高中化学：学案17 富集在海水中的元素

学案17富集在海水中的元素(一)——氯及其化合物

［考纲要求］1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯元素单质

及其化合物对环境质量的影响。

课前准备区回扣教材夯实基础

知识点一氯元素的存在和原子结构

1.氯元素在自然界中以存在，其中主要以形式存在于海水中，

是最重要的成盐元素。

2.氯元素位于元素周期表中第一周期第一族，原子结构示意图为_________,最

外屋有一个电子，容易得到一个电子形成一个电子的稳定结构。是活泼的非金

属兀素。

知识点二氯气

1.物理性质

通常情况下，氯气是_________色__________气味的一体。密度比空气—，有一，

易，能溶于水，通常1体积水约溶解—体积氯气，其水溶液称为氯水。

实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：

2.化学性质

(1)与金属反应

铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为：

(色烟);

(色烟)

(2)与非金属反应

氢气在氯气中燃烧的化学方程式为：

(色火焰)。

(3)与水反应

氯气与水反应的化学方程式：。

(4)与碱反应(完成下列化学方程式)

①与烧碱反应：,

②制取漂白粉：。

漂白粉的主要成分是，有效成分是。

(5)跟还原性物质反应(完成下列化学方程式)

①氯气与KI溶液：.

②氯气与FeCb溶液：________________________________________________________________

③向氯水中通入S02：。

【问题思考】

1.思考并回答下列问题：

(1)C12为什么易液化？常见的易液化的气体还有哪几种？

(2)用什么现象说明Ch溶于水时只有少量CL与水发生了反应？

(3)将CL通入石蕊试液中的现象是什么？能用pH试纸测定氯水的pH值吗？

(4)常见的有特殊颜色的气体有哪些？各显什么颜色？

知识点三含氯化合物

1.次氯酸(HC1O)

(1)不稳定性：化学方程式为o

(2)弱酸性：比碳酸酸性一，电离方程式为

(3)强氧化性：具有性。一

2.Ca(ClO)2的主要化学性质

⑴稳定性比HC10。

(2)水解显—性，其水解离子方程式：______________________________________

(3)与酸反应生成，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为

【问题思考】

2.漂白粉为何要密封保存？

谍堂活动度突破考点研析热点

一、氯水的成分和性质

1.氯水的成分

氯气溶于水，发生反应的离子方程式是Cb+H20=H++C「+HC10,其中含有的分子

有Ch、H2O,HC10,共3种；含有的离子有C「、H+、OH，CIO,共4种。

2.液氯、新制氯水、久置氯水的比较

液氯新制氯水久置氯水

分类纯净物混合物混合物

颜色黄绿色浅黄绿色无色

性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性

粒子HO>H\C1

C12。2、HC1O、氏0、H+、cr>CRT、OH-2

种类一、0H-

3.氯水的性质

(1)完成下列表格中的内容填空

在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下:

参与反应

所加试剂实验现象离子方程式或解释

的微粒

+

crAgNO3溶液白色沉淀Cr+Ag=AgCl1

2H++COr=COt

H1Na2cCh固体有气泡产生2

+H2O

布条颜色褪

HC1O有色布条发生氧化还原反应

去

溶液变棕黄2Fe2++C12=2Fe3'+

ClFeCb溶液

2色2cr

SO+C12+2HO=4H

CL、Hoso黄绿色褪去22

22++2cr+sor

先变红后褪

HC1O、H石蕊试液酸性和漂白性

色

Mg+Ch^=Mg2++

氯水的颜色

2cr

CL、H+镁粉褪去并有气

Mg+2H+=

泡产生2+

Mg+H2t

(2)氯水的多种成分决定了氯水的化学性质表现出多样性，根据上述表格归纳总结氯水

的主要化学性质。

4.Cb+H20=HC1+HC10平衡移动的应用

(1)完成下列表格

向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用

(1)用饱和食盐水除C12

可溶性氯化物e(cr)—中的HC1(2)用排饱

和食盐水收集Cl2

c(H*)和次氯酸盐与浓盐酸反

盐酸

c(Cl)一应制C12

用NaOH溶液吸收多

NaOHc(H+)一

余。2

以才)一

Ca(OH)2制漂白粉

CaCOs以仁)—制高浓度的HC1O溶液

氯水避光保存或现用

光照c(HC10)____

现配

(2)平衡移动原理的应用

①用排饱和食盐水的方法收集Cl2的原理是什么？除去Cl2的混有的HC1气体时，所选

最佳试剂是什么？

②如何制备较高浓度的HC10?

③如何保存氯水？

【典例导悟11(2011•张家港联考)某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根

据下表回答问题。

实验

实验方法实验现象结论

序号

①将氯水滴加到AgNCh溶液中生成白色沉淀

②将氯水滴加到含有酚猷的NaOH溶液中

③淀粉-KI试纸变蓝色氯水中含有C12

④将足量的氯水滴加到Na2cCh溶液中氯水中含有H"

(1)实验①得出的结论___________________________________________________________

⑵指出实验②和实验④中的“实验现象”：

②④。

(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是：

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________C

(4)通过实验②的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是

b.___________________________________________________________________________

请设计简单的实验证明哪一个是正确的_________________________________________

二、氯气的实验室制法

【典例导悟21某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Ch的过程中有水蒸气和

HC1挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的

铁架台省略)，按要求回答问题。

(1)下列方法中，可制得氯气的正确组合是。

①MnCh和浓盐酸混合共热②KMnCU和浓盐酸混合③次氯酸钠和浓盐酸混合

④K2CnO7和浓盐酸混合⑤KCICh和浓盐酸混合

A.①②⑤B.②④⑤C.①②④D.全部可以

(2)若用含有0.2molHC1的浓盐酸与足量的MnCh反应制取。2，制得的CL体积(标准

状况下)总是小于1.12L的原因是。

(3)①装置B的作用是,现象是。

②装置D和E出现的不同现象说明的问题是。

③装置F的作用是。

④写出装置G中发生反应的离子方程式：

(4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNCh溶液中的气体只有一种。

为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgN03溶液的气体只有一种，乙同学提出在某

两个装置之间再加一个装置。你认为装置应加在与之间(填装置字母序

号)，装置中应放试剂。

课后练司区精题精练规范答题

高考集训

1.判断正误

+

（1）将氯气溶于水制备次氯酸：Ch+H20=2H+Cr+C10（）

（2010•天津理综一5C）

（2）氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度（）

（2010•全国理综II-8A）

2.（2009•山东理综，10）下列关于氯的说法正确的是（）

A.C12具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂

B书C1、%C1为不同的核素，有不同的化学性质

C.实验室制备C12,可用排饱和食盐水集气法收集

D.1.12LC12含有1.7必个质子（NA表示阿伏加德罗常数）

3.（2010.上海，18）下图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说

法错误的是（）

A.烧瓶中立即出现白烟

B.烧瓶中立即出现红棕色

C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性

D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体

4.（2009•上海理综，14）生活中难免会遇到一些突发事件，我们要善于利用学过的知识,

采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏，以下自救方法得当的是（）

A.只要在室内放一盆水

B.向地势低的地方撤离

C.观察风向，顺风撤离

D.用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离

考点集训

题组一氯气的性质

1.（2010.淮阴期末）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，

下列叙述中正确的是（）

A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成蓝色的烟

B.通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应

C.纯净的H2在CL中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和

C12的混合气体时，因迅速化合而爆炸

D.氯气能与水反应生成HC1O和HC1,久置氯水最终变为稀盐酸

2.检验氯化氢气体中是否混有Cb，可采用的方法是（）

A.用干燥的蓝色石蕊试纸

B.用干燥的有色布条

C.将气体通入硝酸银溶液

D.用湿润的淀粉-碘化钾试纸

3.自来水常用氯气进行消毒。如果在实验室用自来水配制下列物质的溶液，不会产生

明显药品变质问题的是（）

A.FeCl2B.Na2sO3C.NaOHD.AlCh

4.今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0」molL一。如果在甲瓶中加入

少量的NaHCCh晶体（"inol）,在乙瓶中加入少量的NaHSCh晶体（"mol）,丙瓶不变。片刻后，

甲、乙、丙三瓶溶液中HC1O的物质的量浓度的大小关系是（溶液体积变化忽略不计）（）

A.甲=乙＞丙B.甲＞丙＞乙

C.丙＞甲=乙D.乙＞丙＞甲

题组二含氯化合物

5.下列现象或事实可用同一原理解释的是（）

A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低

B.氯水和活性炭使红墨水褪色

C.漂白粉和钠长期暴露在空气中变质

D.氯水和过氧化钠使品红褪色

6.下图所涉及的物质均为中学化学中的常见的物质，其中C、D、E为单质，其余为化

合物。它们存在如下转化关系，反应中生成的水及次要产物已略去。

（1）写出B的名称，F的化学式o

（2）指出MnCh在相关反应中的作用：反应①中是剂：反应②中是剂。

（3）若反应①是加热条件下进行，A是；若反应①是在常温条件下进行，A是

-若在上述两种条件下得到等量的C单质，反应中转移的电子数之比为。

题组三氯气的制取

7.（2011•福建泉州统考）实验室用下列两种方法制氯气：①用含HC1146g的浓盐酸与足

量的MnCh反应；②用87gMnO?与足量浓盐酸反应。所得的氯气（）

A.①比②多B.②比①多

C.一样多D.无法比较

8.将0.2molMnCh和50mLi2moiLi盐酸混合后缓缓加热，反应完全后向留下的溶

液中加入足量AgNCh溶液，生成AgCl沉淀物质的量为（不考虑盐酸的挥发）（）

A.等于0.3molB.小于0.3mol

C.大于0.3molD.以上结论都不正确

9.下图I、n、in是常见的气体发生装置；w、v、VI是气体收集装置，根据要求回答

下列问题：

IVVVI

（1）若用MnCh与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置____________,用方程式表示制

取氯气的反应原理是。

（2）若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置__________,试完成并配平下

列离子方程式：

2+

MnO；+C1+H=Mn+Cl2t+.

(3)若选用IV为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用

溶液浸湿，其作用是。

(4)若选用V为氯气收集装置，则氯气应从口通入。用化学方法检验氯气收

集满了的方法是。

题组四实验探究

10.(2011・济南一模)甲、乙是同主族非金属元素组成的单质，乙通常状况下是深红棕色

液体。X、Y、Z是化合物。X溶液呈浅绿色，Y、Z的溶液都能使KSCN溶液变红。它们之

间有如下图所示的转化关系。

(1)写出少量单质甲通入X溶液中发生的离子方程式:

(2)欲在实验室中制取并收集纯净、干燥的气体甲，某同学设计了如下图所示的装置。

ABCDEF

①装置A中发生反应的化学方程式为________________________________________

②装置B的作用是，

③装置C中的试剂为。

④装置D中收集气体甲的方法是_____________________________________________

答案

【课前准备区】

知识点一

1.化合态氯化钠

2.三VDA0718

知识点二

1.H有刺激性气大毒液化2用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘

进鼻孔

占燃

2.(l)Cu+C12=^=CuCl2棕黄

2Fe+3cb2丝2FeC13棕褐

⑵H2+CI2上蟹=2HC1苍白

(3)CL+HzOuHCl+HC1O

⑷①CL+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

②2cL+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

Ca(C10)2、CaCl2Ca(ClO)2

⑸①2Kl+Ch=2KCl+12

②2FeC12+C12=2FeCb

③SO2+2H2。+CL=H2s+2HC1

知识点三

I.⑴2HC1O^^2HC1+O2t

⑵弱HC1O^H++C1O-(3)漂白

2.(1)强(2)碱ClCT+HzOuHClO+OH

(3)HC1OCa(C10)2+CO2+H2O=2HC1O+CaCO3I

问题思考

L(l)Ch分子的相对分子质量较大，分子间的作用力较大，所以易液化。常见的易液

化的气体还有NH3、SO2等。

(2)氯水呈黄绿色，说明氯水中有大量CL分子。

(3)现象是先变红后褪色。不能用pH试纸测定，因为氯水中的HC1O能将pH试纸漂白。

(4)CL呈黄绿色，NCh为红棕色。

2.①隔绝CO2、H2O(g)；②HC1O见光易分解。

【课堂活动区】

3.(2)①Ch的强氧化性；②HC1的强酸性；③HC1O的强氧化性、弱酸性和不稳定

性；④C「的性质。

4.(1)

向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用

(1)用饱和食盐水除CL

可溶性氯化物c(C1)增大左移中的HC1(2)用排饱和

食盐水收集Cl2

c(H+)和C(cr)it次氯酸盐与浓盐酸反

盐酸左移

大应制C12

用NaOH溶液吸收多

NaOHc(H+)减小右移

余02

c(H+)减小

Ca(OH)2市移制漂白粉

dH+)减小

CaCO3右移制高浓度的HC1O溶液

氯水避光保存或现用

光照c(HC10)减小右移

现配

(2)①利用C12+H2O=H*+C「+HC1O的平衡移动原理，C「浓度大时，Ch在水中的溶

解度小，故用排饱和食盐水法收集Cb；除去HC1杂质时，把混合气体通过盛有饱和食盐水

的洗气瓶。

②可向新制氯水中加入CaCCh粉末，此时HC1反应，而HC1O的酸性较H2c弱不反

应，平衡右移，HC1O浓度增大。

③避光、密闭保存(棕色瓶中)。

典例导悟

1(1)氯水中含有C1

(2)溶液褪色有气泡冒出

(3)取一片淀粉-KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸

上

(4)a.氯水中含有HC10,其漂白作用使溶液褪色

b.氯水中含有H",中和OFT使溶液褪色

向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失

是HC1O的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H+的中和作用引起的

2(DD

(2)浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低，最终变为稀盐酸，反应不再产生氯气

(3)①证明有水蒸气产生白色固体变蓝色

②氯气无漂白性，次氯酸有漂白性

③吸收氯气

④Ag++C「^=AgClI

(4)FG湿润的淀粉-KI试纸(或湿润的有色布条)

解析实验目的是证明CL中混有水蒸气和HC1气体，同时证明干燥CE和潮湿CL有

无漂白性。首先从(1)题中选择正确的组合利用A装置制备Ch;然后根据实验目的，再分析

其他每个装置的作用。只有B装置能够证明水蒸气的存在，则B装置中的药品为C11SO4粉

末；D、E装置用来证明干燥C12无漂白性，潮湿氯气发生反应：C12+H2O^HC1+HC1O,

HC1O具有强氧化性，因此潮湿CL具有漂白性。G装置是用来证明HC1气体的，因为Cl2

与AgNCh溶液反应也能生成AgCl沉淀，因此F装置利用是CL易溶于CC14的性质除去Ch,

F、G装置之间应增加脸证CL被除尽的装置。

【课后练习区】

高考集训

1.⑴X

解析HC1O是弱酸，不能拆开写。

(2)7

2.C［CL中的氯元素化合价为0价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，A错误；

同位素原子的质子数和电子数分别相等，所以化学性质几乎完全相同，B错误；通过实验室

制得的Cb中含有少量HC1,Ch在饱和食盐水中溶解度很小，而HC1易溶，C正确；没有指

明气体所处的状态，D错误。］

3.B［此题考查化学实脸、元素化合物的性质等知识。分析装置图，可知氯气和氯气

接触时发生反应：8NH3+3C12=6NH4C1+N2,烧瓶中出现白烟，A对；不能出现红棕色气

体，B错；该反应中氨气中的氨元素化合价升高，表现还原性，C对；烧杯中的氢氧化钠可

以吸收多余的有害气体，D对。J

4.D［氯气与水可发生化学反应，但反应慢且反应不充分，故A项错；氯气的密度大

于空气，所以CL聚集在地势低的地方，故应向地势高的地方、逆风跑，B、C项均错；D

项中石碱水可以吸收氯气，D正确。］

考点集训

1.CD

2.D［HC1O具有漂白性，而CL不具有，A、B选项中是在干燥环境下，CL都不能转

变为HC1O,因而无漂白性，无法与HC1气体区别。C选项，气体通入AgNCh溶液产生白

色沉淀，因为Cb与HzO反应也产生Cl,D选项，CL与KI反应产生L,L遇淀粉变蓝，

可以与HC1区别开。］

3.CD［氯水的成分为：Ch、HC1O、HCkH20,故遇到FeCl2时：ZFeCL+Cb—ZFeCb;

遇到Na2so3时：Na2so3+Cb+H2O=Na2so4+2HC1;遇到NaOH时：C12+2NaOH=NaCl

+NaClO+H2O,所以A、B、C项中药品都会变质。］

4.B［氯水中存在下列平衡：Cb+H20=HCl+HC10,加入NaHCCh后，因为酸性：

HC1>H2CO3>HCIO,所以Na