高考化学大一轮学考复习考点突破第四章非金属及其化合物第15讲富集在海水中的元素卤素检测.docx

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高考化学大一轮学考复习考点突破第四章非金属及其化合物第15讲富集在海水中的元素卤素检测

第四章非金属及其化合物第15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

颜色

状态

气味

密度

毒性

溶解性

黄绿色

气体

刺激性

比空气大

有毒

1体积水溶解约2体积Cl2

2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性

（1）与金属反应：

与变价金属反应生成高价金属氯化物。

①与铁反应：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3。

②与铜反应：

Cu＋Cl2

CuCl2。

（2）与非金属反应

与H2反应：

H2＋Cl2

2HCl。

现象—

（3）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.从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应

氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。

（1）与水反应

氯气与水反应的化学方程式：

Cl2＋H2OHCl＋HClO。

（2）与碱反应（完成下列反应的化学方程式）

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。

4.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）根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。

①三种分子H2O、Cl2、HClO；

②四种离子H＋、Cl－、ClO－和OH－。

（3）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。

5.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：

2HClO

2HCl＋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↓。

深度思考

1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（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褪色，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（×）

2.久置的氯水和新制氯水在性质上有哪些不同？

答案　久置的氯水最终变为稀盐酸，表现为酸性。

新制氯水中含有氯气、盐酸和次氯酸，除具有酸性外，还呈浅黄绿色，有刺激性气味，具有强氧化性。

3.在空气中长时间放置的漂白粉，最终得到的主要固体物质是什么？

用方程式表示漂白粉在空气中久置变质的过程。

答案　最终得到的物质是CaCO3和CaCl2；Ca（ClO）2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO，2HClO

2HCl＋O2↑。

题组一　氯气和氯水的性质

1.向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，经过振荡，现象如图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是（　　）

①AgNO3溶液　②NaOH溶液　③水

A.①②③B.②①③C.③②①D.①③②

答案　B

解析　甲中气体和溶液都无色，说明不存在Cl2，注入的液体是NaOH溶液；乙中气体无色且溶液中出现白色浑浊，说明不存在Cl2且溶液中生成了白色沉淀，注入的液体是AgNO3溶液；丙中气体和溶液都呈浅黄绿色，说明存在Cl2分子，注入的液体是水。

2.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，片刻后有色布条褪色，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，氯水能使有色布条褪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。

题组二　从平衡移动的角度分析氯水中的变化

3.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。

4.氯气对水杀菌消毒体系中起杀菌作用的主要是HClO。

25℃时氯气－氯水体系中存在以下平衡关系：

（1）Cl2（g）Cl2（aq）　K1＝10－1.2

（2）Cl2（aq）＋H2OHClO＋H＋＋Cl－　K2＝10－3.4

25℃时，将Cl2缓慢通入水中至饱和，然后向所得饱和氯水中滴加0.1mol·L－1的NaOH溶液，溶液pH变化的曲线如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A.用氯气对水杀菌消毒，夏季要比冬季好

B.Cl2（g）＋H2OHClO＋H＋＋Cl－　K＝10－4.6

C.图中①→②的变化，两个平衡均向右移动，Cl2（aq）的浓度减小，HClO浓度增大

D.图中点③所示溶液中饱和氯水恰好与NaOH反应，溶质只有NaCl和NaClO

答案　B

解析　A项，次氯酸不稳定，所以冬季比夏季好，A错误；B项，

（1）Cl2（g）Cl2（aq）　K1＝10－1.2，

（2）Cl2（aq）＋H2OHClO＋H＋＋Cl－　K2＝10－3.4，所以Cl2（g）＋H2OHClO＋H＋＋Cl－，K＝K1·K2＝10－4.6，B正确；C项，图中①→②的过程中表示随氯气的通入溶液逐渐变为饱和氯水，氯气和HClO的浓度都变大，C项错误；D项，NaClO水解呈碱性，③时溶液呈中性，必须有未中和的酸，因而NaOH未完全中和氯水。

氯水中平衡移动的应用

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

题组三　次氯酸盐和其他含氯消毒剂

5.某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH。

下列用来解释事实的方程式中，不合理的是（已知：

饱和NaClO溶液的pH约为11）（　　）

A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：

Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O

B.该消毒液的pH约为12：

ClO－＋H2OHClO＋OH－

C.该消毒液与洁厕灵（主要成分为HCl）混用，产生有毒Cl2：

2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O

D.该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：

CH3COOH＋ClO－===HClO＋CH3COO－

答案　B

解析　A项，NaClO的制备为Cl2与NaOH溶液反应：

Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O，正确；B项，NaClO饱和溶液的pH为11，该消毒液中溶液的pH为12，是由于消毒液中还含有少量的NaOH，故pH增大是由于NaOH电离所致，错误；C项，该消毒液与洁厕灵混用会发生氧化还原反应：

2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O，正确；D项，因为醋酸的酸性比次氯酸的酸性强，CH3COOH＋ClO－===CH3COO－＋HClO，HClO浓度增大，漂白性增强，正确。

6.氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4倍～5倍，下列有关氯胺（NH2Cl）的说法一定不正确的是（　　）

A.氯胺的水解产物为NH2OH（羟氨）和HCl

B.氯胺的电子式为

C.氯胺中氯的化合价为＋1

D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似

答案　A

解析　NH2Cl＋H2ONH3＋HClO，反应生成的HClO能杀菌消毒。

该水解反应是一个可逆反应，HClO杀菌后浓度减小，平衡向右移动，氯胺转化成HClO；相反，当HClO浓度较高时，平衡向左移动，转化为氯胺，相当于暂时“贮存”，避免其分解损失，这样就延长了消毒时间。

7.二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水消毒。

下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是（　　）

A.NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n（氧化剂）∶n（还原剂）＝1∶4

B.ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO

＋ClO

＋H2O

C.可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3

D.等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强

答案　C

解析　A项，酸性条件下ClO

发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：

4H＋＋5ClO

===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，等物质的量的ClO2作氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，正确。

含氯消毒剂的共同特点是利用本身的强氧化性，或与水反应产生HClO，杀灭具有生命活性的微生物。

解答这类题目，一般要从氧化性，得电子数目以及平衡移动等角度分析思考。

考点二　氯气的实验室制法

氯气是一种性质活泼的气体，以氯气的实验室制备、性质实验为素材的实验题目在高考实验类试题中占有很重要的位置，复习中应高度重视。

→用强氧化剂（如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等）氧化浓盐酸

↓MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

→固体＋液体

气体

↓

→用饱和食盐水除去HCl气体，再用浓H2SO4除去水蒸气

↓

→向上排空气法或排饱和食盐水法

↓

→用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收

→

深度思考

1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式：

MnO2＋4HCl

Mn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O（×）

（2）除去Cl2中少量HCl气体，可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液（×）

（3）检验氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸（√）

（4）氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度（√）

（5）实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应（√）

（6）用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，为防止倒吸，导气管不能伸到液面以下（×）

2.含0.4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2共热，能否得到0.1molCl2？

为什么？

答案　不能。

原因：

（1）随反应进行，浓盐酸变为稀盐酸，不能再被MnO2氧化；

（2）由于盐酸具有挥发性，反应过程中HCl挥发。

3.下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

思考装置B、C、D的作用分别是：

B________________________________________________________________________；

C________________________________________________________________________；

D________________________________________________________________________。

答案　向上排空气收集氯气　安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中　吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境

题组一　氯气制备与性质实验

1.实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时，有如下操作：

①连好装置，检查气密性；②缓缓加热；③加入MnO2粉末；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收；⑥用向上排气收集氯气。

顺序正确的是（　　）

A.①②③④⑥⑤B.③④②①⑥⑤

C.①④③②⑥⑤D.①③④②⑥⑤

答案　D

解析　制取氯气的正确操作步骤：

先连接装置、检查气密性，然后装入药品：

先向烧瓶中装入二氧化锰，再向分液漏斗中装入浓盐酸，下一步进行加热制取、吸收氯气，由于氯气有毒，最后需要进行尾气吸收，故正确的排序为①③④②⑥⑤。

2.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。

下列说法正确的是（　　）

A.Ⅰ图中：

如果MnO2过量，浓盐酸就可全部被消耗

B.Ⅱ图中：

量筒中发生了加成反应

C.Ⅲ图中：

发生的反应不是燃烧反应

D.Ⅳ图中：

湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成

答案　D

解析　A项，稀盐酸与MnO2不反应；B项，发生的为取代反应；C项，Cu在Cl2中发生了燃烧反应；D项，Cl－、ClO－在酸性条件下可生成Cl2。

实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点

（1）为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。

（2）因Cl－浓度越小，其还原性越弱，所以必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应。

（3）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。

（4）尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca（OH）2的量少，吸收不完全。

题组二　氯化物的制取

3.二氯化二硫（S2Cl2）在工业上用于橡胶的硫化。

为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到信息：

①将干燥的氯气在110～140℃与硫反应，即可得S2Cl2粗品。

②有关物质的部分性质如下表：

物质

熔点/℃

沸点/℃

化学性质

S

112.8

444.6

略

S2Cl2

－77

137

遇水生成HCl、SO2、S；300℃以上完全分解：

S2Cl2＋Cl2

2SCl2

设计实验装置图如下：

（1）上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见________________

________________________________________________________________________，

利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：

（2）B中反应的离子方程式__________________________________________________；

E中反应的化学方程式____________________________________________________。

（3）C、D中的试剂分别是____________、____________________________________。

（4）仪器A、B的名称是________、________，F的作用是______________。

（5）如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响是____________，在F中可能出现的现象是________________________________________________________________________。

（6）S2Cl2粗品中可能混有的杂质是________、________（填两种），为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和__________________________________________________。

（7）装置H中盛有NaOH溶液，其作用是_____________________________________，

发生反应的化学方程式为__________________________________________________。

答案　

（1）用导管将A的上口和B相连（或将A换成恒压滴液漏斗），在G和H之间增加干燥装置　

（2）MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　2S＋Cl2

S2Cl2　（3）饱和食盐水　浓硫酸　（4）分液漏斗　蒸馏烧瓶　导气、冷凝　（5）产率降低（或S2Cl2分解）　有固体产生（或其他正确描述）　（6）SCl2　S（答案合理即可）控制浓盐酸的滴速不要过快　（7）吸收多余的氯气，保护环境　Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O

解析　

（1）Cl2的发生装置必须考虑浓盐酸的顺利流下，尾气的处理必须考虑S2Cl2的水解。

（2）B中发生的是Cl2的制备反应；E中发生的是Cl2与S生成S2Cl2的反应：

2S＋Cl2

S2Cl2。

（3）生成的Cl2需除杂和干燥，所用试剂为饱和食盐水与浓硫酸。

（4）从E中出来的S2Cl2气体被冷凝，并导入G中。

（5）S2Cl2在300℃以上完全分解，所以温度过高使产量降低，并导致分解产生的硫凝华，积存于F中。

（6）根据信息，温度控制不当，则会生成SCl2，还有未反应的氯气以及蒸发出的硫。

（7）由于Cl2有毒且它是酸性气体，尾气需要用碱液吸收。

许多金属氯化物如FeCl3、AlCl3，非金属氯化物，如PCl3、SiCl4、S2Cl2都易水解。

涉及此类物质的制备问题，除了要重视Cl2制备、净化、尾气处理，还要考虑产品的纯度，防水解等措施。

考点三　卤素的性质及X－的检验

1.溴、碘单质物理性质比较

性质

Br2

I2

颜色

深红棕色

紫黑色

状态

液体

固体

溶解性

水中

溶解度不大

溶解度不大

有机溶剂中

易溶

易溶

特性

易挥发、有毒

①易升华

②使淀粉溶液变蓝

2.氯、溴、碘单质化学性质比较

（1）与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋X2

NaX＋NaXO＋H2O（X＝Cl、Br、I）。

（2）氧化性

①都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为2Na＋X2===2NaX（X＝Cl、Br、I）。

②氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性：

Cl－＜Br－＜I－。

Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，其离子方程式：

Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；同理，Br2能置换出I2，其离子方程式：

Br2＋2I－===2Br－＋I2。

③与一些还原性离子反应，如Br2与SO

、Fe2＋反应的离子方程式分别为SO

＋Br2＋H2O===SO

＋2Br－＋2H＋，2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋。

3.卤素离子的检验方法

（1）AgNO3溶液——沉淀法

未知液

生成

（2）置换——萃取法

未知液

有机层呈

（3）氧化——淀粉法检验I－

未知液

蓝色溶液，表明有I－

深度思考

1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）海水提溴的过程中不发生氧化还原反应（×）

（2）可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3（×）

（3）用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色（×）

（4）碘易升华，可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2（×）

（5）实验室保存少量液溴时常加少量水液封，并用玻璃塞密封，不能用橡胶塞（√）

（6）类比Fe与Cl2反应，可知Fe与I2反应产物为FeI3（×）

（7）I－可使淀粉溶液变蓝（×）

2.溴水是中学化学中常用的试剂，请思考总结中学化学实验中有哪些使溴水褪色的情况？

答案　

（1）因萃取而褪色：

苯、CCl4与溴水混合后，水层几乎为无色。

（2）因碱性条件下发生歧化反应而褪色：

如溴水与强碱反应，即Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O。

（3）因被还原而褪色：

如H2S、SO2、SO

、Fe2＋、I－等能将Br2还原为Br－而使溴水褪色。

（4）因生成沉淀而褪色：

如溴水中加入AgNO3溶液，生成AgBr沉淀而使溴水褪色。

（5）因发生加成反应而褪色：

含

、—C≡C—的有机物与Br2发生加成反应，而使溴水褪色。

（6）因发生取代反应而褪色：

如

使溴水褪色。

题组一　卤素的性质

1.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（　　）

选项

①

②

③

④

A

黄绿色

橙色

蓝色

白色

B

无色

橙色

紫色

白色

C

黄绿色

橙色

蓝色

无色

D

黄绿色

无色

紫色

白色

答案　A

解析　由①处产生的Cl2通过②时发生反应Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，通过③时发生反应Cl2＋2KI===2KCl＋I2，通过④时发生反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因Cl2为黄绿色，Br2为橙色，I2遇淀粉变蓝，Cl2遇碱生成NaCl、NaClO可知应选A。

2.（2016·临沂二模）某混合溶液中含有NaI、NaBr、Na2SO4三种溶质，其物质的量均为1mol，向混合溶液中通入一定量的氯气。

下列说法正确的是（　　）

A.将溶液蒸干最多可以得到4molNaCl

B.将溶液蒸干并灼烧，得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4

C.向溶液中滴加淀粉KI溶液，溶液变蓝，则氯气一定过量

D.若通入氯气的体积为22.4L（标准状况），反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－

答案　B

解析　氯气与硫酸钠不反应，因此将溶液蒸干最多可以得到2molNaCl，A错误；若氯气与部分溴化钠反应，则将溶液蒸干并灼烧，得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4，B正确；向溶液中滴加淀粉KI溶液，溶液变蓝，说明有碘生成，氯气可能只与部分的NaI反应，C错误；D项，正确的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－、2