届高考化学一轮复习考纲点击教学案第四单元非金属及其化合物第2节氯海水资源利用Word格式.docx
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⑧氯气是黄绿色的,Cl-是无色的
特别提示:
(1)氯气本身不具有漂白性,氯气使有色物质褪色的实质是氯气与水反应生成的HClO有漂白作用。
(2)氯原子的半径比较小,最外层有7个电子,易得1个电子使最外层达到8电子的稳定结构,故氯气的化学性质比较活泼,是一种常见的强氧化剂,但氯气与水、碱反应时,既表现氧化性又表现还原性。
(3)我们中学阶段常见有颜色的气体有Cl2、NO2,有毒气体有Cl2、NO2、NO、CO、SO2、H2S。
二、次氯酸及其盐
1.次氯酸
(1)弱酸性
HClO是____元弱酸,酸性比碳酸____,电离方程式为______________________。
(2)不稳定性
见光分解的化学方程式为______________________,氯水要现用现制,保存在____色试剂瓶中。
(3)强氧化性
HClO能氧化许多物质,使有色物质褪色,所以常用作漂白剂、杀菌剂。
2.漂白粉
(1)制备原理(相应的化学方程式):
_______________________________________,
有效成分:
________。
(2)漂白原理(相应的化学方程式):
_______________________________________(也是变质原理,所以要________保存)。
(3)Ca(ClO)2水解呈____性,具有氧化性。
即时训练2HClO具有杀菌、漂白的性质,为什么市场上买不到次氯酸?
答:
________________________________________________________________________。
我们日常生活中常见的漂白粉[有效成分Ca(ClO)2]、“84”消毒液(有效成分NaClO),均是次氯酸盐,在空气中与H2O、CO2反应生成HClO,而具有杀菌消毒作用。
三、Cl-的检验
1.检验原理
检验Cl-的反应原理(相应的离子方程式)____________________。
2.检验方法
检验Cl-时,先滴加______溶液后滴加少量______,或滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液看是否有________产生。
即时训练3下列检验Cl-方法中正确的是( )。
A.加入盐酸酸化,然后再加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成,则原溶液中一定含有Cl-
B.加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成,则原溶液中一定含有Cl-
C.加入硝酸酸化,然后再加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成,则原溶液中一定含有Cl-
D.加入硝酸酸化,然后再加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则原溶液中一定含有Cl-
在检验Cl-时,要排除其他离子的干扰,如CO
、SO
等的干扰。
在加酸酸化时,不能用盐酸。
四、卤族元素
1.元素性质的递变规律
包含元素为:
氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),原子半径逐渐________,非金属性逐渐________。
2.单质物理性质的递变规律
(1)单质颜色________(F2:
________色气体;
Cl2:
Br2:
________色液体,I2:
________色固体)。
(2)密度逐渐________;
熔、沸点逐渐________。
3.单质及化合物的化学性质
(1)单质(从F2至I2):
氧化性逐渐________,与氢气化合________。
(2)化合物(从F至I):
HX稳定性逐渐________,X-(卤素离子)的还原性逐渐________。
4.卤素单质性质的特殊性
Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;
液溴易挥发且有毒,通常用水液封来保存。
I2易升华,淀粉遇I2变蓝。
Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油)萃取。
即时训练4下列说法中正确的是________。
①KI遇淀粉溶液变蓝
②液溴易挥发,通常用汽油油封来保存
③ⅦA族元素从F到I,单质的颜色逐渐加深
④NaI的颜色比NaCl的深
⑤氯气通入NaI溶液中,溶液由无色变为褐色
⑥碘水中的碘单质可用CCl4萃取
⑦碘的CCl4溶液呈紫红色
一、氯水的成分和性质
1.氯水的成分
Cl2溶于水:
Cl2+H2O
H++Cl-+HClO
HClO
H++ClO-
2.氯水的性质
成分
表现的性质
反应实例
Cl2
(1)强氧化性
(2)氯水呈黄绿色
Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-
Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
H+
强酸性
2H++CaCO2===Ca2++H2O+CO2↑
滴入紫色石蕊溶液先变红,后褪色
漂白性
氧化有色物质
不稳定性
2HClO
2HCl+O2↑
Cl-
沉淀反应
Cl-+Ag+===AgCl↓
3.Cl2+H2O
H++Cl-+HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质或采取的操作
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
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+)减小
右移
用NaOH溶液吸收多余的Cl2
Ca(OH)2
制漂白粉
CaCO3
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)减小
氯水避光保存或现用现配
4.新制氯水、久置氯水、液氯的比较
名称
新制氯水
久置氯水
液氯
物质类别
混合物
纯净物
微粒种类
Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
主要性质
黄绿色,能导电,有酸性、漂白性
为稀盐酸,只具有稀盐酸的性质
黄绿色液体,不导电,有氧化性
我们在复习这一考点时,不仅要充分考虑到氯水成分的复杂性造成氯水性质的多样性,也要考虑到氧化还原反应、离子反应、化学平衡等知识。
【例1-1】
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
淀粉碘化钾试纸变蓝
氯水中含有Cl2
④
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”是:
②____________________________,④____________________________________。
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是____________________________。
(4)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的___________________________________。
(5)若将实验③中的淀粉碘化钾试纸换为pH试纸,______(填“能”或“不能”)测出氯水的pH,为什么?
______________________________________________________。
(6)若实验中使用的是久置的氯水,实验方法不变,对上述________实验无影响。
方法归纳
新制氯水中的成分比较多,所以新制氯水表现的化学性质也比较多,在书写有关氯水的方程式时,要注意选择微粒,如新制氯水与AgNO3溶液反应的离子方程式为Ag++Cl-===AgCl↓;
但与还原剂(如Fe2+)反应时,新制氯水中的Cl2、HClO均与Fe2+反应,一般选择微粒数较多的Cl2,即2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
【例1-2】少量氯气溶于水达到平衡后,若其他条件不变,只改变某一条件,下列叙述中正确的是( )。
A.再通入少量氯气,
减小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增强
C.加入固体NaHCO3,HClO的浓度增大
D.光照一段时间,平衡右移,溶液漂白性增强
二、氯气的制备
1.反应原理
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
2.制备气体的类型
固体+液体
气体。
3.收集方法
向上排空气法或排饱和食盐水法。
4.验满方法
用湿润的淀粉KI试纸或湿润的蓝色石蕊试纸。
5.净化方法
用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。
6.吸收装置
多余的Cl2排放到空气中会造成环境污染,需用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收。
【例2-1】(2012湖南衡阳六校联考)某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明Cl2的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答问题:
(1)下列方法中,可制得Cl2的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热 ②KMnO4和浓盐酸混合
③NaClO和浓盐酸混合 ④K2Cr2O7和浓盐酸混合 ⑤KClO3和浓盐酸混合共热
A.①② B.②③④
C.①④D.①②③④⑤
(2)写出实验室制取Cl2的离子方程式_____________________________________。
(3)①装置B的作用是__________________________________________________;
②装置C和D出现不同现象说明的问题是_____________________________________________________________________________________________________________;
③装置E的作用是_______________________________________________________。
(4)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溶液中的气体只有一种,乙同学提出应该在装置________与________之间(填装置字母序号)增加一个装置,增加装置里面的试剂可为________。
A.湿润的淀粉KI试纸B.浓硫酸
C.湿润的红色布条D.饱和的食盐水
特别提示
制取氯气的方法很多,如浓盐酸与MnO2加热、高锰酸钾与盐酸混合不需加热、ClO-与Cl-在酸性条件下不需要加热等,我们一定要根据题中所给信息与要求灵活运用所学知识选择合适装置。
【例2-2】在实验室中制取纯净、干燥的氯气时,可使气体依次通过( )。
A.饱和食盐水、浓硫酸B.NaOH溶液、浓硫酸
C.NaHCO3溶液、碱石灰D.浓硫酸、饱和食盐水
三、次氯酸盐及其漂白作用
1.漂白粉
工业上用氯气和石灰乳制得漂白粉,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
漂白粉的漂白原理是Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,HClO具有强氧化性,能使有色物质褪色。
由于上述反应生成的HClO不稳定,见光易分解,故漂白粉露置在空气中,久置会失效,所以漂白粉应密封保存。
2.能用于漂白的物质及漂白原理
使物质褪色的原理有三种:
一种是利用物质的吸附性将有色物质吸附掉;
一种是利用物质的强氧化性,将有色物质的显色基团氧化掉;
一种是与有色物质结合生成一种无色物质。
常见的能用于漂白的物质及其漂白原理如下:
能用于漂白的物质
实际参与漂白的物质
漂白原理
漂白特点
能漂白的物质
活性炭
吸附漂白
物理漂白
一般用于含色素的溶液漂白
氯气
次氯酸
次氯酸的强氧化性
氧化还原漂白,不可逆
可以漂白有机色质
次氯酸盐
过氧化氢
过氧化氢的强氧化性
过氧化钠
二氧化硫
二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质
化合漂白,可逆
具有选择性,如品红、棉、麻、草等
【例3-1】
(改编自2012福建晋江联考)化学与生活是紧密相联的,下列说法中正确的是________。
A.氯气可用作消毒剂和漂白剂,是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性
B.二氧化氯具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
C.地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒,主要是利用漂白粉溶液的碱性和氧化性
D.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
E.能用同一原理解释ClO-与Fe2+、H+均不能大量共存
F.能用同一原理解释SO2、Cl2均能使品红溶液褪色
G.能用同一原理解释漂白粉和水玻璃长期露置在空气中变质
【例3-2】浓盐酸与Ca(ClO)2能发生如下反应:
Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O,用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是( )。
①CO2 ②HCl ③H2O ④O2
A.①②③B.②③④
C.②③D.①④
四、从海水中提取溴、碘的主要工艺流程
1.从海水中提取溴的主要工艺流程
(1)流程
浓缩海水
溴单质
氢溴酸
(2)有关反应的化学方程式
①2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl
②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③2HBr+Cl2===2HCl+Br2
2.从海水中提取碘的主要工艺流程
(2)有关反应的离子方程式
2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O
【例4】(改编自人教版必修2教材习题)全球海水中溴的蕴藏量丰富,约占地球溴总蕴藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称。
海水中溴含量约为67mg·
L-1,其工业提取方法有:
(1)空气吹出纯碱吸收法。
方法是将氯气通入富含溴离子的海水中,使溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴单质。
该方法涉及的反应有:
①________________________________________(写出离子方程式);
②Br2+3CO
===BrO
+5Br-+3CO2↑;
③____________________________(写出离子方程式);
其中反应②中氧化剂是________,还原剂是____________。
(2)空气吹出SO2吸收法。
该方法基本同
(1),只是将溴吹出后用SO2来吸收,使溴转化为氢溴酸,然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。
写出溴与二氧化硫反应的化学方程式:
__________________________________。
(3)溶剂萃取法。
该法是利用单质溴在水中和溶剂中的溶解度不同的原理来进行的。
实验室中萃取用到的实验仪器名称是____________。
下列可以用于海水中溴的萃取剂的是______。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸 ④己烯
实验探究卤族元素性质的递变规律
卤族元素是典型的非金属元素,所以经常以卤族元素之间的置换反应为载体考查我们的实验设计及实验探究能力。
我们在做题时一定要抓住卤族元素性质的递变规律,同时还要了解卤素单质的物理性质及特性:
卤素单质
颜色和状态
CCl4溶液中的颜色
特性
Br2
深红棕色液体
橙红色
氧化性
I2
紫黑色固体
紫红色
使淀粉变蓝
【实验典例】
为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如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中溶液由黄色变为棕红色时,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
(5)过程Ⅲ实验的目的是________________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:
同主族元素从上到下________,得电子能力逐渐减弱。
1.(高考集萃)下列叙述中不正确的是________。
A.(2012课标全国理综)能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
B.(2012课标全国理综)某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
C.(2012安徽理综)用溴水、淀粉KI溶液比较Br2与I2的氧化性强弱所需仪器是试管、胶头滴管
D.(2012广东理综)将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl
E.(2012浙江理综)在“火柴头中氯元素的检验”实验中,摘下几根未燃过的火柴头,将其浸于水中,稍后取少量溶液于试管中,滴加硝酸银溶液和稀硝酸后,即可判断氯元素的存在
F.(2012山东理综)Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
2.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质,下列说法中正确的是( )。
A.Ⅰ图中:
如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗
B.Ⅱ图中:
湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有Cl2生成
C.Ⅲ图中:
生成蓝色的烟
D.Ⅳ图中:
量筒中发生了加成反应,量筒内液面上升,量筒壁上有无色液滴出现
3.(改编自2012河南商丘模拟)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断,完全正确的是( )。
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
漂白粉使用时为加快其漂白速率往往可滴加适量醋酸
酸性:
CH3COOH>HClO
Ⅰ对,Ⅱ对,有
B
氯气不能使干燥的有色布条褪色,能使湿润的有色布条褪色
说明次氯酸的氧化性比氯气强
Ⅰ对,Ⅱ对,无
C
双氧水、氯气、硫酸铜均可用作杀菌消毒剂
因为双氧水、氯气、硫酸铜都具有较强氧化性
D
将Cl2通入NaBr溶液中,然后加入CCl4,振荡、静置,CCl4层为橙红色
说明氯的氧化性比溴的强
4.(2012河南丰集测试)将0.03molCl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中,在此过程中溶液中的c(H+)与Cl2用量的关系示意图正确的是(溶液的体积视为不变)( )。
5.新制氯水中含有多种粒子,某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质,做了如下实验,请你帮助完成:
(1)氯气能使湿润的红色布条褪色。
使其褪色的微粒的化学式是__________。
(2)将氯水光照一段时间,溶液颜色逐渐变浅,其有关反应的化学方程式为__________________________、__________________________。
(3)平衡常数表明了封闭体系的可逆反应在给定的温度下进行的程度,对于同一个类型的反应,平衡常数越大,表明反应进行的程度越大。
H2CO3
HCO
+H+Ka1(H2CO3)=4.45×
10-7
CO
+H+ Ka2(HCO
)=5.61×
10-11
H++ClO- Ka(HClO)=2.95×
10-8
请依据以上电离平衡常数,写出将少量的氯气通入过量的碳酸钠溶液中所发生反应的离子方程式:
______________________________________。
(4)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。
定性研究实验:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL饱和氯水,充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去;
②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;
③为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;
将第三份加热,看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2。
请回答:
①反应后所得的溶液漂白性增强的原因是____________________。
②依据上述实验可推知:
②的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外,还含有____________。
参考答
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