第四章非金属及其化合物第11讲富集在海水中的元素卤素.docx
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第四章非金属及其化合物第11讲富集在海水中的元素卤素
第11讲 富集在海水中的元素——卤素
考纲要求
考情分析
命题趋势
1.掌握氯单质及其重要化合物的主要性质与应用。
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)。
4.了解卤族元素单质及其重要化合物的主要性质与应用。
2018,全国卷Ⅱ,27T
2016,全国卷甲,28T
2016,全国卷乙,13T
2016,全国卷丙,9T
预计2020年高考将以卤素单质及其化合物知识与现代生产、日常生活、医疗保健、科学技术等各方面的联系为载体进行考查,同时兼顾相关的基本概念和基本理论,尤其是氧化还原反应、离子反应等内容。
复习备考时,关注氯气的氧化性和实验室制法。
分值:
2~6分
考点一 氯及其重要化合物
[知识梳理]
1.氯气的性质
(1)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2体积Cl2
特别提醒
闻氯气气味的方法
用手在瓶口轻轻扇动,使极少量的Cl2飘进鼻孔。
(2)化学性质
①与变价金属反应生成高价金属氯化物
铁
铜
现象
出现红棕色的烟
出现棕黄色的烟
产物溶于水
得到__黄色__溶液
稀溶液是蓝色的,浓溶液是蓝绿色的
化学方程式
2Fe+3Cl22FeCl3
Cu+Cl2CuCl2
②与非金属反应:
氯气可与Si、P等大多数非金属单质化合,如2P+3Cl22PCl3、Si+2Cl2SiCl4。
与H2反应的化学方程式为 H2+Cl22HCl
③氯气与水或碱发生的歧化反应:
Cl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。
a.与水反应的离子方程式:
Cl2+H2OH++Cl-+HClO 。
b.与烧碱溶液反应的离子方程式:
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O 。
④与还原性无机化合物反应(书写离子方程式):
与碘化钾溶液反应:
2I-+Cl2===2Cl-+I2 。
与SO2水溶液反应:
Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+SO 。
与FeCl2溶液反应:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 。
2.氯的重要化合物
(1)次氯酸(HClO)
(2)漂白粉
(3)漂白液:
有效成分的名称是__次氯酸钠__,化学式为__NaClO__,由氯气通入氢氧化钠溶液中制得,反应的离子方程式为 Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O ,漂白原理与漂白粉相同。
[对点检测]
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)(2018·江苏卷)室温下,Na+、K+、ClO-、OH-在0.1mol·L-1KI溶液中能大量共存。
( )
(2)(2017·北京卷)氯气使HBr溶液变黄,氯气被还原。
( )
(3)(2017·天津卷)用Cl2处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子。
( )
(4)(2016·上海卷)Cl2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性。
( )
(5)(2017·江苏卷)ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒。
( )
(6)燃烧反应一定是O2参加的氧化还原反应。
( )
(7)要证明Cl2无漂白性而HClO有漂白性的实验方法,可以先让干燥Cl2通入装有干燥的有色布条的集气瓶中,然后再通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,看是否褪色。
( )
答案
(1)×
(2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√
2.如图是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、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( D )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:
Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性:
Fe2+>Cl-
技巧分享
(1)常温下液态氯与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。
(2)Cl2可使湿润的有色布条褪色,不能使干燥的有色布条褪色,说明Cl2没有漂白性,只是HClO起漂白作用。
(3)Cl2可使湿润的石蕊试纸先变红后褪色,原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红,HClO使变色后的石蕊褪色。
(4)氯水中的HClO见光易分解,通常保存在棕色试剂瓶中并置于阴暗处。
(5)次氯酸盐具有强氧化性:
ClO-在酸性、碱性条件下都能跟Fe2+、I-、S2-及SO等发生氧化还原反应,因此ClO-与它们均不能大量共存。
[考法精讲]
考法 氯水成分及性质多样性的原理分析和比较
1.新制氯水中存在三个平衡关系:
(1)Cl2溶于水:
Cl2+H2OHCl+HClO;
(2)HClO的电离:
HClOH++ClO-;
(3)H2O的电离:
H2OH++OH-。
2.液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
类别
纯净物
混合物
稀盐酸混合物
微粒
Cl2
H2O、Cl2、HClO、ClO-、Cl-、H+、OH-
H2O、Cl-、H+、OH-
颜色
黄绿色
淡黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性
酸性
3.氯水(成分决定)性质的多样性
[例](2019·南昌月考)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( D )
A.氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
解析氯水中氧化Fe2+的物质是Cl2还是HClO不能确定。
[递进题组]
1.(2016·上海卷)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是( A )
A.碳酸钙粉末B.稀硫酸
C.氯化钙溶液D.二氧化硫水溶液
解析在氯水中存在反应:
Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若反应使溶液中c(HClO)增大,则溶液的漂白性会增强。
由于酸性HCl>H2CO3>HClO,所以向溶液中加入碳酸钙粉末,会发生反应:
2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑,使氯水中化学平衡正向移动,导致c(HClO)增大,则溶液的漂白性会增强,A项正确;若加入稀硫酸,使溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,溶液的漂白性减弱,B项错误;加入氯化钙溶液,c(Cl-)增大,使平衡逆向移动,且溶液中的水对氯水起稀释作用,使溶液的漂白性减弱,C项错误;加入二氧化硫的水溶液,一方面电离产生氢离子,使化学平衡逆向移动,另一方面发生反应Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4,溶液的漂白性减弱,D项错误。
2.某学生对SO2与漂粉精的反应进行如下的实验探究:
操作
现象
取4g漂粉精固体,加入100mL水
部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色
ⅰ.液面上方出现白雾;
ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;
ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是________________________。
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是______________________。
(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。
推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的淀粉碘化钾试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a的目的是________________________。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是__________________________。
(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:
随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。
通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是_____________________________。
(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化。
取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
则沉淀X中含有的物质是________________________。
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因:
__________________________。
答案
(1)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(2)碱性、漂白性
(3)①检验白雾中是否含有Cl2,排除Cl2干扰
②白雾中混有SO2,SO2可与酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀
(4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色
(5)①CaSO4
②SO2+Cl2+2H2O===SO+2Cl-+4H+
[典例诊断]
[例](2019·渝北质检)将一定量的氯气通入30mL浓度为10.00mol·L-1的氢氧化钠浓溶液中,加热少许时间后溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存体系。
下列判断正确的是( )
A.与NaOH反应的氯气一定为0.3mol
B.n(Na+)∶n(Cl-)可能为7∶3
C.若反应中转移的电子为nmol,则0.15 D.n(NaCl)∶n(NaClO)∶n(NaClO3)可能为11∶2∶1 [答题送检]…………………………………………………………来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 B 不清楚Cl2与NaOH的反应因条件改变而改变的具体范围限度导致错误。 -3 [解析]根据原子守恒,n(Na)=n(Cl)=0.3mol,故参加反应的氯气n(Cl2)=0.15mol,A项错误;根据方程式Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O可知,当氧化产物只有NaClO,n(Na+)∶n(Cl-)最大为2∶1,当氧化产物为NaClO3,n(Na+)∶n(Cl-)最小为6∶5,故6∶5 [答案]C [规范迁移] 1.(2016·全国卷Ⅰ)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下: 回答下列问题: (1)NaClO2中Cl的化合价为________。 (
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- 第四 非金属 及其 化合物 11 富集 海水 中的 元素 卤素
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