【高考风向标】高考化学一轮复习 第二单元 第9讲 氯及其化合物课件.ppt

第9讲氯及其化合物 考纲定位 1 掌握氯元素单质及其重要化合物的主要性质 了解其应用 2 了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 一 氯气的性质及氯离子的检验 1 氯的原子结构 三 a 7 1 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 2 氯气的物理性质 黄绿 刺激性 大 易 液化 通常情况下 氯气是 色 有 气味的气体 密度比空气 溶于水 有毒 易 在实验室闻氯气气味时 应该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 3 氯气的化学性质 1 与金属反应 2nacl 黄色火焰 白烟 2na cl2 现象 cu cl2 cucl2 2fe 3cl2 2fecl3 2 与非金属反应 2hcl 苍白 h2 cl2 现象 安静地燃烧 色火焰 白 雾 hcl溶于水形成盐酸 工业上利用此方法生产盐酸 3 与水反应 hcl hclo 化学方程式为 cl2 h2o 离子方程式为 cl2 h2o h cl hclo cl2既是氧化剂又是还原剂 4 与碱液反应 nacl naclo h2o cl2 2naoh 工业制漂白液 实验室吸收多余的cl2 2cl2 2ca oh 2 工业生产漂粉精 5 与还原性物质反应 浅绿 棕黄 cl2 2fecl2 溶液从 色变为 色 cl2 2ki 2kcl i2 用 检验cl2 的存在 湿润的淀粉ki试纸 2fecl3 6 与有机物反应 ch3cl hcl 取代反应 ch4 cl2 光照 反应类型 ch2 ch2 cl2 反应类型 加成反应 4 氯离子的检验 稀硝酸 白色沉淀 在被检溶液中滴入少量 酸化 然后再滴加agno3溶液 若有 产生 证明溶液中存在cl ch2cl ch2cl 二 氯的化合物1 次氯酸 hclo 1 不稳定性 化学方程式为 氯水要现用现制 保存在 试剂瓶中 棕色 弱 2 弱酸性 比碳酸酸性 电离方程式为 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 成分 有效成分 2 制取原理 cacl2和ca clo 2 ca clo 2 2ca oh 2 2cl2 cacl2 ca clo 2 2h2o 3 化学性质 水解呈 性 具有强 性 碱 氧化 4 漂白原理 三 卤族元素 1 卤素 a 双原子 7 卤素位于元素周期表中第 族 包括氟 f 氯 cl 溴 br 碘 i 砹 at 五种元素 它们的单质都是 分子 除at外 化学式分别为 f2 cl2 br2 i2 2 结构与性质卤素原子最外层都有 个电子 都是典型的非金属元素 其单质具有相似的化学性质 ca clo 2 co2 h2o caco3 2hclo 1 卤素单质和h2的反应 2 卤素单质和h2o的反应 2f2 2h2o 4hf o2 hx hxo x2 h2o x为cl br i 3 卤素间的置换反应 减弱 氧化性按f2 cl2 br2 i2顺序逐渐 可以发生反应 cl2 2nabr br2 2ki 4 卤素单质的特性 液 蓝 溴是常温下唯一易挥发的 态非金属单质 淀粉遇碘变 色 常用于鉴别i2或淀粉的存在 碘易升华 常利用该性质来分离提纯碘 2nacl br2 2kbr i2 考点1 氯气的制备 1 实验室制法 制取cl2的装置如图2 9 1 图2 9 1 1 反应原理 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 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 液体加热制取气体 3 收集方法 向上排空气法或排饱和食盐水法 4 验满方法 用湿润的淀粉ki试纸或湿润的蓝色石蕊试纸 2nacl 2h2o 2naoh h2 cl2 2nacl 熔融 2na cl2 5 净化方法 用饱和食盐水除去挥发出来的hcl 再用浓 h2so4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 吸收 2 工业制法 1 电解饱和食盐水 反应的化学方程式为 电解 2 电解熔融nacl 反应的化学方程式为 电解 例1 在实验室里可用图2 9 2所示装置制取氯酸钾 次氯酸钠和探究氯水的性质 图2 9 2 图中 为氯气发生装置 的试管里盛有15ml30 koh溶液 并置于热水浴中 的试管里盛有15ml8 naoh溶液 并置于冰水浴中 的试管里加有紫色石蕊试液 为尾气吸收装置 请填写下列空白 1 制取氯气时 在烧瓶里加入一定量的二氧化锰 通过 填写仪器名称 向烧瓶中加入适量的浓盐酸 实验时为了除去氯气中的氯化氢气体 可在 与 之间安装盛有 填写字母编号 的净化装置 a 碱石灰c 浓硫酸 b 饱和食盐水d 饱和碳酸氢钠溶液 2 比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件 二者的差异是 图2 9 3 反应完毕经冷却后 的试管中有大量晶体析出 图2 9 3中符合该晶体溶解度曲线的是 填写字母编号 从 的试管中分离出该晶体的方法是 填写实验操作名称 3 本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是 4 实验中可观察到 的试管里溶液的颜色发生了如下变 化 请填写下表中的空白 解析 1 用分液漏斗滴加浓hcl 易于控制反应物的量以及防止产生的有毒气体氯气逸散到空气中 除cl2中的hcl 应防止cl2消耗 排除a d项 又需吸收hcl 排除c项 4 答案 1 分液漏斗b 2 碱溶液 或反应物 的浓度不同 反应温度不同m过滤 3 cl2 2oh clo cl h2o 实验室制取气体方法及装置的选择依据 1 选取试剂的主要依据是制取气体的性质 如氯气具有氧化性 常用氧化氯离子的方法来制取 因此要选用含有待制取物质元素的物质 如盐酸 和具有氧化性的物质 如mno2 kmno4等 来制取 2 选取发生装置的依据是制取气体所用试剂的状态和反应条件 加热与否 如实验室用2nacl 3h2so4 mno2 2nahso4 mnso4 cl2 2h2o的方法制取氯气 也是加热固体与液体的混合物 以此分析可知 发生装置与实验室制取氯气的相同 变式训练 1 图2 9 4是某学生设计的实验室制备干燥cl2及吸收 多余氯气的实验装置图 请回答 图2 9 4 1 指出上述图中的各处错误 2 在改过后的装置中 下列物质的作用分别是 饱和食盐水 浓硫酸 naoh溶液 解析 给一套实验装置的仪器和试剂找错应从这样几个方面着手 反应物的类型 状态 浓度 反应条件 杂质及除杂试剂 使用仪器及仪器的连接顺序 导管的长短 吸收剂的状态及吸收装置等 具体到本题则是 mno2和浓盐酸制氯气要加热 氯气从浓盐酸中逸出会带出杂质气体 氯化氢和水蒸气 一般先除杂后干燥 答案 1 不能用稀盐酸 而应用浓盐酸 没有加热装 置 应用酒精灯加热 盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位 置颠倒 两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对 除去氯气中的水蒸气 2 除去cl2中的氯化氢 吸收多余的氯气 考点2 氯水的成分和性质 1 氯水的成分分析 由cl2和水反应的特点可知 新制氯水是含cl2 hcl hclo三种溶质的混合溶液 溶液中含有三种分子 h2o cl2和hclo 还含有四种离子 h cl oh 和clo 长期放置的氯水 由于hclo分解 cl2全部反应 氯水变成hcl的水溶液即盐酸 所含成分为h cl 和h2o 2 新制氯水的性质 由于新制的氯水中溶有大量的cl2分子 而呈浅黄绿色 因cl2可挥发 氯水有cl2的刺激性气味 由于氯水中存在着多种粒子 决定了它有多重性质 在不同的具体问题中 氯水究竟体现了哪种性质必须视情况而定 4 由氯水提供hclo 用氯水杀菌 消毒 漂白物质时 就是利用氯水中hclo的强氧化性 杀死水中的细菌或氧化有色物质 2 由氯水提供cl 与ag 反应产生沉淀 如用自来水配制agno3溶液时 出现浑浊 产生agcl沉淀 现象 3 由氯水提供cl2分子作为氧化剂 可替代氯气 如在fecl2溶液中加入kscn溶液无明显现象 再加入新制氯水 溶液变红 这是因为加入氯水后 发生反应 2fecl2 cl2 2fecl3 例2 氯水中存在多种分子和离子 它在不同的反应中 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 d 加入naoh溶液 氯水的浅黄绿色消失 说明有hclo存在 说明有cl 存在 思路指导 本题考查氯水的组成和性质 cl2溶于水得到氯水 溶解的cl2部分与h2o反应生成hcl hclo 故氯水兼有cl2 hcl hclo性质 是混合物 解析 a项 氯水能使有色物质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 而是有色的cl2反应掉的原因 答案 b 变式训练 2 下列关于氯水的叙述正确的是 a 新制的氯水中只含有cl2和h2o分子b 新制的氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色c 光照氯水有气体逸出 该气体是cl2d 氯水放置数天后ph会变大 答案 b 考点3 卤族元素 1 卤素中的某些特性及相关应用 1 氟 氟无正价和含氧酸 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 2 溴 br2是深红棕色液体 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 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 例3 下列关于卤素的叙述 正确的是 a 单质的颜色随核电荷数的增加逐渐加深b 氢化物的稳定性随核电荷数的增加逐渐增强c 单质与水反应均可表示为 x2 h2o hx hxod 随核电荷数的增加x 的半径递增 还原性递减思路指导 从f i 原子的最外电子层都有7个电子 都易得1个电子形成稳定结构 而原子半径越来越大 得电子能力逐渐减弱 故所形成的单质具有相似性和递变性 答案 a 变式训练 3 x y是元素周期表第 a族中的两种元素 下列叙述 中能说明x的非金属性比y强的是 a x原子的电子层数比y原子的电子层数多b x的氢化物的沸点比y的氢化物的沸点低c x的气态氢化物比y的气态氢化物稳定d y的单质能将x从nax的溶液中置换出来解析 a项 第 a族元素的电子层数越多 非金属性越弱 b项 沸点高低是物理性质 不能用来说明物质的非金属性的强弱 d项 说明y的非金属性比x强 答案 c 氯气的制备 性质探究 考向分析 氯气作为卤族元素的主要代表物 在高中卤族元素的学习中起主导作用 也是高考在卤族元素的考查中的常考知识点 在考查氯气的实验室制法时 常常从以下几个方面考查 考查反应方程式的书写或电子转移 考查制取氯气时的除杂问题 常含hcl气体 浓盐酸挥发所致 考查装置类型 考查制取氯气时验满的具体方法 考查制取氯气时尾气的处理 常采用碱液 naoh溶液 来吸收 近几年的实验试题 都是以元素化合物性质为落点 在复习中应重视元素化合物知识跟化学实验的综合 估计近几年内这种命题趋向不会有太大的变化 典例 如图2 9 5是某研究性学习小组利用实验室制 氯气的装置设计制取氯水并进行相关实验 图2 9 5 1 a装置中发生化学反应的离子方程式为 2 氯气能使湿润的红色布条褪色 对于使红色布条褪色的物质 同学们的看法不一致 认为氯水中存在的几种成分都有可能 请你设计实验 得出正确结论 提出假设 假设一 h2o使布条褪色 假设二 假设三 假设四 盐酸使布条褪色 设计实验方案 基于提出的假设 设计出实验方案 不需要作答 实验过程 实验 实验 实验 把红色布条放在水里 布条不褪色 得出结论 3 用量筒量取20ml氯水 倒入已检查完好的分液漏斗中 然后再注入10mlccl4 盖好玻璃塞 充分振荡 静置于铁架台上 如图2 9 6 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 或 下层液 图2 9 6 4 这套制取氯水装置的缺点是 请在上面的方框 中画出改进部分的实验装置图 思路指导 实验室主要是用二氧化锰氧化浓盐酸的方法制备氯气 氯气的漂白性主要是与水生成的hclo漂白 干燥的氯气 水和hcl都不能使有色布条褪色 解析 1 a装置适合固体与液体共热制备气体 实验室用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气 2 氯气与水的反应是可逆反应 新制氯水中含有h2o cl2 hclo hcl四种成分 每种成分都可能使有色布条褪色 应据此提出假设 要证明是hclo使有色布条褪色 只需设计实验证明h2o cl2 hcl不能使有色布条褪色即可 将有色布条分别放在干燥的氯气中 盐酸中 水中 发现有色布条均不褪色 即可证明是氯水中的hclo使有色布条褪色 3 氯气在水中的溶解度不大 易溶于四氯化碳 在氯水中加入四氯化碳后 四氯化碳萃取了氯气 四氯化碳密度比水大 所以下层液呈黄绿色 上层液中还含有少量的hclo 能使有色布条褪色 4 在本题制取氯水的实验中 将氯气直接通入盛有水的敞口烧杯中 会导致氯气逸散到空气中 污染环境 且没有处理尾气的装置 多余的氯气会造成污染 应将氯气通入密闭的洗气瓶中制备氯水 最后还要设置尾气吸收装置 3 下层液 上层液 4 没有处理尾气 会造成环境污染 改进部分如图2 9 7所示 或其他合理方案 原理 试剂 密封均应正确 图2 9 7 突破训练 1 如图2 9 8所示 是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置 其中各试剂瓶装的试剂为 b 氢硫酸 c 溴化亚铁溶液 d 碘化钾淀粉溶液 e 混有二氧化硫的氯化钡溶液 f 水 h 紫色石蕊试液 图2 9 8 1 a是氯气发生装置 其发生反应的化学方程式是 2 中b瓶内加入的液体最好是 3 用图示的 或 代替 是否可行 简要说明理由 4 实验开始时 先点燃a处酒精灯 打开分液漏斗旋塞和 处活塞 让氯气充满整个装置 再点燃g处酒精灯 回答下列问题 怎样证明氯气已充满了整个装置 下列装置中的现象是 b c d e f 5 g装置的硬质玻璃管内盛有炭粉 发生氧化还原反应 其产物为二氧化碳和氯化氢 写出g中反应的化学方程式 装置f的作用是 6 在h处 紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色 再变为无色 其原因是 解析 此题综合考查了氯气的制法 性质 化学实验操作及实验装置等问题 中的b瓶是用来贮存cl2的 则应选择一种cl2在其中溶解度非常小的液体 一般选用饱和食盐水 实验开始后 cl2可与b中的氢硫酸反应得到浅黄色的硫单质沉淀 cl2与c装置中的febr2反应生成溴单质和fecl3 cl2从d中置换出单质碘从而使溶液变蓝色 cl2可将so2溶于水形成的亚硫酸氧化为硫酸 根据 5 中的信息提示 可以写出g中的反应方程式 由于可能有cl2过量 所以过量的cl2可以使h中本已变红的紫色石蕊试液褪色 1 下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中 正确的是 a 氯气的水溶液可以导电 说明氯气是电解质b 漂白粉和明矾都常用于自来水的处理 二者的作用原理是相同的c 氯气可以使湿润的有色布条褪色 但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气d 在滴有酚酞的na2co3溶液中 加入bacl2溶液后 溶液的红色褪去 说明bacl2溶液具有酸性 答案 c 2 某同学用下图所示装置制备并检验cl2的性质 下列说 法正确的是 a 图 中 如果mno2过量 浓盐酸就可全部消耗 b 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 c 图 中 生成蓝色的烟 d 图 中 量筒中发生了加成反应 解析 a项 与mno2反应需要较浓的盐酸才可反应 因此盐酸不会因mno2过量而完全消耗 b项 cl2被naoh溶液吸收可生成nacl naclo 当加入稀h2so4时 可发生归中反应生成cl2 c项 生成cucl2是棕黄色烟 d项 cl2与ch4发生了取代反应 答案 b 3 2011年广东广州联考 已知反应 cl2 2kbr 2kcl br2 kclo3 6hcl 3cl2 kcl 3h2o 2kbro3 cl2 br2 2kclo3 下面说法正确的 a 上述三个反应都有单质生成 所以都是置换反应b 反应 中还原剂与氧化剂的物质的量之比为6 1c 反应 中1molcl2反应 则氧化剂得电子的物质的量为10mold 氧化性由强到弱的顺序为kclo3 kbro3 cl2 br2 解析 置换反应是有单质参与和新的单质生成的反应 a错误 实际参与氧化还原反应的hcl与kclo3的物质的量之比应为5 1 b错误 根据氧化还原反应的规律 氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性 可知氧化性强弱顺序应是