2020年高考各科总复习考点一遍过讲义考点19 富集在海水中的元素—卤素-备战2020年高考化学考点一遍过

考点19 富集在海水中的元素——卤素

一、氯气

1．物理性质

当发生氯气泄漏时，人应向高处、逆风方向躲避。氯气的物理性质如下表：

颜色	状态	气味	密度	毒性	溶解性
黄绿色	气态	刺激性	比空气大	有毒	可溶于水

2．化学性质

（1）与金属反应

	反应现象	化学方程式
Na+Cl2	剧烈燃烧，黄色火焰，大量白烟	2Na+Cl22NaCl
Fe+Cl2	剧烈燃烧，棕褐色烟	2Fe+3Cl22FeCl3
Cu+Cl2	剧烈燃烧，棕色烟，加水，溶液呈蓝绿色	Cu+Cl2CuCl2

（2）与非金属反应（氢气）

①点燃：H₂+Cl₂2HCl。

现象：H₂在Cl₂中能安静地燃烧，产生苍白色火焰，瓶口有白雾。

②光照：H₂+Cl₂ 2HCl。

现象：发生爆炸，瓶口有白雾。

（3）与H₂O反应

化学方程式：Cl₂+H₂O HCl+HClO。

（4）与碱液反应

①与NaOH溶液反应：Cl₂+2NaOH NaCl+NaClO+H₂O（实验室制Cl₂时尾气处理原理）

②与Ca(OH)₂反应生成漂白粉

制取反应原理：2Cl₂+2Ca(OH)₂ CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O

漂白粉的主要成分：CaCl₂和Ca(ClO)₂，有效成分Ca(ClO)₂。

漂白反应原理：Ca(ClO)₂+CO₂+H₂O CaCO₃↓+2HClO。

（5）与还原性物质反应

①与KI反应：Cl₂+2KI 2KCl+I₂。

②与FeCl₂反应：Cl₂+2FeCl₂ 2FeCl₃。

③与SO₂+H₂O反应：Cl₂+SO₂+2H₂O H₂SO₄+2HCl。

Cl₂与碱、水的歧化反应：Cl₂+2NaOH NaCl+NaClO+H₂O，1 mol Cl₂与足量NaOH反应转移电子数为N_A；由于Cl₂+H₂O HCl+HClO，是可逆反应，1 mol Cl₂溶于水转移电子数小于N_A。ClO^－类似于，酸性环境氧化性增强，但ClO^－又不同于NO，其在任何环境都体现氧化性，如ClO^－与I^－、Fe²⁺无论酸性环境还是碱性环境均不能大量共存。

二、氯气的制法

1．氯气的实验室制法

（1）反应原理

MnO₂+4HCl(浓) MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

MnO₂也可用KMnO₄、K₂Cr₂O₇等氧化剂代替，如：2KMnO₄+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。

（2）实验装置

①发生装置：用分液漏斗、圆底烧瓶等组装的固液加热型制气装置。

②净化装置：饱和食盐水除去Cl₂中的HCl气体，浓硫酸除去Cl₂中的水蒸气。

③收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法。

④尾气处理：用 NaOH溶液吸收多余的Cl₂，以防Cl₂污染空气。

（3）验满方法

①将湿润的淀粉−碘化钾试纸靠近收集Cl₂的集气瓶瓶口，若观察到试纸立即变蓝，则证明已收集满。

②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，若观察到试纸先变红后褪色，则证明已收集满。

③根据氯气的颜色判断是否收集满：若观察到整个集气瓶中充满黄绿色的气体，则证明已收集满。

实验室制取氯气的注意事项

（1）为了减少制得的Cl₂中HCl的含量，加热时温度不宜过高，以减少HCl的挥发。

（2）制取时一定要注意反应条件是“浓盐酸”和“加热”，一旦浓盐酸变为稀盐酸，反应将不再发生。

（3）尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl₂，因为澄清石灰水中Ca(OH)₂浓度小，吸收不完全。工业上常采用石灰乳来吸收Cl₂。

2．氯气的工业制法

工业上制氯气通常采用电解饱和食盐水的方法。

制备原理：2NaCl+2H₂O 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑。

三、次氯酸、次氯酸盐

1．次氯酸：HClO的结构式为H—O—Cl(氧处于中心)，电子式为 。

（1）弱酸性：一元弱酸，酸性比碳酸还弱。

（2）不稳定性：次氯酸见光易分解：2HClO 2HCl+O₂↑，因此次氯酸要现用现配，保存在棕色试剂瓶中。

（3）强氧化性：能使有色布条褪色，用作消毒剂、漂白剂。HClO和ClO⁻都具有强氧化性：无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应。

如硫酸亚铁溶液遇漂白粉发生反应：2Fe²⁺+5ClO⁻+5H₂O 2Fe(OH)₃↓+Cl⁻+4HClO；

漂白粉遇亚硫酸盐发生反应：Ca²⁺+ClO⁻+ Cl⁻+CaSO₄↓。可用于杀菌、消毒；漂白有色物质。

2．漂白粉：

（1）成分：主要成分是CaCl₂和Ca(ClO)₂，属于混合物，有效成分是Ca(ClO)₂。

（2）制取原理 ：2Cl₂ +2Ca(OH)₂ CaCl₂ +Ca(ClO)₂ +2H₂O。

（3）化学性质：水溶液呈碱性，具有强氧化性。

（4）漂白原理：Ca(ClO)₂+CO₂+H₂O CaCO₃↓+2HClO。

（5）久置失效原理：Ca(ClO)₂+CO₂+H₂O CaCO₃+2HClO、2HClO 2HCl+O₂↑，必须密封保存。

说明：

氯气用于杀菌消毒时，起 作用的是HClO，而HClO不稳定，难以保存。所以在工业上用Cl₂与石灰乳反应制成漂白粉，便于贮存和运输。

3．Cl^－的检验：

，含Cl^－。

注意：检验卤素离子时加入稀硝酸是为了防止等离子的干扰。

四、卤素单质性质的递变性、相似性和特殊性

1．物理性质：

Br₂是一种深红棕色液体，易挥发；I₂是一种紫黑色固体，易升华。

Br₂溶解在水中的颜色是黄色→橙色，I₂溶解在水中的颜色是深黄色→褐色，

Br₂溶解在CCl₄中的颜色是橙色→橙红色，I₂溶解在CCl₄中的颜紫色→深紫色。

物理性质的递变性：

2．化学性质相似性：

（1）都能与大多数金属反应：2Fe+3Br₂ 2FeBr₃；I₂+Fe FeI₂；

（2）都能与H₂反应：H₂+X₂ 2HX；

（3）都能与H₂O反应：X₂+H₂O HX+HXO(F₂例外)；

（4）都能与碱液反应：X₂+2NaOH NaX+NaXO+H₂O(F₂例外)。

3．卤素互化物：

由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。如IBr、ICl、BrF₃、ClF₃。

卤素互化物与卤素单质的性质相似，有较强的氧化性，如能与金属、H₂O、NaOH等反应：2IBr+2Mg MgBr₂+MgI₂。

注意：

卤素互化物中，非金属性弱的元素显正价，如：ICl中，I显+1价，Cl显－1价，所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应：

IBr+H₂O HBr+HIO，

IBr+2NaOH NaBr+NaIO+H₂O。

4．拟卤素：

有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似。如：氰(CN)₂、硫氰(SCN)₂、氧氰(OCN)₂。解答这类题目时可用换元法，如把(SCN)₂当作X₂，把SCN^－当作X^－。

5．卤素单质氧化性强弱的实验探究方法

（1）卤素单质间的置换。

①将Cl₂通入NaBr溶液中发生反应：Cl₂+2NaBr Br₂+2NaCl。说明氧化性：Cl₂ >Br₂。

②将溴水滴入KI­淀粉溶液中，溶液变成蓝色，发生反应：Br₂+2KI I₂+2KBr。说明氧化性：Br₂>I₂。

（2）与氢气化合的难易程度，越易化合，则氧化性越强。

H₂与Cl₂的混合气体光照爆炸；H₂与Br₂的混合气体加热才能反应；H₂与I₂反应很困难。

说明氧化性：Cl₂>Br₂>I₂。

（3）氢化物的稳定性。

利用HCl、HBr、HI的热稳定性来判断元素非金属性的强弱；HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差，说明元素的非金属性：Cl>Br>I。

6．卤素离子的检验方法

（1）AgNO₃溶液——沉淀法

未知液 生成

（2）置换——萃取法

未知液

有机层呈

（3）氧化——淀粉法检验I⁻

未知液 蓝色溶液，表明含有I⁻

考向一 氯气的性质

典例1 Cl₂是一种重要的工业原料，液氯储存区贴有的说明卡如表所示：

包装	钢瓶
储运要求	远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质；设置氯气检测仪
泄漏处理	NaOH、NaHSO3溶液吸收

下列解释事实的方程式不正确的是

A．电解饱和食盐水制取Cl₂：2Cl^－＋2H₂O2OH^－＋H₂↑＋Cl₂↑

B．氯气用于自来水消毒：Cl₂＋H₂O 2H^＋＋Cl^－＋ClO^－

C．浓氨水检验泄露的氯气，产生白烟：8NH₃＋3Cl₂===6NH₄Cl＋N₂

D．氯气“泄漏处理”中NaHSO₃溶液的作用：HSO＋Cl₂＋H₂O===SO＋3H^＋＋2Cl^－

【解析】电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，离子方程式为2Cl^－＋2H₂O2OH^－＋H₂↑＋Cl₂↑，故A正确；HClO为弱酸，不能完全电离，离子方程式为Cl₂＋H₂O H^＋＋Cl^－＋HClO，故B错误；氯气具有强氧化性，可氧化氨气为氮气，同时生成氯化铵，方程式为8NH₃＋3Cl₂===6NH₄Cl＋N₂，故C正确；Cl₂与NaHSO₃发生氧化还原反应生成SO，反应的离子方程式为HSO＋Cl₂＋H₂O===SO＋3H^＋＋2Cl^－，故D正确。

【答案】B

1．分别向盛有Cl₂的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是

①AgNO₃溶液　②NaOH溶液　③水

A．①②③ B．②①③ C．③②① D．①③②

归纳拓展

1．高考常考的含氯化合物

近几年高考对含氯化合物的考查，不仅仅局限于HClO和NaClO、Ca(ClO)₂等，还涉及ClO₂、NaClO₃、NaClO₂、KClO₃等物质。

（1）＋1价的HClO 、NaClO和Ca(ClO)₂

＋1价的含氯化合物一般具有很强的氧化性和漂白性，是常用的强氧化剂或漂白剂。

如Ca(ClO)₂＋4HCl(aq)=== CaCl₂＋2Cl₂↑＋2H₂O；

2Fe(OH)₃＋3ClO^－＋4OH^－===2FeO＋3Cl^－＋5H₂O (FeO——强氧化剂)。

（2）＋4价的ClO₂

ClO₂是一种新型净水剂，具有很强的氧化性，如2ClO₂＋Na₂O₂=== 2NaClO₂＋O₂↑

（3）＋5价的NaClO₃、KClO₃

＋5价的氯元素具有较强的氧化性，是常用的氧化剂。

如KClO₃＋6HCl===KCl＋3Cl₂↑＋3H₂O；

2KClO₃2KCl＋3O₂↑。

2．有效氯含量

有效氯含量的实质是指每克的含氯化合物中所含氧化态氯的氧化能力相当于多少克氯气的氧化能力。其本质是氧化还原反应的电子得失守恒。

如ClO₂有效氯含量的计算方法如下，设ClO₂的有效氯含量为x，则×5＝×2，x≈2.63 g。

考向二 氯水的性质和变化

典例1 下列关于氯水的叙述正确的是

①新制氯水中只含Cl₂和H₂O　②新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色　③氯水光照时有气泡冒出，该气体为Cl₂　④氯水放置数天后，溶液的酸性将减弱　⑤新制氯水呈黄绿色，久置氯水呈无色　⑥新制氯水漂白作用强，久置氯水无漂白作用

A.①③④ B.②③④ C.③⑤⑥ D.②⑤⑥

【解析】新制氯水中还含有HClO、H⁺、Cl^–等，①错误；新制氯水中含有盐酸和次氯酸，其中盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸具有漂白性能使试纸的红色褪去，②正确；氯水光照时有气泡冒出，是因为生成的HClO见光分解，产生氯化氢和氧气，③错误；氯水放置数天后，由于次氯酸见光易分解生成HCl，故久置的氯水为HCl的溶液，酸性增强，④错误；因新制氯水中含有氯气，所以新制氯水呈黄绿色，久置氯水中无氯气，所以呈无色，故⑤正确；新制氯水中有HClO，而久置氯水中无HClO，⑥正确。故答案选D项。

【备注】氯水中有多种化学物质，故性质较复杂。（1）观察氯水颜色，呈黄绿色，说明新制氯水中含有大量Cl₂；（2）氯水能使紫色石蕊试液先变红后褪色，证明氯水中含有H⁺、HClO；（3）向氯水中滴加饱和NaHCO₃溶液，有气泡出现，证明氯水中含有H⁺；（4）向氯水中滴入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，证明氯水中含有Cl^–。

【答案】D

2．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是

A．再通入少量氯气，减小

B．通入少量SO₂，溶液漂白性增强

C．加入少量的碳酸氢钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强

D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱

氯水的多种成分与多种性质的对应关系

1．氯水的成分——三分四离

氯水中存在三个平衡：

（1）Cl₂+H₂O HCl+HClO，（2）HClO H⁺+ClO⁻，（3）H₂O H⁺+OH⁻。

根据可逆反应的特点，即可得出新制氯水中存在的各种微粒。

2．氯水的多重性质

新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质：

①Cl₂的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl⁻的性质。

在不同的反应中，新制氯水中起作用的成分不同。

考向三 氯气制备与性质实验考查

典例1 下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是

A．用装置甲制取氯气

B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢

C．用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液

D．用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl₂·4H₂O

【解析】A项，利用MnO₂和浓盐酸制氯气，需要加热，故无法达到实验目的；B项，洗气装置气体应该是“长进短出”，且Cl₂和HCl都能与NaHCO₃溶液反应，应用饱和食盐水除去Cl₂中的HCl，故无法达到实验目的；C项，MnO₂不溶于水，MnCl₂能溶于水，因此可以用过滤法分离，故能达到实验目的；D项，加热蒸干时MnCl₂会发生水解：MnCl₂＋2H₂O Mn(OH)₂↓＋2HCl↑，无法制得MnCl₂·4H₂O，故无法达到实验目的。

【答案】C

3．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(加热及夹持装置已略)。

（1）制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，相应的化学方程式为 。

（2）装置B中饱和食盐水的作用是 。同时装置B亦是安全瓶，当C中发生堵塞时，B中的现象为 。

（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，因此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入的物质为 (填字母)。

选项	a	b	c	d
Ⅰ	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
Ⅱ	碱石灰	硅胶	浓硫酸	无水氯化钙
Ⅲ	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓慢通入一定量的氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为　　　　　色，说明氯的非金属性大于溴的。

（5）打开活塞，将装置D中少量溶液滴入装置E中，振荡。观察到的现象是　　　　　　　　。

（6）装置F中用足量的Na₂SO₃溶液吸收多余的氯气，试写出相应的离子反应方程式：　　　　　　　　　　　　　　　。

考向四 卤离子的检验

典例1 下列能够检验出KI中是否含有Br^－的实验是

A．加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br^－

B．加入酸性KMnO₄溶液，观察溶液颜色是否褪去

C．加入少量的碘水，再加入CCl₄振荡，有机层有色，则有Br^－

D．加入足量FeCl₃溶液，用CCl₄萃取后，取无色的水层并加入AgNO₃溶液，有淡黄色沉淀生成，则含有Br^－

【解析】A项，在KI中加入足量新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有Br^－；B项，Br^－和I^－均能使酸性KMnO₄溶液褪色；C项，加入少量的碘水，再加入CCl₄振荡，有机层是萃取I₂而显色，并没有Br₂产生。

【答案】D

4．鉴别NaCl、NaBr、NaI溶液可以选用的试剂是

①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl₄　③溴水、苯　④硝酸、AgNO₃ 溶液　⑤氯水、苯　⑥氯水、己烯

A．①②④ B．②③⑥ C．②④⑤ D．④⑤⑥

1．化学来源于生活，也服务于生活。下列有关生活中的化学知识叙述正确的是

A．氯气和活性炭均可作为漂白剂，若同时使用，漂白效果会明显加强

B．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂

C．测定溶液pH的实验中，用干燥pH试纸测定新制氯水的pH——测定结果无影响

D．洁厕灵不能与“84消毒液”混用，原因是两种溶液混合产生的HClO易分解

2．下列关于卤素的叙述正确的是

①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾

②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯

③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性

④某溶液与淀粉­KI溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水

⑤氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成

⑥氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂

A．①③⑤　　　　　　　　　　B．②③⑥

C．②⑤⑥ D．①③④

3．实验室利用如图所示装置制取并收集氯气，有关描述正确的是

A．发生装置应先加热再逐滴加入浓盐酸

B．饱和食盐水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替

C．若用稀盐酸代替浓盐酸不能制得氯气，说明浓盐酸的氧化性较强

D．可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满

4．根据下图海水综合利用的工艺流程图，判断下列说法正确的是

已知：MgCl₂·6H₂O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。

A．过程①的提纯是物理过程，过程②通过氧化还原反应可产生2种单质

B．在过程③中将MgCl₂·6H₂O灼烧即可制得无水MgCl₂

C．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题

D．在过程④、⑥反应中每氧化0.2 mol Br^－需要消耗2.24 L Cl₂

5．向含Cl^–、Fe²⁺、Br^–、I^–各0.1 mol(其余为Na⁺)的溶液中通入标准状况下的Cl₂，通入Cl₂的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系正确的是

A. B.

C. D.

6．如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。已知：2KMnO₄＋16HCl===2KCl＋5Cl₂↑＋2MnCl₂＋8H₂O，向KMnO₄晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。下列有关说法正确的是

A．a处变蓝、b处变红棕色说明非金属性：Cl₂＞Br₂＞I₂

B．c处先变红、后褪色说明Cl₂与H₂O反应生成HCl

C．d处立即褪色说明Cl₂与H₂O反应生成HClO

D．e处变红说明Cl₂与Fe^2＋反应生成Fe^3＋

7．将Cl₂通入适量KOH溶液中，产物中可能有KCl、KClO、KClO₃，且的值与温度高低有关。当 n(KOH)＝a mol 时，下列有关说法错误的是

A．若某温度下，反应后＝11，则溶液中＝

B．参加反应的氯气的物质的量等于 mol

C．改变温度，产物中 KClO₃的最大理论产量为 mol

D．改变温度，反应中转移电子的物质的量n_e的范围： mol≤n_e≤ mol

8．ClO₂是一种高效安全的绿色杀菌剂，下列有关ClO₂的制备与杀菌作用的说法中不合理的是

A.可用Cl₂和NaClO₂反应制备ClO₂，其中n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2

B.ClO₂在强碱性环境中使用失效:2ClO₂+2OH^– ++H₂O

C.ClO₂处理饮用水时残留的，可用FeSO₄除去: +2Fe²⁺+4H⁺ 2Fe³⁺+Cl^–+2H₂O

D.等物质的量的ClO₂的杀菌效果比Cl₂、HClO的强

9．某化学兴趣小组利用如图装置制取氯气并探究其有关性质。

（1）装二氧化锰的仪器的名称是________。

（2）正确连接装置后，如何检验A装置的气密性________。

（3）室温下，将多余的Cl₂用100 mL 1.7 mol·L^－1的NaOH溶液完全吸收。对吸收后的溶液进行分析化验，测得其pH等于13(不考虑反应前后溶液的体积变化)，ClO^－和ClO的物质的量浓度之比为5∶1。请回答：

①吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为________mol。

②被氧化的氯气的物质的量为________mol。

（4）通二氧化硫和氯气一段时间后，甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色，而乙同学的实验现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅。试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答问题。

①试分析甲同学实验过程中，品红溶液不褪色的原因：__________________________________，其涉及反应的离子方程式为______________________________________。

②你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的？__________________________________。

（5）下列装置可用于尾气处理的是(夹持仪器已略去)________ (填序号)。

（6）请你帮该小组同学设计一个实验，证明装置B中的Na₂SO₃已被氧化：_______________________。

10．氯化亚砜(SOCl₂)是一种液态化合物，沸点为77 ℃，在农药、制药行业中用途广泛。SOCl₂遇水剧烈反应，液面上产生白雾，并带有刺激性气味的气体产生。实验室合成原理：SO₂＋Cl₂＋SCl₂===2SOCl₂，部分装置如图所示，回答以下问题：

（1）实验室制取SOCl₂在三颈烧瓶中进行，整个装置所选仪器的连接顺序是⑥→__________→①，②←_________(某些仪器可以多次使用)。

（2）冷凝管口③是________口(填“进水”或“出水”)，冷凝管上连接的干燥管的作用是______________。

（3）实验室制Cl₂的离子方程式为_____________。SOCl₂与水反应的化学方程式为________________。

（4）已知SCl₂的沸点为50 ℃。实验结束后，将三颈烧瓶中混合物分离开的实验操作名称是________。若反应中消耗的Cl₂的体积为896 mL(标准状况，SO₂足量)，最后得到纯净的SOCl₂ 6.76 g，则SOCl₂的产率为________(保留两位有效数字)。

（5）取少量的SOCl₂加入足量NaOH溶液，振荡、静置得到无色溶液，检验溶液中存在Cl^－的方法是____________________________。

1．[2019新课标Ⅰ] 固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图。下列叙述错误的是

A．冰表面第一层中，HCl以分子形式存在

B．冰表面第二层中，H⁺浓度为5×10⁻³ mol·L⁻¹（设冰的密度为0.9 g·cm⁻³）

C．冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变

D．冰表面各层之间，均存在可逆反应HClH⁺+Cl⁻

2．[2016·上海]向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是

A．碳酸钙粉末 B．稀硫酸 C．氯化钙溶液 D．二氧化硫水溶液

3．[2016·新课标III]化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是

	化学性质	实际应用
A	Al2(SO4)3和小苏打反应	泡沫灭火器灭火
B	铁比铜金属性强	FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板
C	次氯酸盐具有氧化性	漂白粉漂白织物
D	HF与SiO2反应	氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记

4．[2015·新课标全国卷Ⅱ]海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是

A．向苦卤中通入Cl₂是为了提取溴

B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯

C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂

D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO₂将其还原吸收

5．[2015·北京]某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中，不合理的是(已知：饱和NaClO溶液的pH约为11)

A．该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl₂制备：Cl₂+2OH^－ ClO^－+Cl^－+H₂O

B．该消毒液的pH约为12：ClO^－+H₂O HClO+OH^－

C．该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用，产生有毒Cl₂：2H⁺+Cl^－+ClO^－ Cl₂↑+H₂O

D．该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH₃COOH+ClO^－ HClO+CH₃COO^－

变式拓展

1．【答案】B

【解析】甲中气体和溶液都无色，说明不存在氯气，是加入NaOH溶液；乙中气体无色且溶液中出现白色浑浊，说明不存在氯气且溶液中生成了白色沉淀，是加入AgNO₃溶液；丙中气体和溶液都呈浅黄绿色，说明存在氯气分子，是加入水。

2．【答案】C

【解析】饱和氯水不能再溶解Cl₂，各成分的浓度不变，A错误；SO₂+Cl₂+2H₂O 2HCl+H₂SO₄，Cl₂+H₂O H⁺+Cl⁻+HClO的平衡左移，HClO浓度降低，漂白性减弱，B错误；加入少量NaHCO₃粉末，消耗H⁺，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C正确；光照过程中HClO分解，生成O₂和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D错误。

3．【答案】（1）MnO₂+4HCl(浓) MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

（2）除去Cl₂中的HCl 　B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱

（3）d

（4）黄

（5）E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色

（6）+Cl₂+H₂O +2Cl⁻+2H⁺

【解析】（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水。

（2）饱和食盐水可吸收HCl，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl₂中的HCl；若装置C堵塞，B中压强增大，长颈漏斗中液面会上升，形成水柱。

（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，则可通过将Cl₂依次通入湿润的有色布条、干燥剂、干燥的有色布条来验证氯气的漂白性。Ⅱ中应放固体干燥剂，所以选d。

（4）当向D中缓慢通入少量氯气时，Cl₂+2NaBr Br₂+2NaCl，所以可以看到无色溶液逐渐变为黄色。

（5）打开活塞，将装置D中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和苯的装置E中，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡后观察到的现象：E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色。

（6）Cl₂具有氧化性，可将氧化为。

4．【答案】C

【解析】氯水中的Cl₂分别与NaBr、NaI反应：2NaBr+Cl₂ 2NaCl+Br₂，2NaI+Cl₂ 2NaCl+I₂，均可被CCl₄萃取，通过观察CCl₄中颜色的不同可鉴别，②正确；Cl⁻、Br⁻、I⁻分别与Ag⁺反应，产生白色沉淀AgCl，浅黄色沉淀 AgBr，黄色沉淀AgI，且均不溶于稀HNO₃，可鉴别，④正确；⑤同②类似，可鉴别，正确。

考点冲关

1．【答案】B

【解析】A项，活性炭具有吸附性，可以吸附氯气，错误；B项，氯气与烧碱溶液或石灰乳反应均可生成次氯酸盐，正确；C项，氯水中的次氯酸具有漂白性，错误；D项，不能混用的原因是消毒液中的NaClO与洁厕灵中的HCl反应生成Cl₂，错误。

2．【答案】C

【解析】易被氧化的物质应具有较强还原性，各卤素离子中，I^－的还原性最强，故卤素的钾盐中，最易被氧化的是KI，①错误；卤化银中除AgF外均有感光性，③错误；能与淀粉­KI溶液反应出现蓝色现象的，除氯水或溴水外，还可以是碘水等，④错误。

3．【答案】D

【解析】浓盐酸易挥发，先加热会加速盐酸的挥发，所以应先加入浓盐酸，再用小火加热，故A错误；饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢，如果用饱和碳酸氢钠溶液，则碳酸氢钠溶液既吸收氯化氢又吸收氯气，故B错误；若用稀盐酸代替浓盐酸不能制得氯气，说明浓盐酸的还原性强，故C错误；氯气为黄绿色，可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满，故D正确。

4．【答案】C

【解析】过程①中除去Mg^2＋、和需要用化学方法，A错误；根据已知信息可知B错误；过程⑤发生的反应为SO₂＋2H₂O＋Br₂===H₂SO₄＋2HBr，溶液呈强酸性，C正确；每氧化0.2 mol Br^－需消耗0.1 mol Cl₂，但不一定是2.24 L，只有在标准状况下才是2.24 L，D错误；

5．【答案】B

【解析】还原性:I^–>Fe²⁺ >Br^– >Cl^–。A项，当有氯气通入时I^–先被消耗，说明n(I^–)一开始就下降，A项错误；B项，当有氯气通入时，氯气先与I^–反应，当I^–反应完全时，Fe²⁺ 开始反应，n(Fe²⁺)下降，B项正确；C项，当通入氯气2.24 L后Br^–才开始反应，n(Br^–)才下降，C项错误；D项，当有氯气通入并开始反应时，n(Cl^–)一直增大，D项错误。

6．【答案】D

【解析】Cl₂分别与KI、NaBr作用生成I₂、Br₂，a处变蓝、b处变红棕色，可证明氧化性：Cl₂＞I₂、Cl₂＞Br₂，无法证明I₂与Br₂之间氧化性的强弱，则无法证明非金属性：Cl₂＞Br₂＞I₂，故A错误；氯气与水反应：Cl₂＋H₂O H^＋＋Cl^－＋HClO，H^＋使试纸变红，HClO具有漂白性，可使试纸褪色，则c处先变红、后褪色能证明氯气与水生成了酸性物质和漂白性物质，故B错误；Cl₂和NaOH反应生成NaCl、NaClO和H₂O，消耗了NaOH红色褪去，不能证明生成物质是HClO，故C错误；Cl₂将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，试纸变为红色，故D正确。

7．【答案】C

【解析】令n(ClO^－)＝1 mol，反应后＝11，则n(Cl^－)＝11 mol，根据电子转移守恒5×n(ClO)＋1×n(ClO^－)＝1×n(Cl^－)，即5×n(ClO)＋1×1 mol＝1×11 mol，解得n(ClO)＝2 mol，则溶液中＝，故A正确；由Cl原子守恒可知，2n(Cl₂)＝n(KCl)＋n(KClO)＋n(KClO₃)，由K^＋守恒可知n(KCl)＋n(KClO)＋n(KClO₃)＝n(KOH)，故参加反应的氯气的物质的量＝n(KOH)＝ mol，故B正确；氧化产物只有KClO₃时，其物质的量最大，根据电子转移守恒n(KCl)＝5n(KClO₃)，由K^＋守恒：n(KCl)＋n(KClO₃)＝n(KOH)，故n_最大(KClO₃)＝n(KOH)＝ mol，故C错误；氧化产物只有KClO₃时，转移电子最多，由C项分析知，转移电子最大物质的量为 mol×5＝ mol，氧化产物只有KClO时，转移电子最少，根据电子转移守恒n(KCl)＝n(KClO)，根据K^＋守恒：n(KCl)＋n(KClO)＝n(KOH)，故n(KClO)＝n(KOH)＝ mol，转移电子最小物质的量＝ mol×1＝ mol，则反应中转移电子的物质的量n_e的范围为 mol≤n_e≤ mol，故D正确。

8．【答案】C

【解析】A项，Cl₂和NaClO₂反应制备ClO₂的化学方程式为2NaClO₂+Cl₂ 2NaCl+2ClO₂，NaClO₂作还原剂，Cl₂作氧化剂，n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2，不符合题意；B项，ClO₂在强碱性环境中发生反应2ClO₂+2OH^– ++H₂O，不符合题意；C项，所给离子方程式得失电子不守恒、电荷不守恒，正确的离子方程式应为+4Fe²⁺+4H⁺ 4Fe³⁺+Cl^–+2H₂O，且若加入FeSO₄会引入，影响水质，应选用FeCl₂，符合题意；D项，ClO₂~5e^–~Cl^–，Cl₂~2e^–~2Cl^–、HClO~2e^–~Cl^–，不符合题意。

【备注】判断B、C项的正误时，可综合利用原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒。

9．【答案】（1）圆底烧瓶

（2）用止水夹夹住A、B之间的橡胶管，打开A装置中分液漏斗的活塞与旋塞，向其中注水。若一段时间后，液面不再下降，说明气密性良好；反之，则气密性差

（3）①0.16　②0.03

（4）①控制SO₂和Cl₂按物质的量之比1∶1进气　SO₂＋Cl₂＋2H₂O===SO＋2Cl^－＋4H^＋　②控制SO₂和Cl₂进气的物质的量，使之不相等

（5）d

（6）取少量B中溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明B中的亚硫酸钠已被氧化(其他合理答案均可)

【解析】（2）用止水夹夹住A、B之间的橡胶管，打开A装置中分液漏斗的活塞与旋塞，向其中注水。若一段时间后，液面不再下降，说明气密性良好；反之，则气密性差。

（3）①反应前NaOH的物质的量为0.1 L×1.7 mol·L^－1＝0.17 mol，反应后溶液pH等于13，则反应后氢氧化钠的物质的量浓度为0.1 mol·L^－1，故反应后NaOH的物质的量为0.1 L×0.1 mol·L^－1＝0.01 mol，吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为0.17 mol－0.01 mol＝0.16 mol。②ClO^－和ClO的物质的量浓度之比为5∶1，发生的反应为8Cl₂＋16NaOH===5NaClO＋NaClO₃＋10NaCl＋8H₂O，则反应掉的氯气的物质的量为0.16 mol×＝0.08 mol，其中被氧化的氯气生成ClO^－和ClO，物质的量为0.08 mol×＝0.03 mol。

（4）①氯气、二氧化硫和水反应生成盐酸和硫酸，盐酸和硫酸没有漂白性，所以控制SO₂和Cl₂按物质的量之比1∶1进气，反应的离子方程式为SO₂＋Cl₂＋2H₂O===SO＋2Cl^－＋4H^＋。②让氯气或二氧化硫过量可使品红溶液变得越来越浅，所以控制SO₂和Cl₂进气的物质的量，使之不相等。

（5）广口瓶密闭，且导管没有伸入液面下，故a错误；导管没有伸入液面下，故b错误；浓硫酸不能用来吸收SO₂、Cl₂，故c错误；二氧化硫和氯气都能与氢氧化钠溶液反应，且该装置可防倒吸，所以该装置可用于SO₂、Cl₂的尾气处理，故d正确。

（6）证明Na₂SO₃已被氧化相当于检验B中溶液中存在硫酸根离子，实验方法为取少量B中溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明B中的亚硫酸钠已被氧化。

10．【答案】（1）⑫→⑪→⑨→⑩　⑩←⑨←⑦

（2）进水　吸收逸出的Cl₂、SO₂，防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl₂水解

（3）MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O　SOCl₂＋H₂O===SO₂↑＋2HCl↑

（4）蒸馏　71%

（5）取少量溶液于试管中，加入过量Ba(NO₃)₂溶液，静置，取上层清液，滴加稀硝酸酸化，再加入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl^－

【解析】（1）根据SO₂＋Cl₂＋SCl₂===2SOCl₂可知，向三颈烧瓶中分别通入的是SO₂和Cl₂，其中实验室利用MnO₂和浓盐酸混合加热制Cl₂，制得的Cl₂中混有HCl和水蒸气，需要通过饱和NaCl溶液除去HCl，利用浓硫酸干燥，再通入三颈烧瓶中，装置的连接顺序为⑥→⑫→⑪→⑨→⑩→①；向亚硫酸钠固体中滴加浓硫酸来制取SO₂，只需要利用浓硫酸干燥生成的SO₂，然后即可通入三颈烧瓶中，装置的连接顺序为②←⑩←⑨←⑦。

（2）冷凝管中水流方向是“低进高出”，则③是进水口；冷凝管上连接的干燥管的作用是吸收逸出的Cl₂、SO₂，防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl₂水解。

（3）利用MnO₂和浓盐酸混合加热制Cl₂的离子方程式为MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O；SOCl₂遇水剧烈反应，液面上产生的白雾是盐酸小液滴，并有带有刺激性气味的SO₂气体产生，反应的化学方程式为SOCl₂＋H₂O===SO₂↑＋2HCl↑。

（4）SCl₂的沸点为50 ℃，实验结束后，可通过蒸馏操作分离液体混合物；若反应中消耗的Cl₂的体积为896 mL，物质的量为＝0.04 mol，SOCl₂理论产量为0.04 mol×2×119 g·mol^－1＝9.52 g，则SOCl₂的产率为×100%≈71%。

（5）因为SOCl₂与足量NaOH溶液反应有Na₂SO₃生成，所以要先除去SO。检验溶液中存在Cl^－的操作方法是取少量溶液于试管中，加入过量Ba(NO₃)₂ 溶液，静置，取上层清液，滴加稀硝酸酸化，再加入AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl^－。

直通高考

1．【答案】D

【解析】由示意图可知，在冰的表面第一层主要为氯化氢的吸附，第二层中氯化氢溶于水中并发生部分电离，第三层主要是冰，与氯化氢的吸附和溶解无关。

A项、由图可知，冰的表面第一层主要为氯化氢的吸附，氯化氢以分子形式存在，故A正确；

B项、由题给数据可知，冰的表面第二层中氯离子和水的个数比为10^—4:1，第二层中溶解的氯化氢分子应少于第一层吸附的氯化氢分子数，与水的质量相比，可忽略其中溶解的氯化氢的质量。设水的物质的量为1mol，则所得溶液质量为18g/mol×1mol=18g，则溶液的体积为×10^—3L/ml=2.0×10^—2L，由第二层氯离子和水个数比可知，溶液中氢离子物质的量等于氯离子物质的量，为10^—4mol，则氢离子浓度为=5×10^—3mol/L，故B正确；

C项、由图可知，第三层主要是冰，与氯化氢的吸附和溶解无关，冰的氢键网络结构保持不变，故C正确；D项、由图可知，只有第二层存在氯化氢的电离平衡HCl H⁺+Cl^—，而第一层和第三层均不存在，故D错误。故选D。

【点睛】本题考查氯化氢气体在冰表面的吸附和溶解。侧重考查接受、吸收、整合化学信息的能力及分析和解决化学问题的能力，注意能够明确图像表达的化学意义，正确计算物质的量浓度为解答关键。

2．【答案】A

【解析】在氯水中存在反应：Cl₂+H₂O H⁺+Cl^－+HClO，若反应使溶液中c(HClO)增大，则溶液的漂白性会增强。A．由于酸性HCl＞H₂CO₃＞HClO，所以向溶液中加入碳酸钙粉末，会发生反应：2HCl+CaCO₃ CaCl₂+H₂O+CO₂↑，使化学平衡正向移动，导致c(HClO)增大，则溶液的漂白性会增强，正确；B．若加入稀硫酸，使溶液中c(H⁺)增大，平衡逆向移动，溶液的漂白性减弱，错误；C．加入氯化钙溶液，不能发生反应，溶液的水对氯水起稀释作用，使溶液的漂白性减弱，错误；D．加入二氧化硫的水溶液，电离产生氢离子，使化学平衡逆向移动，溶液的漂白性减弱，错误。

【名师点睛】氯水的成分及其性质是中学化学的重要考点，在新制的氯水中存在下列关系：Cl₂+H₂O H⁺+Cl⁻+HClO、HClO H⁺+ClO⁻、H₂O H⁺+OH⁻，氯水中存在三分子：H₂O、Cl₂、HClO，四离子：H⁺、Cl⁻、ClO⁻、OH⁻。所以，新制的氯水呈浅黄绿色，有刺激性气味，属于混合物，其所含的多种微粒使氯水的化学性质表现出多重性。①Cl₂的强氧化性；②HCl的酸性；③HClO的强氧化性（漂白性等）、弱酸性；④Cl⁻的性质等。特别注意的是氯气和水的反应为可逆反应、HClO存在电离平衡，分析氯水的性质时要结合反应条件及平衡移动原理。

3．【答案】B

【解析】A、硫酸铝和碳酸氢钠发生反应生成氢氧化铝沉淀、硫酸钠和二氧化碳，能灭火，故说法正确；B、氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，说明铜的还原性强于亚铁离子，不能说明铁的金属性比铜强，故说法错误；C、次氯酸具有强氧化性，能漂白，故说法正确；D、氟化氢和二氧化硅反应生成四氟化硅和水，可以刻蚀玻璃，故说法正确。

【名师点睛】本试题考查考生对元素及其化合物性质的掌握以及对知识的夯实和运用的能力。盐类水解在生活中涉及方方面面，如泡沫灭火器、明矾净水等等，泡沫灭火剂原理就是盐类水解：Al³⁺+3 Al(OH)₃↓+3CO₂↑。比较金属性的强弱，可以通过置换反应，利用金属性强的制取金属性弱的，如Fe+Cu²⁺ Fe²⁺+Cu，说明Fe比Cu金属性强。漂白性的原理分为三类：一是具有强氧化性的，如HClO、O₃、H₂O₂、NaClO（漂白液的有效成分）、Ca(ClO)₂（漂白粉的有效成分）等；二是结合性的，如SO₂；三是吸附性，如活性炭，前两者属于化学变化，后者属于物理变化。漂白衣服常用氧化性的，但注意不能和洁厕剂混用，会产生氯气；SO₂漂白纸张等；活性炭吸附水中的杂质。雕刻玻璃常用氢氟酸，因为发生反应：4HF+SiO₂ SiF₄↑+2H₂O，氢氟酸常保存在塑料瓶中，只有掌握一定的化学知识，才会使我们的生活质量得以提升，也才会更安全、更健康。

4．【答案】C

【解析】Cl₂能够置换Br₂：Cl₂+2Br^－ 2Cl^－+Br₂，A项正确；粗盐通过重结晶可以除去其中的易溶且溶解度受温度影响大的杂质，通过加入除杂试剂，可以除去其他易溶的杂质，B项正确；工业上用氨水或氨气作为沉淀剂，NaOH作为沉淀剂，成本较高，C项错误；用水蒸气和空气将Br₂吹出，然后用SO₂吸收浓缩提纯，D项正确。

5．【答案】B

【解析】已知饱和NaClO溶液的pH约为11，这是由于ClO^－的水解，而该消毒液的pH约为12，主要是因为其中含有一定量的NaOH，B项错误。

 

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