◇ 山東 寧廷文

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引例評(píng)析鹵族元素在高考中的考查

◇ 山東 寧廷文

鹵族元素在高考中一直占有特別重要的地位,在比較綜合的題目中,將鹵族元素及其化合物與金屬或其他非金屬結(jié)合考查，題型多樣,可在流程圖類題目和實(shí)驗(yàn)探究類題目中考查．學(xué)生需要熟悉每種鹵族元素對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì),并具有分析問題和解決問題的能力．

1 鹵族元素與非金屬元素及其化合物

例1(2016年全國卷Ⅰ) NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如圖1所示.

圖1

回答下列問題:

(1) NaClO2中Cl元素的化合價(jià)為________．

(2) 寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式________．

(3) “電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時(shí),為除去Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別為________、________．“電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是________．

(4) “尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2，此吸收反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是________．

(5) “有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力．NaClO2的有效氯含量為________．(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))

2 鹵族元素與金屬及其化合物

例2(2016年浙江卷) 無水MgBr2可用作催化劑．實(shí)驗(yàn)室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2,裝置如圖2,主要步驟如下:

圖2

步驟1: 三頸瓶中裝入10 g鎂屑和150 mL無水乙醚;裝置B中加入15 mL液溴．

步驟2: 緩慢通入干燥的氮?dú)?直至溴完全導(dǎo)入三頸瓶中．

步驟3: 反應(yīng)完畢后恢復(fù)至室溫,過濾,濾液轉(zhuǎn)移至另一個(gè)干燥的燒瓶中,冷卻至0℃,析出晶體,再過濾得三乙醚合溴化鎂粗品．

步驟4: 常溫下用苯溶解粗品,冷卻至0℃,析出晶體,過濾,洗滌得三乙醚合溴化鎂,加熱至160 ℃分解得無水MgBr2產(chǎn)品．

已知: ① Mg和Br2反應(yīng)劇烈放熱;MgBr2具有強(qiáng)吸水性．② MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5.

請(qǐng)回答: (1) 儀器A的名稱是______．實(shí)驗(yàn)中不能用干燥的空氣代替干燥的N2,原因是________．

(2) 如將裝置B改為裝置C,可能會(huì)導(dǎo)致的后果是________．

(3) 步驟3中,第1次過濾除去的物質(zhì)是____．

(4) 有關(guān)步驟4的說法,正確的是________．

A 可用95%的乙醇代替苯溶解粗品;

B 洗滌晶體可選用0℃的苯;

C 加熱至160℃的主要目的是除去苯;

D 該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴

(5) 為測(cè)定產(chǎn)品純度,可用EDTA(簡(jiǎn)寫Y4-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,反應(yīng)的離子方程式Mg2++Y4-=MgY2-.

(ⅰ) 滴定前潤洗滴定管的操作方法是________．

(ⅱ) 測(cè)定前,先稱取0.2500 g無水MgBr2產(chǎn)品,溶解后,用0.0500 mol·L-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液26.50 mL,則測(cè)得無水MgBr2產(chǎn)品的純度是________(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)．

解析做實(shí)驗(yàn)題時(shí)一定要分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮完P(guān)鍵問題．(1) 儀器A名稱是干燥管．實(shí)驗(yàn)中不能用干燥的空氣代替干燥的N2,原因是防止鎂屑與氧氣反應(yīng),因?yàn)樯傻腗gO阻礙Mg和Br2的反應(yīng)．(2) 比較裝置B和C中導(dǎo)管的長短,不難發(fā)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致的后果是將液溴快速壓入三頸瓶,反應(yīng)過快造成大量放熱而存在安全隱患．因此需要考慮實(shí)驗(yàn)裝置連接的合理性,并從實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜胧只卮饐栴}．(3)步驟3中,根據(jù)流程圖提供的信息,過濾除去的難溶性雜質(zhì)只有鎂屑．(4) 95%的乙醇含有水,MgBr2具有強(qiáng)吸水性，加熱的最終產(chǎn)物會(huì)有雜質(zhì),選項(xiàng)A不正確．加熱至160 ℃分解得無水MgBr2，已知MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H，升高溫度平衡逆向移動(dòng),有利于獲得無水MgBr2．而加熱的主要目的不是除去苯,所以該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴，可以選擇苯來溶解乙醚和溴等物質(zhì),盡量減少洗滌劑的揮發(fā),并且保證在低溫下可以析出最多的三乙醚合溴化鎂固體,故選擇B、D．(5)(ⅰ) 基本實(shí)驗(yàn)操作方法的考查,掌握中和滴定的實(shí)驗(yàn)步驟:水洗—潤洗—裝液—讀數(shù)—取液—讀數(shù)—滴定—讀數(shù)．通常實(shí)驗(yàn)重復(fù)2或3次,取平均值計(jì)算．在洗滌過程中注意滴定管要用待裝溶液潤洗,但錐形瓶不能潤洗．注意讀數(shù)要保留2位小數(shù)．(ⅱ) 根據(jù)滴定計(jì)算公式得:n(MgBr2)=0.0013 25 mol,所以產(chǎn)品純度為((0.001325 mol×184 g·mol-1)/0.250 0 g)×100%=97.5%．

鹵族元素的變價(jià)比較多,要對(duì)氧化還原反應(yīng)的原理和配平了如指掌，這樣才有可能把千變?nèi)f化的現(xiàn)象背后隱藏的知識(shí)找到,并轉(zhuǎn)化為分析問題、解決問題的方法．鹵族元素的考查一定會(huì)和其他部分綜合在一起考查，這就要求同學(xué)們深入準(zhǔn)確地理解各部分知識(shí),能夠用實(shí)驗(yàn)的思維分析綜合題目．

山東省平陰縣第一中學(xué))