鹵素的性質既有相似性,又有特殊性。由此決定了它在化學反應中的疑難程度,分析這些疑難有助于理解F、Cl、Br、I的遞變規律。
1.濃鹽酸與足量的MnO2共熱制氯氣,實際產生的氯氣總比理論值低,主要原因是什么?
答 隨著反應的進行,濃鹽酸的濃度逐漸減小,變成稀鹽酸,稀鹽酸與MnO2共熱,不能制得氯氣。
2.為什么用排飽和食鹽水的方法收集氯氣?
3.在新制的氯水中滴入石蕊試液,為什么溶液先變紅后褪色?
4.工業上常將液氯貯存在鋼瓶中,液氯為什么可以用鋼瓶貯存?為防止鋼瓶被腐蝕,必須將液氯干燥以除去水分,這又是為什么?
答 液氯是純凈的液態氯氣,液態氯氣分子在常溫下不與鐵反應,所以工業上常將液氯貯存在鋼瓶中。但若液氯中含有水分,Cl2與H2O反應生成鹽酸和次氯酸,兩者都能腐蝕鋼瓶,因此液氯要干燥后裝入鋼瓶。
5.在Cl2與Cu反應的實驗中,為什么生成的CuCl2溶于水會呈現不同的顏色?
(黃色) (藍色)
黃色與藍色相混合形成的復合色為綠色,故CuCl2的濃溶液呈綠色;很濃的CuCl2溶液,c(Cl-)很大,平衡左移,而使溶液呈黃綠色;很稀的CuCl2溶液,平衡右移,而使溶液呈藍色。
6.飼養金魚用的自來水需要日光暴曬或放置過夜后方能使用,這是為什么?
答 為了消菌殺毒,自來水中通入了Cl2(1 L水里約通入0.002 g氯氣),Cl2與H2O作用產生的HClO是一種強氧化劑,將自來水暴曬或放置過夜的目的就是除去次氯酸。
7.法醫做指紋實驗,常用AgNO3溶液噴灑指紋,光照條件下顯示指紋,其原理是什么?(用化學方程式表示)
8.氯胺(NH2Cl)在中性或酸性條件下是一種強消毒殺菌劑,常用于城市自來水消毒,為什么?
答 NH2Cl水解產生HClO,NH2Cl+H2O=NH3+HClO,HClO具有殺菌消毒作用。
9.把含氯的廢氣通過有單質鐵的FeCl2溶液,即可有效地除去其中的氯,這是為什么?(用化學方程式表示)
答 2FeCl2+Cl2=2FeCl3;2FeCl3+Fe=3FeCl2。
10.酒廠用發酵法生產白酒時,往往要加入適量的硫酸來控制酸度,發酵完成后進行蒸餾,就可以得到白酒,可否用鹽酸代替硫酸?為什么?
答 不能用鹽酸代替硫酸,因為鹽酸易揮發,蒸餾出來的白酒中會含有HCl,HCl有刺激性氣味,并對人體有害。
11.向淀粉KI溶液中滴加氯水時,有何現象?向氯水中滴加淀粉KI溶液又有何現象?
答 向淀粉KI溶液中滴加氯水,立即變藍,原因在于:Cl2(少量)+2KI=2KCl+I2,I2使淀粉變藍。向氯水中滴加淀粉KI溶液,則先變藍后褪色,原因在于生成的I2立即被過量的Cl2氯化成HIO3:I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl。
12.為什么裝碘片的瓶子不能用鐵蓋子?
13.配制碘水時,為什么加入適量的KI?
15.在鹵化銀中,為什么只有AgI可用于人工降雨?
答 AgI晶體中Ag+與I-核間距離與云層冰晶體中水分子間以氫鍵形式結合的兩個氧原子間的距離相近,因而易形成核使水蒸氣迅速凝聚而發生降雨。
16.制取HBr、HI為什么不用濃H2SO4?
答 濃H2SO4具有強氧化性,能夠將HBr、HI氧化生成Br2和I2,如2HBr+H2SO4(濃)=Br2+SO2+2H2O。實驗室用濃H3PO4代替濃H2SO4與鹵化物反應制HBr和HI。
17.Cl2、Br2在有鐵粉的條件下,均可與苯發生取代反應,而I2與苯在同樣的條件下則不能發生反應,為什么?
答 Cl2、Br2與苯發生取代反應的催化劑是Fe3+(FeCl3、FeBr3)而不是Fe;I2與Fe反應只能生成FeI2,沒有發生取代反應的催化劑。
18.檢驗X-(Cl-、Br-、I-)時,向其濃溶液中滴加少量AgNO3溶液,為什么觀察不到有沉淀生成?
答 X-濃度大時,會與少量的Ag+產生溶于水的[AgX2]-:Ag++2X-=[AgX2]-,故不能觀察到沉淀的產生。所以檢驗X-時,一定要用稀溶液,現象才明顯。