届一轮复习人教版 富集在海水中的元素卤素 学案.docx
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届一轮复习人教版富集在海水中的元素卤素学案
基础课2 富集在海水中的元素——卤素
明确考纲
理清主干
1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。
3.了解卤族元素单质及其化合物的相似性和递变性,以及卤素提取的化工生产过程。
①
②卤素单质的来源与提取流程
(对应学生用书P76)
考点一 氯及其重要化合物
1.氯气的物理性质
颜色
状态
气味
密度
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
有毒
1体积水溶解约2体积Cl2
2.氯气化学性质
(1)原子结构
(2)化学性质
①与金属反应:
与变价金属反应生成高价金属氯化物。
a.与铁反应:
2Fe+3Cl2
2FeCl3 (棕红色烟)
b.与铜反应:
Cu+Cl2
CuCl2 (棕黄色烟)
②与非金属反应:
与H2反应:
H2+Cl2
2HCl,
③与还原性无机化合物反应(书写离子方程式):
a.与碘化钾溶液反应:
Cl2+2I-===2Cl-+I2。
b.与SO2水溶液反应:
Cl2+SO2+2H2O===4H++SO
+2Cl-。
c.与FeCl2溶液反应:
Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-。
④与水反应:
溶于水的氯气部分与水反应,离子方程式为Cl2+H2O===H++Cl-+HClO。
⑤与碱反应:
与NaOH溶液反应,离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
3.氯水的成分和性质
(1)氯水中存在的三个平衡关系:
Cl2+H2OHCl+HClO
HClOH++ClO-
H2OH++OH-
(2)氯水的成分:
①三种分子:
H2O、Cl2、HClO。
②四种离子:
H+、Cl-、ClO-和OH-。
(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。
久置氯水和新制氯水在成分和性质上有哪些不同?
提示:
久置的氯水最终变为稀盐酸,表现为酸性。
新制氯水中含有氯气、盐酸和次氯酸,除具有酸性外,还呈浅黄绿色,有刺激性气味,具有强氧化性。
4.两种氯的重要化合物
(1)次氯酸(HClO)
(2)漂白粉
“84消毒液”的有效成分是________。
向稀释后的“84消毒液”中加入3~4滴紫色石蕊试液的现象为______________________________________,原因是(结合离子方程式表示)_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
答案:
NaClO 先变蓝后褪色 ClO-+H2OHClO+OH-、ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
,HClO具有漂白性
(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)新制氯水必须用棕色瓶密封保存,光照氯水有气泡逸出,该气体是氯气( × )
(4)新制取的漂白粉是混合物( √ )
(5)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
( √ )
(6)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂( × )
题组一 氯气的性质
1.向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种,经过振荡,现象如图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是( )
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水
A.①②③ B.②①③
C.③②①D.①③②
答案:
B
2.(2018·山东师大附中检测)已知:
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,如图所示,将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上,并用表面皿盖好。
下表中由实验现象得出的结论完全正确的是( )
选项
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液褪色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液先变红后褪色
Cl2具有漂白性
D
KI-淀粉溶液变蓝色
Cl2具有氧化性
解析:
选D A项是因为Cl2具有强氧化性;Cl2本身没有酸性,溶液褪色,可能是Cl2与水反应生成HCl和HClO,再与NaOH溶液发生中和反应生成盐而使溶液褪色,还可能是生成的HClO的漂白性使溶液褪色,B项错;Cl2本身不具有漂白性,而是Cl2与H2O作用生成的HClO具有漂白性,C项错。
题组二 氯水的性质
3.(2018·定州中学月考)氯气的水溶液称为“氯水”,氯水中含有多种分子和离子,因此氯水有多重性质,下列有关新制氯水的说法中不正确的是( )
A.新制氯水呈黄绿色,且有刺激性气味,说明氯水中含有Cl2
B.新制氯水滴在蓝色石蕊试纸上,试纸先变红色后褪色,可说明氯水中含有Cl2
C.向淀粉-碘化钾溶液中加入氯水,溶液变成蓝色,说明Cl2可以与盐发生置换反应
D.新制氯水滴到Na2CO3溶液中,有气体产生,说明氯水中含有H+
解析:
选B Cl2+H2OHCl+HClO,氯水中含有Cl2、H+、Cl-、HClO。
A项,氯气是黄绿色气体,新制氯水呈现黄绿色,说明氯水中含有Cl2,故说法正确;B项,试纸先变红,说明含有H+,后褪色,是因为HClO的漂白性,故说法错误;C项,溶液变蓝说明生成I2,新制氯水的主要成分是Cl2,说明发生反应Cl2+2I-===2Cl-+I2,故说法正确;D项,发生反应2H++CO
===CO2↑+H2O,故说法正确。
4.(2018·抚顺统考)氯气对水杀菌消毒体系中起杀菌作用的主要是HClO。
25℃时氯气—氯水体系中存在以下平衡关系:
①Cl2(g)Cl2(aq) K1=10-1.2
②Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl- K2=10-3.4
25℃时,将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后向所得饱和氯水中滴加0.1mol·L-1的NaOH溶液,溶液pH变化的曲线如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.用氯气对水杀菌消毒,夏季要比冬季好
B.Cl2(g)+H2OHClO+H++Cl- K=10-4.6
C.图中①→②的变化,两个平衡均向右移动,Cl2(aq)的浓度减小,HClO浓度增大
D.图中点③所示溶液中饱和氯水恰好与NaOH反应,溶质只有NaCl和NaClO
解析:
选B A项,HClO温度越高越不稳定,所以用氯气对水杀菌消毒,冬季比夏季效果好,错误;B项,①②的总反应为Cl2(g)+H2OHClO+H++Cl-,K=K1-K2=10-4.6正确;C项,①→②过程中,溶液的pH逐渐降低,②时pH最小,说明该过程是Cl2逐渐溶解的过程,②时氯水达到饱和,两个平衡均向右移动,Cl2(aq)逐渐增大,HClO浓度也逐渐增大,错误;D项,若氯水恰好与NaOH完全反应此时溶质只有NaCl和NaClO,由于ClO-的水解应该使溶液呈碱性,pH=7时,则说明溶液的酸过量,故错误。
氯水中平衡移动的应用
向氯水中加入的物质
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
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Cl2
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
c(H+)减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(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
题组三 次氯酸及次氯酸盐的性质及应用
5.已知浓盐酸和次氯酸钙能发生反应:
Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O,用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的Cl2中,可能含有的杂质气体是( )
①CO2 ②HCl ③H2O(g) ④O2
A.①②③ B.②③④
C.②③D.①④
解析:
选A 贮存很久的漂白粉已经变质,成为Ca(ClO)2、CaCO3和CaCl2的混合物,所以与盐酸反应时会产生CO2,浓盐酸也会挥发出HCl和水蒸气。
6.(2018·马鞍山统考)“84”消毒液的有效成分为NaClO,已知酸的电离平衡常数:
H2CO3>HClO>HCO
,下列说法正确的是( )
A.“84”消毒液可以与福尔马林溶液混合使用
B.NaClO的稳定性和漂白性都比HClO强
C.工业上在特定条件下电解饱和食盐水制得NaClO,原理为NaCl+H2O===NaClO+H2↑
D.NaClO溶液在空气中发生的离子反应为2ClO-+CO2+H2O===2HClO+CO
解析:
选C 次氯酸钠具有强氧化性,能与福尔马林中的甲醛发生化学反应,A错误;NaClO在溶液中水解生成HClO,从而具有漂白性和强氧化性,B错误;根据电离平衡常数分析,反应应该生成次氯酸和碳酸氢根离子,D错误。
考点二 氯气的实验室制法
氯气是一种性质活泼的气体,以氯气的实验室制备、性质实验为素材的实验题目在高考实验类试题中占有很重要的位置,复习中应高度重视。
含0.4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2混合共热,能得到标准状况下2.24LCl2吗?
提示:
不能;原因是随着反应的进行,盐酸的浓度降低,而MnO2与稀盐酸不反应,故得到的Cl2小于0.1mol。
(1)MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式:
MnO2+4HCl
Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O( × )
(2)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( × )
(3)检验氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸( √ )
(4)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度( √ )
(5)实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应( √ )
(6)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时,为防止倒吸,导气管不能伸到液面以下( × )
1.实验室用MnO2和浓盐酸制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用向上排气收集氯气。
顺序正确的是( )
A.①②③④⑥⑤ B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤D.①③④②⑥⑤
答案:
D
2.(2018·大同调研)如图是用于氯气的制备、干燥、性质检验、尾气处理的常用装置。
请根据要求回答下列问题:
(1)检查装置A的气密性的方法:
___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某同学连接仪器的顺序为A→B→C→D,以此证明实验室制取Cl2的过程中有HCl和水蒸气挥发出来。
①A中反应的离子方程式是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
②B中盛放的试剂是________,C中盛放的是CCl4溶液,其作用是
________________________________________________________________________,
D中盛放的试剂是________,
实验时看到的现象是____________________________。
③有同学认为实验有缺陷,应该在C、D之间增加E装置,你认为该缺陷是__________________________,
该装置中应放入____________________________________。
(3)最后,同学们用上述除B以外的仪器组装一套可以制出纯净干燥氯气的装置,按气流方向填出接口顺序:
a→________→g→h→f(不能选用装置B,其他装置可以重复使用;需要几个接口填几个),并按顺序写出所填接口对应仪器盛放的试剂:
________________。
答案:
(1)先将a接口封闭,然后向分液漏斗中注入水,打开分液漏斗活塞,分液漏斗中水的液面不会连续下降,证明装置A的气密性好
(2)①MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
②无水硫酸铜粉末 吸收氯气,防止对HCl的检验带来影响 AgNO3溶液 产生白色沉淀(或紫色石蕊试液 石蕊试液变红而不褪色,其他合理答案也可) ③不能证明氯气是否除尽 湿润的KI-淀粉试纸(或湿润的有色布条)
(3)e→d→e→d 饱和食盐水、浓硫酸
实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点
1.为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发。
2.因Cl-浓度越小,其还原性越弱,所以必须用浓盐酸加热才可反应,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。
3.某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。
装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
(1)实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式为
___________________________________________________________________。
(2)装置Ⅱ的作用是__________________________________________________。
(3)实验过程中,装置Ⅳ中的实验现象为________________________________;
发生反应的化学方程式为_____________________________________________。
(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。
为了达到这一实验目的,你认为还需在上图装置________与________之间添加下图中的________装置(填序号),该装置的作用是________________________________________________________________________。
(5)装置V的目的是防止尾气污染空气,写出装置V中发生反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
解析:
(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制备氯气。
(2)加热时浓盐酸中的氯化氢气体易挥发,会导致氯气中混有HCl杂质,装置Ⅱ的作用是除去氯气中的氯化氢气体。
(3)氯气的氧化性大于碘,故氯气能把KI中的碘置换出来,所以装置Ⅳ中的实验现象为无色溶液变蓝色。
(4)从装置Ⅱ出来的是湿润的氯气,能够使干燥的品红试纸褪色,要观察到“a无明显变化”这一预期现象,需要在Ⅱ与Ⅲ之间添加装置④以干燥Cl2,达到预期效果。
(5)防止尾气污染空气,用氢氧化钠溶液除去氯气。
答案:
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)除去氯气中的氯化氢气体
(3)无色溶液变蓝色 Cl2+2KI===I2+2KCl
(4)Ⅱ Ⅲ ④ 干燥Cl2
(5)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
氯气的性质探究实验流程分析
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
验证干燥的氯气无漂白作用,湿润的氯气有漂白作用
B
干燥红布条
无明显变化
C
湿润红布条
红布条褪色
D
FeCl2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
铁粉
产生棕色烟
G
NaOH溶液
吸收多余的氯气
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
Br2
I2
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(棕色)
溶解度不大(棕黄色)
有机溶剂中
易溶(橙红色)
易溶(紫红色)
特性
①易挥发(应加水密封保存,不用橡胶塞)
②有毒
①易升华
②淀粉遇I2变蓝色
2.氯、溴、碘单质化学性质比较
(1)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+X2===2HX;
③都能与H2O反应:
X2+H2OHX+HXO(F2例外);
④都能与碱液反应:
X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2例外);
⑤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SO
+Br2+H2O===SO
+2Br-+2H+,2Fe2++Br2===2Br-+2Fe3+。
(2)递变性
氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2>Br2>I2,阴离子的还原性:
Cl-
Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,其离子方程式:
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2;同理,Br2能置换I2,其离子方程式:
Br2+2I-===2Br-+I2。
溴水是中学化学中常用的试剂,请思考总结中学化学实验中有哪些使溴水褪色的情况?
提示:
(1)因萃取而褪色:
苯、CCl4与溴水混合后,水层几乎为无色。
(2)因碱性条件下发生歧化反应而褪色:
如溴水与强碱反应,即Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O。
(3)因被还原而褪色:
如H2S、SO2、SO
、Fe2+、I-等能将Br2还原为Br-而使溴水褪色。
(4)因生成沉淀而褪色:
如溴水中加入AgNO3溶液,生成AgBr沉淀而使溴水褪色。
(5)因发生加成反应而褪色:
含
、—C≡C—的有机物与Br2发生加成反应,而使溴水褪色。
(6)因发生取代反应而褪色:
如
+3Br2―→
↓+3HBr,使溴水褪色。
3.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液和稀硝酸——沉淀法
(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
颜色无变化
蓝色溶液,表明有I-
(1)I-可使淀粉溶液变蓝( × )
(2)用CCl4萃取碘水中的碘,先振荡,后静置,液体分层,下层呈无色( × )
(3)碘易升华,可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2( × )
(4)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( √ )
(5)类比Fe与Cl2反应,可知Fe与I2反应产物为FeI3( × )
题组一 卤素的性质判断及X-的检验
1.(2018·日照联考)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:
选C 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。
2.下列叙述中正确的是( )
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.能使润湿的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显橙色,证明原溶液中存在Br-
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
答案:
A
卤素单质性质的特殊性
(1)Br2在常温下呈液态,是唯一的液态非金属单质。
液态Br2有剧毒,易挥发,故保存Br2时在试剂瓶中Br2液面上需用水封,磨口的玻璃塞用蜡封。
(2)I2遇淀粉显蓝色,这是碘单质的特殊性质,该性质可用于检验Cl2。
Cl2可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,其实质是Cl2+2I-===2Cl-+I2。
此外碘单质易升华,是常温下固体单质中唯一的双原子分子。
(3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯)萃取。
(4)氟元素无正价,F2与H2O发生置换反应生成O2:
2F2+2H2O===4HF+O2。
(5)F2不能从NaX溶液中置换出X2(X代表Cl、Br、I)。
题组二 卤素性质的实验探究
3.某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次):
a.KI溶液;b.淀粉溶液;c.NaOH溶液;d.稀硫酸;e.氯水。
发现溶液颜色按如下顺序变化:
①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。
下列对此过程进行的分析中错误的是( )
A.加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d
B.③→④反应的化学方程式为3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O
C.溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色
D.④→⑤反应的离子方程式为2I-+Cl2===I2+2Cl-
解析:
选D 溶液颜色变化:
①无色→②棕黄色说明有碘生成,②棕黄色→③蓝色说明是碘遇淀粉溶液显色,③蓝色→④无色说明碘被消耗,④无色→⑤蓝色说明又生成了碘,此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还原反应。
4.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
________________________________________________________________________
________________________________________________________
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