第四章-第2讲-富集在海水中的元素-卤素

第2讲富集在海水中的元素——卤素【2020·备考】最新考纲：1.掌握氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。4.了解卤族元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题，在卤素学习过程中，使用“宏观－微观－结合”来认识物质及其递变规律，形成科学的方法论。2.科学精神与社会责任：将化学知识与技能的学习、创新意识和社会责任感的形成等方面的要求融为一体，充分认识海水资源的重要性。考点一氯及其重要化合物(频数：★★☆难度：★☆☆)氯及其重要化合物常见的考查点有：氯及其重要化合物的性质判断；氯及其重要化合物的实验探究；特别是陌生含氯化合物的制取更是近几年的考查重点，复习时要加以关注。1.氯气的物理性质黄绿刺激性2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性(2)与非金属反应。与H2反应：

，苍白白雾爆炸白雾(3)与还原性无机化合物反应。①与碘化钾溶液反应：

。②与SO2水溶液反应：

。③与FeCl2溶液反应：离子方程式为

。Cl2＋2KI===2KCl＋I2Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HClCl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－Cl2具有强氧化性，与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物，如FeCl2不能由两种单质化合而成。3.从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应氯气与水或碱反应，氯的化合价既有降低又有升高，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(84消毒液)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(制漂白粉)4.从平衡的角度理解氯水的成分和性质(2)根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。①三种分子H2O、

、

；②四种离子

、

、

和

。(3)氯水性质的多重性新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。Cl2HClOH＋Cl－ClO－OH－(1)干燥的Cl2没有漂白性，但Cl2能使湿润的有色布条褪色，漂白粉也没有漂白性，起漂白作用的是HClO，故不能用pH试纸测量氯水的pH。(2)1molCl2与强碱完全反应转移电子数为NA，而1molCl2与水充分反应转移电子数小于NA(可逆反应)。5.氯的重要化合物(1)次氯酸弱棕色(2)漂白粉CaCl2和Ca(ClO)2Ca(ClO)22Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O碱氧化Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClOCa(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，(1)HClO不稳定，不能单独存在，只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。(2)不能用pH试纸测量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性。(3)“84”消毒液的主要成分为NaClO，漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用，其原因是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。[速查速测]1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2()(2)标准状况下，11.2LCl2与水充分反应转移电子数为0.5NA(

)(3)Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明Cl2具有氧化性()(4)氯气作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化(

)(5)新制取的漂白粉是混合物(

)××√×√2.(教材改编题)(RJ必修1·P872改编)下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是(

)①氯气②液氯③新制的氯水④氯气的酒精溶液⑤盐酸⑥盐酸酸化的漂白粉溶液A.①②③ B.①②③⑥C.③⑥ D.②④⑤⑥答案C3.(思维探究题

)含氯消毒剂的共同特点是利用本身的强氧化性，或与水反应产生HClO，杀灭具有生命活性的病菌微生物。其消毒效率通常是指单位质量的消毒剂所得到的电子数，例如ClO2的消毒效率是Cl2的消毒效率的________________倍。答案2.63[A组基础知识巩固]1.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是(

)A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，产生棕黄色的烟B.通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸D.氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸解析Cl2与Fe反应需要点燃或加热，通常状况下，Fe与干燥Cl2不反应。答案

B2.在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是(

)答案C3.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是(

)A.Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部被消耗B.Ⅱ图中：量筒中发生了加成反应C.Ⅲ图中：发生的反应不是燃烧反应D.Ⅳ图中：湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成解析A项，稀盐酸与MnO2不反应；B项，发生的为取代反应；C项，Cu在Cl2中发生了燃烧反应；D项，Cl－、ClO－在酸性条件下可生成Cl2。答案D【方法技巧】氯气的性质探究实验分析方法常见实验形式如图所示：装置试剂实验现象实验目的A浓硫酸

验证氯气无漂白作用，而湿润的红布条之所以褪色是因为Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用B干燥红布条无明显变化C湿润红布条红布条褪色DFeCl2溶液溶液由浅绿色变棕黄色验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性物质反应E淀粉KI溶液溶液变蓝色F浓硫酸

G铁粉产生棕色烟HNaOH溶液

吸收多余的氯气[B组考试能力过关]4.(2016·上海化学)向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是(

)A.碳酸钙粉末

B.稀硫酸C.氯化钙溶液

D.二氧化硫水溶液答案A5.(安徽理综)下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是(

)答案D6.(2017·浙江卷)ClO2是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制成NaClO2固体，以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示。已知：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2OClO2熔点－59℃、沸点11℃；H2O2沸点150℃图1图2请回答：(1)仪器A的作用是____________________________________________；冰水浴冷却的目的是___________________________________________________________________________________________________________(写两种)。(2)空气流速过快或过慢，均降低NaClO2产率，试解释其原因____________________________________________________________________。(3)Cl－存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸，ClO2的生成速率大大提高，并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成，将其补充完整：①___________________________________________________________________(用离子方程式表示)，②H2O2＋Cl2===2Cl－＋O2＋2H＋。(4)H2O2浓度对反应速率有影响。通过图2所示装置将少量30%H2O2溶液浓缩至40%，B处应增加一个设备。该设备的作用是_______________________________________，馏出物是________。(5)抽滤法分离NaClO2过程中，下列操作不正确的是________。A.为防止滤纸被腐蚀，用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤B.先转移溶液至漏斗，待溶液快流尽时再转移沉淀C.洗涤沉淀时，应使洗涤剂快速通过沉淀D.抽滤完毕，断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后，关闭水龙头考点二氯气的实验室制法(频数：★★☆难度：★☆☆)氯气的制法的常考点有：制备原理，注意除二氧化锰外，重铬酸钾、高锰酸钾、氯酸钾、次氯酸钙、二氧化铅等氧化剂也能氧化浓盐酸制取氯气；实验装置分析，包括发生装置、净化装置、尾气处理装置等，以氯气的实验室制备、性质探究为素材的实验题目在高考实验类试题中占有较大的比重，复习时加以关注。1.实验装置2.制取过程MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O饱和食盐水浓H2SO4向上排空气法排饱和食盐水法淀粉­-碘化钾蓝色石蕊3.注意事项(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。(5)酸化KMnO4溶液，用的是H2SO4酸化而不是盐酸。[速查速测]1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”(1)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2()(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发()(3)除去Cl2中少量HCl气体，可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液()(4)过量浓盐酸与一定量的二氧化锰反应，MnO2能完全反应(

)(5)检验氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸(

)×√×√√2.(教材制备装置创新探究题)(1)制备装置问题：①用KMnO4代替MnO2，常温下即可反应，故不需要________，反应原理为___________________________________________________________________________________________________________________________________________。②图中橡皮管a的作用是使_____________________________________________________________________________________________________________，便于分液漏斗中的液体流下。(2)净化装置问题：①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞现象为：___________________________________________________________________________________________________________________。②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。答案(1)①加热2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

②分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等(2)若装置某一位置堵塞，则长颈漏斗中的液面会迅速上升[A组基础知识巩固]1.某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法正确的是(

)A.该装置图中至少存在三处明显错误B.该实验中收集氯气的方法不正确C.如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可D.含有2molHCl的某浓盐酸与足量MnO2混合，在一定条件下反应，转移1mol电子答案A2.下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是(

)A.a—b—c—d—e—f—g—hB.a—e—d—c—b—h—i—gC.a—d—e—c—b—h—i—gD.a—c—b—d—e—h—i—f解析实验室制取FeCl3的实验流程为故仪器连接顺序为a→e→d→c→b→h→i→g。答案B3.如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(部分夹持及加热仪器已略)。(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为____________________________________________________________________。装置B的作用是_____________________________________________________。(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入的物质为________(填字母)。选项abcdⅠ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条Ⅱ碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条(3)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为________色，说明氯的非金属性大于溴。打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是_____________________________________________________________________。(4)装置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余氯气，试写出相应反应的离子方程式：____________________________________________________________________。【归纳总结】氯气制取装置全方位图解高考实验无非是教材实验的创新，可根据常见考题的设置，用直观的实验图示展示实验流程，让考生迁移思维、开阔视野，记牢更要用活，学会更要学通，氯气制取装置图解如下：[B组考试能力过关]4.(江苏高考)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是(

)A.用装置甲制取氯气B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢

C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液

D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O解析

A项，利用MnO2和浓盐酸制氯气，需要加热，故无法达到实验目的；B项，洗气装置气体应该是长进短出，且Cl2和HCl都能与NaHCO3溶液反应，应用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，故无法达到实验目的；C项，MnO2不溶于水，MnCl2能溶于水，因此可以用过滤法分离，正确；D项，加热时MnCl2会发生水解无法制得纯净的MnCl2·4H2O。答案C5.(海南高考)工业上，向500～600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。回答下列问题：(1)制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________，装置B中加入的试剂是________________________________________________。(2)制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取________。尾气的成分是________。若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是________、________。(3)若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是________。欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先________，再________。解析(1)根据装置示意图，制取无水氯化铁的实验中，装置A为制取氯气的实验装置，发生反应为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水；装置B的作用是除去混杂在氯气中的水蒸气，故B中加入的试剂为浓硫酸。(2)根据题给信息，在制取无水氯化亚铁实验中，装置A是用于制取HCl气体；经浓H2SO4干燥后，在硬质玻璃管中发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2，则尾气的成分是氯化氢和氢气；若仍用D装置进行尾气处理，则因氯化氢极易溶于水，故会产生倒吸，且氢气与NaOH溶液不反应，可燃性气体氢气也不能被吸收。(3)检验氯化铁常用的试剂是KSCN溶液；欲制得纯净的氯化亚铁，应防止装置中氧气的干扰，在实验过程中先点燃A处的酒精灯，利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气，再点燃C处的酒精灯。考点三卤素的来源及性质(频数：★☆☆难度：★★☆)本考点应掌握：海水中提取氯、溴、碘的化学工艺；借助元素周期律掌握卤素的递变规律；卤素离子的检验。特别是卤素离子的检验在高考中经常涉及，复习时加以关注。1.卤素的来源(1)氯的提取——氯碱工业Cl2H2、NaOH化学方程式为

。(2)海水提取溴①流程②发生反应的化学方程式a.

；b.

；c.

。2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaClBr2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO42HBr＋Cl2===2HCl＋Br2(3)海带中提取碘①流程②发生反应的离子方程式：

。Cl2＋2I－===I2＋2Cl－2.卤素单质的性质(1)递变性加深升高增大减小减弱增强2Fe＋3Br2===2FeBr3I2＋Fe===FeI2H2＋X2===2HXX2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(3)特殊性氟①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱②2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中溴①Br2是深红棕色液体，易挥发②盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞碘①淀粉遇I2变蓝色②I2加热时易升华(1)卤族元素单质能将同主族原子序数大的元素从其盐溶液中置换出来，但氟不能进行相应的置换，原因是F2能与水发生反应。(2)卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3＋，而I2只能将铁氧化为Fe2＋。(3)卤素氢化物的两大性质：①酸性：氢氟酸是弱酸，盐酸、氢溴酸、氢碘酸是强酸。②沸点：HCl<HBr<HI，氟化氢由于氢键作用沸点大于HI。3.卤素离子的检验方法(1)AgNO3溶液——沉淀法：白浅黄黄(2)置换——萃取法：注意掌握溴、碘单质在有机溶剂的颜色，一般溴在有机溶剂主要为橙色，碘在有机溶剂主要为紫色，即溴不离橙；碘不离紫。[速查速测]1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”(1)用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色()(2)实验室保存少量液溴时常加少量水液封，并用玻璃塞密封，不能用橡胶塞()(3)类比Fe与Cl2反应，可知Fe与I2反应产物为FeI3()(4)I原子半径大于Br，HI比HBr热稳定性强(

)(5)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3(

)×√×××2.(教材改编题)(RJ必修1·P88，12改编)下列事实或实验不能说明氧化性Cl2>Br2>I2的是(

)A.氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深，而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入KI­淀粉溶液中，溶液变蓝B.H2和Cl2的混合气体光照爆炸，H2和Br2的混合气体加热才能反应，而H2和I2反应更困难C.Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低D.HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差答案C3.(思维探究题)设计实验检验食用盐是否为加碘盐，并写出所发生反应的离子方程式。__________________________________________________________________________________________________________________________。答案将少量食用盐溶于白醋中，然后滴到淀粉­KI试纸上，若试纸变蓝色，说明此食用盐为加碘食盐。(其他合理答案也可)IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O[A组基础知识巩固]1.(2019·盐城期中)利用海洋资源获得的部分物质如图所示，下列有关说法正确的是(

)A.在化学反应中，H2O可转变为D2OB.“加碘食盐”生产中碘添加剂为单质I2C.实验室用带玻璃塞的棕色瓶贮存液溴D.电解饱和MgCl2溶液时在阴极得到Mg解析海水中存在重水，海水蒸馏是物理变化不能实现水变化为重水的分子变化，故A错误；加碘食盐是添加了碘酸钾，不是碘单质，故B错误；溴单质具有强氧化性和腐蚀性，不能用橡胶塞而用玻璃塞，易挥发，密度比水大，所以应保存在棕色瓶中，避免光照，放在阴凉处，同时在液溴表层加水，就是所谓的液封，防止其挥发，实验室用带玻璃塞的棕色瓶贮存液溴，故C正确；依据电解原理分析，电解氯化镁溶液，阳离子是氢离子在阴极得到电子生成氢气，镁离子不能放电，工业上是通过电解熔融氯化镁得到金属镁，故D错误。答案C2.下列叙述中正确的是(

)A.加碘食盐可用淀粉溶液检验其中的碘B.某溶液加入氯水后振荡，再加入CCl4振荡，下层显示紫色，说明原溶液中一定含有I－C.某溶液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸，产生淡黄色沉淀，说明原溶液中一定含有Br－D.要除去KBr溶液中混有的单质Br2，可用酒精萃取除去解析食盐加碘加入的是KIO3，KIO3不能使淀粉变蓝，A错误。B中若原溶液中含有I2，也会产生同样现象，B错误。由于酒精与水互溶，因此不能用酒精萃取溶液中的Br2，D错误。答案

C3.为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。Ⅳ.……(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是________。(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是________。(3)B中溶液发生反应的离子方程式是______________________________________。(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是________________________。(5)过程Ⅲ实验的目的是________________。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下________，得电子能力逐渐减弱。【思维建模】海水中物质提取的思路海水中提取溴和碘的反应都是将其－1价离子氧化成单质。涉及工业实际，最主要的问题是如何将大量海水中分布很稀的元素富集起来。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路线，碘一般是由海带提取，主要是灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取的路线。工艺模