鹵族元素
氯氣1.複習重點
1.cl2的化學性質以及cl2的實驗室制法和主要用途。
2.重點是氯水性質的多重性,難點是cl2的實驗室制法。
2.難點聚焦
1.氯元素的知識網路
2.次氯酸、漂白粉的性質
hclo分子的結構式為h-o-cl(氧處於中心),所以電子式為 。次氯酸、次氯酸鈣等有多方面的性質,經常用到以下幾方面性質:
(1)hclo是一種弱酸,與碳酸比較電離能力有如下關係:h2co3>hclo>hco3-,請分析下列反應:
少量二氧化碳通入naclo溶液中:naclo + co2 + h2o = nahco3 + hclo
氯氣通入碳酸氫鈉溶液中: cl2 + nahco3 = nacl + co2↑+ hclo
(2)clo-是一種弱酸的酸根離子,能發生水解反應:clo-+h2o hclo+oh-,所以次氯酸鈣溶液顯鹼性。
若遇到鐵鹽、鋁鹽易發生雙水解:3clo-+fe3++3h2o=fe(oh)3↓+3hclo
(3)hclo和clo-都具有強氧化性,無論酸性、鹼性條件下都可以跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物等發生氧化還原反應,但不能使品紅溶液褪色。如:
硫酸亞鐵溶液遇漂白粉:2fe2+ + 5clo- + 5h2o = 2fe(oh)3↓+ cl- + 4hclo
漂白粉遇亞硫酸酸鹽:clo- + so32- = cl- + so42-
(4)hclo見光易分解:2hclo 2hcl + o2↑
(5)次氯酸鈣中的ca2+、clo-可以表現出一些綜合性質。如少量二氧化碳通入次氯鈣溶液中:
ca(clo)2 + co2 + h2o = caco3↓+ 2hclo
注意理解二氧化碳、碳酸鈉、碳酸氫鈉分別跟次氯酸鈣溶液反應的差異:
ca(clo)2 + na2co3 = caco3↓+ 2naclo
ca(clo)2 + nahco3 = caco3↓+ hclo + naclo
例題精講
例1:下列物質中,能使紫色石蕊試液因漂白而褪色的是( )
a. b.活性炭 c.氯水 d.鹽酸
選題角度:考查氯氣的性質。此題學生往往因不清楚在酸性、鹼性條件下均具有氧化性,從而具有漂白能力而失分。
解析: 具有漂白作用,能使紫色石蕊試液褪色,a正確;活性碳具有吸附作用(物理現象),能吸附有機色素等,故b不正確;鹽酸是一種常見酸,可使紫色石蕊試液變紅,但沒有漂白性,不會使之褪色,故d不正確。氯水因其成分中有及等, 能使紫色石蕊試液變紅, 又具有漂白性,使之漂白褪色。
解答:a、c
啟示: 關於學習時應注意下列幾點:
氯的含氧酸有高氯酸( ),氯酸( ),亞氯酸( )和次氯酸( ),其中次氯酸最為重要,是高考中的熱點,在學習中應注意以下幾點:
(1)它的化學式為 ,電子式為 ,結構式為h—o—cl
(2)它僅存在於溶液中,濃時呈黃色,稀時無色,有強烈的刺激性氣味。
(3)氯的含氧酸中,它是最弱的酸( ),
,比碳酸還弱( )。
(4)它具有不穩定性,見光分解,
(5)次氯酸的生成:將氯氣通入到熟石灰溶液裡,以製得次氯酸鈣。再與稀鹽酸或空氣裡的二氧化碳和水蒸氣反應便可得到次氯酸。化學反應方程式如下:
(6)次氯酸及其鹽的主要用途是作漂白劑和消毒劑。次氯酸的漂白作用主要有以下三種形式:
①次氯酸有很強的氧化性,某些有色物質被次氯酸氧化,破壞了其中的顯色結構而褪色。
②某些有色物質分子中存在著不飽和鍵,次氯酸與它們起加成反應而褪色。
③某些有色物質的有機物分子與次氯酸發生氯化作用而褪色。
(7)次氯酸鹽有強氧化性,如在固體中滴加濃鹽酸,會生成 (注意與5中比較)
(8) 易發生水解
所以漂白粉在水中沒有酸存在的條件下,也有一定的漂白性、殺菌性。
例2:氯氣通入石灰乳制得漂白粉,其主要成分是 ,一定質量的漂白粉和一定濃度的鹽酸完全反應,生成的質量與參加反應的漂白粉質量之比可標誌「有效氯」的多少。如果某漂白粉測其「有效氯」的質量分數為35%,該漂白粉的組成和上述化學式相符時,求式中的n值是( )
a.0.5 b.8 c.8.5 d.10
選題角度:考查對於氯氣化學性質的掌握。學生往往不清楚漂白粉與鹽酸反應實質而導致錯誤。
解析: 題給資訊有:①漂白粉的化學式: ;②有效氯
該漂白粉與鹽酸反應的化學方程式為:
3×71
解答: c
啟示:(1)漂白粉製備
工業上制漂白粉通常以石灰石、食鹽、水為主要原料,歷經四步反應制源白粉。最後一步是將氯氣通入到石灰乳中:
或(2)漂白粉的質量評價標準
按它的有效氯以及它能在長時期保持有效氯的能力來決定的。
有效氯(3)漂白粉的使用
漂白粉是混和物,它的有效成分是 。商品漂白粉往往含有 、 、 和等雜質。
次氯酸鈣很不穩定,遇水就發生水解反應
當溶液中鹼性增大時,漂白作用進行緩慢。要短時間收到漂白的效果,必須除去 ,所以工業上使用漂白粉時要加入少量弱酸,如醋酸等,或加入少量的稀鹽酸。家庭使用漂白粉不必加酸,因為空氣裡的二氧化碳溶在水裡也起弱酸的作用。
(4)漂白粉儲存一定要密封否則易變質(硬化)
例3:氯化碘(icl)的化學性質與鹵素相似,預計它跟水反應的最初生成物是( )
(a)hi和hclo (b)hcl和hio
(c)hclo3和hio (d)hclo和hio
選題角度:此題屬於一道資訊遷移題,給出氯化碘與鹵素性質形似,根據鹵素的化學性質,推斷氯化碘的性質。
解析:由cl2+h2o=hcl+hclo知識點出發,遷移h2o+icl=hcl+hio,在icl中i為+1價,cl為-1價, icl與h2o反應沒有元素化合價不變。
答案:b
點評:icl為擬鹵素,與鹵素化學性質相似但並不相同,這是該題解答時容易出錯的地方。
例4: 標準狀況下的混合氣體a l,經光照充分反應後,所得氣體恰好使溶液中b mol naoh完全轉變為鹽,則a、b的關係不可能為( )
a. b. c. d.
選題角度:討論法是化學題中常用的一種解題方法。當題中隱含某一條件或某一條件不確定,結果可能是兩個或兩個以上,也可能在某個範圍內取值,就要運用討論法分別對所用可能性一一論證。
解析: 混合氣在標況下光照充分反應可能有三種情況:
設混合氣中 、 ,
若為第①種情況則
若為第②種情況,過量與以1:2的物質的量反應:
則若為第③種情況
則解答 d
啟示:(1)有一類特殊的過量問題即:整個變化過程中可用兩個化學反應來描述。
且兩個反應滿足:a.連續進行(兩個反應一前一後);b.前者的生成物是後者的反應物;c.前一反應的兩個反應物中,必須有某個反應物過量。
例5,①將通入澄清的石灰水,溶液先渾濁,後澄清;②將稀鹽酸逐滴滴入溶液中,開始時無現象,後產生氣泡;③將氯氣慢慢的推入裝有火柴頭大小紅磷的反應器中,先有白霧,後有白煙生成等很多例項。
研究此類習題要:利用兩個化學方程式找等點;根據等點劃區間(二點三段式),兩頭各段利用過量討論法求解;中間一段利用不定方程求解。
(2)例5亦可運用極端假設法求解
①若a l全部是 ,則生成為0,消耗為0;②若a l全部是 ,生成為0,但要和反應:
但無論生成何種鹽, ,即
現 ,所以消耗最多為 。
綜上分析,消耗的量應大於0,小於 ,即: 。故答案為(d)。
4.實戰演練
一、選擇題
1.氯氣可用來消滅田鼠,為此將氯氣通過軟管灌入洞中,這是利用了cl2下列性質中的
①黃綠色 ②密度比空氣大 ③有毒 ④較易液化 ⑤溶解於水
abcd.③④⑤
2.已知hio既能和酸又能和鹼發生中和反應,則它與鹽酸反應的產物是
3.為了防止cl2中毒,可用浸透某種物質溶液的毛巾捂住口鼻。該物質在下列物質中的最佳選擇是
4.氯的原子序數為17,35cl是氯的一種同位素,下列說法正確的是
a.35cl原子所含質子數為18
的1h35cl分子所含中子數約為6.02×1023
c.3.5 g的35cl2氣體的體積為2.24 l
d.35cl2氣體的摩爾質量為70 g·mol-1
5.下列反應都是用鹽酸制cl2,為制得等量cl2,消耗鹽酸最少的是
b.2kmno4+16hcl===2kcl+2mncl2+5cl2↑+8h2o
d.4hcl+o22h2o+2cl2↑
6.今有甲、乙、丙三瓶等體積的新制氯水,濃度均為0.1 mol·l-1。
如果在甲瓶中加入少量的nahco3晶體(m mol),在乙瓶中加入少量的nahso3晶體(m mol),丙瓶不變。片刻後,甲、乙、丙三瓶溶液中hclo的物質的量濃度大小關係是(溶液體積變化忽略不計)
a.甲=乙>丙b.甲>丙>乙
c.丙>甲=乙d.乙>丙>甲
7.將0.15 mol的mno2與過量的12 mol·l-1的濃鹽酸反應,和50 ml 12 mol·l-1的濃鹽酸與足量的mno2反應兩者產生的cl2相比(其他反應條件相同)
a.一樣多b.前者較後者多
c.後者較前者多d.無法比較
是氧化性最強的非金屬單質。在加熱條件下,等物質的量的f2與燒鹼完全反應,生成naf、h2o和另一種氣體。該氣體可能是
9.在一定條件下,氯氣可與氯化銨發生如下反應:
xcl2+ynh4cl===ynclx+(x+y)hcl
當消耗6.72 l(標準狀況下)的氯氣時,生成0.10 mol氮的氯化物,則此氮的氯化物的化學式為
二、非選擇題
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