2013年高考化學(xué) 教材回歸詳析 4.2 富集在海水中的元素 氯

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1、第二節(jié) 富集在海水中的元素——氯 考點(diǎn)梳理 1.了解氯單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 2.了解氯單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。 3.掌握氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、儀器，反應(yīng)原理和收集方法)。 一、氯氣的性質(zhì)及其應(yīng)用 1物理性質(zhì)：常溫下，氯氣是黃綠色、有刺激性、能溶于水、比空氣重、易液化的有毒氣體。 2化學(xué)性質(zhì)和用途 氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì)。 ①與金屬反應(yīng)（與變價(jià)金屬反應(yīng)，均是金屬氧化成高價(jià)態(tài)） 如：a.2Na＋Cl22NaCl（產(chǎn)生白煙） b.Cu＋Cl2CuCl2（產(chǎn)生棕黃色的煙） c.2Fe＋3Cl22FeCl3（產(chǎn)生棕色的煙

2、） 注：常溫下干燥的氯氣或液氯不與鐵反應(yīng)，所以液氯通常儲(chǔ)存在鋼瓶中。 ②與非金屬反應(yīng) 如：H2＋Cl22HCl（發(fā)出蒼白色火焰，有白霧生成）——可用于工業(yè)制鹽酸 ?? H2＋Cl22HCl（會(huì)發(fā)生爆炸）——不可用于工業(yè)制鹽酸 ③與水反應(yīng)：溶于水的氯氣部分與水反應(yīng) Cl2＋H2O＋HClO ④與堿反應(yīng)：與NaOH溶液反應(yīng) ⑤與某些還原性物質(zhì)反應(yīng) 如：a.2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3 b.2KI＋Cl2 = 2KCl + I2（使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)色，用于氯氣的檢驗(yàn)） c.SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4 ⑥與某些有機(jī)物反

3、應(yīng) 如：a.CH4＋Cl2 CH3Cl + HCl（取代反應(yīng)） b.CH2=CH2＋Cl2 → CH2ClCH2Cl（加成反應(yīng)） 二.次氯酸和次氯酸鹽的性質(zhì) 1.次氯酸(HClO) (1)弱酸性：酸性比碳酸弱。 (2)不穩(wěn)定性：2HClO2HCl + O2↑，氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配制，保存在棕色試劑瓶中。 (3)強(qiáng)氧化性：使有色布條褪色，用作消毒劑、漂白劑。 2.漂白粉 （1）主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO) （2）漂白原理是：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，產(chǎn)生的HClO具有漂白性和強(qiáng)氧化性，由于Ca(ClO

4、)2能與空氣中的CO2、H2O反應(yīng)生成HClO且HClO見(jiàn)光易分解，所以漂白粉應(yīng)密封保存。 （3）工業(yè)上常用氯氣和石灰乳制取漂白粉2Cl2＋2Ca(OH)2=== CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O （4）溶液呈堿性，具有強(qiáng)氧化性。 （5）失效原理： 故漂白粉須密封保存。 三、氯氣的制法 1.實(shí)驗(yàn)室制法 ，MnO2 是氧化劑，HCl是還原劑。 濃鹽酸表現(xiàn)還原性和酸性 2.工業(yè)制法 化學(xué)方程式為： 四、鹵素及其化合物的特性和用途 (1)氟 ①無(wú)正價(jià)和含氧酸、非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)－的還原性最弱。 ②與H2反應(yīng)在暗處即爆炸。 ③2F2＋2H2O===4H

5、F＋O2。 ④HF是弱酸，能腐蝕玻璃，保存在鋁制器皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸點(diǎn)最高。 (2)溴 ①Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)。 ②Br2易溶于有機(jī)溶劑。 ③盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞。 (3)碘 ①I2遇淀粉變藍(lán)色。 ②I2加熱時(shí)易升華。 ③I2易溶于有機(jī)溶劑。 ④食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。 (4)鹵化銀 ①AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黃色不溶于水，AgI黃色不溶于水。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。 ④

6、I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生FeI2，其他鹵素單質(zhì)生成FeX3。 五、鹵素離子的檢驗(yàn)方法 1．AgNO3溶液——沉淀法 黃色 淺黃色 白色 2．置換——萃取法 Br- I- 3．氧化——淀粉法檢驗(yàn)I－ 藍(lán)色 【熱點(diǎn)難點(diǎn)】 一、氯水的成分及性質(zhì) 1．成分：三種分子(H2O、Cl2、HClO)、四種離子(ClO－、Cl－、H＋、OH－)。 2．性質(zhì)：氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)。 (1)Cl2的強(qiáng)氧化性；(2)HCl的強(qiáng)酸性；(3)HClO的強(qiáng)氧化性、弱酸性；(4)Cl－的性質(zhì)。 在不同的反應(yīng)中，氯水起作用的成分不同，現(xiàn)列表如下： 參與反應(yīng)的微

7、粒 所加試劑 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 離子方程式或解釋 Cl AgNO3溶液 白色沉淀 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ H＋ Na2CO3固體 有氣泡產(chǎn)生 2H＋＋CO===CO2↑＋H2O HClO 有色布條 布條顏 色褪去 HClO具有強(qiáng)氧化性 參與反應(yīng)的微粒 所加試劑 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 離子方程式或解釋 Cl2 FeCl2溶液 溶液由淺綠色 變?yōu)樽攸S色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Cl2、H2O SO2 氯水顏 色褪去 SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl HClO、H＋ 石蕊溶液 先變紅 后褪色 酸性和漂白

8、性 3．新制氯水、久置氯水及液氯成分比較 名稱 新制氯水 久置氯水 液氯 物質(zhì)類別 混合物 混合物 純凈物 微粒種類 Cl2、HClO、H2O、H＋Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－、OH－ Cl2 4.平衡Cl2+H2OH+Cl+HClO影響及其應(yīng)用。 影響因素 對(duì)平衡的影響 應(yīng)用 加入可溶性氯化物 c（Cl－）增大，平衡左移 ①用排飽和食鹽水的方法收集Cl2 ②用飽和食鹽水的方法除去Cl2中的雜質(zhì)HCl 加入濃鹽酸 c（Cl－）和 c（H＋）都增大，平衡左移 ①氯酸鹽和次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2 ②測(cè)漂白粉中的“有效氯”

9、 Ca(C1O)2 ＋4HCl(濃)== CaC12 ＋2 Cl2↑+3 H2O 當(dāng)加入CaCO3或Na2CO3 c（H＋）減少，平衡右移 制取濃度較大的HClO 加入堿溶液 c（HClO）和c（H＋）都減少，平衡右移 ①用濃堿液來(lái)吸收未反應(yīng)完的Cl2，防止環(huán)境污染 ②工業(yè)制漂白粉、漂白液 光照 HClO見(jiàn)光分解，平衡右移 新制氯水須避光保存，且須現(xiàn)做現(xiàn)配，而久置的氯水就是鹽酸 【典例1】　某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)以下四個(gè)實(shí)驗(yàn)探究氯水的成分，請(qǐng)根據(jù)下表回答問(wèn)題。 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 ① 將氯水滴加到AgNO3溶液中 生成白色沉淀 ② 將氯水滴加

10、到含有酚酞的NaOH溶液中 ③ 淀粉-KI試紙變藍(lán)色 氯水中含有Cl2 ④ 將足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中 氯水中含有H＋ (1)實(shí)驗(yàn)①得出的結(jié)論________________________________。 (2)指出實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④中的“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”： ②________________，④_______________________。 (3)實(shí)驗(yàn)③中“實(shí)驗(yàn)方法”的具體操作過(guò)程是____________。 (4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)②的“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”，同學(xué)們得出兩個(gè)不同的結(jié)論。這兩個(gè)結(jié)論可能是a._______________________________

11、__， b．_______________________________________________。 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明哪一個(gè)是正確__________________。 【答案】(1)氯水中含有Cl－ (2)溶液褪色　有氣泡冒出 (3)取一片淀粉-KI試紙，置于表面皿或玻璃片上，用潔凈的玻璃棒蘸取氯水，滴在試紙上 (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溶液至溶液顯堿性，若溶液不再顯紅色，證明紅色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新顯紅色，證明是H＋的中和作用引起的 二、氯氣的

12、實(shí)驗(yàn)室制法 MnO2 發(fā)生裝置 除雜裝置 收集裝置 尾氣處理裝置 濃鹽酸 飽和食鹽水 濃硫酸 NaOH溶液 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng)：①若沒(méi)有濃鹽酸時(shí)，可用濃硫酸和固體食鹽代替；若沒(méi)有MnO2時(shí)可用KMnO4代替，此時(shí)可不加熱。另外KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2、PbO2等也可代替MnO2；②加熱溫度不宜過(guò)高，否則制得的Cl2中HCl氣體雜質(zhì)較多。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。④尾氣吸收時(shí)不能用澄清石灰水吸收。 【典例2】(2012·成都模擬)某?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)興趣小組為了探究在實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的過(guò)程中會(huì)有水蒸氣和HC

13、l揮發(fā)出來(lái)，同時(shí)驗(yàn)證氯氣的某些性質(zhì)，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(支撐用的鐵架臺(tái)已省略)，按要求回答問(wèn)題。 (1)若用含有0.2 mol HCl的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)，制得的Cl2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)總是小于1.12 L的原因是________。 (2)①裝置B中盛放的試劑名稱為_(kāi)_______，作用是________。 裝置C中盛放的試劑名稱為_(kāi)_______ ，作用是___________。 ②裝置D和E中出現(xiàn)的現(xiàn)象不同說(shuō)明的問(wèn)題是_____________ ___________________________________________________。

14、③裝置F的作用是____________________________________。 ④寫(xiě)出裝置G中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________________。 (3)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)有缺陷，不能確保最終通入AgNO3溶液中的氣體只有一種。為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性，證明最終通入AgNO3溶液的氣體只有一種，乙同學(xué)提出在某兩個(gè)裝置之間再加一個(gè)裝置。你認(rèn)為該裝置應(yīng)加在_________與_________之間(填裝置字母序號(hào))，裝置中應(yīng)放入_______(填寫(xiě)試劑或用品名稱)。 【參考答案】 (1)濃鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行會(huì)變小，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)；加熱時(shí)濃鹽酸因揮發(fā)而損失 (2)①無(wú)水硫酸銅 證明有水蒸氣產(chǎn)生 無(wú)水CaCl2 除去氣體中的水蒸氣 ②氯氣無(wú)漂白性，次氯酸有漂白性 ③吸收氯氣 ④Ag++Cl-====AgCl↓ (3)F G 濕潤(rùn)的淀粉KI試紙(或濕潤(rùn)的有色布條)