________________________。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：_________________________________________________。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法：__________________________________(用化学方程式表示)。
解析：(1)b (2)溶液变蓝色
(3)Cl2＋2Fe2+===2Cl－＋2Fe3+ 吸收多余的Cl2，防止污染空气
(4)取少量C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明C中亚硫酸钠已被氧化
(5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
题组二 氯气与其他含氯化合物制备的综合
3．(2024·贵州高三诊断联考三)实验室制备易溶于水的ClO2气体的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应：2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl，实验装置如图。
下列有关实验叙述错误的是( )
A．F为ClO2收集装置，应选用的装置是①
B．A中烧瓶内发生反应的离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O
C．E中盛有CCl4液体目的是用于除去ClO2中的未反应的Cl2
D．ClO2作为一种广谱型的消毒剂，将成为自来水的消毒剂新品
解析：A F为ClO2收集装置，ClO2的密度比空气密度大，应该用向上排空气法，所以选择②，故A错误；装置A是氯气的制备装置，烧瓶内发生反应的离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O，故B正确；装置E是为了除去过量的氯气，ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，根据“相似相溶”可用装置E盛有CCl4液体，故C正确；ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将逐渐取代Cl2成为新时代绿色消毒剂，故D正确。
4．(2024·湖南邵东高三月考八)DCCNa()是一种高效、安全的消毒杀菌剂。它常温下为白色固体，难溶于冷水，受热易分解。利用NaClO溶液和氰尿酸(C3H3N3O3)溶液反应制备DCCNa。实验装置如图所示：
已知：2NaClO＋C3H3N3O3===NaC3N3O3Cl↓＋NaOH＋H2O；回答下列问题：
(1)装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为____________________________。
(2)仪器b的名称为__________。
(3)装置Ⅱ中溶液a为______________。
(4)当装置Ⅲ中的三颈烧瓶内液面上方有黄绿色气体时，再加入氰尿酸溶液。并在整个过程中不断通入一定量的氯气，其原因是__________________________。
(5)装置Ⅳ中的试剂可选用__________(填字母)。
a．Na2S b．NaCl c．Ba(OH)2 d．H2SO4
(6)反应结束后，装置Ⅲ中三颈烧瓶内的浊液经过滤、______________、干燥，得DCCNa粗产品。
(7)有效氯含量是判断产品质量的标准。通过下列方法测定有效氯含量的原理为：
C3N3O3Cl＋H＋＋2H2O===C3H3N3O3＋2HClO
HClO＋2I－＋H＋===I2＋Cl－＋H2O
I2＋2S2O===S4O＋2I－
准确称取1.200 0 g样品，配成250 mL溶液。取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min，用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉溶液作指示剂继续滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。该样品的有效氯为________%(计算结果保留三位有效数字)。
已知：该样品的有效氯＝×100%。
解析：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)分液漏斗
(3)饱和食盐水
(4)使Cl2与反应生成的NaOH再次生成次氯酸钠，提高原料的利用率
(5)ac (6)冰(冷)水洗涤 (7)59.2
解析：(7)n(Na2S2O3)＝0.100 0 mol·L-1×0.02 L＝0.002 mol，根据已知离子方程式可列关系式为C3N3O3Cl～2HClO～2I2～4S2O，250 mL样品溶液中，
n(C3N3O3Cl)＝×＝0.005 mol，样品的有效氯×100%≈59.2%。
考点三 卤素 海水资源的开发与利用
1．卤素
(1)卤素单质的相似性
①都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。
②都能与碱溶液反应：X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外，不符合此化学方程式)。
③都能与水反应：X2＋H2O HX＋HXO(F2例外，不符合此化学方程式)。
④都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成__FeI2__。
(2)卤素单质的递变性
颜色逐渐__加深__
熔、沸点逐渐__升高__
密度―→逐渐__增大__
氧化性逐渐__减弱__
还原性(X－)―→逐渐增强
(3)卤素单质的特殊性
①氟元素无正化合价，F2与水剧烈反应：
2F2＋2H2O===4HF＋O2。F2与酸碱盐溶液反应时，先和水反应，产物再和酸碱盐反应。
②Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封保存。
③Br2和I2在水中溶解度较小，都可被四氯化碳、苯等非极性溶剂从水溶液中萃取。
④I2易升华，淀粉遇I2变蓝。
⑤I2＋I－ I，浓的KI可以将I2从有机溶剂中萃取到水溶液中，实现碘的富集。
(4)卤素离子的检验方法
①AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
②置换——萃取法
未知液
有机层
③氧化——淀粉法检验I－
未知液蓝色溶液，表明有I－
2．海水资源的开发与利用
(1)海水资源的利用
(2)海水蒸馏原理装置图及注意事项
注意以下几点：
①温度计水银球的位置位于__支管口__。
②冷凝管水流方向为__自下而上__。
③为防止暴沸应加__碎瓷片__或__沸石__。
④应垫__陶土网__对蒸馏烧瓶加热。
(3)海水中化学资源的开发利用
①海水提取氯——氯碱工业
海水―→精盐
a．电解饱和NaCl溶液：(写出化学方程式，下同)__2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__。
b．产物制盐酸：__H2＋Cl22HCl__。
c．制漂白液：__Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O__。
②海水提镁
海水Mg(OH)2MgCl2(溶液)MgCl2·6H2O无水MgCl2Mg。
③海水提溴
主要过程及反应：
④海带提碘
工艺流程
b．两种原理
主要的化学原理：__Cl2＋2KI===2KCl＋I2__(写化学方程式)。
主要的物理原理：单质碘用CCl4或苯萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
3．海水其他资源的开发利用
(1)从海水中提取核能的重要原料：__铀和重水__。
(2)潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO。( )
错因：
(2)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3。( )
错因：
(3)浓硫酸不能干燥HBr、HI。( )
错因：
(4)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞。( )
错因：
(5)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中含有I－。( )
错因：
(6)从海水中提取任何物质都必须通过化学反应才能实现。( )
错因：
(7)实验室从海带中提取单质碘的方法：取样→灼烧→溶解→过滤→萃取。( )
错因：
解析：(1)× 卤素单质F2与水反应生成HF和O2。
(2)× Fe与I2反应时生成FeI2。
(3)√ (4)√ (5)√
(6)× 从海水中提取物质不是都必须通过化学反应才能实现，如可用蒸馏法从海水中提取淡水。
(7)× 实验室从海带中提取单质碘的方法是取样→灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取→蒸馏。
题组一 卤素的性质及递变规律
1．(2024·长郡中学高三月考五)某小组比较Cl－、Br－、I－的还原性，实验如下：
项目 装置 现象
实验1 ① 试管内颜色无明显变化；用蘸浓氨水的玻璃棒靠近管口，产生白烟
实验2 ② 溶液变黄；把湿润的碘化钾淀粉试纸靠近试管口，变蓝
实验3 ③ 溶液变深紫色；经检验溶液含单质碘
下列对实验的分析合理的是( )
A．实验1中，白烟是(NH4)2SO4
B．根据实验1和实验2判断还原性：Br－>Cl－
C．根据实验3判断还原性：I－>Br－
D．上述实验利用了浓硫酸的强酸性、强氧化性等性质
解析：B 硫酸不具有挥发性，白烟不可能是(NH4)2SO4，而是浓硫酸与NaCl固体反应生成的挥发性酸HCl与氨气生成的氯化铵，故A错误；浓硫酸具有氧化性，将溴离子氧化成具有挥发性的溴单质，溴单质将湿润碘化钾淀粉试纸中的碘离子氧化成碘单质，使得碘化钾淀粉试纸变蓝，可知氧化性：浓硫酸＞Br2；而浓硫酸不能氧化Cl－得到氯气，说明氯气的氧化性强于浓硫酸，则氧化性Cl2＞Br2，还原性Br－＞Cl－，故B正确；结合试验2可知浓硫酸的氧化性大于溴，②中溶液中还有剩余的浓硫酸，也能氧化I－成碘单质；所以试验3中无法确定是何种物质将碘离子氧化，故C错误；①中为难挥发性酸制备易挥发酸，②为浓硫酸氧化溴离子，所以利用了浓硫酸的难挥发性、强氧化性，故D错误。
2．向溶质为FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述不正确的是( )
A．原溶液中的Br－不一定被氧化
B．通入氯气之后原溶液中的Fe2+一定被氧化
C．不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+
D．若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，能产生淡黄色沉淀
解析：D 还原性：I－ >Fe2+>Br－，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，说明Fe2+部分或全部被氧化，Br－可能被氧化，A、B正确；通入氯气之后原溶液中的Fe2+部分或全部被氧化，所以不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+，C正确；如Br－全部被氧化生成Br2，则萃取后加入硝酸银，没有淡黄色沉淀生成，D错误。
题组二 单质氧化性的实验探究
3．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是________________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是______________________________。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_______________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是______________________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ的实验目的是____________________________________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下________________________，得电子能力逐渐减弱。
解析：(1)
(2)湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
题组三 卤素互化物
4．(2024·安徽师大附中高三测试)卤素间形成的化合物如“IF5、BrCl、IBr”等称为卤素互化物，化学性质与卤素单质类似。下列关于卤素互化物性质的描述及发生的相关反应正确的是( )
A．IF5和卤素单质一样，元素化合价都是0
B．IBr与Fe反应的化学方程式为3IBr＋2Fe===FeI3＋FeBr3
C．1 mol BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子为1 mol
D．IBr与水发生的反应不是氧化还原反应
解析：D F的非金属性比I强，IF5中元素化合价依次为＋5和－1，故A错误；氧化性：Fe3+>I2，IBr与Fe反应生成FeI2，故B错误；BrCl与足量FeBr2反应的化学方程式为3BrCl＋6FeBr2===FeCl3＋5FeBr3，BrCl中Br元素在反应中由＋1价变为－1价，故1 mol BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子为2 mol，故C错误；IBr中溴电负性较强，溴显－1价、碘显＋1价，IBr可以与水生成HIO和HBr，各元素化合价没有改变，不是氧化还原反应，故D正确。
5．(2024·黑龙江大庆期末)氯化碘(ICl)可用作分析试剂和有机合成。查阅资料可知，ICl的相关信息如表所示。
物理 性质 颜色、状态 通常为红棕色液体
密度/(g·cm-3) 3.24
沸点/℃ 97.4
化学性质 (部分) 水解生成HIO和HCl；与金属氧化物反应生成氧气、碘化物和氯化物
制备 方法 在碘上通氯至生成物完全液化，蒸馏收集100～101.5 ℃的馏分
下列说法正确的是( )
A．ICl＋H2O===HIO＋HCl是氧化还原反应
B．FeO与ICl反应的化学方程式为2FeO＋2ICl===FeCl2＋FeI2＋O2↑
C．制备ICl时，反应完全的标志是固体全部转化为液体
D．ICl适合盛放在带胶塞的细口试剂瓶中
解析：C ICl中碘为＋1价，反应过程中无元素化合价变化，不属于氧化还原反应，A项错误；生成的氧气与亚铁盐不共存，B项错误；碘单质为固体，ICl为液体，故制备ICl时，反应完全的标志是固体全部转化为液体，C项正确；ICl有强氧化性，适合盛放在带玻璃塞的细口瓶中，D项错误。
题组四 海水资源的开发与利用
6．(2024·上海交大附中期末)海水是资源丰富的大宝库，开发和利用海洋资源是当前科学研究的一项重要任务。空气吹出法是海水提溴的常用方法，溴及其衍生物是制药业和制取阻燃剂、钻井液等的重要原料，海水提溴的一般流程如下：
(1)吸收塔中用SO2的水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，写出有关反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目：____________________________________。
(2)进行虚线框内的工艺流程的目的是______________。
(3)已知海水中Br－含量为64 mg·L-1，依据上述流程，若将5 m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl2的体积为________L(忽略Cl2的溶解)。
解析：(1)＋2H2O===2HBr＋H2SO4 (2)富集溴元素 (3)89.6
解析：(3)由图可知，提取溴的过程中需要通入2次氯气，则将5 m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下氯气的体积为×2×22.4 L/mol＝89.6 L。
【题源】必修第二册第101页
1．(2024·浙江卷)工业上将Cl2通入冷的NaOH溶液中制得漂白液，下列说法不正确的是( )
A．漂白液的有效成分是NaClO
B．ClO－水解生成HClO使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强
D．NaClO溶液比HClO溶液稳定
解析：B 漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl)，有效成分是次氯酸钠，A正确；ClO－水解生成HClO，水解方程式为ClO－＋H2O HClO＋OH－，使漂白液呈碱性，B错误；通入CO2后，发生反应NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO，漂白液消毒能力增强，C正确；次氯酸不稳定，次氯酸盐稳定，所以热稳定性：NaClO＞HClO，D正确。
2．(2024·广东卷)1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是( )
解析：A 利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，不能达到预期目的，A符合题意；实验室制得的氯气中有HCl杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净化、干燥Cl2的目的，B不符合题意；氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C不符合题意；H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D不符合题意。
3．(2023·辽宁卷)某小组进行实验，向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2，充分振荡，溶液呈浅棕色，再加入0.2 g锌粒，溶液颜色加深；最终紫黑色晶体消失，溶液褪色。已知I(aq)为棕色，下列关于颜色变化的解释错误的是( )
选项 颜色变化 解释
A 溶液呈浅棕色 I2在水中溶解度较小
B 溶液颜色加深 发生了反应：I2＋I－ I
C 紫黑色晶体消失 I2(aq)的消耗使溶解平衡I2(s) I2(aq)右移
D 溶液褪色 Zn与有色物质发生了置换反应
解析：D 向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2，充分振荡，溶液呈浅棕色，说明I2的浓度较小，因为I2在水中溶解度较小，A正确；已知I(aq)为棕色，加入0.2 g锌粒后，Zn与I2反应生成ZnI2，生成的I－与I2发生反应I－＋I2 I，生成I使溶液颜色加深，B正确；I2在水中存在溶解平衡I2(s) I2(aq)，Zn与I2反应生成的I－与I2(aq)反应生成I，I2(aq)浓度减小，上述溶解平衡向右移动，紫黑色晶体消失，C正确；最终溶液褪色是Zn与有色物质发生了化合反应，而不是置换反应，D错误。
4．(2024·福建卷)多卤离子I、IBr、ICl在水溶液中的分解反应及平衡常数值如下：
离子 分解反应 平衡常数值
I(aq) I(aq) I2(aq)＋I－(aq) 1.4×10-3
ICl(aq) ICl(aq) ICl(aq)＋Cl－(aq) 6.0×10-3
IBr(aq) IBr(aq) IBr(aq)＋Br－(aq) K
下列说法错误的是( )
A．K<6.0×10-3
B．上述分解反应均为氧化还原反应
C．共价键极性：ICl>IBr
D．BrCl(aq)可分解为BrCl(aq)和Cl－(aq)
解析：B 已知电负性：Cl>Br，因此氯在化合物中更容易吸引电子，导致I—Cl比I—Br更容易断裂，所以电离程度：ICl＞IBr，K<6.0×10-3，A正确；每个碘离子可以与一个碘分子结合，形成I，I能够离解成碘和碘离子，形成平衡反应：I－＋I2 I，所以溶液中存在I(aq) I2(aq)＋I－(aq)的电离平衡，此变化不是氧化还原反应；三个变化过程中，各元素化合价都没有改变，不是氧化还原反应，B错误；同主族元素从上往下，电负性逐渐减小，因此氯的电负性大于溴的电负性，形成共价键的两元素之间的电负性的差值越大，则键的极性越强，因此共价键极性的大小关系为ICl>IBr，C正确；已知电负性：Cl>Br，因此氯在化合物中更容易吸引电子，导致Br—Cl容易断裂产生为BrCl(aq)和Cl－(aq)，D正确。
1．(2024·湖南部分学校临考模拟)化学与生产、生活等社会实际密不可分，下列说法正确的是( )
A．高铁酸钾(K2FeO4)可以用来进行自来水消毒，还可净水
B．氯气和活性炭均可作漂白剂，若同时使用，其漂白效果会明显增强
C．海水提溴工艺中，用二氧化硫进行吸收，利用了二氧化硫的氧化性
D．暖宝宝主要含有铁粉、水、活性炭、食盐等，其原理主要是利用铁粉与水反应放热
解析：A
2．(2024·湖南百师联盟三模)某同学利用W形管和V形管安装了下面微型实验装置，进行Cl2的制备及探究Cl2的漂白性实验。下列说法正确的是( )
A．固体粉末甲为二氧化锰
B．鲜花花瓣褪色说明Cl2具有漂白性
C．W形管和V形管的玻璃泡能防止倒吸
D．溶液乙为碱液，与安全气球共同防止Cl2逸出
解析：D
3．(2024·山东日照高三三模)类比推理是化学中常用的思维方法，下列说法正确的是( )
A．PCl3水解生成H3PO3和HCl，则NCl3水解生成HNO2和HCl
B．Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO，则Pb3O4可以写为PbO2·2PbO
C．CO2与Ca(ClO)2反应生成CaCO3和HClO，则CO2与NaClO反应生成Na2CO3和HClO
D．CH3CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH，则HOCH2CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为HOOC—COOH
解析：B 由于电负性：N＞Cl＞P，故PCl3中P为＋3价，Cl为－1价，则PCl3水解生成H3PO3和HCl，则NCl3中N为－3价，Cl为＋1价，因此水解生成NH3和HClO，A不符合题意；已知Fe常见化合价为＋3价和＋2价，则Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO，而Pb的常见化合价为＋4价和＋2价，故Pb3O4可以写为PbO2·2PbO，B符合题意；HClO的酸性大于HCO，则CO2与NaClO溶液反应生成NaHCO3和NaClO，C不符合题意；乙二醇、乙二酸均可被酸性KMnO4溶液氧化，即CH3CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH，则HOCH2CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CO2，D不符合题意。
4．浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源，其中海水提溴工艺如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．吹出塔中采用热空气有利于溴的吹出
B．吸收塔中SO2被氧化
C．吸收时可用Fe2(SO4)3溶液代替SO2和水
D．若用该法得到1 mol溴单质，至少消耗氯气2 mol
解析：C 海水中通入氯气和酸，发生反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，因为液溴易挥发，采用热空气吹出溴单质，A正确；吸收塔中发生反应：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，硫元素化合价升高，SO2被氧化，B正确；根据B选项分析，SO2被氧化，SO2作还原剂，Fe2(SO4)3中Fe3+具有强氧化性，不与溴单质反应，因此Fe2(SO4)3不能代替SO2，C错误；若用该法得到1 mol溴单质，在溴的富集过程中消耗1 mol Cl2，最后制备过程中再消耗1 mol Cl2，所以至少消耗氯气2 mol，D正确。
5．(2024·江西赣州高三二模)二氧化氯(ClO2)是一种高效、安全的杀菌消毒剂。一种综合法制备ClO2的工艺流程及ClO2分子的结构(O—Cl—O的键角为117.6°)如图所示。下列说法正确的是( )
A．Cl2与ClO2分子中所含化学键类型完全相同
B．ClO2分子中含有大π键(π)，Cl原子杂化方式为sp2杂化
C．“ClO2发生器”中，NaClO3的还原产物为Cl2
D．“电解”时，阳极与阴极产物的物质的量之比为3∶1
解析：B Cl2分子中含有非极性共价键，而ClO2分子中含有极性共价键且由题干信息可知含有配位键，即二者所含化学键类型不相同，A错误；由题干ClO2的分子结构可知，ClO2分子中含有大π键(π)，Cl原子周围的价层电子对数为3，故杂化方式为sp2杂化，B正确；由题干流程图可知，NaClO3的还原产物为ClO2，C错误；由题干流程图可知，“电解”时，阳极发生氧化反应，即Cl－－6e－＋3H2O===ClO＋6H＋，阴极发生还原反应，即2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，根据电子守恒可知，阳极与阴极产物的物质的量之比为1∶3，D错误。
6．下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 用过氧化氢滴定碘化钾淀粉溶液 溶液变蓝 达到滴定终点
B 向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液，再加入CCl4振荡，静置 下层呈 紫红色 该食用加碘盐中含有KIO3
C 用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别NO2、溴蒸气 试纸变蓝 该气体为溴蒸气
D 最后试管 有浅黄色 沉淀 有机化合物中含有溴原子
解析：B A项，碘化钾淀粉溶液一般作为指示剂，设计用过氧化氢滴定碘化钾淀粉溶液无法判定终点，实验不合理；B项，在酸性环境中，KIO3与KI反应生成I2，正确；C项，NO2溶于水变为硝酸，硝酸也具有强氧化性，也可使碘化钾淀粉试纸变蓝，错误；D项，加入AgNO3溶液之前必须要用硝酸中和溶液中的碱，错误。
7．某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分及应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴入清液中，观察到瞬间产生白色沉淀，局部出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。已知：
①CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色)，该反应速率很慢。
②2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，该反应速率很快。
③(SCN)2是拟卤素，化学性质和氯气相似。
下列说法正确的是( )
A．用KSCN溶液检验Fe3+时，Cu2+的存在不会对检验产生干扰
B．局部出现红色主要是因为溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化成Fe3+，Fe3+与KSCN反应生成Fe(SCN)3
C．白色沉淀是CuCl，是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D．红色迅速褪去的原因可能是振荡试管时Cu2+与SCN－发生反应，从而使Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡逆移
解析：D 用KSCN溶液检验Fe3+时，根据2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，Cu2+存在干扰，故A错误；红色物质是Fe(SCN)3，(SCN)2为拟卤素，化学性质和氯气相似，说明也具有氧化性，溶液中的Fe2+也可能是被(SCN)2氧化成Fe3+，故B错误；瞬间产生白色沉淀可能是溶液中的CuCl2与Cu反应生成，也可能是CuCl2、KSCN之间反应生成，故C错误；Cu只要与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，Cu2+就会与SCN－反应，故红色褪去也有可能是溶液中的SCN－被消耗，从而使Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡逆移，故D正确。
8．(2024·贵阳一中高三三模)无水AlCl3(178 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用Al和氯气通过如图所示装置制备。下列说法正确的是( )
A.试剂瓶B、C、F中分别盛饱和NaHCO3溶液、浓硫酸、浓硫酸
B．反应开始时，应先点燃A处酒精灯，待观察到装置中充满黄绿色气体时，再点燃D处酒精灯
C．若D中生成的AlCl3凝华堵塞导管，B中可观察到的现象为长颈漏斗中液面下降
D．装置F和G可用装有无水CaCl2的干燥管替换
解析：B A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，氯气中有氯化氢、水等杂质，先用B中饱和食盐水除氯化氢，再用C中浓硫酸干燥，氯气与铝在D中加热条件下反应制得氯化铝，反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收，为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸气反应，所以在收集装置和尾气吸收装置之间加一干燥装置F，E为收集瓶，以此解答该题。B用于除去氯化氢，应为饱和食盐水，A错误；反应开始时，应先点燃A处酒精灯开始反应，待观察到装置中充满黄绿色气体时，再点燃D处酒精灯，B正确；若D中生成的AlCl3凝华堵塞导管，B中压强增大，可观察到的现象为长颈漏斗中液面上升，C错误；无水氯化钙不能吸收氯气，不能起到尾气处理作用，D错误。
9．碘及其化合物广泛应用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如图所示，下列说法不正确的是( )
A.加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2+＋2I－
B．生成的沉淀与硝酸反应，生成AgNO3后可循环使用
C．氧化步骤：若反应物用量比＝1.5时，氧化产物为I2
D．氧化步骤：若反应物用量比＞1.5时，I2会被进一步氧化，造成单质碘的收率降低
解析：C 加入Fe粉，与AgI发生反应，生成Ag和FeI2，离子方程式为2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2+＋2I－，A正确；生成的沉淀为Ag，与硝酸反应3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O，生成AgNO3后可循环使用，B正确；氧化步骤：若反应物用量比＝1.5时，发生反应3Cl2＋2Fe2+＋4I－===6Cl－＋2Fe3+＋2I2，氧化产物为Fe3+和I2，C不正确；氧化步骤：若反应物用量比＞1.5时，I2会被过量Cl2进一步氧化为碘的含氧酸，造成单质碘的收率降低，D正确。
10．海洋中有丰富的NaCl资源。研究表明，氯离子的侵入是造成钢筋混凝土腐蚀的主要原因(Na＋对腐蚀无影响)。海砂经淡化后，Cl－的含量达到一定标准才能用作建筑用砂。某合作学习小组猜测Cl－会增大金属与盐溶液或酸溶液的反应速率。
(1)工业上通过电解饱和NaCl溶液制Cl2的离子方程式为_______________________________________。
(2)实验室用如图所示装置模拟工业上制Cl2。检验产生的Cl2的操作及现象是____________________________________________________________________。
(3)探究Cl－是否会增大金属与盐溶液的反应速率。
①小组同学利用图1所示装置进行探究。当Zn Cu原电池工作约30 s后，向电池槽内加入少量NaCl固体，电流随时间的变化如图2所示。甲同学认为加入NaCl固体后电流强度增大并不能说明Cl－会增大金属与盐溶液的反应速率，其理由可能是_____________________________________________________________。
②乙同学利用温度传感器进行探究。分别取20 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液于A、B两个100 mL烧杯中；向B烧杯中加入5 g NaCl固体，使其溶解。在相同温度下，分别往两个烧杯中加入相同的用砂纸打磨过的镁条，采集温度数据，得出Cl－会增大金属与盐溶液的反应速率。已知0～100 s A烧杯中溶液温度随时间的变化如图所示，请在相应位置画出0～100 s B烧杯中溶液温度随时间的变化情况(100 s时反应仍在进行)。
(4)探究Cl－是否会增大金属与酸溶液的反应速率。小组同学的实验记录如表：
实验 序号 Zn片 酸 其他 试剂 生成 V mL H2 的时间
Ⅰ 完全 相同 100 mL 0.1 mol/L硫酸溶液 — t1
Ⅱ 100 mL 0.2 mol/L 盐酸 — t2
Ⅲ 100 mL a mol/L硫酸溶液 少量b t3
其中，t1＞t2，t1＞t3。
①由实验Ⅰ和实验Ⅱ_____(填“能”或“不能”)推知Cl－会增大金属与酸溶液的反应速率，理由是______________________________________________。
②小组同学一致认为，由实验Ⅰ和实验Ⅲ可推知Cl－会增大金属与酸溶液的反应速率，则实验Ⅲ中，a＝____________________________________________，
b处填__________。
(5)提出一种合理的降低海砂中Cl－含量的方法：_________________________。
解析：(1)2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑
(2)将碘化钾淀粉试纸湿润，粘在玻璃棒的一端，将此端靠近a管口，试纸变蓝，则表明反应生成Cl2
(3)①加入NaCl固体后，溶液中离子浓度增大，导电能力增强 ②见下图
(4)①不能 Zn与酸反应时，c(H＋)相同，但盐酸与Zn反应所用时间比硫酸短，可能是Cl－增大反应速率，也可能是SO减慢反应速率 ②0.1 NaCl固体
(5)用淡水冲洗(或其他合理方法)
(2024·泉州五中高三适应检测)氯化磷酸三钠熔点67 ℃，常温下较稳定，受热易分解，具有良好的消杀、漂白作用，广泛用于医药、餐饮行业。某小组设计如下流程制备氯化磷酸三钠。下列叙述错误的是( )
A．理论上制得的氯化磷酸三钠不超过0.3 mol
B．“反应池1”中最少应加入400 mL 3 mol·L-1磷酸溶液
C．“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤和高温烘干
D．氯化磷酸三钠因含NaClO而具有消杀、漂白作用
解析：C n(NaOH)＝4.2 mol，根据Na守恒，1个(Na3PO4·12H2O)4·NaClO中含有13个Na原子，所以则n[(Na3PO4·12H2O)4·NaClO]最多为0.3 mol，A正确；(Na3PO4·12H2O)4·NaClO中，n(Na)∶n(P)＝13∶4，n(NaOH)＝4.2 mol，所以n(P)＝1.2 mol，浓度为3 mol·L-1，所以体积为400 mL，B正确；氯化磷酸三钠的熔点为67 ℃，常温下较稳定，受热易分解，所以不能高温烘干，C错误；NaClO具有强氧化性，所以具有漂白、杀菌和消毒的作用，D正确。
12．(2024·河北沧县一中高三模拟)三氯乙醛是无色易挥发油状液体，有刺激性气味，易溶于乙醇、乙醚和氯仿，能与水化合生成三氯乙醛水合物，易被HClO氧化生成CCl3COOH。实验室设计如下图所示装置，测定K2Cr2O7样品的质量分数，并用制得的Cl2在83～85 ℃下与乙醇制备少量三氯乙醛。
(1)A中发生反应的化学方程式为____________________________________。
(2)装置D、G内所盛试剂的作用为______________________________，导气管a的作用是________________________________________________。
(3)标准状况下，测定K2Cr2O7样品的质量分数时，若实验前后集气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL，则K2Cr2O7样品的质量分数的表达式为______________________(无需化简)。
(4)该实验装置中三通阀的孔路位置如下所示，测定K2Cr2O7样品的质量分数时调节为______，制备少量三氯乙醛时三通阀的孔路调节为______，并将水准管向______(填“上”或“下”)移动，使Cl2进入右侧装置。
(5)仪器F的加热方式为________，仪器b中冷凝水下进上出的目的是____________________________________，由于实验过程中可能会生成C2H5Cl等杂质，从F中分离出CCl3CHO，需要进行蒸馏操作，蒸馏时不能选用仪器b的原因是__________________________________________。
(6)装置H的作用是吸收过量的Cl2，其离子方程式为________________________________。
解析：(1)K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O
(2)吸收水蒸气，防止Cl2与水反应生成的HClO将CCl3CHO氧化生成CCl3COOH 平衡压强，有利于液体顺利流下，消除由于滴加浓盐酸造成的误差
(3)×100%
(4)C D 上
(5)水浴加热 使冷凝水充满整个管道，提高冷凝效果 会有部分馏分残留在球形冷凝管中，不利于收集
(6)Cl2＋Ca(OH)2===Ca2+＋Cl－＋ClO－＋H2O
解析：(3)测定实验前后集气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL，则标准状况下氯气的体积为(V2－V1)×10-3 L，氯气的物质的量为 mol，根据K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O，可知K2Cr2O7的物质的量为× mol，根据公式m＝M×n可知，K2Cr2O7的质量为××294 g，则样品中K2Cr2O7样品的质量分数的表达式为×100%。
第2讲 硫及其化合物
考点一 硫及其氧化物的性质
1．硫单质
硫元素在元素周期表中的位置是第__三__周期，__Ⅵ__族。原子结构示意图为____，价层电子排布式和价层电子排布图分别为__3s23p4__、
。
(1)硫元素的存在形态
(2)硫单质的物理性质
俗称 颜色状态 溶解性
水 酒精 CS2
硫黄 __黄色__晶体 __不溶__ 微溶 __易溶__
(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①能与单质反应：
②能与强氧化剂反应(如浓硫酸)
S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O，表现__还原__性。
③能与NaOH溶液反应
3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，表现__氧化性和还原性__。
特别提醒
(1)硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
(2)汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。
(3)实验室中，残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去。
2．硫的氧化物(SO2、SO3)
(1)二氧化硫(SO2)
①物理性质
色、态、味 密度 溶解性
无色、有刺激性气味的气体 比空气__大__ 易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约__40__体积SO2
②化学性质
SO2在化学试剂中，只能漂白品红溶液，与其他物质均不是体现漂白性。
③SO2实验室制备与探究流程
原理 性质探究 尾气处理
Na2SO3固体与70%左右的浓硫酸反应：__Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O__ a.酸性KMnO4溶液褪色，说明SO2具有还原性，反应的离子方程式为__2MnO＋5SO2＋ 2H2O===2Mn2+＋5SO＋4H＋__。 b.Na2S溶液中有淡黄色浑浊生成，证明SO2具有氧化性，化学方程式为__3SO2＋2Na2S===2Na2SO3 ＋3S↓__。 c.品红溶液褪色，证明SO2具有漂白性，但褪色 后的液体加热后又会恢复红色 用__NaOH溶液__吸收尾气
(2)三氧化硫(SO3)
①物理性质：熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为__液__态，在标准状况下为无色、针状晶体(__固__态)。
②化学性质：SO3具有酸性氧化物的化学通性，主要反应如下(写出化学方程式)。
a．与H2O反应：__SO2＋H2O===H2SO4__(工业制硫酸的重要步骤)。
b．与碱性氧化物反应(如与CaO反应)：__CaO＋SO2(g)===CaSO4__。
c．与碱反应[如与Ca(OH)2的反应]：
__SO3＋Ca(OH)2===CaSO4＋H2O__。
(3)硫的氧化物的污染与治理
①硫的氧化物的来源、危害及治理
②硫酸型酸雨的形成过程
特别提醒
(1)SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀。
(2)SO2不能漂白酸碱指示剂，只能使紫色的石蕊溶液变红，但不能使之褪色。
(3)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性，而不是漂白性。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)硫在自然界中仅以化合态存在。( )
错因：
(2)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。( )
错因：
(3)汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。( )
错因：
(4)二氧化硫漂白纸浆，没发生化学反应。( )
错因：
(5)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同。( )
错因：
(6)SO2和Cl2的水溶液都有漂白性，混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好。( )
错因：
(7)标准状况下，22.4 L SO3中含有硫原子数为NA。( )
错因：
解析：(1)× 硫在自然界中不仅以化合态存在，还能以单质形式存在。
(2)× 硫在空气或纯氧中燃烧的产物都是二氧化硫。
(3)√
(4)× 二氧化硫漂白纸浆，化合漂白，发生了化学反应。
(5)× SO2、漂白粉、Na2O2使红墨水褪色，是发生了化学反应；活性炭使红墨水褪色是吸附作用，属于物理变化。
(6)× SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，二者会反应生成H2SO4和HCl，漂白能力会减弱甚至消失。
(7)× 标准状况下SO3为固体，无法将Vm代入计算。
题组一 硫及其氧化物的性质
1．硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α 型，1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低法测得它含有S8分子。1891年，M.R.Engel用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0 ℃下作用首次制得了一种菱形的ε 硫，后来证明含有S6分子。下列说法正确的是( )
A．S6和S8分子都是由S原子组成，所以它们是一种物质
B．S6和S8分子分别与铁粉反应，所得产物不同
C．S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3
D．等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应，消耗KOH的物质的量相同
解析：D S6和S8分子都是由S原子组成的，它们是不同的物质，互为同素异形体，故A错误；S6和S8是硫元素的不同单质，化学性质相似，因此它们分别与铁粉反应，所得产物相同，故B错误；不管氧气过量还是少量，S6和S8分子分别与氧气反应可以得到SO2，故C错误；等质量的S6和S8分子，其硫原子的物质的量相同，因此它们分别与足量的KOH反应，消耗KOH的物质的量相同，故D正确。
2．实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取SO2气体
B．用装置乙制取SO2水溶液
C．用装置丙吸收尾气中的SO2
D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
解析：C 60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4＋2NaHSO3===Na2SO4＋2SO2↑＋2H2O，因此装置甲可以制取SO2气体，A正确；气体通入液体时“长进短出”，装置乙可以制取SO2水溶液，B正确；SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的SO2，C错误；SO2水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，D正确。
题组二 SO2的检验
3．(2024·湖南高三5月月考)如图所示的是验证二氧化硫性质的微型实验，a、b、c、d是浸有相关溶液的棉球，实验时将浓硫酸滴入装有亚硫酸钠固体的培养皿中，观察现象。关于此实验的现象、解释或结论以及对应关系均正确的是( )
选项 现象 解释或结论
A a处溴水颜色褪去 非金属性：Br＞S
B b处变为蓝 二氧化硫与水反应生成酸性物质
C c处变为蓝色 二氧化硫具有一定的氧化性
D d处红色褪去 二氧化硫具有漂白性
解析：D a处，二氧化硫与溴水发生氧化还原反应，生成硫酸和氢溴酸，溴水颜色褪去，氧化性：Br2＞H2SO4，但不能得出非金属性：Br＞S的结论，A不正确；二氧化硫为酸性氧化物，溶于水后生成亚硫酸，显酸性，使紫色石蕊溶液变红色，B不正确；c处，溶液不变蓝色，因为二氧化硫不能将KI氧化，所以淀粉溶液不会变蓝色，C不正确；d处，品红属于有机物，二氧化硫使品红溶液红色褪去，所以二氧化硫具有漂白性，D正确。
练后总结
二氧化硫制备与性质的归纳总结
(1)实验室可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性、还原性等。
①制取原理
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②综合实验装置
(2)常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性、还原性等。
①制取原理
Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
②综合实验装置
4．(2024·湖南高三4月考)检验碳粉与浓硫酸反应产生气体的装置和所加药品如下，下列叙述不正确的是( )
A．a中品红溶液褪色，说明混合气体中有SO2
B．b中KMnO4溶液的作用是除去SO2
C．b中发生反应的离子方程式为5SO2＋4H＋＋2MnO===5SO＋2H2O＋2Mn2+
D．c中品红溶液不褪色，d中澄清石灰水溶液变浑浊，说明混合物中存在CO2
解析：C 检验碳粉与浓硫酸反应产生的气体，也就是检验二氧化硫与二氧化碳是否存在，二者均能使澄清石灰水变浑浊，因此先检验并除去二氧化硫再检验二氧化碳。SO2能使品红溶液褪色而CO2不能，当a中品红溶液褪色，说明混合气体中有SO2，A项正确；b中的KMnO4溶液的作用是除去SO2，防止对后续二氧化碳的检验产生干扰，B项正确；题中所给离子方程不符合元素守恒电荷守恒，b中发生反应的离子方程式为5SO2＋2H2O＋2MnO===5SO＋4H＋＋2Mn2+，C项错误；c中品红溶液不褪色，证明二氧化硫已被除尽，此时d中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中存在CO2，D项正确。
练后总结
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为：
流程设计 检验SO2 除去SO2 检验SO2是否除尽 检验CO2
选用试剂 品红 溶液 酸性 KMnO4溶液 品红 溶液 澄清 石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
注意：有时为简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅但不褪成无色。
题组三 SO2的污染与防治
5．某工业废气中的SO2经如图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。下列说法正确的是( )
A．循环Ⅰ中，反应1中的氧化产物为ZnFeO3.5
B．循环Ⅰ中，反应2中的还原产物为ZnFeO4
C．MnO2可作为循环Ⅱ中吸收SO2的还原剂
D．循环Ⅰ和循环Ⅱ中消耗同质量的SO2，理论上得到S和H2SO4的质量之比为16∶49
解析：D 反应1为2ZnFeO4＋H22ZnFeO3.5＋H2O，故ZnFeO4为氧化剂，还原产物为ZnFeO3.5，故A错误；反应2为4ZnFeO3.5＋SO24ZnFeO4＋S，故SO2为氧化剂，还原产物为S，ZnFeO4为氧化产物，故B错误；由题目可知，循环Ⅱ中吸收反应为MnO2＋SO2===MnSO4，MnO2在反应中作氧化剂，故C错误；循环Ⅰ总反应为2H2＋SO2S＋2H2O，循环Ⅱ总反应为2H2O＋SO2===H2SO4＋H2，消耗同质量的SO2，理论上得到S和H2SO4的物质的量之比为1∶1，质量之比为32∶98＝16∶49，故D正确。
练后总结
四种常见的SO2尾气处理方法
方法一：钙基固硫法
为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为S＋O2SO2，CaO＋SO2CaSO3，2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为 2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。
方法二：氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟
气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)。
方法三：钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋
SO2＋H2O===2NaHSO3。
方法四：双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环使用，化学反应原理为
①吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。
②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH。
考点二 硫酸 硫酸根离子的检验
1．硫酸的物理性质
(1)H2SO4是无色液体，沸点__高__，较难__挥发__，加热温度较高可产生硫酸酸雾。
(2)溶解性：能与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热。
(3)稀释方法：__将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌__。
2．稀硫酸的化学性质
硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。
写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式。
(1)与活泼金属(如Fe)反应：__Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑__。
(2)与碱性氧化物(如MgO)反应：__MgO＋2H＋===Mg2+＋H2O__。
(3)与碱[如Ba(OH)2]反应：__Ba2+＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O__。
(4)与某些盐反应
①与Na2SO3溶液反应：__SO＋2H＋===H2O＋SO2↑__。
②与BaCl2溶液反应：__Ba2+＋SO===BaSO4↓__。
3．浓硫酸的特性
特别提醒
(1)由“量变”引起“质变”的反应：金属(如Cu、Zn等)与浓硫酸反应时，开始阶段产生SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，Zn与稀硫酸反应生成H2而不是SO2。
(2)体现浓硫酸“双重性”的反应：浓硫酸与金属反应时体现了浓硫酸的氧化性和酸性，而与碳等非金属反应时只体现了浓硫酸的氧化性。
(3)体现浓硫酸高沸点的反应：H2SO4是高沸点、难挥发的强酸，利用这一性质可以制取HCl：H2SO4(浓)＋NaClNaHSO4＋HCl↑，由于浓硫酸的强氧化性，不能用于制取HBr、HI等强还原性酸性气体。
(4)浓硫酸的吸水性可以吸的是液体水、水蒸气或者结晶水。
(5)浓硫酸的脱水性针对的是有机物，过程为化学变化。
4．硫酸工业制备的反应原理与工艺流程
(1)反应原理(写化学方程式)
①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2：
__4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2__或S＋O2SO2。
②SO2转化为SO3：__2SO2＋O22SO3__。
③SO3被吸收生成H2SO4：__SO3＋H2O===H2SO4__。
(2)工艺流程
特别提醒
工业上用98%的硫酸吸收SO3，可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高吸收率。
5．SO、SO的检验
(1)SO的检验
SO的检验要排除HSO的干扰。因此第一步先加入CaCl2溶液或者BaCl2溶液，过滤，在沉淀中加入盐酸有气体生成，将生成的气体通入品红溶液，品红溶液褪色，则原溶液中一定有SO。
(2)SO的检验
①检验SO时要防止其他离子的干扰。
a．Ag＋干扰
先用盐酸酸化，能防止Ag＋干扰，因为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
b．CO、SO干扰
因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是这些沉淀能溶于强酸。因此检验SO，必须用足量盐酸酸化(不能用HNO3酸化)。所用钡盐溶液不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO会被溶液中的NO氧化为SO，导致错误的实验结果。
②正确操作
被检液取清液有白色沉淀，证明有SO。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥SO2和CO。( )
错因：
(2)浓盐酸、浓硫酸两溶液敞口放置一段时间，浓度都会降低的原因相同。( )
错因：
(3)在实验室中，可用浓硫酸分别与NaCl、NaBr、NaI反应制取HCl、HBr、HI气体。( )
错因：
(4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO。( )
错因：
(5)将少量铜加入浓硫酸中加热，很快能观察到溶液变为蓝色。( )
错因：
(6)50 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2的物质的量为0.46 mol。( )
错因：
(7)常温下，用铁片可鉴别浓硫酸和稀硫酸。( )
错因：
(8)向一定量浓硫酸中加入足量锌粒，加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体。( )
错因：
解析：(1)× 浓硫酸不与SO2和CO反应，故可以干燥这两种气体。
(2)× 浓盐酸易挥发，溶质减少，浓度降低；浓硫酸具有吸水性，吸收空气中的水分，溶剂质量增加，浓度降低，二者浓度降低的原因不同。
(3)× 浓硫酸可以氧化NaBr、NaI，不能得到HBr、HI气体。
(4)× 酸化的NO可将SO氧化为SO，也会产生BaSO4白色沉淀。
(5)× 由于浓硫酸具有吸水性，因此不能得到蓝色溶液。
(6)× 随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，反应停止，故H2SO4不可能完全反应。
(7)√
(8)√
题组一 浓硫酸的性质及应用
1．(2024·东北师大附中高三适应考)按图示装置进行实验。在搅拌下将浓硫酸加入滴有少量水的蔗糖中，然后扣上图示大烧杯。下列说法不正确的是( )
A．本实验的现象说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B．水槽中NaOH溶液的主要作用是吸收SO2气体
C．c处纸条上有黄色物质生成，说明SO2具有氧化性
D．a、b处纸条均褪色，说明有SO2生成，且褪色原理相同
解析：D a处纸条褪色，说明有SO2生成且SO2具有漂白性；b处纸条褪色，是因为SO2将Br2还原为无色的Br－，说明SO2具有还原性，原理不同。
2．(2024·雅礼中学高三三模)按照下图进行铜与浓硫酸反应的探究实验，下列说法正确的是( )
A．蘸有品红溶液的滤纸褪色，说明SO2具有强氧化性
B．N形管溶液变为红色，说明有酸性气体进入N形管
C．反应后，从c口抽取反应液加到足量的氨水中最终产生蓝色沉淀
D．实验结束后从b口注入足量NaOH溶液，会有2种物质与NaOH反应
解析：B 铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。蘸有品红溶液的滤纸褪色，说明二氧化硫具有漂白性，故A错误；滴有石蕊的氢氧化钠溶液呈蓝色，则N形管溶液变为红色，说明溶液中氢氧化钠与通入的二氧化硫完全反应，过量的二氧化硫使溶液呈酸性，故B正确；反应后，从c口抽取反应液加到足量的氨水中发生的反应为硫酸铜溶液与足量氨水反应得到深蓝色的硫酸四氨合铜溶液，故C错误；氢氧化钠溶液能与反应生成的硫酸铜、二氧化硫反应，也能与未反应的稀硫酸反应，所以会有3种物质与氢氧化钠反应，故D错误。
题组二 SO的检验
3．下列关于硫酸根离子的检验方法中，正确的是( )
A．加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO
B．先加BaCl2溶液，再加HCl，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO
C．加入用HNO3酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO
D．加入过量HCl酸化，再向澄清液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明原溶液中存在SO
解析：D 加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀可能为碳酸钡、氯化银等，原溶液中可能含有碳酸根离子、银离子等，原溶液中不一定存在SO，A项错误；先加BaCl2溶液，再加HCl，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO或者Ag＋，B项错误；加入用HNO3酸化的BaCl2溶液，SO可被硝酸氧化生成SO，产生白色沉淀，C项错误；加入过量HCl酸化，无沉淀产生，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明原溶液中存在SO，D项正确。
4．有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A．实验证实Na2SO3已部分氧化
B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C．实验中加入足量稀硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D．此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
解析：D 稀硝酸具有强氧化性，可以将SO氧化为SO，因此不能证明Na2SO3是否部分被氧化。
练后总结
SO检验的两个误判点
(1)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性，发生反应：Ba2+＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。
(2)误将Ag＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。
题组三 硫酸的工业制取
5．下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
试填写下列空白：
(1)写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式：__________________________。
(2)写出上图中部分装置的作用：
①甲________________________；
②丙和丁____________________。
(3)若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：
①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深，使两个吸收瓶内的压强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾；
②________________________________________。
(4)上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于__________；丙和丁相当于__________。
(5)在硫酸工业制法中，下列说法正确的是________(填字母)。
A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧
B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
解析：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
(2)干燥SO2和O2 吸收SO3并做对照实验
(3)浓硫酸对SO3的吸收效果远好于水的吸收效果，SO3被浓硫酸充分吸收
(4)接触室 吸收塔
(5)D
考点三 硫及其化合物的相互转化及应用
1．硫及其化合物之间的转化规律
(1)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，可用下图表示。
如H2SSSO2SO3
写出反应③④⑤的化学方程式：
③__2SO2＋O22SO3__；
④__S＋H2H2S__；
⑤__SO2＋2H2S===3S＋2H2O__。
(2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。如：
SO2H2SO3Na2S③H2SO4O3NaHSO3
写出反应②③④的化学方程式：
②__H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O__；
③__Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑__；
④__SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3__。
2．硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
特别提醒
(1)“高低价态生中价”即当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
(2)“相邻价态不反应”即同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应；但可以发生复分解反应，如亚硫酸钠和浓硫酸。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)S2-和SO只有在酸性溶液中才能发生反应。( )
错因：
(2)浓硫酸和硫化亚铁混合可制得H2S。( )
错因：
(3)S在化学反应中只表现出还原性，而SO3在化学反应中只表现出氧化性。( )
错因：
(4)FeS2SO2H2SO4在给定条件下可实现转化。( )
错因：
(5)下列物质的转化在一定条件下能够实现：SSO3H2SO4。( )
错因：
解析：(1)√
(2)× 浓硫酸具有强氧化性，会将H2S氧化。
(3)× S是0价，中间价态既有氧化性也有还原性，SO3中S是＋6价，为最高价态，只有氧化性。
(4)× SO2和H2O生成H2SO3。
(5)× S燃烧只能生成SO2。
题组一 硫元素化合物之间的转化
1．(2024·湖南多校联考)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。如图是某元素的价类二维图，其中c能使品红溶液褪色，加热后溶液又恢复红色。f、h均为正盐，且焰色都是黄色。下列说法不正确的是( )
A．b能一步反应生成d
B．e的浓溶液可用铁槽车运输
C．a和c反应可以生成b
D．实验室常用h和e的浓溶液为原料制备c
解析：A 经分析可知，a为H2S，b为S，c为SO2，d为SO3，e为H2SO4，g为H2SO3，f为硫酸钠，h为亚硫酸钠。S不能一步反应生成SO3，故A错误；铁遇浓硫酸发生钝化现象，可用铁槽车运输浓硫酸，故B正确；H2S和SO2反应可以生成S和水，故C正确；实验室常用Na2SO3和H2SO4的浓溶液为原料制备SO2，故D正确。
2．(2024·湘东九校联考一)中国科学院某科研团队发现深海处酸性环境中，在微生物作用下的含硫物质的变化过程如下图所示(已略去部分不含硫物质)。已知：，下列有关说法错误的是( )
A．x＝y＝2
B．CN－中σ键和π键数目之比为1∶2
C．每产生9 mol HS－，步骤④共转移2 mol e－
D．步骤⑥过程可表示为3S2O＋24e－＋24H＋===6HS－＋9H2O
解析：C S3O中S平均化合价是＋，SO中S化合价是＋4价，化合价升高，单个S化合价升高数4－＝，S3O中有3个S，故失去电子数是2，x＝2；S4O中S平均化合价是＋2.5价，S2O中S平均化合价是＋2价，单个S化合价降低数是0.5，S4O中有4个S，故得到电子数是2，y＝2，故A正确；CN－中是碳氮三键，σ键和π键数目之比为1∶2，故B正确；由步骤⑦可知，S的化合价由＋4降为－2生成9 mol HS－可知，得到18 mol e－有3 mol SO参与反应；根据S守恒，参与步骤④的SO为1 mol，反应④为SCN－＋SO===S2O＋CN－，SO、SCN－、S2O中硫元素的化合价依次为＋4价、－2价、＋2价，SCN－、CN－中碳元素的化合价依次为＋4价和＋2价，所以步骤④中每消耗1 mol SO，转移电子数为4 mol，故C错误；步骤⑥是S2O转化为HS－，可表示为3S2O＋24e－＋24H＋===6HS－＋9H2O，故D正确。
题组二 硫及其化合物间的实验探究
3．(2024·长沙长郡中学高三一模)为探究不同价态硫元素之间的转化，设计了如下装置图(夹持装置略去)。下列说法正确的是( )
A．①中未观察到蓝色固体，说明产物中不存在硫酸铜
B．②中溶液褪色，说明SO2具有漂白性
C.③中淡黄色粉末变白，说明反应生成了Na2SO3
D．④中产生淡黄色沉淀，证明S2-被氧化
解析：D 铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，浓硫酸体现强氧化性、酸性。①中由于浓硫酸会吸收水分，未观察到蓝色固体，无法说明产物中不存在硫酸铜，故A错误；②中溶液褪色，是SO2与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，证明SO2具有还原性，故B错误；③中淡黄色粉末变白，是过氧化钠和SO2反应生成硫酸钠，故C错误；④中产生淡黄色沉淀，沉淀是SO2和S2-反应生成的硫单质，硫化钠中S化合价升高，证明S2-被氧化，故D正确。
4．实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如图实验，经检测所得固体中含有Cu2S和白色物质X，下列说法不正确的是( )
A．白色物质X为CuSO4
B．NO为还原产物，Y为氧化产物
C.参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%
D．NO与Y的物质的量之和可能为2 mol
解析：D 由图可知，铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质X，无气体生成，生成Cu2S时铜元素从0价升高到＋1价、硫元素从＋6价降低到－2价，则按得失电子数守恒、必定存在其他产物(所含元素化合价升高)、按元素质量守恒只能为CuSO4，则白色物质X为CuSO4，A正确；Cu2S和CuSO4加稀硫酸和稀硝酸时溶解，发生反应：3Cu2S＋16H＋＋4NO===6Cu2+＋3S↓＋4NO↑＋8H2O，Y为S单质，则NO为还原产物，Y为氧化产物，B正确；由5Cu＋4H2SO4(浓)3CuSO4＋Cu2S＋4H2O可知，参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%，C正确；由5Cu＋4H2SO4(浓)3CuSO4＋Cu2S＋4H2O可知，3 mol Cu生成0.6 mol Cu2S，0.6 mol Cu2S发生反应3Cu2S＋16H＋＋4NO===6Cu2+＋3S↓＋4NO↑＋8H2O得到0.8 mol NO与0.6 mol S，NO与S物质的量之和为1.4 mol，D不正确。
1．(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应，下列总反应方程式错误的是( )
选项 溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄 色沉淀 3SO2＋2Na2S===3S↓＋2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄 色变浅绿色 2FeCl3＋SO2＋2H2O===2FeCl2＋H2SO4＋2HCl
C CuCl2 溶液褪色，产 生白色沉淀 SO2＋2CuCl2＋2H2O===2CuCl↓＋H2SO4＋2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红 色变无色 2SO2＋Na2CO3＋H2O===CO2＋2NaHSO3
解析：A 过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应，生成产生的淡黄色沉淀是S，SO2过量不能生成Na2SO3，因此，总反应的化学方程式为5SO2＋2Na2S＋2H2O===3S↓＋4NaHSO3，A错误。
2．(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A．Ⅰ的化学方程式：3FeS2＋8O2Fe3O4＋6SO2
B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2的平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D．生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
解析：B 反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，化学方程式：3FeS2＋8O2Fe3O4＋6SO2，故A正确；反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率，还要考虑生产成本，如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2平衡转化率，故B错误；将黄铁矿换成硫黄，则不再产生Fe3O4，即可以减少废渣产生，故C正确；硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3，可以用碱液吸收，故D正确。
3．(2023·浙江卷)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。
已知：。
请回答：
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除，写出反应方程式：_________________________________________________。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是______(填字母)。
A．燃煤中的有机硫主要呈正价
B.化合物A具有酸性
C．化合物A是一种无机酸酯
D．工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓硫酸吸收
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是_____________________________________________________________。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素：______________________________；
写出实验过程中涉及的反应方程式：__________________________________。
答案：(1)2SO2＋O2＋2CaCO32CaSO4＋2CO2
(2)①BCD ②硫酸分子能形成更多的分子间氢键(或A分子中羟基较少，形成分子间氢键较少)
(3)取化合物A，加入足量氢氧化钠，加热反应完全后加入稀盐酸酸化，无明显现象，再加入少量氯化钡溶液生成白色沉淀，说明A中含有S元素 ＋2NaOHCH3OH＋Na2SO4＋H2O、Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl、HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
1．(2024·天津和平区三调)SO2溶于水后溶液的实验探究中，下列依实验操作及现象得出的结论正确的是( )
A．向SO2溶液中加入少量品红溶液，品红溶液褪色，说明SO2水溶液具有漂白性
B．向SO2溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生，说明SO2水溶液中含有SO
C．向SO2溶液中通入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，说明SO2水溶液具有还原性
D．向KMnO4溶液中滴加SO2溶液，溶液颜色褪去，说明SO2水溶液具有漂白性
解析：A
2．下列对事实的解释不正确的是( )
选项 事实 解释
A 用铝罐槽车储运浓硫酸 常温下，铝与浓硫酸不反应
B 在蔗糖中加入浓硫 酸后出现发黑现象 浓硫酸具有脱水性和强氧化性
C 浓硝酸在光照下颜色变黄 浓硝酸不稳定，生成的有色产物NO2能溶于浓硝酸
D SO2能使溴水褪色 SO2具有还原性
解析：A
3．硫及其化合物的“价 类二维图”体现了化学变化之美。下列有关说法错误的是( )
A．硫在过量的氧气中燃烧只能生成X，不可能生成Y
B．X通入BaCl2溶液中，不会有白色沉淀生成
C．H2S与X反应的还原产物和氧化产物的物质的量之比为1∶2
D．N可由其相应单质在加热条件下化合生成
解析：D
(2024·山西大学附中9月考)某学习小组探究铁丝(含杂质碳)与浓硫酸(沸点：338 ℃)的反应，反应装置如图。下列说法错误的是( )
A．无法直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余
B．可用KSCN和K3[Fe(CN)6]检验反应后溶液中铁元素的价态
C．生成的气体通入BaCl2溶液产生白色浑浊，一定是部分SO2被氧化所致
D．将22.4 mL(标准状况下)反应生成的气体通入足量氯水中，再滴加足量BaCl2溶液，最终得到沉淀质量小于0.233 g，说明反应后得到的是混合气体
解析：C 铁和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铁、二氧化硫、水；而随着反应的进行，浓硫酸变稀，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。生成物中含有SO2，SO2溶于水生成H2SO3，使溶液显酸性，因此不能直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余，A正确；K3[Fe(CN)6]与Fe2+作用产生蓝色沉淀，K3[Fe(CN)6]可检验Fe2+，KSCN与Fe3+作用，溶液变红色，KSCN可检验Fe3+，B正确；生成的气体通入BaCl2溶液，由于硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化生成，会与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀，C错误；反应生成的气体中含有SO2、H2，混合气体的总物质的量为＝0.001 mol，若气体都为SO2，根据S元素守恒，生成沉淀的物质的量为0.001 mol，则产生沉淀的质量为0.001 mol×233 g/mol＝0.233 g，但实际上，SO2物质的量小于0.001 mol，则沉淀质量小于0.233 g，D正确。
5．根据实验操作及现象，下列结论中正确的是( )
选项 实验操作及现象 结论
A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B 取一定量Na2SO3样品，溶解后加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。加入浓硝酸，仍有沉淀 此样品中含有SO
C 将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝 Cu的金属性比Ag强
D 将Na2S2O3溶液和稀硫酸混合，得到沉淀，且生成的气体可使品红溶液褪色 H2SO4在反应中体现氧化性
解析：C 常温下，铁片与浓硝酸会发生钝化，导致现象不明显，但稀硝酸与铁反应，会产生气泡，所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱，A错误；浓硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根，仍然产生白色沉淀，所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫酸根，B错误；铜比银活泼，在形成原电池过程中，作负极，发生氧化反应，生成了铜离子，导致溶液变为蓝色，所以该实验可以比较铜和银的金属性强弱，C正确；反应的方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，H2SO4在反应中化合价未变化，体现的是酸性，D错误。
6．某装置如图所示，利用该装置将①中溶液滴入②中，下列预测的现象与结论相符的是( )
选项 ① ② 预测②中现象 实验结论
A 浓硫酸 浓盐酸 产生大 量气体 硫酸的酸性 比盐酸强
B 浓硫酸 铜片 铜片溶解，产生气泡，底部产生灰白色粉末 浓硫酸具有酸性和强氧化性
C 浓硫酸 CuSO4· 5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性，发生物理变化
D 浓硫酸 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状，并有刺激性气味的气体放出 浓硫酸具有脱水性、强氧化性
解析：D 浓硫酸滴入浓盐酸中，放出大量的热，促进了氯化氢的挥发，A项错误；浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行，B项错误；浓硫酸使胆矾失去结晶水，表现出浓硫酸的吸水性，该变化为化学变化，C项错误；浓硫酸有脱水性，可使蔗糖炭化，并放出大量的热，进而与生成的碳反应生成SO2，D项正确。
7．研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．22.4 L SO2所含的原子数为3NA
B．“H2SO4分解”反应中，每生成1 mol O2，转移的电子数为4NA
C．“SO2催化歧化”反应中，S是氧化产物
D．反应Ⅲ中S与过量O2反应可生成SO3
解析：B 没有指明是否为标准状况，无法计算二氧化硫的物质的量，故A错误；硫酸分解方程式为2H2SO4===O2↑＋2SO2↑＋2H2O，每生成1 mol O2，转移电子数为4NA，故B正确；“SO2催化歧化”步骤中发生3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓，SO2→S，S元素化合价降低，被还原，S为还原产物，故C错误；反应Ⅲ发生S＋O2===SO2，无论氧气是否过量，硫单质与氧气反应都生成二氧化硫，二氧化硫与氧气在催化剂、高温条件下生成三氧化硫，故D错误。
8．研究小组为探究Na2S在空气中变质后的产
考点一 氯气 重要的含氯物质
1．氯气的性质
(1)氯气的物理性质
颜色 气味 密度 特性
__黄绿__ 色 __刺激性__ 气味 比空气 __大__ __易__ 液化
(2)氯气的化学性质
①氯气是一种有毒气体。
实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如右图所示)
②氧化性
原子结构：Cl Cl－
Cl2是活泼的非金属单质，能氧化许多非金属、金属以及一些具有还原性的物质。
a．与非金属反应
与H2反应：H2＋Cl22HCl。
现象
b．与金属反应
与铁反应：__2Fe＋3Cl22FeCl3__。
与铜反应：__Cu＋Cl2CuCl2__。
氯气与变价金属反应只能生成高价态金属氯化物。
c．能与某些还原性物质反应(书写离子方程式)
与碘化钾 溶液反应 __2I－＋Cl2===I2＋2Cl－__ (碘化钾淀粉试纸用于氯气检验)
与SO2水 溶液反应 __Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO__
与FeCl2 溶液反应 __2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－__
③歧化反应
氯气与水或碱反应，氯元素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。
歧化反应
④还原性：遇到氧气等强氧化剂，氯气也可以表现出还原性，自身被氧化。
(3)氯水的成分和性质
氯气能溶于水(1∶2)，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。
①氯水中存在的三种平衡关系
Cl2＋H2O HCl＋HClO
HClO H＋＋ClO－
H2O H＋＋OH－
②氯水成分图解(可简记作“三分四离”)
③氯水性质具有多重性
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。
氯水中OH—和ClO—浓度很低，基本不表现出其性质。
④液氯、新制氯水、久置氯水的比较
物质 液氯 新制氯水 久置氯水
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性
微粒 种类 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H＋、 Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－、OH－
2．次氯酸
(1)结构式：__H—O—Cl__。
(2)性质
①强氧化性：具有漂白、杀菌能力，用作消毒剂、漂白剂，可以使有色布条、品红溶液等褪色。
②弱酸性：一元弱酸，酸性比H2CO3还弱。
Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)
③不稳定性：见光易分解，2HClO2HCl＋O2↑，因此次氯酸要现用现配，保存在__棕色__试剂瓶中。
3．次氯酸盐
(1)漂白液(“84”消毒液)
它与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合会立即产生氯气，其离子方程式是__ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O__ 。
(2)漂白粉
向次氯酸钙溶液中通入过量CO2的离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HCO＋HClO。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质。( )
错因：
(2)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。( )
错因：
(3)漂粉精的主要成分是次氯酸钙。( )
错因：
(4)氯气具有漂白性，可用作棉、麻和纸张的漂白剂。( )
错因：
(5)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。( )
错因：
(6)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。( )
错因：
(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2相同，都是利用强氧化性。( )
错因：
解析：(1)× 电解质是化合物，氯气既不是电解质，也不是非电解质。
(2)× 过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl3，剩余部分铁粉末反应。
(3)√
(4)× 氯气没有漂白性，体现漂白性的微粒是HClO分子。
(5)× 该反应为可逆反应，Cl2不能完全反应。
(6)× Cl2也可以既是氧化剂又是还原剂，如反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
(7)√
题组一 氯气的性质及其应用
1．(2024·长沙市一中高三月考)已知：H2＋Cl22HCl。下列说法不正确的是( )
A．Cl2中的p p σ键电子云轮廓图：
B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C．久置工业盐酸常显黄色，是盐酸中溶解了氯气的缘故
D．可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能
解析：C p电子云呈哑铃形，氯气是利用两个p轨道上的电子形成共用电子对的，所以p p σ键电子云轮廓图为，故A正确；HCl极易溶于水，氢气在氯气中燃烧生成的氯化氢与空气中的水蒸气结合呈雾状，故B正确；久置工业盐酸常显黄色，是盐酸中有三价铁离子的缘故，故C错误；氢气和氯气发生的反应是自发的氧化还原反应，可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能，故D正确。
【题源】必修第一册第45页
2．(2024·湖南入学检测)某同学在培养皿上做如下实验(如图所示)，a、b、c、d是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
下列对“实验现象”的“解释或结论”描述，不正确的是( )
选项 实验现象 解释或结论
A a处试纸变蓝 氧化性：Cl2>I2
B b处试纸变红 Cl2＋2Fe2+===2Cl－＋2Fe3+
C c处试纸褪色 Cl2与H2O反应生成了具有漂白性的物质
D d处红色褪去 Cl2和NaOH反应使溶液呈中性
解析：D Cl2与KI作用生成I2，a处变蓝，可证明氧化性：Cl2＞I2，故A正确；b处试纸变红，说明有Fe3+生成，即氯气将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为Cl2＋2Fe2+===2Cl－＋2Fe3+，故B正确；c处试纸褪色，Cl2与H2O反应生成了HClO，HClO具有漂白性，从而使试纸褪色，故C正确；Cl2和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可能是消耗了氢氧化钠使溶液接近中性，所以红色褪去，也可能是生成物质具有漂白性，故D错误。
题组二 氯水的多重性质
3．(2024·湖南攸县高三月考)将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中，用强光照氯水，测得的实验数据如图所示。下列说法正确的是( )
A．由图甲可推知光照可促进Cl2与水反应
B．由图乙可推知c(Cl－)增大的主要原因是HClO能电离出Cl－
C．由图丙可推知光照可催化水分解
D．由图甲、乙、丙可验证HClO见光分解的产物
解析：D 图甲中溶液pH降低的原因还有HClO见光分解，A项错误；HClO不能电离出Cl－，B项错误；图丙中氧气体积分数增大的主要原因是HClO见光分解，且光照不易使水分解，C项错误；综合图甲、乙、丙中信息可推知，HClO见光分解的产物中有HCl和O2，HCl在水中电离出H＋和Cl－，D项正确。
【题源】必修第一册第48页
4．(2024·湖南益阳二模)氯气的水溶液简称氯水，具有较强的杀菌、消毒和漂白能力。25 ℃时，氯水体系中存在以下平衡关系，且Cl2(aq)、HClO和ClO－分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图所示：
已知：①Cl2(g) Cl2(aq) K1＝10-1.2
②Cl2(aq)＋H2O HClO＋H＋＋Cl－ K2＝10-3.4
③HClO H＋＋ClO－ Ka＝10-7.5
④H2CO3的K1＝4.3×10-7、K2＝5.6×10-11。
下列说法中错误的是( )
A．向氯水中滴加NaOH溶液至中性的过程中，溶液中c(Na＋)＜c(HClO)＋c(Cl－)
B．向“84”消毒液中通入少量CO2：CO2＋H2O＋ClO－===CO＋HClO
C．增大压强，溶液的漂白性和酸性均增强
D．增大压强，氯气的溶解度增大，K1不变
解析：B 向氯水中滴加NaOH溶液至中性，溶液中存在物料守恒，2c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(HClO)，则c(Na＋)＜c(HClO)＋c(Cl－)，A正确；由HClO和H2CO3的电离平衡常数可知，酸性：H2CO3＞HClO＞HCO，因此向“84”消毒液中通入少量CO2：CO2＋H2O＋ClO－===HCO＋HClO，B错误；增大压强，氯气的溶解度增大，溶液的漂白性、酸性均增强，C正确；温度不变，反应的平衡常数不改变，故增大压强，K1不变，D错误。
易错警示
氯水的组成及性质在应用中的常见误区
(1)制取氯水的反应为Cl2＋H2O HCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂。
(2)氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性会增强，但其漂白性会逐渐减弱直至消失。因此，氯水要现用现配。
(3)Cl2有较强的氧化性，但没有漂白性；氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了具有强氧化性的HClO。
(4)ClO－与Fe2+、I－、S2-、HS－、SO等在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
题组三 其他含氯化合物的性质与探究
5．(2024·河南安阳高三月考)含氯物质在生产生活中有重要作用。
(1)次氯酸钙的制备：将氯气通入以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料打成的浆料中“氧化”，充分反应后，过滤[滤去过量的Ca(OH)2和CaCO3]。
①“氯化”时要适当减缓通入Cl2速率的目的是________________________。
②所得滤液中含有的阴离子有OH－、Cl－、ClO－、ClO，若Cl－、ClO－、ClO的物质的量分别为a、b、c，则a、b、c之间的关系为____________。
(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为__________(按气流方向由左向右)。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中Cl－存在的操作及现象是____________________________________。
(4)相同温度和压强下，Cl2在不同溶液中的溶解度(用溶解Cl2的物质的量浓度表示)随溶液浓度变化。在NaCl溶液和盐酸中Cl2的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如图。
①在氯化钠溶液中，生成Cl的离子方程式为__________________________。
②随着盐酸浓度增大，氯气的溶解度先减小后增大的原因是__________________________________________________________________________________。
解析：(1)①使氯气被氢氧化钙充分吸收而反应，提高氯气转化率 ②a＝b＋5c
(2)cdbae
(3)HClO 取少量样品于试管中，加入几滴AgNO3溶液，有白色沉淀生成，则该久置氯水中存在Cl－
(4)①Cl2＋Cl－===Cl ②盐酸浓度较小时，随着盐酸浓度的增大，Cl2与H2O的反应被抑制，氯气溶解度减小，随后随着盐酸浓度的增大，生成Cl为主要反应，从而促进Cl2溶解
6．(2024·湖南师大附中一模)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。二氧化氯的制备以及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂——亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图：
已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下以保证安全。
下列说法正确的是( )
A．工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)用的是阴离子交换膜
B．“ClO2发生器”中鼓入空气的作用是将NaClO3氧化成ClO2
C．“吸收塔”内发生反应的化学方程式为2NaOH＋2ClO2===NaClO2＋H2O＋NaClO3
D．对NaClO2·3H2O晶体进行重结晶可获得纯度更高的晶体
解析：D 工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)，为防止生成的氯气与OH－接触反应，应用阳离子交换膜，故A错误；由已知②可知，纯二氧化氯易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全，则发生器中鼓入空气的作用应是稀释二氧化氯以防止爆炸，故B错误；吸收塔内发生的反应为在碱性条件下，二氧化氯与过氧化氢发生氧化还原反应生成亚氯酸钠、氧气和水，反应的化学方程式为2NaOH＋2ClO2＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O2，故C错误；粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体，则要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作
是重结晶，故D正确。
考点二 氯气的实验室制法
1．制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。经典方法用MnO2制取Cl2的化学方程式为__MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O__。简易装置制取氯气，也可以用KMnO4、KClO3、K2Cr2O7与浓盐酸反应，分别写出KMnO4、KClO3、K2Cr2O7与浓盐酸反应制Cl2的化学方程式：
①__2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O__。
②__KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O__。
③__K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O__。
2．实验装置
(1)实验装置
(2)实验“四”注意
①反应物的选择，必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
②加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。
③尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。
④实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
3．制取过程
温馨提示
实验室中制取气体装置的设计
实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置，根据实际需要，还可增加除杂装置和尾气处理装置等。
选择各部分装置时，应注意：依据反应物的状态和反应条件，选择气体的发生装置；依据气体及其所含杂质的性质，选择除杂装置；依据气体的密度、气体在水中的溶解性，以及是否与水反应，选择收集装置；依据气体的性质，选择尾气处理装置。
装置的连接顺序一般为发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置→尾气处理装置(如需要)。
4．工业制法
电解饱和食盐水(氯碱工业)：__2NaCl＋2H2OH2↑＋2NaOH＋Cl2↑__。
电解熔融NaCl：__2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑__。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)含1 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热，生成Cl2分子数为0.25NA。( )
错因：
(2)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4。( )
错因：
(3)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。( )
错因：
(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2。( )
错因：
(5)用干燥的碘化钾淀粉试纸检验Cl2是否收集满。( )
错因：
解析：(1)× 随着反应的进行，浓盐酸会变成稀盐酸，稀盐酸不再与MnO2反应生成氯气。
(2)× 用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2。
(3)× 用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl，会引入杂质气体CO2，应用饱和NaCl溶液除去Cl2中混有的HCl，再用浓硫酸干燥。
(4)√
(5)× 应用湿润的碘化钾淀粉试纸检验Cl2是否收集满。
题组一 氯气的制备与性质实验的综合
1．(2024·湖南衡阳二模)实验室用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2时用不到的实验仪器有( )
A．①②④⑤ B．③⑥ C．②③⑤ D．③④⑤
解析：B 用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2，属于固体和液体反应加热生成气体，此类装置为固液混合加热型装置，故①②⑤都能用到；装置③为100 mL容量瓶，此实验不需要溶液配制；收集到的氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集，故④能用到；装置⑥无法控制浓盐酸的流速，此实验需用分液漏斗。
【题源】必修第一册第48页
2．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中A部分的装置是________(填字母)。
(2)装置B中的现象是_____________________________________________。
(3)请写出装置D中反应的离子方程式：__________________________，装置E的作用是__________________________________。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：_________________________________________________。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法：__________________________________(用化学方程式表示)。
解析：(1)b (2)溶液变蓝色
(3)Cl2＋2Fe2+===2Cl－＋2Fe3+ 吸收多余的Cl2，防止污染空气
(4)取少量C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明C中亚硫酸钠已被氧化
(5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
题组二 氯气与其他含氯化合物制备的综合
3．(2024·贵州高三诊断联考三)实验室制备易溶于水的ClO2气体的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应：2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl，实验装置如图。
下列有关实验叙述错误的是( )
A．F为ClO2收集装置，应选用的装置是①
B．A中烧瓶内发生反应的离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O
C．E中盛有CCl4液体目的是用于除去ClO2中的未反应的Cl2
D．ClO2作为一种广谱型的消毒剂，将成为自来水的消毒剂新品
解析：A F为ClO2收集装置，ClO2的密度比空气密度大，应该用向上排空气法，所以选择②，故A错误；装置A是氯气的制备装置，烧瓶内发生反应的离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O，故B正确；装置E是为了除去过量的氯气，ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，根据“相似相溶”可用装置E盛有CCl4液体，故C正确；ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将逐渐取代Cl2成为新时代绿色消毒剂，故D正确。
4．(2024·湖南邵东高三月考八)DCCNa()是一种高效、安全的消毒杀菌剂。它常温下为白色固体，难溶于冷水，受热易分解。利用NaClO溶液和氰尿酸(C3H3N3O3)溶液反应制备DCCNa。实验装置如图所示：
已知：2NaClO＋C3H3N3O3===NaC3N3O3Cl↓＋NaOH＋H2O；回答下列问题：
(1)装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为____________________________。
(2)仪器b的名称为__________。
(3)装置Ⅱ中溶液a为______________。
(4)当装置Ⅲ中的三颈烧瓶内液面上方有黄绿色气体时，再加入氰尿酸溶液。并在整个过程中不断通入一定量的氯气，其原因是__________________________。
(5)装置Ⅳ中的试剂可选用__________(填字母)。
a．Na2S b．NaCl c．Ba(OH)2 d．H2SO4
(6)反应结束后，装置Ⅲ中三颈烧瓶内的浊液经过滤、______________、干燥，得DCCNa粗产品。
(7)有效氯含量是判断产品质量的标准。通过下列方法测定有效氯含量的原理为：
C3N3O3Cl＋H＋＋2H2O===C3H3N3O3＋2HClO
HClO＋2I－＋H＋===I2＋Cl－＋H2O
I2＋2S2O===S4O＋2I－
准确称取1.200 0 g样品，配成250 mL溶液。取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min，用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉溶液作指示剂继续滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。该样品的有效氯为________%(计算结果保留三位有效数字)。
已知：该样品的有效氯＝×100%。
解析：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)分液漏斗
(3)饱和食盐水
(4)使Cl2与反应生成的NaOH再次生成次氯酸钠，提高原料的利用率
(5)ac (6)冰(冷)水洗涤 (7)59.2
解析：(7)n(Na2S2O3)＝0.100 0 mol·L-1×0.02 L＝0.002 mol，根据已知离子方程式可列关系式为C3N3O3Cl～2HClO～2I2～4S2O，250 mL样品溶液中，
n(C3N3O3Cl)＝×＝0.005 mol，样品的有效氯×100%≈59.2%。
考点三 卤素 海水资源的开发与利用
1．卤素
(1)卤素单质的相似性
①都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。
②都能与碱溶液反应：X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外，不符合此化学方程式)。
③都能与水反应：X2＋H2O HX＋HXO(F2例外，不符合此化学方程式)。
④都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成__FeI2__。
(2)卤素单质的递变性
颜色逐渐__加深__
熔、沸点逐渐__升高__
密度―→逐渐__增大__
氧化性逐渐__减弱__
还原性(X－)―→逐渐增强
(3)卤素单质的特殊性
①氟元素无正化合价，F2与水剧烈反应：
2F2＋2H2O===4HF＋O2。F2与酸碱盐溶液反应时，先和水反应，产物再和酸碱盐反应。
②Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封保存。
③Br2和I2在水中溶解度较小，都可被四氯化碳、苯等非极性溶剂从水溶液中萃取。
④I2易升华，淀粉遇I2变蓝。
⑤I2＋I－ I，浓的KI可以将I2从有机溶剂中萃取到水溶液中，实现碘的富集。
(4)卤素离子的检验方法
①AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
②置换——萃取法
未知液
有机层
③氧化——淀粉法检验I－
未知液蓝色溶液，表明有I－
2．海水资源的开发与利用
(1)海水资源的利用
(2)海水蒸馏原理装置图及注意事项
注意以下几点：
①温度计水银球的位置位于__支管口__。
②冷凝管水流方向为__自下而上__。
③为防止暴沸应加__碎瓷片__或__沸石__。
④应垫__陶土网__对蒸馏烧瓶加热。
(3)海水中化学资源的开发利用
①海水提取氯——氯碱工业
海水―→精盐
a．电解饱和NaCl溶液：(写出化学方程式，下同)__2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__。
b．产物制盐酸：__H2＋Cl22HCl__。
c．制漂白液：__Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O__。
②海水提镁
海水Mg(OH)2MgCl2(溶液)MgCl2·6H2O无水MgCl2Mg。
③海水提溴
主要过程及反应：
④海带提碘
工艺流程
b．两种原理
主要的化学原理：__Cl2＋2KI===2KCl＋I2__(写化学方程式)。
主要的物理原理：单质碘用CCl4或苯萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
3．海水其他资源的开发利用
(1)从海水中提取核能的重要原料：__铀和重水__。
(2)潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO。( )
错因：
(2)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3。( )
错因：
(3)浓硫酸不能干燥HBr、HI。( )
错因：
(4)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞。( )
错因：
(5)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中含有I－。( )
错因：
(6)从海水中提取任何物质都必须通过化学反应才能实现。( )
错因：
(7)实验室从海带中提取单质碘的方法：取样→灼烧→溶解→过滤→萃取。( )
错因：
解析：(1)× 卤素单质F2与水反应生成HF和O2。
(2)× Fe与I2反应时生成FeI2。
(3)√ (4)√ (5)√
(6)× 从海水中提取物质不是都必须通过化学反应才能实现，如可用蒸馏法从海水中提取淡水。
(7)× 实验室从海带中提取单质碘的方法是取样→灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取→蒸馏。
题组一 卤素的性质及递变规律
1．(2024·长郡中学高三月考五)某小组比较Cl－、Br－、I－的还原性，实验如下：
项目 装置 现象
实验1 ① 试管内颜色无明显变化；用蘸浓氨水的玻璃棒靠近管口，产生白烟
实验2 ② 溶液变黄；把湿润的碘化钾淀粉试纸靠近试管口，变蓝
实验3 ③ 溶液变深紫色；经检验溶液含单质碘
下列对实验的分析合理的是( )
A．实验1中，白烟是(NH4)2SO4
B．根据实验1和实验2判断还原性：Br－>Cl－
C．根据实验3判断还原性：I－>Br－
D．上述实验利用了浓硫酸的强酸性、强氧化性等性质
解析：B 硫酸不具有挥发性，白烟不可能是(NH4)2SO4，而是浓硫酸与NaCl固体反应生成的挥发性酸HCl与氨气生成的氯化铵，故A错误；浓硫酸具有氧化性，将溴离子氧化成具有挥发性的溴单质，溴单质将湿润碘化钾淀粉试纸中的碘离子氧化成碘单质，使得碘化钾淀粉试纸变蓝，可知氧化性：浓硫酸＞Br2；而浓硫酸不能氧化Cl－得到氯气，说明氯气的氧化性强于浓硫酸，则氧化性Cl2＞Br2，还原性Br－＞Cl－，故B正确；结合试验2可知浓硫酸的氧化性大于溴，②中溶液中还有剩余的浓硫酸，也能氧化I－成碘单质；所以试验3中无法确定是何种物质将碘离子氧化，故C错误；①中为难挥发性酸制备易挥发酸，②为浓硫酸氧化溴离子，所以利用了浓硫酸的难挥发性、强氧化性，故D错误。
2．向溶质为FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述不正确的是( )
A．原溶液中的Br－不一定被氧化
B．通入氯气之后原溶液中的Fe2+一定被氧化
C．不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+
D．若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，能产生淡黄色沉淀
解析：D 还原性：I－ >Fe2+>Br－，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，说明Fe2+部分或全部被氧化，Br－可能被氧化，A、B正确；通入氯气之后原溶液中的Fe2+部分或全部被氧化，所以不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+，C正确；如Br－全部被氧化生成Br2，则萃取后加入硝酸银，没有淡黄色沉淀生成，D错误。
题组二 单质氧化性的实验探究
3．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是________________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是______________________________。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_______________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是______________________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ的实验目的是____________________________________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下________________________，得电子能力逐渐减弱。
解析：(1)
(2)湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
题组三 卤素互化物
4．(2024·安徽师大附中高三测试)卤素间形成的化合物如“IF5、BrCl、IBr”等称为卤素互化物，化学性质与卤素单质类似。下列关于卤素互化物性质的描述及发生的相关反应正确的是( )
A．IF5和卤素单质一样，元素化合价都是0
B．IBr与Fe反应的化学方程式为3IBr＋2Fe===FeI3＋FeBr3
C．1 mol BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子为1 mol
D．IBr与水发生的反应不是氧化还原反应
解析：D F的非金属性比I强，IF5中元素化合价依次为＋5和－1，故A错误；氧化性：Fe3+>I2，IBr与Fe反应生成FeI2，故B错误；BrCl与足量FeBr2反应的化学方程式为3BrCl＋6FeBr2===FeCl3＋5FeBr3，BrCl中Br元素在反应中由＋1价变为－1价，故1 mol BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子为2 mol，故C错误；IBr中溴电负性较强，溴显－1价、碘显＋1价，IBr可以与水生成HIO和HBr，各元素化合价没有改变，不是氧化还原反应，故D正确。
5．(2024·黑龙江大庆期末)氯化碘(ICl)可用作分析试剂和有机合成。查阅资料可知，ICl的相关信息如表所示。
物理 性质 颜色、状态 通常为红棕色液体
密度/(g·cm-3) 3.24
沸点/℃ 97.4
化学性质 (部分) 水解生成HIO和HCl；与金属氧化物反应生成氧气、碘化物和氯化物
制备 方法 在碘上通氯至生成物完全液化，蒸馏收集100～101.5 ℃的馏分
下列说法正确的是( )
A．ICl＋H2O===HIO＋HCl是氧化还原反应
B．FeO与ICl反应的化学方程式为2FeO＋2ICl===FeCl2＋FeI2＋O2↑
C．制备ICl时，反应完全的标志是固体全部转化为液体
D．ICl适合盛放在带胶塞的细口试剂瓶中
解析：C ICl中碘为＋1价，反应过程中无元素化合价变化，不属于氧化还原反应，A项错误；生成的氧气与亚铁盐不共存，B项错误；碘单质为固体，ICl为液体，故制备ICl时，反应完全的标志是固体全部转化为液体，C项正确；ICl有强氧化性，适合盛放在带玻璃塞的细口瓶中，D项错误。
题组四 海水资源的开发与利用
6．(2024·上海交大附中期末)海水是资源丰富的大宝库，开发和利用海洋资源是当前科学研究的一项重要任务。空气吹出法是海水提溴的常用方法，溴及其衍生物是制药业和制取阻燃剂、钻井液等的重要原料，海水提溴的一般流程如下：
(1)吸收塔中用SO2的水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，写出有关反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目：____________________________________。
(2)进行虚线框内的工艺流程的目的是______________。
(3)已知海水中Br－含量为64 mg·L-1，依据上述流程，若将5 m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl2的体积为________L(忽略Cl2的溶解)。
解析：(1)＋2H2O===2HBr＋H2SO4 (2)富集溴元素 (3)89.6
解析：(3)由图可知，提取溴的过程中需要通入2次氯气，则将5 m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下氯气的体积为×2×22.4 L/mol＝89.6 L。
【题源】必修第二册第101页
1．(2024·浙江卷)工业上将Cl2通入冷的NaOH溶液中制得漂白液，下列说法不正确的是( )
A．漂白液的有效成分是NaClO
B．ClO－水解生成HClO使漂白液呈酸性
C.通入CO2后的漂白液消毒能力增强
D．NaClO溶液比HClO溶液稳定
解析：B 漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl)，有效成分是次氯酸钠，A正确；ClO－水解生成HClO，水解方程式为ClO－＋H2O HClO＋OH－，使漂白液呈碱性，B错误；通入CO2后，发生反应NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO，漂白液消毒能力增强，C正确；次氯酸不稳定，次氯酸盐稳定，所以热稳定性：NaClO＞HClO，D正确。
2．(2024·广东卷)1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是( )
解析：A 利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，不能达到预期目的，A符合题意；实验室制得的氯气中有HCl杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净化、干燥Cl2的目的，B不符合题意；氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C不符合题意；H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D不符合题意。
3．(2023·辽宁卷)某小组进行实验，向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2，充分振荡，溶液呈浅棕色，再加入0.2 g锌粒，溶液颜色加深；最终紫黑色晶体消失，溶液褪色。已知I(aq)为棕色，下列关于颜色变化的解释错误的是( )
选项 颜色变化 解释
A 溶液呈浅棕色 I2在水中溶解度较小
B 溶液颜色加深 发生了反应：I2＋I－ I
C 紫黑色晶体消失 I2(aq)的消耗使溶解平衡I2(s) I2(aq)右移
D 溶液褪色 Zn与有色物质发生了置换反应
解析：D 向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2，充分振荡，溶液呈浅棕色，说明I2的浓度较小，因为I2在水中溶解度较小，A正确；已知I(aq)为棕色，加入0.2 g锌粒后，Zn与I2反应生成ZnI2，生成的I－与I2发生反应I－＋I2 I，生成I使溶液颜色加深，B正确；I2在水中存在溶解平衡I2(s) I2(aq)，Zn与I2反应生成的I－与I2(aq)反应生成I，I2(aq)浓度减小，上述溶解平衡向右移动，紫黑色晶体消失，C正确；最终溶液褪色是Zn与有色物质发生了化合反应，而不是置换反应，D错误。
4．(2024·福建卷)多卤离子I、IBr、ICl在水溶液中的分解反应及平衡常数值如下：
离子 分解反应 平衡常数值
I(aq) I(aq) I2(aq)＋I－(aq) 1.4×10-3
ICl(aq) ICl(aq) ICl(aq)＋Cl－(aq) 6.0×10-3
IBr(aq) IBr(aq) IBr(aq)＋Br－(aq) K
下列说法错误的是( )
A．K<6.0×10-3
B．上述分解反应均为氧化还原反应
C．共价键极性：ICl>IBr
D．BrCl(aq)可分解为BrCl(aq)和Cl－(aq)
解析：B 已知电负性：Cl>Br，因此氯在化合物中更容易吸引电子，导致I—Cl比I—Br更容易断裂，所以电离程度：ICl＞IBr，K<6.0×10-3，A正确；每个碘离子可以与一个碘分子结合，形成I，I能够离解成碘和碘离子，形成平衡反应：I－＋I2 I，所以溶液中存在I(aq) I2(aq)＋I－(aq)的电离平衡，此变化不是氧化还原反应；三个变化过程中，各元素化合价都没有改变，不是氧化还原反应，B错误；同主族元素从上往下，电负性逐渐减小，因此氯的电负性大于溴的电负性，形成共价键的两元素之间的电负性的差值越大，则键的极性越强，因此共价键极性的大小关系为ICl>IBr，C正确；已知电负性：Cl>Br，因此氯在化合物中更容易吸引电子，导致Br—Cl容易断裂产生为BrCl(aq)和Cl－(aq)，D正确。
1．(2024·湖南部分学校临考模拟)化学与生产、生活等社会实际密不可分，下列说法正确的是( )
A．高铁酸钾(K2FeO4)可以用来进行自来水消毒，还可净水
B．氯气和活性炭均可作漂白剂，若同时使用，其漂白效果会明显增强
C．海水提溴工艺中，用二氧化硫进行吸收，利用了二氧化硫的氧化性
D．暖宝宝主要含有铁粉、水、活性炭、食盐等，其原理主要是利用铁粉与水反应放热
解析：A
2．(2024·湖南百师联盟三模)某同学利用W形管和V形管安装了下面微型实验装置，进行Cl2的制备及探究Cl2的漂白性实验。下列说法正确的是( )
A．固体粉末甲为二氧化锰
B．鲜花花瓣褪色说明Cl2具有漂白性
C．W形管和V形管的玻璃泡能防止倒吸
D．溶液乙为碱液，与安全气球共同防止Cl2逸出
解析：D
3．(2024·山东日照高三三模)类比推理是化学中常用的思维方法，下列说法正确的是( )
A．PCl3水解生成H3PO3和HCl，则NCl3水解生成HNO2和HCl
B．Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO，则Pb3O4可以写为PbO2·2PbO
C．CO2与Ca(ClO)2反应生成CaCO3和HClO，则CO2与NaClO反应生成Na2CO3和HClO
D．CH3CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH，则HOCH2CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为HOOC—COOH
解析：B 由于电负性：N＞Cl＞P，故PCl3中P为＋3价，Cl为－1价，则PCl3水解生成H3PO3和HCl，则NCl3中N为－3价，Cl为＋1价，因此水解生成NH3和HClO，A不符合题意；已知Fe常见化合价为＋3价和＋2价，则Fe3O4可以写为Fe2O3·FeO，而Pb的常见化合价为＋4价和＋2价，故Pb3O4可以写为PbO2·2PbO，B符合题意；HClO的酸性大于HCO，则CO2与NaClO溶液反应生成NaHCO3和NaClO，C不符合题意；乙二醇、乙二酸均可被酸性KMnO4溶液氧化，即CH3CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CH3COOH，则HOCH2CH2OH被足量酸性KMnO4溶液氧化为CO2，D不符合题意。
4．浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源，其中海水提溴工艺如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．吹出塔中采用热空气有利于溴的吹出
B．吸收塔中SO2被氧化
C．吸收时可用Fe2(SO4)3溶液代替SO2和水
D．若用该法得到1 mol溴单质，至少消耗氯气2 mol
解析：C 海水中通入氯气和酸，发生反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，因为液溴易挥发，采用热空气吹出溴单质，A正确；吸收塔中发生反应：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，硫元素化合价升高，SO2被氧化，B正确；根据B选项分析，SO2被氧化，SO2作还原剂，Fe2(SO4)3中Fe3+具有强氧化性，不与溴单质反应，因此Fe2(SO4)3不能代替SO2，C错误；若用该法得到1 mol溴单质，在溴的富集过程中消耗1 mol Cl2，最后制备过程中再消耗1 mol Cl2，所以至少消耗氯气2 mol，D正确。
5．(2024·江西赣州高三二模)二氧化氯(ClO2)是一种高效、安全的杀菌消毒剂。一种综合法制备ClO2的工艺流程及ClO2分子的结构(O—Cl—O的键角为117.6°)如图所示。下列说法正确的是( )
A．Cl2与ClO2分子中所含化学键类型完全相同
B．ClO2分子中含有大π键(π)，Cl原子杂化方式为sp2杂化
C．“ClO2发生器”中，NaClO3的还原产物为Cl2
D．“电解”时，阳极与阴极产物的物质的量之比为3∶1
解析：B Cl2分子中含有非极性共价键，而ClO2分子中含有极性共价键且由题干信息可知含有配位键，即二者所含化学键类型不相同，A错误；由题干ClO2的分子结构可知，ClO2分子中含有大π键(π)，Cl原子周围的价层电子对数为3，故杂化方式为sp2杂化，B正确；由题干流程图可知，NaClO3的还原产物为ClO2，C错误；由题干流程图可知，“电解”时，阳极发生氧化反应，即Cl－－6e－＋3H2O===ClO＋6H＋，阴极发生还原反应，即2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，根据电子守恒可知，阳极与阴极产物的物质的量之比为1∶3，D错误。
6．下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 用过氧化氢滴定碘化钾淀粉溶液 溶液变蓝 达到滴定终点
B 向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液，再加入CCl4振荡，静置 下层呈 紫红色 该食用加碘盐中含有KIO3
C 用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别NO2、溴蒸气 试纸变蓝 该气体为溴蒸气
D 最后试管 有浅黄色 沉淀 有机化合物中含有溴原子
解析：B A项，碘化钾淀粉溶液一般作为指示剂，设计用过氧化氢滴定碘化钾淀粉溶液无法判定终点，实验不合理；B项，在酸性环境中，KIO3与KI反应生成I2，正确；C项，NO2溶于水变为硝酸，硝酸也具有强氧化性，也可使碘化钾淀粉试纸变蓝，错误；D项，加入AgNO3溶液之前必须要用硝酸中和溶液中的碱，错误。
7．某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分及应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴入清液中，观察到瞬间产生白色沉淀，局部出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。已知：
①CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色)，该反应速率很慢。
②2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，该反应速率很快。
③(SCN)2是拟卤素，化学性质和氯气相似。
下列说法正确的是( )
A．用KSCN溶液检验Fe3+时，Cu2+的存在不会对检验产生干扰
B．局部出现红色主要是因为溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化成Fe3+，Fe3+与KSCN反应生成Fe(SCN)3
C．白色沉淀是CuCl，是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D．红色迅速褪去的原因可能是振荡试管时Cu2+与SCN－发生反应，从而使Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡逆移
解析：D 用KSCN溶液检验Fe3+时，根据2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，Cu2+存在干扰，故A错误；红色物质是Fe(SCN)3，(SCN)2为拟卤素，化学性质和氯气相似，说明也具有氧化性，溶液中的Fe2+也可能是被(SCN)2氧化成Fe3+，故B错误；瞬间产生白色沉淀可能是溶液中的CuCl2与Cu反应生成，也可能是CuCl2、KSCN之间反应生成，故C错误；Cu只要与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，Cu2+就会与SCN－反应，故红色褪去也有可能是溶液中的SCN－被消耗，从而使Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡逆移，故D正确。
8．(2024·贵阳一中高三三模)无水AlCl3(178 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用Al和氯气通过如图所示装置制备。下列说法正确的是( )
A.试剂瓶B、C、F中分别盛饱和NaHCO3溶液、浓硫酸、浓硫酸
B．反应开始时，应先点燃A处酒精灯，待观察到装置中充满黄绿色气体时，再点燃D处酒精灯
C．若D中生成的AlCl3凝华堵塞导管，B中可观察到的现象为长颈漏斗中液面下降
D．装置F和G可用装有无水CaCl2的干燥管替换
解析：B A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，氯气中有氯化氢、水等杂质，先用B中饱和食盐水除氯化氢，再用C中浓硫酸干燥，氯气与铝在D中加热条件下反应制得氯化铝，反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收，为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸气反应，所以在收集装置和尾气吸收装置之间加一干燥装置F，E为收集瓶，以此解答该题。B用于除去氯化氢，应为饱和食盐水，A错误；反应开始时，应先点燃A处酒精灯开始反应，待观察到装置中充满黄绿色气体时，再点燃D处酒精灯，B正确；若D中生成的AlCl3凝华堵塞导管，B中压强增大，可观察到的现象为长颈漏斗中液面上升，C错误；无水氯化钙不能吸收氯气，不能起到尾气处理作用，D错误。
9．碘及其化合物广泛应用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如图所示，下列说法不正确的是( )
A.加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2+＋2I－
B．生成的沉淀与硝酸反应，生成AgNO3后可循环使用
C．氧化步骤：若反应物用量比＝1.5时，氧化产物为I2
D．氧化步骤：若反应物用量比＞1.5时，I2会被进一步氧化，造成单质碘的收率降低
解析：C 加入Fe粉，与AgI发生反应，生成Ag和FeI2，离子方程式为2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2+＋2I－，A正确；生成的沉淀为Ag，与硝酸反应3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O，生成AgNO3后可循环使用，B正确；氧化步骤：若反应物用量比＝1.5时，发生反应3Cl2＋2Fe2+＋4I－===6Cl－＋2Fe3+＋2I2，氧化产物为Fe3+和I2，C不正确；氧化步骤：若反应物用量比＞1.5时，I2会被过量Cl2进一步氧化为碘的含氧酸，造成单质碘的收率降低，D正确。
10．海洋中有丰富的NaCl资源。研究表明，氯离子的侵入是造成钢筋混凝土腐蚀的主要原因(Na＋对腐蚀无影响)。海砂经淡化后，Cl－的含量达到一定标准才能用作建筑用砂。某合作学习小组猜测Cl－会增大金属与盐溶液或酸溶液的反应速率。
(1)工业上通过电解饱和NaCl溶液制Cl2的离子方程式为_______________________________________。
(2)实验室用如图所示装置模拟工业上制Cl2。检验产生的Cl2的操作及现象是____________________________________________________________________。
(3)探究Cl－是否会增大金属与盐溶液的反应速率。
①小组同学利用图1所示装置进行探究。当Zn Cu原电池工作约30 s后，向电池槽内加入少量NaCl固体，电流随时间的变化如图2所示。甲同学认为加入NaCl固体后电流强度增大并不能说明Cl－会增大金属与盐溶液的反应速率，其理由可能是_____________________________________________________________。
②乙同学利用温度传感器进行探究。分别取20 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液于A、B两个100 mL烧杯中；向B烧杯中加入5 g NaCl固体，使其溶解。在相同温度下，分别往两个烧杯中加入相同的用砂纸打磨过的镁条，采集温度数据，得出Cl－会增大金属与盐溶液的反应速率。已知0～100 s A烧杯中溶液温度随时间的变化如图所示，请在相应位置画出0～100 s B烧杯中溶液温度随时间的变化情况(100 s时反应仍在进行)。
(4)探究Cl－是否会增大金属与酸溶液的反应速率。小组同学的实验记录如表：
实验 序号 Zn片 酸 其他 试剂 生成 V mL H2 的时间
Ⅰ 完全 相同 100 mL 0.1 mol/L硫酸溶液 — t1
Ⅱ 100 mL 0.2 mol/L 盐酸 — t2
Ⅲ 100 mL a mol/L硫酸溶液 少量b t3
其中，t1＞t2，t1＞t3。
①由实验Ⅰ和实验Ⅱ_____(填“能”或“不能”)推知Cl－会增大金属与酸溶液的反应速率，理由是______________________________________________。
②小组同学一致认为，由实验Ⅰ和实验Ⅲ可推知Cl－会增大金属与酸溶液的反应速率，则实验Ⅲ中，a＝____________________________________________，
b处填__________。
(5)提出一种合理的降低海砂中Cl－含量的方法：_________________________。
解析：(1)2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑
(2)将碘化钾淀粉试纸湿润，粘在玻璃棒的一端，将此端靠近a管口，试纸变蓝，则表明反应生成Cl2
(3)①加入NaCl固体后，溶液中离子浓度增大，导电能力增强 ②见下图
(4)①不能 Zn与酸反应时，c(H＋)相同，但盐酸与Zn反应所用时间比硫酸短，可能是Cl－增大反应速率，也可能是SO减慢反应速率 ②0.1 NaCl固体
(5)用淡水冲洗(或其他合理方法)
(2024·泉州五中高三适应检测)氯化磷酸三钠熔点67 ℃，常温下较稳定，受热易分解，具有良好的消杀、漂白作用，广泛用于医药、餐饮行业。某小组设计如下流程制备氯化磷酸三钠。下列叙述错误的是( )
A．理论上制得的氯化磷酸三钠不超过0.3 mol
B．“反应池1”中最少应加入400 mL 3 mol·L-1磷酸溶液
C．“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤和高温烘干
D．氯化磷酸三钠因含NaClO而具有消杀、漂白作用
解析：C n(NaOH)＝4.2 mol，根据Na守恒，1个(Na3PO4·12H2O)4·NaClO中含有13个Na原子，所以则n[(Na3PO4·12H2O)4·NaClO]最多为0.3 mol，A正确；(Na3PO4·12H2O)4·NaClO中，n(Na)∶n(P)＝13∶4，n(NaOH)＝4.2 mol，所以n(P)＝1.2 mol，浓度为3 mol·L-1，所以体积为400 mL，B正确；氯化磷酸三钠的熔点为67 ℃，常温下较稳定，受热易分解，所以不能高温烘干，C错误；NaClO具有强氧化性，所以具有漂白、杀菌和消毒的作用，D正确。
12．(2024·河北沧县一中高三模拟)三氯乙醛是无色易挥发油状液体，有刺激性气味，易溶于乙醇、乙醚和氯仿，能与水化合生成三氯乙醛水合物，易被HClO氧化生成CCl3COOH。实验室设计如下图所示装置，测定K2Cr2O7样品的质量分数，并用制得的Cl2在83～85 ℃下与乙醇制备少量三氯乙醛。
(1)A中发生反应的化学方程式为____________________________________。
(2)装置D、G内所盛试剂的作用为______________________________，导气管a的作用是________________________________________________。
(3)标准状况下，测定K2Cr2O7样品的质量分数时，若实验前后集气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL，则K2Cr2O7样品的质量分数的表达式为______________________(无需化简)。
(4)该实验装置中三通阀的孔路位置如下所示，测定K2Cr2O7样品的质量分数时调节为______，制备少量三氯乙醛时三通阀的孔路调节为______，并将水准管向______(填“上”或“下”)移动，使Cl2进入右侧装置。
(5)仪器F的加热方式为________，仪器b中冷凝水下进上出的目的是____________________________________，由于实验过程中可能会生成C2H5Cl等杂质，从F中分离出CCl3CHO，需要进行蒸馏操作，蒸馏时不能选用仪器b的原因是__________________________________________。
(6)装置H的作用是吸收过量的Cl2，其离子方程式为________________________________。
解析：(1)K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O
(2)吸收水蒸气，防止Cl2与水反应生成的HClO将CCl3CHO氧化生成CCl3COOH 平衡压强，有利于液体顺利流下，消除由于滴加浓盐酸造成的误差
(3)×100%
(4)C D 上
(5)水浴加热 使冷凝水充满整个管道，提高冷凝效果 会有部分馏分残留在球形冷凝管中，不利于收集
(6)Cl2＋Ca(OH)2===Ca2+＋Cl－＋ClO－＋H2O
解析：(3)测定实验前后集气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL，则标准状况下氯气的体积为(V2－V1)×10-3 L，氯气的物质的量为 mol，根据K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O，可知K2Cr2O7的物质的量为× mol，根据公式m＝M×n可知，K2Cr2O7的质量为××294 g，则样品中K2Cr2O7样品的质量分数的表达式为×100%。
第2讲 硫及其化合物
考点一 硫及其氧化物的性质
1．硫单质
硫元素在元素周期表中的位置是第__三__周期，__Ⅵ__族。原子结构示意图为____，价层电子排布式和价层电子排布图分别为__3s23p4__、
。
(1)硫元素的存在形态
(2)硫单质的物理性质
俗称 颜色状态 溶解性
水 酒精 CS2
硫黄 __黄色__晶体 __不溶__ 微溶 __易溶__
(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①能与单质反应：
②能与强氧化剂反应(如浓硫酸)
S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O，表现__还原__性。
③能与NaOH溶液反应
3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，表现__氧化性和还原性__。
特别提醒
(1)硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
(2)汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。
(3)实验室中，残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去。
2．硫的氧化物(SO2、SO3)
(1)二氧化硫(SO2)
①物理性质
色、态、味 密度 溶解性
无色、有刺激性气味的气体 比空气__大__ 易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约__40__体积SO2
②化学性质
SO2在化学试剂中，只能漂白品红溶液，与其他物质均不是体现漂白性。
③SO2实验室制备与探究流程
原理 性质探究 尾气处理
Na2SO3固体与70%左右的浓硫酸反应：__Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O__ a.酸性KMnO4溶液褪色，说明SO2具有还原性，反应的离子方程式为__2MnO＋5SO2＋ 2H2O===2Mn2+＋5SO＋4H＋__。 b.Na2S溶液中有淡黄色浑浊生成，证明SO2具有氧化性，化学方程式为__3SO2＋2Na2S===2Na2SO3 ＋3S↓__。 c.品红溶液褪色，证明SO2具有漂白性，但褪色 后的液体加热后又会恢复红色 用__NaOH溶液__吸收尾气
(2)三氧化硫(SO3)
①物理性质：熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为__液__态，在标准状况下为无色、针状晶体(__固__态)。
②化学性质：SO3具有酸性氧化物的化学通性，主要反应如下(写出化学方程式)。
a．与H2O反应：__SO2＋H2O===H2SO4__(工业制硫酸的重要步骤)。
b．与碱性氧化物反应(如与CaO反应)：__CaO＋SO2(g)===CaSO4__。
c．与碱反应[如与Ca(OH)2的反应]：
__SO3＋Ca(OH)2===CaSO4＋H2O__。
(3)硫的氧化物的污染与治理
①硫的氧化物的来源、危害及治理
②硫酸型酸雨的形成过程
特别提醒
(1)SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀。
(2)SO2不能漂白酸碱指示剂，只能使紫色的石蕊溶液变红，但不能使之褪色。
(3)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性，而不是漂白性。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)硫在自然界中仅以化合态存在。( )
错因：
(2)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。( )
错因：
(3)汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。( )
错因：
(4)二氧化硫漂白纸浆，没发生化学反应。( )
错因：
(5)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同。( )
错因：
(6)SO2和Cl2的水溶液都有漂白性，混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好。( )
错因：
(7)标准状况下，22.4 L SO3中含有硫原子数为NA。( )
错因：
解析：(1)× 硫在自然界中不仅以化合态存在，还能以单质形式存在。
(2)× 硫在空气或纯氧中燃烧的产物都是二氧化硫。
(3)√
(4)× 二氧化硫漂白纸浆，化合漂白，发生了化学反应。
(5)× SO2、漂白粉、Na2O2使红墨水褪色，是发生了化学反应；活性炭使红墨水褪色是吸附作用，属于物理变化。
(6)× SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，二者会反应生成H2SO4和HCl，漂白能力会减弱甚至消失。
(7)× 标准状况下SO3为固体，无法将Vm代入计算。
题组一 硫及其氧化物的性质
1．硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α 型，1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低法测得它含有S8分子。1891年，M.R.Engel用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0 ℃下作用首次制得了一种菱形的ε 硫，后来证明含有S6分子。下列说法正确的是( )
A．S6和S8分子都是由S原子组成，所以它们是一种物质
B．S6和S8分子分别与铁粉反应，所得产物不同
C．S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3
D．等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应，消耗KOH的物质的量相同
解析：D S6和S8分子都是由S原子组成的，它们是不同的物质，互为同素异形体，故A错误；S6和S8是硫元素的不同单质，化学性质相似，因此它们分别与铁粉反应，所得产物相同，故B错误；不管氧气过量还是少量，S6和S8分子分别与氧气反应可以得到SO2，故C错误；等质量的S6和S8分子，其硫原子的物质的量相同，因此它们分别与足量的KOH反应，消耗KOH的物质的量相同，故D正确。
2．实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取SO2气体
B．用装置乙制取SO2水溶液
C．用装置丙吸收尾气中的SO2
D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
解析：C 60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4＋2NaHSO3===Na2SO4＋2SO2↑＋2H2O，因此装置甲可以制取SO2气体，A正确；气体通入液体时“长进短出”，装置乙可以制取SO2水溶液，B正确；SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的SO2，C错误；SO2水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，D正确。
题组二 SO2的检验
3．(2024·湖南高三5月月考)如图所示的是验证二氧化硫性质的微型实验，a、b、c、d是浸有相关溶液的棉球，实验时将浓硫酸滴入装有亚硫酸钠固体的培养皿中，观察现象。关于此实验的现象、解释或结论以及对应关系均正确的是( )
选项 现象 解释或结论
A a处溴水颜色褪去 非金属性：Br＞S
B b处变为蓝 二氧化硫与水反应生成酸性物质
C c处变为蓝色 二氧化硫具有一定的氧化性
D d处红色褪去 二氧化硫具有漂白性
解析：D a处，二氧化硫与溴水发生氧化还原反应，生成硫酸和氢溴酸，溴水颜色褪去，氧化性：Br2＞H2SO4，但不能得出非金属性：Br＞S的结论，A不正确；二氧化硫为酸性氧化物，溶于水后生成亚硫酸，显酸性，使紫色石蕊溶液变红色，B不正确；c处，溶液不变蓝色，因为二氧化硫不能将KI氧化，所以淀粉溶液不会变蓝色，C不正确；d处，品红属于有机物，二氧化硫使品红溶液红色褪去，所以二氧化硫具有漂白性，D正确。
练后总结
二氧化硫制备与性质的归纳总结
(1)实验室可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性、还原性等。
①制取原理
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②综合实验装置
(2)常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、氧化性、还原性等。
①制取原理
Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
②综合实验装置
4．(2024·湖南高三4月考)检验碳粉与浓硫酸反应产生气体的装置和所加药品如下，下列叙述不正确的是( )
A．a中品红溶液褪色，说明混合气体中有SO2
B．b中KMnO4溶液的作用是除去SO2
C．b中发生反应的离子方程式为5SO2＋4H＋＋2MnO===5SO＋2H2O＋2Mn2+
D．c中品红溶液不褪色，d中澄清石灰水溶液变浑浊，说明混合物中存在CO2
解析：C 检验碳粉与浓硫酸反应产生的气体，也就是检验二氧化硫与二氧化碳是否存在，二者均能使澄清石灰水变浑浊，因此先检验并除去二氧化硫再检验二氧化碳。SO2能使品红溶液褪色而CO2不能，当a中品红溶液褪色，说明混合气体中有SO2，A项正确；b中的KMnO4溶液的作用是除去SO2，防止对后续二氧化碳的检验产生干扰，B项正确；题中所给离子方程不符合元素守恒电荷守恒，b中发生反应的离子方程式为5SO2＋2H2O＋2MnO===5SO＋4H＋＋2Mn2+，C项错误；c中品红溶液不褪色，证明二氧化硫已被除尽，此时d中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中存在CO2，D项正确。
练后总结
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为：
流程设计 检验SO2 除去SO2 检验SO2是否除尽 检验CO2
选用试剂 品红 溶液 酸性 KMnO4溶液 品红 溶液 澄清 石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
注意：有时为简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅但不褪成无色。
题组三 SO2的污染与防治
5．某工业废气中的SO2经如图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。下列说法正确的是( )
A．循环Ⅰ中，反应1中的氧化产物为ZnFeO3.5
B．循环Ⅰ中，反应2中的还原产物为ZnFeO4
C．MnO2可作为循环Ⅱ中吸收SO2的还原剂
D．循环Ⅰ和循环Ⅱ中消耗同质量的SO2，理论上得到S和H2SO4的质量之比为16∶49
解析：D 反应1为2ZnFeO4＋H22ZnFeO3.5＋H2O，故ZnFeO4为氧化剂，还原产物为ZnFeO3.5，故A错误；反应2为4ZnFeO3.5＋SO24ZnFeO4＋S，故SO2为氧化剂，还原产物为S，ZnFeO4为氧化产物，故B错误；由题目可知，循环Ⅱ中吸收反应为MnO2＋SO2===MnSO4，MnO2在反应中作氧化剂，故C错误；循环Ⅰ总反应为2H2＋SO2S＋2H2O，循环Ⅱ总反应为2H2O＋SO2===H2SO4＋H2，消耗同质量的SO2，理论上得到S和H2SO4的物质的量之比为1∶1，质量之比为32∶98＝16∶49，故D正确。
练后总结
四种常见的SO2尾气处理方法
方法一：钙基固硫法
为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为S＋O2SO2，CaO＋SO2CaSO3，2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为 2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。
方法二：氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟
气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)。
方法三：钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋
SO2＋H2O===2NaHSO3。
方法四：双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环使用，化学反应原理为
①吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。
②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH。
考点二 硫酸 硫酸根离子的检验
1．硫酸的物理性质
(1)H2SO4是无色液体，沸点__高__，较难__挥发__，加热温度较高可产生硫酸酸雾。
(2)溶解性：能与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热。
(3)稀释方法：__将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌__。
2．稀硫酸的化学性质
硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。
写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式。
(1)与活泼金属(如Fe)反应：__Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑__。
(2)与碱性氧化物(如MgO)反应：__MgO＋2H＋===Mg2+＋H2O__。
(3)与碱[如Ba(OH)2]反应：__Ba2+＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O__。
(4)与某些盐反应
①与Na2SO3溶液反应：__SO＋2H＋===H2O＋SO2↑__。
②与BaCl2溶液反应：__Ba2+＋SO===BaSO4↓__。
3．浓硫酸的特性
特别提醒
(1)由“量变”引起“质变”的反应：金属(如Cu、Zn等)与浓硫酸反应时，开始阶段产生SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，Zn与稀硫酸反应生成H2而不是SO2。
(2)体现浓硫酸“双重性”的反应：浓硫酸与金属反应时体现了浓硫酸的氧化性和酸性，而与碳等非金属反应时只体现了浓硫酸的氧化性。
(3)体现浓硫酸高沸点的反应：H2SO4是高沸点、难挥发的强酸，利用这一性质可以制取HCl：H2SO4(浓)＋NaClNaHSO4＋HCl↑，由于浓硫酸的强氧化性，不能用于制取HBr、HI等强还原性酸性气体。
(4)浓硫酸的吸水性可以吸的是液体水、水蒸气或者结晶水。
(5)浓硫酸的脱水性针对的是有机物，过程为化学变化。
4．硫酸工业制备的反应原理与工艺流程
(1)反应原理(写化学方程式)
①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2：
__4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2__或S＋O2SO2。
②SO2转化为SO3：__2SO2＋O22SO3__。
③SO3被吸收生成H2SO4：__SO3＋H2O===H2SO4__。
(2)工艺流程
特别提醒
工业上用98%的硫酸吸收SO3，可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高吸收率。
5．SO、SO的检验
(1)SO的检验
SO的检验要排除HSO的干扰。因此第一步先加入CaCl2溶液或者BaCl2溶液，过滤，在沉淀中加入盐酸有气体生成，将生成的气体通入品红溶液，品红溶液褪色，则原溶液中一定有SO。
(2)SO的检验
①检验SO时要防止其他离子的干扰。
a．Ag＋干扰
先用盐酸酸化，能防止Ag＋干扰，因为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
b．CO、SO干扰
因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是这些沉淀能溶于强酸。因此检验SO，必须用足量盐酸酸化(不能用HNO3酸化)。所用钡盐溶液不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO会被溶液中的NO氧化为SO，导致错误的实验结果。
②正确操作
被检液取清液有白色沉淀，证明有SO。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥SO2和CO。( )
错因：
(2)浓盐酸、浓硫酸两溶液敞口放置一段时间，浓度都会降低的原因相同。( )
错因：
(3)在实验室中，可用浓硫酸分别与NaCl、NaBr、NaI反应制取HCl、HBr、HI气体。( )
错因：
(4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO。( )
错因：
(5)将少量铜加入浓硫酸中加热，很快能观察到溶液变为蓝色。( )
错因：
(6)50 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2的物质的量为0.46 mol。( )
错因：
(7)常温下，用铁片可鉴别浓硫酸和稀硫酸。( )
错因：
(8)向一定量浓硫酸中加入足量锌粒，加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体。( )
错因：
解析：(1)× 浓硫酸不与SO2和CO反应，故可以干燥这两种气体。
(2)× 浓盐酸易挥发，溶质减少，浓度降低；浓硫酸具有吸水性，吸收空气中的水分，溶剂质量增加，浓度降低，二者浓度降低的原因不同。
(3)× 浓硫酸可以氧化NaBr、NaI，不能得到HBr、HI气体。
(4)× 酸化的NO可将SO氧化为SO，也会产生BaSO4白色沉淀。
(5)× 由于浓硫酸具有吸水性，因此不能得到蓝色溶液。
(6)× 随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，反应停止，故H2SO4不可能完全反应。
(7)√
(8)√
题组一 浓硫酸的性质及应用
1．(2024·东北师大附中高三适应考)按图示装置进行实验。在搅拌下将浓硫酸加入滴有少量水的蔗糖中，然后扣上图示大烧杯。下列说法不正确的是( )
A．本实验的现象说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B．水槽中NaOH溶液的主要作用是吸收SO2气体
C．c处纸条上有黄色物质生成，说明SO2具有氧化性
D．a、b处纸条均褪色，说明有SO2生成，且褪色原理相同
解析：D a处纸条褪色，说明有SO2生成且SO2具有漂白性；b处纸条褪色，是因为SO2将Br2还原为无色的Br－，说明SO2具有还原性，原理不同。
2．(2024·雅礼中学高三三模)按照下图进行铜与浓硫酸反应的探究实验，下列说法正确的是( )
A．蘸有品红溶液的滤纸褪色，说明SO2具有强氧化性
B．N形管溶液变为红色，说明有酸性气体进入N形管
C．反应后，从c口抽取反应液加到足量的氨水中最终产生蓝色沉淀
D．实验结束后从b口注入足量NaOH溶液，会有2种物质与NaOH反应
解析：B 铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。蘸有品红溶液的滤纸褪色，说明二氧化硫具有漂白性，故A错误；滴有石蕊的氢氧化钠溶液呈蓝色，则N形管溶液变为红色，说明溶液中氢氧化钠与通入的二氧化硫完全反应，过量的二氧化硫使溶液呈酸性，故B正确；反应后，从c口抽取反应液加到足量的氨水中发生的反应为硫酸铜溶液与足量氨水反应得到深蓝色的硫酸四氨合铜溶液，故C错误；氢氧化钠溶液能与反应生成的硫酸铜、二氧化硫反应，也能与未反应的稀硫酸反应，所以会有3种物质与氢氧化钠反应，故D错误。
题组二 SO的检验
3．下列关于硫酸根离子的检验方法中，正确的是( )
A．加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO
B．先加BaCl2溶液，再加HCl，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO
C．加入用HNO3酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO
D．加入过量HCl酸化，再向澄清液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明原溶液中存在SO
解析：D 加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀可能为碳酸钡、氯化银等，原溶液中可能含有碳酸根离子、银离子等，原溶液中不一定存在SO，A项错误；先加BaCl2溶液，再加HCl，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO或者Ag＋，B项错误；加入用HNO3酸化的BaCl2溶液，SO可被硝酸氧化生成SO，产生白色沉淀，C项错误；加入过量HCl酸化，无沉淀产生，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明原溶液中存在SO，D项正确。
4．有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A．实验证实Na2SO3已部分氧化
B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C．实验中加入足量稀硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D．此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
解析：D 稀硝酸具有强氧化性，可以将SO氧化为SO，因此不能证明Na2SO3是否部分被氧化。
练后总结
SO检验的两个误判点
(1)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性，发生反应：Ba2+＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。
(2)误将Ag＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。
题组三 硫酸的工业制取
5．下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
试填写下列空白：
(1)写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式：__________________________。
(2)写出上图中部分装置的作用：
①甲________________________；
②丙和丁____________________。
(3)若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：
①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深，使两个吸收瓶内的压强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾；
②________________________________________。
(4)上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于__________；丙和丁相当于__________。
(5)在硫酸工业制法中，下列说法正确的是________(填字母)。
A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧
B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
解析：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
(2)干燥SO2和O2 吸收SO3并做对照实验
(3)浓硫酸对SO3的吸收效果远好于水的吸收效果，SO3被浓硫酸充分吸收
(4)接触室 吸收塔
(5)D
考点三 硫及其化合物的相互转化及应用
1．硫及其化合物之间的转化规律
(1)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，可用下图表示。
如H2SSSO2SO3
写出反应③④⑤的化学方程式：
③__2SO2＋O22SO3__；
④__S＋H2H2S__；
⑤__SO2＋2H2S===3S＋2H2O__。
(2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。如：
SO2H2SO3Na2S③H2SO4O3NaHSO3
写出反应②③④的化学方程式：
②__H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O__；
③__Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑__；
④__SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3__。
2．硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
特别提醒
(1)“高低价态生中价”即当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
(2)“相邻价态不反应”即同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应；但可以发生复分解反应，如亚硫酸钠和浓硫酸。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)S2-和SO只有在酸性溶液中才能发生反应。( )
错因：
(2)浓硫酸和硫化亚铁混合可制得H2S。( )
错因：
(3)S在化学反应中只表现出还原性，而SO3在化学反应中只表现出氧化性。( )
错因：
(4)FeS2SO2H2SO4在给定条件下可实现转化。( )
错因：
(5)下列物质的转化在一定条件下能够实现：SSO3H2SO4。( )
错因：
解析：(1)√
(2)× 浓硫酸具有强氧化性，会将H2S氧化。
(3)× S是0价，中间价态既有氧化性也有还原性，SO3中S是＋6价，为最高价态，只有氧化性。
(4)× SO2和H2O生成H2SO3。
(5)× S燃烧只能生成SO2。
题组一 硫元素化合物之间的转化
1．(2024·湖南多校联考)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。如图是某元素的价类二维图，其中c能使品红溶液褪色，加热后溶液又恢复红色。f、h均为正盐，且焰色都是黄色。下列说法不正确的是( )
A．b能一步反应生成d
B．e的浓溶液可用铁槽车运输
C．a和c反应可以生成b
D．实验室常用h和e的浓溶液为原料制备c
解析：A 经分析可知，a为H2S，b为S，c为SO2，d为SO3，e为H2SO4，g为H2SO3，f为硫酸钠，h为亚硫酸钠。S不能一步反应生成SO3，故A错误；铁遇浓硫酸发生钝化现象，可用铁槽车运输浓硫酸，故B正确；H2S和SO2反应可以生成S和水，故C正确；实验室常用Na2SO3和H2SO4的浓溶液为原料制备SO2，故D正确。
2．(2024·湘东九校联考一)中国科学院某科研团队发现深海处酸性环境中，在微生物作用下的含硫物质的变化过程如下图所示(已略去部分不含硫物质)。已知：，下列有关说法错误的是( )
A．x＝y＝2
B．CN－中σ键和π键数目之比为1∶2
C．每产生9 mol HS－，步骤④共转移2 mol e－
D．步骤⑥过程可表示为3S2O＋24e－＋24H＋===6HS－＋9H2O
解析：C S3O中S平均化合价是＋，SO中S化合价是＋4价，化合价升高，单个S化合价升高数4－＝，S3O中有3个S，故失去电子数是2，x＝2；S4O中S平均化合价是＋2.5价，S2O中S平均化合价是＋2价，单个S化合价降低数是0.5，S4O中有4个S，故得到电子数是2，y＝2，故A正确；CN－中是碳氮三键，σ键和π键数目之比为1∶2，故B正确；由步骤⑦可知，S的化合价由＋4降为－2生成9 mol HS－可知，得到18 mol e－有3 mol SO参与反应；根据S守恒，参与步骤④的SO为1 mol，反应④为SCN－＋SO===S2O＋CN－，SO、SCN－、S2O中硫元素的化合价依次为＋4价、－2价、＋2价，SCN－、CN－中碳元素的化合价依次为＋4价和＋2价，所以步骤④中每消耗1 mol SO，转移电子数为4 mol，故C错误；步骤⑥是S2O转化为HS－，可表示为3S2O＋24e－＋24H＋===6HS－＋9H2O，故D正确。
题组二 硫及其化合物间的实验探究
3．(2024·长沙长郡中学高三一模)为探究不同价态硫元素之间的转化，设计了如下装置图(夹持装置略去)。下列说法正确的是( )
A．①中未观察到蓝色固体，说明产物中不存在硫酸铜
B．②中溶液褪色，说明SO2具有漂白性
C.③中淡黄色粉末变白，说明反应生成了Na2SO3
D．④中产生淡黄色沉淀，证明S2-被氧化
解析：D 铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，浓硫酸体现强氧化性、酸性。①中由于浓硫酸会吸收水分，未观察到蓝色固体，无法说明产物中不存在硫酸铜，故A错误；②中溶液褪色，是SO2与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，证明SO2具有还原性，故B错误；③中淡黄色粉末变白，是过氧化钠和SO2反应生成硫酸钠，故C错误；④中产生淡黄色沉淀，沉淀是SO2和S2-反应生成的硫单质，硫化钠中S化合价升高，证明S2-被氧化，故D正确。
4．实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如图实验，经检测所得固体中含有Cu2S和白色物质X，下列说法不正确的是( )
A．白色物质X为CuSO4
B．NO为还原产物，Y为氧化产物
C.参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%
D．NO与Y的物质的量之和可能为2 mol
解析：D 由图可知，铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质X，无气体生成，生成Cu2S时铜元素从0价升高到＋1价、硫元素从＋6价降低到－2价，则按得失电子数守恒、必定存在其他产物(所含元素化合价升高)、按元素质量守恒只能为CuSO4，则白色物质X为CuSO4，A正确；Cu2S和CuSO4加稀硫酸和稀硝酸时溶解，发生反应：3Cu2S＋16H＋＋4NO===6Cu2+＋3S↓＋4NO↑＋8H2O，Y为S单质，则NO为还原产物，Y为氧化产物，B正确；由5Cu＋4H2SO4(浓)3CuSO4＋Cu2S＋4H2O可知，参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%，C正确；由5Cu＋4H2SO4(浓)3CuSO4＋Cu2S＋4H2O可知，3 mol Cu生成0.6 mol Cu2S，0.6 mol Cu2S发生反应3Cu2S＋16H＋＋4NO===6Cu2+＋3S↓＋4NO↑＋8H2O得到0.8 mol NO与0.6 mol S，NO与S物质的量之和为1.4 mol，D不正确。
1．(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应，下列总反应方程式错误的是( )
选项 溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄 色沉淀 3SO2＋2Na2S===3S↓＋2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄 色变浅绿色 2FeCl3＋SO2＋2H2O===2FeCl2＋H2SO4＋2HCl
C CuCl2 溶液褪色，产 生白色沉淀 SO2＋2CuCl2＋2H2O===2CuCl↓＋H2SO4＋2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红 色变无色 2SO2＋Na2CO3＋H2O===CO2＋2NaHSO3
解析：A 过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应，生成产生的淡黄色沉淀是S，SO2过量不能生成Na2SO3，因此，总反应的化学方程式为5SO2＋2Na2S＋2H2O===3S↓＋4NaHSO3，A错误。
2．(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A．Ⅰ的化学方程式：3FeS2＋8O2Fe3O4＋6SO2
B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2的平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D．生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
解析：B 反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，化学方程式：3FeS2＋8O2Fe3O4＋6SO2，故A正确；反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率，还要考虑生产成本，如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2平衡转化率，故B错误；将黄铁矿换成硫黄，则不再产生Fe3O4，即可以减少废渣产生，故C正确；硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3，可以用碱液吸收，故D正确。
3．(2023·浙江卷)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。
已知：。
请回答：
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除，写出反应方程式：_________________________________________________。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是______(填字母)。
A．燃煤中的有机硫主要呈正价
B.化合物A具有酸性
C．化合物A是一种无机酸酯
D．工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓硫酸吸收
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是_____________________________________________________________。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素：______________________________；
写出实验过程中涉及的反应方程式：__________________________________。
答案：(1)2SO2＋O2＋2CaCO32CaSO4＋2CO2
(2)①BCD ②硫酸分子能形成更多的分子间氢键(或A分子中羟基较少，形成分子间氢键较少)
(3)取化合物A，加入足量氢氧化钠，加热反应完全后加入稀盐酸酸化，无明显现象，再加入少量氯化钡溶液生成白色沉淀，说明A中含有S元素 ＋2NaOHCH3OH＋Na2SO4＋H2O、Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl、HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
1．(2024·天津和平区三调)SO2溶于水后溶液的实验探究中，下列依实验操作及现象得出的结论正确的是( )
A．向SO2溶液中加入少量品红溶液，品红溶液褪色，说明SO2水溶液具有漂白性
B．向SO2溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生，说明SO2水溶液中含有SO
C．向SO2溶液中通入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，说明SO2水溶液具有还原性
D．向KMnO4溶液中滴加SO2溶液，溶液颜色褪去，说明SO2水溶液具有漂白性
解析：A
2．下列对事实的解释不正确的是( )
选项 事实 解释
A 用铝罐槽车储运浓硫酸 常温下，铝与浓硫酸不反应
B 在蔗糖中加入浓硫 酸后出现发黑现象 浓硫酸具有脱水性和强氧化性
C 浓硝酸在光照下颜色变黄 浓硝酸不稳定，生成的有色产物NO2能溶于浓硝酸
D SO2能使溴水褪色 SO2具有还原性
解析：A
3．硫及其化合物的“价 类二维图”体现了化学变化之美。下列有关说法错误的是( )
A．硫在过量的氧气中燃烧只能生成X，不可能生成Y
B．X通入BaCl2溶液中，不会有白色沉淀生成
C．H2S与X反应的还原产物和氧化产物的物质的量之比为1∶2
D．N可由其相应单质在加热条件下化合生成
解析：D
(2024·山西大学附中9月考)某学习小组探究铁丝(含杂质碳)与浓硫酸(沸点：338 ℃)的反应，反应装置如图。下列说法错误的是( )
A．无法直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余
B．可用KSCN和K3[Fe(CN)6]检验反应后溶液中铁元素的价态
C．生成的气体通入BaCl2溶液产生白色浑浊，一定是部分SO2被氧化所致
D．将22.4 mL(标准状况下)反应生成的气体通入足量氯水中，再滴加足量BaCl2溶液，最终得到沉淀质量小于0.233 g，说明反应后得到的是混合气体
解析：C 铁和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铁、二氧化硫、水；而随着反应的进行，浓硫酸变稀，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。生成物中含有SO2，SO2溶于水生成H2SO3，使溶液显酸性，因此不能直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余，A正确；K3[Fe(CN)6]与Fe2+作用产生蓝色沉淀，K3[Fe(CN)6]可检验Fe2+，KSCN与Fe3+作用，溶液变红色，KSCN可检验Fe3+，B正确；生成的气体通入BaCl2溶液，由于硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化生成，会与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀，C错误；反应生成的气体中含有SO2、H2，混合气体的总物质的量为＝0.001 mol，若气体都为SO2，根据S元素守恒，生成沉淀的物质的量为0.001 mol，则产生沉淀的质量为0.001 mol×233 g/mol＝0.233 g，但实际上，SO2物质的量小于0.001 mol，则沉淀质量小于0.233 g，D正确。
5．根据实验操作及现象，下列结论中正确的是( )
选项 实验操作及现象 结论
A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B 取一定量Na2SO3样品，溶解后加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。加入浓硝酸，仍有沉淀 此样品中含有SO
C 将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝 Cu的金属性比Ag强
D 将Na2S2O3溶液和稀硫酸混合，得到沉淀，且生成的气体可使品红溶液褪色 H2SO4在反应中体现氧化性
解析：C 常温下，铁片与浓硝酸会发生钝化，导致现象不明显，但稀硝酸与铁反应，会产生气泡，所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱，A错误；浓硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根，仍然产生白色沉淀，所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫酸根，B错误；铜比银活泼，在形成原电池过程中，作负极，发生氧化反应，生成了铜离子，导致溶液变为蓝色，所以该实验可以比较铜和银的金属性强弱，C正确；反应的方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，H2SO4在反应中化合价未变化，体现的是酸性，D错误。
6．某装置如图所示，利用该装置将①中溶液滴入②中，下列预测的现象与结论相符的是( )
选项 ① ② 预测②中现象 实验结论
A 浓硫酸 浓盐酸 产生大 量气体 硫酸的酸性 比盐酸强
B 浓硫酸 铜片 铜片溶解，产生气泡，底部产生灰白色粉末 浓硫酸具有酸性和强氧化性
C 浓硫酸 CuSO4· 5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性，发生物理变化
D 浓硫酸 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状，并有刺激性气味的气体放出 浓硫酸具有脱水性、强氧化性
解析：D 浓硫酸滴入浓盐酸中，放出大量的热，促进了氯化氢的挥发，A项错误；浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行，B项错误；浓硫酸使胆矾失去结晶水，表现出浓硫酸的吸水性，该变化为化学变化，C项错误；浓硫酸有脱水性，可使蔗糖炭化，并放出大量的热，进而与生成的碳反应生成SO2，D项正确。
7．研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．22.4 L SO2所含的原子数为3NA
B．“H2SO4分解”反应中，每生成1 mol O2，转移的电子数为4NA
C．“SO2催化歧化”反应中，S是氧化产物
D．反应Ⅲ中S与过量O2反应可生成SO3
解析：B 没有指明是否为标准状况，无法计算二氧化硫的物质的量，故A错误；硫酸分解方程式为2H2SO4===O2↑＋2SO2↑＋2H2O，每生成1 mol O2，转移电子数为4NA，故B正确；“SO2催化歧化”步骤中发生3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓，SO2→S，S元素化合价降低，被还原，S为还原产物，故C错误；反应Ⅲ发生S＋O2===SO2，无论氧气是否过量，硫单质与氧气反应都生成二氧化硫，二氧化硫与氧气在催化剂、高温条件下生成三氧化硫，故D错误。
8．研究小组为探究Na2S在空气中变质后的产
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