第4章高三一轮复习富集在海水中的元素.docx

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第4章高三一轮复习富集在海水中的元素

第13讲　富集在海水中的元素——卤素

考纲要求　1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法。

掌握其主要性质及应用。

2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

3.卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。

考点一　氯及其化合物的性质和应用

1．氯气的物理性质

在通常情况下为黄绿色，有刺激性气味的气体，密度比空气大，易液化，能溶于水（1∶2），氯气的水溶液称为氯水，氯水常代替氯气实验。

2．化学性质（写出化学方程式）

（1）Cl2与金属反应

Fe：

2Fe＋3Cl22FeCl3，棕红色烟

Cu：

Cu＋Cl2CuCl2，棕黄色烟

（2）Cl2与非金属反应

H2：

H2＋Cl22HCl，苍白色火焰

H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。

（3）Cl2与H2O反应

化学方程式：

Cl2＋H2OHCl＋HClO，

离子方程式：

Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。

（4）Cl2与碱反应

①与烧碱反应：

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

②制取漂白粉：

2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

漂白粉的主要成分是Ca（ClO）2、CaCl2，有效成分是Ca（ClO）2。

（5）与还原性无机化合物反应：

①与碘化钾溶液反应：

Cl2＋2KI===2KCl＋I2。

②与SO2水溶液反应：

Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。

③与FeCl2溶液反应：

Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。

3．从平衡的角度理解氯水的成分和性质

（1）氯水中存在三个平衡关系：

①Cl2＋H2OHCl＋HClO

②HClOH＋＋ClO－

③H2OH＋＋OH－

（2）氯水性质的多重性

新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。

（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

c（Cl－）增大

左移

①用饱和食盐水除Cl2中的HCl

②用排饱和食盐水法收集Cl2

盐酸

c（H＋）和c（Cl－）增大

左移

次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2

NaOH

c（H＋）减小

右移

用NaOH溶液吸收多余Cl2

Ca（OH）2

c（H＋）减小

右移

制漂白粉

CaCO3

c（H＋）减小

右移

制高浓度的HClO溶液

光照

c（HClO）减小

右移

氯水避光保存或现用现配

4.次氯酸和次氯酸盐的性质

（1）次氯酸

次氯酸见光分解的化学方程式：

2HClO2HCl＋O2↑。

（2）Ca（ClO）2的主要化学性质

①Ca（ClO）2的稳定性比HClO强。

②水解显碱性，其水解离子方程式：

ClO－＋H2OHClO＋OH－。

③与酸反应生成HClO，作为漂白剂或消毒剂的原理可用化学方程式表示为Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。

关于氯及其化合物的性质、应用的判断

（1）过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2（×）

（2）氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质（×）

（3）新制氯水必须用棕色试剂瓶密封保存，光照氯水有气泡逸出，该气体是氯气（×）

（4）新制取的漂白粉是混合物（√）

（5）氯气可以使湿润的有色布条退色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气（√）

（6）Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂（×）

（7）Cl2与水反应的离子方程式：

Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－（×）

（8）Cl2通入NaOH溶液的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O（√）

（9）标准状况下，11.2LCl2与水充分反应转移电子数为0.5NA（×）

解析　该反应为可逆反应，Cl2不能完全反应。

（10）“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性（√）

（11）漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式：

ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO（×）

解析　漂白粉溶液吸收CO2时，生成CaCO3沉淀。

根据下列装置图回答问题

（1）A、B通入Cl2后，观察到的现象是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

根据现象可得出的结论是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）集气瓶B中发生反应的离子方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）F装置的作用是

________________________________________________________________________，。

（4）实验开始后，观察装置C中的现象是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）装置E中发生反应的离子方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（6）通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）干燥的有色（或A中）布条不退色，湿润的有色（或B中）布条退色　Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性

（2）Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO

（3）吸收氯气，防止污染环境

（4）溶液先变为红色，然后退色

（5）2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

（6）H2O＋SO＋Cl2===2H＋＋SO＋2Cl－

题组一　氯水及次氯酸盐的性质

1．氯水中存在多种分子和离子，它们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，片刻后有色布条退色，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，说明有Cl－存在

D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在

答案　B

解析　A项，氯水能使有色布条退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。

2．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是（　　）

A．再通入少量氯气，减小

B．通入少量SO2，溶液漂白性增强

C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强

D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱

答案　C

解析　饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。

3．（2017·四川雅安三诊）下列有关Ca（ClO）2溶液的叙述正确的是（　　）

A．该溶液中，K＋、Cl－、HCOOH、I－可以大量共存

B．与Na2SO3反应的离子方程式：

ClO－＋SO===SO＋Cl－

C．不可使用pH试纸测定该溶液的pH

D．1L0.1mol·L－1该溶液和足量的CO2充分反应，产生10g沉淀

答案　C

HClO及次氯酸盐的强氧化性

（1）HClO的强氧化性

①漂白性：

氯水能使紫色石蕊溶液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后退色。

不能用pH试纸测定氯水的pH。

②能氧化还原性离子：

HClO能氧化I－、S2－、SO、Fe2＋等还原性离子。

（2）次氯酸盐的强氧化性

①漂白性：

ClO－是一种弱酸的酸根离子。

漂白液或漂白粉在潮湿的空气中，会与二氧化碳反应生成HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。

②强氧化性：

ClO－不论在酸性还是碱性条件下都能跟I－、Fe2＋、S2－、SO等发生氧化还原反应，即ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SO不能大量共存。

如漂白粉遇到亚硫酸盐：

Ca2＋＋ClO－＋SO===CaSO4↓＋Cl－。

说明　NO不同于ClO－，在酸性条件下NO具有强氧化性，与Fe2＋、I－、S2－、SO不能大量共存，而在碱性条件下，NO与I－、S2－、SO可以大量共存。

题组二　Cl2与碱反应的计算

4.已知NaOH和Cl2反应的氧化产物与温度有关，在一定量的烧碱溶液中通入足量的氯气，二者恰好完全反应。

生成Cl－、ClO－、ClO三种含氯元素的离子，其中ClO－、ClO两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的曲线如图所示。

（1）t1时，开始有ClO生成的原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）t2时，NaOH和Cl2发生反应的总离子方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）200mL该烧碱溶液的物质的量浓度是____mol·L－1。

答案　

（1）反应放热使温度升高，在较高温度下可生成ClO

（2）10OH－＋5Cl2===2ClO－＋ClO＋7Cl－＋5H2O

（3）5

解析　

（1）根据题干条件，NaOH与Cl2反应的产物与温度有关解答。

（2）