第四章 第2讲 化学大一轮步步高答案.docx
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第四章第2讲化学大一轮步步高答案
收集：
樱满唯
第2讲 富集在海水中的元素——卤素
[考纲要求] 1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3.卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。
考点一 氯及其化合物的性质和应用
1．氯气的物理性质
颜色
状态
气味
密度
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
有毒
1体积水溶解约2体积Cl2
注意 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。
（如图所示）
2．从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性
（1）与金属反应：
与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与铁反应：
2Fe＋3Cl2
2FeCl3。
②与铜反应：
Cu＋Cl2
CuCl2。
（2）与非金属反应
与H2反应：
H2＋Cl2
2HCl。
现象—
（3）与还原性无机化合物反应：
①与碘化钾溶液反应：
Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
②与SO2水溶液反应：
Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
③与FeCl2溶液反应：
Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。
3．从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应
氯气与水或碱反应，氯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。
（1）与水反应
氯气与水反应的化学方程式：
Cl2＋H2OHCl＋HClO。
（2）与碱反应（完成下列化学方程式）
①与烧碱反应：
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
②制取漂白粉：
2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。
漂白粉的主要成分是Ca（ClO）2、CaCl2，有效成分是Ca（ClO）2。
4．次氯酸和次氯酸盐的性质
（1）次氯酸（HClO）
①不稳定性：
化学方程式为2HClO
2HCl＋O2↑。
②弱酸性：
比碳酸酸性弱。
③强氧化性：
具有漂白性，能杀菌消毒。
（2）Ca（ClO）2的主要化学性质
①Ca（ClO）2的稳定性比HClO强。
②水解显碱性，其水解离子方程式：
ClO－＋H2OHClO＋OH－。
③与酸反应生成HClO，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。
题组一 氯气和氯水的性质
1．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应得到，又能由金属和盐酸反应制得的是（ ）
A．FeCl2B．AlCl3C．FeCl3D．CuCl2
答案 B
解析 因为Cl2具有较强的氧化性，当Cl2与金属反应时，都可把金属氧化成最高价态的金属氯化物，而盐酸中H＋的氧化能力较弱，只能把Fe氧化成Fe2＋，而不能把Cu氧化。
2．把足量氯气通入下列各物质的溶液中，阴离子和阳离子都能被氧化的是（ ）
A．NaOHB．Na2SO3C．FeBr2D．FeSO4
答案 C
解析 Cl2具有较强的氧化性，而Fe2＋、Br－、SO
都能被Cl2氧化，故C项符合要求。
3．氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。
下列结论正确的是（ ）
A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在
B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在
C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在
D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在
答案 B
解析 A项，氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项，由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl－，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl－；D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。
氯水的多重性质
氯水的各种成分决定了它具有多重性质：
1．Cl2的氧化性——与还原性物质反应。
如：
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3（除去FeCl3溶液中的FeCl2）
SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4（SO2和Cl21∶1混合物通入水中不再具有漂白性）
Na2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋Na2SO4（除去水中的余氯）
2．HCl酸性和Cl－的性质
向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。
加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl－，现象是有白色沉淀生成。
3．HClO的氧化性
在解释漂白性、杀菌消毒时，使用的是HClO的氧化性。
向氯水中滴加紫色石蕊溶液，先变红（H＋作用的结果），后褪色（HClO作用的结果）。
题组二 从平衡移动的角度分析氯水中的变化
4．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
答案 C
解析 饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；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项错误。
5．饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。
某同学运用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：
①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去；
②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；
③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；
第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。
（1）试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）写出步骤③中第一份及第二份滤液发生反应的离子方程式：
第一份________________________________________________________________________；
第二份________________________________________________________________________。
（3）试根据所学知识推测，在②的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为（写化学式）__________________________________________。
答案
（1）由于饱和氯水中存在Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的浓度增大
（2）Ca2＋＋HCO
＋OH－===CaCO3↓＋H2O
HCO
＋H＋===CO2↑＋H2O
（3）CaCl2、Ca（HCO3）2、HClO
解析 饱和氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO的平衡体系，加入过量CaCO3后，2CaCO3＋2HCl===Ca（HCO3）2＋CaCl2，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使HCl浓度减小，平衡右移，Cl2浓度减小，溶液黄绿色褪去；HClO浓度增大，溶液漂白性增强。
由于滤液中含有HClO、CaCl2、Ca（HCO3）2等成分，Ca（HCO3）2与Ca（OH）2反应生成CaCO3沉淀；与HCl反应产生CO2气体；Ca（HCO3）2受热分解生成CaCO3沉淀和CO2气体。
1．氯水成分寻找方法
氯水中存在三个平衡关系：
（1）Cl2＋H2OHCl＋HClO
（2）HClOH＋＋ClO－
（3）H2OH＋＋OH－
根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。
2．Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质
浓度变化
平衡移动的方向
应用
可溶性氯化物
c（Cl－）增大
左移
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸
c（H＋）和c（Cl－）增大
左移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c（H＋）减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca（OH）2
c（H＋）减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c（H＋）减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c（HClO）减小
右移
氯水避光保存或现用现配
考点二 氯气的实验室制法
氯气是一种性质活泼的气体，以氯气的实验室制备、性质实验为素材的实验题目在高考实验类试题中占有很重要的位置，复习中应高度重视。
题组一 氯气制备原理、装置的考查
1．实验室制备氯气的装置如下图。
图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是（ ）
A．①B．②C．③D．④
答案 C
解析 装置③的导气管长短错误，应长进短出。
2．实验室用下列两种方法制氯气：
①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。
所得的氯气（ ）
A．①比②多B．②比①多
C．一样多D．无法比较
答案 B
解析 146gHCl的物质的量为4mol,87gMnO2的物质的量为1mol，由方程式：
MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1molMnO2可以与4molHCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应，也就是说1molMnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。
实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点
1．为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。
2．必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应。
3．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。
4．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。
题组二 氯气制备与性质实验的综合考查
3．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（部分夹持及加热仪器已略）。
（1）制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为__________________________。
装置B中饱和食盐水的作用是____________________。
同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：
______________________________________________________________。
（2）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此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
（3）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。
当向D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐淅变为________色，说明氯的非金属性大于溴。
打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。
观察到的现象是_______________________________。
（4）装置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余氯气，试写出相应反应的离子方程式：
________________________。
答案
（1）MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
除去Cl2中的HCl B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱
（2）d
（3）黄 E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色
（4）SO
＋Cl2＋H2O===SO
＋2Cl－＋2H＋
考点三 卤素的性质及X－的检验
1．溴、碘单质物理性质比较
性质
Br2
I2
颜色
深红棕色
紫黑色
状态
液体
固体
溶解性
水中
溶解度不大
溶解度不大
有机溶剂中
易溶
易溶
特性
易挥发、有毒
①易升华②使淀粉变蓝
2.氯、溴、碘单质化学性质比较
（1）与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O（X＝Cl、Br、I）。
（2）氧化性
①都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为2Na＋X2===2NaX（X＝Cl、Br、I）。
②氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性：
Cl－Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，其离子方程式：
Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；同理，Br2能置换I2，其离子方程式：
Br2＋2I－===2Br－＋I2。
③与一些还原性离子反应，如Br2与SO
、Fe2＋反应的离子方程式分别为SO
＋Br2＋H2O===SO
＋2Br－＋2H＋，2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋。
3．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，表明有I－
深度思考
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）海水提溴的过程中不发生氧化还原反应（ ）
（2）可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3（ ）
（3）用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色（ ）
（4）碘易升华，可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2（ ）
（5）能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝的气体一定是Cl2（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）× （4）× （5）×
2．下列哪些事实或实验能说明氧化性：
Cl2>Br2>I2______________________________
（填序号）。
①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深，而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入KI淀粉溶液中，溶液变蓝
②H2和Cl2的混合气体光照爆炸，H2和Br2的混合气体加热才能反应，而H2和I2反应更困难
③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低
④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差
⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小
答案 ①②④
题组一 卤素单质的颜色及X－检验
1．下列叙述中正确的是（ ）
A．能使润湿的淀粉 KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
B．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
D．某浅黄色的溴水，加入CCl4震荡静置后，上层显橙红色
答案 B
解析 还有很多氧化剂（如HNO3、O3等）能将I－氧化为I2，A错；碘单质的CCl4溶液显紫色，C项错；CCl4的密度比水大，应下层显橙红色，D项错。
2．鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是（ ）
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4 ③溴水、苯 ④稀硝酸、AgNO3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥FeCl3溶液、CCl4
A．①②④B．②③⑥C．②④⑤D．④⑤⑥
答案 C
解析 ①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色；②氯水加入NaBr、NaI中后，再加CCl4萃取，下层分别为橙红色和紫红色，加入NaCl中不发生反应，可以鉴别；③溴水与NaCl、NaBr不反应，与NaI反应生成I2用苯萃取后，前两种上层均为橙红色，无法鉴别；④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀，且均不溶于稀HNO3，沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色；⑤与②的原理相似，只是有色层在上层；⑥FeCl3溶液只能氧化I－生成I2，不能鉴别。
题组二 卤素单质氧化性强弱规律的应用
3．某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质（一种物质只加一次）：
a.KI溶液；b.淀粉溶液；c.NaOH溶液；d.稀硫酸；e.氯水。
发现溶液颜色按如下顺序变化：
①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。
下列对此过程进行的分析中错误的是（ ）
A．加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d
B．③→④反应的化学方程式为3I2＋2NaOH===5NaI＋3NaIO3＋H2O
C．溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色
D．④→⑤反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
答案 D
解析 溶液颜色变化：
①无色→②棕黄色说明有碘生成，②棕黄色→③蓝色说明是碘遇淀粉溶液显色，③蓝色→④无色说明碘被消耗，④无色→⑤蓝色说明又生成了碘，此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还原反应。
4．甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－（X－为Cl－、Br－、I－），向甲中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙依次含有（ ）
A．Br－、Cl－、I－B．Br－、I－、Cl－
C．I－、Br－、Cl－D．Cl－、I－、Br－
答案 B
解析 溴水为橙色，单质碘可使淀粉变蓝色，单质的氧化性：
Cl2>Br2>I2。
结合题目信息，甲溶液为橙色，说明甲溶液内含Br－；再加入丙溶液不变色，说明丙溶液里无I－，只能有Cl－，则乙溶液里一定含I－。
5．向含SO
、Fe2＋、Br－、I－各0.1mol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图正确的是（ ）
答案 C
解析 本题以氧化还原反应过程为载体，旨在考查学生对化学反应图像的识别能力。
题中四种离子与Cl2反应的先后顺序依次是SO
（消耗2.24LCl2）、I－（消耗1.12LCl2）、Fe2＋（消耗1.12LCl2）、Br－（消耗1.12LCl2），因此C选项正确。
此类题既考查卤素单质的化学性质，又考查卤素单质的物理性质。
对于卤素单质的化学性质，学生要重点掌握单质氧化性的强弱顺序（Cl2>Br2>I2），在考试中常结合各种情境进行考查，对于卤素单质的物理性质，除了要注意溴和碘的特性（Br2易挥发，I2易升华）外，还要准确记忆一些常规的性质，如溴和碘在不同溶液中的颜色：
溴的四氯化碳溶液为橙红色，碘的四氯化碳溶液为紫红色。
考点四 含卤物质的生产流程
1．氯的提取——氯碱工业
海水―→粗盐
饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
2．海水提取溴
（1）流程
通空气和水蒸气吹出
SO2
（2）发生反应的化学方程式
①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；
③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
3．海带中提取碘
（1）流程
海带
海带灰H2O↓―→
―→氧化Cl2↓―→
―→
（2）发生反应的化学方程式：
Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
1．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法，不正确的是（ ）
干海带
海带灰
悬浊液
滤液
碘水
I2的CCl4溶液
I2
A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌
B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应
C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色
D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”
答案 A
解析 灼烧固体时应在坩埚中，A项不正确；H2O2能将I－氧化为I2，B项正确。
2．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。
模拟工业制备氢溴酸的流程如图所示：
回答下列问题：
（1）混合①中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）混合②中加入试剂a是________________________。
（3）加入Na2SO3的目的是除去过量的Br2，但要防止过量，原因是____________________________（请用离子方程式表示）。
（4）工业氢溴酸常带有淡淡的黄色，可能的原因是：
①含Fe3＋，②含Br2，③含Fe3＋和Br2，只用下列一种试剂就能分析产生淡黄色的原因。
该试剂是____（填字母）。
a．KMnO4溶液b．NaOH溶液
c．KSCN溶液d．淀粉 KI溶液
e．CCl4
答案
（1）SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO
（2）BaCl2溶液
（3）SO
＋2H＋===SO2↑＋H2O （4）e
解析
（1）Br2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4，自身被还原为HBr，反应的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO
。
（2）由流程图可知，混合②后过滤生成硫酸钡，滤液蒸馏产生NaCl溶液，故钡离子、氯离子应是加入试剂a引入的，故试剂a为BaCl2溶液。
（3）Na2SO3过量，能与HBr反应生成二氧化硫、溴化钠、水，反应离子方程式为SO
＋2H＋===SO2↑＋H2O。
（4）CCl4与溶液混合后分层，有机层在下层，水层在上层，若有机层无色，水层为黄色，则为①含Fe3＋所致，若有机层为橙色，水层为无色，为②含Br2所致，若有机层为橙色、水层为黄色，则为③含Fe3＋和Br2所致，故选e。
与卤素有关的无机化工类试题的命题特点
与卤素有关的无机化工题主要从以下角度进行命题，一是利用次氯酸的漂白性，制漂白粉和漂白液，二是从海水中提取卤素单质，三是氯碱工业。
这类试题的命题特点是题目给出工艺流程图（从原料到产品的“一条龙”的生产工序），然后针对流程图考查常见的除杂、分离和提纯产品的基本操作等；还会根据题目给出的信息，考查生产原理的方程式书写，重点是氧
化还原反应原理的应用；还可能涉及环境保护等问题。
探究高考 明确考向
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）因漂白粉在空气中不稳定，故可用于漂白纸张（ ）
（2014·江苏，4C）
（2）将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置，可观察到下层液体呈紫色，证明Br2的氧化性强于I2（ ）
（2014·四川理综，4C）
（3）制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体（ ）
（2014·天津理综，2B）
（4）碘是人体
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