引例評析鹵族元素在高考中的考查

◇ 山東 寧廷文

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引例評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合考查，題型多樣,可在流程圖類題目和實驗探究類題目中考查．學生需要熟悉每種鹵族元素對應的物質的性質,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元素的化合價為________．

(2) 寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式________．

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

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

(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于多少克Cl2的氧化能力．NaClO2的有效氯含量為________．(計算結果保留2位小數)

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．實驗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: 緩慢通入干燥的氮氣,直至溴完全導入三頸瓶中．

步驟3: 反應完畢后恢復至室溫,過濾,濾液轉移至另一個干燥的燒瓶中,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產品．

已知: ① Mg和Br2反應劇烈放熱;MgBr2具有強吸水性．② MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5.

請回答: (1) 儀器A的名稱是______．實驗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,可能會導致的后果是________．

(3) 步驟3中,第1次過濾除去的物質是____．

(4) 有關步驟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) 為測定產品純度,可用EDTA(簡寫Y4-)標準溶液滴定,反應的離子方程式Mg2++Y4-=MgY2-.

(ⅰ) 滴定前潤洗滴定管的操作方法是________．

(ⅱ) 測定前,先稱取0.2500 g無水MgBr2產品,溶解后,用0.0500 mol·L-1的EDTA標準溶液滴定至終點,消耗EDTA標準溶液26.50 mL,則測得無水MgBr2產品的純度是________(以質量分數表示)．

解析做實驗題時一定要分析實驗目的和關鍵問題．(1) 儀器A名稱是干燥管．實驗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,因為生成的MgO阻礙Mg和Br2的反應．(2) 比較裝置B和C中導管的長短,不難發現可能會導致的后果是將液溴快速壓入三頸瓶,反應過快造成大量放熱而存在安全隱患．因此需要考慮實驗裝置連接的合理性,并從實驗目的入手回答問題．(3)步驟3中,根據流程圖提供的信息,過濾除去的難溶性雜質只有鎂屑．(4) 95%的乙醇含有水,MgBr2具有強吸水性，加熱的最終產物會有雜質,選項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,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,盡量減少洗滌劑的揮發,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) 基本實驗操作方法的考查,掌握中和滴定的實驗步驟:水洗—潤洗—裝液—讀數—取液—讀數—滴定—讀數．通常實驗重復2或3次,取平均值計算．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．注意讀數要保留2位小數．(ⅱ) 根據滴定計算公式得:n(MgBr2)=0.0013 25 mol,所以產品純度為((0.001325 mol×184 g·mol-1)/0.250 0 g)×100%=97.5%．

鹵族元素的變價比較多,要對氧化還原反應的原理和配平了如指掌，這樣才有可能把千變萬化的現象背后隱藏的知識找到,并轉化為分析問題、解決問題的方法．鹵族元素的考查一定會和其他部分綜合在一起考查，這就要求同學們深入準確地理解各部分知識,能夠用實驗的思維分析綜合題目．

山東省平陰縣第一中學)