高2021届高2018级高中化学第一轮复习配套学案第四章第14讲

第14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制备方法,掌握其主要性质及应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。

一、氯气的性质

1.氯气的物理性质

颜色 气味 毒性 密度 特性

黄绿色 刺激性气味 有毒 比空气大 易液化

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“价类”二维角度理解Cl2的化学性质

(1)氧化性

原子结构：

类别：Cl2是活泼的非金属单质,能氧化许多金属、非金属以及一些具有还原性的物质。

(2)歧化反应

氯气与水或碱反应,氯元素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。

3.从平衡的角度理解氯水的成分和性质

氯气能溶于水(1∶2),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。

(1)氯水中存在三种平衡关系：

①Cl2＋H2OHCl＋HClO

②HClOH＋＋ClO－

③H2OH＋＋OH－

(2)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。

注：氯水常代替氯气进行溶液中的实验。

问题思考

(1)将Cl2通入石蕊溶液中的现象是什么？能用pH试纸测定氯水的pH吗？

答案 将Cl2通入石蕊溶液中的现象是先变红后褪色。不能用pH试纸测定氯水的pH,因为氯水中的HClO能将pH试纸漂白。

(2)①向新制氯水中加入碳酸钙粉末,能增大氯水中HClO的浓度吗？为什么？

答案 能；原因是氯水中存在平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO。加入的CaCO3粉末会与HCl反应,从而使平衡右移,增大HClO的浓度。 ②若将碳酸钙改为亚硫酸钙,情况又如何？

答案 亚硫酸钙具有还原性,会将Cl2、HClO等还原为Cl－。

二、次氯酸和次氯酸盐的性质

1.次氯酸

次氯酸见光分解的化学方程式：2HClO=====光照2HCl＋O2↑。

2.次氯酸盐

(1)“84”消毒液

有效成分为NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气,其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。

(2)漂白粉

①成分：漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其中有效成分是Ca(ClO)2。

②漂白原理：在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。

问题思考

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___________________________,

其原因是___________________________________________________________________。(用化学方程式说明)

答案 CaCO3和CaCl2 Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO,2HClO=====光照2HCl＋O2↑,CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O

(1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2( )

(2)氯气溶于水得氯水,溶液呈酸性且可以导电,所以氯气是电解质( )

(3)新制取的漂白粉是混合物( )

(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)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂( )

(6)标准状况下,11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA( )

(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同,都是利用强氧化性( )

答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)√

【解析】 (6)该反应为可逆反应,Cl2不能完全反应。

题组一 氯气的性质及应用

1.(2020·宜昌高三测试)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏,下列关于安全处理措施不正确的是( )

A.紧急组织群众沿逆风方向疏散

B.消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液

C.处在该环境中的群众,应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子,趴在低洼处等待救援

D.处在该环境中的群众,应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子,向高处转移

答案 C

【解析】 稀氨水挥发出的NH3具有强烈的刺激性气味；氯气的密度比空气的密度大,应往高处转移。

2.已知：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O,如下图所示,将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上,并用表面皿盖好。下表中由实验现象得出的结论完全正确的是(

)

选项 实验现象 结论

A 滴有KSCN的FeCl2溶液变红 Cl2具有还原性

B 滴有酚酞的NaOH溶液褪色 Cl2具有酸性

C 紫色石蕊溶液先变红后褪色 Cl2具有漂白性

D 淀粉-KI溶液变成蓝色 Cl2具有氧化性

答案 D

【解析】 Cl2本身没有酸性,溶液褪色,可能是Cl2与水反应生成的HCl和HClO与NaOH溶液发生中和反应生成盐而使溶液褪色,也可能是生成的HClO的漂白性使溶液褪色,B项错误；Cl2本身不具有漂白性,而是Cl2与H2O作用生成的HClO具有漂白性,C项错误。

3.根据下列装置图回答问题

(1)A、B通入Cl2后,观察到的现象是_____________________________________________,根据现象可得出的结论是________________________________________________________。

(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是___________________________________________。

(3)实验开始后,观察装置C中的现象是____________________________________________。

(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是____________________________________。

(5)装置E中发生反应的离子方程式是______________________________________________。

(6)F装置的作用是______________________________________________________________。

答案 (1)干燥的红色(或A中)布条不褪色,湿润的红色(或B中)布条褪色 Cl2无漂白性,Cl2与水反应生成的HClO有漂白性 (2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO (3)溶液先变为红色,然后褪色 (4)H2O＋SO2－3＋Cl2===2H＋＋SO2－4＋2Cl－ (5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (6)吸收氯气,防止污染环境

题组二 氯水中的平衡关系及多重性质

4.(2020·郑州高三检测)氯水中存在多种分子和离子,它们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,氯水的浅黄绿色消失,说明有HClO存在

答案 B

【解析】 A项,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；C项,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存在Cl－；D项,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。

5.在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是( )

A.再通入少量氯气,cH＋cClO－减小

B.通入少量SO2,溶液漂白性增强

C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强

D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱

答案 C

【解析】 饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4,Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移,HClO的浓度减小,漂白性减弱,B项错；加入少量的碳酸钠粉末,消耗H＋,使B项所述平衡正向移动,HClO的浓度增大,C项正确；光照过程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D项错误。

氯水的组成及性质在应用中的常见误区

(1)氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增强,无漂白性。因此,氯水要现用现配。

(2)制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂。

(3)Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。

(4)ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO2－3等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。

题组三 其他含氯化合物的性质与探究

6.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。下列有关ClO2的制备与杀菌的说法不合理的是( )

A.NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl,则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4

B.ClO2在强碱性环境中使用失效,可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO－3＋ClO－2＋H2O

C.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3

D.等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强

答案 C

【解析】 A项,酸性条件下ClO－2发生歧化反应,生成Cl－和ClO2,可写出方程式：4H＋＋5ClO－2===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O,显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4,正确；B项,方程式符合歧化反应化合价的变化,正确；C项,ClO2易溶于水,不能用饱和食盐水除杂,错误；D项,等物质的量的ClO2作氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多,正确。

7.某研究小组为了探究NaClO溶液的性质,设计了下列实验,并记录实验现象。

实验装置 实验序号 滴管试剂 试管试剂 实验现象

①

0.2 mol·L－1

NaClO溶液 饱和Ag2SO4

溶液 产生白色沉淀

② CH3COOH溶液 光照管壁有无色气泡产生

③ 0.2 mol·L－1 FeSO4酸性溶液和KSCN溶液 溶液变红

④ 0.2 mol·L－1AlCl3溶液 产生白色沉淀

则以下判断错误的是( )

A.实验①：发生的反应为