高三化学一轮复习课件2：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【考纲点击】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重要化合物对环境质量的影响．

【考情播报】1．Cl2、HClO的强氧化性在生产生活中的应用．2．结合Cl2的实验室制法考查氯及其化合物的主要

性质、实验操作等．3．卤族元素性质的递变规律及与化工生产相结合

的资源综合利用.1．氯气的物理性质颜色：

，气味：

，密度：比空气

，溶解性：25℃时，1体积水约溶解

体积氯气，毒性：

．黄绿色刺激性大剧毒22．氯气的化学性质(1)与金属反应①与Fe反应的化学方程式为：

.现象：剧烈燃烧，产生

烟．②与Cu反应的化学方程式为：

.现象：剧烈燃烧，产生

烟．2Fe＋3Cl22FeCl3棕褐色棕黄色Cu＋Cl2CuCl2(2)与非金属反应①与H2反应H2＋Cl22HCl，现象：安静燃烧，产生

火焰．H2＋Cl22HCl，现象：发生

．②与Si反应化学方程式为：

.(3)与H2O反应化学方程式为：

.新制氯水呈

．苍白色爆炸黄绿色Cl2＋H2OHCl＋HClOSi＋2Cl2SiCl4(4)与碱反应①与NaOH溶液反应的化学方程式为：

.②与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为：

.漂白液的有效成分是

，漂白粉的有效成分是

.Ca(ClO)2NaClOCl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O2Cl2＋2Ca(OH)2

===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(5)与还原性物质反应①与FeCl2溶液反应的离子方程式为：

.②与KI溶液反应的离子方程式为：

.2Fe3＋＋2Cl－2Fe2＋＋Cl2===2I－＋Cl2

===I2＋2Cl－3．次氯酸的性质(1)弱酸性：比碳酸

．(2)不稳定性：化学方程式为：

.氯水要现用现配，在

试剂瓶中保存．(3)强氧化性：使有色布条等有机色质褪色，用作

剂、

剂．弱漂白消毒棕色2HClO2HCl＋O2↑4．次氯酸钙的性质(1)化学性质：水溶液呈

性，具有

性．(2)漂白原理：

.碱强氧化Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO氯水的成分和性质1．氯水的成分Cl2溶于水：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO2．氯水的性质①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化

性、弱酸性；④Cl－的性质．在不同的反应中，氯水

起作用的成分不同，现列表如下：参与反应的粒子所加试剂实验现象离子方程式或解释Cl－AgNO3溶液白色沉淀Cl－＋Ag＋===AgCl↓H＋Na2CO3固体有气泡产生2H＋＋

==CO2↑＋H2O参与反应的粒子所加试剂实验现象离子方程式或解释HClO有色布条布条颜色褪去发生氧化还原反应Cl2FeCl2溶液溶液变棕黄色2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－参与反应的粒子所加试剂实验现象离子方程式或解释Cl2、H2OSO2黄绿色褪去SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋

HClO、H＋石蕊试液先变红后褪色酸性和漂白性参与反应的粒子所加试剂实验现象离子方程式或解释Cl2、H＋镁粉氯水的颜色褪去并有气泡产生Mg＋Cl2===Mg2＋＋2Cl－

Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑3．新制氯水、久置氯水、液氯的比较名称新制氯水久置氯水液氯物质类别混合物混合物纯净物粒子种类Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、

Cl－、OH－Cl2主要性质黄绿色溶液，能导电，有酸性、漂白性即为稀盐酸，无色溶液，只有强酸性黄绿色液体，不导电，有氧化性(1)新制氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，故可用排饱和食盐水法收集Cl2，或除去Cl2中的HCl气体．(2)Cl2、SO2两种气体混合溶于水生成两种强酸，这一性质常用于推断题中．1．氯气的实验室制法(1)反应原理

；(2)收集方法：

；(3)尾气吸收反应的离子方程式为：

.MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O向上排空气法Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O2．卤素离子的检验氯气的实验室制法1．反应原理MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O若无MnO2，可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等氧化剂代替，如2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O2．制备气体的类型固体＋液体气体3．收集方法向上排空气法或排饱和食盐水法．4．净化方法用饱和食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去水蒸气．5．尾气吸收用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收．6．验满方法(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满．(2)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先变红后褪色的变化，则证明已集满．(3)实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满．7．注意事项(1)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．(2)必须用浓盐酸，稀盐酸不反应．(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的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，因为溶液中含Ca(OH)2量少，吸收不完全．制取气体的实验装置一般包括四个部分：发生装置―→净化装置―→收集或性质验证装置―→尾气处理装置．在组合装置制取气体时，可按此顺序选择需要的仪器和相应的药品，对有毒气体必须有尾气处理装置．1．元素性质的递变规律包含元素为：

，原

子半径逐渐

，非金属性逐渐

．氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)增大减弱加深浅黄绿黄绿深红棕紫黑增大升高2．单质物理性质的递变规律(1)单质颜色

(F2：

色气体；Cl2：

色气体；Br2：

色液体；I2：

色固体)．(2)密度逐渐

；熔沸点逐渐

．3．单质及化合物的化学性质(1)单质(从F2至I2)氧化性逐渐

，与氢气化合

，与H2O反应逐渐

．(2)化合物(从F至I)HX稳定性逐渐

，X－的还原性逐渐

．减弱由易到难减弱减弱增强卤素单质及其化合物的特性和应用1．氟(1)无正价无含氧酸，非金属性最强，F－的还原性最弱．(2)与H2反应在暗处即爆炸．(3)2F2＋2H2O===4HF＋O2.(4)HF是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在铝制器皿或塑料瓶中；

有毒，在HX中沸点最高．2．溴(1)Br2是深红棕色液体，易挥发．(2)Br2易溶于有机溶剂．(3)盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用

橡胶塞．3．碘(1)I2遇淀粉变蓝色．(2)I2加热时易升华．(3)I2易溶于有机溶剂．(4)食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大．4．卤化银(1)AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黄色不溶

于水，AgI黄色不溶于水．AgCl、AgBr、AgI也不溶于

稀硝酸．(2)除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用

于照相．(3)AgI可进行人工降雨．(4)I2与Fe反应产生FeI2，其他卤素单质生成FeX3.由于F2易与水反应生成HF和O2，在水溶液中F2不能发生反应：(1)X2＋H2OHX＋HXO(X代表卤素)．(2)F2不能置换其他卤素单质．[例1]

(2009·江苏高考)二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂．与Cl2相比，ClO2不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物．(1)在ClO2的制备方法中，有下列两种制备方法：方法一：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O方法二：2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其

主要原因是_________________________________．(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5～6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子().2001年我国卫生部规定，饮用水中的含量应不超过0.2mg/L.饮用水中ClO2、的含量可用连续碘量法进行测定．ClO2被I－还原为、Cl－的转化率与溶液pH的关系如图所示．当pH≤2.0时，也能被I-完全还原成Cl-.反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定：2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI①请写出pH≤2.0时，与I-反应的离子方程式_________________________________________________.②请完成相应的实验步骤：步骤1：准确量取VmL水样加入到锥形瓶中．步骤2：调节水样的pH为7.0～8.0.步骤3：加入足量的KI晶体．步骤4：加入少量淀粉溶液，用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V1mL.步骤5：________________________________________.步骤6：再用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2mL.③根据上述分析数据，测得该饮用水样中的浓度为

mol/L(用含字母的代数式表示)．④若饮用水中的含量超标，可向其中加入适量的Fe2+将还原成Cl-，该反应的氧化产物是

(填化学式)．[思路点拨]

解答本题要注意以下几点：(1)明确图象中纵横坐标以及图线变化趋势所代表的涵义．(2)理清滴定的原理．(3)灵活应用电子守恒、电荷守恒配平方程式并利用关系式进行计算．[课堂笔记]

(1)比较方法一和方法二，根据题干与Cl2相比ClO2对人体不会产生有潜在危害的有机氯代物．(2)根据题目信息pH≤2.0时，被I－还原为Cl－，利用氧化还原反应规律书写即可4H＋＋＋4I－===2I2＋Cl－＋2H2OCl：＋3→－1↓4×1I：－1→0↑2×2(根据电荷守恒，在反应物中补4H＋)实验目的是测的浓度pH＝7.0～8.0时ClO2→时将I－氧化为I2故步骤中涉及的反应有：2ClO2＋2I－===2＋I2①cV1×10－3

molI2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI②cV1×10－3

mol

cV1×10－3

mol4H＋＋＋4I－===2I2＋Cl－＋2H2O③cV2×10－3

mol

cV2×10－3

molI2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI④cV2×10－3

mol

cV2×10－3

mol根据步骤4消耗n(Na2S2O3)＝cV1×10－3

mol可得出反应①生成的为cV1×10－3

mol，步骤5要将全部还原为Cl－，故调节pH≤2.0，根据步骤6消耗n(Na2S2O3)＝cV2×10－3

mol，可知反应③中共有cV2×10－3

mol

参与反应，来源有两部分：一是溶液中本身就存在的；二是ClO2被步骤3中I－还原生成的．所以原溶液中n()＝cV2×10－3

mol－cV1×10－3

mol.故原溶液中c(ClO)＝

＝

将Fe2＋投入饮用水中，用Fe2＋还原ClO－4Fe2＋＋＋4H＋===4Fe3＋＋Cl－＋2H2OFe：＋2→＋3↑1×4Cl：＋3→－1↓4×1配平电荷守恒时有两种情况①4Fe2＋＋＋4H＋===4Fe3＋＋Cl－＋2H2O②4Fe2＋＋＋2H2O===4Fe3＋＋Cl－＋4OH－根据题意，原饮用水为弱酸性，且Fe3＋在酸性pH＝1.3时，即开始沉淀，故应发生②反应，生成的Fe3＋与OH－结合生成Fe(OH)3，故氧化产物为Fe(OH)3.[答案]

(1)方法二制备的ClO2中不含Cl2(2)①＋4H＋＋4I－===Cl－＋2I2＋2H2O②调节溶液的pH≤2.0③

④Fe(OH)3[例2]

(2010·银川模拟)A和B均为钠盐的水溶液，A呈中性，B呈碱性并具有氧化性．下述为相关实验步骤和实验现象：请回答：(1)写出A、B和C的化学式：A___________，B___________，C________.(2)依次写出A→D和D→E(E中含有某＋5价元素的含氧酸根离子)的离子方程式：____________________________________.(3)写出将SO2气体通入K溶液中发生反应的离子方程式：_________________________________________.(4)写出由F→H的化学方程式：___________________________________________.[思路点拨]

解答本题的思路是首先根据卤族元素单质及其化合物的性质找准突破口，然后结合框图中的转化关系逐步分析，最后按题目中的要求进行解答．[课堂笔记]

A为钠盐且遇到硝酸酸化的AgNO3得到黄色沉淀，说明A为NaI；D在CCl4中呈紫色，说明D为I2；将B逐滴加入NaI溶液中即可将I－氧化为I2，说明该钠盐具有强氧化性，故B为NaClO；ClO－＋2H＋＋Cl－===Cl2↑＋H2O，说明F(黄绿色气体)为Cl2，K为FeCl3；据Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O知H为NaCl和NaClO的混合溶液；NaClO可以将I2氧化得NaIO3，即E为NaIO3.[答案]

(1)NaI

NaClO

AgI(2)2I－＋ClO－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－I2＋5ClO－＋2OH－===＋5Cl－＋H2O(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋＋4H＋(4)Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O解题关键是寻找“突破口”，即“题眼”．通过某些明显的特点可首先判断出其中的一种物质“就是什么”或“可能是什么”，这些明显特点就是“题眼”，然后顺藤摸瓜即可完成所有推断．氯气的实验室制法以氯气的性质及其实验室制法为基础的实验题，曾多次出现在高考题中．这类题目虽然经典，但常出常新，且知识覆盖面较广，不仅考查了氯及其化合物的性质，还很好地考查了学生的综合实验能力．该类实验装置的一般顺序是：发生装置―→净化装置―→主体实验装置―→尾气吸收装置．按此顺序分析、选择试剂用品、组装仪器、评价实验方案的优劣．如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置．(1)要将C装置接入B和D之间，正确的接法是：a→

→

→d.(2)实验开始先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处的酒精灯．Cl2通过C装置后进入D，D装置内盛有碳粉，发生氧化还原反应，生成CO2和HCl(g)，发生反应的化学方程式为____________________________．

为了使C装置发挥更好的作用，可向烧杯中加入浓硫酸，加入浓硫酸的作用是_______________________．