【步步高】高考化学大一轮复习讲义 第四章 第2讲 富集在海水中的元素(一)——氯及其化合物.doc

第2讲富集在海水中的元素(一)氯及其化合物考纲解读1.了解cl2的性质及应用，并能用氧化还原反应的观点解释cl2的性质。2.知道cl2的实验室制法。3.掌握氯水的成分，氯的重要化合物hcl、hclo、次氯酸盐的重要性质及应用。考点一氯气1物理性质颜色状态气味密度毒性溶解性气体比空气大有毒1体积水溶解2体积cl2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氯气的化学性质(写出反应方程式和部分反应现象，指出在反应中表现氧化性还是还原性)与fe：，产生色烟与cu：，产生,色烟与h2：，产生色火焰与naoh：与ca(oh)2：与碱与fecl2：与so2h2o： 与ki溶液：与还原剂cl2均表现与单质氯气的化学性质与h2o：cl2既表现，又表现cl2表现1如遇到氯气泄漏应如何自救？2下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应得到，又能由金属和盐酸反应制得的是()afecl2 balcl3 cfecl3 dcucl23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()anaoh bna2so3 cfebr2 dfeso4考点二几种含氯化合物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_。(3)强氧化性：具有_性。2ca(clo)2的主要化学性质(1)ca(clo)2是_的有效成分，它的稳定性比hclo_。(2)水解显_性，其水解离子方程式：_。(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_。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。6工业上用cl2和碱制漂白粉、漂粉精及漂白液。请回答下面的问题：(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cnaoh dna2so3(3)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)。hclo2co2h2o(气)氯水成分寻找方法及氯水性质的探究1氯水成分寻找方法氯水中存在三个平衡关系：(1)cl2h2ohclhclo(2)hclohclo(3)h2ohoh根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。2氯水的多重性质氯水的各种成分决定了它具有多重性质：(1)cl2的氧化性与还原性物质反应。如：2fecl2cl2=2fecl3(除去fecl3溶液中的fecl2)so2cl22h2o=2hclh2so4(so2和cl2 11混合物通入水中不再具有漂白性)na2so3cl2h2o=2hclna2so4(除去水中的余氯)(2)hcl酸性和cl的性质向nahco3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。加入agno3溶液可以检验出氯水中的cl，现象是有白色沉淀生成。(3)hclo的氧化性在解释漂白性、杀菌消毒时，使用的是hclo的氧化性。向氯水中滴加紫色石蕊溶液，先变红(h作用的结果)，后褪色(hclo作用的结果)。【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将氯水滴加到agno3溶液中生成白色沉淀将氯水滴加到含有酚酞的naoh溶液中淀粉ki试纸变蓝色氯水中含有cl2将足量的氯水滴加到na2co3溶液中氯水中含有h(1)实验得出的结论_。(2)指出实验和实验中的“实验现象”：_，_。(3)实验中“实验方法”的具体操作过程是_。(4)通过实验的“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的_。【例2】饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的hclo溶液方法之一。某同学运用这一方法，尝试制取hclo溶液并进行了如下定性实验：在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 ml饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去；过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。经检测，上述实验中产生的无色气体均为co2气体。(1)试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备hclo的原因：_。(2)写出步骤中第一份及第二份滤液发生反应的离子方程式：第一份_。第二份_。(3)试根据所学知识推测，在的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为(写化学式)_。氯气的实验室制备中的绿色化学思想化学是一门以实验为基础的学科，通过实验可以使学生观察到语言难以表达清晰的实验现象，在实验过程中除了培养学生的观察能力、实验能力外，还应培养绿色化学思想。实验过程中必定会涉及有毒、有害物质，实验中要求用最少的药品获得最佳的实验效果、最大限度地减少废弃物及尾气排放，提高环保意识。实验室制取cl2的过程中，绿色化学思想得到了充分的体现。其具体过程如下：【例3】用50 ml 12 moll1的浓盐酸与足量的mno2混合加热，并用排水法收集cl2，结果在标准状况下收集到的cl2的体积远小于3.36 l，请分析可能的原因。【例4】某学习小组通过查阅资料发现用kclo3和浓盐酸反应也可以制备氯气。为此该小组利用如图所示装置在实验室中制取cl2并探究其相关性质：(1)装置a中存在一处错误，请改正这处错误：_。(2)写出装置a中发生反应的化学方程式：_。(3)为了除去氯气中的氯化氢，需要在装置a、b之间添加装置e，装置e中所盛装的试剂为_。为了探究使有色布条褪色的是氯气还是氯气与水反应的生成物，需要在整套装置中添加装置e，其中加入浓硫酸，装置e在整套装置中的添加位置为_(填序号)。aa、b之间 bb、c之间cc、d之间 dd之后(4)取下集气瓶b，将铁丝加热至红热状态，伸入到集气瓶b中，可以观察到的现象是_，能检验该反应产物中铁元素价态的试剂是_(填序号)。a氯水 b蒸馏水和铁粉c氢氧化钠溶液 dkscn溶液(5)另外一个化学学习小组就环境保护方面指出了上述装置的缺陷，并给出了改进措施，该改进措施是_。高考题组一有关cl2及其化合物所参与的离子反应1判断下列说法是否正确，正确的划“”，错误的划“”(1)将氯气溶于水制备次氯酸：cl2h2o=2hclclo()(2010天津理综，5c)(2)用惰性电极电解熔融氯化钠：2cl2h2ocl2h22oh()(2010江苏，3a)(3)febr2溶液与等物质的量cl2反应：2fe22br2cl2=2fe34clbr2()(2010课标全国卷，13d) (4)向次氯酸钙溶液中通入过量co2：ca22cloh2oco2=caco32hclo()(2009宁夏理综，12a)(5)漂白粉在空气中失效：cloco2h2o=hclohco()(2009江苏，11a)(6)用浓盐酸与mno2反应制取少量氯气：mno22h2clmn2cl22h2o()(2009江苏，11b)(7)在强碱溶液中次氯酸钠与fe(oh)3反应生成na2feo4：3clo2fe(oh)3=2feo3clh2o4h()(2009江苏，11d)高考题组二氯气的制备及性质2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 d3(2011大纲全国卷，29改编)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。下图是用kmno4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。装置b、c、d的作用分别是：b_；c_；d_。4(2010上海，18)右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是()a烧瓶中立即出现白烟b烧瓶中立即出现红棕色c烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性d烧杯中的溶液是为了吸收有害气体5(2010大纲全国卷，12)一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25 g 磷消耗掉314 ml氯气(标准状况)，则产物中pcl3与pcl5的物质的量之比接近于()a31 b53 c23 d126(2009海南，13)有关物质存在如图所示的转化关系(部分产物已省略)。通常c为气体单质，g为紫黑色固体单质。实验室中，常用固体e在b的催化下加热制取气体单质h。请回答下列问题：(1)反应的化学方程式为_。(2)反应的离子方程式为_。 (3)写出另外一种实验室制取h的化学方程式： _。(4)d溶液与pb(no3)2溶液混合可形成沉淀，此沉淀的ksp7.0109。将等体积的d溶液与pb(no3)2溶液混合，若d的浓度为1102 moll1，则生成沉淀所需pb(no3)2溶液的最小浓度为_。挖掘隐含条件，紧扣关键词开始沉淀时的ph沉淀完全时的phmg29.611.0ca212.2c(oh)1.8 moll1课时规范训练教材习题回扣1(必修1p874)下列不能使有色布条褪色的物质是()a氯水 b次氯酸钠溶液c漂白粉溶液 d氯化钙溶液2(必修1p876)“84”消毒液在日常生活中使用广泛，该消毒液无色，有漂白作用。它的有效成分是下列物质中的一种，这种物质是()anaoh bnaclockmno4 dna2o23(必修1p8811改编)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4(必修1p1071)瑞典化学家舍勒将软锰矿(主要成分是mno2)与浓盐酸混合加热，在世界上首先制得了氯气。反应的化学方程式为_。其中，氧化剂是_，还原剂是_。高锰酸钾是强氧化剂，用高锰酸钾与浓盐酸混合在常温下即可反应生成氯气。从反应条件分析，高锰酸钾与二氧化锰相比，谁的氧化性更强？_。5(必修1p8814改编)实验室里通常用mno2与浓盐酸反应制取氯气，为进行有关氯气的性质实验，需要4瓶容积为100 ml的氯气。(室温下，氯气的密度为2.91 gl1。)(1)制取4瓶氯气，理论上需要mno2固体的质量是_(浓盐酸过量，并可以补充)。(2)实际称量的mno2固体的质量必须适当多于理论量，主要原因是_。能力提升训练1氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是()a红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟b通常状况下，干燥的氯气能和fe反应c纯净的h2在cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照h2和cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸d氯气能与水反应生成hclo和hcl，久置氯水最终变为稀盐酸2检验氯化氢气体中是否混有cl2，可采用的方法是()a用干燥的蓝色石蕊试纸b用干燥的有色布条c将气体通入硝酸银溶液d用湿润的淀粉ki试纸3今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1 moll1。如果在甲瓶中加入少量的nahco3晶体(n mol)，在乙瓶中加入少量的nahso3晶体(n mol)，丙瓶不变。片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中hclo的物质的量浓度的大小关系是(溶液体积变化忽略不计)()a甲乙丙 b甲丙乙c丙甲乙 d乙丙甲4实验室用下列两种方法制氯气：用含hcl 146 g的浓盐酸与足量的mno2反应；用87 g mno2与足量浓盐酸反应。所得的氯气()a比多 b比多c一样多 d无法比较5饱和氯水长时间放置后，下列微粒在溶液中的物质的量减少的是()cl2hcloh2ohclo2a b c d6下列离子方程式正确的是()a漂白粉溶液在空气中失效：cloco2h2o=hclohcob用浓盐酸与mno2反应制取少量氯气：mno24h2clmn2cl22h2ocfe(oh)3溶于氢碘酸：fe(oh)33h=fe33h2od向na2s2o3溶液中通入足量氯气：s2o2cl23h2o=2so4cl6h7某同学用下列装置制备并检验cl2的性质。下列说法正确的是()a图中：如果mno2过量，浓盐酸就可全部被消耗b图中：量筒中发生了加成反应c图中：生成蓝色的烟d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8“84”消毒液(由氯气通入氢氧化钠溶液中制得)、生石灰是预防甲型h1n1流感的常见物质，下列有关说法正确的是()a“84”消毒液中c(na)c(cl)c(hclo)b温度不变，只在饱和石灰水溶液中加入生石灰，c(h)不变c适当加热“84”消毒液、饱和石灰水，溶液ph都增大d用ph试纸测定某“84”消毒液显碱性，可得ph8.59将0.03 mol cl2缓缓通入含0.02 mol h2so3和0.02 mol hbr的混合溶液中，在此过程溶液的c(h)与cl2用量的关系示意图是(溶液的体积视为不变)()10clo2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，clo2将逐渐取代cl2成为自来水的消毒剂。工业上clo2常用naclo3和na2so3溶液混合并加h2so4酸化后反应制得，在以上反应中naclo3和na2so3的物质的量之比为()a11 b21 c12 d2311将cl2通入盛有湿润有色布条的密闭容器中时发现布条褪色，有的同学认为是cl2造成的，还有的同学认为是cl2和h2o反应的产物造成的。为此探究如下：其中，气体a的主要成分是cl2，杂质是空气和水蒸气。回答下列问题：(1)浓硫酸的作用是_。(2)证明cl2无漂白性而cl2和h2o反应产物有漂白性的实验现象为_。(3)为进一步确定使有色布条褪色的物质是hclo还是hcl，还应补充什么实验操作：_。该实验观察到的什么现象可进一步证明hclo有漂白性_。(4)从物质性质的方面看，这套设计还存在隐患，事故表现是_。请在图中的虚线框内以图的形式表明克服事故隐患的措施。12. 某化工厂生产的漂白粉，产品说明书如下：漂白粉使用说明书主要成分次氯酸钙，氯化钙用法用量每次取漂白粉2 g，水1 000 ml，配成0.2%0.3%的浊液。将病人用具浸泡其中510分钟，如需要，浓度可提高，时间可延长。注意事项请你回答：(1)请你为漂白粉写一份保存、使用的注意事项(不超过30字)。_。(2)用化学方程式表示：漂白粉的生产原理：_；一般情况下，漂白粉失效的主要原因：_(用化学方程式表示)。13(1)为了提高生活用水的卫生标准，自来水厂常同时使用cl2和feso47h2o进行消毒、净化，以改善水质，其原因是_。(2)为了延长液氯杀菌时间，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时，还加入少量液氨，其反应的化学方程式为nh3hcloh2onh2cl(一氯氨)。已知nh2cl比hclo稳定，试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因：_。14下图、是常见的气体发生装置；、是气体收集装置，根据要求回答下列问题：(1)若用mno2与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置_，用方程式表示制取氯气的反应原理是_。(2)若用kmno4与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置_，试完成并配平下列离子方程式：mno_cl_h=_mn2_cl2_。(3)若选用为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用_溶液浸湿，其作用是_。(4)若选用为氯气收集装置，则氯气应从_口通入。用化学方法检验氯气收集满了的方法是_。15某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备cl2的过程中有水蒸气和hcl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)， 按要求回答问题。(1)下列方法中，可制得氯气的正确组合是_。mno2和浓盐酸混合共热kmno4和浓盐酸混合次氯酸钠和浓盐酸混合k2cr2o7和浓盐酸混合kclo3和浓盐酸混合共热abcd全部可以(2)若用含有0.2 mol hcl的浓盐酸与足量的mno2反应制取cl2，制得的cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 l的原因是_。(3)装置b的作用是_，现象是_。装置c和d出现的不同现象说明的问题是_。装置e的作用是_。写出装置f中发生反应的离子方程式：_。(4)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_试剂。答案基础再现深度思考考点一1黄绿色刺激性22fe3cl22fecl3红棕cucl2cucl2棕黄h2cl22hcl苍白氧化性cl2h2ohclhclocl22naoh=naclnacloh2o2cl22ca(oh)2=cacl2ca(clo)22h2o氧化性还原性2fecl2cl2=2fecl3so22h2ocl2=h2so42hcl2kicl2=2kcli2氧化性考点二1(1)2hclo2hclo2(2)弱hclohclo(3)漂白2(1)漂白粉强(2)碱cloh2ohclooh(3)hcloca(clo)2co2h2o=2hclocaco3深度思考1cl2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。2b3.c4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。5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。6(1)次氯酸盐(漂粉精)比hclo、cl2稳定，且便于贮存和运输2ca(oh)22cl2=cacl2ca(clo)22h2o(2)b(3)规律方法解题指导【例1】(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【例2】(1)由于饱和氯水中存在：cl2h2ohclhclo，加入caco3后，2hclcaco3=cacl2co2h2o，使平衡右移，hclo的浓度增大(2)ca2hcooh=caco3h2ohcoh=co2h2o(3)cacl2、ca(hco3)2、hclo【例3】n(hcl)12 moll10.05 l0.6 mol标准状况下产生氯气的体积应为0.6 mol22.4 lmol13.36 l。浓盐酸具有挥发性，加热时hcl挥发。随反应进行，盐酸浓度减小，由浓盐酸变为稀盐酸，不再与mno2反应。用排水法收集cl2时，cl2部分溶于水。所以收集的cl2远小于3.36 l。【例4】(1)长颈漏斗换为分液漏斗(2)kclo36hcl=kcl3cl23h2o(3)饱和食盐水b(4)集气瓶内有红棕色烟产生bcd(5)在装置d后增加一个盛装碱液的装置，使碱液吸收剩余的氯气真题重组规范集训1(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2c3向上排空气收集氯气安全瓶作用，防止d中的液体倒吸进入集气管b中吸收尾