高考化學 第11講 富集在海水中的元素 氯課件.ppt

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1、第11講富集在海水中的元素氯課標版 化學 題組一氯氣的性質(zhì)1.氯元素在周期表中的位置氯元素位于第三周期A族。氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖為教 材 研 讀,在與其他物質(zhì)反應(yīng)時,顯示典型的非金屬性。在自然界中以化合態(tài)形式存在。 2.物理性質(zhì)氯氣是一種有強烈刺激性氣味的有毒氣體,能溶于水,但在飽和食鹽水中的溶解度很小,所以可用排飽和食鹽水法收集氯氣。3.化學性質(zhì)Cl 2 題組二次氯酸和次氯酸鹽1.次氯酸HClO2.次氯酸鹽(1)漂白液 漂白液(2)漂白粉 題組三鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性、遞變性和特殊性1.相似性(1)都能與大多數(shù)金屬反應(yīng):如2Fe+3Br22FeBr3,Fe+I2FeI2;(2)都能與H2反應(yīng)生成

2、HX;(3)都能與H2O反應(yīng):X2+H2OHX+HXO(F2、I2例外);(4)都能與堿液反應(yīng):X 2+2NaOHNaX+NaXO+H2O(F2、I2例外)。2.遞變性F2Cl2Br2I2顏色:顏色加深熔、沸點:逐漸升高 密度:逐漸增大水溶性:逐漸減小氧化性:逐漸減弱還原性(X-):逐漸增強鹵素單質(zhì)間能發(fā)生的置換反應(yīng)有:Cl2+2NaBr2NaCl+Br2,Cl2+2KI2KCl+I 2,Br2+2KI2KBr+I2。3.特殊性Br2是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬單質(zhì);液溴易揮發(fā)且有毒,通常用水液封保存。I2易升華,淀粉遇I2變藍。 Br2和I2都可被某些有機溶劑(如四氯化碳、汽油)萃取。氟元素無

3、正價,F2與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成O2(2F2+2H2O4HF+O2),F2可與Xe、Kr等稀有氣體反應(yīng)生成白色氟化物。I2易與Na2S2O3溶液反應(yīng):I2+2S22I-+S4,用于通過滴定實驗(以淀粉溶液為指示劑)來定量測定碘的含量。23O 26O 1.判斷下列說法是否正確。(1)過量氯氣與Fe反應(yīng)生成FeCl3,少量Cl2與Fe反應(yīng)生成FeCl2。()(2)Cl2能漂白濕潤的有色布條,Cl2具有漂白性。()(3)Cl2與Fe不反應(yīng),故可用鋼瓶貯運液氯。()(4)Cl2與H2O反應(yīng)的離子方程式為Cl2+H2O2H+Cl-+ClO-。()(5)Cl 2具有漂白性,SO2也具有漂白性,二者相遇后

4、漂白效果明顯增強。()(6)Cl2可使?jié)駶櫟氖镌嚰埾茸兗t后褪色,原因是Cl2與水反應(yīng)生成的酸使石蕊先變紅,HClO使變色后的石蕊褪色。()答案(1) (2) (3) (4) (5) (6) 題組一氯氣的性質(zhì) 2.下列氯化物既可由金屬和氯氣直接反應(yīng)制得,也可由金屬和鹽酸反應(yīng)制得的是()A.CuCl2B.FeCl3C.FeCl2D.AlCl3答案D鹽酸與Cu不反應(yīng);Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2,與Cl2反應(yīng)生成FeCl3。 3.對氯氣的性質(zhì)描述不正確的是()鈉在氯氣中劇烈燃燒時產(chǎn)生白煙;氫氣在氯氣中燃燒發(fā)出蒼白色的火焰;點燃的磷在氯氣中燃燒出現(xiàn)白色的煙霧;紅熱的銅絲在氯氣中燃燒產(chǎn)生棕黃色的霧;氯

5、氣跟水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸;氯氣跟強堿反應(yīng),生成氯酸鹽和金屬氯化物。A.B.C.D. 答案C錯,紅熱的銅絲在氯氣中燃燒生成氯化銅固體小顆粒,是煙而不是霧;錯,氯氣跟強堿反應(yīng),生成次氯酸鹽而不是氯酸鹽。 4.下列有關(guān)化學反應(yīng)過程或?qū)嶒灛F(xiàn)象的敘述中,正確的是()A.氯氣的水溶液可以導電,說明氯氣是電解質(zhì)B.漂白粉和明礬都常用于自來水的處理,二者的作用原理是相同的C.氯氣可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,但實際起漂白作用的物質(zhì)是次氯酸而不是氯氣D.在滴有酚酞的Na 2CO3溶液中,加入BaCl2溶液后溶液的紅色褪去,說明Ba-Cl2溶液具有酸性答案C電解質(zhì)必須是化合物,氯氣是單質(zhì),既不是電解質(zhì),也不是非電解

6、質(zhì),A項錯;漂白粉是利用強氧化性殺菌消毒,而明礬凈水是利用Al3+水解生成的Al(OH)3膠體吸附雜質(zhì),B項錯;加入BaCl2溶液會生成BaCO3沉淀,C濃度變小,水解產(chǎn)生的c(OH -)變小,使溶液褪色,D項錯。23O 5.判斷下列說法是否正確。(1)HClO不穩(wěn)定,不能單獨存在。()(2)次氯酸的酸性比碳酸強。()(3)漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2。()(4)漂白粉是由澄清石灰水與Cl2反應(yīng)制得的。()答案(1)(2) (3) (4)題組二次氯酸和次氯酸鹽 6.漂粉精久置于空氣中會變質(zhì),在變質(zhì)過程中不會涉及的性質(zhì)是()A.HClO的漂白性B.HClO的不穩(wěn)定性C.HClO的弱酸性D.

7、H2CO3的酸性答案A漂粉精的有效成分為次氯酸鈣,久置于空氣中Ca(ClO)2會與空氣中的二氧化碳和水(相當于H2CO3)反應(yīng),反應(yīng)的化學方程式為Ca(ClO)2+CO 2+H2OCaCO3+2HClO,根據(jù)強酸制弱酸原理知,H2CO3的酸性強于HClO的酸性;2HClO2HCl+O2,說明HClO不穩(wěn)定。 7.判斷下列說法是否正確。(1)單質(zhì)F2能與NaCl溶液反應(yīng),將Cl2置換出來。()(2)Fe與I2反應(yīng)生成FeI2。()(3)加碘食鹽中的含碘添加劑是KIO3,而不是KI。()答案(1) (2)(3)題組三鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性、遞變性和特殊性 選項實驗操作現(xiàn)象結(jié)論A用CH3COOH溶液浸

8、泡水垢水垢溶解,有無色氣泡生成酸性:CH3COOHH2CO3B測定等濃度的Na2CO3和Na 2SO3溶液的pH前者的pH比后者大非金屬性:SCC向FeBr2溶液中通入過量Cl2溶液由淺綠色變成黃色氧化性:Br2Fe3+D用石墨電極電解滴有酚酞的飽和NaCl溶液陰極附近溶液呈現(xiàn)紅色離子移動方向:OH-移向陰極 8.下列實驗中,依據(jù)實驗操作及現(xiàn)象,得出的結(jié)論正確的是() 答案AA項,醋酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳,依據(jù)強酸制弱酸原理可以證明醋酸的酸性比碳酸強;B項,亞硫酸鈉不是硫的最高價含氧酸鹽,不能證明硫、碳元素的非金屬性強弱;C項,Cl2可以把Fe2+氧化為Fe3+,也能把Br-氧化為Br2,

9、Fe3+的水溶液和溴水均顯黃色,故不能證明Br2的氧化性強于Fe3+;D項,用惰性電極電解食鹽水時,氫離子在陰極放電,陰極周圍OH-濃度大于H+濃度。 重難一氯水成分及氯水性質(zhì)典例1(2014吉林長春四校聯(lián)考)某學習小組設(shè)計以下四個實驗探究氯水的成分,請根據(jù)下表回答問題。重 難 突 破實驗序號實驗方法實驗現(xiàn)象結(jié)論將氯水滴加到Ag-NO 3溶液中生成白色沉淀將氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中 淀粉-KI試紙變藍色氯水中含有Cl2將足量的氯水滴加到Na 2CO3溶液中氯水中含有H+ (1)實驗得出的結(jié)論是。(2)指出實驗和實驗中的“實驗現(xiàn)象”:。(3)實驗中“實驗方法”的具體操作過程是。(4)通

10、過實驗的“實驗現(xiàn)象”,同學們得出兩個不同的結(jié)論。這兩個結(jié)論可能是:a.;b.。請設(shè)計簡單的實驗證明哪一個是正確的:。 考查內(nèi)容氯水的成分及氯水的性質(zhì)。解題關(guān)鍵解答本題的關(guān)鍵是掌握氯水的成分。解析(1)氯水中存在:Cl2+H2OH+Cl-+HClO,可用AgNO3溶液檢驗Cl-的存在。(2)氯水中含有Cl2、HCl、HClO,可使含有酚酞的NaOH溶液褪色,HCl可以和Na2CO3反應(yīng)生成CO2。(4)氧化褪色和中和褪色的區(qū)別在于前者酚酞已變質(zhì),故再遇NaOH溶液不會變紅色,而后者是NaOH被反應(yīng)了,酚酞仍存在,故只要再加足量的NaOH溶液即可區(qū)別。 答案(1)氯水中含有Cl- (2)溶液褪色;

11、有氣泡冒出(3)取一片淀粉-KI試紙,置于表面皿或玻璃片上,用潔凈的玻璃棒蘸取氯水,滴在試紙上(4)氯水中含有HClO,其漂白作用使溶液褪色氯水中含有H+,中和OH-使溶液褪色向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液顯堿性,若溶液不再顯紅色,證明紅色消失是HClO的漂白作用引起的;若溶液重新顯紅色,證明是H +的中和作用引起的 1-1(2014上海閘北一模,12)25時,下列關(guān)于飽和氯水的敘述中錯誤的是()A.在飽和氯水中加入CaCO3,溶液的pH變大B.在飽和氯水中通入SO2氣體,溶液的pH變小C.在飽和氯水中通入H2S氣體,溶液的pH變小D.在飽和氯水中加入NaOH使pH=7,所得溶液中粒子

12、濃度的關(guān)系:c(Na +)c(ClO-)c(Cl-)c(HClO)答案D解析在飽和氯水中加入CaCO3,與H+反應(yīng),則溶液酸性減弱,pH變大,故A正確;在飽和氯水中通入SO2氣體,與Cl2反應(yīng)生成硫酸和鹽酸,酸性增強,pH 變小,故B正確;在飽和氯水中通入H2S氣體,與Cl2反應(yīng)生成S和鹽酸,酸性增強,pH變小,故C正確;在飽和氯水中加入NaOH使pH=7,c(H+)=c(OH-),由電荷守恒可知,c(Na+)=c(ClO-)+c(Cl-),反應(yīng)后溶質(zhì)為NaCl、NaClO、HClO,由Cl2+H2OHClO+HCl可知,c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),則粒子濃度大小關(guān)系為c(N

13、a+)c(Cl-)c(ClO-)c(HClO),故D錯誤。 1-2(2014安徽名校聯(lián)考)下列有關(guān)氯水的表述不正確的是()A.氯水可以導電,說明氯氣是電解質(zhì)B.氯水中含有7種微粒,其可以與AgNO3、FeBr2等多種物質(zhì)反應(yīng)C.藍色石蕊試紙放入氯水中先變紅后褪色D.向氯水中加入碳酸鈣粉末,能提高溶液中HClO的濃度答案A解析氯氣是單質(zhì),既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。 氯水成分及氯水性質(zhì)的探究1.氯水成分氯水中存在三個平衡關(guān)系:(1)Cl2+H2OHCl+HClO(2)HClOH +ClO-(3)H2OH+OH-根據(jù)平衡的特點,即可得出氯水中存在的各種微粒。 2.氯水的多重性質(zhì)氯水在與不同物質(zhì)發(fā)生

14、反應(yīng)時,表現(xiàn)出成分的復(fù)雜性和性質(zhì)的多樣性。 (1)當加入可溶性氯化物時,c(Cl-)增大,平衡左移,因此可用排飽和食鹽水法收集Cl2,也可用飽和食鹽水除去Cl2中的雜質(zhì)HCl氣體。(2)當加入濃鹽酸時,c(H+)和c(Cl-)都增大,平衡左移,因此可用次氯酸鹽和濃鹽酸作用來制取Cl2或測定漂白粉中的“有效氯”;當加入NaHCO3時,c(H+)減小,平衡右移,使氯水中的c(HClO)增大,漂白性增強。(3)當加入堿時,c(H +)和c(HClO)都減小,平衡右移,實驗室常用濃強堿溶液吸收未反應(yīng)的Cl2,工業(yè)上利用此原理制漂白粉和漂白液。(4)氯水在光照條件下,因HClO分解,平衡右移,故氯水須避

15、光貯存,最好現(xiàn)用現(xiàn)制,久置的氯水最終會變成鹽酸。 3.抓住諸多因素對平衡Cl2+H2OHCl+HClO的影響,合理解釋具體問題 重難二氯氣的實驗室制法和氯氣的性質(zhì)實驗典例2(2014湖南衡陽六校聯(lián)考)某?；瘜W實驗興趣小組為了探究在實驗室制備Cl2的過程中有水蒸氣和HCl揮發(fā)出來,同時證明氯氣的某些性質(zhì),甲同學設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置(部分支撐用的鐵架臺省略),按要求回答問題。 (2)裝置B中盛放的試劑名稱為,作用是。裝置C中盛放的試劑足量,其名稱為,作用是。裝置D和E中出現(xiàn)的現(xiàn)象不同說明的問題是。裝置F的作用是。寫出裝置G中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:。(3)乙同學認為甲同學的實驗有缺陷,不能確保

16、最終通入AgNO 3溶液中的氣體只有一種。為了確保實驗結(jié)論的可靠性,證明最終通入AgNO3溶液中的 (1)若用含有0.2molHCl的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)制Cl2,制得的Cl2體積(標準狀況下)總是小于1.12L的原因是。 氣體只有一種,乙同學提出在某兩個裝置之間再加一個裝置。你認為該裝置應(yīng)加在與之間(填裝置字母序號),裝置中應(yīng)放入(填寫試劑或用品名稱)?？疾閮?nèi)容Cl2的實驗室制法和性質(zhì)。解題關(guān)鍵明確實驗?zāi)康?、題干、題圖的含義,理解實驗提供的信息是解答本題的關(guān)鍵。解析(1)加熱時HCl揮發(fā),且隨著反應(yīng)的進行濃鹽酸變稀,稀鹽酸與MnO 2不反應(yīng),故0.2molHCl并不能全部反應(yīng),所以制得

17、Cl2的體積小于1.12L。(2)本實驗的目的是驗證Cl2中有H2O(g)和HCl(g)及Cl2的某些性質(zhì),故裝置B中應(yīng)盛放無水硫酸銅,證明H2O(g)的存在;裝置C中應(yīng)盛放無水CaCl2,用以除 去氣體中的水蒸氣,防止對裝置D、E中的實驗造成干擾。裝置F的作用是吸收Cl2,裝置G的作用是檢驗是否有HCl。(3)若能證明F中Cl2被吸收完全,則可證明最終通入AgNO3溶液中的氣體只有一種,故可在F、G之間增加裝有濕潤的淀粉KI試紙(或濕潤的有色布條)的裝置,用于檢驗Cl2是否被吸收完全。答案(1)鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進行會變小,MnO 2與稀鹽酸不反應(yīng);加熱時濃鹽酸因揮發(fā)而損失(2)無水硫酸銅

18、證明有水蒸氣無水氯化鈣除去氣體中的水蒸氣,防止水蒸氣對裝置D、E中的實驗造成干擾(其他合理答案也可)氯氣無漂白性,次氯酸有漂白性吸收氯氣Ag +Cl-AgCl(3)FG濕潤的淀粉KI試紙(或濕潤的有色布條) 2-1下圖是一個實驗室制取氯氣并以氯氣為原料進行特定反應(yīng)的裝置。(1)A是氯氣發(fā)生裝置,其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。 (2)實驗開始時,先點燃A處的酒精燈,打開止水夾K,讓Cl2充滿整個裝置,再點燃D處酒精燈,Cl2通過C瓶后再進入D。D裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),其產(chǎn)物為CO2和HCl。則該反應(yīng)的化學方程式為。(3)該裝置圖尚未畫完,請在E處補充完整,并注明試劑名稱。

19、(4)D處反應(yīng)完畢后,關(guān)閉止水夾K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有Cl 2產(chǎn)生,則B的作用是。(5)若實驗中使用10mL12molL-1的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng),則生成的Cl2的物質(zhì)的量總是小于0.03mol,試分析可能存在的原因:。 答案(1)MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(2)2Cl2+2H2O+CCO2+4HCl(3)(4)儲存Cl 2(5)鹽酸變稀后與MnO2不反應(yīng);HCl的揮發(fā)解析(2)由Cl2與炭粉反應(yīng)的產(chǎn)物為CO2和HCl,知Cl2是氧化劑,C是還原劑,從而得出該反應(yīng)的化學方程式為:2Cl2+2H2O+CCO2+4HCl,由C處來提供水蒸氣。(3)因

20、為產(chǎn)生的HCl極易溶于水,所以尾氣吸收裝置應(yīng)用防倒吸裝置。(5)加熱時HCl揮發(fā),且濃鹽酸變?yōu)橄←}酸后,不再與MnO 2發(fā)生反應(yīng),故即使有足量MnO2,產(chǎn)生Cl2的量也小于理論值。 1.氯氣的實驗室制法 (2)驗滿將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口,觀察到試紙立即變藍,則證明已集滿。(1)制取 將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口,觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化,則證明已集滿。實驗室制取Cl2時,常常根據(jù)集氣瓶中氣體的顏色判斷是否收集滿。(3)注意事項必須用濃鹽酸,稀鹽酸不反應(yīng)。為了減少制得的Cl 2中HCl的含量,加熱溫度不宜過高,減少HCl揮發(fā)。實驗結(jié)束后,先使反應(yīng)停止并排出

21、殘留的Cl2,再拆卸裝置,避免污染空氣。尾氣吸收時,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因為澄清石灰水中Ca(OH)2含量少,吸收不完全。 特別提示(1)制Cl2的裝置還適用于具有“固體(或液體)+液體氣體”特點的反應(yīng)。(2)工業(yè)制取Cl2的方法是電解飽和食鹽水:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,俗稱氯堿工業(yè)。2.Cl2的性質(zhì)實驗常見實驗形式如下圖所示: 裝置試劑實驗現(xiàn)象實驗?zāi)康腁濃硫酸驗證干燥的氯氣無漂白作用,濕潤的氯氣有漂白作用B干燥紅布條無明顯變化C濕潤紅布條紅布條褪色D FeCl 2溶液溶液由淺綠色變棕黃色驗證氯氣具有強氧化性,可與還原性化合物及金屬反應(yīng)E淀粉KI溶液溶液變藍色F鐵

22、粉產(chǎn)生棕色煙G NaOH溶液吸收多余的氯氣 重難三鹵素離子的檢驗方法典例3按下列實驗過程填空:淺綠色FeBr2溶液黃色液體寫出上述反應(yīng)的化學方程式:(1);(2);(3)。 考查內(nèi)容I-、Br-的檢驗。解題關(guān)鍵解答本題的關(guān)鍵是掌握Cl2、Br2、I2之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。解析在FeBr2溶液中通入足量Cl2,發(fā)生的反應(yīng)為:2FeBr2+3Cl22FeCl3+2Br2。再加入CCl4,Br2易溶于CCl4而使下層呈橙紅色;上層為FeCl3溶液,呈棕黃色。都加入KI淀粉溶液,Br2、Fe3+都可以將I-氧化為I2,從而使溶液呈藍色。答案棕黃藍橙紅藍(1)2FeBr 2+3Cl22FeCl3+2Br2(2

23、)2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2(3)2KI+Br22KBr+I2 3-1(2014湖北襄陽模擬)為了檢驗溶液中是否有Cl-存在,最好選用下列物質(zhì)中的()A.硝酸銀溶液B.四氯化碳C.氫氧化鈉溶液D.硝酸酸化的硝酸銀溶液答案D解析氯離子與銀離子反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀,為了檢驗Cl -的存在可以選用硝酸酸化的硝酸銀溶液,如果有白色沉淀生成,則含有氯離子;如果無白色沉淀生成,則不含氯離子。 3-2甲、乙、丙三種溶液中各含有一種鹵素離子(Cl-、Br-、I-),向甲中加入淀粉和氯水,溶液變?yōu)槌壬?再加入丙溶液,顏色無明顯變化。則甲、乙、丙依次含有()A.Br-、Cl-、I-B.Br

24、-、I-、Cl-C.I-、Br-、Cl-D.Cl-、I-、Br-答案B解析當向甲中加入淀粉和氯水時,淀粉不顯藍色,說明甲中不含I -,溶液變?yōu)槌壬?說明甲中含有Br-;再加入丙溶液,無明顯變化,說明丙溶液中也無I-,則丙中含有Cl-,故甲、乙、丙三種溶液中依次含有Br-、I-、Cl-。 3-3鑒別NaCl、NaBr、NaI可以選用的試劑是()碘水、淀粉溶液氯水、CCl4溴水、苯硝酸、AgNO3溶液氯水、苯A.B.C.D.答案C解析NaCl、NaBr、NaI均不與碘水、淀粉溶液反應(yīng),無任何現(xiàn)象;氯水能將NaBr、NaI氧化,得到的Br 2、I2被CCl4萃取后得到溶液的顏色不同;溴水只能將NaI氧化,得到的I2被苯萃取,另兩種溶液不能鑒別;Ag-NO3溶液能分別與NaCl、NaBr、NaI反應(yīng)生成三種顏色不同且難溶于硝酸的沉淀AgCl、AgBr、AgI;氯水能將NaBr、NaI氧化,得到的Br2、I2被苯萃取后得到溶液的顏色不同。 1.AgNO3溶液沉淀法未知液2.置換萃取法未知液有機層呈3.氧化淀粉法檢驗I - , Cl, Br, I 生成白色沉淀則有生成淡黃色沉淀則有生成黃色沉淀則有, Br, I 紅棕色或橙紅色表明有淺紫色或紫色表明有未知液藍色溶液,表明有I -