高三化学总复习实用 必考42 富集在海水中的元素—氯课件 新人教版.ppt

第二讲富集在海水中的元素 氯 一 氯元素在周期表中的位置和氯气的物理性质1 周期表中的位置氯元素位于第周期族 原子结构示意图为在与其他物质反应时 显示典型的性或性 在自然界中以形式存在 三 第 a 氧化 非金属 化合物 2 物理性质通常氯气为色 有气味 密度比空气大的气体 有毒 易 25 时 1体积水可溶解2体积氯气 其水溶液俗称 为 3 氯气的重要化学性质 1 与金属反应填写下列金属与cl2反应的现象和化学方程式 黄绿 刺激性 液化 氯水 浅黄绿色 cu cl2cucl2 2fe 3cl22fecl3 2na cl2nacl 黄 白烟 红棕 棕 蓝 2 cl2与h2的反应在空气中点燃h2 火焰呈淡蓝色 将点燃h2的导管伸进充满cl2的集气瓶中 h2在cl2中安静地燃烧 火焰呈色 同时集气瓶口有 反应的化学方程式是在一集气瓶中装满h2和cl2的混合气体 用强光照射集气瓶 现象 反应的化学方程式是 苍白 白雾 发生爆炸 3 cl2与h2o的反应将cl2通入水中时 发生的化学反应为 cl2 h2o hcl hclo 氯水呈色 说明氯水中存在 从而说明cl2与h2o的反应属于反应 存在平衡 氯水中有三种分子 它们是 氯水中有4种离子 它们是 黄绿 cl2分子 可逆 化学 cl2 hclo h2o h cl clo oh 4 cl2与碱的反应完成方程式 cl2 naoh cl2 ca oh 2 漂白粉的主要成分是 有效成分是 漂白粉如保存不当会发生变质 变质的化学方程式是 2 nacl naclo h2o 2 2 cacl2 ca clo 2 2h2o cacl2和ca clo 2 ca clo 2 ca clo 2 co2 h2o caco3 2hclo2hcl o2 2hclo 二 氯离子的检验1 分别向盛有稀盐酸 nacl溶液 na2co3溶液的试管中加入agno3溶液 其现象为反应的离子方程式分别为 再分别滴入稀硝酸 现象为 2 cl 的检验方法为 均产生白色沉淀 ag cl agcl ag cl agcl 2ag co ag2co3 前两份无明显现象 后一份沉淀 溶解并有气泡产生 取适量被检溶液加入硝酸 酸化的硝酸银溶液 若产生白色沉淀 则证明有cl 三 卤族元素1 卤素卤素位于元素周期表中第族 包括 氟 f 氯 cl 溴 br 碘 i 砹 at 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 a 双原子 7 1 卤素单质和h2的反应 2 卤素单质和h2o的反应2f2 2h2o 4hf o2x2 h2o x为cl br i 3 卤素间的置换反应氧化性 可以发生反应cl2 2nabr br2 2ki hx hxo cl2 br2 i2 2nacl br2 2kbr i2 4 卤素单质的特性 溴是常温下唯一易挥发的态非金属单质 淀粉遇碘变 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 四 氯气的制法1 实验室制法 1 反应的原理 用强氧化性物质 如mno2 kmno4等 和浓盐酸反应 实验室中常用mno2与浓盐酸反应制cl2 其化学方程式为 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 液 蓝 2 仪器装置 3 收集方法 向排空气法 cl2的密度比空气 排法 cl2在饱和食盐水中溶解度小 故也可用此法收集 也常用饱和食盐水除去cl2中的hcl杂质 4 净化装置 用少量水或饱和食盐水除去hcl 再用干燥 5 验满方法 将湿润的试纸靠近盛cl2的瓶口 观察到试纸变色 则证明已集满 上 饱和食盐水 浓硫酸 淀粉 ki 蓝 大 将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛cl2的瓶口 观察到试纸先后 则证明已集满 6 尾气处理 用浓溶液吸收多余的cl2 防止污染空气 2 氯气的工业制法 1 电解饱和食盐水 氯碱工业 化学方程式为 2 电解熔融的氯化钠 可制得金属钠 化学方程式为 变红 褪色 naoh 考点一氯水的成分与性质 例1 2008 枣庄质检 某化学研究小组的成员经过学习得知 cl2与h2o发生下列化学反应 并且hclo具有比cl2更强的氧化性 cl2 h2o hcl hclo 他们为了探究新制饱和氯水的组成和性质而进行了科学实验 先观察了氯水的外观性质以后 又用胶头滴管将该氯水逐滴滴入含有酚酞的naoh溶液中 边滴边振荡 并连续观察现象 发现溶液的红色逐渐褪去而得无色溶液 以下的一些问题需要请你来配合回答 1 请写出新制饱和氯水中含有氯元素物质的化学式 2 若不再进行更多的实验 请说明能快速判断氯水中含有cl2的主要依据 3 根据预测 实验中溶液红色褪去的原因可能有两种 请用简要的文字说明之 4 他们又要通过实验进一步探究溶液红色褪去的原因究竟是上述中的 还是 在此之前先做了实验预案的设计 请你简述实验的方法 现象和结论 解析 1 由cl2 h2o hcl hclo可知 溶于水的cl2 一部分转化成了hcl和hclo 另一部分以cl2的形态溶解于水中 2 氯水因cl2的存在而显浅黄绿色 氯水显浅黄绿色就是其中含有cl2的依据 3 溶液的红色是酚酞与naoh相互作用的结果 若没有酚酞 naoh溶液呈无色 若没有naoh 酚酞溶液也呈无色 由 1 中的分析可知 新制的氯水中既含有以显强酸性为主的hcl 又含有以显强氧化性为主的hclo 4 若是氯水中的hcl中和了naoh而使红色褪去 则溶液中还有酚酞 故可应用验证酚酞存在的方法来证明之 若是氯水中的hclo氧化了酚酞而使红色褪去 则溶液中就没有酚酞了 故可应用验证酚酞不存在的方法来证明之 答案 1 cl2 hcl 或cl hclo 2 氯水显浅黄绿色 3 hcl中和了naoh hclo漂白 氧化 了酚酞 4 取无色溶液3ml盛于另一支洁净的试管中 加2滴naoh溶液 振荡 观察现象 若溶液出现红色 则证明溶液红色褪去的原因是 而不是 若溶液仍为无色 则证明溶液红色褪去的原因是 而不是 氯水的成分与性质1 氯水的成分三种分子 h2o cl2 hclo 四种离子 clo cl h oh 2 氯水的性质 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 3 液氯 新制氯水 久置氯水的比较 1 下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是 氯气 液氯 新制氯水 氯气的酒精溶液 盐酸 盐酸酸化的漂白粉溶液a b c d 解析 1 看清题目要求 试纸是干燥的 2 变红是h 的作用 3 褪色是物质的漂白作用 能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的物质 应具有酸性和漂白性等性质 在题中所给的物质 中只存在cl2分子 其既无酸性 又无漂白性 中存在的是cl2分子和乙醇分子 也没有酸性和漂白性 中只存在h 和cl 及水分子 其只能使试纸变红 却不能使之褪色 只有 新制氯水和 盐酸酸化的漂白粉溶液 因溶液中存在h 和hclo 符合要求 答案 a 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变白c 光照氯水有气体逸出 该气体是cl2d 氯水放置数天后 ph会变小 答案 bd 3 有关液氯和新制氯水的叙述中正确的是 a 液氯是纯净物 而氯水是混合物b 液氯无酸性 氯水有酸性c 液氯较氯水有更强的漂白性d 氯水久置后漂白性增强 解析 本题考查液氯和氯水性质的异同 液氯是由氯气经过加压降温使cl2分子间距离减小而液化得到的 除cl2外无其他物质 具有cl2的性质 无酸性 无漂白性 是纯净物 cl2溶于水得氯水 溶解的部分cl2与h2o反应生成hcl hclo 故氯水兼有cl2 hcl hclo的性质 是混合物 氯水久置后发生反应 2hclo 2hcl o2 失去漂白作用 答案 ab 考点二氯气的制取及性质 例2 为了讲授 氯气的性质和用途 李老师以二氧化锰和浓盐酸为主要原料 设计了如下图所示装置 其中a是连有注射器针头的橡皮管 针头已插入并穿过橡皮塞 进行了教学 试回答下列问题 1 乙中的现象是 丙中的现象是 丁中的现象是 分离丁中液体的方法是 2 橡皮管连通后 分液漏斗中的气体压强p1与烧瓶中的气体压强p2的关系为 填 或 连接橡皮管的目的是 3 烧瓶内发生反应的离子方程式为 4 已知氯气与冷水的反应为cl2 h2o hcl hclo 你认为使有色布条褪色的是什么物质 试用实验验证你的推论 写出操作方法 假设和推论 解析 利用上图所示装置制备cl2 制得cl2通过浓h2so4 甲中 浓h2so4干燥cl2 cl2与干红布条不反应 乙中 cl2与h2o生成hclo起漂白作用 丙中 cl2与ki溶液反应生成i2单质 ccl4萃取碘单质 溶液分层 丁中 用向上排空气法收集cl2 戊中 进行尾气吸收 己中 利用针头连接后 分液漏斗与烧瓶内气压相等 有利于液体流下 答案 1 干燥的红布条不褪色湿润的红布条褪色下层ccl4层呈紫红色用梨形分液漏斗分液 4 使有色布条褪色是hclo的作用 实验验证方法 a 干燥的cl2不能使干燥的有色布条褪色 说明cl2本身没有漂白作用 b 在干燥有色布条上滴加盐酸 结果没有褪色现象 说明盐酸及水没有漂白作用 c 在干燥有色布条上滴加新制氯水 结果有色布条褪色 在氯水中存在反应 cl2 h2o hcl hclo 说明hclo有漂白作用 实验室制备气体的分析方法 1 分析反应原理 主反应 副反应 2 反应试剂的选择 固体 块状 粒状还是粉末状 溶液 稀还是浓 3 反应条件的选择 加热还是不加热 4 反应制备装置的选择 发生器的组装 除杂净化和干燥仪器的组装 首先根据反应原理及所用药品考虑杂质气体的成分 再利用其性质选择合适装置及试剂加以除去或转化 收集仪器的组装 气体的收集除用排气法与排水法外 还可用球胆或袋囊 塑料袋等收集 吸收尾气仪器的组装 尾气处理的目的主要是防止有毒尾气污染空气或使人中毒以及尾气在有限空间内达到爆炸极限 对不同的情形应选用不同的装置 1 某化学小组用如图所示装置制取氯气 下列说法不正确的是 a 该装置图中至少存在三处明显错误b 该实验中收集氯气的方法不正确c 为了防止氯气污染空气 必须进行尾气处理d 在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出 解析 装置图中缺少酒精灯 缺少尾气吸收装置 因为氯气有毒 不能直接排放到空气中去 应使用分液漏斗 如果使用长颈漏斗 也应该将下端插入液面下进行液封 所以a项正确 氯气的密度比空气的大 应该采用向上排空气法 进气管长 出气管短 所以装置中的收集氯气的方法正确 故b项错误 氯气有毒 必须进行尾气处理 所以c项正确 氯气有氧化性 和ki发生反应 2ki cl2 2kcl i2 生成的碘单质使淀粉变蓝 所以d项正确 答案 b 2 已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气 现按下图进行卤素的性质实验 玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球 反应一段时间后 对图中指定部分颜色描述正确的是 解析 cl2与nabr反应生成br2 cl2与ki反应生成i2 i2遇淀粉变蓝 cl2与naoh溶液反应生成nacl和naclo 该题的实验设计证明了卤族元素单质的氧化性规律 考查了它们的物理性质 也解决了实验安全问题 处使用naoh是为了防止污染 并且棉球是白色的 理应呈现棉球的颜色 a选项符合题意 答案 a 3 近两年 全国发生了多起氯气泄漏及爆炸事故 喷出的氯气造成多人伤亡 作为消防干警在现场的下列处理方法和过程较合理的是 及时转移疏散人群 向有关部门如实报告事故有关情况 被转移人群应戴上用浓naoh溶液处理过的口罩 用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液 被转移人群可戴上用肥皂水打湿的口罩 将人群转移到地势较低的地方即可 不必走太远 及时清理现场 检查水源和食物等是否被污染 常温下氯气能溶于水 所以只要向空气中喷洒水就可以解毒a b c d 解析 浓naoh溶液具有强腐蚀性 因此被转移人群可戴上用肥皂水打湿的口罩 并转移到远离事故点且地势较高的地方 氯气虽能溶于水 但溶解度不大 因此 需要用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液来解毒 答案 b 研究性学习小组在做氯气的喷泉实验时 装置如下图所示 发现含有酚酞的naoh溶液喷入烧瓶后 溶液的红色褪去 甲 乙两位同学对此现象分别做了如下推测 甲 因为氯气与naoh溶液反应 使溶液碱性减弱甚至呈酸性 所以溶液红色褪去 乙 因为氯气溶于水并与水反应生成hclo 由于hclo的氧化漂白作用而使溶液褪色 1 验证甲同学的推测是否正确的方法是 验证乙同学的推测是否正确的方法是 2 如果将naoh溶液改成kmno4酸性溶液 把cl2换成so2气体 试问用图示所给装置完成喷泉实验是否合理 填 合理 或 不合理 如果认为不合理 请说明你的理由 3 类似 褪色喷泉实验 的还有多种 变色的喷泉实验 请你按实验要求分别设计1个 变色喷泉实验 并填写下列表格 解析 1 如果是氯气与naoh溶液反应 使溶液碱性减弱而使红色褪去 可加碱至过量恢复红色证明之 如果是氯气与水反应生成的hclo的漂白性使溶液褪色 加naoh也不会恢复红色 因为这种漂白是彻底的 不可逆的 答案 1 取烧瓶中的无色溶液加入足量的naoh溶液 如果溶液恢复红色 则可证明甲同学的推测是正确的 如果加入足量的naoh溶液不能恢复红色 则说明乙同学的推测是正确的 2 不合理kmno4酸性溶液可与橡胶塞反应 也不能盛放在倒置的胶头滴管中 3 解析 本题主要考查基本概念 基本理论 实验室制法等 cl2中的氯元素化合价为0处于中间价态 既有氧化性又有还原性 a错误 同位素原子的质子数和电子数分别相等 所以化学性质几乎完全相同 b错误 通过实验室制得的cl2中含有少量hcl cl2在饱和食盐水中溶解度很小 而hcl易溶 c正确 没有指明气体所处状态 d错误 答案 c 2 下列对氯气的叙述不正确的是 a 在标准状况下 氯气的密度是3 17g l 1b 实验室不能用排水法收集氯气c 液氯不导电 属非电解质 氯水能导电 是电解质d 未干燥的氯气遇so2 其漂白性能增强 解析 标准状况下 氯气的密度为 3 17g l 1 a项正确 氯气可溶于水 不能用排水法收集 一般用向上排空气法或排饱和食盐水法收集 b项正确 液氯是单质 氯水是混合物 所以两者不是电解质也不是非电解质 c项错误 未干燥的氯气遇so2会发生反应so2 cl2 2h2o h2so4 2hcl 而使so2和cl2的量都减少 漂白性能减弱甚至消失 d项错误 答案 cd 3 下列物质中只含有游离态氯元素的是 a 液氯b 氯水c 盐酸d 次氯酸 解析 液氯中只有氯分子 氯水中有h2o cl2 hclo h cl clo oh 盐酸中有h2o h oh cl 次氯酸为hclo 其中成分是hclo 氯以化合态形式存在 故只有a中只含游离态氯元素 答案 a 4 漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是 a ca clo 2不稳定 易分解b ca clo 2易吸收水分而潮解c ca clo 2跟空气中的水和co2反应d ca clo 2跟空气中的co2反应 答案 c 5 如图所示 a处通入干燥cl2 关闭b阀时 c处的红布看不到明显现象 打开b阀后 c处红色布条逐渐褪色 则d瓶中装的是 a 浓h2so4b naoh溶液c 浓盐酸d 饱和nacl溶液 解析 红色布条是否褪色决定于布条上是否产生hclo a处通cl2 打开b阀后 气体不经d而直接进入c中 红色布条逐渐褪色 说明c处产生了hclo 进一步说明红色布条是湿的 当关闭b阀通cl2