人教版高考化学一轮总复习第2章第2节氯及其化合物课时学案
展开第二节 氯及其化合物
考试评价解读
核心素养达成
1.能从物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应和氧化还原反应原理,预测氯及其化合物的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象。
2.能利用氯及其化合物的性质和反应,设计常见物质的制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。
科学探究
与
创新意识
能设计实验制取氯气,并能正确设计除杂和尾气处理的方法。
科学态度
与
社会责任
能理解氯及其化合物的主要性质,认识其在生产和生活中的重要应用和其对环境的影响。
氯气的性质
[以练带忆]
1.判断正误(正确的划“√”,错误的划“×”)
(1)(2019·全国卷Ⅲ)制取较高浓度的次氯酸溶液:将Cl2通入碳酸钠溶液中。
(×)
提示:将Cl2通入碳酸钠溶液中生成次氯酸钠。
(2)(2019·北京高考)除去Cl2中HCl,除杂试剂是H2O、浓硫酸。(×)
提示:应用饱和氯化钠溶液除去Cl2中HCl。
(3)(2019·天津高考)将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2。
(√)
提示:铁和FeCl2能将氯气还原为氯离子,从而除去工业废气中的氯气。
(4)(2019·浙江高考)用同一针筒先后抽取 80 mL氯气、20 mL水,振荡,气体完全溶解,溶液变为黄绿色。(×)
提示:氯气的溶解度小,1体积水可溶解约2体积氯气,少量的水不能将氯气完全溶解。
(5)(2018·海南高考)氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等。(√)
提示:氯水中有次氯酸,次氯酸具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等。
(6)(2020·全国卷Ⅰ)除去Cl2中的HCl,可通过饱和的食盐水。(√)
提示:氯气中混有少量的氯化氢气体,可以用饱和食盐水除去;饱和食盐水在吸收氯化氢气体的同时,也会抑制氯气在水中的溶解。
(7)(2020·山东高考)含氯消毒剂用于环境消毒涉及氧化还原反应。(√)
提示:利用含氯消毒剂的强氧化性消毒杀菌,涉及氧化还原反应。
2.(2020·天津高考)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的84消毒液的主要有效成分是( )
A.NaOH B.NaCl
C.NaClO D.Na2CO3
C 解析:工业上用Cl2与NaOH溶液反应制取84消毒液,反应原理为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,NaClO具有强氧化性,能用于杀菌消毒,故84消毒液的主要有效成分是NaClO。
3.根据下列装置图回答问题:
(1)A、B通入Cl2后,观察到的现象是_________________________________
________________________________________________________________,
根据现象可得出的结论是__________________________________________
________________________________________________________________。
(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是_______________________________
________________________________________________________________。
(3)F装置的作用是________________________________________________。
(4)实验开始后,观察装置C中的现象是______________________________
_______________________________________________________________。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是_______________________________
_______________________________________________________________。
(6)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是
______________________________________________________________。
答案:(1)干燥的红色(或A中)布条不褪色,湿润的红色(或B中)布条褪色 Cl2无漂白性,Cl2与水反应生成的HClO有漂白性
(2)Cl2+H2OH++Cl-+HClO
(3)吸收氯气,防止污染环境
(4)溶液先变红色,然后褪色
(5)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(6)H2O+SO+Cl2===2H++SO+2Cl-
[练后梳理]
1.氯气的性质
(1)氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
(2)从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性
依据氯气的氧化性完成下列反应的化学方程式:
①与金属反应
②与非金属反应
a.与H2反应
b.与P反应
2P+3Cl2(少量)2PCl3
2P+5Cl2(过量)2PCl5
③与还原性无机化合物反应
a.与碘化钾溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2。
b.与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
c.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,氯元素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
a.化学方程式:Cl2+H2OHCl+HClO;
b.离子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
②与碱反应
与烧碱反应:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
2.次氯酸与次氯酸盐
(1)次氯酸的三大性质
(2)次氯酸盐
①漂白液
②漂白粉
向NaClO溶液中通入CO2,无论是少量还是过量,均生成HCO和HClO。原因是酸性:H2CO3>HClO>HCO。
氯气的实验室制法
[以练带忆]
1.判断正误(正确的划“√”,错误的划“×”)
(1)用MnO2和稀盐酸反应制取Cl2。(×)
提示:二氧化锰与浓盐酸在加热条件下生成氯气。
(2)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。(×)
提示:氯气溶于水生成盐酸,与碳酸氢钠溶液反应生成CO2。
(3)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。(×)
提示:氯气溶于水显酸性,不能用碱石灰干燥。
(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2。(√)
提示:饱和食盐水可降低氯气在水中的溶解度。
(5)常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2。(×)
提示:不能用澄清石灰水吸收尾气中的Cl2,因为溶液中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
(6)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。(×)
提示:将湿润的蓝色石蕊试纸靠近收集Cl2的瓶口,若观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已收集满。
2.(2020·苏州模拟)实验室用下图所示装置来制取少量氯气,下列说法正确的是( )
A.圆底烧瓶中加入的是稀盐酸
B.C 瓶的作用是收集氯气
C.F中加入NaOH溶液吸收多余的氯气
D.用该装置制取氯气前无需检查装置的气密性
C 解析:实验室利用MnO2固体与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2,圆底烧瓶中加入的是浓盐酸,A项错误;C瓶中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl,B项错误;F中加入NaOH溶液,用于吸收尾气Cl2,防止污染环境,C项正确;制取Cl2的装置,在加入药品前要先检验装置的气密性,D项错误。
[练后梳理]
1.反应原理
实验室常利用MnO2与浓盐酸反应制取Cl2,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
2.实验装置及分析
(1)气体发生装置
该装置适合固体与液体混合共热制取气体。①实验中要使用浓盐酸而不使用稀盐酸,这是因为MnO2与稀盐酸不反应。
②滴加浓盐酸时要拔开分液漏斗的塞子(或使分液漏斗盖上的小孔对齐),目的是便于分液漏斗中的液体流出。
(2)净化装置
装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体;装置特点是“长管进气,短管出气”。
(3)干燥装置
浓硫酸是液体干燥剂,用于除去Cl2中的水蒸气。但浓硫酸不能干燥碱性气体(如NH3),不能干燥还原性气体(如H2S)。
(4)收集装置
用排空气法收集密度比空气大的气体(如Cl2)时,要求装置中“长管进气,短管出气”;若收集密度比空气小的气体(如H2、NH3等),则装置中“短管进气,长管出气”。
(5)尾气吸收装置
①为防止多余的Cl2污染环境,常用NaOH溶液吸收。化学方程式为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O。
②吸收Cl2时,不能用澄清的石灰水,原因是石灰水中Ca(OH)2的量太少,吸收不完全。
卤素离子的检验
[以练带忆]
1.自来水常用Cl2杀菌消毒,使水中含有Cl-,为了检验Cl-的存在,可选用的试剂是( )
A.酚酞溶液 B.FeCl3溶液
C.AgNO3溶液 D.NaOH溶液
C 解析:检验Cl-所用的试剂为AgNO3和HNO3,其化学方程式为AgNO3+NaCl===NaNO3+AgCl↓。
2.下列能够检验出KI中含有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,取少量水层溶液并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
D 解析:A项,在KI中加入足量的新制氯水,也会置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定是否含有溴离子,错误;B项,溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,错误;C项,加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层是萃取单质碘而显色,并没有溴单质产生,错误。
3.下列叙述中正确的是( )
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加少量水进行水封
B.能使湿润的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液中加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
A 解析:因为液溴易挥发,在试剂瓶中存放时应加少量水进行水封,A项正确;只要能把碘化钾氧化成碘单质的物质都能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,B项不正确;某溶液中加入四氯化碳,四氯化碳层显紫色证明存在碘单质而不是
I-,C项不正确;加入氯化钡溶液产生不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化银或硫酸钡,原溶液中可能存在Ag+、SO、SO,D项不正确。
[练后梳理]
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-
考点 氯及其化合物的性质与探究
[抓本质·悟考法]
某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质并制备氯水,用如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
(1)加入药品前,检查Ⅰ中气体发生装置气密性的操作是________________
____________________________________________________________________。
(2)装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为________________________________
____________________________________________________________________。
(3)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为应在________和________(填装置序号)之间添加洗气装置,该装置的作用是______________。
(4)装置Ⅴ中NaOH溶液的作用是____________________________________
____________________________________________________________________,相关反应的化学方程式为______________________________________________。
(5)反应完毕,为探究装置Ⅳ中溶质的成分,需要的试剂或用品主要有___________________________________________________________________。
【解题关键点】 解答本题应注意以下两点:
(1)明确题干中的实验目的“为研究Cl2的性质并制备氯水”。
(2)注意题目中信息“实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到‘a无明显变化’这一预期现象”,由此推断可能原因。
【易错失分点】 (1)忽视题目中要求的是检查装置Ⅰ的气密性,因未“关闭c”而检查了整个装置的气密性,导致错误。
(2)不清楚新制氯水的成分,导致选择检验试剂不全面,如忽视H+的检验等。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
解析:(1)检查装置气密性的原理是装置内外气体形成压强差,其具体操作:关闭c,打开分液漏斗活塞,然后向分液漏斗中加适量水,一段时间后分液漏斗液面不再下降(或分液漏斗中的水不再滴下),则说明装置气密性良好。(2)装置Ⅰ中发生的反应是MnO2与浓盐酸制Cl2的反应。(3)装置Ⅰ中制得的Cl2中含有HCl气体和水蒸气,通过装置Ⅱ中的饱和NaCl溶液可除去HCl气体。实验过程中没有观察到预期的“a无明显变化”是因为进入装置Ⅲ中的Cl2未经干燥,故应在装置Ⅱ和Ⅲ之间增加一个盛浓硫酸的洗气瓶,用于干燥Cl2。(4)由于氯气有毒,用NaOH溶液吸收未反应的氯气可防止氯气对空气的污染。(5)新制氯水中的溶质为Cl2、HCl、HClO,Cl2为黄绿色,可通过观察颜色确定;可用pH试纸确定溶液中含有H+;用AgNO3溶液确定溶液中含有Cl-;用品红溶液确定溶液中含有HClO(或用紫色石蕊溶液先变红后褪色确定溶液中含H+和HClO)。
答案:(1)关闭c,打开分液漏斗的活塞,向分液漏斗中加入适量水,一段时间后分液漏斗液面不再发生变化
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)Ⅱ Ⅲ 干燥Cl2
(4)吸收尾气,防止污染环境 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
(5)pH试纸、品红溶液、AgNO3溶液(顺序可调)或紫色石蕊溶液、AgNO3溶液(顺序可调)
[多角度·突破练]
⊳角度1 考查氯水的性质
1.用新制的氯水进行下列实验,实验现象、结论或解释均合理的是( )
选项
实验操作
实验现象
结论或解释
A
滴入AgNO3溶液中
产生白色沉淀
氯水中含有ClO-
B
滴在蓝色石蕊试纸上
试纸只变红不褪色
氯水中含有H+
C
滴入NaOH溶液(含酚酞)中
溶液逐渐褪色
氯水具有漂白性
D
滴入Na2CO3溶液中
产生大量气泡
氯水呈酸性
D 解析:新制的氯水中含有Cl-,滴入AgNO3溶液中,Cl-与Ag+反应生成白色沉淀AgCl,不能判断氯水中是否含有ClO-,A项错误;新制氯水中含有H+、HClO等,滴在蓝色石蕊试纸上,试纸先变红后褪色,B项错误;新制氯水中滴入NaOH溶液(含酚酞)中,Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O,溶液的碱性减弱,溶液逐渐褪色,不能判断氯水是否具有漂白性,C项错误;氯水中含有HCl,滴入Na2CO3溶液中,CO与H+反应生成CO2和H2O,产生大量气泡,证明氯水呈酸性,D项正确。
2.(双选)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有HClO
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
CD 解析:Cl2呈黄绿色,溶于水时部分与水发生反应,故氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2,A项正确;向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,该沉淀为AgCl,说明氯水中含有Cl-,B项正确;向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,该气体为CO2,说明氯水呈酸性,含有大量HCl,HClO的酸性比H2CO3弱,C项错误;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,其原因是Cl2将Fe2+氧化生成Fe3+,不能说明氯水中含有HClO,D项错误。
1.从平衡的角度理清氯水的成分与性质
(1)氯水中存在三个平衡关系
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH++ClO-
③H2OH++OH-
(2)氯水性质的多重性
(3)外界因素对平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO的影响
①加入可溶性氯化物(如NaCl)时,c(Cl-)增大,平衡左移,如用排饱和食盐水法收集Cl2;用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl。
②加入浓盐酸,c(H+)、c(Cl-)均增大,平衡左移,如用次氯酸盐和浓盐酸制Cl2时,有利于Cl2的逸出。
③加入NaHCO3或CaCO3,二者只与H+反应,不与HClO反应,c(H+)减小,平衡右移,c(HClO)增大,氯水的漂白性增强。
④加入碱,c(H+)、c(HClO)均减小,平衡右移,如Cl2的尾气处理和漂白粉的制备等。
⑤光照,HClO分解,c(HClO)减小,平衡右移,如氯水需避光保存,久置的氯水最终会变成盐酸。
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
粒子
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
⊳角度2 考查从平衡移动的角度分析氯水中的变化
3.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.加入少量NaCl粉末,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
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;加入少量NaCl粉末,c(Cl-)增大,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡逆向移动,使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。
氯水中平衡移动的应用
氯水中加入的物
质或改变的条件
浓度变化
平衡移动方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-)增大
左移
①用饱和食盐水除去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
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
⊳角度3 考查次氯酸盐和其他含氯消毒剂
4.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是( )
A.NaClO2在酸性条件下发生歧化反应生成ClO2和NaCl,则n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶4
B.ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是2ClO2+2OH-===ClO+ClO+H2O
C.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D.等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强
C 解析: A项,酸性条件下ClO发生歧化反应,生成Cl-和ClO2,可写出离子方程式:4H++5ClO===Cl-+4ClO2↑+2H2O,显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4,正确;B项,离子方程式符合歧化反应化合价的变化,正确;C项,ClO2易溶于水,显然不能用饱和食盐水除杂,错误;D项,等物质的量的ClO2作氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多,正确。
5.某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉。
(1)装置①中反应的离子方程式为___________________________________
_______________________________________________________________。
(2)装置④中的X试剂为__________________________________________。
(3)装置③中发生反应的化学方程式为_______________________________
___________________________________________________________________,
该反应是放热反应,反应温度较高时会有副反应发生,改进该实验装置以减少副反应发生的方法是____________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案:(1)2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)NaOH溶液
(3)2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 将装置③放于冷水浴中进行实验
次氯酸盐的强氧化性及应用
(1)向Ca(ClO)2溶液中通入CO2,反应产物与CO2的量有关;通入少量CO2,发生的反应为Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
(2)向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2,发生氧化还原反应,生成产物是CaSO4,离子方程式为Ca2++ClO-+SO2+H2O===CaSO4↓+2H++Cl-。
(3)次氯酸盐(ClO-)无论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、SO、S2-等还原性离子而不能与之大量共存。
氯气的综合实验题大多以氯气的制备为载体,利用净化后的Cl2与金属、非金属、碱或盐等反应,制备氯化物、氯的氧化物(Cl2O、ClO2等)、氯的含氧酸盐等,侧重考查化学实验基础知识和操作技能。
1.氯气综合实验思维流程
2.氯气综合实验常考问题
(1)考查制取氯气的反应原理
利用KMnO4、KClO3等与浓盐酸反应制取Cl2,化学方程式为
①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O。
(2)考查氯气的净化
气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质,以便选择适当的装置除去杂质。如图:
(3)考查氯化物(如FeCl3、AlCl3等)的制备及注意事项,如防止导气管堵塞、防止发生水解等。
(4)考查Cl2的尾气处理等。
1.(2020·郑州模拟)(双选)某同学设计如图装置制备少量的AlCl3(易水解)。下列说法错误的是( )
A.B装置中所装试剂为饱和NaCl溶液,其作用是除去Cl2中的HCl
B.装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进入E中
C.用50 mL 12 mol/L的盐酸与足量的MnO2反应,所得氯气可以制取26.7 g AlCl3
D.实验过程中应先点燃D处的酒精灯,待装置中充满黄绿色气体时再点燃A处的酒精灯
CD 解析:实验室利用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2,制得的Cl2中混有HCl和水蒸气,HCl极易溶于水,而Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小,因此B装置中所装试剂为饱和NaCl溶液,用于除去Cl2中的HCl,A项正确;因为AlCl3易水解,所以铝和氯气反应必须在干燥的环境下进行,因此装置C和F中的试剂均为浓硫酸,其作用是防止水蒸气进入E中,B项正确;50 mL 12 mol/L的盐酸与足量的MnO2反应,由于浓盐酸不断被消耗,变为稀盐酸后,不再与二氧化锰反应,则50 mL 12 mol/L的盐酸产生氯气的量小于0.15 mol,则氯气与铝反应生成AlCl3的量少于 0.1 mol,质量小于13.35 g,C项错误;实验过程中应先点燃A处的酒精灯,反应产生氯气,利用氯气排净装置内的空气,再点燃D处的酒精灯,D项错误。
2.(2020·蚌埠模拟)TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体。某小组同学利用下列装置在实验室制备TiCl4,设计实验如下(夹持装置略去):
相关信息如下表所示:
化合物
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm-3)
水溶性
TiCl4
-25
136
1.5
易水解生成难溶于水的物质,能溶于有机溶剂
CCl4
-25
76.8
1.6
难溶于水
请回答下列问题:
(1)按照气流由左到右的方向,上述装置合理的连接顺序为a→______→ ______→f→g→______→______→d→e→j。(填仪器接口字母)
(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入试剂,________________(按正确的顺序填入下列操作的序号)。
①关闭分液漏斗活塞 ②打开分液漏斗活塞
③停止加热,充分冷却 ④加热装置D中陶瓷管
(3)装置A中导管m的作用是_______________________________________。
(4)装置D中除生成TiCl4外,同时生成一种气态不成盐氧化物,该反应的化学方程式为__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)设计实验证明装置E收集到的液体中含有TiCl4:___________________
___________________________________________________________________。
(6)制得的TiCl4中常含有少量CCl4,从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为________。
解析:(1)由于TiCl4易溶于水,因此参加反应的Cl2必须先干燥,而收集TiCl4的装置后面必须有防止水蒸气进入的装置,则正确的连接顺序为a→c→b→f→g→h→i→d→e→j。(2)为防止炭粉在高温下被氧化,防止装置内的水蒸气使TiCl4变质,应先通入Cl2一段时间,后再加热装置D,正确的操作顺序为②④③①。(3)分液漏斗上连接的导管是为了平衡压强,使液体顺利流下。(4)装置D中的反应物为TiO2、C和Cl2,而生成物为TiCl4和CO,所以反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。(5)根据表中信息,TiCl4遇水生成难溶物,所以可取少量收集到的液体于洁净试管中,滴加适量水,液体变浑浊,即证明收集到的液体中含有TiCl4。(6)由于二者的沸点相差较大,因此可用蒸馏的方法分离TiCl4中含有的CCl4。
答案:(1)c b h i (2)②④③①
(3)平衡压强,使浓盐酸更易滴落
(4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
(5)取少量收集到的液体于洁净试管中,滴加适量水,液体变浑浊,则收集到的液体中含有TiCl4(或其他合理答案也可)
(6)蒸馏
1.(命题情境:涉及化学与生活的问题)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
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.(命题情境:涉及化学与生活的问题)新冠肺炎疫情发生后,一位化学老师用如下方法自制消毒液,在如图所示装置里,用两根铅笔芯作电极电解饱和食盐水,电解完毕充分振荡装置。下列叙述正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A.当阳极得到11.2 L氯气时,阴极得到0.5 mol氢气
B.外电路通过1 mol电子时,有NA个OH-生成
C.外电路通过2 mol电子可得到2 mol NaClO
D.若收集到3.36 L H2(标准状况下),则最多得到0.3 mol NaClO
B 解析:未指明是在标准状况下,无法计算,故A项错误;外电路通过1 mol电子,阴极上有1 mol氢离子被还原为氢气,有 1 mol OH-生成,故B项正确;外电路通过2 mol电子,阳极上生成1 mol氯气,最多只能生成1 mol NaClO,故C项错误;若收集到3.36 L H2(标准状况下),则转移0.3 mol电子,最多得到 0.15 mol NaClO,故D项错误。
3.(命题情境:新材料的制备与性质探究问题)锡是第五周期第ⅣA族金属元素,四氯化锡(SnCl4)是重要的媒染剂,易与水反应,熔点为-33 ℃、沸点为114 ℃。某研究性学习小组设计如图装置(部分夹持装置省略,MnO2过量)制备SnCl4。
(1)仪器E的名称是____________,加热装置D前要先排出装置内的空气,排出空气的方法是____________________________________________________
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(2)锡粉被吸附在硅胶上,其优点是__________________________________
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(3)装置C中的试剂是________,实验过程中,B装置内可观察到的明显现象是________________________________________________________________
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(4)反应开始生成SnCl4时,可以先熄灭________(填字母序号)处的酒精灯,理由是_______________________________________________________________
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____________________________________________________________________。
(5)该实验装置设计尚存在缺陷,改进的方法是________________________
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解析:(1)仪器E的名称是直形冷凝管,加热装置D前要先排出装置内的空气,排出空气的方法是用A装置生成的氯气排出空气。(2)锡粉被吸附在硅胶上,其优点是可增大反应物间接触面积,有利于锡粉充分反应。(3)装置C中的试剂是浓硫酸,实验过程中,B装置内可观察到的明显现象是有气泡产生,液面上方充满黄绿色气体。(4)反应开始生成SnCl4时,可以先熄灭D处的酒精灯,理由是熔融的金属锡与氯气反应过程中放出大量的热,能维持该反应继续进行。(5)该实验装置设计尚存在缺陷,改进的方法是需要温度计或者在装置F后应连接一个装有碱石灰(或氢氧化钠固体)的干燥管(或U形管)。
答案:(1)直形冷凝管 用A装置生成的氯气排出空气
(2)可增大反应物间接触面积,有利于锡粉充分反应
(3)浓硫酸 有气泡产生,液面上方充满黄绿色气体
(4)D 熔融的金属锡与氯气反应过程中放出大量的热,能维持该反应继续进行
(5)需要温度计或者在装置F后应连接一个装有碱石灰(或氢氧化钠固体)的干燥管(或U形管)
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人教版高考化学一轮总复习第10章第2节烃课时学案: 这是一份人教版高考化学一轮总复习第10章第2节烃课时学案,共19页。