资源描述
第11讲 富集在海水中的元素——氯
基础考点梳理
最新考纲
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。
自主复习
一、氯的原子结构及氯气的性质
1.氯的原子结构
氯元素位于第三周期第ⅦA族,其原子结构示意图为,氯原子最外层有7个电子易得到1个电子而形成氯离子,是活泼的非金属元素。在自然界中以化合态形式存在。
2.氯气的物理性质
通常情况下,氯气是黄绿色,有刺激性气味的气体,密度比空气大,易溶于水,有毒,易液化。
特别提醒:在实验室闻氯气气味时,应该用手轻轻在瓶口扇动,仅使极少量氯气飘进鼻孔,闻其他气体气味时,也应采用这种方法。
3.氯气的化学性质
(1)与金属反应
2Na+Cl22NaCl(现象:黄色火焰,白烟)
Cu+Cl2CuCl2 2Fe+3Cl22FeCl3
(2)与非金属反应
H2+Cl22HCl(现象:安静燃烧,苍白色火焰)
HCl溶于水形成盐酸,工业上利用此方法生产盐酸。
(3)与水反应
化学方程式为:Cl2+H2O===HCl+HClO,离子方程式为:Cl2+H2O===H++Cl-+HClO(Cl2既是氧化剂又是还原剂)。
①氯气的水溶液叫氯水,饱和氯水呈浅黄绿色,主要含有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-等粒子。
②次氯酸的性质
a.弱酸性:是一元弱酸,属弱电解质,酸性弱于碳酸。
b.不稳定性:2HClO2HCl+O2↑(氯水要现用现制,保存在棕色试剂瓶中)。
c.强氧化性:HClO能氧化许多物质。
d.杀菌漂白性:能使有色布条、品红等有色物质褪色,其原理主要是利用其强氧化性。
(4)与碱液反应
①与碱的反应
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(工业制漂白液,实验室吸收多余的Cl2)。
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(工业生产漂粉精)。
②漂白粉
a.漂白粉(有效氯含量为35%)的有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精(有效氯含量为70%)的主要成分是Ca(ClO)2。
b.NaClO、Ca(ClO)2都比HClO要稳定,容易保存。
c.漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO。
d.漂白液、漂白粉和漂粉精既可用于漂白又可用于消毒,露置于空气中会与CO2反应而变质,所以需要隔绝空气密封保存。
(5)与还原性物质反应
Cl2+2FeCl2===2FeCl3(溶液从浅绿色变为棕黄色)。
Cl2+2KI===2KCl+I2(用湿润的KI淀粉试纸检验Cl2的存在)。
(6)与有机物反应
CH4+Cl2CH3Cl+HCl(反应类型:取代反应)
CH2===CH2+Cl2―→CH2Cl—CH2Cl(反应类型:加成反应)
二、氯气的实验室制法和Cl-的检验
1.氯气的实验室制法
(1)反应原理
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂。
(2)仪器装置
固+液气
①使用的主要仪器有铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。
②分液漏斗和圆底烧瓶在此实验中的作用分别是添加反应物和反应器。
③制气装置一般包括四个组成部分:制取→净化→收集→吸收。
(3)收集方法
①向上排空气法(Cl2的密度比空气大)。
②排饱和食盐水法收集(Cl2在饱和食盐水中的溶解度小,故也可用排饱和食盐水法收集,也常用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质)。
(4)验满方法
①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。
(5)尾气吸收
发生的反应是:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
2.氯离子的检验
在被检溶液中滴入少量稀硝酸使其酸化,然后再滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,证明溶液中存在Cl-。
三、卤族元素
1.卤素
卤素位于元素周期表中第ⅦA族,包括:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),它们的单质都是双原子分子(除At外),化学式分别为:F2、Cl2、Br2、I2。
2.结构与性质
卤素原子最外层都有7个电子,都是典型的非金属元素,其单质具有相似的化学性质。
(1)卤素单质和H2的反应
化学反应方程式
反应难易程度
F2+H2===2HF
F2跟H2在冷暗处就能发生爆炸反应,生成的HF很稳定
Cl2+H22HCl
Cl2跟H2在光照或点燃时剧烈化合,生成稳定的HCl
Br2+H22HBr
Br2跟H2在500 ℃时能较慢地进行反应,生成HBr,HBr不如HCl稳定
I2+H22HI
I2跟H2很难化合,在不断加热的条件下缓慢地进行,生成的HI很不稳定,同时发生分解
(2)卤素单质和H2O的反应
2F2+2H2O===4HF+O2
X2+H2O===HX+HXO(X为Cl、Br、I)
(3)卤素间的置换反应
氧化性:按F2、Cl2、Br2、I2顺序逐渐减弱,可以发生反应Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,Br2+2KI===2KBr+I2。
(4)卤素单质的特性
①溴是常温下惟一易挥发的液态非金属单质;
②淀粉遇碘变蓝——常用于鉴别I2或淀粉的存在;
③碘易升华,常利用该性质来分离提纯碘。
网络构建
氯及其化合物间的转化关系:
热点典例突破
热点考向
1.卤素单质尤其是Cl2的强氧化性在生产生活中的应用。
2.HClO的漂白性及实验探究。
3.结合卤素离子的检验进行综合推断。
4.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。
热点探究
热点1氯气
一、氯气的性质
1.氯气的物理性质
通常情况下,氯气是黄绿色、有刺激性气味,比空气重的有毒气体,易液化,能溶于水。
2.氯气的化学性质
氯气是很活泼的非金属单质,具有很强的氧化性。
(1)氯气和金属的反应
Cl2与绝大多数金属能反应(除极少数不活泼金属),且变价金属(如Fe、Cu等),一般能被氧化到最高价。
2Na+Cl22NaCl
钠在氯气中燃烧产生黄色火焰和大量的白烟,生成氯化钠固体。
Cu+Cl2CuCl2
铜丝在氯气里剧烈燃烧产生棕黄色的烟,生成氯化铜固体。溶于水后,溶液呈蓝绿色。当浓度不同时,溶液的颜色有所不同,浓度较小时呈蓝色,浓度较大时呈绿色。
2Fe+3Cl22FeCl3
铁丝在氯气中燃烧产生棕色的烟,生成氯化铁固体。溶于水后,得黄色溶液。
大多数金属在点燃或灼热的条件下,都能与氯气发生反应生成氯化物。但是,在通常情况下,干燥的氯气不能与铁起反应,因此可以用钢瓶储运液氯。
(2)氯气和非金属反应
①和H2的反应
H2+Cl22HCl,纯净的H2在Cl2中可以安静地燃烧,发出苍白色火焰。H2燃烧结束后,抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片,观察到集气瓶口上方出现白雾。
H2和Cl2的混合气体在强光照射下迅速化合而发生爆炸:H2+Cl22HCl。产生此现象的原因是H2和Cl2混合后引燃,反应瞬间完成,放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。
②和其他非金属反应
在一定条件下,Cl2还可以跟P、S、C、Si等非金属直接化合。
和硅在高温下反应:Si+2Cl2SiCl4,工业制单晶硅(高纯硅)的重要反应。
磷在氯气中燃烧:2P+3Cl22PCl3,2P+5Cl22PCl5。现象:出现白色烟雾。
(3)氯气和水反应
25 ℃时,1体积水可溶解约2体积的氯气,其水溶液称为氯水,溶解的氯气只有部分能和水反应生成盐酸和次氯酸(HClO),大部分以Cl2分子的形式存在于水溶液中,新制氯水呈浅黄绿色。
Cl2+H2O===HCl+HClO
(4)氯气和碱的反应
Cl2和碱溶液反应的本质:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
一般用NaOH制漂白液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
用Ca(OH)2制漂白粉或漂粉精:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
氯气和碱的反应中,氯元素的化合价有升有降,是氯元素自身的氧化还原,氯气既是氧化剂又是还原剂。
二、氯气的制备
1.实验室制法(制取Cl2的装置如下)
(1)反应原理:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
注意:①制取时要注意反应条件是“浓盐酸”和“加热”,一旦盐酸成为稀盐酸,反应将不再进行。
②若无MnO2,可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等氧化剂代替,如:2KMnO4+16HCl===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。
(2)制备气体的类型:固体+液体气体。
(3)收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法。
(4)验满方法:用湿润的淀粉KI试纸或湿润的蓝色石蕊试纸。
(5)净化方法:用饱和食盐水或水洗除去HCl,再用浓H2SO4除去水蒸气。
(6)吸收装置:多余的Cl2排放到空气中会造成环境污染,须用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收。
2.工业制法
(1)电解饱和食盐水,反应的化学方程式为:
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)电解熔融NaCl,反应的化学方程式为:
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
【例1】 在实验室里可用图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。
图中:①为氯气发生装置;②的试管里盛有15mL 30% KOH溶液,并置于水浴中;③的试管里盛有15mL 8% NaOH溶液,并置于冰水浴中;④的试管里加有紫色石蕊试液;⑤为尾气吸收装置。
请填写下列空白:
(1)制取氯气时,在烧瓶里加入一定量的二氧化锰,通过___________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体,可在①与②之间安装盛有___________(填写下列编号字母)的净化装置。
A.碱石灰 B.饱和食盐水
C.浓硫酸 D.饱和碳酸氢钠溶液
(2)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件,二者的差异是:________________________________________________________________________。
反应完毕经冷却后,②的试管中有大量晶体析出。图中符合该晶体溶解度曲线的是___________(填写编号字母);从②的试管中分离出该晶体的方法是___________(填写实验操作名称)。
(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是:
________________________________________________________________________。
(4)实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化,请填写下表中的空白:
实验现象
原因
溶液最初从紫色逐渐变为________色
氯气与水反应生成的H+使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色
_______________
然后溶液从无色逐渐变为________色
______________
[解析] (1)浓盐酸属液体试剂,应通过分液漏斗逐滴加入;除Cl2中的HCl,应防止Cl2消耗,排除A、D项,又需吸收HCl,排除C项。
(2)①从题目条件上看:浓度不同,KOH溶液是30%,NaOH溶液是8%;温度不同,KOH溶液需水浴加热,而NaOH溶液却用冰水浴冷却。②“反应完毕经冷却后,②的试管中有大量晶体析出”指明该晶体的溶解度随温度降低而降低,则在“溶解度—温度”图像中,应为增函数曲线。③晶体与液体分离的方法应采用过滤操作。
(3)由氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠的化学方程式Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,改写即可。
(4)①“H+使石蕊变色”,溶液呈酸性石蕊应变红。②石蕊属有色有机物,褪色应考虑漂白作用,是Cl2与水产生的HClO作用的结果。③持续通入Cl2,会因Cl2溶于水中而使溶液显黄绿色。
[答案] (1)分液漏斗 B
(2)碱溶液(或反应物)的浓度不同,反应温度不同 M 过滤
(3)Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
(4)
红
氯气与水反应生成的HClO将石蕊氧化为无色物质
黄绿
继续通入的氯气溶于水使溶液呈黄绿色
[点评] 本题是对学生实验基础知识的考查,包括对药品的取用、物质的分离、现象的推理及解释等。
变式1 下图是某学生设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图,请回答:
(1)指出上述图中的各处错误:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________。
(2)在改过后的装置中,下列物质的作用分别是:
①饱和食盐水________________________________________________________________________;
②浓硫酸________________________________________________________________________;
③NaOH溶液________________________________________________________________________。
解析:氯气的制备是气体制备中的一个典型,同学们应引起重视。给一套实验装置的仪器和试剂找错应从这样几个方面着手:①反应物的类型、状态、浓度,②反应条件,③杂质及除杂试剂,④使用仪器及仪器的连接顺序,⑤导管的长短,⑥吸收剂的状态及吸收装置等。具体到该题则是:①MnO2和浓盐酸制氯气要加热,②氯气从浓盐酸中逸出会带出杂质气体——氯化氢和水蒸气,除水蒸气应在除氯化氢之后,因为除氯化氢时,还是要通过溶液——饱和食盐水。
答案:(1)①不能用稀盐酸,而应用浓盐酸 ②应有加热装置,应用酒精灯加热 ③盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒 ④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对
(2)①除去Cl2中的氯化氢 ②除去氯气中的水蒸气 ③吸收多余的氯气
热点2氯水的成分和性质
1.氯水成分分析
由Cl2和水反应的特点可知,新制氯水是含Cl2、HCl、HClO三种溶质的混合溶液。溶液中含有三种分子——H2O、Cl2和HClO,还含有四种离子——H+、Cl-、OH-和ClO-。长期放置的氯水,由于HClO分解,Cl2全部反应,氯水已变成HCl的水溶液即盐酸,所含成分为H+、Cl-和H2O。
2.新制氯水的性质
由于新制的氯水中溶有大量的Cl2分子,而呈浅黄绿色,因Cl2可挥发,氯水有Cl2的刺激性气味。由于氯水中存在着多种粒子,决定了它有多重性质,在不同的具体问题中,氯水究竟体现了哪种性质必须视情况而定。
(1)由氯水提供H+,体现酸性。如向碳酸钠溶液中滴加氯水,有大量气体产生,即是由于氯水中的H+和CO作用的原因:2H++CO===H2O+CO2↑。
(2)由氯水提供Cl-与Ag+反应产生沉淀。如用自来水配制AgNO3溶液时,出现浑浊(产生AgCl沉淀)现象。
(3)由氯水提供Cl2分子作为氧化剂(可替代氯气)。如在FeCl2溶液中加入KSCN溶液无明显现象,再加入新制氯水,溶液变红,这是因为加入氯水后,发生反应:2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
(4)由氯水提供HClO。用氯水杀菌、消毒、漂白物质时,就是利用氯水中HClO的强氧化性,杀死水中的细菌或氧化有色物质。
【例2】 (2010·安徽师大附中检测)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
[解析] A项,氯水能使有色物质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。
[答案] B
变式2 (2010·昆明期考)下列关于氯水的叙述正确的是( )
A.新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子
B.新制的氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C.光照氯水有气体逸出,该气体是Cl2
D.氯水放置数天后pH会变大
解析:新制的氯水中含有H2O、Cl2、HClO分子和H+、Cl-、ClO-、OH-,光照氯水发生反应2HClO2HCl+O2↑,故A、C项错误;氯水中的H+可使石蕊试纸变红,HClO具有漂白性可使石蕊试纸褪色,前者反应速率较快,后者反应速率较慢,故试纸先变红后褪色,故B项正确;氯水久置,因弱酸HClO分解成强酸(盐酸)使溶液酸性增强、pH减小,故D项错误。
答案:B
热点3卤族元素
1.卤素中的某些特性及相关应用
(1)氟
①无正价和含氧酸,非金属性最强。
②2F2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸。
③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,保存在铅皿或塑料瓶中;有毒,在HX中沸点最高。
④AgF易溶于水。
(2)溴
①Br2是深红棕色液体,易挥发。
②Br2易溶于有机溶剂。
③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞。
(3)碘
①I2遇淀粉变蓝色;②I2加热时易升华;③I2易溶于有机溶剂;④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。
【例3】 下列关于卤素的叙述,正确的是( )
A.单质的颜色随核电荷数的增加逐渐加深
B.氢化物的稳定性随核电荷数的增加逐渐增强
C.单质与水反应均可表示为X2+H2O===HX+HXO
D.随核电荷数的增加X-的半径递增,还原性递减
[解析] 卤素单质的颜色从氟至碘依次为淡黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,逐渐加深,A项正确;氢化物的稳定性随核电荷数的增加,从氟至碘:HF>HCl>HBr>HI,逐渐减弱,B项错误;F2与水反应:2F2+2H2O===4HF+O2,C项错误;随核电荷数的增加,离子半径逐渐增大: F-<Cl-<Br-<I-,还原性逐渐增强:F-<Cl-<Br-<I-,D项错误。
[答案] A
[点评] 同一主族的物质及其化合物,一般都具有相似的性质,对于同一主族中不熟悉的物质的考查,往往需要我们有类比和知识迁移能力。
变式3 X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是( )
A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低
C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
D.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
解析:A项ⅦA族元素的电子层数越多,非金属性越弱;B项沸点高低是物理性质,不能用来说明物质的非金属性的强弱;D项说明Y的非金属性比X强。
答案:C
方法规律技巧
一、卤素性质的迁移应用
1.卤素互化物
由两种卤素化合成的物质叫卤素互化物。它的分子是由一个较重卤素原子和奇数个较轻卤素原子组成。如:IBr(s)、ICl(s)、ICl3(s)、BrF3(l)、ClF3(g)。
卤素互化物与卤素单质性质相似,有较强的氧化性。如2IBr+2Mg===MgBr2+MgI2;2BrF3+4Zn===ZnBr2+3ZnF2。
卤素互化物与卤素单质又有性质不同之处,卤素单质遇水或碱溶液发生自身氧化还原反应;但卤素互化物的水解或与碱反应一般不是氧化还原反应。
2.拟卤素
一些多原子分子与卤素单质性质相似,其阴离子又与卤素阴离子性质相似,常称它们为拟卤素。下面表中为常见拟卤素及酸和盐。
卤素
氰
硫氰
氧氰
单质
Cl2
(CN)2
(SCN)2
(OCN)2
酸
HCl
HCN
HSCN
HOCN
盐
NaCl
NaCN
NaSCN
NaOCN
(1)拟卤素性质与卤素单质相似
(CN)2+H2===2HCN
(SCN)2+H2OHSCN+HSCNO
(OCN)2+2NaOH===NaOCN+NaOCNO+H2O
(2)氢化物的性质相似
HCN+AgNO3===AgCN↓+HNO3
4HSCN+MnO2Mn(SCN)2+(SCN)2+2H2O
【例1】 卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物:XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题:
(1)卤素互化物BrCl能发生下列反应
H2O+BrCl===HBrO+HCl
KBr+BrCl===KCl+Br2
①写出KI与IBr反应的化学方程式________________________________________________________________________。
②写出苯(C6H6)与ICl发生取代反应生成一卤代物的化学方程式________________________。
(2)图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高。原因是___________________
(3)试推测ICl的沸点所处的最小范围________________________________________________________________________。
[解析] (1)对题给信息“XX′”型卤素互化物与卤素单质结构相似及BrCl与水和KBr反应,迁移应用可写出KI与IBr,C6H6与ICl反应的化学方程式。
(2)因卤素互化物原子之间以共价键结合形成的XX′,形成晶体时属分子晶体,分子间以分子间作用力相结合,再结合图像分析,推出:它们的沸点随相对分子质量的增加而增大。
(3)根据(2)的结论:因ICl的相对分子质量M(Br2)<M(ICl)<M(IBr),所以ICl的沸点范围应介于Br2和IBr的沸点之间。
[答案] (1)①KI+IBr===KBr+I2
②C6H6+ICl―→C6H5I+HCl;
或+ICI
I
+HCI
(2)相对分子质量越大,分子间作用力越强
(3)介于Br2的沸点和IBr的沸点之间
[点评] 本题属信息迁移题,侧重考查考生的自学能力及知识迁移应用能力。
变式1 氯化溴是由两种卤素互相结合而成的卤素化合物,其化学性质与Cl2相似,能与金属和非金属反应生成卤化物,能与水反应:BrCl+H2O===HBrO+HCl。下列有关BrCl的性质的叙述中不正确的是( )
A.是较强的氧化剂
B.是一种化合物
C.能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D.BrCl与水反应中,BrCl既是氧化剂又是还原剂
解析:BrCl的化学性质与Cl2相似,应是较强的氧化剂,可氧化KI生成I2,I2遇淀粉变蓝。BrCl由两种元素组成,显然属于化合物。BrCl分子中,Cl原子吸引电子的能力强,故电子对偏向 Cl,使Cl显-1价,Br显+1价,根据反应BrCl+H2O===HBrO+HCl,BrCl中各元素化合价未变,故此反应不是氧化还原反应。
答案:D
二、萃取实验
1.萃取的原理
利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来。
2.萃取剂须具备的条件
(1)溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大;
(2)萃取剂与原溶剂互不相溶;
(3)萃取剂与被提取的溶质不发生反应。
3.操作步骤
(1)混合振荡;(2)静置分层;(3)分液。
4.所用仪器
分液漏斗:分液时,打开分液漏斗的上口和活塞,使下层液体从漏斗颈放出,当下层液体刚好放完时,立即关闭活塞,不能让上层液体流下,上层液体从分液漏斗的上口倒出。萃取应分少量多次,以萃取完全。
5.分液漏斗的使用注意事项
(1)使用前应检查分液漏斗是否漏液。
(2)使用前玻璃活塞应涂少量凡士林(防止漏液)。使用时,左手捂住漏斗球部,用右手的拇指和食指转动玻璃活塞。上部玻璃塞的小槽应与漏斗一侧的小孔对齐(或取下玻璃塞),才可放液。
(3)分液时,下层液体从漏斗颈下放出(操作同放液),上层液体从漏斗上口倒出。
【例2】 实验探究是体验知识的产生或形成过程的基本途径。下面是某同学探究实验报告的一部分,请填空:
实验名称:氯、溴、碘的氧化性强弱比较
实验药品:NaCl溶液、KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸
实验步骤
实验结论
①NaCl溶液+氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色
氧化性从强到弱的顺序:氯、溴、碘
②NaBr溶液+氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色
③KI溶液+氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色
(1)完成该实验需用到的仪器是________;
(2)CCl4在实验中所起的作用是______________________________;
(3)在实验②中四氯化碳层颜色变化过程为__________________;
(4)该同学的实验缺陷是________,改进的办法是_____________________。
[解析] 利用非金属单质间的置换反应来比较单质的氧化性强弱。Cl2能置换出Br2、I2,Br2能置换出I2,则说明氧化性Cl2>Br2>I2。
[答案] (1)试管、量筒
(2)萃取剂,使生成的Br2、I2溶于其中,便于观察现象
(3)由无色逐渐变为橙红色
(4)不能证明溴的氧化性强于碘 再做一组实验④,步骤为:KI溶液+溴水+1 mL CCl4,振荡、静置,观察四氯化碳颜色
变式2 在盛有KI溶液的试管中,滴入氯水充分反应后,再加四氯化碳振荡,静置后观察到的现象是( )
A.上层紫红色,下层接近无色
B.均匀、透明、紫红色
C.均匀、透明、无色
D.上层接近无色,下层紫红色
解析:在盛有KI溶液的试管中,滴入氯水充分反应后,发生下列反应:Cl2+2KI===2KCl+I2,再加入四氯化碳振荡,由于四氯化碳和水互不相溶,故静置后液体分为两层;又因四氯化碳比水重,则水在上层,四氯化碳在下层;单质碘在四氯化碳中的溶解度远大于在水中的溶解度,故单质碘被四氯化碳从水中萃取出来,使下层显紫红色。
答案:D
备选习题
1.中央电视台新闻联播报道了2006年3月29日晚发生在京沪高速江苏省淮安段的一起交通事故,一辆载有约35 t液氯的槽罐车与一货车相撞,导致槽罐车中的液氯大面积泄漏。由于肇事司机逃逸,延误了最佳抢险救援时机,造成周边几百人中毒,28人中毒死亡。当遇到这种突发事件,大量氯气逸散到周围空间,你认为以下措施合理的是( )
①迅速拨打求救电话;②迅速撤离人员至上风口;③迅速撤离人员至下风口;④用浸有一定浓度NaOH溶液的口罩或毛巾捂住鼻口;⑤用浸有一定浓度Na2CO3溶液的口罩或毛巾捂住鼻口;⑥尽可能切断泄漏源(如堵住泄漏口、将其浸入碱液池等)。
A.①②④⑥ B.①②⑤⑥
C.①③⑤⑥ D.①②④⑤⑥
解析:本题考查了氯气的性质和学生联系生活实际,灵活运用知识的能力。①肯定需要;②由于氯气有毒,肯定需要;③肯定不可以的;④NaOH有腐蚀性,不可以;⑤可以,既能吸收Cl2,又无腐蚀性;⑥需要。
答案:B
2.(2010·芜湖一中模拟)下列说法正确的是( )
①氯气的性质活泼,它与氢气混合后立即发生爆炸
②实验室制取氯气时,为了防止环境污染,多余的氯气可以用氢氧化钙溶液吸收
③新制氯水的氧化性强于久置氯水
④检验HCl气体中是否混有Cl2,方法是将气体通入硝酸银溶液
⑤除去HCl气体中的Cl2,可将气体通入饱和食盐水
A.①②③ B.②③④
C.③ D.③⑤
解析:氯气与氢气混合,达到爆炸极限,在点燃或光照的条件下能发生爆炸,①错,氢氧化钙溶液中溶质含量少,实验中用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,②错,排除A、B项;HCl气体与AgNO3溶液可产生沉淀,④错;将气体通入饱和食盐水,除去的是HCl气体,而不是Cl2,⑤错,排除D项。
答案:C
3.实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,下列有关说法中正确的是(气体体积在标准状况下测定)( )
A.若提供0.4 mol HCl,MnO2不足量,则可制得氯气2.24 L
B.若提供0.4 mol HCl,MnO2过量,则可制得氯气2.24 L
C.若有0.4 mol HCl参与反应,则可制得氯气2.24 L
D.若有0.4 mol HCl被氧化,则可制得氯气2.24 L
解析:在化学反应中HCl消耗,浓度减小,稀HCl无还原性,A、B均错误。0.4 mol HCl被氧化生成0.2 mol Cl2,其体积在标况下则为4.48 L,D错误。
答案:C
4.自来水常用Cl2消毒,某学生在实验室用这种自来水去配制下列物质的溶液,不会产生明显药品变质问题的是( )
①AgNO3 ②FeCl3 ③Na2SO3 ④AlCl3 ⑤FeCl2 ⑥NaHCO3
A.①②③ B.②③④
C.③④⑥ D.②④
答案:D
5.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是( )
A.其单质都能与水反应,通式为X2+H2OHX+HXO
B.HX易溶于水,其水溶液都是强酸
C.其单质都有颜色,都有毒
D.最高价含氧酸的通式为HXO4
解析:本题考查卤素及有关化合物的基本知识规律,解答好本题,除掌握一般规律外,要注意F2及氟的化合物的特殊性:①F2与水反应置换H2O中的氧生成O2,不像其他卤素单质。②F是最强的非金属,在化合物中不表现正价,HF的溶液表现弱酸性。
答案:C
6.(2010·山东省潍坊市抽样)某校化学实验兴趣小组欲采用如图所示的实验装置制备Cl2,同时进行与氯气有关的某些实验,按要求回答问题。
(1)A是浓盐酸,B是二氧化锰,将A滴入B中时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)甲同学用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,结果制得的Cl2体积(标准状况下)小于1.12 L,这是由于反应过程中盐酸浓度变小造成的。请列举导致盐酸浓度变小的原因:_____________________________________。
(3)在实验室中,乙同学欲用下图中的装置净化氯气,则瓶①②中应盛放的试剂分别是①________,②________(填试剂名称)。
(4)丙同学将纯净的Cl2通入一定量石灰乳中来制取漂白粉,若通入224 mL(标准状况下)Cl2完全反应,则反应过程中转移电子的物质的量为________。
解析:(1)二氧化锰氧化浓盐酸可以制取氯气,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)浓盐酸浓度变小是因为二氧化锰和浓盐酸反应过程中消耗HCl,加热时氯化氢挥发,生成的水稀释浓盐酸。(3)制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气,净化时应先通过饱和食盐水或水吸收氯化氢,后通过浓硫酸吸收水蒸气。(4)反应2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O中,1 mol Cl2参加反应转移1 mol电子,故通入224 mL(标准状况下)Cl2完全反应,反应过程中转移电子0.01 mol。
答案:(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2)①氯化氢挥发;②反应生成水;③反应消耗HCl (3)饱和食盐水或水 浓硫酸 (4)0.01 mol
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