高中化學(xué)人教版第四章非金屬及其化合物 公開課獎

第2課時氯離子的檢驗鹵素及氯氣的制法1．氯離子的檢驗(1)氯離子的檢驗方法：①操作方法：向未知溶液中先加硝酸銀溶液，再加稀硝酸。②實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀，加稀硝酸時，沉淀不溶解。③實驗原理：Ag＋＋Cl－=AgCl↓。④加入稀硝酸的目的：排除COeq\o\al(2－,3)等離子的干擾。(2)教材實驗探究向5支試管中分別加入2～3mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自來水、蒸餾水，然后各滴入幾滴AgNO3溶液，觀察現(xiàn)象。最后再分別加入少量稀硝酸，觀察現(xiàn)象。2.鹵族元素(1)在元素周期表中，與氯元素處于同一縱行的元素有氟、溴、碘、砹，元素符號是F、Br、I、At，這些元素是典型非金屬元素，統(tǒng)稱為鹵族元素，簡稱鹵素。(2)鹵素單質(zhì)的氧化性強弱順序：F2>Cl2>Br2>I2，如Cl2可從溴化物的溶液里把Br2置換出來：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2。(3)海水中的成鹽元素除了氯之外還有溴。3．氯氣的實驗室制法(1)在實驗室里常用MnO2和濃鹽酸共熱來制取Cl2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑。也可用KMnO4、KClO3等氧化劑代替MnO2，KMnO4與HCl反應(yīng)的化學(xué)方程式：2KMnO4＋16HCl=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。(2)實驗裝置：①發(fā)生裝置的特點固體＋液體eq\o(→,\s\up7(△))氣體。②儀器：鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、分液漏斗等。③凈化裝置是圖中Ⅱ部分，C裝置盛放的試劑是飽和NaCl溶液，C裝置作用是除去Cl2中的HCl氣體，D裝置盛放的試劑是濃H2SO4，D裝置作用是干燥Cl2。④Cl2應(yīng)用向上排空氣法收集，檢驗Cl2是否集滿的方法是：用濕潤的藍色石蕊試紙放在集氣瓶口。⑤多余的Cl2用NaOH溶液吸收，離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。(時間20分鐘，滿分30分)知識點一氯離子的檢驗1．檢驗?zāi)澄粗芤褐惺欠窈新入x子，正確的操作是()A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，加入鹽酸，沉淀不消失C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生D．向未知溶液中加入稀鹽酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生答案：C解析：檢驗Cl－時，加入硝酸的目的是排除COeq\o\al(2－,3)等的干擾。注意一定不能加入鹽酸酸化，否則會引入Cl－，無法鑒定原溶液中是否含有Cl－。A操作不正確，它不能排除COeq\o\al(2－,3)等的干擾。B操作不正確，因為Ag2CO3跟HCl反應(yīng)時，生成的AgCl仍是白色沉淀。C操作正確。D操作不正確，用鹽酸酸化，加入了Cl－。2．自來水生產(chǎn)中常通入適量的氯氣進行殺菌、消毒。市場上有一些不法商販，為了牟取暴利，用自來水冒充純凈水或蒸餾水出售。為辨別真?zhèn)危梢杂孟铝心姆N化學(xué)試劑來鑒別()A．酚酞溶液B．氯化鋇溶液C．氫氧化鈉溶液D．硝酸銀溶液答案：D解析：氯氣溶于水后，溶液中有Cl－，加AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀AgCl，則為用氯氣殺菌、消毒的自來水；若加AgNO3溶液后沒有明顯現(xiàn)象，則為純凈水或蒸餾水。3．有一包白色固體，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一種或幾種，進行下列實驗：①溶于水，得無色溶液；②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；③再滴加稀硝酸，沉淀量減少但不完全消失，同時有氣泡生成。根據(jù)上述現(xiàn)象判斷：(1)白色固體一定含有的成分是________，可能含有的成分是________；(2)請寫出上述實驗中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：____________________________________。答案：(1)KCl和K2CO3KNO3(2)Ag＋＋Cl－=AgCl↓，2Ag＋＋COeq\o\al(2－,3)=Ag2CO3↓，Ag2CO3＋2H＋=2Ag＋＋H2O＋CO2↑解析：由②產(chǎn)生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一種或兩種；由③沉淀量減少且有氣泡生成知，一定含有K2CO3；根據(jù)沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。知識點二鹵族元素4．(雙選)關(guān)于鹵素的下列敘述正確的是()A．鹵素只以化合態(tài)存在于自然界中B．隨著核電荷數(shù)的增加，鹵素單質(zhì)的熔、沸點升高C．隨著核電荷數(shù)的增加，單質(zhì)的氧化性增強D．單質(zhì)與水反應(yīng)，均可用通式：X2＋H2O=HX＋HXO答案：AB解析：鹵素很活潑，在自然界中只存在化合態(tài)；根據(jù)鹵素的遞變規(guī)律，隨著核電荷數(shù)的增大，單質(zhì)的熔、沸點升高，氧化性減弱；F2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2F2＋2H2O=4HF＋O2。5．溴(Br)與氯同屬“鹵族”元素，其單質(zhì)在性質(zhì)上具有很大的相似性，但Cl2比Br2的活潑性強，下面是根據(jù)氯的性質(zhì)對溴的性質(zhì)的預(yù)測，其中不正確的是()A．溴單質(zhì)常溫下為液態(tài)，但極容易揮發(fā)為溴蒸氣B．溴單質(zhì)只具有氧化性C．溴原子最外層有7個電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易得1個電子，表現(xiàn)氧化性D．溴離子可以用AgNO3酸性溶液來檢驗答案：B解析：溴單質(zhì)的化合價為零，在反應(yīng)中既可以升高，也可以降低，故溴單質(zhì)既有氧化性，也有還原性。6．溴的氧化性介于氯和碘之間，利用這一性質(zhì)解決下面的問題。(1)你認為：將含有下列哪種分子或離子的試劑加入到含有Br－的溶液中，可以將Br－氧化為Br2的是()A．I2B．I－C．Cl2D．Cl－(2)如果把氯氣緩慢地通入含有相同物質(zhì)的量濃度的Br－、I－的混合溶液里，________先被氧化，原因是______________________________________________。(3)把濾紙用淀粉和碘化鉀的混合溶液浸泡，晾干后就是實驗室常用的淀粉碘化鉀試紙。這種試紙潤濕后遇到氯氣發(fā)生的變化是________，原因是____________________________________________。答案：(1)C(2)I－I－還原性大于Br－(3)變成藍色Cl2將I－氧化為I2，I2使淀粉變藍解析：由于氧化性Cl2>Br2>I2，故Cl2能將Br－氧化為Br2；還原性Cl－<Br－<I－，Cl2先氧化I－后氧化Br－，Cl2將I－氧化為I2，I2使淀粉變藍色。知識點三Cl2的實驗室制法7．某化學(xué)小組用如圖所示的裝置制取氯氣，下列說法不正確的是()A．該裝置圖中至少存在兩處明顯錯誤B．該實驗中收集氯氣的方法不正確C．為了防止氯氣污染空氣，必須進行尾氣處理D．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙可以檢驗是否有氯氣逸出答案：B解析：該實驗應(yīng)使用酒精燈加熱，尾氣應(yīng)進行處理，A、C項正確；Cl2用向上排空氣法收集，B項錯誤；在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙，若試紙變藍，則有氯氣逸出，若不變藍，則無氯氣逸出，D項正確。8．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用如圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并探究它與金屬的反應(yīng)。每個虛線框表示一個裝置單元，其中有錯誤的是()A．①和②處B．②處C．②和③處D．②、③、④處答案：D解析：①是制備氯氣的裝置，②是除去氯氣中氯化氫雜質(zhì)的裝置，③是干燥裝置，④是氯氣與金屬反應(yīng)的裝置。氯氣可與NaOH溶液反應(yīng)，反應(yīng)方程式為Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，所以②處錯誤；③中干燥氣體時，應(yīng)長導(dǎo)管進氣，短導(dǎo)管出氣，所以③處錯誤；④中未反應(yīng)的氣體不斷蓄積會使容器因內(nèi)部壓強過大而發(fā)生爆炸，所以④處錯誤。9．實驗室制備Cl2時有如下操作：①連好裝置，檢查氣密性；②緩緩加熱；③加入MnO2粉末；④向分液漏斗中加入濃鹽酸；⑤多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收；⑥用向上排空氣法收集氯氣。下列操作順序正確的是()A．①②③④⑤⑥B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤答案：D解析：實驗室制備氯氣的實驗步驟：連接好裝置，檢查氣密性→在燒瓶中加入二氧化錳粉末→往分液漏斗中加入濃鹽酸，再緩緩滴入燒瓶中→緩緩加熱，使氣體均勻逸出→用向上排空氣法收集氯氣→尾氣導(dǎo)入吸收劑中，故正確的操作順序是①③④②⑥⑤，即選D項。課后作業(yè)·速達標(biāo)時間：30分鐘滿分100分一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)1．下列鹵素單質(zhì)的性質(zhì)與F2>Cl2>Br2>I2的變化規(guī)律不相符的是()A．與H2反應(yīng)的劇烈程度B．活潑性C．氧化性D．熔沸點答案：D解析：鹵素單質(zhì)的熔沸點：F2<Cl2<Br2<I2。2．下列反應(yīng)進行徹底后，加熱蒸干所得溶液并在300℃下灼燒至固體質(zhì)量不變，最終殘留固體為純凈物的是()A．在溴化鈉和碘化鉀的混合溶液中通入過量的氯氣B．向漂白粉的水溶液中通入足量的CO2C．向硫酸亞鐵溶液中加入過量氫氧化鈉溶液D．等物質(zhì)的量濃度、等體積的硫酸銨與氯化鋇溶液混合答案：D解析：A項中最終得到的是NaCl和KCl的混合物；B項中漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2，通入CO2后再蒸干灼燒得到的是CaCO3和CaCl2的混合物；C項中最終得到的是Na2SO4和Fe2O3的混合物；D項中反應(yīng)生成BaSO4和NH4Cl，在灼燒過程中NH4Cl分解，最終殘留的固體是純凈物BaSO4。3．氯化碘(ICl)的化學(xué)性質(zhì)跟氯氣相似，預(yù)計它跟水反應(yīng)的最初生成物是()A．HI和HClOB．HCl和HIOC．HClO3和HIOD．HClO和HIO答案：B解析：氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為eq\o(Cl,\s\up6(0))2＋H2O=Heq\o(Cl,\s\up6(－1))＋Heq\o(Cl,\s\up6(＋1))O，eq\o(I,\s\up6(＋1))eq\o(Cl,\s\up6(－1))的化學(xué)性質(zhì)跟氯氣相似，所以ICl與水反應(yīng)生成鹽酸和次碘酸，化學(xué)方程式為ICl＋H2O=HCl＋HIO，選項B正確。4．在加熱條件下，物質(zhì)的量相等的氟氣(F2)與燒堿完全反應(yīng)，生成NaF、H2O和某一種氣體，該氣體是()A．H2B．HFC．O2D．OF2答案：D解析：根據(jù)已知信息，可得反應(yīng)方程式：aF2＋aNaOH→aNaF＋eq\f(a,2)H2O＋X(配平Na、H)，根據(jù)氟原子和氧原子守恒，可推知X為Oeq\f(a,2)Fa，則生成的氣體為OF2。5．甲、乙、丙三種溶液中各含有一種X－(X－為Cl－、Br－或I－)，向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，溶液變?yōu)槌壬?，再向所得溶液中加入丙溶液，溶液顏色無明顯變化，則甲、乙、丙三種溶液中所含的X－依次是()A．Br－、I－、Cl－B．Br－、Cl－、I－C．I－、Br－、Cl－D．Cl－、I－、Br－答案：A解析：向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，溶液變?yōu)槌壬?，說明甲溶液中不含有I－，而含有Br－，因而生成了Br2；再向所得溶液中加入丙溶液，溶液顏色無明顯變化，說明丙溶液中也不含有I－，而含有Cl－，所以I－在乙溶液中。選項A正確。6．方志敏烈士生前在獄中曾用米湯(內(nèi)含淀粉)給魯迅先生寫信，魯迅先生收到信后，為了看清信中的內(nèi)容，使用的化學(xué)試劑是()A．碘化鉀溶液B．碘酒(碘單質(zhì)的酒精溶液)C．溴水D．淀粉碘化鉀溶液答案：B解析：根據(jù)碘單質(zhì)遇淀粉變藍這一原理可知，魯迅先生使用的化學(xué)試劑是碘酒。7．已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)放出氯氣，現(xiàn)用如圖所示裝置進行鹵素的性質(zhì)實驗。玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉球，反應(yīng)一段時間后，對圖中指定位置的顏色描述正確的是()①②③④A黃綠色橙色藍色白色B無色橙色紫色白色C黃綠色橙色藍色無色D黃綠色無色紫色白色答案：A解析：反應(yīng)產(chǎn)生的Cl2通過②時發(fā)生Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，通過③時發(fā)生Cl2＋2KI=2KCl＋I2，通過④時發(fā)生Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，因為Cl2為黃綠色，Br2為橙色，I2遇淀粉變藍，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成無色的NaCl、NaClO，④處棉球仍為白色，故選項A正確。8．向含Cl－、Fe2＋、Br－、I－各mol(其余為Na＋)的溶液中通入標(biāo)準狀況下的Cl2，通入Cl2的體積和溶液中相關(guān)離子的物質(zhì)的量的關(guān)系正確的是()答案：B解析：還原性：I－>Fe2＋>Br－>Cl－。A項，當(dāng)有氯氣通入時I－先被消耗，說明n(I－)一開始就下降，A項錯誤；B項，當(dāng)有氯氣通入時，氯氣先與I－反應(yīng)，當(dāng)I－反應(yīng)完全時，F(xiàn)e2＋開始反應(yīng)，n(Fe2＋)下降，B項正確；C項，當(dāng)通入氯氣2.24L后Br－才開始反應(yīng)，n(Br－)才下降，C項錯誤；D項，當(dāng)有氯氣通入并開始反應(yīng)時，n(Cl－)一直增大，D項錯誤。9．用下列兩種方法制取氯氣：①用含氯化氫146g的濃鹽酸與足量的二氧化錳反應(yīng)②用87g二氧化錳與足量的濃鹽酸反應(yīng)則所得氯氣()A．②比①多B．①比②多C．一樣多D．無法比較答案：A解析：從HCl與MnO2反應(yīng)的化學(xué)方程式上可知146gHCl與87gMnO2恰好完全反應(yīng)，但制Cl2時須用濃鹽酸才能反應(yīng)。①中反應(yīng)進行一段時間后，隨鹽酸濃度降低，反應(yīng)不再進行，故146gHCl不能完全反應(yīng)；②中濃鹽酸足量，故MnO2可完全反應(yīng)。因此②產(chǎn)生氣體多。10．下圖所示是驗證氯氣性質(zhì)的微型實驗，a、b、d、e是浸有相關(guān)溶液的濾紙。向KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸后，立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面。已知：2KMnO4＋16HCl=2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O對實驗現(xiàn)象的“解釋或結(jié)論”正確的是()選項實驗現(xiàn)象解釋或結(jié)論Aa處變藍，b處變紅棕色氧化性：Cl2>Br2>I2Bc處先變紅，后褪色氯氣與水生成了酸性物質(zhì)Cd處立即褪色氯氣與水生成了漂白性物質(zhì)De處變紅色還原性：Fe2＋>Cl－答案：D解析：a處變藍，b處變紅棕色只能說明氧化性：Cl2>Br2，Cl2>I2，A項錯誤；c處先變紅，說明氯氣與水反應(yīng)生成了酸性物質(zhì)，c處后褪色，是由于次氯酸具有漂白性，B項錯誤；d處立即褪色，說明氯氣與水反應(yīng)生成了酸性物質(zhì)將氫氧化鈉中和掉，C項錯誤；e處變紅色，由于Fe2＋被氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋與SCN－反應(yīng)生成紅色溶液，由此可見還原性是Fe2＋>Cl－，D項正確。二、非選擇題(本題包括5小題，共50分)11．(10分)氯氣是一種重要的化工原料。(1)實驗室可用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。(2)某學(xué)習(xí)小組利用此原理設(shè)計如圖所示的裝置制取氯氣。①在該實驗中，選擇下圖中合適的制取氯氣的裝置是________。②C裝置中盛放飽和氯化鈉溶液，其作用是________________________________________________________________________。③D裝置的作用是干燥氯氣，其中盛放的試劑是________。④該實驗存在明顯的缺陷，改進的方法是________________________________________________________________________。答案：(1)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)①c②除去氯氣中的氯化氫③濃硫酸④在E裝置后面連接一個盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶(合理即可)解析：實驗用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣的反應(yīng)原理是MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，該反應(yīng)是固體和液體需要加熱的反應(yīng)，故c裝置制取氯氣。因為氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有雜質(zhì)氯化氫，還有水蒸氣，所以要得到干燥純凈的氯氣，應(yīng)先通過飽和氯化鈉溶液，除去氯氣中的氯化氫，再通過濃硫酸干燥氯氣，最后為防止氯氣污染環(huán)境，要用氫氧化鈉溶液吸收尾氣。12．(10分)下圖表示在沒有通風(fēng)櫥的條件下制備氯氣時設(shè)計的裝置，圖中a、b是可控制的彈簧鐵夾。(提示：氯氣在飽和食鹽水中的溶解度較小)(1)儀器A的名稱是________；水槽中應(yīng)盛放的是________；燒杯中盛放的是________；燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(2)在收集氯氣時，應(yīng)打開______，關(guān)閉______(填“a”或“b”)。當(dāng)氯氣收集完畢，尾氣處理時燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)分液漏斗飽和食鹽水氫氧化鈉溶液4HCl(濃)＋MnO2eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)abCl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O解析：(1)根據(jù)信息氯氣在飽和食鹽水中的溶解度較小可知，實驗室可用排飽和食鹽水法收集氯氣；實驗室中用二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣，化學(xué)方程式為4HCl(濃)＋MnO2eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)根據(jù)題給裝置圖分析，收集氯氣時，應(yīng)關(guān)閉b，打開a；收集完畢，關(guān)閉a，打開b，多余的氣體通入氫氧化鈉溶液中進行吸收，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。13．(10分)KClO3和濃鹽酸在一定溫度下反應(yīng)會生成黃綠色的易爆物二氧化氯。其反應(yīng)可表述為：______KClO3＋______HCl(濃)=______KCl＋______ClO2↑＋______Cl2↑＋______H2O(1)配平以上化學(xué)方程式(化學(xué)計量數(shù)填入橫線上)。(2)反應(yīng)中的氧化劑是________，ClO2是反應(yīng)的________(填“氧化”或“還原”)產(chǎn)物。(3)反應(yīng)產(chǎn)生molCl2，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為________mol。(4)ClO2具有很強的氧化性，因此可被用來作消毒劑，若ClO2作消毒劑后轉(zhuǎn)化為Cl－，則其消毒的效率(以單位物質(zhì)的量得到電子數(shù)表示)是Cl2的________倍。答案：(1)242212(2)KClO3還原(3)(4)解析：(1)根據(jù)氯元素的化合價升降守恒和質(zhì)量守恒進行配平。(2)反應(yīng)中，KClO3為氧化劑，HCl為還原劑，ClO2為還原產(chǎn)物，Cl2為氧化產(chǎn)物。(3)2HCl→Cl2，Cl的化合價由－1→0，生成molCl2，轉(zhuǎn)移mol電子。(4)ClO2作消毒劑后轉(zhuǎn)化為Cl－，ClO2→Cl－，Cl的化合價由＋4→－1,1molClO2轉(zhuǎn)移5mole－；Cl2作消毒劑，在消毒過程中，Cl2→2Cl－，1molCl2轉(zhuǎn)移2mole－，故ClO2消毒的效率是Cl2的eq\f(5mol,2mol)＝倍。14．(10分)已知Br原子與Cl原子最外層電子數(shù)相同，Cl、Br在物質(zhì)分類中都被劃分為非金屬元素中的一類元素。試根據(jù)Cl2的化學(xué)性質(zhì)預(yù)測Br2的化學(xué)性質(zhì)(寫化學(xué)方程式即可)：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________。(至少寫出3條)預(yù)測Br2的化學(xué)性質(zhì)，你采用的方法是________，欲驗證以上預(yù)測的正誤，可采用的方法是________。答案：2Fe＋3Br2eq\o(=,\s\up7(點燃))2FeBr3H2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2HBrH2O＋Br2=HBr＋HBrOBr2＋2NaOH=NaBr＋NaBrO＋H2O(任意寫3條，只要合理即可)分類法實驗法15．(10分)下圖是一位學(xué)生設(shè)計的實驗室制取和收集氯氣并驗證其性質(zhì)的裝置圖。(1)找出在此裝置圖中出現(xiàn)的錯誤加以改正：__________________________________。(2)實驗過程中，在D