富集在海水中的元素

第四章非金属及其化合物高三化学一轮总复习第15讲富集在海水中的元素

氯及其化合物

1.了解氯气及其重要化合物的主要性质及应用。

2.掌握氯气的实验室制法。

3.了解氯元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。最新考纲一、氯气的性质及其应用黄绿色有刺激性气味的气体，密度比空气大，有剧毒。能溶于水，易液化。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2.物理性质卤素单质颜色及在水中和有机溶液中的颜色单质颜色卤水颜色有机溶液颜色F2浅黄绿色————Cl2黄绿色浅黄绿色——Br2红棕色橙黄色到橙红色橙红色I2紫黑色黄褐色紫红色[思考1]常见有颜色的气体和有毒的气体各有哪些？[思考2]Cl2为什么易液化？常见的易液化的气体还有哪些？(1)常见有颜色的气体：NO2(红棕色)、F2(淡黄绿色)、

Cl2(黄绿色)、溴蒸气(红棕色)。(2)常见有毒气体：SO2、H2S、NO、NO2、CO、Cl2等。Cl2分子的相对分子质量较大，分子间的作用力较大，所以易液化。常见易液化的气体还有NH3、SO2等。(1)与金属反应：①与铁反应：________________________。②与铜反应：_____________________。(2)与非金属反应与H2反应：_________________________，2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2H2+Cl22HCl点燃====点燃====现象燃烧时安静燃烧发出_____色火焰，瓶口有_____光照时剧烈反应发生_____，瓶口有_____苍白白雾爆炸白雾3.化学性质与变价金属反应生成高价金属氯化物。(3)与水反应：溶于水的氯气部分与水反应化学方程式为____________________________。(4)与碱反应：与NaOH溶液反应离子方程式为___________________________。(5)与还原性无机化合物反应：①与碘化钾溶液反应：_______________________。②与SO2水溶液反应：_____________________________。③与FeCl2溶液反应：方程式为__________________________。Cl2＋H2OHCl＋HClOCl2＋2KI===2KCl＋I22FeCl2＋Cl2===2FeCl3SO2＋Cl2＋2H2O==H2SO4＋2HCl[思考3]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？

提示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。(6)与有机物(如甲烷、乙烯等)反应：甲烷与氯气的取代反应(第一步)：

Cl2+CH4CH3Cl+HCl光照4．Cl2制备（考点三）(1)工业上用电解饱和食盐水的方法制Cl2，化学方程式为__________________________________________。(2)实验室制取Cl2：2NaCl＋2H2O══2NaOH＋Cl2↑＋H2↑电解氯气的实验室制法1．实验装置2．制取过程用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取Cl2：_______________________________________用___________除去HCl，再用_________除去水蒸气饱和食盐水浓H2SO4上排空气法排饱和食盐水法3．注意事项

(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。

(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。 (3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。

(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。蓝色石蕊淀粉－碘化钾【例1】下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。(1)制备氯气选用的药品为：漂白粉固体和浓盐酸，相关的化学反应方程式为：_____________________。(2)装置B中饱和食盐水的作用是____________________；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象____________________。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入________。Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O除去Cl2中的HClB中长颈漏斗中液面上升，形成水柱d

abcd

碱石灰硅胶

(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为________色，说明氯的非金属性大于溴。(5)打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是________________________。(6)有人提出，装置F中可改用足量的NaHSO3溶液吸收余氯，试写出相应的离子反应方程式：_____________________，判断改用NaHSO3溶液是否可行？________(填“是”或“否”)。黄E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色否干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条浓硫酸无水氯化钙湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条ⅠⅡⅢ(1)不稳定性：____________________氯水须现用现配，保存在____________，置于冷暗处。(2)强氧化性①能将有色物质氧化为无色物质作漂白剂。②杀菌、消毒。(3)弱酸性NaClO溶液中通少量CO2，化学方程式为：_________________________________。2HClO2HCl+O2↑

光照====棕色瓶中二、次氯酸和次氯酸盐的性质（考点二）1.次氯酸考点一

氯水的成分及性质1.氯水的成分氯水中含有三种分子：H2O、Cl2、HClO；四种离子：H+、Cl-、ClO-、OH-(极少量)。新制氯水、久置氯水、液氯的比较。名称新制氯水久置氯水液氯物质类别混合物混合物纯净物2.氯水的性质氯水为浅黄绿色有刺激性气味的液体，与不同的试剂反应时，起作用的微粒不同。名称新制氯水久置氯水液氯微粒种类Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－、OH－Cl2主要性质黄绿色溶液，能导电，有酸性、漂白性即为稀盐酸，无色溶液，只有强酸性黄绿色液体，不导电，有Cl2的氧化性存在条件常温常压下避光可存在，不宜久置常温常压下可存在，不宜久置常温常压下不能存在保存方法棕色瓶盛装，并避光保存，瓶塞必须用玻璃塞，不能用橡皮塞密封可久置低温密闭所加试剂实验现象参与反应的微粒离子方程式或解释AgNO3溶液Na2CO3固体有色布条FeCl2溶液SO2石蕊试液

镁粉白色沉淀

Cl- Cl-+Ag+====AgCl↓

有气泡产生

H+2H++CO32-====CO2↑+H2O布条颜色褪去HClO发生氧化还原反应溶液变棕黄色Cl22Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-

黄绿色褪去Cl2、H2OSO2+Cl2+2H2O====4H++2Cl-+SO42-

先变红后褪色HClO、H+酸性和漂白性有气泡产生，氯水褪色Cl2、H+Mg+Cl2====Mg2++2Cl-Mg+2H+====Mg2++H2↑3.Cl2+H2OHCl+HClO平衡移动的应用向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向

应用可溶性氯化物盐酸NaOH

光照碳酸钙c(Cl-)增大c(HClO)减小左移①用饱和食盐水除Cl2中的HCl②用排饱和食盐水法收集Cl2c(H+)和c(Cl-）增大左移洁厕剂和“84”消毒液不宜混用c(H+)减小右移用NaOH吸收多余的Cl2c(HClO)减小右移右移氯水应避光保存或现用现配c(HClO)增大制取次氯酸浓度较大的氯水【高考警示钟】(1)注意氯水成分的多样性：氯水是复杂的混合物，在化学反应中可表现出不同微粒的性质。在分析具体反应时，要判断是什么微粒起作用。(2)氯水中的次氯酸具有漂白性，氯水能使紫色石蕊试液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后褪色。不能用pH试纸测定氯水的pH。(3)明确氯水和液氯的区别：氯水和液氯的区别是前者是混合物，后者是纯净物，氯水久置后，由于HClO分解，最后就成为稀盐酸。

2.漂白粉漂白粉化学性质水解呈___性，具有强_____性。制取原理_______________________________________。成分主要成分_______________，有效成分__________失效原因__________________________________，____易分解。Ca(ClO)2、CaCl2Ca(ClO)22Cl2+2Ca(OH)2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O碱氧化Ca(ClO)2+CO2+H2O====CaCO3↓+2HClOHClOHClO、Na2O2、H2O2等因为其具有强氧化性而具有漂白性；SO2与有机色质结合生成无色物质而具有漂白性；活性炭有很强的吸附性，从而也有漂白作用。往漂白粉溶液中通入CO2，有白色沉淀生成，即证明HClO的酸性弱于H2CO3，反应方程式为：Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。[思考4]你知道的具有漂白性的物质有哪些？漂白原理有什么不同？[思考5]如何通过实验说明HClO的酸性比H2CO3的弱？

氯气用于杀菌消毒时，起作用的是HClO，而HClO不稳定，难以保存。所以在工业上用Cl2与石灰乳反应制成较稳定的漂白粉，便于贮存和运输。7．如何保存氯水、漂白粉？说明原因。

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.为什么在工业上将氯气制成漂白粉？考点图析【例2】(2013·北京理综，28)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：操作现象取4g漂粉精固体，加入100mL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；ⅱ.稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；ⅲ.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式是_______________________________________________________________。(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。①实验a的目的是________。②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl，理由是____________________________________________________________。2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O碱性、漂白性检验白雾中是否含有Cl2，排除Cl2干扰白雾中混有SO2，SO2可与酸化的AgNO3反应成生白色沉淀

(4)现象ⅱ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。①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________。②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因：____________________________________________________________________。向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色CaSO4SO2＋Cl2＋2H2O===SO42－＋2Cl－＋4H＋解析

(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色，说明有氯气生成，即发生反应：Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，为确认这种可能性，可向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色。(5)①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，说明上层清液中含有SO42－，则沉淀X中含有CaSO4。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。双原子7ⅦA卤族元素的性质①都是含非极性键的双原子分子；②都易溶于有机溶剂(氟除外)；③都是氧化剂，都能与金属反应生成金属卤化物，与H2反应生成卤化氢；④与水反应生成氢卤酸与次卤酸(氟除外)；⑤与碱溶液反应生成次卤酸盐和卤化物(氟除外)；⑥活泼的卤素单质能把不活泼的卤素单质从其卤化物的水溶液中置换出来(除氟外)。1．卤素性质的相似性。(1)卤素单质性质的相似性。①都具有挥发性，在空气中形成白雾；②都易溶于水，形成强酸(HF除外)；③都能与AgNO3溶液反应生成不溶于稀HNO3的沉淀(HF除外)。2．卤素性质的递变性。按F→Cl→Br→I的顺序，性质发生规律性的变化。(2)卤化氢性质的相似性。(1)单质状态由气体→液体→固体，单质熔沸点逐渐升高。(2)单质颜色逐渐加深。(3)单质在水中的溶解度逐渐减小(氟除外)。(4)单质得电子能力逐渐减弱，氧化性逐渐减弱，与H2反应由易到难。(5)气态氢化物的稳定性逐渐减弱。(6)氢化物的水溶液酸性逐渐增强。(7)阴离子的还原性逐渐增强。(8)卤化银的颜色逐渐加深，在水中的溶解度逐渐减小，感光性逐渐增强。(1)氟气与水剧烈反应：2F2+2H2O====4HF+O2。(2)氢卤酸只有HF是弱酸，能腐蚀玻璃。实验室里不能用玻璃瓶保存氢氟酸。(3)卤化银中只有AgF易溶于水。(4)氟元素没有正化合价，也没有含氧酸。(5)HF沸点最高，因为其分子间存在