高考化学新一轮总复习（考点突破+题型透析+实验探究+学科方法）42 富集在海水中的元素 卤素课件.ppt

第四章常见非金属及其化合物 第2讲富集在海水中的元素 卤素 1 氯气的物理性质 注意 在实验室闻氯气气味时 用手轻轻在瓶口扇动 使极少量氯气飘进鼻孔 闻其他气体气味时 也应采用这种方法 易液化 黄绿 气 刺激性 大 剧毒 可溶 氯元素位于第 周期第族 其原子结构示意图为 氯原子最外层有个电子 易得到个电子而形成氯离子 是活泼的非金属元素 在自然界中以化合态形式存在 a 2 氯的原子结构 7 1 三 3 氯气及其化合物的化学性质 1 氯气 与金属 fe cu 与非金属 如h2 化学方程式 现象 点燃时 发出苍白色火焰光照射 发生爆炸 3 氯气及其化合物的化学性质 1 氯气 与水 cl2 h2o hcl hclo 与碱 如naoh cl2 2naoh nacl naclo h2o 与还原性物质的反应cl2 so2 2h2o 2hcl h2so42fecl2 cl2 2fecl32ki cl2 2kcl i2 与有机物的反应cl2 ch4 光照ch3cl hclcl2 ch2 ch2 ch3cl ch3cl 2 次氯酸 3 漂白粉 cl2密度比空气大 因此要逆着风向往高处转移 由于cl2易和碱反应 可用蘸有肥皂水或纯碱溶液的毛巾捂住鼻子 1 如遇到氯气泄漏应如何自救 cl2 h2s 2hcl s 2 试用一个方程式证明cl2的氧化性大于s 常温下液态氯不与铁反应 故可用钢瓶贮存液氯 3 怎样贮存液态氯 答案 现象是先变红后褪色 不能用ph试纸测定 因为氯水中的hclo能将ph试纸漂白 4 将cl2通入石蕊试液中的现象是什么 能用ph试纸测定氯水的ph值吗 5 如何保存氯水 漂白粉 说明原因 答案 应避光 棕色试剂瓶中 密封保存 原因 氯水中的hclo见光易分解 氯水具有挥发性 易挥发出cl2 漂白粉易吸收空气中的co2和水蒸气生成hclo hclo见光分解而使漂白粉失效 1 把氯气通入下列各物质的溶液中 阴离子和阳离子都能被氧化的是 a naohb na2so3c febr2d feso4 题组一氯气的氧化性探究 解析 选c cl2具有较强的氧化性 而fe2 br so都能被cl2氧化 故c项符合要求 2 氯气是一种重要的工业原料 工业上利用反应 3cl2 2nh3 n2 6hcl检查氯气管道是否漏气 下列说法错误的是 a 若管道漏气遇氨就会产生白烟b 该反应利用了cl2的强氧化性c 该反应属于复分解反应d 生成1moln2有6mol电子转移 题组一氯气的氧化性探究 解析 选c 根据题给反应知 其产物氯化氢遇氨产生白色nh4cl固体 产生白烟现象 a正确 从方程式看cl元素化合价降低 氮元素化合价升高 所以cl2为氧化剂 b正确 生成1moln2时 2个n从 3价升高到0价转移6mol电子 故d正确 根据复分解反应的定义 c错 3 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 题组二氯水的成分及性质 解析 选b 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是否存在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 4 氯水中含有多种成分 因而具有多种性质 根据氯水分别与如下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 d 答案 1 2 产生白色沉淀2h co2 3 h2o co2 3 2fecl2 cl2 2fecl3 氯水中的粒子及其性质 在不同的反应中 氯水中起作用的粒子不同 5 氯气溶于水达到平衡后 若其他条件不变 只改变某一条件 下列叙述正确的是 a 再通入少量氯气 减小b 通入少量so2 溶液漂白性增强c 加入少量固体naoh 一定有c na c cl c clo d 加入少量水 水的电离平衡向正反应方向移动 题组三从化学平衡角度探究氯水的性质 解析 选d cl2溶于水后 存在如下平衡cl2 h2o h cl hclo hclo h clo 前者程度大 后者程度小 c h 增大的多 c clo 增大的少 增大 a错 so2 cl2 2h2o 2hcl h2so4 溶液漂白性减弱 b错 加入少量naoh固体后 当溶液ph 7时选项中式子成立 故c错 d中加入水后 溶液中c h 减小 平衡向c h 增大的方向移动 因此水的电离平衡向正反应方向移动 d对 6 已知次氯酸是比碳酸还弱的酸 反应cl2 h2o hcl hclo达到平衡后 要使hclo浓度增大 可加入 a nacl固体b 水c caco3固体d naoh固体 解析 选c 加入nacl s c cl 增大 平衡左移 c hclo 减少 a错误 加水平衡正向移动 但由于体积增大c hclo 减小 b错误 加caco3固体 只消耗hcl 平衡右移 c hclo 增大 c正确 加入naoh s 可同时消耗hcl和hclo 致使c hclo 减小 新制氯水中平衡cl2 h2o hcl hclo的应用 提醒 氯水久置 会因hclo的分解导致平衡移动使其中的cl2全部与h2o反应 hclo完全分解生成盐酸和o2 使溶液酸性增强 失去强氧化性而变质 1 实验室制法 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 1 反应原理 注意 制取时要注意反应条件是 浓盐酸 和 加热 一旦盐酸成为稀盐酸 反应将不再进行 若无mno2 可以用kmno4 k2cr2o7 kclo3等氧化剂代替 如 2kmno4 16hcl 2mncl2 2kcl 5cl2 8h2o 2 制备气体的类型 固体 液体气体 3 收集方法 向上排空气法或排法 4 验满方法 用湿润的淀粉ki试纸或湿润的蓝色石蕊试纸 5 净化方法 用除去挥发出来的hcl 再用除去水蒸气 6 吸收装置 多余的cl2排放到空气中会造成环境污染 必须用强碱溶液 如naoh溶液 注意不用ca oh 2溶液 吸收 饱和食盐水 浓h2so4 饱和食盐水 1 电解饱和食盐水 反应的化学方程式为 2 电解熔融nacl 反应的化学方程式为 2nacl 熔融 2na cl2 2 工业制法 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 答案 cl2 h2o hcl hclo 在饱和食盐水中含有大量的cl 使上述平衡左移 可减少cl2的溶解 1 除去cl2中hcl气体 为什么用饱和食盐水而不用水 2 为什么不能用澄清石灰水吸收cl2 3 含0 4molhcl的浓盐酸与足量的mno2共热 能否得到0 1molcl2 为什么 答案 因为ca oh 2微溶 oh 浓度较小 吸收不完全 答案 不能 因为浓盐酸与mno2反应制取cl2时 随着反应的进行盐酸的浓度降低 而mno2与稀盐酸不反应 故产生的cl2小于0 1mol clo cl 2h cl2 h2oclo 5cl 6h 3cl2 3h2o2mno 10cl 16h 2mn2 5cl2 8h2o 4 naclo naclo3 kmno4在酸性条件下均可把cl 氧化成cl2 试写出反应的离子方程式 注 在实验室中可用kmno4和浓盐酸制备cl2 3 4 1 实验室用mno2和浓盐酸来制取氯气 主要操作有 将蒸馏烧瓶固定在铁架台上 把酒精灯放在铁架台上 根据酒精灯确定铁圈的高度 固定好铁圈 放好石棉网 用药匙向蒸馏烧瓶中加入mno2 再向分液漏斗中加浓盐酸 并将导管放入集气瓶中 检查气密性 在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗 连接好导管 最好的实验操作顺序是 a b c d 题组一实验装置 实验顺序的考查 解析 选c 安装顺序从下到上 从左到右 检查气密性要在加入试剂之前 2 2011 上海春季 实验室制备氯气的装置如下图 图中涉及气体发生 除杂 干燥 收集 尾气处理装置 其中错误的是 a b c d 解析 选c 装置 的导气管长短错误 应长进短出 3 2014 江苏省金湖县实验中学高三检测 如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置 题组二和cl2制备相关的综合实验 1 要将c装置接入b和d之间 正确的接法是a d 2 实验开始先点燃a处的酒精灯 打开旋塞k 让cl2充满整个装置 再点燃d处的酒精灯 cl2通过c装置后进入d d装置内盛有碳粉 发生氧化还原反应 生成co2和hcl g 发生反应的化学方程式为 为了使c装置发挥更好的作用 可向烧杯中加入浓硫酸 加入浓硫酸的作用是 3 d处反应完毕后 关闭旋塞k 移去酒精灯 由于余热的作用 a处仍有少量cl2产生 此时b中的现象是 b的作用是 4 用量筒取20mle中溶液 倒入已检查完好的分液漏斗中 然后再注入10mlccl4 盖好玻璃塞 振荡 静置于铁架台上 如图 等分层后取上层液和下层液 呈黄绿色的是 填 上层液 或 下层液 再装入如图所示的烧杯中 能使有色布条褪色的是 填 上层液 开 下层液 5 在a b c d e装置中有一个需要改进 说明需要改进的理由并画出改进后的装置图 解析 1 连接的关键是c的作用 由于 2 中反应生成了co2和hcl 有氢元素存在 说明有水参加反应 反应方程式为2cl2 c 2h2o 4hcl co2 cl2从水中出来带出水蒸气 应该是长进短出 2 由于反应有水参加 c处提供水蒸气参加 加入浓硫酸遇水放热 有利于水蒸气生成 3 k关闭 此时b相当于量气装置 生成的气体压b中水进入到漏斗中 4 此步操作是卤素的萃取 cl2易溶于ccl4 而使ccl4层呈黄绿色 cl2无漂白性 上层水层主要是cl2和水反应生成的hcl和hclo hclo具有漂白性 可以使有色布条褪色 5 由于d中反应生成了极易溶于水的hcl e装置不正确 会造成e中水倒吸 可以用一个倒置的小漏斗 答案 1 cb 2 2cl2 c 2h2o4hcl co2加入的浓硫酸溶于水能放出大量的热 有利于试管中的水变为水蒸气 从而提供足量的水蒸气供反应需要 3 瓶中液面下降 长颈漏斗内液面上升贮存少量cl2 避免cl2对环境造成污染 4 下层液上层液 5 d中反应生成的hcl极易溶于水 易发生倒吸 改进后装置为 4 2014 江西重点中学联考 某化学活动小组设计如下图所示实验装置 部分夹持装置己略去 以探究潮湿的cl2与na2co3反应的产物 1 写出装置a中发生反应的化学方程式 2 写出试剂y的名称 3 将c中反应的固体物质分成两等份分装于两支试管中 向其中一支试管中加蒸馏水至固体完全溶解后 滴加bacl2溶液 无明显现象 再滴加naoh溶液变浑浊 写出产生此现象的离子方程式 由此现象推断固体产物中含有 填化学式 下同 向另一支试管中滴加过量的稀硝酸 有无色无味的气体产生 溶液澄清 再向溶液中滴加过量的agno3溶液 溶液变浑浊 经过滤 洗涤 干燥 得到7 175g固体 由此现象推断固体产物中含有 4 已知c中有0 1molcl2参加反应 d中收集到的气体是氯的一种氧化物 结合 中现象及数据可推知 c中反应的化学方程式为 解析 2 装置b用于除去hcl 故y为饱和食盐水 3 加入bacl2无现象 加入naoh溶液后变浑浊 说明c中物质通过反应转化为hco 故反应后的固体中有nahco3 加稀硝酸及agno3溶液后生成的沉淀是agcl 故反应后的固体中有nacl 4 由生成的agcl的质量可求得n cl 0 05mol 则反应的溶液中共有0 1molcl 需还原0 05molcl2 故有0 1mol 0 05mol 0 05molcl2被氧化 由得失电子守恒知 被氧化的氯化合价升高了1 产物为cl2o 故氯气与na2co3的化学反应方程式可表示为na2co3 cl2 h2o nahco3 nacl cl2o 再配平即可 答案 1 4hcl 浓 mno2mncl2 cl2 2h2o 2 饱和食盐水 或饱和氯化钠溶液 3 hco ba2 oh baco3 h2onahco3 nacl 4 2cl2 2na2co3 h2o 2nahco3 2nacl cl2o 1 卤族元素原子结构的比较 1 相似性 卤素原子最外层上均有个电子 2 递变性 从f 原子核外电子层数依次 原子半径依次 2 元素的性质 1 相似性 均为活泼非金属 最低负化合价 最高正价 f除外 2 递变性 随着原子序数的递增 获得电子的能力逐渐 非金属性逐渐 7 增多 增大 1 7 减弱 减弱 3 单质的物理性质 从f2 i2 1 颜色 2 状态 f2 cl2呈态 br2为态 易挥发 i2为态 易升华 3 熔 沸点 依次 4 密度 依次 5 溶解性 在水中的溶解度逐渐 在有机溶剂中的溶解性 填 大于 或 小于 在水中的溶解性 由浅到深 气 液 固 升高 增大 减小 大于 卤素中的某些特性及相关应用 1 氟 氟无正价和正价含氧酸 非金属性最强 2f2 2h2o 4hf o2 与h2反应在暗处即爆炸 hf是弱酸 能腐蚀玻璃 保存在铅皿或塑料瓶中 有毒 在hx中沸点最高 agf易溶于水 caf2 萤石 难溶于水 提醒 2 溴 br2是深红综色液体 易挥发 br2易溶于有机溶剂 盛溴的试剂瓶中加水 进行水封 保存液溴不能用橡胶塞 提醒 3 碘 i2遇淀粉变蓝色 i2加热时易升华 i2易溶于有机溶剂 食用盐中加入kio3可预防甲状腺肿大 提醒 4 化学性质 1 卤素单质的相似性 均具有 性 均能与h2 h2o 金属反应 较活泼的卤素单质能将不活泼的卤素从其卤化物中置换出来 2 卤族元素氢化物的递变性 稳定性由强至弱的顺序为 沸点由高至低的顺序为 还原性由强至弱的顺序为 水溶液酸性由强至弱的顺序为 氧化 hf hcl hbr hi hf hi hbr hcl hi hbr hcl hf hi hbr hcl hf 5 卤素离子 cl br 的检验 1 agno3溶液 沉淀法 据沉淀颜色判断 agcl为色 agbr色 agi为色 2 置换 萃取法 淡黄 黄 白 3 氧化 淀粉法检验i 6 卤素的工业制备 1 氯的制备 氯碱工业化学方程式为 2 溴的制备 海水提溴 流程 海水提取溴涉及的化学反应 cl2 2hbr 2hcl br2 cl2 2nabr 2nacl br2 so2 br2 h2o h2so4 2hbr 3 海带中提取碘 流程h2ocl2 发生反应的化学方程式 cl2 2nai 2nacl i2 答案 1 被h2s so2 so i 等还原剂还原而褪色 2 与naoh等强碱溶液发生自身氧化还原反应而褪色 br2 2naoh nabro nabr h2o 3 与较活泼金属 如mg br2 mgbr2 反应而褪色 4 能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物 如烯烃 炔烃等 5 能被溴水氧化的 含有醛基的化合物 6 能与溴水发生反应的碱性物质 如na2co3等 7 加入活性炭等吸附剂 使溴水褪色 1 请问哪些物质能使溴水褪色 答案 2 下列哪些事实或实验能说明氧化性 cl2 br2 i2 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 h2和cl2的混合气体光照爆炸 h2和br2的混合气体加热才能反应 而h2和i2反应更困难 fe分别与cl2 br2 i2反应生成fe的化合物的化合价高低 hcl hbr hi的热稳定性越来越差 cl2 br2 i2在水中的溶解度逐渐减小 答案 检验强氧化性物质如cl2 br2 fecl3溶液 o3等 反应原理是i 被氧化成i2而使淀粉变蓝 3 淀粉 ki试纸常用于检验哪些物质 4 若溶液中含有co cl 怎样检验cl 答案 取试液于试管中 加入足量的稀hno3 然后再加入agno3溶液 若有白色沉淀证明含有cl 答案 采取蒸馏法 5 怎样分离ccl4和i2 1 为验证卤素单质氧化性的相对强弱 某小组用下图所示装置进行实验 夹持仪器已略去 气密性已检验 题组一卤素单质氧化性的实验探究 实验过程 打开弹簧夹 打开活塞a 滴加浓盐酸 当b和c中的溶液都变为黄色时 夹紧弹簧夹 当b中溶液由黄色变为红棕色时 关闭活塞a 1 a中产生黄绿色气体 其电子式是 2 验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 3 b中溶液发生反应的离子方程式是 4 为验证溴的氧化性强于碘 过程 的操作和现象是 5 过程 实验的目的是 6 氯 溴 碘单质的氧化性逐渐减弱的原因 同主族元素从上到下 得电子能力逐渐减弱 解析 a中滴加浓盐酸后 发生反应 2kmno4 16hcl 浓 2kcl 2mncl2 5cl2 8h2o 生成黄绿色气体cl2 在a b c中分别发生反应 cl2 2ki 2kcl i2 cl2 2nabr 2nacl br2 cl2 2nabr 2nacl br2 由于b c中生成了br2而使溶液变为黄色 打开活塞b c中生成的br2在d中发生反应 br2 2ki 2kbr i2 过程 实验 当b中黄色溶液继续通入过量cl2时 溶液变为红棕色 以此为对照 说明c中黄色溶液无cl2 从而排除cl2对溴置换碘实验的干扰 答案 1 2 湿润的淀粉 ki试纸变蓝 3 cl2 2br br2 2cl 4 打开活塞b 将少量c中溶液滴入d中 关闭活塞b 取下d 振荡 静置后ccl4层溶液变为紫红色 5 确认c的黄色溶液中无cl2 排除cl2对溴置换碘实验的干扰 6 原子半径逐渐增大 2 海水是巨大的资源宝库 在海水淡化及综合利用方面 天津市位居全国前列 从海水中提取食盐和溴的过程如下 题组二卤素单质的工业制备 1 请列举海水淡化的两种方法 2 将nacl溶液进行电解 在电解槽中可直接得到的产品有h2 或h2 3 步骤 中已获得br2 步骤 中又将br2还原为br 其目的为 4 步骤 用so2水溶液吸收br2 吸收率可达95 有关反应的离子方程式为 由此反应可知 除环境保护外 在工业生产中应解决的主要问题是 5 某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法 查阅了有关资料 br2的沸点为59 微溶于水 有毒性和强腐蚀性 他们参观生产过程后 绘制了如下装置简图 请你参与分析讨论 图中仪器b的名称 整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管 其原因为 实验装置气密性良好 要达到提纯溴的目的 操作中如何控制关键条件 c中液体产物颜色为 为除去该产物中仍残留的少量cl2 可向其中加入nabr溶液 充分反应后 再进行的分离操作是 答案 1 蒸馏法电渗析法 离子交换法及其他合理答案中的任意两种 2 cl2naohnaclo 3 富集溴元素 4 br2 so2 2h2o 4h so 2br 强酸对设备的严重腐蚀 5 冷凝管 br2腐蚀橡胶 控制温度计b的温度 并收集59 时的馏分 深红棕色分液 或蒸馏 解析 本题考查从海水中提取溴的实验 2 从反应可判断出产物 但其中cl2有可能与naoh反应生成naclo 3 步骤 中br2的浓度很小 若把其中的br2蒸馏出来 耗能太大 所以要先把br2富集 5 蒸馏的目的 就是通过各物质沸点不同而提纯br2 所以要把温度控制在br2的沸点 尽可能只使br2挥发 3 2014 厦门模拟 海带中含有丰富的碘 为了从海带中提取碘 某研究性学习小组设计进行了以下实验 请填写下列空白 1 步骤 灼烧海带时 除需要三角架外 还需要用到的仪器是 从下列仪器中选择所需的仪器 用标号字母填写在空白处 a 烧杯b 坩埚c 表面皿d 泥三角e 酒精