第15讲 富集在海水中的元素——卤素.doc

第15讲 富集在海水中的元素卤素（主备人 马海林）【课标要求】基本要求 1、了解氯气的物理性质（通常情况下的颜色、气味、溶解性、毒性）。2、能从氧化还原反应的角度分析氯气与氢气、钠、铁、铜、水、氢氧化钠溶液、某些盐（Fe2+、I-）的反应，并能写出相关的离子方程式。3、理解漂白粉的生产原理，漂白粉的漂白原理。4、了解氯水的消毒和漂白作用。5、学会Cl-检验的方法。发展要求1、 实验室制取氯气的反应原理。含碘盐的成分及用途。卤素的相互置换。2、 在氯气基础上，用对比的方法学习氟、溴、碘等元素的单质和化合物的性质。【考纲要求】1、了解氯及其化合物的主要物理性质。2、了解氯气的氧化性（与氢气、钠、铁及某些盐等的反应）。3、了解次氯酸的强氧化性。4、从原子的核外电子排布，理解卤族元素（单质、化合物）的相似性和递变性。5、了解几种重要的含卤素化合物的性质和用途。【近五年全国新课标卷考查情况】1、下列说法或表达正确的是 A、漂白粉在空气中久置变质原因：漂白粉中的CaCl2 与空气中的CO2反应生成CaCO3（2014全国新课标1卷）B、将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸 （2010全国卷1）C. 向次氯酸钙溶液通入过量CO2：Ca2+2ClO-+CO2+H2O =CaCO3+2HClO （2009年宁夏）D、 向次氯酸钙溶液通入SO2：Ca2+2ClO-+SO2+H2O= CaSO3+2HClO （2009年宁夏）E、FeBr2溶液与等物质的量的Cl2反应：2Fe2+2Br+2Cl2=2Fe3+4Cl+Br2 （2010年宁夏）F、液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封 （2012年全国新课标1卷）G、能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2 （2012年全国新课标1卷）H、某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I （2012年全国新课标1卷）I、常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2 NA（2012年全国新课标1卷）2、（2010全国卷1）一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25g磷消耗掉314mL氯气（标准状况），则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于 （ ）A1：2 B2：3 C3：1 D5：33、（2014全国新课标2卷）（1）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 （2）PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为 （3）采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2，并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是：Br2+Na2CO3+H2O NaBr+NaBrO3+6NaHCO3，吸收1mol Br2时转移的电子为 mol。【近五年全国其它省市高考调研】1、（2014江苏单科化学卷）在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是 （ ）A氯水的颜色呈浅绿色，说明氯水中含有Cl2B向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有ClC向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有HD向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO2、（2013上海化学）已知氧化性Br2Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,发生反应的离子方程式为：a Fe2+b Br-+c Cl2d Fe3+ e Br2+ f Cl-。下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是 （ ）A.2 4 3 2 2 6 B.0 2 1 0 1 2C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 43、下列说法不正确的是 A漂白粉在空气中不稳定，可用于漂白纸张 （2014江苏单科化学卷）BCCl4可用于鉴别溴水和碘水 （2014海南单科化学卷）C浓氨水可检验氯气管道泄漏 （2014海南单科化学卷）D碘酒是指单质碘的乙醇溶液 （2014海南单科化学卷）E84消毒液的有效成分是NaClO （2014海南单科化学卷）F较强酸可以制取较弱酸，故次氯酸溶液无法制取盐酸 （2014安徽理综化学卷） G次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌 （2013四川理综化学）H从海水提取物质都必须通过化学反应才能实现 （2013福建理综）I新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色（2010山东卷） J红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3 （2010重庆卷）4、（2011江苏高考）NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见图）。下列说法正确的是 （ ）A.25，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B.石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应D.图中所示转化反应都是氧化还原反应NaOHH2Cl2H2O通电NH3、CO2H2OCl2NaNaCl通电熔融NaHCO3Ca(OH)2Ca(ClO)2Na2CO3点燃HCl5、（2013北京理综）某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：操作现象取4 g漂粉精固体，加入100 mL水部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝（约为12），后褪色i液面上方出现白雾；稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去（1）Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程是 。（2）pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。（3）向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象i的白雾由HCl小液滴形成，进行如下实验：a用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；b用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。实验a目的是 。由实验a、b不能判断白雾中含有HCl，理由是 。（4）现象中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是 。（5）将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是 。用离子方程式解释现象中黄绿色褪去的原因： 。6、（2013海南化学）溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料组燃剂等，回答下列问题：（1）海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入 ，将其中的Br-氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br-和BrO3-，其离子方程式为： （2）溴与氯能以共价键结合形成BrCl。BrCl分子中， 显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为 。（3）CuBr2分解的热化学方程式为：2CuBr2(s)=2 CuBr(s)+ Br2(g)H=+105.4kJ/mol，在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热分解，平衡时p(Br2)为4.66103Pa。如反应体系的体积不变，提高反应温度，则p(Br2)将会 (填“增大”、“不变”或“减小”)。如反应温度不变，将反应体系的体积增加一倍，则p(Br2)的变化范围为 。7、（2013福建理综24）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-，其原因是【已知：Ksp(BaSO4)= 1.1 10-10 Ksp(BaCO3)= 5.1 10-9】 该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有_（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为 （2）纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式： +24NaClO3+12H2SO4=ClO2+CO2+18H2O+_（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量得电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_倍8、（2012福建理综）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(反应装置如右图所示)。实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(反应装置如右图所示)。（1）制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是 （填序号）。A往烧瓶中加入MnO2粉末B加热C往烧瓶中加入浓盐酸（2）制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出的下列实验方案：甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3质量。丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。继而进行下列判断和实验：判定甲方案不可行，理由是 。进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样。a量取试样20.00mL，用0.1000 molL1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，该次滴定测的试样中盐酸浓度为 molL1；b平行滴定后获得实验结果。判断丙方案的实验结果 (填“偏大”、“偏小”或“准确”)。已知：Ksp(CaCO3)=2.8、Ksp(MnCO3)=2.3进行丁方案实验：装置如右图所示（夹持器具已略去）。（i）使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中。（ii）反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是 （排除仪器和实验操作的影响因素）。9、（2011浙江高考）食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：氧化性：IO3Fe3I2；还原性：S2O32I；3I26OH= IO35I3H2O； KII2KI3（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐 ( 可能含有KIO3、KI、Mg2、Fe3)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。加KSCN溶液显红色，该红色物质是 （用化学式表示）；CCl4中显紫红色的物质是 （用电子式表示）。 第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为 、 。（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式： 。将I2溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI3H2O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？_（填“是”或“否”），并说明理由 。（3）为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是_。ANa2S2O3BAlCl3CNa2CO3DNaNO2（4）对含Fe2较多的食盐(假设不含Fe3)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe2： （5）铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl36H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是 10、（2010上海卷）向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：（1）写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1，不用填写)：（2）整个过程中的还原剂是 。（3）把KI换成KBr，则CCl4层变为_色：继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是 。（4）加碘盐中含碘量为20mg50mgkg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg，若庄Kl与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2 L(标准状况，保留2位小数)。常温水CCl4汽油（苯）Cl2黄绿色浅黄绿色黄绿色黄绿色Br2深红棕色黄橙色橙橙红色橙橙红色I2紫黑色棕黄色浅紫紫色浅紫红紫红色知识网络知识点回顾一、氯气（一）、物理性质颜色、气味、状态、密度、溶解度、毒性、沸点强调：1、闻气体气味的方法：2、常见有色气体有：3、常见有毒气体有：4、常见易液化气体有：5、CO2、HCl、NH3、SO2等气体在水中的溶解度（二）、化学性质( 活泼的非金属单质，是强 。)1、与金属的反应Na + Cl2 ，Cu + Cl2 ，Fe + Cl2强调：1、 CuCl42-+4H2O Cu(H2O)42+ + 4Cl-(绿色) （蓝色）2、干躁Cl2与Fe 反应，所以液氯可以贮存在 中。 3、金属与氯气反应，金属显高价2、 与非金属的反应A、与H2的反应：强调两个不同反应条件的现象及实际应用B、Si+2Cl2SiCl4（工业制单晶硅（高纯硅）的重要反应）3、与水的反应强调：1、氯水的多重性质 P74【归纳总结】 2、氯水中的平衡及应用 P75【规律方法】 3、新制备的氯水和长久搁置的氯水在成分上有什么不同？4、为了增大新制氯水中次氯酸的浓度，以下采取的措施哪些是可行的，为什么？ A、加水稀释 B、加入适量氯化钠晶体 C、加入石灰石粉末 D、加入氢氧化钠溶液 E、通入氯化氢气体 F、加入很稀的碳酸钠溶液4、 与碱的反应 Cl2 + NaOH (常用与吸收多余的 Cl2 ) 思考：标准状况aL H2与Cl2混合气体光照爆炸后的所有物质恰好使bmol NaOH完全转化为盐，则b与a的关系可以是 。Cl2 + Ca(OH)2 (工业制漂白精)思考：（a）工业上为什么用Cl2来制取漂白粉、漂白精？（b）漂白粉、漂白精的主要成分是什么？有效成分是什么？其漂白原理是什么？*次氯酸、漂白粉的性质HClO分子的结构式为 （氧处于中心），电子式为 。次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质，经常用到以下几方面性质：（1）HClO是一种 酸，与碳酸比较电离能力的关系为： ，请分析下列反应： 少量二氧化碳通入NaClO溶液中： 氯气通入碳酸氢钠溶液中： （2）ClO-是一种弱酸的酸根离子，能发生水解反应： ，所以次氯酸钙溶液显碱性。若遇到铁盐、铝盐易发生水解相互促进： （3）HClO和ClO-都具有强氧化性，无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应，使品红溶液褪色。如：硫酸亚铁溶液遇漂白粉： 漂白粉遇亚硫酸酸盐： （4）HClO见光易分解： （5）次氯酸钙中的Ca2+、ClO-可以表现出一些综合性质。如少量二氧化碳通入次氯钙溶液中： 注意理解二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠分别跟次氯酸钙溶液反应的差异：Ca(ClO)2+Na2CO3=CaCO3+2NaClOCa(ClO)2+NaHCO3=CaCO3+HClO+NaClO（6）常见漂白性物质有哪些？在漂白原理上有什么不同？5、与还原性物质的反应Cl2 + FeCl2 Cl2 + H2S (HBr HI) Cl2 + Na2SO3 Cl2 + FeBr2 Cl2 + SO2 6、与有机物的反应 Cl2 + CH4 反应类型： Cl2 + C2H4 反应类型： 二、氯气实验室制法(1)反应原理课本中实验室制Cl2 的反应式(2)装置类型：(3)仪器名称：(4)收集方法：(5)净化方法：(6)尾气吸收：思考：该反应一般加热到900C左右，为什么温度不能再高？_其它可能生成Cl2途径有：