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解析 饱和氯水中存在:Cl2+H2O??HCl+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浓度降低,平衡右移,Cl2浓度降低,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。
氯水成分寻找方法及氯水性质的探究
1.氯水成分寻找方法
氯水中存在三个平衡关系: (1)Cl2+H2O(2)HClO
H+ClO (3)H2O
+
-
+
HCl+HClO
-
H+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.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Cl2 1∶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试液,先变红(H作用的结果),后褪色(HClO作用的结果)。
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。
+-
-
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题组一 氯气制备原理、装置的考查
1.(2011·上海春季,19)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 (
C
)
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A.①
B.②
C.③
D.④
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HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2
反应;②用87 g MnO2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
B
)
D.无法比较
解析 146 g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol,由方程式:MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O知,1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应,但是,应注意稀盐酸与MnO2不反应,也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。 题组二 氯气制备与性质实验的综合考查
3.如图所示,是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置,其中各试剂瓶装的试剂为:B(氢硫酸)、C(溴化亚铁溶液)、D(KI-淀粉溶液)、E(混有二氧化硫的氯化钡溶液)、F(水)、H(紫色石蕊试液)。
△
(1)A是氯气发生装置,其化学反应方程式是:
△ MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+2H2O+Cl2↑。
(2)Ⅰ中b瓶内加入的液体最好是饱和食盐水。 (3)用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行?Ⅱ可行,Ⅲ不行。
简要说明理由:Ⅱ与Ⅰ原理相同,而Ⅲ中因c瓶口密封,体积不能
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改变,压强增大会有危险。
(4)实验开始时,先点燃A处酒精灯,打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞,让氯气充满整个装置,再点燃G处酒精灯,回答下列问题:
①怎样证明氯气已充满了整个装置?观察,当整个装置内充满黄绿色
气体时,说明氯气已充满整个装置。
②下列装置中的现象是C溶液由浅绿色变为深红棕色; D溶液变蓝;E生成白色沉淀;F溶液变为浅黄绿色。
(5)G装置的硬质玻璃管内盛有炭粉,发生氧化还原反应,其产物为二氧化碳和氯化氢,写出G中反应的化学方程式: C+2H2O+2Cl2=====CO2+4HCl。 装置F的作用是向G中提供反应所需的水蒸气。
(6)在H处,紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,其原因是生成的HCl使紫色石蕊试液变红色,剩余的氯气又与水作用
△生成次氯酸,起漂白作用,使红色褪去。
解析 (1)MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)b瓶的作用是贮存多余的Cl2,试剂最好为饱和食盐水。 (3)Ⅱ原理同Ⅰ,可代替Ⅰ;Ⅲ中c瓶口密封,不安全。 (4)①当黄绿色气体充满整个装置时,说明Cl2已充满。
②Cl2有强氧化性,可将Fe2、Br、I、SO2氧化为Fe3、Br2、I2、SO24,
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-
-
+
-
△
故C中溶液由浅绿色变为深红棕色;D中溶液变蓝;E中产生白色沉淀BaSO4;F中由于吸收了Cl2变为浅黄绿色。
(5)C+2H2O+2Cl2=====CO2+4HCl,F的作用是提供G中发生反应所需的水蒸气。
(6)生成的HCl使紫色石蕊试液变红色,剩余的Cl2与水反应生成HClO又起漂白作用。
性质验证型实验题解题策略
解性质验证型实验题的关键是结合题目要求和所给的仪器、装置以及所给的试剂,了解命题的意图。一般思路是:明确实验目的(该实验要求做什么);明确题干、题图含义(认真理解实验的设计思路、每一个装置的设计意图),理解题目给我们达成实验目的提供了什么依据和有效信息;明确解答问题的落点是什么?即试题给我们设置了什么样的问题情境,要
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求我们回答什么问题。
1.已给出试剂或装置(仪器)的实验
该类题目的关键是通读全题,结合题意或元素化合物的性质,弄清楚在某一仪器处发生的反应或该反应的现象,同时要理解设置的仪器或装置的目的。这样问题就能迎刃而解。 2.已知反应或反应现象及仪器操作要求
该类题目的关键是根据题目的现象或操作要求等,通过所学元素化合物的性质或化学实验的仪器使用和基本操作,确定此处缺少的试剂或缺少的装置或仪器。
考点三 卤素的性质及X的检验
1.氯、溴、碘的存在及单质的物理性质
(1)氯、溴以化合态的形式存在于海水和陆地的盐矿中。碘则主要存在于海草(如海带)中,也存在于海水和盐矿中。 (2)溴、碘单质的物理性质
Br2是一种深红棕色液体,易挥发;I2是一种紫黑色固体,易升华。Br2溶解在水中的颜色是黄色→橙色,I2溶解在水中的颜色是深黄色→
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褐色,Br2溶解在CCl4中的颜色是橙色→橙红色,I2溶解在CCl4中的
颜色是紫色→深紫色。 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 < Br < I。
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Cl2能从Br的溶液中置换出Br2,其离子方程式:Cl2+2Br===2Cl-
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+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SO2Fe2反应的离子方程式分别为3、
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+
SO22Fe2+Br2===2Br+2Fe3+Br2+H2O===SO4+2Br+2H,
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+
2-
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3
+
。
3.卤素离子的检验方法
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