高考化学教材回归详析4

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第二节 富集在海水中的元素——氯 考点梳理 1.了解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)。 一、氯气的性质及其应用 1 物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。 2 化学性质和用途 氯气的化学性质很活泼的非金属单质。 ①与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态） 如：a.2Na＋Cl2 2NaCl（产生白烟） b.Cu＋Cl2 CuCl2（产生棕黄色的烟） c.2Fe＋3Cl2 2FeCl3（产生棕色的烟） 注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。 ②与非金属反应 如：H2＋Cl2 2HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸 H2＋Cl2 2HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸 ③与水反应：溶于水的氯气部分与水反应 Cl2＋H2O  H Cl ＋HClO ④与碱反应：与 NaOH 溶液反应      2 2Cl 2OH Cl ClO H O ⑤与某些还原性物质反应 如：a.2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3 b.2KI＋Cl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝色，用于氯气的检验） c.SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4 ⑥与某些有机物反应 如：a.CH4＋Cl2 CH3Cl + HCl（取代反应） b.CH2=CH2＋Cl2 → CH2ClCH2Cl（加成反应） 二.次氯酸和次氯酸盐的性质 1.次氯酸(HClO) (1)弱酸性：酸性比碳酸弱。 (2)不稳定性：2HClO 2HCl + O2↑，氯水要现用现配制，保存在棕色试剂瓶中。 (3)强氧化性：使有色布条褪色，用作消毒剂、漂白剂。 2.漂白粉 （1）主要成分是 CaCl2 和 Ca(ClO)2，有效成分是 Ca(ClO) （2 ）漂白原理是：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，产生的 HClO 具有漂白性和强氧化性，由于 Ca(ClO)2 能与空气中的 CO2、H2O 反应生成 HClO 且 HClO 见光易分解，所以漂白粉应密封保存。 （3）工业上常用氯气和石灰乳制取漂白粉 2Cl2＋2Ca(OH)2=== CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O （4）溶液呈碱性，具有强氧化性。 （5）失效原理： 故漂白粉须密封保存。 三、氯气的制法 1.实验室制法 ，MnO2 是氧化剂，HCl 是还原剂。 浓盐酸表现还原性和酸性 2.工业制法 化学方程式为： 2 2 22NaCl+2H O 2NaOH+H +Cl 通电 四、卤素及其化合物的特性和用途 (1)氟 ①无正价和含氧酸、非金属性最强，F－的还原性最弱。 ②与 H2 反应在暗处即爆炸。 ③2F2＋2H2O===4HF＋O2。 ④HF 是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在铝制器皿或塑料瓶中；有毒，在 HX 中沸点最高。 (2)溴 ①Br2 是深红棕色液体，易挥发。 ②Br2 易溶于有机溶剂。 ③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞。 (3)碘 ①I2 遇淀粉变蓝色。 ②I2 加热时易升华。 ③I2 易溶于有机溶剂。 ④食用盐中加入 KIO3 可防治甲状腺肿大。 (4)卤化银 ①AgF 易溶于水，AgCl 白色不溶于水，AgBr 淡黄色不溶于水，AgI 黄色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI 也不 溶于稀硝酸。 ②除 AgF 外，均有感光性，其中 AgBr 作感光材料，可用于照相。 ③AgI 可用于人工降雨。 ④I2 与 Fe 反应产生 FeI2，其他卤素单质生成 FeX3。 五、卤素离子的检验方法 1．AgNO3 溶液——沉淀法 2．置换——萃取法 3．氧化——淀粉法检验 I－ 【热点难点】 一、氯水的成分及性质 1．成分：三种分子(H2O、Cl2、HClO)、四种离子(ClO－、Cl－、H＋、OH－)。 2．性质：氯水的多种成分决定了它具有多重性质。 (1)Cl2 的强氧化性；(2)HCl 的强酸性；(3)HClO 的强氧化性、弱酸性；(4)Cl－的性质。 在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下： 参与反应的微粒 所加试剂 实验现象 离子方程式或解释 Cl AgNO3 溶液 白色沉淀 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ H＋ Na2CO3 固体 有气泡产生 2H＋＋CO2－ 3 ===CO2↑＋H2O HClO 有色布条 布条颜 色褪去 HClO 具有强氧化性 参与反应的微粒 所加试剂 实验现象 离子方程式或解释 Cl2 FeCl2 溶液 溶液由浅绿色 变为棕黄色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Cl2、H2O SO2 氯水颜 SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl 白色 浅黄色 黄色 Br- I- 蓝色 色褪去 HClO、H＋ 石蕊溶液 先变红 后褪色 酸性和漂白性 3．新制氯水、久置氯水及液氯成分比较 名称 新制氯水 久置氯水 液氯 物质类别 混合物 混合物 纯净物 微粒种类 Cl2、HClO、H2O、H＋Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－、OH－ Cl2 4.平衡 Cl2+H2O H  +Cl  +HClO 影响及其应用。 影响因素 对平衡的影响 应用 加入可溶性氯化物 c（Cl－）增大，平衡左移 ①用排饱和食盐水的方法收集 Cl2 ②用饱和食盐水的方法除去 Cl2 中的杂质 HCl 加入浓盐酸 c（Cl－）和 c（H＋）都增大，平衡左移 ①氯酸盐和次氯酸盐与浓盐酸反应制取 Cl2 ②测漂白粉中的“有效氯” Ca(C1O)2 ＋4HCl(浓)== CaC12 ＋2 Cl2↑+3 H2O 当加入 CaCO3 或 Na2CO3 c（H＋）减少，平衡右移 制取浓度较大的 HClO 加入碱溶液 c（HClO）和 c（H＋）都减少， 平衡右移 ①用浓碱液来吸收未反应完的 Cl2，防止环境污染 ②工业制漂白粉、漂白液 光照 HClO 见光分解，平衡右移 新制氯水须避光保存，且须现做现配，而久置的氯水 就是盐酸 【典例 1】 某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题。 实验序号 实验方法 实验现象 结论 ① 将氯水滴加到 AgNO3 溶液中 生成白色沉淀 ② 将氯水滴加到含有酚酞的 NaOH 溶液中 ③ 淀粉KI 试纸变蓝色 氯水中含有 Cl2 ④ 将足量的氯水滴加到 Na2CO3 溶液中 氯水中含有 H＋ (1)实验①得出的结论________________________________。 (2)指出实验②和实验④中的“实验现象”： ②________________，④_______________________。 (3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是____________。 (4) 通 过 实 验 ② 的 “ 实 验 现 象 ” ， 同 学 们 得 出 两 个 不 同 的 结 论 。 这 两 个 结 论 可 能 是 a._________________________________， b．_______________________________________________。 请设计简单的实验证明哪一个是正确__________________。 【答案】(1)氯水中含有 Cl－ (2)溶液褪色 有气泡冒出 (3)取一片淀粉KI 试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上 (4)a.氯水中含有 HClO，其漂白作用使溶液褪色 b．氯水中含有 H＋，中和 OH－使溶液褪色 向褪色后的溶液中滴加 NaOH 溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是 HClO 的漂白作用引 起的；若溶液重新显红色，证明是 H＋的中和作用引起的 二、氯气的实验室制法 MnO2 发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置 浓盐酸 饱和食盐水 浓硫酸 NaOH 溶液 实验步骤 注意事项：①若没有浓盐酸时，可用浓硫酸和固体食盐代替；若没有 MnO2 时可用 KMnO4 代替，此时可不加 热。另外 KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2、P bO2 等也可代替 MnO2；②加热温度不宜过高，否则制得的 Cl2 中 HCl 气体杂质较多。③实验结束时，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 时不能用澄清石灰水吸收。 【典例 2】(2012·成都模拟)某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备 Cl2 的过程中会有水蒸气和 HCl 挥发出来，同时验证氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台已省略)，按要 求回答问题。 (1)若用含有 0.2 mol HCl 的浓盐酸与足量的 MnO2 反应，制得的 Cl2 的体积(标准状况下)总是小于 1.12 L 的原因是________。 (2)①装置 B 中盛放的试剂名称为________，作用是________。 装置 C 中盛放的试剂名称为________ ，作用是___________。 ②装置 D 和 E 中出现的现象不同说明的问题是_____________ ___________________________________________________。 ③装置 F 的作用是____________________________________。 ④写出装置 G 中发生反应的离子方程式___________________。 (3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入 AgNO3 溶液中的气体只有一种。为了确保实验结 论的可靠性，证明最终通入 AgNO3 溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你 认为该装置应加在_________与_________之间(填装置字母序号)，装置中应放入_______(填写试剂或用品 名称)。 【参考答案】 (1)浓盐酸的浓度随着反应的进行会变小，MnO2 与稀盐酸不反应；加热时浓盐酸因挥发而损失 (2)①无水硫酸铜 证明有水蒸气产生 无水 CaCl2 除去气体中的水蒸气 ②氯气无漂白性，次氯酸有漂白性 ③吸收氯气 ④Ag++Cl-====AgCl↓ (3)F G 湿润的淀粉 KI 试纸(或湿润的有色布条)