课时跟踪检测(十)
氯气的生产原理及其性质
1.下列说法正确的是( )
A.海水中蕴含的元素有100多种,是一个巨大的宝藏
B.海水中氯化物的含量最高
C.海水中的氯化物主要是氯化钠,其次是氯化镁、氯化钙、氯化钾
D.海水中含有浓度很高的碘元素和溴元素
解析:选C 海水中蕴含的元素有80多种;海水中含量最高的是水,海水中的碘元素和溴元素浓度都不高,但由于海水量很大,所以其总质量很大。
2.除去Cl2中混有的少量HCl气体,可将气体通入( )
A.饱和NaHCO3溶液
B.烧碱溶液
C.饱和氯化钠溶液
D.澄清石灰水
解析:选C HCl气体溶于饱和食盐水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小。
3.下列物质中同时含有氯分子和氯离子的是( )
A.液氯
B.新制氯水
C.CaCl2溶液
D.次氯酸溶液
解析:选B A中的液氯指的是液态单质氯,不含氯离子;B中氯水是氯气的水溶液,含有H2O、HClO、Cl2和H+、Cl-、ClO-、OH-;C中的氯化钙溶液不含氯分子;D中的次氯酸溶液不存在氯分子和氯离子。
4.下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是( )
①氯气 ②液氯 ③新制氯水 ④氯气的四氯化碳溶液 ⑤盐酸 ⑥盐酸与少量漂白粉的混合溶液
A.①②③
B.①②③⑥
C.③⑥
D.③④⑥
解析:选C 能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,要求该物质具有酸性和漂白性。①和②中只有Cl2分子;④中Cl2分子与CCl4溶剂之间不反应,不能产生H+和HClO;⑤中盐酸只有酸性无漂白性;③中Cl2和水反应生成HCl和HClO;⑥中发生反应:Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO,且盐酸过量。
5.实验室制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是( )
①连接好装置,检查气密性;②缓缓加热;③在烧瓶中加入少量的MnO2,向分液漏斗中加入浓盐酸;④通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸;⑤将多余氯气用浓NaOH溶液吸收;⑥当有连续气泡出现时,开始用向上排空气法收集氯气。
A.①②③④⑤⑥
B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤
D.①③④②⑥⑤
解析:选D 实验室制取氯气的实验步骤为:先连接好装置,检查装置的气密性,加试剂(先固体后液体),缓缓加热,收集气体,尾气处理。
6.新制氯水与久置氯水相比较,下列结论不正确的是( )
A.颜色相同
B.前者能使有色布条褪色
C.都含有H+
D.加AgNO3溶液都能生成白色沉淀
解析:选A 新制氯水呈黄绿色,久置氯水为无色,A项错误。
7.下列说法不正确的是( )
A.H2在Cl2中燃烧会产生苍白色火焰
B.氯水用于漂白是因为HClO的存在
C.漂白粉是混合物,其有效成分是次氯酸钠
D.漂白粉放入稀盐酸中可以提高漂白速度
解析:选C 漂白粉的有效成分为次氯酸钙,C错误;漂白粉放入稀盐酸中会发生反应Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO,从而加快HClO的产生,提高漂白速度。
8.下列说法不正确的是( )
A.钠和铁一样,都能在氯气中燃烧生成金属氯化物
B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
C.氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物
D.氯水具有杀菌、漂白作用是因为氯水中含有强氧化性的次氯酸
解析:选B 液氯是液态的Cl2,不能使干燥有色布条褪色,B项错误。
9.实验室用如图所示装置来制取氯气,该装置由A、B、C三个基本装置组合而成,请回答下列问题:
(1)该制取氯气的装置有一个错误,请指出错误___________________________
________________。
(2)说出A、B、C三个基本装置的名称:A是________装置,B是________装置,C是________装置。
(3)C装置中烧杯内所装液体是________溶液。
(4)写出A装置中反应的化学方程式________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)烧瓶不能用酒精灯直接加热,应该垫上石棉网。
(2)A为气体发生装置,B为气体收集装置,C为尾气吸收装置。
(3)一般用较浓的NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染空气。
(4)MnO2和浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
答案:(1)烧瓶底部缺少石棉网 (2)气体发生 气体收集(或集气) 尾气吸收 (3)NaOH
(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
10.现有X、Y、Z三种元素,已知有如下情况:
①X、Y、Z的单质在常温下均为气体。
②X的单质在Z的单质中燃烧,生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色。
③XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z-,XZ的水溶液可使石蕊溶液变红。
④两分子X的单质可与一分子Y的单质化合生成两分子X2Y,X2Y常温下为液体。
⑤Z的单质溶于X2Y中,所得溶液具有漂白作用。
请完成下列问题:
(1)写出XZ和X2Y的化学式:XZ______,X2Y______。
(2)Z的单质溶于X2Y后,溶液起漂白作用的物质是________(写出化学式)。
(3)写出X的单质在Z的单质中燃烧的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(4)Z的单质能否与氢氧化钠溶液发生反应?______(填“能”或“否”),若能,请写出反应的化学方程式:__________________________________(若不能反应,则此空不必填写)。
解析:燃烧时火焰呈苍白色即说明是氢气在氯气中燃烧,确定X为H,Z为Cl;X2Y常温下为液体,是水,则Y为O。
答案:(1)HCl H2O (2)HClO
(3)H2+Cl22HCl
(4)能 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
1.漂白粉长期露置在空气中失效的原因是( )
A.吸收了氧气和水蒸气
B.吸收了二氧化碳和水蒸气
C.漂白粉风化
D.漂白粉不稳定,见光分解
解析:选B 次氯酸酸性弱于碳酸,次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸不稳定,光照易分解,导致漂白粉失效,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓、2HClO光照,2HCl+O2↑,选项B符合题意。
2.下列说法正确的是( )
A.向久置的氯水中滴入紫色石蕊溶液,溶液将先变红后褪色
B.欲除去Cl2中少量的HCl气体,可将此混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶
C.漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2
D.氯水的成分为Cl2和Ca(ClO)2,应密封保存
解析:选B HClO易分解,久置氯水实际是盐酸,因此只能使紫色石蕊溶液变红,而不能使其褪色,A项错误;漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,C项错误;新制氯水的成分有:Cl2、H+、ClO-、OH-、Cl-、HClO、H2O,不含有Ca(ClO)2,D项错误;Cl2几乎不溶于饱和食盐水,但HCl易溶于饱和食盐水,因此可用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体,B项正确。
3.如图A处通入Cl2,当关闭B阀时,
C处湿润的红布条没有明显变化,当打开B阀时,C处的湿润红布条逐渐褪色。则D瓶中盛装的溶液是( )
A.浓硫酸
B.水
C.氢氧化钠溶液
D.饱和食盐水
解析:选C 关闭B,C处湿润有色布条不褪色,说明Cl2在D处完全反应。
4.已知:2Fe+3Cl22FeCl3。下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( )
A.a—b—c—d—e—f—g—h
B.a—e—d—c—b—h—i—g
C.a—d—e—c—b—h—i—g
D.a—c—b—d—e—h—i—f
解析:选B 按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。
5.0.2
mol某单质直接与氯气完全反应,固体质量增加14.2
g,该单质可能是( )
A.钠
B.铜
C.铝
D.铁
解析:选B 氯气与金属反应时生成金属氯化物,固体增加的质量,即为参加反应氯气的质量,且氯气与变价金属反应时,都生成高价态金属氯化物。根据金属单质0.2
mol与氯气完全反应消耗氯气0.2
mol(14.2
g)可知该金属表现+2价,B项正确。
6.含2
mol
HCl的浓盐酸和足量的二氧化锰共热制氯气,生成的氯气在标准状况下的体积为( )
A.11.2
L
B.22.4
L
C.小于11.2
L
D.大于11.2
L
解析:选C
MnO2+4HCl(浓)△,MnCl2+Cl2↑+2H2O
4
mol 22.4
L
2
mol 11.2
L
如果HCl完全参加反应,则生成的气体在标准状况下的体积为11.2
L,但该反应中的盐酸为浓盐酸,随盐酸的浓度变小,反应不能进行,由此可知2
mol
HCl不可能全部参加反应,则生成的气体体积在标准状况下应小于11.2
L。
7.下列装置中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是(电极均为石墨,Cl2能使KI 淀粉溶液变蓝)( )
解析:选D 向下排空气法收集的是氢气,故电源的左端是负极,右端是正极,A、C错误;淀粉碘化钾溶液变蓝可证明有氯气产生,氢氧化钠溶液不能验证Cl2的产生,B项错误,D项正确。
8.实验室里用如图所示仪器和药品来制取纯净的无水氯化铜(Cu+Cl2△,CuCl2)。图中A、B、C、D、E、F表示玻璃管接口,接口的弯曲和伸长等部分未画出。根据要求填写下列各小题空白。
(1)如果所制气体从左向右流向时,上述各仪器装置的正确连接顺序是(填各装置的序号)( )接( )接( )接( )接( )接( ),其中②与④装置相连时,玻璃管接口(用装置中字母表示)应是________接________。
(2)装置②的作用是_______________________________________________________;
装置④的作用是_________________________________________________________。
(3)实验开始时,应首先检验装置的________,实验结束时,应先熄灭________处的酒精灯。
(4)在装置⑤的烧瓶中,发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:制取纯净的无水CuCl2,应由Cu和纯净的Cl2加热制得,欲制得纯净的氯气需③和⑤组合制得Cl2,再经④洗去Cl2中的氯化氢,经过②除去水蒸气,最后排出的尾气用碱液吸收以防止多余的Cl2污染环境。
答案:(1)③ ⑤ ④ ② ① ⑥ C B
(2)除去Cl2中的水蒸气 除去Cl2中的HCl气体
(3)气密性 ①
(4)MnO2+4HCl(浓)△,MnCl2+Cl2↑+2H2O
9.图中为实验室制取氯气及性质验证的装置图:
参考装置图回答下列问题:
(1)请指出仪器a的名称______,仪器b的名称______,写出装置A中反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在装置D中可观察到的现象是____________,装置E中可观察到的现象是______________,装置F中可观察到的现象是__________________。
(3)装置B的作用为________,装置C的作用为______,装置H的作用为________,写出装置H的化学方程式__________________________________________。
解析:(1)由装置图可知,仪器a的名称是分液漏斗,仪器b的名称是圆底烧瓶,装置A中的化学反应方程式为MnO2+4HCl(浓)Cl2↑+MnCl2+2H2O。(2)Cl2本身没有漂白作用,它与水反应生成的HClO有漂白作用,因此干燥的有色布条不会褪色,湿润的有色布条会褪色,湿润的淀粉KI试纸变蓝色。(3)装置B中盛放的是饱和食盐水,它的作用是除去Cl2中的HCl,装置C中盛放的是浓硫酸,它的作用是除去H2O,装置H中盛放的是NaOH溶液,它的作用是吸收Cl2,防止污染环境,发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
答案:(1)分液漏斗 圆底烧瓶 MnO2+4HCl(浓)Cl2↑+MnCl2+2H2O
(2)干燥的有色布条无变化 湿润的有色布条褪色
湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)除去Cl2中的HCl 除去Cl2中的H2O 吸收多余Cl2 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O课时跟踪检测(十一)
氧化还原反应
溴、碘的提取
1.下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
B.AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
解析:选C A项属于置换反应;B项属于复分解反应;D项属于分解反应且属于氧化还原反应;C项,不属于四种基本反应类型,但有元素化合价的升降,属于氧化还原反应。
2.下列说法正确的是( )
A.金属单质在反应中只能作还原剂,非金属单质在反应中只能作氧化剂
B.氧化剂在反应中失去电子,还原剂在反应中得到电子
C.氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性
D.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
解析:选C A项,非金属单质在反应中可以做氧化剂也可做还原剂,例如氢气和氧气反应时,氢气做还原剂,氧气做氧化剂,错误;B项,氧化剂得到电子,还原剂失去电子,错误;D项,阳离子可能有还原性,例如亚铁离子,错误。
3.在反应中,X元素的原子将电子转移给Y元素的原子,则下列说法正确的是( )
①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应 ④元素Y发生还原反应
A.①②
B.③④
C.②③
D.①④
解析:选D 根据题意知,X元素的原子失去电子,X元素化合价升高,发生氧化反应;而Y元素的原子获得电子,Y元素化合价降低,发生还原反应。
4.下列变化中,需加氧化剂才能实现的是( )
A.NaClO→NaCl
B.C→CO2
C.Fe2O3→Fe
D.CaO→Ca(OH)2
解析:选B 需要加入氧化剂才能实现,则选项中各物质为还原剂,发生氧化反应,还原剂中某元素的化合价升高。A项,NaClO→NaCl,Cl元素由+1价降低到-1价;B项,C→CO2,C元素由0价升高到+4价;C项,Fe2O3→Fe,铁元素由+3价降低到0价;D项,CaO→Ca(OH)2,化合价没有发生变化,不是氧化还原反应。
5.海带中含碘元素,有人设计了以下步骤来提取碘:①通足量氯气 ②将海带烧成灰,向灰中加水搅拌 ③加入CCl4,振荡 ④过滤 ⑤用分液漏斗分液。合理的操作顺序为( )
A.②④①③⑤
B.②①③④⑤
C.①③⑤②④
D.③①②⑤④
解析:选A 海带烧成灰加水后必须过滤,然后利用氧化还原反应的原理使碘从化合态变成游离态,最后用有机溶剂萃取出碘并分液。
6.甲、乙、丙三溶液中各含有一种X-(X-为Cl-、Br-或I-),向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化,则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、I-、Cl-
B.Br-、Cl-、I-
C.I-、Br-、Cl-
D.Cl-、I-、Br-
解析:选A 向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,应该是溴水的颜色,则甲中必含有Br-,Br-被Cl2置换生成了Br2,由此否定了C、D选项。再加丙溶液,颜色无明显变化,说明丙溶液中不含I-,否则加入后I-被Br2置换生成I2,溶液显蓝色,与题给条件不符,则丙溶液只能含有Cl-,I-必在乙溶液中。
7.已知Br2跟NaOH溶液的反应类似于Cl2跟NaOH溶液的反应。用溴水作试剂可以将下列各组中的溶液鉴别出来的是( )
①水、汽油、酒精 ②AgNO3、NaOH、KI
③NaCl、NaBr、NaI ④汽油、酒精、NaOH
A.①②
B.②③
C.①③
D.②④
解析:选D 汽油能萃取溴水中的溴,出现分层现象,且上层呈橙色,下层几乎无色;酒精与水互溶,不能萃取溴水中的溴,得到的溶液显橙黄色;NaOH与Br2反应使溶液为无色。在①、④两组中,①组不能区别水和酒精,④组能用溴水区别。②组三种溶液均能与溴水反应,且出现三种不同的现象,即浅黄色沉淀、溴水褪色、溶液显褐色,故②组能区别。③组前两种与溴水均不反应,现象相同,故不能区别。
8.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )
H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO4
2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO3===2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A.H2SO3>I->Fe2+>NO
B.I->Fe2+>H2SO3>NO
C.Fe2+>I->H2SO3>NO
D.NO>Fe2+>H2SO3>I-
解析:选A 先确定各反应的还原剂(分别为H2SO3、HI、FeCl2)和还原产物(分别为HI、FeCl2、NO),根据还原性:还原剂>还原产物,故有H2SO3>HI,HI>FeCl2,FeCl2>NO。
9.饮用水中的NO对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2,其化学方程式为
10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAlO2+3N2↑+2H2O。
请回答下列问题:
(1)上述反应中,________元素的化合价升高,则该元素的原子________(填“得到”或“失去”)电子;而________元素的化合价降低,则该元素的原子被________(填“氧化”或“还原”)。
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目:
________________________________________________________________________。
解析:在上述反应中,铝元素由0价变为+3价,化合价升高,失去电子,被氧化;氮元素由+5价变为0价,化合价降低,得到电子,被还原。
答案:(1)Al 失去 N 还原
(2)10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAl失去10×3e-O2+3N得到6×5e-2↑+2H2O
10.某学生往一支试管里按一定顺序分别加入下列几种物质:A.KI溶液,B.淀粉溶液,C.NaOH溶液,D.氯水。发现溶液颜色按下面顺序变化:
①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色。
依据溶液颜色的变化回答下列问题:
(1)加入以上药品的顺序是__________。
(2)写出①→②的化学方程式,若为氧化还原反应,请标明电子转移的方向和数目________________________________________________________________________。
(3)写出③→④的化学反应方程式______________________________________。
解析:溶液显棕黄色,说明溶液中有I2生成,氯水和KI溶液反应生成I2,而氯水显浅黄绿色,故①为KI溶液,②为氯水,溶液显蓝色是由于淀粉遇I2形成的,故③为淀粉溶液;又由于I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O,加入NaOH后I2逐渐消失,蓝色将逐渐褪为无色,故④为NaOH溶液。
答案:(1)ADBC (2)
(3)I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O
1.某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图(如图),由图可知在该反应中( )
A.被氧化
B.被还原
C.是氧化产物
D.是还原产物
解析:选A 失去电子,被氧化,是氧化产物。
2.某同学在烧水时,不小心把水洒在炉火上,结果发现炉火更旺了,原因是H2O(g)和炽热的碳反应生成了水煤气(CO和H2),反应方程式为C+H2O(g)CO+H2,下列关于该反应的说法正确的是( )
A.该反应中,C失去电子,被还原
B.该反应中,H2得到电子,被还原
C.该反应中,每转移2
mol电子生成1
mol
H2
D.该反应属于复分解反应
解析:选C 该反应中,碳元素的化合价从0升高到+2,C失去电子被氧化,A项错误;氢元素的化合价从+1降低到0,H2O得到电子被还原,B项错误;1
mol
C从0价变为+2价,失去2
mol
电子,2
mol
H从+1价变为0价,得到2
mol电子,生成1
mol
H2,C项正确;该反应属于置换反应,也是氧化还原反应,但不是复分解反应,D项错误。
3.下列关于氧化剂与还原剂的判断正确的是( )
A.反应CH4+2O2CO2+2H2O中,O2是氧化剂,CH4是还原剂
B.反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2是氧化剂,NaOH是还原剂
C.反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,HCl是氧化剂,MnO2是还原剂
D.反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑中,H2O既是氧化剂又是还原剂
解析:选A 根据氧化剂和还原剂的概念可知,在CH4与O2的反应中,O2是氧化剂,CH4是还原剂;在Cl2与NaOH的反应中,Cl2既是氧化剂又是还原剂;在MnO2与浓盐酸的反应中,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂;在Na与H2O的反应中,H2O是氧化剂,Na是还原剂。
4.从海带中提取碘的实验过程中,涉及下列操作,其中正确的是( )
解析:选D A项,海带灼烧成灰用坩埚;B项,过滤时没有用玻璃棒引流;C项,苯在水的上层,应从分液漏斗上口倒出。
5.在反应3S+6KOHK2SO3+2K2S+3H2O中,被氧化和被还原的硫原子个数比为( )
A.1∶2
B.2∶1
C.1∶1
D.3∶2
解析:选A 由反应分析化合价可知,被氧化的硫原子生成K2SO3,被还原的硫原子生成了K2S,由反应产物的化学计量数可得被氧化和被还原的硫原子个数之比为1∶2。
6.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
B.2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
C.2FeCl2+Cl2===2FeCl3
D.5PbCl2+2KMnO4+2H2O===5PbO2+2KCl+2MnCl2+4HCl
解析:选D 氧化性:PbO2>KMnO4>Cl2>FeCl3>CuCl2,一个氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。A项中氧化性Fe3+>Cu2+,与条件相符;B项中,氧化性MnO>Cl2,与条件相符;C项中,氧化性Cl2>Fe3+,与条件相符;D项中,氧化性MnO>PbO2,与条件不相符,所以D项反应不可能发生。
7.已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是( )
选项
①
②
③
④
A
黄绿色
橙色
蓝色
白色
B
无色
橙色
紫色
白色
C
黄绿色
橙色
蓝色
无色
D
黄绿色
无色
紫色
白色
解析:选A 氯气是黄绿色,①处可看到黄绿色;Cl2和NaBr反应生成Br2,溴水显橙色,②处看到橙色;Cl2和KI反应生成I2,淀粉遇I2变蓝,③处可看到蓝色;Cl2被NaOH吸收后不呈现颜色,④处仍看到白色棉花。
8.12
mL
0.1
mol·L-1的亚硫酸(H2SO3)溶液,恰好跟20
mL
浓度为0.02
mol·L-1的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液完全反应,则元素铬(Cr)在还原产物中的化合价是( )
A.+1
B.+2
C.+3
D.+6
解析:选C 根据题意可知,H2SO3是还原剂,H2SO3中+4价的硫元素被氧化成+6价,重铬酸钾是氧化剂,+6价的铬元素被还原,设还原产物中铬的化合价为x。由关系式:
H2SO3~H2SO4~2e-,Cr2O~2r~2(6-x)e-,反应中得失电子数相等,所以:0.020
L×0.02
mol·L-1×2×(6-x)=0.012
L×0.1
mol·L-1×2,x=3。
9.全球海水中溴的储藏量丰富,约占地球溴总储藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为65
mg·L-1。其工业提取方法有:
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子(NaBr)的海水中,把溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴单质,该方法涉及的反应有①________________________________________________________(写化学方程式);
②3Br2+3Na2CO3===NaBrO3+5NaBr+3CO2↑;
③NaBrO3+5NaBr+3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O。其中反应②中氧化剂是____________________,还原剂是________。
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1),只是将溴吹出后是用SO2来吸收的,使溴转化为氢溴酸,然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是______(填序号)。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸
解析:工业上提取溴的原理:将氯气通入到富含溴离子的海水中,把溴置换出来,然后被某些溶液吸收,再提纯即可得到溴。方法(3)是利用有机溶剂提取,因为溴易溶于有机溶剂,作为海水中萃取溴的溶剂是四氯化碳。
答案:(1)Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2 Br2 Br2
(2)Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
(3)分液漏斗 ②(共50张PPT)
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物质种类
常见物质
氧化剂
部分非金属单质
O2、Cl2等
含有高价态元素的化合物
浓H2SO4、HNO3、KMnO4、FeCl3、MnO2等
还原剂
活泼的金属单质
Al、Zn、Fe等
某些非金属单质
C、H2等
某些非金属氧化物
CO、SO2等
实验操作
实验现象
反应的化学方程式
①溶液_____
②下层溶液
显_____色
Cl2+2KBr===2KCl+Br2
①溶液_____
②下层溶液
显_____色
Cl2+2KI===2KCl+I2
水
CCl4
汽油
Cl2
黄绿色
黄绿色
黄绿色
Br2
黄→橙
橙→橙红
橙→橙红
I2
深黄→褐
紫→深紫
浅紫红→紫红
解析
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“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十一)”
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晨背·重点语句
份点1
基础·自主落实
发生
生成
广化合价升高→失去电子氧化反应→被氧化氧化产物
反应物变价特征转移电子(实质)反应
过程
产物
发生
生成
化合价降低-得到电子还原反应被还原还原产物
标价态一正确标明反应中化合价发生变化的元素
的化合价,判断其升降
连双线一条线由反应物中较低价变价元素指向
氧化产物中的相应元素,另一条线由反应
物中较高价变价元素指向还原产物中的
相应元素
标得失一标出“失去”或“得到”电子的总数,注明
该元素“被氧化”或“被还原”
得到2e-,被还原
+2
②示例:CuOH2=Cu+H2O
失去2×e,被氧化
标价态正确标明反应中化合价发生变化的元素
的化合价,判断其升降,进而确定转移电
子的数目
连单线从反应物中化合价升高的元素出发,箭头
指向反应物中化合价降低的元素
标转移一标出转移的电子总数
2e
②示例:Fe+2
HClFecls2+H2↑
氧化还
化饭原反应分反
解
有单质
置换反应
有单质
参加
生成
复分解反应
探究·思考发现
生成·系统认知
升2×1
Cu+HNO3(浓)—Cu(NO3)2+NO2↑+H2O
降1×2
演练·应用体验
失2×c,被氧化
点燃
2Na+Cl2-2NaCl
得2×e-,被还原
e
分点奥
基确·自主落实
最低价
中间价
最高价
只具有
既具有氧化性
只具有
还原性
又具有还原性氧化性
探究·思考发现
生成·系统认知
被还原
氧化剂+还原剂—还原产物+氧化产物
被氧化第一单元氯、溴、碘及其化合物
第一课时
氯气的生产原理及其性质
—————————————————————————
[课标要求]
1.了解氯气的工业制法。
2.掌握氯气的实验室制法。
3.了解氯元素的存在、氯气的物理性质及应用。
4.了解氯气及其重要化合物以及氯水的主要性质及应用。,
1.工业上采取电解饱和食盐水的方法制取Cl2,反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。与电源正极相连的石墨棒上产生Cl2,与电源负极相连的铁棒上产生H2和NaOH。
2.实验室制取Cl2反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑。
3.氯气是一种黄绿色、有毒的气体。
4.氯水的成分——“三分子、四离子”。
“三分子”为Cl2、H2O、HClO;“四离子”为H+、Cl-、ClO-、OH-。
1.海水中的化学物质
(1)元素种类:80多种。
(2)氯化物:主要为氯化钠,其次为氯化镁、氯化钙、氯化钾等。
(3)溴元素:被称为“海洋元素”,原因是:99%以上的溴蕴藏在海水中。
(4)碘元素:含量丰富,达8×1010
t。
2.氯气的工业制法
以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为氯碱工业。
(1)氯气的制备原理:反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(2)实验室电解饱和食盐水
①实验装置:
②实验现象:
a.接通电源,片刻后,U形管两端电极上都有气泡产生,并且不断增多。
b.通电一段时间,然后用小试管套住a管,收集U形管左端产生的气体。2
min后,提起小试管,并迅速用拇指堵住试管口,移近点燃的酒精灯,松开拇指,发出轻微的爆鸣声,说明产生的气体是氢气。
c.取一支小试管,用向上排空气法收集从b管导出的气体,气体呈黄绿色。
d.关闭电源,打开U形管两端的橡皮塞,分别向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,U形管右端无变化,左端溶液变红。
③反应产物:
a.石墨棒上产生氯气。
b.铁棒上产生氢气和氢氧化钠。
3.氯气的实验室制法
(1)反应原理
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)实验装置
①A装置为气体发生装置,作用是制备气体。
②B装置为收集装置,作用是收集气体。
③C装置为尾气处理装置,作用是吸收多余Cl2。
1.实验室制取氯气时,由于反应条件是“浓盐酸”和“加热”,生成的Cl2中含挥发出来的HCl气体和水蒸气,若实验室要制取纯净、干燥的Cl2,如何除去Cl2中的杂质并干燥?
提示:用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,并用浓硫酸干燥。
2.含有4
mol
HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应,能生成1
mol
Cl2吗?
提示:不能,因为随着反应的进行,盐酸的浓度变小,MnO2与稀盐酸不反应,故生成的Cl2小于1
mol。
3.如何检验氯气已经收集满?
提示:将湿润的淀粉 KI试纸放到瓶口,Cl2能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝。
氯气的实验室制法(如图所示)
1.试剂的选择
通常选用浓盐酸和具有强氧化性的物质(MnO2、KMnO4等)来制取。如
MnO2+4HCl(浓)△,MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
2.发生装置
选取发生装置的依据是制取气体所用试剂的状态和反应条件(加热与否)。以此分析可知,实验室制取氯气是加热固体与液体的混合物,所以应选用固液加热制气发生装置。
3.收集方法
选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水,密度比空气的大,所以收集氯气时,不能用排水法,应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小,也可用排饱和食盐水法收集Cl2。
4.干燥剂的选择
选择气体干燥剂的主要依据是被干燥气体不能与干燥剂反应。如氯气能与碱反应,所以不能用碱石灰进行干燥,常用浓硫酸、五氧化二磷等进行干燥。
5.吸收装置
氯气有毒,实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行,通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。
6.验满
常用湿润的淀粉碘化钾试纸或湿润的蓝色石蕊试纸检验Cl2。方法是将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近集气瓶瓶口,试纸变蓝,或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶瓶口,试纸先变红后褪色,则可证明Cl2已收集满。
1.下列有关说法错误的是( )
A.“氯碱工业”是用直流电对精制饱和氯化钠溶液电解
B.根据氯碱工业的原理,若电解氯化钾溶液反应为2KCl+2H2O2KOH+Cl2↑+H2↑
C.氯碱工业产生两种气体,一种无色,一种为黄绿色
D.电解饱和食盐水时,氯气和氢氧化钠溶液都在石墨棒上生成
解析:选D 电解饱和食盐水时,石墨棒上产生Cl2,铁棒上产生H2和NaOH溶液,D项不正确。
2.某实验室的尾气中含有较多的氯气,有毒,要吸收这些尾气,下列试剂最适合的是( )
A.饱和的石灰水
B.饱和的食盐水
C.自来水
D.烧碱溶液
解析:选D 虽然氯气能与饱和石灰水反应,但相同条件下,氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度,吸收效果烧碱溶液更好,A项错误、D项正确;饱和食盐水中氯离子浓度达到最大,抑制氯气的溶解,则吸收效果最不好,B项错误;自来水中含有氯离子,将抑制氯气的溶解,且氯气的溶解度较小,用水吸收效果不好,C项错误。
3.某学生设计如图实验装置用于制备纯净的Cl2。
(1)装置中有五处错误,请指出①__________________,②______________,③____________,④____________,⑤______________。
(2)在更正后的装置图中,仪器中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液的作用分别是:
①饱和食盐水的作用:_____________________________________________;
②浓硫酸的作用:_______________________________________________________;
③氢氧化钠溶液的作用_______________________________________________。
解析:从实验原理上来说,氯气是用浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下制取,不能用稀盐酸,因稀盐酸与二氧化锰不反应;制得的氯气中混有HCl和水蒸气,应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶将其除去;因氯气有毒,应用尾气吸收装置,以避免对环境的污染;因氯气比空气重,应用向上排空气法收集。
答案:(1)①用长颈漏斗错误,应用分液漏斗 ②不能用稀盐酸,应用浓盐酸 ③没有用酒精灯,应用酒精灯加热 ④盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒,应更换位置 ⑤盛饱和食盐水的洗气瓶中的进气导管应插入液面,出气导管不应插入液面
(2)①除去混在氯气中的HCl ②除去混在氯气中的水蒸气 ③吸收多余的Cl2,防止污染环境
1.氯的原子结构和氯元素存在
(1)原子结构
原子结构示意图为,氯原子容易得到1个电子而形成Cl-的稳定结构。
(2)氯元素的存在
氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在。
2.氯气的物理性质
颜色
密度
气味
毒性
状态
溶解性
特性
黄绿色
比空气大
刺激性气味
有毒
气体
1
体积水约能溶解2
体积氯气
易液化
3.氯气的用途
(1)常用于自来水的消毒。
(2)制造盐酸。
(3)制造漂白粉。
(4)用于农药的生产、药物的合成。
4.与金属单质的反应
5.与非金属单质的反应
操作
现象
反应原理
H2在Cl2中燃烧
H2在盛有Cl2的集气瓶中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口有白雾产生
H2+Cl2
2HCl
H2和Cl2的混合气体光照
发生爆炸
[特别提醒] Cl2与变价金属反应时生成高价态的金属氯化物,即Cl2与Fe反应,不论Cl2是否过量均生成FeCl3而不是FeCl2。
1.下列现象不属于H2在Cl2中燃烧现象的是( )
A.苍白色火焰
B.瓶口有白雾
C.集气瓶内气体颜色变浅
D.爆炸
解析:选D H2在Cl2中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口因生成的HCl吸收空气中的H2O生成盐酸小液滴而形成白雾,集气瓶内气体的颜色因Cl2的消耗而变浅,但不发生爆炸。
2.下列化合物中,不能通过两种单质间化合直接制取的是( )
A.FeCl3
B.CuCl2
C.HCl
D.FeCl2
解析:选D Cl2与金属反应生成高价态的氯化物,所以FeCl2不能由两种单质直接化合制取。
1.氯气与水反应
(1)氯水中的成分:
“三分子”是:H2O、Cl2、HClO。
“四离子”是:H+、OH-、Cl-、ClO-。
(2)氯气与水反应的化学方程式:Cl2+H2O??HCl+HClO。
2.次氯酸(HClO)的性质与应用
(1)次氯酸的三大性质
(2)次氯酸的漂白作用
[特别提醒] 干燥的Cl2没有漂白性,但湿润的Cl2由于生成了HClO而具有漂白性。
3.氯气与NaOH反应
化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
工业生产和实验室常用氢氧化钠溶液吸收氯气尾气。
4.氯气与Ca(OH)2反应
化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
5.漂白粉
(1)漂白粉的成分为CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
(2)漂白粉长期露置于空气中,最终会生成CaCl2,其反应原理为
Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO、
2HClO光照,2HCl+O2↑、
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
6.漂白液
漂白液的有效成分为次氯酸钠(NaClO)。
1.品红溶液呈红色,向品红溶液中加入新制氯水,溶液的颜色有何变化?
提示:新制氯水中含有HClO,具有漂白性,因此品红溶液褪色。
2.将氯水滴入NaHCO3溶液中,有何现象?
提示:溶液中产生气泡,因为氯水中的盐酸与NaHCO3发生反应:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。
3.实验室里如何保存氯水?
提示:氯水中的HClO见光或受热易分解,故新制氯水应密闭保存于棕色试剂瓶中,并置于冷暗处。
1.氯水性质的多样性
在氯水中含有多种微粒,因此在与不同物质发生反应时,表现出不同微粒的性质,现列表如下:
所加试剂
参与反应的微粒
实验现象
化学方程式或解释
AgNO3溶液
Cl-
产生白色沉淀
HCl+AgNO3===
AgCl↓+HNO3
Na2CO3固体
H+
有气泡产生
2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
有色布条
HClO
布条颜色褪去
漂白性
FeCl2溶液
Cl2
溶液由浅绿色变为棕黄色
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
石蕊溶液
HClO、H+
先变红后褪色
酸性和漂白性
[特别提醒] 氯水中含有Cl2、HClO,当氯水发生氧化还原(如与FeCl2、NaBr、KI等)反应时,只看作Cl2参与反应,如2FeCl2+Cl2===2FeCl3;当考虑氯水的漂白性和消毒性时,只看作HClO起作用。
2.新制氯水、久置氯水、液氯的比较
新制氯水
久置氯水
液氯
区别
氯气的水溶液
稀盐酸
氯气的液体状态
分类
混合物
混合物
纯净物
颜色
浅黄绿色
无色
黄绿色
组成微粒
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、H2O、OH-
Cl2
性质
多种成分,多重性质,如酸性、漂白性、氧化性等
有酸性(比新制氯水强)
仅表现Cl2的性质
1.下列关于氯水的叙述中正确的是( )
A.新制氯水中只含有Cl2和H2O分子
B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C.光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2
D.氯水放置数天后,酸性减弱
解析:选B 新制氯水中有Cl2、HClO、H2O等分子,H+、Cl-、ClO-等离子,A项错误;新制氯水中含有H+和HClO,蓝色石蕊试纸遇H+变红,变红后的试纸被强氧化剂HClO氧化而褪色,B项正确;光照氯水发生反应2HClO2HCl+O2↑,逸出的气体是O2,而不是Cl2,C项错误;HClO分解后变成HCl,HCl是强酸,溶液的酸性增强,D项错误。
2.下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是( )
A.将NaHCO3固体加入新制氯水中,有无色气泡产生(H+)
B.氯水呈浅黄绿色(Cl2)
C.将AgNO3溶液滴加到新制氯水中,有白色沉淀产生(Cl-)
D.新制氯水使红色布条褪色(HCl)
解析:选D A项,由于氯水中存在HCl,则发生反应NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,表现出酸性,即H+的性质;B项,氯气为黄绿色气体,溶解在水中使其水溶液呈浅黄绿色;C项,能发生反应HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3,表现出Cl-的性质;D项,新制氯水使红色布条褪色是次氯酸的漂白作用,错误。
3.以下有关漂白粉的说法正确的是( )
①漂白粉是氯气与氢氧化钠反应的产物 ②漂白粉能杀菌消毒的原因是漂白粉有毒,能毒死病菌 ③漂白粉放入稀酸中可以提高漂白速度 ④氯气与碱反应的产物具有一定的杀菌消毒作用
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
解析:选C 漂白粉是氯气与氢氧化钙反应后所得的混合物,主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,①错误;漂白粉能用来杀菌消毒的原因是Ca(ClO)2与空气中的CO2和H2O作用生成HClO,HClO具有杀菌消毒的作用,②错误;当漂白粉与酸接触时,也可生成HClO,且漂白粉与稀酸反应生成HClO的速度较快,故漂白粉放入稀酸中可提高漂白速度,③正确;氯气与碱反应可生成氯化物和次氯酸盐,次氯酸盐可与CO2、H2O或与稀酸作用生成HClO,④正确。
[三级训练·节节过关]
1.关于氯气制取方法的说法中,不正确的是( )
A.电解饱和食盐水制氯气时,石墨棒上方充满黄绿色气体
B.工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气的同时得到烧碱
C.实验室制法和电解饱和食盐水的制法的化学方程式是不同的
D.实验室制取氯气时最好大火加热使温度迅速升高
解析:选D 电解饱和食盐水制氯气时,Cl2在与电源正极相连的石墨棒上生成,A正确;B、C正确;浓盐酸具有挥发性,实验室制取氯气时应缓缓加热以减少浓盐酸的损失,D错误。
2.下列有关氯气的叙述中不正确的是( )
A.氯气是一种黄绿色,有刺激性气味的气体
B.氯气、液氯、氯水是同一种物质
C.氯气能溶于水
D.氯气是一种有毒气体
解析:选B 氯气和液氯是同一种物质,只是状态不同,而氯水则是Cl2的水溶液,是混合物,B项错误。
3.下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是( )
A.液氯无色,氯水呈黄绿色
B.液氯和氯水皆能存放于钢瓶中
C.液氯较氯水的漂白作用更强
D.液氯是纯净物,而氯水是混合物
解析:选D 液氯是液态的单质氯,属于纯净物,氯水是氯气的水溶液,属于混合物,D项正确。
4.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2
B.FeCl2
C.AlCl3
D.FeCl3
解析:选C 当氯气与Cu、Fe等变价金属反应时,生成高价金属氯化物,故B项不正确。A项中Cu不与盐酸反应,D项中Fe与盐酸反应生成FeCl2,故A、D项均不正确。C项既可由金属与氯气直接反应制得,又可由金属与盐酸反应制得。
5.在新制氯水的各种微粒中:
(1)使氯水呈黄绿色的是(填写化学式或离子符号,下同)________。
(2)能使AgNO3溶液产生白色沉淀的是________。
(3)能使紫色石蕊试液显红色的是________。
(4)能使有色布条褪色的是________。
(5)能使无水CuSO4变蓝的是________。
(6)能与NaHCO3溶液反应放出气体的是________。
(7)能使KI 淀粉溶液变蓝色的是________
解析:新制氯水中有Cl2,使氯水呈黄绿色,能氧化I-生成I2;HClO能漂白、杀菌、消毒;Cl-与AgNO3生成白色沉淀;H+显酸性。
答案:(1)Cl2 (2)Cl- (3)H+ (4)HClO (5)H2O (6)H+ (7)Cl2
1.下列说法正确的是( )
A.海水中蕴含的元素有100多种,是一个巨大的宝藏
B.海水中氯化物的含量最高
C.海水中的氯化物主要是氯化钠,其次是氯化镁、氯化钙、氯化钾
D.海水中含有浓度很高的碘元素和溴元素
解析:选C 海水中蕴含的元素有80多种;海水中含量最高的是水,海水中的碘元素和溴元素浓度都不高,但由于海水量很大,所以其总质量很大。
2.除去Cl2中混有的少量HCl气体,可将气体通入( )
A.饱和NaHCO3溶液
B.烧碱溶液
C.饱和氯化钠溶液
D.澄清石灰水
解析:选C HCl气体溶于饱和食盐水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小。
3.下列物质中同时含有氯分子和氯离子的是( )
A.液氯
B.新制氯水
C.CaCl2溶液
D.次氯酸溶液
解析:选B A中的液氯指的是液态单质氯,不含氯离子;B中氯水是氯气的水溶液,含有H2O、HClO、Cl2和H+、Cl-、ClO-、OH-;C中的氯化钙溶液不含氯分子;D中的次氯酸溶液不存在氯分子和氯离子。
4.下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是( )
①氯气 ②液氯 ③新制氯水 ④氯气的四氯化碳溶液 ⑤盐酸 ⑥盐酸与少量漂白粉的混合溶液
A.①②③
B.①②③⑥
C.③⑥
D.③④⑥
解析:选C 能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,要求该物质具有酸性和漂白性。①和②中只有Cl2分子;④中Cl2分子与CCl4溶剂之间不反应,不能产生H+和HClO;⑤中盐酸只有酸性无漂白性;③中Cl2和水反应生成HCl和HClO;⑥中发生反应:Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO,且盐酸过量。
5.实验室制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是( )
①连接好装置,检查气密性;②缓缓加热;③在烧瓶中加入少量的MnO2,向分液漏斗中加入浓盐酸;④通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸;⑤将多余氯气用浓NaOH溶液吸收;⑥当有连续气泡出现时,开始用向上排空气法收集氯气。
A.①②③④⑤⑥
B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤
D.①③④②⑥⑤
解析:选D 实验室制取氯气的实验步骤为:先连接好装置,检查装置的气密性,加试剂(先固体后液体),缓缓加热,收集气体,尾气处理。
6.新制氯水与久置氯水相比较,下列结论不正确的是( )
A.颜色相同
B.前者能使有色布条褪色
C.都含有H+
D.加AgNO3溶液都能生成白色沉淀
解析:选A 新制氯水呈黄绿色,久置氯水为无色,A项错误。
7.下列说法不正确的是( )
A.H2在Cl2中燃烧会产生苍白色火焰
B.氯水用于漂白是因为HClO的存在
C.漂白粉是混合物,其有效成分是次氯酸钠
D.漂白粉放入稀盐酸中可以提高漂白速度
解析:选C 漂白粉的有效成分为次氯酸钙,C错误;漂白粉放入稀盐酸中会发生反应Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO,从而加快HClO的产生,提高漂白速度。
8.下列说法不正确的是( )
A.钠和铁一样,都能在氯气中燃烧生成金属氯化物
B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
C.氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物
D.氯水具有杀菌、漂白作用是因为氯水中含有强氧化性的次氯酸
解析:选B 液氯是液态的Cl2,不能使干燥有色布条褪色,B项错误。
9.实验室用如图所示装置来制取氯气,该装置由A、B、C三个基本装置组合而成,请回答下列问题:
(1)该制取氯气的装置有一个错误,请指出错误___________________________
________________。
(2)说出A、B、C三个基本装置的名称:A是________装置,B是________装置,C是________装置。
(3)C装置中烧杯内所装液体是________溶液。
(4)写出A装置中反应的化学方程式________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)烧瓶不能用酒精灯直接加热,应该垫上石棉网。
(2)A为气体发生装置,B为气体收集装置,C为尾气吸收装置。
(3)一般用较浓的NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染空气。
(4)MnO2和浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
答案:(1)烧瓶底部缺少石棉网 (2)气体发生 气体收集(或集气) 尾气吸收 (3)NaOH
(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
10.现有X、Y、Z三种元素,已知有如下情况:
①X、Y、Z的单质在常温下均为气体。
②X的单质在Z的单质中燃烧,生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色。
③XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z-,XZ的水溶液可使石蕊溶液变红。
④两分子X的单质可与一分子Y的单质化合生成两分子X2Y,X2Y常温下为液体。
⑤Z的单质溶于X2Y中,所得溶液具有漂白作用。
请完成下列问题:
(1)写出XZ和X2Y的化学式:XZ______,X2Y______。
(2)Z的单质溶于X2Y后,溶液起漂白作用的物质是________(写出化学式)。
(3)写出X的单质在Z的单质中燃烧的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(4)Z的单质能否与氢氧化钠溶液发生反应?______(填“能”或“否”),若能,请写出反应的化学方程式:__________________________________(若不能反应,则此空不必填写)。
解析:燃烧时火焰呈苍白色即说明是氢气在氯气中燃烧,确定X为H,Z为Cl;X2Y常温下为液体,是水,则Y为O。
答案:(1)HCl H2O (2)HClO
(3)H2+Cl22HCl
(4)能 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
1.漂白粉长期露置在空气中失效的原因是( )
A.吸收了氧气和水蒸气
B.吸收了二氧化碳和水蒸气
C.漂白粉风化
D.漂白粉不稳定,见光分解
解析:选B 次氯酸酸性弱于碳酸,次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸不稳定,光照易分解,导致漂白粉失效,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓、2HClO光照,2HCl+O2↑,选项B符合题意。
2.下列说法正确的是( )
A.向久置的氯水中滴入紫色石蕊溶液,溶液将先变红后褪色
B.欲除去Cl2中少量的HCl气体,可将此混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶
C.漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2
D.氯水的成分为Cl2和Ca(ClO)2,应密封保存
解析:选B HClO易分解,久置氯水实际是盐酸,因此只能使紫色石蕊溶液变红,而不能使其褪色,A项错误;漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,C项错误;新制氯水的成分有:Cl2、H+、ClO-、OH-、Cl-、HClO、H2O,不含有Ca(ClO)2,D项错误;Cl2几乎不溶于饱和食盐水,但HCl易溶于饱和食盐水,因此可用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体,B项正确。
3.如图A处通入Cl2,当关闭B阀时,
C处湿润的红布条没有明显变化,当打开B阀时,C处的湿润红布条逐渐褪色。则D瓶中盛装的溶液是( )
A.浓硫酸
B.水
C.氢氧化钠溶液
D.饱和食盐水
解析:选C 关闭B,C处湿润有色布条不褪色,说明Cl2在D处完全反应。
4.已知:2Fe+3Cl22FeCl3。下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( )
A.a—b—c—d—e—f—g—h
B.a—e—d—c—b—h—i—g
C.a—d—e—c—b—h—i—g
D.a—c—b—d—e—h—i—f
解析:选B 按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。
5.0.2
mol某单质直接与氯气完全反应,固体质量增加14.2
g,该单质可能是( )
A.钠
B.铜
C.铝
D.铁
解析:选B 氯气与金属反应时生成金属氯化物,固体增加的质量,即为参加反应氯气的质量,且氯气与变价金属反应时,都生成高价态金属氯化物。根据金属单质0.2
mol与氯气完全反应消耗氯气0.2
mol(14.2
g)可知该金属表现+2价,B项正确。
6.含2
mol
HCl的浓盐酸和足量的二氧化锰共热制氯气,生成的氯气在标准状况下的体积为( )
A.11.2
L
B.22.4
L
C.小于11.2
L
D.大于11.2
L
解析:选C
MnO2+4HCl(浓)△,MnCl2+Cl2↑+2H2O
4
mol 22.4
L
2
mol 11.2
L
如果HCl完全参加反应,则生成的气体在标准状况下的体积为11.2
L,但该反应中的盐酸为浓盐酸,随盐酸的浓度变小,反应不能进行,由此可知2
mol
HCl不可能全部参加反应,则生成的气体体积在标准状况下应小于11.2
L。
7.下列装置中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是(电极均为石墨,Cl2能使KI 淀粉溶液变蓝)( )
解析:选D 向下排空气法收集的是氢气,故电源的左端是负极,右端是正极,A、C错误;淀粉碘化钾溶液变蓝可证明有氯气产生,氢氧化钠溶液不能验证Cl2的产生,B项错误,D项正确。
8.实验室里用如图所示仪器和药品来制取纯净的无水氯化铜(Cu+Cl2△,CuCl2)。图中A、B、C、D、E、F表示玻璃管接口,接口的弯曲和伸长等部分未画出。根据要求填写下列各小题空白。
(1)如果所制气体从左向右流向时,上述各仪器装置的正确连接顺序是(填各装置的序号)( )接( )接( )接( )接( )接( ),其中②与④装置相连时,玻璃管接口(用装置中字母表示)应是________接________。
(2)装置②的作用是_______________________________________________________;
装置④的作用是_________________________________________________________。
(3)实验开始时,应首先检验装置的________,实验结束时,应先熄灭________处的酒精灯。
(4)在装置⑤的烧瓶中,发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:制取纯净的无水CuCl2,应由Cu和纯净的Cl2加热制得,欲制得纯净的氯气需③和⑤组合制得Cl2,再经④洗去Cl2中的氯化氢,经过②除去水蒸气,最后排出的尾气用碱液吸收以防止多余的Cl2污染环境。
答案:(1)③ ⑤ ④ ② ① ⑥ C B
(2)除去Cl2中的水蒸气 除去Cl2中的HCl气体
(3)气密性 ①
(4)MnO2+4HCl(浓)△,MnCl2+Cl2↑+2H2O
9.图中为实验室制取氯气及性质验证的装置图:
参考装置图回答下列问题:
(1)请指出仪器a的名称______,仪器b的名称______,写出装置A中反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在装置D中可观察到的现象是____________,装置E中可观察到的现象是______________,装置F中可观察到的现象是__________________。
(3)装置B的作用为________,装置C的作用为______,装置H的作用为________,写出装置H的化学方程式__________________________________________。
解析:(1)由装置图可知,仪器a的名称是分液漏斗,仪器b的名称是圆底烧瓶,装置A中的化学反应方程式为MnO2+4HCl(浓)Cl2↑+MnCl2+2H2O。(2)Cl2本身没有漂白作用,它与水反应生成的HClO有漂白作用,因此干燥的有色布条不会褪色,湿润的有色布条会褪色,湿润的淀粉KI试纸变蓝色。(3)装置B中盛放的是饱和食盐水,它的作用是除去Cl2中的HCl,装置C中盛放的是浓硫酸,它的作用是除去H2O,装置H中盛放的是NaOH溶液,它的作用是吸收Cl2,防止污染环境,发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
答案:(1)分液漏斗 圆底烧瓶 MnO2+4HCl(浓)Cl2↑+MnCl2+2H2O
(2)干燥的有色布条无变化 湿润的有色布条褪色
湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)除去Cl2中的HCl 除去Cl2中的H2O 吸收多余Cl2 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(共43张PPT)
解析
返回
颜色
密度
气味
毒性
状态
溶解性
特性
____色
比空
气__
______
气味
有__
气体
1
体积水约能溶
解__
体积氯气
易液化
黄绿
大
刺激性
毒
2
操作
现象
反应原理
H2在Cl2中燃烧
H2在盛有Cl2的集气瓶中安静地燃烧,发出_____色火焰,集气瓶口有_____产生
H2和Cl2的混合气体光照
发生_____
所加试剂
参与反应的微粒
实验现象
化学方程式或解释
AgNO3溶液
Cl-
产生白色沉淀
HCl+AgNO3===
AgCl↓+HNO3
Na2CO3固体
H+
有气泡产生
2HCl+Na2CO3
===2NaCl+CO2↑+H2O
有色布条
HClO
布条颜色褪去
漂白性
FeCl2溶液
Cl2
溶液由浅绿色变为棕黄色
2FeCl2+Cl2===
2FeCl3
石蕊溶液
HClO、H+
先变红后褪色
酸性和漂白性
新制氯水
久置氯水
液氯
区别
氯气的水溶液
稀盐酸
氯气的液体状态
分类
混合物
混合物
纯净物
颜色
浅黄绿色
无色
黄绿色
组成
微粒
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、H2O、OH-
Cl2
性质
多种成分,多重性质,如酸性、漂白性、氧化性等
有酸性(比新制氯水强)
仅表现Cl2的性质
解析
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(单击进入电子文档)第二课时
氧化还原反应 溴、碘的提取
—————————————————————————
[课标要求]
1.掌握氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念。
2.会判断氧化还原反应及表示电子的转移。
3.掌握溴、碘的提取及其相关性质。,
1.氧化还原反应:反应过程中有电子转移的化学反应。
2.非氧化还原反应:反应过程中没有电子转移的化学反应。
3.还原剂:在氧化还原反应中,失去电子的物质。
4.氧化剂:在氧化还原反应中,得到电子的物质。
5.用氯气提取溴碘的化学方程式:
Cl2+2KBr===Br2+2KCl Cl2+2KI===I2+2KCl。
1.氧化还原反应与非氧化还原反应
(1)氧化还原反应:反应过程中有电子转移的化学反应。
(2)非氧化还原反应:反应过程中没有电子转移的化学反应。
(3)氧化还原反应概念间的关系
2.氧化还原反应电子转移的表示方法
通常用电子转移的方向和数目来表示一个氧化还原反应。
(1)双线桥法
表明一种元素反应前后的电子得失(或偏移)情况。
①双线桥法表示电子转移的基本步骤:
③注意事项:
a.箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。
b.采用a×be-形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,a、b是“1”时省略。得到与失去的电子总数相等。
(2)单线桥法
表明反应中化合价变化的元素原子间的电子转移情况。
①单线桥法表示电子转移的基本步骤
③注意事项
a.单线桥法从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素,表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况;
b.箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
即:
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
1.在氧化还原反应中得失电子总数相等吗?
提示:相等。
2.配平氧化还原反应方程式,需遵循的两大原则是什么?
提示:原子守恒和得失电子守恒。
氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则
(1)原子守恒原则:反应物和生成物各元素及其原子个数不变。
(2)得失电子守恒原则:氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。
2.方法步骤
以Cu+HNO3(浓)——Cu(NO3)2+NO2↑+H2O为例
“一标”——标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。
C+HN3(浓)——C
(NO3)2+N2↑+H2O
“二等”——通过最小公倍数法使化合价升降总数相等。
“三定”——确定氧化剂和还原剂的化学计量数。
Cu+2HNO3(浓)——Cu(NO3)2+2NO2↑+H2O
“四查”——用观察法配平其他物质的化学计量数,并检查原子个数是否相等,配平后将短线改为等号。
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
[特别提醒] 根据化合价升降只能确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,其他物质的化学计量数需运用观察法、奇偶法、守恒法等来确定。
1.下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.元素化合价升高的反应是还原反应
B.物质在变化中失去了电子,此物质中的某一元素化合价降低
C.有电子转移的反应就是氧化还原反应
D.有化合价升降的反应,不一定是氧化还原反应
解析:选C 元素化合价升高的反应为氧化反应,A项错误;失去电子应表现为化合价升高,B项错误;有化合价升降的反应一定是氧化还原反应,D项错误。
2.(1)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目,指出被氧化和被还原的元素。
①2Na+Cl22NaCl________________________________________________;
②NaOH+HCl===NaCl+H2O____________________________________________。
(2)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。
①BaCl2+Na2SO4===BaSO4+2NaCl_________________________________________;
②Fe+2HCl===FeCl2+H2________________________________________________。
解析:首先分析各个反应中元素化合价的变化,根据化合价升高的元素,失去电子,被氧化;化合价降低的元素,得到电子,被还原;用箭头标出电子转移的情况时,要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。
答案:(1)①
②非氧化还原反应
(2)①非氧化还原反应
3.写出以下化学方程式并配平。
(1)NH3在加热条件下与CuO反应生成Cu和N2。
(2)用浓HNO3清洗试管壁上的Ag。
(3)向碘盐(KIO3)和稀H2SO4的混合溶液中加入KI固体后可生成I2。
(4)Na2S放置在空气中被氧化变质。
(5)在NaOH环境下,Cl2与NaI反应时,每1
mol
NaI完全反应转移6
mol电子。
答案:(1)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O
(2)Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2↑+H2O
(3)KIO3+5KI+3H2SO4===3K2SO4+3I2+3H2O
(4)2Na2S+O2+2H2O===2S↓+4NaOH
(5)3Cl2+NaI+6NaOH===NaIO3+6NaCl+3H2O
1.氧化剂和还原剂
(1)氧化剂:在反应中得到电子(或电子对偏向)的物质
(2)还原剂:在反应中失去电子(或电子对偏离)的物质
(3)常见的氧化剂和还原剂
物质种类
常见物质
氧化剂
部分非金属单质
O2、Cl2等
含有高价态元素的化合物
浓H2SO4、HNO3、KMnO4、FeCl3、MnO2等
还原剂
活泼的金属单质
Al、Zn、Fe等
某些非金属单质
C、H2等
某些非金属氧化物
CO、SO2等
[特别提醒] 在一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂同时存在,它们可以是不同的物质,也可以是同一物质。如在反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
2.氧化性和还原性
(1)氧化性:氧化剂发生还原反应,表现出氧化性。
(2)还原性:还原剂发生氧化反应,表现出还原性。
3.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
[特别提醒] 物质氧化性、还原性的强弱与得失电子的难易程度有关,而与得失电子的多少无关。如钠失电子数小于铝,但还原性Na>Al。
1.依据金属活动性顺序,你能判断出Zn和Fe还原性的强弱吗?
提示:在金属活动性顺序中,Zn位于Fe之前,故Zn比Fe的还原性强。
2.已知还原性KI>FeCl2,判断反应:I2+2FeCl2+2KCl===2FeCl3+2KI能否进行?
提示:若反应I2+2FeCl2+2KCl===2FeCl3+2KI能够发生,则还原性:FeCl2>KI,与题目中已知的还原性强弱相矛盾,故该反应不能进行。
物质氧化性、还原性强弱的判断
1.根据氧化还原反应方程式判断
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
特点:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
2.根据元素的活动性顺序判断
特点:上左下右可反应,隔之愈远愈易行。
3.根据反应条件判断
当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如氧化产物化合价相同,可根据反应条件的难易来判断。反应越易进行或越剧烈,则氧化剂的氧化性越强。如:
4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑
16HCl(浓)+2KMnO4===
2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
氧化性:KMnO4>MnO2。
判断还原剂还原性的原理与此类似。
4.根据氧化产物的化合价高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物中元素化合价的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂中元素化合价升得越高,则氧化剂的氧化性越强。
如:2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理与此类似。
1.下列反应中,水只作氧化剂的是( )
A.SO2+H2O===H2SO3
B.Cl2+H2O===HCl+HClO
C.2H2O2H2↑+O2↑
D.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
解析:选D A项,不是氧化还原反应;B项,氯气既是氧化剂也是还原剂,水既不是氧化剂也不是还原剂;C项,水既是氧化剂也是还原剂;D项,钠是还原剂,水是氧化剂。
2.已知反应:
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
判断下列物质氧化能力由强到弱的顺序正确的是( )
A.I->Fe2+>Cl->SO2
B.Cl2>Fe3+>I2>SO2
C.Fe2+>I->Cl->SO2
D.Cl2>Fe3+>SO2>I2
解析:选B 根据氧化还原反应中“前强后弱”规律可知氧化能力:①FeCl3>I2;②Cl2>FeCl3;③I2>SO2,综上所述氧化能力:Cl2>FeCl3>I2>SO2。
3.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl(浓)2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
解析:选A 根据题意,由氧化性Fe3+>I2知还原性I->Fe2+,当Cl2与FeI2反应时,I-优先被氧化,所以A项错误,B项正确。再根据氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,C、D项均正确。
1.溴、碘的提取
(1)反应原理
实验操作
实验现象
反应的化学方程式
①溶液分层②下层溶液显橙红色
Cl2+2KBr===2KCl+Br2
①溶液分层②下层溶液显紫红色
Cl2+2KI===2KCl+I2
(2)提取原料
①溴的提取:海水提取粗食盐后的母液,通入氯气将其中的溴离子转化为单质溴。
②碘的提取:海水中碘的浓度很低,工业上不直接由海水提取碘,而是以具有富集碘能力的植物如海带、海藻为原料提取碘。
(3)提取流程
①海水提溴的工艺流程:
②从海带中提取碘的工艺流程:
2.溴、碘的性质
(1)单质的物理性质
Br2
I2
色、态
通常状况下为深红棕色液体
通常情况下为紫黑色固体
溶解性
微溶于水,易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂
微溶于水,易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂
特性
易挥发
①易升华,②淀粉溶液遇碘变蓝色
(2)Br-、I-的检验
①试剂:硝酸银溶液和稀硝酸。
②化学方程式:NaBr+AgNO3===AgBr↓+NaNO3,NaI+AgNO3===AgI↓+NaNO3。
③现象:分别出现淡黄色沉淀、黄色沉淀。
(3)溴、碘及其化合物的重要用途
①溴可用于生产熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等药剂。
②溴化银是重要的感光材料。
③碘是一种重要的药用元素,也应用于含碘食品的生产。
④碘化银可用于人工降雨。
1.氯气呈气态,溴为液体,碘为固体,由此可得出什么结论?
提示:按Cl→Br→I顺序,其单质的熔、沸点逐渐升高,故Cl2、Br2、I2的状态:气态→液态→固态。
2.根据化学方程式Cl2+2KBr===2KCl+Br2,Cl2+2KI===2KCl+I2,Br2+2KI===2KBr+I2可得出什么结论?
提示:三个反应均是氧化还原反应,可知,氧化性Cl2>Br2>I2,还原性:I->Br->Cl-。
1.Cl2、Br2、I2的物理性质
(1)相似性
①单质都有特殊颜色;
②都微溶于水;
③都易溶于有机溶剂,在有机溶剂中都显示特殊颜色。
(2)递变性(按Cl→Br→I顺序)
①单质的颜色逐渐加深;
②熔沸点逐渐升高,状态:气态→液态→固态;
③密度逐渐增大。
(3)特性:氯易液化,溴易挥发,碘易升华。
(4)Cl2、Br2、I2在水及有机溶剂中的颜色
水
CCl4
汽油
Cl2
黄绿色
黄绿色
黄绿色
Br2
黄→橙
橙→橙红
橙→橙红
I2
深黄→褐
紫→深紫
浅紫红→紫红
2.Cl2、Br2、I2的化学性质
(1)相似性
①都能与几乎所有的金属化合;
②都能与H2反应生成HX(X=Cl、Br、I),HX都易溶于水且都是强酸;
③都能与水和碱液反应,X2+H2O??HX+HXO,X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O;
④水溶液都有氧化性
(2)递变性(按Cl→Br→I顺序)
①氧化性依次减弱:Cl2>Br2>I2,如分别与Fe反应,产物为FeCl3、FeBr3、FeI2;还原性Cl-
②与H2反应由易到难,氢化物稳定性依次减弱;
③与水反应程度依次减弱。
(3)特性:I2遇淀粉变蓝色。
3.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液
(2)置换——萃取法
未知液
有机层呈
(3)置换——淀粉法检验I-
未知液
蓝色溶液,表明有I-
1.已知溴易挥发
,碘易升华,向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量氯气充分反应后将溶液蒸干,并灼烧所得物质,最后剩余的固体是( )
A.NaCl和KI
B.NaCl、KCl和I2
C.KCl和NaBr
D.KCl和NaCl
解析:选D 过量的Cl2将Br-、I-从它们的溶液中完全置换出来,在蒸干、灼烧的过程中溴挥发、碘升华,所以剩余固体为NaCl和KCl。
2.从海水中可以提取溴,但得到的液溴中常溶有少量氯气,除去氯气应该采用的方法是( )
A.加入适量的KI溶液
B.通入溴蒸气
C.加入适量的氢氧化钠溶液
D.加入适量的溴化钠溶液
解析:选D 要除去液溴中少量的氯气,可选用适量的溴化钠溶液:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
3.稀的碘水和溴水的颜色非常浅,近乎无色。检验稀碘水和稀溴水时,所用的最佳试剂是( )
A.淀粉溶液
B.氯水
C.NaOH溶液
D.NaBr溶液
解析:选A 氯水、NaBr溶液与溴水、碘水都不反应,NaOH溶液与二者都反应,二者都褪色,现象相同,不能区分;淀粉遇I2变蓝色。
4.将氯水注入KI溶液中,用力振荡,再注入四氯化碳,振荡后静置,看到的现象是( )
A.液体为紫红色
B.液体为无色
C.液体分两层,上层为紫红色,下层接近无色
D.液体分两层,上层接近无色,下层为紫红色
解析:选D Cl2将I-氧化生成I2,I2被CCl4萃取,所以上层接近无色,下层为紫红色。
[三级训练·节节过关]
1.下列变化过程属于氧化反应的是( )
A.HCl→H2
B.Mg→Mg2+
C.Cl-→AgCl
D.CuO→Cu
解析:选B 物质要发生氧化反应,则所含元素的化合价升高。A项,HCl→H2化合价降低,错误;B项,Mg→Mg2+化合价升高,正确;C项,Cl-→AgCl化合价没有改变,错误;D项,CuO→Cu化合价降低,错误。
2.氢化钙(CaH2)可作为生氢剂,反应的化学方程式为CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,下列说法不正确的是( )
A.CaH2既是还原剂,又是氧化剂
B.H2既是氧化产物,又是还原产物
C.CaH2是还原剂,H2O是氧化剂
D.氧化产物与还原产物质量比为1∶1
解析:选A 在反应CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑中,CaH2中的氢元素化合价是-1价,反应后变为H2中的0价,化合价升高,CaH2作还原剂;H2O中的氢元素化合价是+1价,反应后变为H2中的0价,化合价降低,H2O作氧化剂,H2既是氧化产物,又是还原产物,在该反应中氧化产物与还原产物质量比为1∶1,选项A错误,其余选项正确。
3.溴又称为海洋元素,主要用于制取溴化物,并作为普通分析试剂和有机合成试剂用于医药、农药、染料、香料、摄影材料、灭火剂、选矿、冶金、鞣革、净水等方面。从海水中可以提取溴,主要反应之一为2KBr+Cl2===2KCl+Br2,下列说法中正确的是( )
A.溴离子具有氧化性
B.氯气是还原剂
C.该反应属于复分解反应
D.氯气氧化性比溴单质强
解析:选D 溴离子只具有还原性,A项错误;氯气是氧化剂,B项错误;该反应为置换反应,C项错误;根据氧化还原反应以强制弱的原理知,D项正确。
4.Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe所属基本反应类型是________。在该反应中________元素的化合价升高,该元素的原子________电子,被________;而________元素的化合价降低,该元素的原子________电子,被________。该反应中,Fe2O3发生了________反应,Al发生了________反应,________是氧化产物,________是还原产物。
解析:从反应类型上看该反应是置换反应,分析物质中元素化合价的变化知:Fe的化合价由+3价降到0价,被还原,得到的铁是还原产物;Al的化合价由0价升到+3价,发生氧化反应,得到的Al2O3是氧化产物。
答案:置换反应 铝 失去 氧化 铁 得到 还原 还原 氧化 Al2O3 Fe
5.(1)向溴化钠溶液中通入适量的氯气,产生的现象是______________,反应的化学方程式是__________________;向碘化钾溶液中加入适量的溴水,产生的现象是__________,反应的化学方程式是________________________。
(2)由上述两个化学反应可知,Cl2、Br2、I2三种单质氧化性强弱的关系是______________;这样的化学反应原理,在海水的综合利用中的应用是________________________________________________________________________。
(3)下列海产品中可以考虑用于工业上大量地提取碘的是____________。
①贝壳 ②紫菜 ③鱼 ④海带
解析:(1)Cl2与NaBr、Br2与KI反应的化学方程式分别是①Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl,②Br2+2KI===I2+2KBr。
(2)Br2、I2在水溶液中分别显橙色、褐色。在反应①中Cl2是氧化剂,Br2是氧化产物,故氧化性Cl2>Br2;在反应②中Br2是氧化剂,I2是氧化产物,故氧化性Br2>I2。以适当的氧化剂将Br-、I-氧化的化学反应原理可以应用于从海水中提取溴和碘。
(3)在四种海产品中,含碘相对较多的是紫菜和海带。
答案:(1)溶液由无色变为橙色 Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl 溶液由无色变为褐色 Br2+2KI===I2+2KBr
(2)Cl2>Br2>I2 从海水中提取溴和碘 (3)②④
1.下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
B.AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
解析:选C A项属于置换反应;B项属于复分解反应;D项属于分解反应且属于氧化还原反应;C项,不属于四种基本反应类型,但有元素化合价的升降,属于氧化还原反应。
2.下列说法正确的是( )
A.金属单质在反应中只能作还原剂,非金属单质在反应中只能作氧化剂
B.氧化剂在反应中失去电子,还原剂在反应中得到电子
C.氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性
D.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
解析:选C A项,非金属单质在反应中可以做氧化剂也可做还原剂,例如氢气和氧气反应时,氢气做还原剂,氧气做氧化剂,错误;B项,氧化剂得到电子,还原剂失去电子,错误;D项,阳离子可能有还原性,例如亚铁离子,错误。
3.在反应中,X元素的原子将电子转移给Y元素的原子,则下列说法正确的是( )
①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应 ④元素Y发生还原反应
A.①②
B.③④
C.②③
D.①④
解析:选D 根据题意知,X元素的原子失去电子,X元素化合价升高,发生氧化反应;而Y元素的原子获得电子,Y元素化合价降低,发生还原反应。
4.下列变化中,需加氧化剂才能实现的是( )
A.NaClO→NaCl
B.C→CO2
C.Fe2O3→Fe
D.CaO→Ca(OH)2
解析:选B 需要加入氧化剂才能实现,则选项中各物质为还原剂,发生氧化反应,还原剂中某元素的化合价升高。A项,NaClO→NaCl,Cl元素由+1价降低到-1价;B项,C→CO2,C元素由0价升高到+4价;C项,Fe2O3→Fe,铁元素由+3价降低到0价;D项,CaO→Ca(OH)2,化合价没有发生变化,不是氧化还原反应。
5.海带中含碘元素,有人设计了以下步骤来提取碘:①通足量氯气 ②将海带烧成灰,向灰中加水搅拌 ③加入CCl4,振荡 ④过滤 ⑤用分液漏斗分液。合理的操作顺序为( )
A.②④①③⑤
B.②①③④⑤
C.①③⑤②④
D.③①②⑤④
解析:选A 海带烧成灰加水后必须过滤,然后利用氧化还原反应的原理使碘从化合态变成游离态,最后用有机溶剂萃取出碘并分液。
6.甲、乙、丙三溶液中各含有一种X-(X-为Cl-、Br-或I-),向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化,则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、I-、Cl-
B.Br-、Cl-、I-
C.I-、Br-、Cl-
D.Cl-、I-、Br-
解析:选A 向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,应该是溴水的颜色,则甲中必含有Br-,Br-被Cl2置换生成了Br2,由此否定了C、D选项。再加丙溶液,颜色无明显变化,说明丙溶液中不含I-,否则加入后I-被Br2置换生成I2,溶液显蓝色,与题给条件不符,则丙溶液只能含有Cl-,I-必在乙溶液中。
7.已知Br2跟NaOH溶液的反应类似于Cl2跟NaOH溶液的反应。用溴水作试剂可以将下列各组中的溶液鉴别出来的是( )
①水、汽油、酒精 ②AgNO3、NaOH、KI
③NaCl、NaBr、NaI ④汽油、酒精、NaOH
A.①②
B.②③
C.①③
D.②④
解析:选D 汽油能萃取溴水中的溴,出现分层现象,且上层呈橙色,下层几乎无色;酒精与水互溶,不能萃取溴水中的溴,得到的溶液显橙黄色;NaOH与Br2反应使溶液为无色。在①、④两组中,①组不能区别水和酒精,④组能用溴水区别。②组三种溶液均能与溴水反应,且出现三种不同的现象,即浅黄色沉淀、溴水褪色、溶液显褐色,故②组能区别。③组前两种与溴水均不反应,现象相同,故不能区别。
8.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )
H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO4
2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO3===2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A.H2SO3>I->Fe2+>NO
B.I->Fe2+>H2SO3>NO
C.Fe2+>I->H2SO3>NO
D.NO>Fe2+>H2SO3>I-
解析:选A 先确定各反应的还原剂(分别为H2SO3、HI、FeCl2)和还原产物(分别为HI、FeCl2、NO),根据还原性:还原剂>还原产物,故有H2SO3>HI,HI>FeCl2,FeCl2>NO。
9.饮用水中的NO对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2,其化学方程式为
10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAlO2+3N2↑+2H2O。
请回答下列问题:
(1)上述反应中,________元素的化合价升高,则该元素的原子________(填“得到”或“失去”)电子;而________元素的化合价降低,则该元素的原子被________(填“氧化”或“还原”)。
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目:
________________________________________________________________________。
解析:在上述反应中,铝元素由0价变为+3价,化合价升高,失去电子,被氧化;氮元素由+5价变为0价,化合价降低,得到电子,被还原。
答案:(1)Al 失去 N 还原
(2)10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAl失去10×3e-O2+3N得到6×5e-2↑+2H2O
10.某学生往一支试管里按一定顺序分别加入下列几种物质:A.KI溶液,B.淀粉溶液,C.NaOH溶液,D.氯水。发现溶液颜色按下面顺序变化:
①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色。
依据溶液颜色的变化回答下列问题:
(1)加入以上药品的顺序是__________。
(2)写出①→②的化学方程式,若为氧化还原反应,请标明电子转移的方向和数目________________________________________________________________________。
(3)写出③→④的化学反应方程式______________________________________。
解析:溶液显棕黄色,说明溶液中有I2生成,氯水和KI溶液反应生成I2,而氯水显浅黄绿色,故①为KI溶液,②为氯水,溶液显蓝色是由于淀粉遇I2形成的,故③为淀粉溶液;又由于I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O,加入NaOH后I2逐渐消失,蓝色将逐渐褪为无色,故④为NaOH溶液。
答案:(1)ADBC (2)2KI+Cl2===I2+2KCl
(3)I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O
1.某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图(如图),由图可知在该反应中( )
A.被氧化
B.被还原
C.是氧化产物
D.是还原产物
解析:选A 失去电子,被氧化,是氧化产物。
2.某同学在烧水时,不小心把水洒在炉火上,结果发现炉火更旺了,原因是H2O(g)和炽热的碳反应生成了水煤气(CO和H2),反应方程式为C+H2O(g)CO+H2,下列关于该反应的说法正确的是( )
A.该反应中,C失去电子,被还原
B.该反应中,H2得到电子,被还原
C.该反应中,每转移2
mol电子生成1
mol
H2
D.该反应属于复分解反应
解析:选C 该反应中,碳元素的化合价从0升高到+2,C失去电子被氧化,A项错误;氢元素的化合价从+1降低到0,H2O得到电子被还原,B项错误;1
mol
C从0价变为+2价,失去2
mol
电子,2
mol
H从+1价变为0价,得到2
mol电子,生成1
mol
H2,C项正确;该反应属于置换反应,也是氧化还原反应,但不是复分解反应,D项错误。
3.下列关于氧化剂与还原剂的判断正确的是( )
A.反应CH4+2O2CO2+2H2O中,O2是氧化剂,CH4是还原剂
B.反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2是氧化剂,NaOH是还原剂
C.反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,HCl是氧化剂,MnO2是还原剂
D.反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑中,H2O既是氧化剂又是还原剂
解析:选A 根据氧化剂和还原剂的概念可知,在CH4与O2的反应中,O2是氧化剂,CH4是还原剂;在Cl2与NaOH的反应中,Cl2既是氧化剂又是还原剂;在MnO2与浓盐酸的反应中,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂;在Na与H2O的反应中,H2O是氧化剂,Na是还原剂。
4.从海带中提取碘的实验过程中,涉及下列操作,其中正确的是( )
解析:选D A项,海带灼烧成灰用坩埚;B项,过滤时没有用玻璃棒引流;C项,苯在水的上层,应从分液漏斗上口倒出。
5.在反应3S+6KOHK2SO3+2K2S+3H2O中,被氧化和被还原的硫原子个数比为( )
A.1∶2
B.2∶1
C.1∶1
D.3∶2
解析:选A 由反应分析化合价可知,被氧化的硫原子生成K2SO3,被还原的硫原子生成了K2S,由反应产物的化学计量数可得被氧化和被还原的硫原子个数之比为1∶2。
6.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
B.2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
C.2FeCl2+Cl2===2FeCl3
D.5PbCl2+2KMnO4+2H2O===5PbO2+2KCl+2MnCl2+4HCl
解析:选D 氧化性:PbO2>KMnO4>Cl2>FeCl3>CuCl2,一个氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。A项中氧化性Fe3+>Cu2+,与条件相符;B项中,氧化性MnO>Cl2,与条件相符;C项中,氧化性Cl2>Fe3+,与条件相符;D项中,氧化性MnO>PbO2,与条件不相符,所以D项反应不可能发生。
7.已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是( )
选项
①
②
③
④
A
黄绿色
橙色
蓝色
白色
B
无色
橙色
紫色
白色
C
黄绿色
橙色
蓝色
无色
D
黄绿色
无色
紫色
白色
解析:选A 氯气是黄绿色,①处可看到黄绿色;Cl2和NaBr反应生成Br2,溴水显橙色,②处看到橙色;Cl2和KI反应生成I2,淀粉遇I2变蓝,③处可看到蓝色;Cl2被NaOH吸收后不呈现颜色,④处仍看到白色棉花。
8.12
mL
0.1
mol·L-1的亚硫酸(H2SO3)溶液,恰好跟20
mL
浓度为0.02
mol·L-1的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液完全反应,则元素铬(Cr)在还原产物中的化合价是( )
A.+1
B.+2
C.+3
D.+6
解析:选C 根据题意可知,H2SO3是还原剂,H2SO3中+4价的硫元素被氧化成+6价,重铬酸钾是氧化剂,+6价的铬元素被还原,设还原产物中铬的化合价为x。由关系式:
H2SO3~H2SO4~2e-,Cr2O~2r~2(6-x)e-,反应中得失电子数相等,所以:0.020
L×0.02
mol·L-1×2×(6-x)=0.012
L×0.1
mol·L-1×2,x=3。
9.全球海水中溴的储藏量丰富,约占地球溴总储藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为65
mg·L-1。其工业提取方法有:
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子(NaBr)的海水中,把溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴单质,该方法涉及的反应有①________________________________________________________(写化学方程式);
②3Br2+3Na2CO3===NaBrO3+5NaBr+3CO2↑;
③NaBrO3+5NaBr+3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O。其中反应②中氧化剂是____________________,还原剂是________。
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1),只是将溴吹出后是用SO2来吸收的,使溴转化为氢溴酸,然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是______(填序号)。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸
解析:工业上提取溴的原理:将氯气通入到富含溴离子的海水中,把溴置换出来,然后被某些溶液吸收,再提纯即可得到溴。方法(3)是利用有机溶剂提取,因为溴易溶于有机溶剂,作为海水中萃取溴的溶剂是四氯化碳。
答案:(1)Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2 Br2 Br2
(2)Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
(3)分液漏斗 ②