【人教版创新设计】2011届高考化学一轮复习 第二节 富集在海水中的元素—氯课件 新人教版

1、第二节第二节 富集在海水中的元素富集在海水中的元素氯氯1氯气的分子结构氯气的分子结构氯氯元素位于第元素位于第 周期第周期第 族，其原子结构示意图为族，其原子结构示意图为 ，氯原子最外层氯原子最外层 个电子易得到个电子易得到 个电子而形成氯离子，是活泼的非金属元素。个电子而形成氯离子，是活泼的非金属元素。在自然界中以化合态形式存在。在自然界中以化合态形式存在。由此再根据由此再根据8电子的稳定结构理论可得氯气分子为电子的稳定结构理论可得氯气分子为 原子分子，它的电子原子分子，它的电子 式可表示为式可表示为 。三三A71双双2氯气的物理性质氯气的物理性质通通常情况下，氯气是常情况下，氯气是 色，有色

2、，有 气味的气体，密度比空气气味的气体，密度比空气 ， 溶于水，有毒，易溶于水，有毒，易 。3氯气的化学性质氯气的化学性质(1)与与金属反应金属反应2NaCl2 (现象：现象： )CuCl2 (现象：现象： )2Fe3Cl2 2FeCl3(现象：现象： )黄绿黄绿刺激性刺激性大大能能液化液化2NaCl黄色火焰，白烟黄色火焰，白烟CuCl2剧烈燃烧，棕色的烟剧烈燃烧，棕色的烟剧烈燃烧，棕黄色的烟剧烈燃烧，棕黄色的烟(2)与与非金属反应非金属反应H2Cl2 (现现象：安静燃烧，象：安静燃烧， 色的火焰色的火焰)HCl溶溶于水形成盐酸，工业上利用此方法生产盐酸。于水形成盐酸，工业上利用此方法生产盐酸

3、。(3)与水反应与水反应化学方程式为：化学方程式为：Cl2H2O ，离子方程式为：离子方程式为： 。氯气的水溶液叫氯水，饱和氯水呈氯气的水溶液叫氯水，饱和氯水呈 ，主要含有，主要含有H2O、 、 、 、 、 等粒子。等粒子。2HCl苍白苍白HClHClO浅黄绿色浅黄绿色Cl2HClOHClClO(4)与与碱液反应碱液反应与与碱的反应碱的反应Cl22NaOH= 。2Cl22Ca(OH)2= 。(5)与还原性物质反应与还原性物质反应Cl22FeCl2= 。Cl22KI=2KClI2。 NaClNaClOH2OCaCl2Ca(ClO)22H2O2FeCl3【记忆口诀】【记忆口诀】漂白粉的漂白原理是什

4、么？为什么要密封保存？漂白粉的漂白原理是什么？为什么要密封保存？提示：提示：工业上常用氯气和石灰乳制取漂白粉，漂白粉的主要成分是工业上常用氯气和石灰乳制取漂白粉，漂白粉的主要成分是CaCl2和和Ca(ClO)2，有效成分是有效成分是Ca(ClO)2，漂白粉的漂白原理是漂白粉的漂白原理是：Ca(ClO)22HCl=CaCl22HClO，Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO，产生产生的的HClO具有漂白性和强氧化性，由于具有漂白性和强氧化性，由于Ca(ClO)2能与空气中的能与空气中的CO2、H2O反反应生成应生成HClO且且HClO见光易分解，所以漂白粉应密封保存。见光易分解，所以

5、漂白粉应密封保存。 1氯气的实验室制法氯气的实验室制法(1)反应原理反应原理 ， 是氧是氧化剂，化剂， 是还原剂。是还原剂。(2)仪器装置仪器装置固液固液 气气MnO2HCl使使用的主要仪器有用的主要仪器有 、 、 、 、 、 等。等。分液漏斗和圆底烧瓶在此实验中的作用分别是分液漏斗和圆底烧瓶在此实验中的作用分别是 和和 。制气装置一般包括四个组成部分：制取制气装置一般包括四个组成部分：制取净化净化收集收集尾气吸收。尾气吸收。(3)收集方法收集方法 (Cl2的密度比空气大的密度比空气大)。铁架台铁架台酒精灯酒精灯圆底烧瓶圆底烧瓶分液漏斗分液漏斗集气瓶集气瓶烧杯烧杯添加液体反应物添加液体反应物反

6、应器反应器向上排空气法向上排空气法排排饱和食盐水法饱和食盐水法(Cl2在饱和食盐水中的溶解度小，故也可用排饱和食盐水在饱和食盐水中的溶解度小，故也可用排饱和食盐水法收集，也常用法收集，也常用 除去除去Cl2中的中的HCl杂质杂质)。(4)验满方法验满方法将将 靠近盛靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立的瓶口，观察到试纸立即即 ，则证明已集满。，则证明已集满。将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生的瓶口，观察到试纸立即发生 的变化，则证明已集满。的变化，则证明已集满。饱和食盐水饱和食盐水湿润的淀粉碘化钾试纸湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝变蓝先变红后褪色先变红后

7、褪色(5)尾尾气吸收气吸收发发生的反应是：生的反应是： 。氯气的制取实验口诀：氯气的制取实验口诀：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O2氯离子的检验氯离子的检验在在被检溶液中滴入少量被检溶液中滴入少量 使其酸化，然后再滴加使其酸化，然后再滴加 溶液，溶液，若有若有 产生，证明溶液中存在产生，证明溶液中存在Cl。稀硝酸稀硝酸AgNO3白色沉淀白色沉淀延伸：延伸：1稀稀盐酸不能与盐酸不能与MnO2反应制取氯气。反应制取氯气。2浓盐酸与浓盐酸与MnO2反应时，随着反应的进行，盐酸的浓度不断降低后反反应时，随着反应的进行，盐酸的浓度不断降低后反 应不再进行应不再进行(即即MnO2过量时，氯气的实

8、际产量小于以盐酸计算的氯气过量时，氯气的实际产量小于以盐酸计算的氯气 的理论产量的理论产量)。3氯气的尾气吸收液不能选用澄清石灰水，因氯气的尾气吸收液不能选用澄清石灰水，因Ca(OH)2溶解度小，吸收溶解度小，吸收 的氯气有限。的氯气有限。1卤素卤素卤素位于元素周期表中第卤素位于元素周期表中第 族，包括：氟族，包括：氟(F)、氯、氯(Cl)、溴、溴(Br)、碘、碘(I)、砹、砹(At)，它们的单质都是，它们的单质都是 分子分子(除除At外外)，化学式分别为：，化学式分别为：F2、Cl2、Br2、I2。2结构与性质结构与性质卤素原子最外层都是卤素原子最外层都是 个电子，都是典型的非金属元素，其单

9、质具有相似的个电子，都是典型的非金属元素，其单质具有相似的化学性质。化学性质。A双原子双原子7(1)卤卤素单质和素单质和H2的反应的反应X2H2= .(2)卤素单质和卤素单质和H2O的反应的反应2F22H2O= ，X2H2O= (X为为Cl、Br、I)(3)卤素单质间的置换反应卤素单质间的置换反应氧化性：氧化性： ，可以发生反应，可以发生反应Cl22NaBr= ，Cl22KI2KClI2，Br22KI= 。2HX4HFO2HXHXO按按F2、Cl2、Br2、I2顺序逐渐减弱顺序逐渐减弱2NaClBr22KBrI2提示：提示：卤素单质的特性卤素单质的特性溴是常温下唯一易挥发的液态非金属单质；溴是

10、常温下唯一易挥发的液态非金属单质；淀粉遇碘变蓝淀粉遇碘变蓝常用于检验常用于检验I2或淀粉的存在。或淀粉的存在。碘易升华，常利用该性质来分离提纯碘。碘易升华，常利用该性质来分离提纯碘。氯水中存在四个平衡体系，如下：氯水中存在四个平衡体系，如下：化学平衡：化学平衡：Cl2H2O HClHClO电离平衡：电离平衡：HClO HClO，H2O HOH氯水的多种成分决定了它具有多重性质：氯水的多种成分决定了它具有多重性质：Cl2的强氧化性；的强氧化性；HCl的强酸性；的强酸性；HClO的强氧化性、弱酸性；的强氧化性、弱酸性；Cl的性质。在不同的反应中，氯水起作用的的性质。在不同的反应中，氯水起作用的成分

11、不同，现列表如下：成分不同，现列表如下：参参与反应的与反应的微粒微粒所所加试剂加试剂实实验现象验现象离子离子方程式或解释方程式或解释ClAgNO3溶溶液液白色沉淀白色沉淀ClAg=AgClHNa2CO3固体固体有气泡产生有气泡产生2HCO =CO2H2OHClO有色布条有色布条布条颜色褪去布条颜色褪去发生氧化还原反应发生氧化还原反应Cl2FeCl2溶液溶液溶液变棕黄色溶液变棕黄色2Fe2Cl2=2Fe32ClCl2、H2OSO2黄绿黄绿色褪去色褪去SO2Cl22H2O=4H2ClSOHClO、H石石蕊试液蕊试液先变红后褪色先变红后褪色酸性和漂白性酸性和漂白性(强氧化性强氧化性)Cl2、H镁粉镁

12、粉氯水的颜色褪去并氯水的颜色褪去并有少量气泡产生有少量气泡产生MgCl2=Mg22ClMg2H=Mg2H2【例【例1】 (2010试题调研，江苏徐州一中期中试题调研，江苏徐州一中期中)新制新制氯水与久置的氯水相比较，下氯水与久置的氯水相比较，下列结论不正确的是列结论不正确的是()A颜色相同颜色相同 B前者能使有色布条褪色前者能使有色布条褪色C都含有都含有H D加加AgNO3溶液都能生成白色沉淀溶液都能生成白色沉淀解析：解析：新制氯水因溶有氯气而显浅黄绿色，久置氯水已变成为很稀的盐酸了，新制氯水因溶有氯气而显浅黄绿色，久置氯水已变成为很稀的盐酸了，为无色。为无色。答案：答案：A氯水中各组分性质的

13、体现氯水中各组分性质的体现(1)氯水中氯水中Cl2的强氧化性：的强氧化性：某些含非金属阴离子的溶液中加氯水，如某些含非金属阴离子的溶液中加氯水，如Br、I、S2、SO 等。等。某些含有较强还原性阳离子的溶液中加氯水。如某些含有较强还原性阳离子的溶液中加氯水。如Fe2。某些还原性气体通入氯水中，如：某些还原性气体通入氯水中，如：H2S、SO2、HX(X：F、Cl除外除外)。(2)氯水中次氯酸的强氧化性。如新制氯水起漂白作用时，便是由于氯水中次氯酸的强氧化性。如新制氯水起漂白作用时，便是由于HClO的强的强氧化性将色素氧化使之颜色褪去的结果。也是氧化性将色素氧化使之颜色褪去的结果。也是Cl2的漂白

14、、消毒、杀菌作用必须的漂白、消毒、杀菌作用必须有水存在下才能实现的根本原因。有水存在下才能实现的根本原因。(3)以下两种情况，是氯水中的盐酸和次氯酸共同起作用。以下两种情况，是氯水中的盐酸和次氯酸共同起作用。新制氯水滴入新制氯水滴入NaOH等强碱溶液中，氯水褪色。等强碱溶液中，氯水褪色。新制氯水中滴入紫色石蕊试液时，溶液先变红色，后来颜色又褪去，便是盐酸新制氯水中滴入紫色石蕊试液时，溶液先变红色，后来颜色又褪去，便是盐酸的强酸性和次氯酸的强氧化性共同作用的具体表现。的强酸性和次氯酸的强氧化性共同作用的具体表现。(4)注意氯水中盐酸的强酸性和注意氯水中盐酸的强酸性和Cl2的强氧化性。如向氯水中加

15、镁粉、铝粉等较活的强氧化性。如向氯水中加镁粉、铝粉等较活泼的金属时，可观察到氯水颜色逐渐褪去且有气泡冒出，是氯水中的泼的金属时，可观察到氯水颜色逐渐褪去且有气泡冒出，是氯水中的Cl2和和HCl与镁、铝共同作用的结果。与镁、铝共同作用的结果。(5)氯水中氯水中Cl的性质：如在的性质：如在AgNO3溶液中滴加适量的氯水，有白色沉淀生成，溶液中滴加适量的氯水，有白色沉淀生成，是氯水中的是氯水中的HCl与与AgNO3作用的结果。作用的结果。1(2010原创原创)下下列物质中只含有游离态氯元素的是列物质中只含有游离态氯元素的是()A液氯液氯 B氯水氯水 C盐酸盐酸 D次氯酸次氯酸解析：解析：液氯中只有氯

16、分子；氯水中有液氯中只有氯分子；氯水中有H2O、Cl2、HClO、H、Cl、ClO、OH；盐酸中有；盐酸中有H2O、H、OH、Cl；次氯酸为；次氯酸为HClO，氯以，氯以化合态形式存在。故只有化合态形式存在。故只有A中只含游离态氯元素。中只含游离态氯元素。答案：答案：A1所所用试剂：用试剂：AgNO3溶液和稀硝酸。溶液和稀硝酸。2反应原理：反应原理：AgCl=AgCl。3操作步骤：待测液操作步骤：待测液 酸化液酸化液 白色沉淀白色沉淀(不溶于稀不溶于稀HNO3)。4实验结论：证明溶液中存在实验结论：证明溶液中存在Cl。Cl的检验必须先加的检验必须先加HNO3酸化，以排除酸化，以排除 、 等离子

17、的干扰；含有等离子的干扰；含有Ag且不溶于水的白色沉淀中，只有且不溶于水的白色沉淀中，只有AgCl不溶于稀硝酸。不溶于稀硝酸。【例【例2】 下下列实验操作中，先后顺序正确的是列实验操作中，先后顺序正确的是()A稀释浓硫酸时，先在烧杯中加入一定体积的浓稀释浓硫酸时，先在烧杯中加入一定体积的浓H2SO4，后注入蒸馏水，后注入蒸馏水B为测定硫酸铜晶体的结晶水含量，先称取一定量的晶体，后放入坩埚中为测定硫酸铜晶体的结晶水含量，先称取一定量的晶体，后放入坩埚中C为检验酸性溶液中的为检验酸性溶液中的Cl和和 ，先加，先加AgNO3溶液，滤去沉淀后加硝酸钡溶液溶液，滤去沉淀后加硝酸钡溶液D在制取干燥纯净的在

18、制取干燥纯净的Cl2时，先使氯气通过水时，先使氯气通过水(或饱和食盐水或饱和食盐水)，后通过浓硫酸，后通过浓硫酸解析：解析：A项中稀释浓项中稀释浓H2SO4时应先在烧杯里加水，再缓慢倒入浓时应先在烧杯里加水，再缓慢倒入浓H2SO4并不断搅并不断搅拌；拌；B项中测定硫酸铜晶体中的结晶水含量，应先用天平称量空坩埚的质量，再项中测定硫酸铜晶体中的结晶水含量，应先用天平称量空坩埚的质量，再加入晶体称量；加入晶体称量；C项中检验酸性溶液中项中检验酸性溶液中Cl和和 应先加应先加Ba(NO3)2再加再加AgNO3；D项中制取干燥纯净的项中制取干燥纯净的Cl2时，先使时，先使Cl2通过水通过水(或饱和食盐水

19、或饱和食盐水)可除去其中混有的可除去其中混有的HCl。答案：答案：D2试试探究探究KClO3中是否含有中是否含有Cl；设计实验证明其含氯元素。；设计实验证明其含氯元素。解析：解析：此题考查了此题考查了Cl的检验方法，的检验方法，KClO3是离子化合物，其中是离子化合物，其中ClO 是一个原子是一个原子团，是没有自由移动的团，是没有自由移动的Cl的。而检验证明其中含的。而检验证明其中含Cl元素，就需要将元素，就需要将 ClO 中的中的Cl原子转变为自由移动的原子转变为自由移动的Cl，这就要将，这就要将KClO3加热分解成为加热分解成为KCl，继而再用，继而再用HNO3酸化的酸化的AgNO3溶液检

20、验。溶液检验。答案：答案：取取少量少量KClO3晶体溶于水，加入用晶体溶于水，加入用HNO3酸化的酸化的AgNO3溶液，观察有无白溶液，观察有无白色沉淀生成，如没有白色沉淀生成，证明不含色沉淀生成，如没有白色沉淀生成，证明不含Cl。取。取KClO3晶体与晶体与MnO2混合混合加热，将加热后的混合物加水溶解，过滤，取滤液，加入用加热，将加热后的混合物加水溶解，过滤，取滤液，加入用HNO3酸化的酸化的AgNO3溶液，如有白色沉淀证明之。溶液，如有白色沉淀证明之。【例【例1】 向向100 mL FeBr2溶液中通入标准状况下的溶液中通入标准状况下的Cl2 3.36 L，Cl2全部被还原，最终全部被还

21、原，最终测得溶液中测得溶液中c(Br)c(Cl )，则原，则原FeBr2溶液的物质的量浓度是溶液的物质的量浓度是()A0.75 molL1 B1.5 molL1C2 molL1 D3 molL1解析：解析：n(Cl2) 0.15 mol，n(Br)n(Cl)2n(Cl2)0.3 mol，设，设n(FeBr2)x mol，则被氧化的，则被氧化的Fe2为为x mol，被氧化的，被氧化的Br为为(2x0.3)mol。根据。根据氧化还原反应中得失电子守恒得：氧化还原反应中得失电子守恒得：x1(2x0.3)10.152，求得，求得x0.2，c(FeBr2) 2 molL1。答案：答案：C 高分策略高分策

22、略此题考查了氯气的强氧化性性质，同时也考查了考生还原性强弱及氧化还原反应此题考查了氯气的强氧化性性质，同时也考查了考生还原性强弱及氧化还原反应的计算能力。解此题时需注意当氯气面对两种还原性离子的计算能力。解此题时需注意当氯气面对两种还原性离子Fe2、Br时，优先氧时，优先氧化化Fe2(因为还原性比较，因为还原性比较，Fe2Br)，这就是解对此题的关键。，这就是解对此题的关键。 【例【例2】 (10分分)在在实验室里可用如图所示装置制取氯酸钾，次氯酸钠和探究氯水实验室里可用如图所示装置制取氯酸钾，次氯酸钠和探究氯水的性质。的性质。图中：图中：为氯气发生装置；为氯气发生装置；的试管里盛有的试管里盛

23、有15 mL 30% KOH溶液并置于水溶液并置于水浴中；浴中；的试管里盛有的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；溶液，并置于冰水浴中；的试管的试管里加有紫色石蕊试液；里加有紫色石蕊试液；为尾气吸收装置。请填写下列空白：为尾气吸收装置。请填写下列空白：(1)制制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过_(填写仪器名称填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在与与之间安装盛有之间安装盛有_(填写下列编号字母填写下列编号字母)的净化装置。的净化装置。A碱石灰碱石灰B饱和食盐水饱和食盐水C浓硫酸浓硫酸 D饱和碳酸氢钠溶液饱和碳酸氢钠溶液(2)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件。二者的差异是：比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件。二者的差异是：_。反应完毕经冷却后，反应完毕经冷却后，的试管中有大量晶体析出。右图中符合该晶体溶解度曲线的试管中有大量晶体析出。右图中符合该晶体溶解度曲线的是的是_(填写编号字母填写编号字母)；从；从的试管中分离出该晶体的方法是的试管中分离出该晶体的方法是_(填写实验操作名称填写实验操作名称)。(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是本实