高考化学讲义在海水中的元素 氯(含解析)

目夺市安危阳光实验学校第二节 富集在海水中的元素——氯

1.了解氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。(高频)

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)。(中频)

氯气的性质、制法和应用

1．物理性质

氯气是一种有强烈刺激性气味的有毒气体，能溶于水，但在饱和食盐水中的溶解度很小，所以可用排饱和食盐水法收集氯气。

2．化学性质(写出有关化学方程式)

3．Cl2的制法

(1)实验室制法

化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

(2)工业制法(电解法)

化学方程式：2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。

4．应用

(1)制盐酸：利用H2在Cl2中燃烧生成HCl，然后溶于水制盐酸。

(2)制漂白液：利用Cl2与NaOH溶液反应制备，其有效成分为NaClO。

(3)制漂白粉：利用Cl2与Ca(OH)2乳浊液反应制备，其有效成分为Ca(ClO)2。

(4)制含氯有机物，如Cl2与CH4反应可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4有机物。 氯的重要化合物

1．次氯酸

(1)不稳定性：2HClO=====光2HCl＋O2↑

氯水须现用现配，保存在棕色试剂瓶中，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CO2，化学方程式为：2NaClO＋CO2＋H2O===2HClO＋Na2CO3。

2．次氯酸盐

(1)

(2)

3．今天人们不直接用Cl2作漂白剂而常用漂白液或漂白粉的理由是Cl2在水中的溶解度不大而且生成的HClO不稳定，难以保存，使用不方便，效果不理想。

卤素及卤离子检验

1．卤素(包括F、Cl、Br、I等)简介

(1)单质物理性质的递变规律

①单质颜色逐渐变深(F2：淡黄绿色气体；Cl2：黄绿色气体；Br2：深红棕色液体；I2：紫黑色固体)。 ②密度逐渐增大；熔、沸点逐渐升高。

(2)单质及化合物的化学性质

①单质(从F2至I2)：

氧化性逐渐减弱，与氢气化合越来越难，与H2O反应逐渐减弱。

②化合物(从F至I)：

HX稳定性逐渐减弱，X－的还原性逐渐增强。

(3)卤素单质性质的特殊性

①Br2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。

②I2易升华，I2遇淀粉变蓝。

③Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯)萃取。

④氟元素无正价，F2与H2O发生置换反应生成O2(2F2＋2H2O===4HF＋O2)。

2．卤离子(Cl－、Br－、I－)检验

(1)AgNO3溶液——沉淀法

未知液――→滴加AgNO3溶液和稀硝酸生成白色沉淀，则有Cl－浅黄色沉淀，则有Br－黄色沉淀，则有I－

(2)置换——萃取法

未知液――→加适量新制饱和氯水振荡 ――→加入CCl4（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－

1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)H2、Cu、Fe在Cl2发生的反应均是燃烧反应( ) (2)燃烧反应一定是O2参加的氧化还原反应( )

(3)Cl2与H2O或NaOH的反应中氯气既是氧化剂又是还原剂( )

(4)漂白粉和明矾都常用于处理自来水，二者的作用原理是不同的( )

(5)漂白粉在空气中久置的过程中不可能发生氧化还原反应( )

(6)氯水是Cl2的水溶液，溶液中只含有Cl2和H2O( )

(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通入干燥的有色布条，再通入湿润的有色布条看是否褪色( )

(8)Cl2氧化性比Br2强，故还原性Cl－>Br－( )

【答案】 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)×

2．写出下列反应的离子方程式：

(1)Cl2与H2O反应：_____________________________________________________。

(2)Cl2与NaOH溶液反应：_______________________________________________。

(3)Cl2与FeCl2溶液反应：_______________________________________________。

(4)Cl2与NaBr溶液反应：_______________________________________________。

(5)NaClO溶液中通入过量CO2：___________________________________________。

(6)Ca(ClO)2溶液中加入稀HCl：____________________________________________。 【答案】 (1)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO

(2)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

(3)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－

(4)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

(5)ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO－3

(6)ClO－＋H＋===HClO

3．84消毒液的有效成分是_____。向稀释后的84消毒液中加入3～4滴紫色石蕊试液的现象为________，

原因是(用离子方程式表示)_______________________________________。

【答案】 NaClO 溶液先变蓝，后褪色 ClO－＋H2OHClO＋OH－

3种颜色：Cl2为黄绿色；氯水为淡黄绿色；H2在Cl2中燃烧火焰为苍白色。

Cl2的4个应用相应反应

①制氯化氢：H2＋Cl2=====点燃2HCl

②制氯水：Cl2＋H2OHCl＋HClO

③制漂白液：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

④制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O

Cl2制备的4个装置：制气—净化—收集—尾气吸收

氯水中3分子4离子：H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－

氯及其化合物的性质和转化关系 1.氯及其化合物的性质及转化关系

2．氯水的成分和性质

成分 性质 表现

Cl2 氧化性 能够氧化Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO2等

Cl－ 生成沉淀 加入硝酸银溶液产生白色沉淀

HClO 不稳定性 在光照下氯水中有气泡产生

HClO 强氧化性 ①使湿润的有色布条或品红溶液褪色；

① 使紫色石蕊溶液先变红后褪色；

③杀菌消毒

H＋ 酸性 ①使紫色石蕊溶液变红；

②加碳酸盐产生气泡

3.液氯、新制氯水、久置氯水的比较

液氯 新制氯水 久置氯水

分类 纯净物 混合物 混合物

颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色

性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性

粒子种类 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－、OH

(1)氯水的保存：密封保存在棕色试剂瓶中，并放在阴暗处。

(2)Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性的原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性，使有色物质被氧化而褪色。

(3)离子共存问题：ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO2－3等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。

(2012·上海高考)下图所示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( )

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－

【解析】 a处变蓝，b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2＞I2、Cl2＞Br2，无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱，A项错误；c处先变红，说明氯气与水生成酸性物质，后褪色，则证明氯气与水生成具有漂白性的物质，B项错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH，C项错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，证明还原性：Fe2＋＞Cl－，D项正确。

【答案】 D

考向1 氯及其化合物的主要性质

1．(2014·福建晋江联考改编)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

【解析】 B选项，ClO2具有强氧化性，错误；C选项，主要利用漂白粉的强氧化性，错误；E选项，ClO－与Fe2＋因发生氧化还原反应而不能大量共存，ClO－与H＋因为生成不稳定的HClO不能大量共存；F选项，SO2使品红溶液褪色是因为与有色物质结合生成不稳定的无色物质，Cl2能使品红溶液褪色是Cl2与水生成的HClO的强氧化性；G选项，漂白粉变质既发生复分解反应也发生氧化还原反应，而水玻璃变质只发生复分解反应，不发生氧化还原反应。

【答案】 AD

考向2 氯水的多重性

2．氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。

(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”、“b”、“c”或“d”)。

(2)c过程中的现象是___________________________，b过程中反应的离子方程式为________________。

(3)a过程中反应的化学方程式为____________________________。

【解析】 氯水中Cl2能氧化FeCl2，H＋与Na2CO3，石蕊作用，Cl－能与Ag＋生成AgCl，HClO能漂白石蕊的颜色。

【答案】 (1)d (2)产生白色沉淀 2H＋＋CO2－3===H2O＋CO2↑

(3)Cl2＋2FeCl2===2FeCl3