富集在海水中的元素-氯【講】(人教版)(原卷版)

4.2富集在海水中的元素——氯知識(shí)整理知識(shí)整理氯及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用一、氯氣的性質(zhì)1．氯氣的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度毒性溶解性特性色氣體有氣味比空氣有毒能溶于水，1體積水約溶解2體積Cl2液化2.從氯的原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)氯氣的化學(xué)性質(zhì)——氧化性依據(jù)氯氣的氧化性完成下列方程式：（1）與金屬反應(yīng)①Fe：，棕紅色煙。②Cu：，棕黃色煙。（2）與非金屬反應(yīng)H2：，蒼白色火焰；H2和Cl2的混合氣體光照時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。（3）與還原性無機(jī)化合物反應(yīng)①與碘化鉀溶液反應(yīng)：(填離子方程式)。②與SO2水溶液反應(yīng)：，(填化學(xué)方程式和離子方程式)。③與FeCl2溶液反應(yīng)：(填離子方程式)。3．從化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)氯氣的化學(xué)性質(zhì)——歧化反應(yīng)氯氣與水或堿反應(yīng)，氯元素的化合價(jià)既有升高又有降低，因而氯氣既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。（1）與水反應(yīng)化學(xué)方程式：；離子方程式：。（2）與堿反應(yīng)①與燒堿反應(yīng)：(填化學(xué)方程式)；②制取漂白粉：(填化學(xué)方程式)。4．從平衡的角度理解氯水的成分和性質(zhì)（1）氯水中存在三個(gè)平衡關(guān)系①Cl2＋H2O=HCl＋HClO②HClO=H＋＋ClO－③H2O=H＋＋OH－（2）氯水性質(zhì)的多重性新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)。在不同的化學(xué)反應(yīng)中，氯水中參與反應(yīng)的微粒不同。注：氯水常代替氯氣進(jìn)行溶液中的實(shí)驗(yàn)。（3）Cl2＋H2O==H＋＋Cl－＋HClO平衡移動(dòng)的應(yīng)用向氯水中加入的物質(zhì)(或改變的條件)濃度變化平衡移動(dòng)的方向應(yīng)用可溶性氯化物c(Cl－)增大左移①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl氣體②用排飽和食鹽水法收集Cl2鹽酸c(H＋)和c(Cl－)增大左移次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2NaOHc(H＋)減小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H＋)減小右移制漂白粉CaCO3c(H＋)減小右移制高濃度的HClO溶液光照c(HClO)減小右移氯水避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配二、次氯酸和次氯酸鹽的性質(zhì)1．次氯酸2．次氯酸鹽（1）漂白液(84消毒液)有效成分為，它與潔廁靈(主要成分為鹽酸)混合立即會(huì)產(chǎn)生氯氣，其離子方程式是。（2）漂白粉①成分：漂白粉的主要成分是，其中有效成分是，其水溶液顯性，原因是。②漂白原理：在潮濕的空氣中能吸收CO2生成HClO，化學(xué)方程式為。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)次氯酸和次氯酸鹽均具有強(qiáng)氧化性，故與I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋等還原性離子不能大量共存。ClO－不論是酸性還是堿性條件下都具有較強(qiáng)的氧化性，NOeq\o\al(－,3)不同于ClO－，在酸性條件下NOeq\o\al(－,3)具有強(qiáng)氧化性，與Fe2＋、I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不能大量共存，而在堿性條件下，NOeq\o\al(－,3)與I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)可以大量共存。知識(shí)演練知識(shí)演練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。（1）將Cl2通入碳酸鈉溶液中制取較高濃度的次氯酸溶液。()（2）KClO堿性溶液與Fe(OH)3反應(yīng)：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所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化可以實(shí)現(xiàn)。()（4）將Cl2與HCl混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2。()（5）氯氣溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以導(dǎo)電，所以氯氣是電解質(zhì)。()（6）氯氣可以使?jié)駶?rùn)的有色布條褪色，但是實(shí)際起漂白作用的物質(zhì)是次氯酸，而不是氯氣。()（7）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2LCl2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5NA。()（8）84消毒液的消毒原理與H2O2相同，都是利用強(qiáng)氧化性。()（9）漂白粉溶液在空氣中失效的離子方程式：ClO－＋CO2＋H2O=HClO＋HCOeq\o\al(－,3)。()2．在空氣中長(zhǎng)時(shí)間放置的漂白粉，最終得到的主要固體物質(zhì)是__________________，其原因是_________________________________________(用化學(xué)方程式說明)。3．根據(jù)下列裝置圖回答問題：（1）裝置A、B通入Cl2后，觀察到的現(xiàn)象是________________________________，根據(jù)現(xiàn)象可得出的結(jié)論是_________________________________________________。（2）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________。（3）裝置F的作用是__________________________________________。（4）實(shí)驗(yàn)開始后，觀察到裝置C中的現(xiàn)象是__________________________________。（5）裝置E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______________________________________。（6）通入Cl2時(shí)裝置D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________________。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升一、氯氣和氯水的性質(zhì)1．氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì)，它具有較強(qiáng)的氧化性。下列敘述中不正確的是()A．紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，生成棕黃色的煙B．通常狀況下，干燥的氯氣能和Fe反應(yīng)C．純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，集氣瓶瓶口呈現(xiàn)霧狀；光照H2和Cl2的混合氣體時(shí)，因迅速化合而爆炸D．氯氣能與水反應(yīng)生成HClO和HCl，久置氯水最終變?yōu)橄←}酸2．向新制氯水中加入少量下列物質(zhì)，能增強(qiáng)溶液漂白能力的是()A．碳酸鈣粉末 B．稀硫酸C．氯化鈣溶液 D．二氧化硫水溶液3．(雙選)氯水中存在多種分子和離子，它們?cè)诓煌姆磻?yīng)中表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。下列結(jié)論正確的是()A．加入有色布條，片刻后有色布條褪色，說明有Cl2存在B．溶液呈淺黃綠色，且有刺激性氣味，說明有Cl2存在C．先加入鹽酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，無法說明有Cl－存在D．加入NaOH溶液，氯水的淺黃綠色消失，說明有HClO存在二、氯的含氧酸鹽和含氯消毒劑(熱點(diǎn))4．亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效的漂白劑和氧化劑，可用于各種纖維和某些食品的漂白。馬蒂遜(Mathieson)法制備亞氯酸鈉的流程如下：下列說法錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)①階段，參加反應(yīng)的NaClO3和SO2的物質(zhì)的量之比為2∶1B．若反應(yīng)①通過原電池來實(shí)現(xiàn)，則ClO2是正極產(chǎn)物C．反應(yīng)②中的H2O2可用NaClO4代替D．反應(yīng)②條件下，ClO2的氧化性大于H2O25．（1）在KClO3氧化I2制備KIO3工藝中“酸(HCl)化反應(yīng)”的產(chǎn)物為KH(IO3)2、Cl2和KCl，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。（2）NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________。（3）NaClO2溶液是脫硝反應(yīng)的吸收劑，其與NO反應(yīng)生成的產(chǎn)物之一為NOeq\o\al(－,3)的離子方程式為_______________________________________________________________________。（4）實(shí)驗(yàn)室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨(又稱肼，N2H4，無色液體)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________。（5）ClO2是一種優(yōu)良的消毒劑，可用氯酸鈉和雙氧水在酸性條件下制備，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為________NaClO3＋________H2O2＋H2SO4=________ClO2↑＋________O2↑＋Na2SO4＋________。方法技巧方法技巧氯水的組成及性質(zhì)在應(yīng)用中的常見誤區(qū)（1）氯水中因HClO見光分解，隨著HClO的消耗，最后成為鹽酸，故久置氯水酸性增強(qiáng)，無漂白性。因此，氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配。（2）制取氯水的反應(yīng)為Cl2＋H2O==HCl＋HClO，反應(yīng)中Cl2既是氧化劑，又是還原劑，且1molCl2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA。（3）Cl2盡管有較強(qiáng)的氧化性，但沒有漂白性，氯水具有漂白性是因?yàn)镃l2與水反應(yīng)生成了具有強(qiáng)氧化性的HClO。知識(shí)整理知識(shí)整理氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)室制取氣體裝置由發(fā)生裝置、凈化裝置、收集裝置以及尾氣吸收裝置組成。以Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法為例(見下圖)：（1）反應(yīng)原理：用MnO2(或其他強(qiáng)氧化劑，如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等)氧化濃鹽酸。MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，該反應(yīng)的離子方程式為。其他制取Cl2的反應(yīng)原理：①16HCl＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑；②6HCl(濃)＋KClO3=KCl＋3H2O＋3Cl2↑；③4HCl＋Ca(ClO)2=CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑。（2）制備裝置類型：固體＋液體eq\o(→,\s\up7(△))氣體（3）凈化方法：用除去HCl氣體，再用濃硫酸除去水蒸氣。（4）收集氣體：法或排飽和食鹽水法。（5）尾氣吸收：用強(qiáng)堿溶液(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，溶液濃度低，吸收不完全。（6）驗(yàn)滿方法：將濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙靠近盛Cl2的集氣瓶瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿；或?qū)駶?rùn)的靠近盛Cl2的集氣瓶瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。知識(shí)演練知識(shí)演練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。（1）含4molHCl的濃鹽酸與足量MnO2反應(yīng)，可制備22.4LCl2。()（2）必須用濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制Cl2，因?yàn)橄←}酸與MnO2不反應(yīng)。()（3）用飽和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl氣體。()（4）用濃硫酸或堿石灰干燥Cl2。()（5）可用排飽和食鹽水法收集Cl2。()（6）常用飽和石灰水吸收尾氣中的Cl2。()（7）用干燥的淀粉-碘化鉀試紙檢驗(yàn)Cl2是否收集滿。()（8）用NaOH溶液吸收多余的Cl2時(shí)，為防止倒吸，導(dǎo)氣管不能伸入液面以下。()2．(簡(jiǎn)答題答題規(guī)范)下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡(jiǎn)易裝置。思考裝置B、C、D的作用分別是：(1)B______________________________________________________________________；(2)C______________________________________________________________________；(3)D______________________________________________________________________。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升一、制取氯氣相關(guān)儀器的連接及實(shí)驗(yàn)操作1．實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制Cl2時(shí)，有如下操作：①連好裝置，檢查氣密性；②緩緩加熱；③加入MnO2粉末；④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸；⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收；⑥用向上排空氣法收集氯氣。操作順序正確的是()A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤2．實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置如圖。圖中涉及氣體發(fā)生、除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置，其中錯(cuò)誤的是()A．①②④ B．①②③C．①③④ D．②③④3．氯氣是一種重要的工業(yè)原料。資料顯示：Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O。某學(xué)習(xí)小組利用此原理設(shè)計(jì)如圖所示裝置制取氯氣并探究其性質(zhì)：（1）在該實(shí)驗(yàn)中，甲部分的裝置是________(填字母)。（2）乙裝置中FeCl2溶液與Cl2反應(yīng)的離子方程式是___________________________。（3）丙裝置中通入少量Cl2，可制得某種生活中常用的漂白、消毒的物質(zhì)。已知碳酸的酸性強(qiáng)于次氯酸，則丙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________。（4）該實(shí)驗(yàn)存在明顯的缺陷，改進(jìn)的方法是___________________________________。方法技巧方法技巧實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制取Cl2時(shí)的注意事項(xiàng)（1）反應(yīng)物的選擇：必須用濃鹽酸，稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時(shí)，反應(yīng)停止，故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。（2）加熱溫度不宜過高，以減少HCl的揮發(fā)。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2后，再拆卸裝置，避免污染空氣。（4）尾氣吸收時(shí)，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因?yàn)槭宜泻珻a(OH)2的量少，吸收不完全。二、含氯化合物的制備4．(雙選)Cl2O是黃棕色具有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，是一種強(qiáng)氧化劑，易溶于水且會(huì)與水反應(yīng)生成次氯酸，與有機(jī)物、還原劑接觸或加熱時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒并爆炸。一種制取Cl2O的裝置如圖所示。已知：Cl2O的熔點(diǎn)為－116℃，沸點(diǎn)為3.8℃；Cl2的沸點(diǎn)為－34.6℃；HgO＋2Cl2=HgCl2＋Cl2O。下列說法中不正確的是()A．裝置②③中盛裝的試劑依次是濃硫酸和飽和食鹽水B．通入干燥空氣的目的是將生成的Cl2O稀釋，減小爆炸危險(xiǎn)C．從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2OD．裝置④與⑤之間不用橡膠管連接，是為了防止橡膠管燃燒和爆炸5．某同學(xué)設(shè)計(jì)用如圖所示裝置制備少量的AlCl3(易水解)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．裝置B中所裝試劑為飽和NaCl溶液，其作用是除去氯氣中的HCl氣體B．裝置C和F中的試劑均為濃硫酸，其作用是防止水蒸氣進(jìn)入裝置E中C．用50mL12mol·L－1的鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)，所得氯氣可以制取26.7gAlCl3D．實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)先點(diǎn)燃A處的酒精燈，待裝置中充滿黃綠色氣體時(shí)再點(diǎn)燃D處的酒精燈知識(shí)整理知識(shí)整理鹵素的來源、性質(zhì)及X－的檢驗(yàn)一、鹵素的來源1．氯的提取——氯堿工業(yè)海水→粗鹽eq\o(→,\s\up11(精制),\s\do4())飽和食鹽水eq\o(→,\s\up11(電解),\s\do4())eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(陽(yáng)極產(chǎn)物：Cl2,陰極產(chǎn)物：H2、NaOH))化學(xué)方程式為。2．海水中提取溴（1）提取流程（2）發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式①；②；③。3．海帶中提取碘（1）提取流程（2）發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：。二、鹵素單質(zhì)(X2)性質(zhì)的遞變性、相似性1．遞變性顏色F2Cl2Br2I2eq\o(→,\s\up11(淺黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色),\s\do4(顏色加深))熔、沸點(diǎn)eq\o(→,\s\up11(氣體氣體液體固體),\s\do4(逐漸升高))密度逐漸增大水溶性eq\o(→,\s\up11(反應(yīng)溶解溶解微溶),\s\do4(逐漸減小))氧化性eq\o(→,\s\up11(與氫氣化合由易到難),\s\do4(逐漸減弱))氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2還原性(X－)逐漸增強(qiáng)，即F－＜Cl－＜Br－＜I－注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)（1）X2易溶于有機(jī)溶劑；Br2易揮發(fā)，有毒；I2易升華，遇淀粉溶液變藍(lán)。（2）X2能與一些還原性離子反應(yīng)，如Br2與SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋反應(yīng)的離子方程式分別為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不能與Fe2＋反應(yīng)。2．相似性（1）都能與大多數(shù)金屬反應(yīng)：2Fe＋3Br2=2FeBr3；I2＋Fe=FeI2。（2）都能與H2反應(yīng)：H2＋F2=2HF；H2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2HBr；H2＋I(xiàn)2==2HI。（3）都能與H2O反應(yīng)：X2＋H2O==HX＋HXO(F2例外)。（4）都能與堿液反應(yīng)：X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。三、鹵化銀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、鹵素離子的檢驗(yàn)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，則有Cl－,淺黃色沉淀，則有Br－,黃色沉淀，則有I－))2．置換——萃取法(檢驗(yàn)Br－、I－)未知液eq\o(→,\s\up11(加適量新制飽和氯水),\s\do4(振蕩))eq\o(→,\s\up11(加入CCl4(下層)或汽油(上層)),\s\do4(振蕩))有機(jī)層eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(紅棕色或橙紅色，表明有Br－,紫色、淺紫色或紫紅色，表明有I－))3．氧化——淀粉法(檢驗(yàn)I－)未知液eq\o(→,\s\up11(加入適量新制飽和氯水(或雙氧水)),\s\do4(振蕩))eq\o(→,\s\up11(加入淀粉溶液),\s\do4(振蕩))藍(lán)色溶液，表明有I－知識(shí)演練知識(shí)演練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。（1）碘酒可用于皮膚外用消毒。()（2）酸化NaIO3和NaI的混合溶液：I－＋I(xiàn)Oeq\o\al(－,3)＋6H＋=I2＋3H2O。()（3）鑒別NaBr和KI溶液，分別加新制氯水后，用CCl4萃取。()（4）向某黃色溶液中加入淀粉-KI溶液，溶液呈藍(lán)色，則溶液中含Br2。()（5）碘化鉀與濃硫酸反應(yīng)可制備碘化氫。()（6）富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收。()（7）用CCl4萃取碘水中的碘，先振蕩，后靜置，液體分層，下層呈無色。()（8）碘易升華，可用加熱升華法除去NH4Cl中混有的I2。()（9）實(shí)驗(yàn)室保存少量液溴時(shí)常加少量水液封，并用玻璃塞密封，不能用橡膠塞。()2．一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是鹵素互化物，它們的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似。（1）ICl3與水反應(yīng)的產(chǎn)物可能為________(填化學(xué)式)。（2）ICl在常溫下與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式為______________________________，該反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)？________(填“是”或“否”)。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升一、鹵素的性質(zhì)及X－的檢驗(yàn)1．下列關(guān)于鹵素的敘述正確的是()①鹵素的鉀鹽中，最易被氧化的是氟化鉀②溴中溶有少量氯氣，可以用加入溴化鈉再用汽油萃取的方法提純③溴化銀具有感光性，碘化銀不具有感光性④氟氣跟氯化鈉水溶液反應(yīng)，一定有氟化氫和氧氣生成⑤氯氣跟水反應(yīng)時(shí)，水既不是氧化劑也不是還原劑⑥碘易升華，所以要保存在有鐵蓋旋緊的密閉容器中A．①③⑥ B．③⑤⑥C．②④⑤ D．③④⑤2．(雙選)下列敘述中正確的是()A．能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變成藍(lán)色的物質(zhì)不一定是Cl2B．用硝酸酸化的硝酸銀溶液能一次性鑒別NaCl、NaBr、KI三種失去標(biāo)簽的溶液C．某溶液中加入CCl4，CCl4層顯紫色，證明原溶液中存在I－D．向淺黃色的溴水中加入CCl4