【高中化学】一轮复习学案：4.2-富集在海水中的元素——氯(必修1)

第二节富集在海水中的元素——氯【高考新动向】考点梳理1.了解氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。【考纲全景透析】一、氯气的性质及其应用1物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。2化学性质和用途氯气的化学性质很活泼的非金属单质。①与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）如：a.2Na＋Cl22NaCl（产生白烟）b.Cu＋Cl2CuCl2（产生棕黄色的烟）c.2Fe＋3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。②与非金属反应如：H2＋Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸H2＋Cl22HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸③与水反应：溶于水的氯气部分与水反应Cl2＋H2OHCl＋HClO④与碱反应：与NaOH溶液反应22Cl2OHClClOHO⑤与某些还原性物质反应如：a.2FeCl2＋Cl2=2FeCl3b.2KI＋Cl2=2KCl+I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）c.SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl+H2SO4⑥与某些有机物反应如：a.CH4＋Cl2CH3Cl+HCl（取代反应）b.CH2=CH2＋Cl2→CH2ClCH2Cl（加成反应）二.次氯酸和次氯酸盐的性质1.次氯酸(HClO)(1)弱酸性：酸性比碳酸弱。(2)不稳定性：2HClO2HCl+O2↑，氯水要现用现配制，保存在棕色试剂瓶中。(3)强氧化性：使有色布条褪色，用作消毒剂、漂白剂。2.漂白粉（1）主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2（2）漂白原理是：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，产生的HClO具有漂白性和强氧化性，由于Ca(ClO)2能与空气中的CO2、H2O反应生成HClO且HClO见光易分解，所以漂白粉应密封保存。（3）工业上常用氯气和石灰乳制取漂白粉2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O（4）溶液呈碱性，具有强氧化性。（5）失效原理：故漂白粉须密封保存。三、氯气的制法1.实验室制法，MnO2是氧化剂，HCl是还原剂。浓盐酸表现还原性和酸性2.工业制法化学方程式为：2222NaCl+2HO2NaOH+H+Cl通电四、卤素及其化合物的特性和用途(1)氟①无正价和含氧酸、非金属性最强，F－的还原性最弱。②与H2反应在暗处即爆炸。③2F2＋2H2O===4HF＋O2。④HF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①Br2是深红棕色液体，易挥发。②Br2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①I2遇淀粉变蓝色。②I2加热时易升华。③I2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①AgF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。③AgI可用于人工降雨。④I2与Fe反应产生FeI2，其他卤素单质生成FeX3。五、卤素离子的检验方法1．AgNO3溶液——沉淀法2．置换——萃取法3．氧化——淀粉法检验I－【热点难点全析】一、氯水的成分及性质1．成分：三种分子(H2O、Cl2、HClO)、四种离子(ClO－、Cl－、H＋、OH－)。2．性质：氯水的多种成分决定了它具有多重性质。(1)Cl2的强氧化性；(2)HCl的强酸性；(3)HClO的强氧化性、弱酸性；(4)Cl－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：参与反应的微粒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＋＋CO2－3===CO2↑＋H2OHClO有色布条布条颜色褪去HClO具有强氧化性白色浅黄色黄色Br-I-蓝色参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释Cl2FeCl2溶液溶液由浅绿色变为棕黄色2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Cl2、H2OSO2氯水颜色褪去SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HClHClO、H＋石蕊溶液先变红后褪色酸性和漂白性3．新制氯水、久置氯水及液氯成分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微粒种类Cl2、HClO、H2O、H＋Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－、OH－Cl24.平衡Cl2+H2OH+Cl+HClO影响及其应用。影响因素对平衡的影响应用加入可溶性氯化物c（Cl－）增大，平衡左移①用排饱和食盐水的方法收集Cl2②用饱和食盐水的方法除去Cl2中的杂质HCl加入浓盐酸c（Cl－）和c（H＋）都增大，平衡左移①氯酸盐和次氯酸盐与浓盐酸反应制取Cl2②测漂白粉中的“有效氯”Ca(C1O)2＋4HCl(浓)==CaC12＋2Cl2↑+3H2O当加入CaCO3或Na2CO3c（H＋）减少，平衡右移制取浓度较大的HClO加入碱溶液c（HClO）和c（H＋）都减少，平衡右移①用浓碱液来吸收未反应完的Cl2，防止环境污染②工业制漂白粉、漂白液光照HClO见光分解，平衡右移新制氯水须避光保存，且须现做现配，而久置的氯水就是盐酸【典例1】某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题。实验序号实验方法实验现象结论①将氯水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀②将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中③淀粉­KI试纸变蓝色氯水中含有Cl2④将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中氯水中含有H＋(1)实验①得出的结论________________________________。(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”：②________________，④_______________________。(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是____________。(4)通过实验②的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是a._________________________________，b．_______________________________________________。请设计简单的实验证明哪一个是正确__________________。【答案】(1)氯水中含有Cl－(2)溶液褪色有气泡冒出(3)取一片淀粉­KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上(4)a.氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色b．氯水中含有H＋，中和OH－使溶液褪色向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H＋的中和作用引起的二、氯气的实验室制法实验步骤MnO2发生装置除杂装置收集装置尾气处理装置浓盐酸饱和食盐水浓硫酸NaOH溶液注意事项：①若没有浓盐酸时，可用浓硫酸和固体食盐代替；若没有MnO2时可用KMnO4代替，此时可不加热。另外KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2、PbO2等也可代替MnO2；②加热温度不宜过高，否则制得的Cl2中HCl气体杂质较多。③实验结束时，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。【典例2】(2012·成都模拟)某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来，同时验证氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台已省略)，按要求回答问题。(1)若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，制得的Cl2的体积(标准状况下)总是小于1.12L的原因是________。(2)①装置B中盛放的试剂名称为________，作用是________。装置C中盛放的试剂名称为________，作用是___________。②装置D和E中出现的现象不同说明的问题是________________________________________________________________。③装置F的作用是____________________________________。④写出装置G中发生反应的离子方程式___________________。(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在_________与_________之间(填装置字母序号)，装置中应放入_______(填写试剂或用品名称)。【参考答案】(1)浓盐酸的浓度随着反应的进行会变小，MnO2与稀盐酸不反应；加热时浓盐酸因挥发而损失(2)①无水硫酸铜证明有水蒸气产生无水CaCl2除去气体中的水蒸气②氯气无漂白性，次氯酸有漂白性③吸收氯气④Ag++Cl-====AgCl↓(3)FG湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)【高考零距离】1、（2012·上海高考·15）下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。已知：2KMnO4+16HCl→2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O对实验现象的“解释或结论”正确的是选项实验现象解释或结论Aa处变蓝，b处变红棕色氧化性：Cl2Br2I2Bc处先变红，后褪色氯气与水生成了酸性物质Cd处立即褪色7氯气与水生成了漂白性物质De处变红色还原性：Fe2+Cl-【答案】.D【解析】本题通过元素化合物知识，考查考生实验能力和对实验现象的分析、推断能力。a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2＞I2、Cl2＞Br2，无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱，A项错误；C处先变红，说明氯气与水生成酸性物质，后褪色，则证明氯气与水生成具有漂白性物质，B项错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH，C项错误；D处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+，证明还原性：Fe2+＞Cl-，D项正确。2、（2012·上海高考·22）PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将1molPbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2，O2和Cl2的物质的量之比为3：2，则剩余固体的组成及物质的量比是A．1：1混合的Pb3O4、PbOB．1：2混合的PbO2、Pb3O4C．1：4：1混合的PbO2、Pb3O4、PbOD．1：1：4混合的PbO2、Pb3O4、PbO【答案】AD【解析】本题通过元素化合物转化考查考生计算、分析推理能力。PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物（Pb为+4、+2价），铅的氧化物的混合物再与盐酸作用时，+4价Pb还原为+2价，Cl-被氧化为Cl2，此时得到溶液为PbCl2溶液，利用“电荷守恒”知1molPbO2在上述转化过程中共转移2mole-。设该过程得到O2的物质的量为3xmol，则Cl2的物质的量为2xmol，利用电荷守恒可得：3x×4+2x×2＝2，解得x＝0.125，故知1molPbO2在受热分解过程中产生0.375molO2，利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n(Pb):n(O)＝4:5，结合选项可知只有A、D项满足n(Pb):n(O)＝4:5，故答案为：AD。3、（2012·北京高考·6）下列用品的有效成分及用途对应错误．．的是【解题指南】解答本题时应注意熟记常见物质的俗名、性质及在生产生活中的用途。【解析】选B。小苏打的有效成分为