富集在海水中的元素-氯【讲】(人教版)(原卷版)

4.2富集在海水中的元素——氯知识整理知识整理氯及其重要化合物的性质及应用一、氯气的性质1．氯气的物理性质颜色状态气味密度毒性溶解性特性色气体有气味比空气有毒能溶于水，1体积水约溶解2体积Cl2液化2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性依据氯气的氧化性完成下列方程式：（1）与金属反应①Fe：，棕红色烟。②Cu：，棕黄色烟。（2）与非金属反应H2：，苍白色火焰；H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。（3）与还原性无机化合物反应①与碘化钾溶液反应：(填离子方程式)。②与SO2水溶液反应：，(填化学方程式和离子方程式)。③与FeCl2溶液反应：(填离子方程式)。3．从化合价的角度认识氯气的化学性质——歧化反应氯气与水或碱反应，氯元素的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。（1）与水反应化学方程式：；离子方程式：。（2）与碱反应①与烧碱反应：(填化学方程式)；②制取漂白粉：(填化学方程式)。4．从平衡的角度理解氯水的成分和性质（1）氯水中存在三个平衡关系①Cl2＋H2O=HCl＋HClO②HClO=H＋＋ClO－③H2O=H＋＋OH－（2）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。注：氯水常代替氯气进行溶液中的实验。（3）Cl2＋H2O==H＋＋Cl－＋HClO平衡移动的应用向氯水中加入的物质(或改变的条件)浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物c(Cl－)增大左移①用饱和食盐水除Cl2中的HCl气体②用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H＋)和c(Cl－)增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H＋)减小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H＋)减小右移制漂白粉CaCO3c(H＋)减小右移制高浓度的HClO溶液光照c(HClO)减小右移氯水避光保存或现用现配二、次氯酸和次氯酸盐的性质1．次氯酸2．次氯酸盐（1）漂白液(84消毒液)有效成分为，它与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合立即会产生氯气，其离子方程式是。（2）漂白粉①成分：漂白粉的主要成分是，其中有效成分是，其水溶液显性，原因是。②漂白原理：在潮湿的空气中能吸收CO2生成HClO，化学方程式为。注意事项注意事项次氯酸和次氯酸盐均具有强氧化性，故与I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋等还原性离子不能大量共存。ClO－不论是酸性还是碱性条件下都具有较强的氧化性，NOeq\o\al(－,3)不同于ClO－，在酸性条件下NOeq\o\al(－,3)具有强氧化性，与Fe2＋、I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不能大量共存，而在碱性条件下，NOeq\o\al(－,3)与I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)可以大量共存。知识演练知识演练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。（1）将Cl2通入碳酸钠溶液中制取较高浓度的次氯酸溶液。()（2）KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应：3ClO－＋2Fe(OH)3=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋4H＋＋H2O。()（3）Feeq\o(→,\s\up11(Cl2),\s\do4(△))FeCl2eq\o(→,\s\up7(NaOH(aq)))Fe(OH)2所示的物质间转化可以实现。()（4）将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2。()（5）氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质。()（6）氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气。()（7）标准状况下，11.2LCl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。()（8）84消毒液的消毒原理与H2O2相同，都是利用强氧化性。()（9）漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式：ClO－＋CO2＋H2O=HClO＋HCOeq\o\al(－,3)。()2．在空气中长时间放置的漂白粉，最终得到的主要固体物质是__________________，其原因是_________________________________________(用化学方程式说明)。3．根据下列装置图回答问题：（1）装置A、B通入Cl2后，观察到的现象是________________________________，根据现象可得出的结论是_________________________________________________。（2）装置B中发生反应的离子方程式是_____________________________________。（3）装置F的作用是__________________________________________。（4）实验开始后，观察到装置C中的现象是__________________________________。（5）装置E中发生反应的离子方程式是______________________________________。（6）通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是_____________________________。素养提升素养提升一、氯气和氯水的性质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，生成棕黄色的烟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2．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3．(双选)氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是()A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，无法说明有Cl－存在D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在二、氯的含氧酸盐和含氯消毒剂(热点)4．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下：下列说法错误的是()A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O25．（1）在KClO3氧化I2制备KIO3工艺中“酸(HCl)化反应”的产物为KH(IO3)2、Cl2和KCl，则该反应的化学方程式为______________________。（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为_______________________________________________________________。（3）NaClO2溶液是脱硝反应的吸收剂，其与NO反应生成的产物之一为NOeq\o\al(－,3)的离子方程式为_______________________________________________________________________。（4）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨(又称肼，N2H4，无色液体)，反应的化学方程式为_______________________________________________________________。（5）ClO2是一种优良的消毒剂，可用氯酸钠和双氧水在酸性条件下制备，其反应的化学方程式为________NaClO3＋________H2O2＋H2SO4=________ClO2↑＋________O2↑＋Na2SO4＋________。方法技巧方法技巧氯水的组成及性质在应用中的常见误区（1）氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性。因此，氯水要现用现配。（2）制取氯水的反应为Cl2＋H2O==HCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，且1molCl2参加反应，转移电子数为NA。（3）Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了具有强氧化性的HClO。知识整理知识整理氯气的实验室制法实验室制取气体装置由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl2的实验室制法为例(见下图)：（1）反应原理：用MnO2(或其他强氧化剂，如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等)氧化浓盐酸。MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，该反应的离子方程式为。其他制取Cl2的反应原理：①16HCl＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑；②6HCl(浓)＋KClO3=KCl＋3H2O＋3Cl2↑；③4HCl＋Ca(ClO)2=CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑。（2）制备装置类型：固体＋液体eq\o(→,\s\up7(△))气体（3）净化方法：用除去HCl气体，再用浓硫酸除去水蒸气。（4）收集气体：法或排饱和食盐水法。（5）尾气吸收：用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收，不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。（6）验满方法：将湿润的淀粉­KI试纸靠近盛Cl2的集气瓶瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的靠近盛Cl2的集气瓶瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。知识演练知识演练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。（1）含4molHCl的浓盐酸与足量MnO2反应，可制备22.4LCl2。()（2）必须用浓盐酸与MnO2反应制Cl2，因为稀盐酸与MnO2不反应。()（3）用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl气体。()（4）用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。()（5）可用排饱和食盐水法收集Cl2。()（6）常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2。()（7）用干燥的淀粉­碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。()（8）用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，为防止倒吸，导气管不能伸入液面以下。()2．(简答题答题规范)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。思考装置B、C、D的作用分别是：(1)B______________________________________________________________________；(2)C______________________________________________________________________；(3)D______________________________________________________________________。素养提升素养提升一、制取氯气相关仪器的连接及实验操作1．实验室用MnO2和浓盐酸反应制Cl2时，有如下操作：①连好装置，检查气密性；②缓缓加热；③加入MnO2粉末；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收；⑥用向上排空气法收集氯气。操作顺序正确的是()A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤2．实验室制备氯气的装置如图。图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是()A．①②④ B．①②③C．①③④ D．②③④3．氯气是一种重要的工业原料。资料显示：Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O。某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质：（1）在该实验中，甲部分的装置是________(填字母)。（2）乙装置中FeCl2溶液与Cl2反应的离子方程式是___________________________。（3）丙装置中通入少量Cl2，可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。已知碳酸的酸性强于次氯酸，则丙中发生反应的化学方程式是_________________________________。（4）该实验存在明显的缺陷，改进的方法是___________________________________。方法技巧方法技巧实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时的注意事项（1）反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。（2）加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。（3）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。（4）尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。二、含氯化合物的制备4．(双选)Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。已知：Cl2O的熔点为－116℃，沸点为3.8℃；Cl2的沸点为－34.6℃；HgO＋2Cl2=HgCl2＋Cl2O。下列说法中不正确的是()A．装置②③中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2OD．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸5．某同学设计用如图所示装置制备少量的AlCl3(易水解)。下列说法错误的是()A．装置B中所装试剂为饱和NaCl溶液，其作用是除去氯气中的HCl气体B．装置C和F中的试剂均为浓硫酸，其作用是防止水蒸气进入装置E中C．用50mL12mol·L－1的盐酸与足量的MnO2反应，所得氯气可以制取26.7gAlCl3D．实验过程中应先点燃A处的酒精灯，待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯知识整理知识整理卤素的来源、性质及X－的检验一、卤素的来源1．氯的提取——氯碱工业海水→粗盐eq\o(→,\s\up11(精制),\s\do4())饱和食盐水eq\o(→,\s\up11(电解),\s\do4())eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(阳极产物：Cl2,阴极产物：H2、NaOH))化学方程式为。2．海水中提取溴（1）提取流程（2）发生反应的化学方程式①；②；③。3．海带中提取碘（1）提取流程（2）发生反应的离子方程式：。二、卤素单质(X2)性质的递变性、相似性1．递变性颜色F2Cl2Br2I2eq\o(→,\s\up11(浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色),\s\do4(颜色加深))熔、沸点eq\o(→,\s\up11(气体气体液体固体),\s\do4(逐渐升高))密度逐渐增大水溶性eq\o(→,\s\up11(反应溶解溶解微溶),\s\do4(逐渐减小))氧化性eq\o(→,\s\up11(与氢气化合由易到难),\s\do4(逐渐减弱))氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2还原性(X－)逐渐增强，即F－＜Cl－＜Br－＜I－注意事项注意事项（1）X2易溶于有机溶剂；Br2易挥发，有毒；I2易升华，遇淀粉溶液变蓝。（2）X2能与一些还原性离子反应，如Br2与SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋反应的离子方程式分别为Br2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－，但氧化性Fe3＋＞I2，I2不能与Fe2＋反应。2．相似性（1）都能与大多数金属反应：2Fe＋3Br2=2FeBr3；I2＋Fe=FeI2。（2）都能与H2反应：H2＋F2=2HF；H2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2HBr；H2＋I2==2HI。（3）都能与H2O反应：X2＋H2O==HX＋HXO(F2例外)。（4）都能与碱液反应：X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。三、卤化银1．AgCl、AgBr、AgI既不溶于水，也不溶于稀硝酸。2．除AgF外，均有感光性，其中AgBr做感光材料，可用于照相。3．AgI可用于人工降雨。四、卤素离子的检验1．AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up11(滴加AgNO3溶液),\s\do4(稀硝酸))生成eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(白色沉淀，则有Cl－,浅黄色沉淀，则有Br－,黄色沉淀，则有I－))2．置换——萃取法(检验Br－、I－)未知液eq\o(→,\s\up11(加适量新制饱和氯水),\s\do4(振荡))eq\o(→,\s\up11(加入CCl4(下层)或汽油(上层)),\s\do4(振荡))有机层eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(红棕色或橙红色，表明有Br－,紫色、浅紫色或紫红色，表明有I－))3．氧化——淀粉法(检验I－)未知液eq\o(→,\s\up11(加入适量新制饱和氯水(或双氧水)),\s\do4(振荡))eq\o(→,\s\up11(加入淀粉溶液),\s\do4(振荡))蓝色溶液，表明有I－知识演练知识演练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。（1）碘酒可用于皮肤外用消毒。()（2）酸化NaIO3和NaI的混合溶液：I－＋IOeq\o\al(－,3)＋6H＋=I2＋3H2O。()（3）鉴别NaBr和KI溶液，分别加新制氯水后，用CCl4萃取。()（4）向某黄色溶液中加入淀粉­KI溶液，溶液呈蓝色，则溶液中含Br2。()（5）碘化钾与浓硫酸反应可制备碘化氢。()（6）富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收。()（7）用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色。()（8）碘易升华，可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2。()（9）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。()2．一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是卤素互化物，它们的性质与卤素单质相似。（1）ICl3与水反应的产物可能为________(填化学式)。（2）ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为______________________________，该反应是否是氧化还原反应？________(填“是”或“否”)。素养提升素养提升一、卤素的性质及X－的检验1．下列关于卤素的叙述正确的是()①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性④氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成⑤氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂⑥碘易升华，所以要保存在有铁盖旋紧的密闭容器中A．①③⑥ B．③⑤⑥C．②④⑤ D．③④⑤2．(双选)下列叙述中正确的是()A．能使湿润的淀粉­KI试纸变成蓝色的物质不一定是Cl2B．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次性鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液C．某溶液中加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－D．向浅黄色的溴水中加入CCl4