1、第13讲 富集在海水中的元素,【考纲要求】 1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。3.掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。,考点1 氯及其化合物的性质和应用,知识梳理,1.氯气的性质 (1)物理性质,黄绿,刺激性,(2)化学性质,与金属,2.次氯酸和次氯酸盐的性质 (1)次氯酸,棕色,弱,(2)次氯酸盐,碱,必须密封保存,碱,氧化,【多维思考】 1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 (1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2。( ) (2)新制取的漂白粉
2、是纯净物。( ) (3)Cl2通入水中的离子方程式为Cl2+H2O 2H+Cl-+ClO-。( ) (4)氯气可以使湿润的有色布条褪色,但是实际起漂白作用的物质是次氯酸,而不是氯气。( ) (5)次氯酸是酸性比碳酸强的弱酸。( ) (6)漂白粉和明矾都常用于自来水的处理,两者的作用原理是相同的。( ) (7)新制氯水必须用棕色瓶密封保存,光照氯水有气泡逸出,该气体是氯气。( ),提示:(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7),2.能否用pH试纸测定氯水的pH?,提示:不能。,3.在空气中长时间放置的漂白粉,最终得到的主要固体物质是什么?用方程式表示漂白粉在空气中久置变质的过程。,
3、考点演练,考向一 氯气及其水溶液(氯水)的性质 1.(2017河北武邑期中)下列关于氯的说法正确的是( ) A.向新制氯水中加入适量碳酸钙,过滤,可以制得较高浓度的次氯酸 B.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色 C.Cl2通入含有酚酞的NaOH溶液中,红色褪去,因为氯气有漂白性 D.将SO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸,A,2.下列关于氯气的说法正确的是( ) A.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂 B.氢气在氯气中燃烧,瓶口出现白雾 C.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,故与其他非金属反应的产物中Fe也显+3价 D.Fe在Cl2中的燃烧产物用数轴表
4、示如下:,B,解析:Cl2与水反应时Cl2既表现出氧化性也表现出还原性,A错误;H2在Cl2中燃烧生成的HCl在瓶口会与空气中的水蒸气形成盐酸液滴,因此会出现白雾,B正确;Fe与氧化性较弱的非金属单质反应只能形成+2价化合物,C错误;Fe在Cl2中燃烧只能生成FeCl3,D错误。,3.导学号 96656080 氯水中存在多种分子和离子,它在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是( ) A.加入有色布条,片刻后有色布条褪色,说明有Cl2存在 B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在 C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明有Cl-存在 D.加入NaOH溶液
5、,氯水的浅黄绿色消失,说明有HClO存在,B,解析:氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性;由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl-,所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl-;因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应,所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。,归纳总结,氯水的多种成分与多种性质的对应关系 新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,加入的物质不同,氯水中参与反应的微粒不同。,D,C,A,归纳总结,次氯酸盐的强氧化性,考点2 氯气的实验室制法,知识梳理,1.实验室制取、收集干燥纯净氯气的装置,饱和食盐水,向上排空气法,排饱和食盐水
6、法,2.注意事项 (1)必须用浓盐酸,稀盐酸不反应。 (2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。 (3)实验结束后,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,不能使用澄清的石灰水,因为石灰水浓度太小,吸收不完全。,【多维思考】 1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 (1)为了加快反应速率,在制取Cl2时,加热温度越高越好。( ) (2)除去Cl2中少量HCl气体的方法是将混合气体依次通入盛有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶。( ) (3)实验室制取Cl2时,常常根据Cl2的颜色判断是否收集满。( ) (4
7、)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。( ) (5)实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应。( ),提示:(1) (2) (3) (4) (5),2.含0.4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2共热,能否得到 0.1 mol Cl2?为什么?,提示:不能。原因:(1)随反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,不能再被MnO2氧化;(2)由于盐酸具有挥发性,反应过程中HCl挥发。,考点演练,考向一 氯气制备原理、装置的考查 1.某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法正确的是( ) A.该装置图中至少存在三处明显错误 B.该实验中收集氯气的方法不正确 C.如果需要得到干燥纯净的C
8、l2,只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可 D.含有2 mol HCl的某浓盐酸与足量MnO2混合,在一定条件下反应,转移1 mol电子,A,解析:图中装置的明显错误有:无加热装置;装置中没有用分液漏斗而采用长颈漏斗导致气体外逸和HCl的挥发;没有进行尾气处理。Cl2的密度比空气大,图中收集方法正确。要得到干燥纯净的Cl2,首先应将气体通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气。D中盐酸浓度变稀后便不再反应,产生的Cl2的物质的量小于0.5 mol,转移的电子少于1 mol。,2.(2017宁夏大武口区校级月考)高锰酸钾(KMnO4)与浓盐酸不需加热就能发生反应
9、产生Cl2。若用如图所示的实验装置制备纯净、干燥的Cl2,其中有错误的装置是( ) A. B. C. D.,解析:KMnO4与浓盐酸在常温下反应产生Cl2,故正确;浓盐酸易挥发,从发生装置生成的氯气中含有挥发的HCl和水蒸气杂质,应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl,氢氧化钠溶液也吸收氯气,则不能选择氢氧化钠溶液,故错误;用浓硫酸干燥氯气,导管应长进短出,故错误;氯气密度比空气大,应用向上排空气法收集,即导管应长进短出,故正确。,C,3.如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。,思考装置B、C、D的作用分别是: B ; C ; D 。,答案:向上排空气收集氯气 安全瓶作用,防止
10、D中的液体倒吸入B中 吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境,归纳总结,氯气制备原理总结 在高考中,可能会出现用其他化学反应原理制取氯气的化学实验题,所以考生也需要对如下几个化学反应原理加以理解和记忆:,考向二 氯气制备与性质的综合探究 4.导学号 16972098 如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( ),B,A.abcdefgh B.aedcbhig C.adecbhig D.acbdehif,5.导学号 96656081 二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,得到信息:将干燥的氯气在
11、110140 与硫反应,即可得S2Cl2粗品。有关物质的部分性质如下表:,设计实验装置图如下:(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善,请你提出改进意见: _。 (2)B中反应的离子方程式: ; E中反应的化学方程式: 。,(3)C、D中的试剂分别是 、 。 (4)仪器A、B的名称是 、 ,F的作用是 。,解析: (3)生成的Cl2需除杂和干燥,所用试剂为饱和食盐水与浓硫酸。(4)从E中出来的S2Cl2气体被冷凝,并导入G中。 答案: (3)饱和食盐水 浓硫酸 (4)分液漏斗 蒸馏烧瓶 导气、冷凝,(5)如果在加热E时温度过高,对实验结果的影响是 ,在F中可能出现的现象是 。 (6)S2Cl
12、2粗品中可能混有的杂质是 、 (填两种),为了提高S2Cl2的纯度,关键的操作是控制好温度和 。 (7)装置H中盛有NaOH溶液,其作用是 , 发生反应的化学方程式为 。,解析:(5)S2Cl2在300 以上完全分解,所以温度过高使产量降低,并导致分解产生的硫凝华,积存于F中。(6)根据信息,会生成SCl2,还有未反应的氯气以及蒸发出的硫。(7)由于Cl2有毒且它是酸性气体,尾气需要用碱液吸收。 答案:(5)产率降低(或S2Cl2分解) 有固体产生(或其他正确描述) (6)SCl2 S(答案合理即可) 浓盐酸的滴速 (7)吸收多余的氯气,保护环境 Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2
13、O,归纳总结,氯化物的制备 许多金属氯化物如FeCl3、AlCl3,非金属氯化物,如PCl3、SiCl4、S2Cl2都易水解。涉及此类物质的制备问题,除了要重视Cl2制备、净化、尾气处理,还要考虑产品的纯度、防水解等措施。,考点3 卤素的来源及性质递变,知识梳理,1.卤素的来源 (1)氯的提取氯碱工业,化学方程式为 。,(2)海水提取溴 流程,发生反应的化学方程式 a. ; b. ; c. 。,(3)海带中提取碘 流程,发生反应的化学方程式: 。,2.卤素单质性质的相似性,2FeBr3,FeI2,2HX,HX+HXO,NaX+NaXO+H2O,3.卤素单质性质的递变性,加深,升高,增大,减弱,
14、增强,4.卤素离子的检验 (1)AgNO3溶液沉淀法,未知液,生成,白,浅黄,黄,(2)置换萃取法,未知液,有机层,(3)氧化淀粉法检验I-,未知液,色溶液,表明有I-,蓝,【多维思考】 1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 (1)海水提溴的过程中不发生氧化还原反应。( ) (2)实验室保存液溴时要加少量水进行水封,不用橡胶塞。( ) (3)向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡,静置,下层溶液显紫色说明原溶液中有I-。( ) (4)I-遇淀粉变蓝色。( ) (5)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3。( ) (6)用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI。( )
15、 (7)碘易升华,可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2。( ) (8)F2通入氯化钠溶液中置换出Cl2( ),提示:(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8),2.检验Cl-时加入稀HNO3的作用是什么?能否用稀硫酸代替?,3.KI-淀粉试纸常用于检验哪些物质?,提示:检验强氧化性物质,如Cl2、Br2、O3、FeCl3溶液等。,考点演练,考向一 卤素单质的提取 1.(2017吉林长春模拟)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法,不正确的是( ),A,解析:灼烧固体应在坩埚中进行,A项不正确;H2O2能将I-氧化为I2,B项正确。,A.实验室在蒸
16、发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌 B.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应 C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色 D.碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”,2.(2017四川成都调研)从淡化海水中提取溴的流程如下:,C,考向二 卤素的性质 3.导学号 96656082 以下关于氟、氯、溴、碘的性质叙述错误的是( ) HF、HCl、HBr、HI中,酸性最强的是HF 单质F2、Cl2、Br2、I2中,I2沸点最高 单质F2、Cl2、Br2、I2中,氧化性最强的是F2 HF、HCl、HBr、HI中,还原性最强的是HI 单质F2、Cl2、Br2、I2中,与氢
17、化合最容易的是F2 HF、HCl、HBr、HI中,沸点最高的是HI HF、HCl、HBr、HI稳定性逐渐减弱 A.只有 B. C. D.,C,解析:随着原子序数的增大,氢化物的酸性逐渐增强,所以HF、HCl、HBr、HI中酸性最强的是HI,故错误;随着原子序数的增大,单质的沸点逐渐增大,所以单质F2、Cl2、Br2、I2中,I2沸点最高,故正确;随着原子序数的增大,单质得电子能力逐渐减弱,所以单质F2、Cl2、Br2、I2中,氧化性最强的是F2,故正确;随着原子序数的增大,单质得电子能力逐渐减弱,所以其阴离子失电子能力逐渐增强,所以HF、HCl、HBr、HI还原性最强的是HI,故正确;随着原子
18、序数的增大,单质得电子能力逐渐减弱,所以单质与氢气化合逐渐困难,单质F2、Cl2、Br2、I2中,与氢化合最容易的是F2,故正确;分子晶体的沸点随着相对分子质量的增大而升高,但要注意:如果分子间能形成氢键就使其沸点升高,HF中能形成分子间氢键,导致其沸点升高,所以HF、HCl、HBr、HI沸点最高的是HF,故错误;随着原子序数的增大,单质得电子能力逐渐减弱,其阴离子失电子能力逐渐增强,所以HF、HCl、HBr、HI稳定性逐渐减弱,故正确。,4.下列叙述中正确的是( ) A.碘易升华,所以要保存在有铁盖旋紧的密闭容器中 B.液溴应保存在磨口玻璃塞棕色细口试剂瓶中,并加少量水进行水封 C.碘易溶于
19、酒精,所以可用酒精从碘水中将碘萃取出来 D.用加热的方法可将碳酸氢钠中混有的少量碘除去,解析:碘能与铁缓慢反应,不能保存在铁盖容器中,A错误;酒精与水不能分层,故不可萃取碘,C错误;NaHCO3易分解,故不能用加热法除去少量碘,D错误。,B,归纳总结,卤素单质及其化合物的特殊性质,考向三 卤素的检验与鉴别 5.(2017北京西城区校级期末)检验硫酸钠溶液中含有氯离子的方法是( ) A.先加BaCl2溶液过滤,再加AgNO3溶液 B.先加AgNO3溶液,再加稀硝酸溶液 C.先加足量的Ba(NO3)2溶液,过滤,再加AgNO3溶液 D.先加足量的BaCl2溶液,过滤,再加AgNO3溶液,解析:先加
20、BaCl2溶液,提供氯离子,所以最终无法确定溶液中是否有氯离子,故A错误;硫酸根离子与银离子生成硫酸银沉淀,产生干扰,故B错误;先加足量的Ba(NO3)2溶液,除去硫酸根离子,过滤,再加AgNO3溶液,生成不溶于硝酸的白色沉淀,说明氯离子的存在,故C正确;先加BaCl2溶液,提供氯离子,故D错误。,C,6.导学号 16972099 鉴别NaCl、NaBr、NaI溶液可以选用的试剂是( ) 碘水、淀粉溶液 氯水、CCl4 溴水、苯 硝酸、AgNO3 溶液 氯水、苯 氯水、己烯 A. B. C. D.,C,真题体验 感悟考法明确考向,考向一 氯、溴、碘及其化合物的性质 1.判断下列说法是否正确,正
21、确的打“”,错误的打“”。 (1)(2017天津卷)用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子。( ) (2)(2017江苏卷)ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒。( ) (3)(2016全国卷)漂白粉能漂白织物的原因是次氯酸盐具有氧化性。( ) (4)(2015上海卷)HClO见光不会分解。( ),答案:(1) (2) (3) (4),答案:(5) (6) (7) (8),(5)(2016四川卷)氯气作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化。( ) (6)(2016上海卷)Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性。( ) (7)(2015江苏卷)氯分子的电子式: 。(
22、) (8)(2014全国卷)漂白粉在空气中久置变质,是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成了CaCO3。( ),2.(2016上海卷,9)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.碳酸钙粉末 B.稀硫酸 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液,A,考向二 氯气的制备与性质实验 3.下列描述正确的是( ) A.(2016全国卷)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2 B.(2016全国卷)将浓盐酸与MnO2共热产生的气体先通过浓H2SO4,后通过饱和食盐水来制备纯净Cl2 C.(2016上海卷)过量浓盐酸与一定量二氧化锰反应,MnO2能完全反应D.
23、(2015四川卷)除去氯气中的HCl气体,装置如图,C,解析:Cl2和HCl混合气体通过饱和食盐水只能除去Cl2中的HCl,但Cl2中仍然混有水蒸气,A错误;B项中混合气体先通过浓H2SO4,后通过饱和食盐水制得的Cl2中仍然混有水蒸气,B错误;除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水而不用饱和NaHCO3溶液,D错误;MnO2与浓盐酸反应时,当盐酸过量时,MnO2能完全反应,C正确。,4.(2015海南卷,17)工业上,向500600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。,回答下列问题: (1)制取无水氯化铁的实验中,A
24、中反应的化学方程式为 , 装置B中加入的试剂是 。,解析:(2)根据题目信息,制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取HCl,尾气是HCl和H2;若用D装置进行尾气处理,氯化氢气体极易溶于水,氢气与氢氧化钠溶液不反应。则可能发生倒吸,而氢气不能被吸收。,(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取 。尾气的成分是 。若仍用D的装置进行尾气处理,存在的问题是 。,答案:(2)HCl HCl和H2 发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收,解析:(3)检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液;欲制得纯净的FeCl2,应当防止装置中的氧气干扰,在实验操作中应先点燃A处的酒精灯,利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气,再点燃C处的酒精灯。,(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是 _。欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先 ,再 。,答案:(3)KSCN溶液 点燃A处的酒精灯 点燃C处的酒精灯,
