1、高届高级步步高高中化学一轮复习全套课件学案第四章第15讲第15讲富集在海水中的元素卤素考纲要求1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。考点一氯及其化合物的性质和应用一、氯气的性质1.氯气的物理性质颜色气味毒性密度特性黄绿色刺激性气味有毒比空气重易液化注意实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)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Fe:2Fe3Cl22FeCl3,棕红色烟。Cu:CuCl2CuCl2,棕黄色烟。(
2、2)与非金属反应H2:H2Cl22HCl,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:与碘化钾溶液反应:Cl22KI=2KClI2。与SO2水溶液反应:Cl2SO22H2O=H2SO42HCl。与FeCl2溶液反应:Cl22FeCl2=2FeCl3。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:Cl2H2O HClHClO,离子方程式:Cl2H2O HClHClO。(2)与碱反应与烧碱反应:Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。制取漂白粉:2
3、Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。4.从平衡的角度理解氯水的成分和性质氯气能溶于水(12),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。(1)氯水中存在三种平衡关系:Cl2H2O HClHClOHClO HClOH2O HOH(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。二、次氯酸和次氯酸盐的性质1.次氯酸次氯酸见光分解的化学方程式:2HClO2HClO2。2.次氯酸盐(1)“84”消毒液有效成分为NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气,其离子方
4、程式是ClOCl2H=Cl2H2O。(2)漂白粉成分:漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其中有效成分是Ca(ClO)2。漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为Ca(ClO)2CO2H2O=2HClOCaCO3。(1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2()(2)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()(3)新制取的漂白粉是混合物()(4)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()(5)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂()(6)标准状况下,11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数
5、为0.5NA()(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同,都是利用强氧化性()【参考答案】：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)【试题解析】：(6)该反应为可逆反应,Cl2不能完全反应。1.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)【参考答案】：CaCO3和CaCl2Ca(ClO)2H2OCO2=CaCO32HClO,2HClO2HClO2,CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O2.(规范书写,培养答题能力)根据下列装置图回答问题:(1)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)集气瓶B中发生反应的离子方
6、程式是_。(3)F装置的作用是_。(4)实验开始后,观察装置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_。【参考答案】：(1)干燥的红色(或A中)布条不褪色,湿润的红色(或B中)布条褪色Cl2无漂白性,Cl2与水反应生成的HClO有漂白性(2)Cl2H2O HClHClO(3)吸收氯气,防止污染环境(4)溶液先变红色,然后褪色(5)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(6)H2OSOCl2=2HSO2Cl题组一氯气的性质1.下列说法错误的是()A.氯气作水的杀菌消毒剂B.氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性C.氯气溶于水
7、的离子方程式为Cl2H2O 2HClClOD.氯气与NaOH溶液反应,Cl2既是氧化剂又是还原剂【参考答案】：C【试题解析】：氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸有强氧化性,能够杀菌消毒,A项正确；氯气与KI发生反应:Cl22KI=2KClI2,反应中Cl2作氧化剂,B项正确；Cl2溶于水为可逆反应,且生成的HClO为弱电解质,不可拆开,C项错误；Cl2与NaOH溶液发生反应的化学方程式为Cl22NaOH=NaClNaClOH2O,反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂,D项正确。2.(2018郑州高三测试)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏,下列关于安全处理措施不正确的是()A.紧急组织群众沿逆风方向
8、疏散B.消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液C.处在该环境中的群众,应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子,趴在低洼处等待救援D.处在该环境中的群众,应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子,向高处转移【参考答案】：C【试题解析】：稀氨水挥发出的NH3具有强烈的刺激性气味；氯气的密度比空气的密度大,应往高处转移。题组二氯水中的平衡关系及多重性质3.向新制氯水中加入少量下列物质,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【参考答案】：A【试题解析】：新制氯水中存在平衡:Cl2H2O HClHClO,要增强溶液的漂白性,需要促进平衡正向移动,提高HClO的
9、浓度。碳酸钙粉末消耗溶液中的H,促进平衡正向移动,HClO的浓度增大,A项正确；加入稀硫酸会增大溶液中H的浓度,促进平衡逆向移动,HClO的浓度减小,B项错误；加入CaCl2溶液会增大溶液中Cl的浓度,促进平衡逆向移动,HClO的浓度减小,C项错误；二氧化硫具有还原性,能与Cl2、HClO发生氧化还原反应,使HClO浓度减小,D项错误。4.(2018宜昌高三检测)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
10、白色沉淀,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【参考答案】：B【试题解析】：A项,氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项,由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl,所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl；D项,因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应,所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。5.在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是()A.再通入少量氯气,减小B.通入少量SO2,溶液漂白性增强C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱
11、【参考答案】：C【试题解析】：饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项错；SO2Cl22H2O=2HClH2SO4,Cl2H2O HClHClO的平衡左移,HClO的浓度减小,漂白性减弱,B项错；加入少量的碳酸钠粉末,消耗H,使上述平衡正向移动,HClO的浓度增大,C项正确；光照过程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D项错误。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,故久置氯水酸性增加,无漂白性。因此,氯水要现用现配。(2)制取氯水的反应为Cl2H2O HClHClO,反应中Cl2既是氧化剂,又
12、是还原剂,且1 mol Cl2参加反应,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与水反应生成了强氧化性的HClO。(4)ClO与Fe2、I、S2、HS、SO等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。题组三其他含氯消毒剂6.氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的45倍,下列有关氯胺(NH2Cl)的说法一定不正确的是()A.氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HClB.氯胺的电子式为C.氯胺中氯的化合价为1D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似【参考答案】：A【试题解析】：NH2ClH2O NH3HClO,反应生成的HCl
13、O能杀菌消毒。该水解反应是一个可逆反应,HClO杀菌后浓度减小,平衡向右移动,氯胺转化成HClO；相反,当HClO浓度较高时,平衡向左移动,转化为氯胺,相当于暂时“贮存”,避免其分解损失,这样就延长了消毒时间。7.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是()A.NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl,则n(氧化剂)n(还原剂)14B.ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是2ClO22OH=ClOClOH2OC.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3D.等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强【参考答案】：C【试题
14、解析】：A项,酸性条件下ClO发生歧化反应,生成Cl和ClO2,可写出方程式:4H5ClO=Cl4ClO22H2O,显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为14,正确；B项,方程式符合歧化反应化合价的变化,正确；C项,ClO2易溶于水,显然不能用饱和食盐水除杂,错误；D项,等物质的量的ClO2作氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多,正确。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微生物。解答这类题目,一般要从氧化性,得电子数目以及平衡移动等角度分析思考。考点二氯气的实验室制法实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl2的实
15、验室制法为例(见下图):(1)反应原理:用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸。MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2O(2)制备装置类型:固体液体气体(3)净化方法:用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。(4)收集方法:向上排空气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的试剂瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先变红后褪
16、色,则证明已集满。(1)含4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2反应,可制备22.4 L Cl2()(2)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl()(3)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2()(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2()(5)常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2()(6)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满()【参考答案】：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1.Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4均能将盐酸中的Cl氧化成Cl2,试分别写出反应的离子方程式。(1)_。(2)_。(3)_。【参考答案】：(1)ClOCl2H=Cl2H2O(2)ClO5Cl6H=3Cl23H2O(
17、3)2MnO10Cl16H=2Mn25Cl28H2O2.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_。【参考答案】：(1)向上排空气法收集氯气(2)安全瓶作用,防止D中的液体倒吸入B中(3)吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境题组一仪器连接及操作注意事项1.实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时,有如下操作:连好装置,检查气密性；缓缓加热；加入MnO2粉末；从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；将多余氯气用NaOH溶液吸收；用向上排气收集氯气。顺序正确的是()A. B.C. D.【参考答案】：D【试题解析】：制取氯气的正确
18、操作步骤:先连接装置、检查气密性,然后装入药品:先向烧瓶中装入二氧化锰,再向分液漏斗中装入浓盐酸,下一步进行加热制取、收集氯气,由于氯气有毒,最后需要进行尾气吸收,故正确的排序为。2.(2018烟台模拟)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. B. C. D.【参考答案】：D【试题解析】：除HCl应用饱和NaCl溶液,洗气瓶干燥应从长管进气,应用NaOH溶液。3.实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2,也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2,下列有关说法不正确的是()A.KMnO4的氧化性比MnO2的强B.制备Cl2
19、的整个实验过程中,只需要使用氧化剂与还原剂C.用排气法收集Cl2时,不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满D.用足量MnO2与含有4 mol HCl的浓盐酸在加热条件下反应,得到Cl2的物质的量小于1 mol【参考答案】：B【试题解析】：比较反应的条件即可证明KMnO4的氧化性强于MnO2,A项正确；Cl2有毒,需要用碱溶液吸收尾气,B项错误；当整个集气瓶充满黄绿色气体时表明已收集满,C项正确；浓盐酸变稀后不再与MnO2反应,生成Cl2的物质的量小于1 mol,D项正确。实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点(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
20、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,因为溶液中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。题组二氯气与其他含氯化合物制备的综合4.(2018山东济宁教学质量检测)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
21、的沸点为34.6 ；HgO2Cl2=HgCl2Cl2O。下列说法中不正确的是()A.装置中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸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.从装置中逸出气体的主要成分是Cl2OD.装置与之间不用橡胶管连接,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸【参考答案】：C【试题解析】：制取Cl2O需要干燥纯净的氯气,所以中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸,A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸,所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,减小爆炸危险,B项正确；装置是收集Cl2O,所以温度低于3.8 ,此时氯气是气体,逸出的气体主要是空气和剩余的Cl2,C项错误；Cl2O与
22、有机物接触会发生燃烧并爆炸,装置与之间不用橡胶管连接,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸,D项正确。5.某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉。(1)装置中的X试剂为_。(2)装置中发生反应的化学方程式为_,该反应是放热反应,反应温度较高时有副反应发生,改进该实验装置以减小副反应发生的方法是_。【参考答案】：(1)NaOH溶液(2)2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O将装置放于冷水浴中进行实验考点三卤素的性质及X的检验1.溴、碘单质物理性质比较性质Br2I2颜色深红棕色紫黑色状态液体固体溶解性水中溶解度不大溶解度不大有机溶剂中易溶易溶特性易挥发、有毒易升华使淀粉溶液变蓝2.氯、
23、溴、碘单质化学性质比较(1)与碱溶液反应,如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOHX2=NaXNaXOH2O(XCl、Br、I)。(2)氧化性都能与金属反应生成金属卤化物,如与钠反应的化学方程式为2NaX22NaX(XCl、Br、I)。氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2Br2I2,阴离子的还原性:ClBrI。Cl2能从Br的溶液中置换出Br2,其离子方程式:Cl22Br=2ClBr2；同理,Br2能置换出I2,其离子方程式:Br22I=2BrI2。与一些还原性离子反应,如Br2与SO、Fe2反应的离子方程式分别为SOBr2H2O=SO2Br2H,2Fe2Br2=2Br2Fe3。3.卤素离子
24、的检验方法(1)AgNO3溶液沉淀法未知液生成(2)置换萃取法未知液有机层呈(3)氧化淀粉法检验I未知液蓝色溶液,表明有I1.氰(CN)2的结构简式为NCCN,其化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性介于Br2和I2之间。(1)写出(CN)2的电子式_。(2)写出(CN)2在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式_。(3)在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯气,其离子方程式为_。【参考答案】：(1)(2)(CN)22NaOH=NaCNNaCNOH2O(3)2ICl2=I22Cl2.一氯化碘(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
