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第2讲 非金属及其化合物
[考试说明]
知识内容 (1)氯气的工业制法 (2)实验室制取氯气的反应原理及其装置 (3)氯气的物理性质及用途 续 表
知识内容 (4)氯气的净化、收集和检验,尾气的处理 (5)氯气的化学性质(跟某些金属、H2、H2O、碱的反应),HClO的漂白作用 (6)溴、碘单质的物理性质 (7)海水中提取溴、碘 (8)检验Br、I的常用方法 (9)硅在自然界的存在形式 (10)工业制备高纯硅的方法 (11)硅及其化合物(以SiO2和Na2SiO3为例)的重要性质 (12)三大硅酸盐产品:水泥、陶瓷、玻璃 (13)硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域中的应用 (14)二氧化硫的性质(酸性氧化物、漂白性、还原性) (15)酸雨的成因和防治 (16)硫酸的工业生产 (17)浓硫酸的特性(吸水性、脱水性和强氧化性) (18)几种重要的硫酸盐及其用途 (19)氮氧化物的产生、转化及其性质 (20)氨的性质与用途 (21)工业合成氨 (22)铵盐的性质与用途
--考试要求 b b a 考试要求 b c a b b a b b a a c a b b a a b b b - 1 -
(23)硝酸的性质与用途 (24)工业制取硝酸的设备和流程 (25)氮肥的性质与科学使用 (26)化学与人类生活及其他学科的关系 (27)化学科学与环境保护 (28)温室效应、光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞等产生的原因及对环境的危害 氯、溴、碘及其化合物[学生用书P31]
1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线
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b b a a a a HCl―→Cl2―→HClO―→HClO2―→HClO3―→HClO4 (2)形成网络构建
2.扫除易忘知识盲点
(1)液氯密封在钢瓶中,而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。
(2)1 mol Cl2参加反应,转移电子数可能为2NA、NA或小于NA(Cl2和H2O的反应为可逆反应)。 (3)实验室制Cl2,除了用MnO2和浓盐酸反应外,还可以用KMnO4、KClO3、NaClO与浓盐酸反应且都不需要加热,如ClO+Cl+2H===Cl2↑+H2O。
(4)酸性KMnO4溶液,用的是H2SO4酸化而不是盐酸。
(5)ClO不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性,如ClO与SO3、I、Fe
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2
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+
均不能大量共存;
ClO能水解,因HClO酸性很弱,ClO水解显碱性,如Fe+3ClO+3H2O===Fe(OH)3↓+
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-
3+
-
3HClO,所以ClO与Fe、Al均不能大量共存。
(6)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体生成CaSO4而不是CaSO3,其离子方程式为 Ca+3ClO+SO2+H2O===CaSO4↓+Cl+2HClO(少量SO2), Ca+2ClO+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2Cl+SO4+4H(过量SO2)。
(7)当Fe和Cl2在点燃条件下反应时,不论Fe过量或不足,由于Cl2的强氧化性,产物一定是FeCl3。
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2+
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2-
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2+
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-3+3+
(8)“84”消毒液的有效成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用,其原因是ClO+Cl+2H===Cl2↑+H2O。
(9)由于电离常数Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),所以向NaClO溶液通入CO2,不论CO2
过量还是少量,均发生CO2+H2O+ClO===HClO+HCO3,但是与Ca(ClO)2反应时应为CO2(少)+Ca(ClO)2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
(10)液溴需要用水封,溴蒸气呈红棕色,液溴呈深红棕色,溴水呈橙色,溴的CCl4溶液呈橙红色。
题组一 氯单质及其重要化合物的性质及应用
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,现象如下图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是( )
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+
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水 A.①②③ C.③②①
B.②①③ D.①③②
解析:选B。甲中气体和溶液都无色,说明不存在氯气,是注入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,是注入 AgNO3溶液;丙中气体和溶液都呈浅黄绿色,说明存在氯气分子,是注入水。
2.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 C.氯化钙溶液
B.稀硫酸 D.二氧化硫水溶液
HClO+H+Cl,其中起漂白作用的是
+
-
解析:选A。在新制氯水中存在反应:Cl2+H2O
HClO,故能使平衡向右移动,溶液中c(HClO)增大,则会使溶液的漂白性增强。加入的碳酸钙粉末与H反应,使平衡向右移动,溶液中c(HClO)增大,A正确;加入稀硫酸,使平衡向左移动,溶液中c(HClO)减小,B错误;加入氯化钙溶液,对氯水起稀释作用,会使溶液的漂白性减弱,C错误;加入二氧化硫水溶液,会与氯气反应,使平衡向左移动,溶液中c(HClO)减小,D错误。
3.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是( )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟 B.通常状况下,干燥的氯气能和Fe反应
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2
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+
的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
解析:选B。Cl2与铁的反应需要加热,所以在通常状况下,干燥的Cl2与Fe不能反应。
(1)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条褪色,实际起漂白作用的是HClO。
(2)HClO不稳定,不能单独存在,只能存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。
(3)工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得,而不是用氯气与石灰水反应。 题组二 氯气的制法 卤素单质的提取
4.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:选C。A.MnO2固体与浓HCl要在加热条件下发生反应制取Cl2,缺少加热装置。B.除去Cl2中混有的HCl气体,应将混合气体从长导气管通入盛有饱和食盐水的洗气瓶洗气,较纯净的气体从短导气管流出,且选用饱和NaHCO3溶液,可使Cl2中混入CO2气体。C.制取Cl2实验结束后,将剩余物过滤除去未反应的MnO2,得到MnCl2溶液,从而回收MnCl2。D.MnCl2为强酸弱碱盐,易发生水解反应,直接蒸发溶剂,不能得到纯净的MnCl2·4H2O。
5.海水是一个巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法错误的是( ) A.海水中含有溴元素,需经过化学变化才可以得到溴单质 B.无论是海水波浪发电还是潮汐发电,都是将化学能转化为电能 C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备金属钠
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