2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題4.2 富集在海水中的元素-氯講案（含解析）.doc

2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題4.2 富集在海水中的元素-氯講案（含解析）復(fù)習(xí)目標(biāo)：1、掌握氯及其化合物的物理、化學(xué)性質(zhì)。2、掌握鹵族元素的相似性和遞變性。3、理解海水資源的綜合開(kāi)發(fā)利用以及氯堿工業(yè)?；A(chǔ)知識(shí)回顧：一、氯氣1、物理性質(zhì) 通常情況下，氯氣是黃綠色、有刺激性氣味的氣體。 密度比空氣大 ，有毒，易液化，能溶于水，通常1體積水約溶解 2 體積氯氣，其水溶液稱(chēng)為氯水。 實(shí)驗(yàn)室里聞?dòng)卸練怏w及未知?dú)怏w氣味的方法是：用手在瓶口輕輕扇動(dòng)，僅使極少量氣體飄進(jìn)鼻孔 。2、化學(xué)性質(zhì) Cl的最外層有7個(gè)電子，易得到1個(gè)e-，具有很強(qiáng)的氧化性，能跟很多具有還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如金屬、非金屬單質(zhì)、化合物等。（1）與金屬反應(yīng)銅、鐵在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為： Cu+Cl2 = CuCl2 (棕黃色煙) 2Fe+3Cl2 =2FeCl3 （棕褐色煙)（2）與非金屬反應(yīng)氫氣在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為： H2+Cl2 = 2HCl (蒼白色火焰)（3）與水反應(yīng)（4）與堿反應(yīng)（完成下列化學(xué)方程式） 與燒堿反應(yīng)：Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O ， 制取漂白粉： 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 漂白粉的主要成分是 CaCl2、Ca(ClO)2 ，有效成分是 Ca(ClO)2。漂白粉的漂白原理是：Ca(ClO)2+2HCl =CaCl2+2HClOCa(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO產(chǎn)生的HClO具有漂白性和強(qiáng)氧化性。由于HClO見(jiàn)光易分解，所以漂白粉應(yīng)密封保存。（5）跟還原性物質(zhì)反應(yīng)氯氣與KI溶液： 2KI+Cl2=2KCl+I2。氯氣與FeCl2溶液： 2FeCl2+Cl2=2FeCl3。向氯水中通入SO2：SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl。【典型例題1】（xx上海卷）18右圖是模擬氯堿工業(yè)生產(chǎn)中檢查氯氣是否泄漏的裝置，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A燒瓶中立即出現(xiàn)白煙B燒瓶中立即出現(xiàn)紅棕色C燒瓶中發(fā)生的反應(yīng)表明常溫下氨氣有還原性 D燒杯中的溶液是為了吸收有害氣體【遷移訓(xùn)練1】把氯氣通入下列各物質(zhì)的溶液中，陰離子和陽(yáng)離子都能被氧化的是()ANaOH BNa2SO3 CFeBr2 DFeSO4二、氯氣的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)1、反應(yīng)的原理：用強(qiáng)氧化性物質(zhì)（如MnO2、KMnO4等）和濃鹽酸反應(yīng)。 MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2+2H2O【注意】稀鹽酸與MnO2作用不能制取Cl2。 若沒(méi)有濃鹽酸時(shí)，也可用NaCl和濃H2SO4與MnO2共熱制取Cl2：MnO2+2NaCl+3H2SO4(濃)=MnSO4+Cl2+2NaHSO4+2H2O2、制氣類(lèi)型：固+液氣（注意：KMnO4與濃鹽酸的反應(yīng)不需加熱）。3、收集裝置：向上排空氣法或排飽和食鹽水法(Cl2在飽和食鹽水中的溶解度最小)。4、凈化裝置：用飽和食鹽水或水洗氣法除去HCl，再用濃H2SO4干燥。5、尾氣吸收裝置：用強(qiáng)堿溶液吸收多余的Cl2，防止污染大氣。6、驗(yàn)滿(mǎn)方法（1）將濕潤(rùn)的淀粉-碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿(mǎn)。（2）將濕潤(rùn)的藍(lán)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(mǎn)。（3）實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí)，常常根據(jù)氯氣的顏色判斷是否收集滿(mǎn)。7、注意事項(xiàng)（1）為了減少制得的Cl2中HCl的含量，所以加熱溫度不宜過(guò)高，減少HCl揮發(fā)。（2）必須用濃鹽酸，稀鹽酸不與MnO2作用生成Cl2。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2。再拆卸裝置，避免污染空氣。（4）尾氣吸收時(shí)，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因?yàn)槿芤褐泻珻a(OH)2量少，吸收不完全。【典型例題2】(xx上海春季，19)實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置如下圖。圖中涉及氣體發(fā)生、除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置，其中錯(cuò)誤的是()A B C D【遷移訓(xùn)練2】實(shí)驗(yàn)室用下列兩種方法制氯氣：用含HCl 146 g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；用87 g MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣()A比多 B比多C一樣多 D無(wú)法比較三、鹵族元素1、鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的比較（1）相似性：鹵素原子最外層上均有 7個(gè)電子，最高正價(jià)為 +7 價(jià)（F無(wú)正價(jià)），負(fù)價(jià)為-1 價(jià)。（2）遞變性：從FI， 原子核外電子層數(shù)依次 增大 ，原子半徑依次 增大。2、元素的性質(zhì)（1）相似性：均為活潑非金屬，最低負(fù)化合價(jià)：-1，最高正價(jià)：+7（ F除外）；（2）遞變性：隨著原子序數(shù)的遞增，獲得電子的能力逐漸 減弱，非金屬性逐漸 減弱。3、單質(zhì)的物理性質(zhì)（從F2 I2）（1）顏色由 淺 到 深。（2）狀態(tài)：F2、Cl2呈氣態(tài)，Br2為液態(tài)（易揮發(fā)），I2為固態(tài)（易升華）。（3）熔、沸點(diǎn)：依次增大 。（4）密度：依次增大 。（5）溶解性：在水中的溶解度逐漸減小 ，在有機(jī)溶劑中的溶解性大于（填“大于”或“小于”）在水中的溶解性。4、化學(xué)性質(zhì)（1）鹵素單質(zhì)的相似性：均具有 強(qiáng)氧化 性，均能與H2、H2O、金屬反應(yīng)，較活潑的鹵素單質(zhì)能將不活潑的鹵素從其鹵化物中置換出來(lái)。（2）鹵族元素氫化物的遞變性 穩(wěn)定性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)? HF>HCl>HBr>HI 。 沸點(diǎn)由高至低的順序?yàn)椋?HF>HI>HBr>HCl 。 HF沸點(diǎn)反常的原因是：分子間存在氫鍵 。 還原性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)椋?HI>HBr>HCl>HF。 水溶液酸性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)? HI>HBr>HCl>HF。5、鹵素離子（Cl-、Br-、I-）的檢驗(yàn)（1）未知液，據(jù)沉淀顏色判斷。AgCl為白色，AgBr為淺黃色，AgI為黃色。（2）未知液有機(jī)層呈橙色或橙紅色，表明有Br-紫色或淺紫色，表明有I-6、特性（1）氟及其化合物無(wú)正價(jià)和含氧酸，非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)-的還原性最弱。與H2反應(yīng)在暗處即爆炸。2F2+2H2O=4HF+O2。HF是弱酸；能腐蝕玻璃，保存在鋁制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸點(diǎn)最高。（2）溴及其化合物Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)。Br2易溶于有機(jī)溶劑。盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞。（3）碘及其化合物I2遇淀粉變藍(lán)色。I2加熱時(shí)易升華。I2易溶于有機(jī)溶劑。食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。（4）鹵化銀AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黃色不溶于水，AgI黃色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相。AgI可進(jìn)行人工降雨。I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生FeI2，其他鹵素單質(zhì)生成FeX3。（5）使溴水褪色的物質(zhì)因萃取作用而使溴水褪色的物質(zhì)：苯、CCl4、直餾汽油等有機(jī)溶劑。能與溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)的還原性無(wú)機(jī)化合物：H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等。能與溴水發(fā)生反應(yīng)的金屬，如Na、Mg、Al、Zn等。能與溴發(fā)生加成反應(yīng)的不飽和烴及其衍生物，如烯烴、炔烴等。能被溴水氧化的，含有醛基的化合物。能與溴水發(fā)生反應(yīng)的堿性物質(zhì)，如NaOH、Na2CO3等。加入活性炭等吸附劑，使溴水褪色?！镜湫屠}3】溴化碘(IBr)的化學(xué)性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似，能與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成金屬鹵化物，和某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)生成相應(yīng)的鹵化物，跟水反應(yīng)的方程式IBrH2O=HBrHIO，下列有關(guān)IBr的敘述中，不正確的是()AIBr是雙原子分子B在很多反應(yīng)中，IBr是強(qiáng)氧化劑C和NaOH溶液反應(yīng)生成NaBr和NaIOD和水反應(yīng)時(shí)，既是氧化劑又是還原劑【遷移訓(xùn)練3】【廣東省汕頭市xx屆高三上學(xué)期教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控（期末）】同主族常見(jiàn)的三種元素X、Y、Z，它們最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篐XO4HYO4HZO4，下列判斷不正確的是AY 單質(zhì)可以在海水中提取 B離子半徑: XYC氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:HX<HZ D單質(zhì)氧化性: YZ 考點(diǎn)詳析：考點(diǎn)一：氯水成分及性質(zhì)探究 氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式： Cl2+H2OH+Cl-+HClO 。1、氯水與次氯酸氯氣的水溶液叫氯水，呈黃綠色，溶于水的部分氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸。Cl2H2OHClHClO次氯酸(HClO)具有三個(gè)性質(zhì)：（1）弱酸性，其酸性比碳酸還弱，即HClOHClO。（2）不穩(wěn)定性：次氯酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光容易分解放出氧氣?；瘜W(xué)方程式是2HClO= 2HClO2。（3）強(qiáng)氧化性：次氯酸是一種強(qiáng)氧化劑，能殺死水里的病菌，故自來(lái)水常用氯氣來(lái)殺菌消毒。次氯酸的強(qiáng)氧化性，能使某些有機(jī)色質(zhì)褪色，可用作漂白劑。2、物質(zhì)的漂白（1）褪色：是指有色物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)色物質(zhì)。有物理變化也有化學(xué)變化。例如：把木炭投入NO2氣體的集氣瓶中，塞緊瓶塞搖動(dòng)瓶子，集氣瓶?jī)?nèi)的氣體變?yōu)闊o(wú)色。在CuSO4溶液中加入氫氧化鈉溶液，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，前者是物理變化，后者是化學(xué)變化。（2）漂白，特指染料(有機(jī)物)或有機(jī)色質(zhì)變?yōu)闊o(wú)色物質(zhì)，它是化學(xué)變化，發(fā)生物理變化的有機(jī)物褪色不是漂白，如把木炭投入盛有紅墨水的錐形瓶中，輕輕振蕩溶液變?yōu)闊o(wú)色。發(fā)生化學(xué)變化的有：二氧化硫能使品紅溶液褪色，是因?yàn)榘l(fā)生了化學(xué)變化生成了不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)，加熱后，恢復(fù)品紅的顏色。過(guò)氧化鈉和氯水漂白，是利用了兩者的強(qiáng)氧化性，生成了穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)。與二氧化硫漂白原理不同。3、新制氯水、久置氯水、液氯的區(qū)別新制氯水久置氯水液氯類(lèi)別混合物混合物純凈物微粒H2O、Cl2、HClO、H、Cl、ClO、OHH2O、H、ClCl2主要性質(zhì)呈黃綠色、導(dǎo)電、具有酸性、氧化性、漂白性無(wú)色、導(dǎo)電、具有酸性、無(wú)氧化性、無(wú)漂白性黃綠色、不導(dǎo)電、具有氧化性保存棕色瓶盛裝，置于陰暗處低溫密封4、氯水中的平衡移動(dòng) 化學(xué)方程式是Cl2H2OHClHClO向氯水中加入的物質(zhì)濃度變化移動(dòng)的方向應(yīng)用可溶性的氯化物c(Cl)增大左移用飽和食鹽水除去氯氣中氯化氫稀酸c(H)增大左移次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2NaOHc(H)減小右移用氫氧化鈉吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H)減小右移制取漂白粉CaCO3c(H)減小右移制高濃度次氯酸溶液光照c(HClO)減小右移氯水避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配5、氯水的性質(zhì)氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)：Cl2的強(qiáng)氧化性；HCl的強(qiáng)酸性；HClO的強(qiáng)氧化性、弱酸性；Cl的性質(zhì)。在不同的反應(yīng)中，氯水起作用的成分不同，現(xiàn)列表如下：參與反應(yīng)的微粒所加試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式或解釋ClAgNO3溶液白色沉淀ClAg=AgClHNa2CO3固體有氣泡產(chǎn)生2HCO=CO2H2OHClO有色布條布條顏色褪去發(fā)生氧化還原反應(yīng)Cl2FeCl2溶液溶液變棕黃色2Fe2Cl2=2Fe32ClCl2、H2OSO2黃綠色褪去SO2Cl22H2O=4H2ClSOHClO、H石蕊溶液先變紅后褪色酸性和漂白性Cl2、H鎂粉氯水的顏色褪去并有氣泡產(chǎn)生MgCl2=Mg22ClMg2H=Mg2H2【典型例題4】【福建省俊民、梧桐xx屆高三期中聯(lián)考化學(xué)試卷】氯水中存在多種分子和離子，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法加以確定。下列有關(guān)氯水中存在粒子的說(shuō)法正確的是（）A加入有色布條，一會(huì)兒有色布條褪色，證明有Cl2存在B溶液呈黃綠色，且有刺激性氣味，證明有Cl2分子存在C先加入鹽酸酸化，再加入AgNO3 溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明有Cl-存在D加入NaOH溶液，氯水黃綠色消失，證明有HClO分子存在【遷移訓(xùn)練4】氯水中存在多種分子和離子，它們?cè)诓煌姆磻?yīng)中表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。下列結(jié)論正確的是()A加入有色布條，片刻后有色布條褪色，說(shuō)明有Cl2存在B溶液呈淺黃綠色，且有刺激性氣味，說(shuō)明有Cl2存在C先加入鹽酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，說(shuō)明有Cl存在D加入NaOH溶液，氯水的淺黃綠色消失，說(shuō)明有HClO存在考點(diǎn)二：氯氣的制備及性質(zhì)探究1、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)解題基本方法驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵是結(jié)合題目要求和所給的儀器、裝置以及所給的試劑，了解命題的意圖。一般思路是：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?該實(shí)驗(yàn)要求做什么)；明確題干、題圖含義(認(rèn)真理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路、每一個(gè)裝置的設(shè)計(jì)意圖)，理解題目給我們達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶峁┝耸裁匆罁?jù)和有效信息；明確解答問(wèn)題的落點(diǎn)是什么？即試題給我們?cè)O(shè)置了什么樣的問(wèn)題情境，要求我們回答什么問(wèn)題。（1）已給出試劑或裝置(儀器)的實(shí)驗(yàn)該類(lèi)題目的關(guān)鍵是通讀全題，結(jié)合題意或元素化合物的性質(zhì)，弄清楚在某一儀器處發(fā)生的反應(yīng)或該反應(yīng)的現(xiàn)象，同時(shí)要理解設(shè)置的儀器或裝置的目的。這樣問(wèn)題就能迎刃而解。（2）已知反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象及儀器操作要求該類(lèi)題目的關(guān)鍵是根據(jù)題目的現(xiàn)象或操作要求等，通過(guò)所學(xué)元素化合物的性質(zhì)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器使用和基本操作，確定此處缺少的試劑或缺少的裝置或儀器。2、與氯氣有關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)（1）氯氣的制取、凈化、收集、尾氣處理過(guò)程的考查。（2）氯氣的漂白性的探究及改進(jìn)。（3）氯氣實(shí)驗(yàn)微型化、綠色化的實(shí)驗(yàn)?！镜湫屠}5】（xx江蘇卷）NaCl是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)（見(jiàn)圖4）。下列說(shuō)法正確的是A25，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B石灰乳與Cl2的反應(yīng)中，Cl2既是氧化劑，又是還原劑C常溫下干燥的Cl2能用鋼瓶貯存，所以Cl2不與鐵反應(yīng)D圖4所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)【遷移訓(xùn)練5】【陜西省咸陽(yáng)市xx年高考模擬二試題】(15分) S2Cl2是工業(yè)上常用的硫化劑，實(shí)驗(yàn)室制備的方法有2種:已知在S2Cl2中硫元素顯+1價(jià)，電子式:，它不穩(wěn)定，在水中易發(fā)生歧化反應(yīng) (一部分硫元素價(jià)態(tài)升高，一部分降低)。反應(yīng)涉及的幾種物質(zhì)的熔沸點(diǎn)如下:實(shí)驗(yàn)室利用下列裝置制備 (部分夾持儀器已略去):回答下列問(wèn)題:（1）寫(xiě)出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_ （2）實(shí)驗(yàn)中鹽酸通常采用36 5%的濃溶液，不用稀鹽酸的理由是_（3）D中冷凝管起到導(dǎo)氣和冷凝回流雙重作用。這種冷卻裝置可應(yīng)用于下列高中化學(xué)中_實(shí)驗(yàn)。 A石油分餾 B制備乙烯 C制取乙酸乙酯 D制取溴苯（4）B裝置中盛放的是_，反應(yīng)結(jié)束后從錐形瓶?jī)?nèi)混合物中分離出產(chǎn)品的方法是_,D中采用熱水浴加熱的原因是_（5）A裝置儀器裝配時(shí)，整套裝置裝配完畢后，應(yīng)先進(jìn)行_，再添加試劑。實(shí)驗(yàn)完畢，拆除裝置時(shí)，應(yīng)先將E中長(zhǎng)導(dǎo)管移開(kāi)液面，目的是_ （6）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若缺少C裝置，則發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品渾蝕不清，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可用化學(xué)方程式表示為_(kāi)。實(shí)驗(yàn)完畢，當(dāng)把剩余濃鹽酸倒人E燒杯中與吸收了尾氣的氫氧化鈉溶液混合時(shí)，發(fā)現(xiàn)有少量黃綠色刺激性氣體產(chǎn)生，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是_(用離子方程式表示)。