富集在海水中的氯
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富集在海水中的元素氯然而,尽管氯在海水中的丰度很高,但目前尚未发现利用氯从海水中提取的实用方法。
主要原因是氯在海水中的浓度相对较低,且与其他离子混合在一起。
提取氯的主要方法是通过卤水中的电解或盐湖提取。
这些方法依赖于地下卤水或盐湖中高浓度的氯离子。
电解方法是通过将卤水置于电解池中,然后通过施加电压来分解水中的氯化物离子。
这个过程称为电解反应。
在电解池中,氯化物离子(Cl-)被氧化成氯气(Cl2),同时还会产生氢气(H2)和水(H2O)。
这种方法可以提取氯气,但是由于需要大量的能源,因此不适合从海水中提取氯。
另一种提取氯的方法是盐湖提取。
一些地区有富含氯离子的盐湖,如美国的盐湖城和印度的拉贾斯坦邦。
在这种方法中,盐湖水先被蒸发,然后通过一系列的盐田进行处理和纯化,最终产生氯和其他盐类。
然而,这种方法只适用于具有高浓度氯离子的盐湖,不适用于海水。
尽管目前从海水中直接提取氯的方法尚不实用,但有一些其他方法可以从海水中提取其他有价值的化学物质,其中包括氯。
例如,目前有一种技术被称为气候工程,可以通过从海水中提取氯化物离子来控制二氧化碳(CO2)的浓度。
通过从海水中提取氯化物离子,可以增加海水中其它离子如碳酸根的含量,这有助于吸收大气中的二氧化碳。
这种方法可以作为一种控制气候变化的手段。
综上所述,虽然氯在海水中存在丰富,但目前尚未开发出直接从海水中提取氯的实际方法。
然而,其他一些方法可以通过从海水中提取氯化物离子,来应用于其他方面,如气候工程。
第四章 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。
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。
1.物理性质通常情况下,氯气是 色 气味的 体。
密度比空气 ,有 ,易 ,能溶于水,通常1体积水约溶解2体积氯气,其水溶液称为氯水。
实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是 .2.化学性质(1)与金属反应铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为:Cu +Cl 2=====点燃CuCl 2( 色烟)2Fe +3Cl 2=====点燃2FeCl 3( 色烟)(2)与非金属反应氢气在氯气中燃烧的化学方程式为:H 2+Cl 2=====点燃2HCl( 色火焰)(3)与水反应氯气与水反应的化学方程式:Cl 2+H 2O HCl +HClO 。
(4)与碱反应(完成下列化学方程式)①与烧碱反应: ,②制取漂白粉: 。
漂白粉的主要成分是 , 。
(5)与还原性物质反应(完成下列化学方程式)①氯气与KI 溶液: 。
②氯气与FeCl 2溶液: 。
③向氯水中通入SO 2: 。
3.制取(1)工业上用电解饱和食盐水的方法制Cl 2,化学方程式为2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +Cl 2↑+H 2↑。
(2)实验室制取反应原理:MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 。
氯气1.次氯酸(HClO)(1)不稳定性:化学方程式为。
(2)弱酸性:比碳酸酸性 ,电离方程式为HClO H ++ClO -。
(3)强氧化性:具有 性。
2.Ca(ClO 2)的主要化学性质(1)稳定性比HClO 。
(2)水解显 性,其水解离子方程式:ClO -+H 2O HClO +OH -。
(3)与酸反应生成 ,作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为 Ca(ClO)2+CO 2+H 2O===2HClO +CaCO 3↓。
课时作业(十一)(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)1.水处理包括水的净化、软化、杀菌消毒、去离子、蒸馏等。
其中常见的杀菌消毒剂包括氯气、臭氧、漂粉精、活性炭等。
2012年伦敦奥运会用臭氧、活性炭对游泳池进行消毒和净化。
下列说法中正确的是() A.臭氧、活性炭处理水的原理相同B.氯气是一种常用的消毒剂,用氯气消毒的水可以用于配制化学试剂C.氯气和二氧化硫都具有漂白性,等体积的两者混合会提高漂白的效率D.漂粉精长期露置在空气中会失效,且它的使用会增加水的硬度解析:臭氧处理水是利用其氧化性,活性炭处理水则是利用其吸附性,A项错误;氯气消毒的水含有氯气、盐酸、次氯酸等成分,配制化学试剂时会使试剂变质,B项错误;氯气和二氧化硫虽都具有漂白性,但等体积的两者混合发生:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,失去漂白性,C项错误。
答案:D2.(2013年安徽江南十校)美国宇航局“凤凰”号火星登陆器的显微、电子化学及传导分析仪对两份土壤样本的分析发现,火星北极区表层土壤可能含有高氯酸盐,可创造不利于任何潜在生命的恶劣环境。
则下列说法错误的是() A.含有高氯酸盐的土壤不利于生命存在与高氯酸盐具有较强的氧化性有关B.当元素处于最高价态时一定具有强氧化性C.可以考虑用加入亚铁盐等还原性物质的方法改善这种土壤D.一定条件下高氯酸盐能与浓盐酸反应生成氯气解析:本题主要考查氧化还原反应的相关知识。
高氯酸盐中氯元素显+7价,由题给情境可知高氯酸盐应有强氧化性,能使蛋白质变性,不利于生命存在,A 正确;元素处于最高价态时未必具有强氧化性,如H3PO4,B错误;亚铁盐可还原高氯酸盐生成氯化物,氯化物不具有强氧化性,C正确;高氯酸盐中氯元素显+7价,浓盐酸中氯元素显-1价,二者反应可生成0价的Cl,即生成氯气,D正确。
答案:B3.(2013届浙江白云中学高三第一学期第二次联考)下列叙述正确的是() A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封B.能使湿润的淀粉KI试纸变蓝色的物质一定是Cl2C.某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-D.某溶液中加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+解析:NO2、O3等强氧化性物质都能使湿润的淀粉KI试纸变蓝,B错误;碘单质溶于四氯化碳显紫色,C错误;某溶液中含有SO2-4也会产生白色沉淀,D 错误。
答案:A4.(2013年安徽名校联考)下列有关氯水的表述不正确的是() A.氯水可以导电,说明氯气是电解质B.氯水中含有7种微粒,其可以与AgNO3、FeBr2等多种物质反应C.蓝色石蕊试纸放入氯水中先变红后褪色D.向氯水中加入碳酸钙粉末,能提高溶液中HClO的浓度解析:选项A,氯气是单质,既不是电解质也不是非电解质。
选项D,氯水中存在如下平衡:Cl2+H2O HCl+HClO,加入CaCO3粉末会与HCl反应,从而使平衡向着生成HClO的方向移动,从而提高HClO的浓度。
答案:A5.(2012年衡阳六校联考)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。
下列说法正确的是()A .25℃,NaHCO 3在水中的溶解度比Na 2CO 3的大B .石灰乳与Cl 2的反应中,Cl 2既是氧化剂,又是还原剂C .常温下干燥的Cl 2能用钢瓶贮存,所以Cl 2不与铁反应D .如图所示转化反应都是氧化还原反应解析:25℃,NaHCO 3在水中的溶解度比Na 2CO 3的小,A 错误;石灰乳与Cl 2的反应中,Cl 2的化合价一部分升高、一部分降低,故Cl 2既是氧化剂,又是还原剂,B 正确;Cl 2与铁在加热条件下反应,生成FeCl 3,C 错误;NaCl ―――――→NH 3、CO 2H 2ONaHCO 3 ――→△Na 2CO 3均不是氧化还原反应,D 错误。
答案:B6.下列离子方程式书写错误的是( )A .氯气与水反应:Cl 2+H 2O===2H ++Cl -+ClO -B .氯水滴加到AgNO 3溶液中:Cl -+Ag +===AgCl ↓C .碳酸钙与盐酸反应:CaCO 3+2H +===Ca 2++H 2O +CO 2↑D .用氢氧化钠吸收氯气:Cl 2+2OH -===Cl -+ClO -+H 2O解析:A 中HClO 为弱酸不能拆开;B 中实质是Cl -与Ag +的反应。
答案:A7.(2012年晋中市高三期末)实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,下列说法中正确的是(气体体积均在标准状况下测定) ( ) A .若提供0.4 mol HCl ,MnO 2不足量,则转移电子的物质的量为0.2 molB .若提供0.4 mol HCl ,MnO 2过量,则可制得氯气2.24 LC .若有0.4 mol HCl 参与反应,MnO 2不足量,则可制得氯气2.24 LD .若有0.4 mol HCl 被氧化,MnO 2不足量,则可制得氯气2.24 L解析:根据反应的化学方程式4HCl +MnO 2=====△MnCl 2+2H 2O +Cl 2↑知,盐酸的作用为酸性和还原性,起还原作用的HCl 占参与反应的HCl 的一半,得到的氯气也是参与反应的HCl 的一半,若提供0.4 mol HCl ,MnO 2不足量时,随着反应的进行,盐酸的浓度降低,还原性减弱,MnO 2就不能氧化氯离子了,故B 项错误;若提供0.4 mol HCl ,MnO 2不足量,则转移电子的物质的量小于0.2 mol ,A 项错误;若有0.4 mol HCl 参与反应,MnO 2不足量,则可制得氯气为0.1 mol ,在标准状况下为2.24 L,C项正确;若有0.4 mol HCl被氧化,MnO2不足量,则可制得氯气为0.2 mol,在标准状况下为4.48 L,D项错误。
答案:C8.(2012年南通高三一模)滴加新制氯水后,下列各组离子可能大量存在的是() A.Fe3+、Al3+、Cl-、NO-3B.K+、Na+、I-、SO2-4C.Ag+、Ca2+、NH+4、NO-3D.Na+、Ba2+、CO2-3、SO2-4解析:B项,Cl2具有强氧化性,可以氧化I-,错;C项,氯水中含有Cl-可以与Ag+生成AgCl沉淀,错;D项,氯水中含有H+,可以与CO2-3反应生成CO2气体,错。
答案:A9.某同学用下列装置制备Cl2或检验Cl2的性质。
下列说法正确的是() A.Ⅰ图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗完B.Ⅱ图中:生成蓝色的烟C.Ⅲ图中:量筒中发生了加成反应D.Ⅳ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生成解析:稀盐酸不与MnO2反应,所以盐酸不可能被消耗完,A错;B中生成的是棕黄色烟;C中发生的是取代反应。
D中最终在烧杯内滴入硫酸溶液后,发生的反应为:Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O。
答案:D10.(2013年临海模拟)某学生做如下实验:第一步,在淀粉KI溶液中滴入少量NaClO溶液,并加入少量稀硫酸,溶液立即变蓝;第二步,在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失。
下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不正确的是() A.第一步反应的离子方程式为:ClO-+2I-+2H+===I2+Cl-+H2OB.淀粉KI溶液变蓝是因为I-被氧化为I2,I2遇淀粉变蓝色C.蓝色逐渐消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性D.微粒的氧化性由强到弱的顺序是:ClO->I2>SO2-4解析:由题意知,在淀粉KI溶液中滴入少量NaClO溶液,并加入少量稀硫酸后,发生反应:ClO-+2I-+2H+===I2+Cl-+H2O,从而使淀粉KI溶液变蓝,再滴加足量的Na2SO3溶液,发生反应SO2-3+I2+H2O===SO2-4+2H++2I-,蓝色逐渐消失,由此可以得出微粒的氧化性由强到弱的顺序是:ClO->I2>SO2-4。
答案:C11.某强酸性溶液中可能存在NO-3、I-、Cl-、Fe3+中的一种或几种。
向该溶液中加入溴水后,溴被还原,由此推断该溶液中() A.不含NO-3,含Fe3+B.含有NO-3、I-、Cl-C.含I-,但不能确定是否含Cl-D.含有Fe3+解析:NO-3、I-、Cl-、Fe3+四种离子中只有I-能被Br2氧化,所以溶液中必存在I-。
由于在强酸性溶液中NO-3和Fe3+都能把I-氧化,即NO-3、Fe3+都不能跟I-共存。
Cl-不参与反应,所以无法确定它存在与否。
答案:C12.向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。
有关说法不正确的是()A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 mol/LC.当通入Cl2 2 mol时,溶液中已发生的离子反应可表示为:2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-D.原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3解析:①Fe2+、I-、Br-的还原性有强弱,反应分先后。
②书写离子方程式先把握住量的关系。
答案:B二、非选择题(本题包括4小题,共52分)13.(12分)工业上用Cl2和碱制漂白粉、漂粉精及漂白液。
请回答下面问题:(1)工业上将氯气制成漂粉精的主要目的是________________________,制漂粉精的主要反应的化学方程式是______________________。
(2)下列物质露置在空气中会变质,在变质过程中既有非氧化还原反应发生,又有氧化还原反应发生的是________。
A.生石灰B.漂白粉C.NaOH D.Na2SO3(3)写出下列两个化学方程式,并注明反应类型。
漂白粉+稀盐酸:______________________,属________反应;漂白粉+浓盐酸:______________________,属________反应。
(4)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________(填编号)。
①HCl②O2③CO2④H2O(气)答案:(1)漂粉精比HClO(Cl2)稳定,且便于贮存和运输2Ca(OH)2+2Cl2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(2)B(3)Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO复分解Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O氧化还原(4)①③④14.(14分)(2013年内江、广安市二模)下图是一个实验室制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置:(1)A是氯气发生装置,其中的化学反应方程式为___________________。