2016新高考总复习第4章 非金属及其化合物第2讲富集在海水中的元素.doc
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第二节 富集在海水中的元素——氯1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
(重点) 2.了解实验室制取Cl 2的原理和实验装置。
(重难点) 3.掌握Cl -的检验方法。
(重点)1.氯气(1)氯的原子结构及存在(2)氯气的实验室制法在实验室里常用MnO 2和浓盐酸共热来制取Cl 2,该化学方程式为MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 。
(3)氯气的物理性质①与金属的反应:②与非金属的反应:与H 2反应:H 2+Cl 2=====点燃2HCl 。
现象:火焰为苍白色,瓶口出现白雾。
③与水反应:氯气与水反应的化学方程式为Cl 2+H 2O===HCl +HClO 。
④与碱的反应:a .与NaOH 反应——制漂白液化学方程式:Cl 2+2NaOH===NaCl +NaClO +H 2O 。
漂白液的有效成分为NaClO 。
b .与Ca(OH)2反应——制漂白粉化学方程式:2Cl 2+2Ca(OH)2===CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O 。
漂白粉的成分是CaCl 2和Ca(ClO)2。
(5)氯气的用途①Cl 2是一种重要的化学工业物质。
氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。
②在有机化工中,氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。
2.次氯酸 (1)物理性质常温下仅存在于水溶液中,有刺激性气味。
(2)化学性质①弱酸性(酸性小于碳酸): NaClO +CO 2+H 2O===NaHCO 3+HClO 。
②不稳定性:2HClO=====光照2HCl +O 2↑。
③强氧化性:能氧化还原性物质(如Na 2SO 3、FeCl 2、KI 等),使有色布条、品红褪色: Na 2SO 3+HClO===Na 2SO 4+HCl 。
【特别提醒】 液氯、新制氯水、久置氯水的区别[思考探究]探究1 氯水的多重性(1)向氯水中加入紫色石蕊试液,有什么现象?体现什么性质? 【提示】 先变红后褪色,酸性和漂白性。
第2讲 富集在海水中的元素——卤素【2019·备考】最新考纲:1.掌握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)。
4.了解卤族元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
考点一 氯及其重要化合物(频数:★★☆ 难度:★☆☆)1.氯气的物理性质2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性(1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与铁反应:2Fe +3Cl 2=====点燃2FeCl 3。
②与铜反应:Cu +Cl 2=====点燃CuCl 2。
(2)与非金属反应。
与H 2反应:H 2+Cl 2=====点燃或光照2HCl , (3)与还原性无机化合物反应。
①与碘化钾溶液反应:Cl 2+2KI===2KCl +I 2。
②与SO 2水溶液反应:Cl 2+SO 2+2H 2O===H 2SO 4+2HCl 。
③与FeCl 2溶液反应:离子方程式为Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-。
3.从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应氯气与水或碱反应,氯的化合价既有降低又有升高,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
4.从平衡的角度理解氯水的成分和性质(1)氯水中存在三个平衡关系:①Cl2+H2O HCl+HClO②HClO H++ClO-③H2O H++OH-(2)根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。
①三种分子H2O、Cl2、HClO;②四种离子H+、Cl-、ClO-和OH-。
(3)氯水性质的多重性新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
5.氯的重要化合物(1)次氯酸(2)漂白粉①HClO不稳定,不能单独存在,只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。
②不能用pH试纸测量氯水的pH,原因是氯水中的HClO具有漂白性。
第二节富集在海水中的元素——卤素(Cl、Br、I) 考纲定位考情播报1.掌握氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3.了解海水中提取Br2、I2、Mg的原理和方法。
4.了解氯及其重要化合物的制备方法。
2016·全国甲卷T28(2)(4)/全国乙卷T10(D)、T28/全国丙卷T(7)C、T9(C)2015·全国卷ⅠT7(D)、T28(1)/全国卷ⅡT7(C)、T12、T282014·全国卷ⅠT8(B)、T13(B)/全国卷ⅡT27(2)(3)2013·全国卷ⅠT7(C)/全国卷ⅡT10(A)2012·全国卷T7、T9D、T26、T27(1)考点1| 氯及其化合物的性质和应用[基础知识整合]1.Cl2的性质及其应用(写出有关化学方程式)Cl2在通常情况下,是一种黄绿色具有刺激性气味的有毒气体,可溶于水,通常状况下,1体积水能溶解2体积Cl2,密度比空气的大。
(1)与金属反应与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与铁反应:2Fe+3Cl2=====点燃2FeCl3。
②与铜反应:Cu+Cl2=====点燃CuCl2。
(2)与非金属反应与H2反应:H2+Cl2=====点燃或光照2HCl,(3)与水反应溶于水中的部分氯气与水反应离子方程式为Cl2+H2O H++Cl-+HClO。
氯水中含有的粒子有H 2O 、Cl 2、HClO 、H +、Cl -、ClO -、OH -。
(4)与碱反应①制漂白液(NaClO)的离子方程式Cl 2+2OH -===Cl -+ClO -+H 2O 。
②制漂白粉的化学方程式2Ca(OH)2+2Cl 2===CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O 。
(5)与还原性无机化合物反应①与碘化钾溶液反应的化学方程式:2KI +Cl 2===I 2+2KCl 。
②与SO 2水溶液反应的化学方程式:Cl 2+SO 2+2H 2O===H 2SO 4+2HCl 。
第2讲 富集在海水中的元素——卤素[考纲要求] 1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3.卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。
考点一 氯及其化合物的性质和应用1注意 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔。
(如图所示)2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性――→得1e -H2,Fe ,I -(1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与铁反应:2Fe +3Cl2=====点燃2FeCl3。
②与铜反应:Cu +Cl2=====点燃CuCl2。
(2)与非金属反应与H2反应:H2+Cl2=====点燃或光照2HCl 。
现象—⎪⎪⎪⎪――→燃烧时安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾――→光照时剧烈反应,发生爆炸,瓶口有白雾(3)与还原性无机化合物反应:①与碘化钾溶液反应:Cl2+2KI===2KCl +I2。
②与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl 。
③与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
3.从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应氯气与水或碱反应,氯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。
(1)与水反应氯气与水反应的化学方程式:Cl2+H2O ??HCl +HClO 。
(2)与碱反应(完成下列化学方程式)①与烧碱反应:Cl2+2NaOH===NaCl +NaClO +H2O 。
②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 。
漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2。
4.次氯酸和次氯酸盐的性质 (1)次氯酸(HClO)①不稳定性:化学方程式为2HClO =====光(或△)2HCl +O2↑。
第2讲富集在海水中的元素——氯、溴、碘考点一氯气氯气(1)物理性质①色、味、态:黄绿色有刺激性气味的气体。
②水溶性:能溶于水。
③毒性:有毒。
(2)化学性质1.发现氯气泄漏应如何自救?(至少答2种方法)2.向新制氯水中加入碳酸钙粉末,能增加氯水中HClO的浓度吗?为什么?3.能否用pH试纸测量氯水的pH?为什么?提示: 1.①Cl2密度比空气大,因此要逆着风向朝高处转移。
②由于Cl2易和碱性溶液反应,可用蘸有肥皂水或纯碱溶液的毛巾捂住鼻子。
③向空中喷洒石灰水用于处理Cl2。
2.能;原因是氯水中存在平衡:Cl2+H2O HCl+HClO。
加入的CaCO3粉末会与HCl 反应,从而使平衡右移,提高了HClO的浓度。
3.不能;原因是氯水中含有HClO,能将pH试纸氧化而褪色。
氯气1.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应得到,又能由金属和盐酸反应制得的是() A.FeCl2B.AlCl3C.FeCl3D.CuCl2答案: B2.分别向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种,振荡,现象如下图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是()①AgNO3溶液②NaOH溶液③水A.①②③B.②①③C.③②①D.①③②解析:AgNO3与氯水中的Cl-反应生成AgCl白色沉淀,并促使Cl2反应完全,所以乙中注入的为①AgNO3溶液;NaOH与Cl2反应生成NaCl和NaClO,所以甲中注入的为②NaOH 溶液。
答案: B3.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(浓)===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O对实验现象的“解释或结论”正确的是()B222222项,由现象可知在此过程中有酸性物质生成,同时生成了漂白性物质;C项,在此过程中只能判断溶液不再显碱性,无法判断有无漂白性物质生成;D项,此时Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,而Cl被还原为Cl-,还原剂Fe2+的还原性强于还原产物Cl-。
2答案: D氯水的多重性4.用经Cl2消毒的自来水配制下列溶液:①Na2SO3;②KI;③AlCl3;④FeCl2;⑤AgNO3;⑥稀盐酸,发现部分药品变质,它们是()A.①②④⑤B.①②③④C.①②④D.③⑥解析:用Cl2消毒的自来水中,含有盐酸和氧化剂HClO,Cl-能使Ag+沉淀,HClO能将SO2-3、Fe2+、I-等氧化。
答案: A5.为了研究氯水能否和碳酸钙发生化学反应,某学生设计如下实验:实验一:向盛有饱和氯水的锥形瓶中加入大理石,并充分振荡,观察到氯水的黄绿色褪去并同时产生少量气体。
实验二:取上述实验一后锥形瓶中清液,进行如下实验:(1)该清液滴在有色布条上有极强的漂白作用。
(2)该清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀。
(3)该清液中滴加盐酸可产生大量气体。
(4)该清液加热后变浑浊并产生大量气体。
实验三:该学生设想用下列装置收集实验二中产生的气体作进一步检验。
回答下列问题:(1)在实验二中,清液滴在有色布条上有极强的漂白作用说明该清液中含有________(写化学式);清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀说明该清液中含有________离子;清液中滴加盐酸产生的气体是________;清液加热后产生浑浊的原因是因为生成了________(用化学式表示)。
(2)实验三中,洗气装置内的洗涤液一般用________溶液。
(3)该学生通过上述实验,写出了氯水和碳酸钙反应的化学方程式,为__________________ ________________________________________________________________________。
解析: 氯气溶解于水,发生反应:Cl 2+H 2OHCl +HClO ,生成的HCl 与CaCO 3发生反应:2H ++CaCO 3===Ca 2++CO 2↑+H 2O ,因实验一只产生少量气体,故发生反应CaCO 3+CO 2+H 2O===Ca(HCO 3)2。
答案: (1)HClO Ca 2+CO 2 CaCO 3 (2)饱和NaHCO 3(3)2CaCO 3+2Cl 2+2H 2O===Ca(HCO 3)2+2HClO +CaCl 2氯水的多元性 (1)氯水成分的多样性(2)氯水性质的多重性考点二 次氯酸和次氯酸盐1.次氯酸(1)不稳定性:2HClO =====光 或加热2HCl +O 2↑。
氯水须现用现配,保存在棕色瓶中,置于冷暗处。
(2)强氧化性。
①能将有色物质氧化为无色物质,有漂白性。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性。
NaClO 溶液中通少量CO 2,化学方程式为NaClO +CO 2+H 2O===NaHCO 3+HClO 2.漂白粉漂白粉—⎪⎪⎪⎪――→成分主要成分Ca ClO 2、CaCl 2,有效成分Ca ClO 2――→制取原理2Cl 2+2Ca OH 2===CaCl 2+Ca ClO 2+2H 2O――→化学性质水解呈碱性,具有强氧化性――→漂白原理Ca ClO 2+CO 2+H 2O===CaCO 3↓+2HClO ,必须密封保存1.84消毒液的有效成分是________。
向稀释后的84消毒液中加入3~4滴紫色石蕊溶液的现象为___________________________________________________________________, 原因是(用离子方程式表示)_________________________________________________ ________________________________________________________________________。
2.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?其原因是什么? 提示: 1.NaClO 先变蓝后褪色 ClO -+H 2OHClO +OH -2.最终得到的物质是CaCO 3和CaCl 2;其原因是:Ca(ClO)2+H 2O +CO 2===CaCO 3↓+2HClO,2HClO=====光照2HCl +O 2↑。
1.下列关于漂白粉的叙述正确的是( ) A .漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl 2 B .漂白粉在空气中久置后会变质 C .漂白粉是由Cl 2与烧碱制得的 D .在使用漂白粉时应用浓盐酸解析: Cl 2通入石灰乳中制得漂白粉;其有效成分是Ca(ClO)2;漂白粉在空气中发生如下反应:Ca(ClO)2+CO 2+H 2O===CaCO 3↓+2HClO ,漂白粉在空气中久置会变质;D 选项中,浓盐酸会与漂白粉发生反应:Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl 2+2Cl 2↑+2H 2O 。
答案: B2.潮湿的氯气、新制的氯水、次氯酸钠溶液、漂白粉溶液均能使有色布条褪色,这是由于它们含有或能生成( )A .氯气B .次氯酸C .次氯酸根D .氯化氢解析: Cl 2+H 2O HCl +HClO ;ClO -+H 2OHClO +OH -。
答案: B3. 在淀粉-碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入少量的稀硫酸,溶液立即变蓝,在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液,蓝色逐渐消失。
下列判断不正确的是 ( ) A .氧化性:ClO ->I 2>SO 2-3B .漂白粉溶液可使淀粉-碘化钾试纸变蓝C .向氯水中加入亚硫酸钠溶液,氯水褪色D .次氯酸钠可以与亚硫酸钠共存解析: 碘化钾与次氯酸钠反应生成了碘单质。
其实质是次氯酸根离子将碘离子氧化成碘单质。
而碘单质又将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子,所以氧化性:ClO ->I 2>SO 2-3,A 、B 正确,D 不正确;C 选项氯水中存在氯气分子和次氯酸,都可将亚硫酸根离子氧化,C 正确。
答案:D(1)工业上制取漂白粉,是用Cl 2与石灰乳反应制得而不是Cl 2与石灰水反应。
(2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,漂白液、“84消毒液”的有效成分是NaClO ,漂白粉和漂白液的漂白、消毒原理相同。
考点三 卤素的性质及X -的检验1.溴、碘单质物理性质比较2.(1)与碱溶液反应,如与NaOH 溶液反应的化学方程式为2NaOH +X 2===NaX +NaXO +H 2O(X =Cl 、Br 、I)。
(2)氧化性①都能与金属反应生成金属卤化物,如与钠反应的化学方程式为2Na +X 2===2NaX(X =Cl 、Br 、I)。
②氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl 2>Br 2>I 2,阴离子的还原性:Cl -<Br -<I -。
Cl 2能从Br -的溶液中置换出Br 2,其离子方程式:Cl 2+2Br -===2Cl -+Br 2; 同理,Br 2能置换I 2,其离子方程式:Br 2+2I -===2Br -+I 2。
③与一些还原性离子反应,如Br 2与SO 2-3、Fe 2+反应的离子方程式分别为Br 2+SO 2-3+H 2O===2Br -+SO 2-4+2H +,2Fe 2++Br 2===2Fe 3++2Br -。
3.卤离子的检验(1)AgNO 3溶液和稀硝酸——沉淀法待检溶液――→稀HNO 3无变化――→AgNO 3溶液⎪⎪⎪―→白色沉淀含Cl-―→淡黄色沉淀含Br -―→黄色沉淀含I-(2)置换——萃取法未知液――→加适量新制饱和氯水振荡 ――→加入CCl 4 下层 或汽油 上层 振荡有机层呈⎩⎪⎨⎪⎧红棕色或橙红色,表明有Br -紫色、浅紫色或紫红色,表明有I - (3)氧化——淀粉法检验I -未知液――→加入适量新制饱和氯水 双氧水 振荡 ――→淀粉溶液振荡蓝色溶液,表明有I -1.判断正误(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)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO 3( )(3)用CCl 4萃取碘水中的碘,先振荡,后静置,液体分层,下层呈无色 ( ) (4)碘易升华,可用加热升华法除去NH 4Cl 中混有的I 2( ) (5)能使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝的气体一定是Cl 2( ) 2.下列哪些事实或实验能说明氧化性:Cl 2>Br 2>I 2________。
①氯水分别滴入KBr 、NaI 溶液中颜色加深,而溴水滴入NaCl 溶液中无明显变化,滴入KI-淀粉溶液中,溶液变蓝②H 2和Cl 2的混合气体光照爆炸,H 2和Br 2的混合气体加热才能反应,而H 2和I 2反应更困难③Fe 分别与Cl 2、Br 2、I 2反应生成Fe 的化合物的化合价高低 ④HCl 、HBr 、HI 的热稳定性越来越差 ⑤Cl 2、Br 2、I 2在水中的溶解度逐渐减小3.(1)请分类列举哪些物质能使溴水褪色。