高考化学大一轮总复习第四章常见的非金属及其化合物富集在海水中的元素一氯及其化合物学案19新人教版.docx
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高考化学大一轮总复习第四章常见的非金属及其化合物富集在海水中的元素一氯及其化合物学案19新人教版
学案19富集在海水中的元素
（一）——氯及其化合物
[考纲要求] 1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯元素单质及其化合物对环境质量的影响。
知识点一 氯元素的存在和原子结构
1．氯元素在自然界中以__________存在，其中主要以__________形式存在于海水中，是最重要的成盐元素。
2．氯元素位于元素周期表中第____周期第____族，原子结构示意图为__________，最外层有____个电子，容易得到____个电子形成____个电子的稳定结构。
是活泼的非金属元素。
知识点二 氯气
1．物理性质
通常情况下，氯气是________色__________气味的____体。
密度比空气____，有____，易________，能溶于水，通常1体积水约溶解____体积氯气，其水溶液称为氯水。
实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：
_______________________________
________________________________________________________________________。
2．化学性质
（1）与金属反应
铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为：
__________________________________________________________（________色烟）；
__________________________________________________________（________色烟）
（2）与非金属反应
氢气在氯气中燃烧的化学方程式为：
________________________________________________________（________色火焰）。
（3）与水反应
氯气与水反应的化学方程式：
______________________________________________。
（4）与碱反应（完成下列化学方程式）
①与烧碱反应：
__________________________________________________________，
②制取漂白粉：
___________________________________________________________。
漂白粉的主要成分是____________，有效成分是__________。
（5）跟还原性物质反应（完成下列化学方程式）
①氯气与KI溶液：
_______________________________________________________。
②氯气与FeCl2溶液：
_______________________________________________________。
③向氯水中通入SO2：
_____________________________________________________。
问题思考
1．思考并回答下列问题：
（1）Cl2为什么易液化？
常见的易液化的气体还有哪几种？
（2）用什么现象说明Cl2溶于水时只有少量Cl2与水发生了反应？
（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？
（4）常见的有特殊颜色的气体有哪些？
各显什么颜色？
知识点三 含氯化合物
1．次氯酸（HClO）
（1）不稳定性：
化学方程式为______________________________________________。
（2）弱酸性：
比碳酸酸性____，电离方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
（3）强氧化性：
具有________性。
2．Ca（ClO）2的主要化学性质
（1）稳定性比HClO____。
（2）水解显____性，其水解离子方程式：
_____________________________________
________________________________________________________________________。
（3）与酸反应生成______，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
问题思考
2．漂白粉为何要密封保存？
一、氯水的成分和性质
1．氯水的成分
氯气溶于水，发生反应的离子方程式是Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO，其中含有的分子有Cl2、H2O、HClO，共3种；含有的离子有Cl－、H＋、OH－、ClO－，共4种。
2．液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
粒子
种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－
H2O、H＋、Cl－、OH－
3.氯水的性质
（1）完成下列表格中的内容填空
在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：
参与反应
的微粒
所加试剂
实验现象
离子方程式或解释
Cl－
AgNO3溶液
白色沉淀
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
H＋
Na2CO3固体
有气泡产生
2H＋＋CO
===CO2↑＋H2O
HClO
有色布条
布条颜色褪去
发生氧化还原反应
Cl2
FeCl2溶液
溶液变棕黄色
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Cl2、H2O
SO2
黄绿色褪去
SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
HClO、H＋
石蕊试液
先变红后褪色
酸性和漂白性
Cl2、H＋
镁粉
氯水的颜色褪去并有气泡产生
Mg＋Cl2===Mg2＋＋2Cl－
Mg＋2H＋===
Mg2＋＋H2↑
（2）氯水的多种成分决定了氯水的化学性质表现出多样性，根据上述表格归纳总结氯水的主要化学性质。
4．Cl2＋H2O
HCl＋HClO平衡移动的应用
（1）完成下列表格
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－）____
（1）用饱和食盐水除Cl2中的HCl
（2）用排饱和食盐水收集Cl2
盐酸
c（H＋）和
c（Cl－）____
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c（H＋）____
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca（OH）2
c（H＋）____
制漂白粉
CaCO3
c（H＋）____
制高浓度的HClO溶液
光照
c（HClO）____
氯水避光保存或现用现配
（2）平衡移动原理的应用
①用排饱和食盐水的方法收集Cl2的原理是什么？
除去Cl2的混有的HCl气体时，所选最佳试剂是什么？
②如何制备较高浓度的HClO?
③如何保存氯水？
典例导悟1
（2011·山东威海联考）某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题。
实验
序号
实验方法
实验现象
结论
①
将氯水滴加到AgNO3溶液中
生成白色沉淀
②
将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
③
淀粉 KI试纸变蓝色
氯水中含有Cl2
④
将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中
氯水中含有H＋
（1）实验①得出的结论______________________________________________________。
（2）指出实验②和实验④中的“实验现象”：
②________________④________________________。
（3）实验③中“实验方法”的具体操作过程是：
________________________________
________________________________________________________________________。
（4）通过实验②的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。
这两个结论可能是
a.________________________________________________________________________，
b．________________________________________________________________________。
请设计简单的实验证明哪一个是正确的______________________________________
________________________________________________________________________。
二、氯气的实验室制法
典例导悟2
某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如下图所示的实验装置（支撑用的铁架台省略），按要求回答问题。
（1）下列方法中，可制得氯气的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热 ②KMnO4和浓盐酸混合
③次氯酸钠和浓盐酸混合 ④K2Cr2O7和浓盐酸混合
⑤KClO3和浓盐酸混合
A．①②⑤ B．②④⑤ C．①②④ D．全部可以
（2）若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2，制得的Cl2体积（标准状况下）总是小于1.12L的原因是
________________________________________________________________________。
（3）①装置B的作用是__________，现象是___________________________________。
②装置D和E出现的不同现象说明的问题是________________________________。
③装置F的作用是______________________________________________________。
④写出装置G中发生反应的离子方程式：
____________________________________
________________________________________________________________________。
（4）乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。
为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。
你认为装置应加在________与________之间（填装置字母序号），装置中应放____________________试剂。
1．判断正误
（1）将氯气溶于水制备次氯酸：
Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－（ ）
（2010·天津理综－5C）
（2）氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度（ ）
（2010·全国理综Ⅱ－8A）
2．（2009·山东理综，10）下列关于氯的说法正确的是（ ）
A．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂
B.
Cl、
Cl为不同的核素，有不同的化学性质
C．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
D．1.12LCl2含有1.7NA个质子（NA表示阿伏加德罗常数）
3．（2010·上海，18）下图是模
拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是（ ）
A．烧瓶中立即出现白烟
B．烧瓶中立即出现红棕色
C．烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D．烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
4．（2009·上海理综，14）生活中难免会遇到一些突发事件，我们要善于利用学过的知识，采取科学、有效的方法保护自己。
如果发生了氯气泄漏，以下自救方法得当的是（ ）
A．只要在室内放一盆水
B．向地势低的地方撤离
C．观察风向，顺风撤离
D．用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离
题组一 氯气的性质
1．（2010·贵州安顺期末）氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是（ ）
A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应
C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸
D．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸
2．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是（ ）
A．用干燥的蓝色石蕊试纸
B．用干燥的有色布条
C．将气体通入硝酸银溶液
D．用湿润的淀粉碘化钾试纸
3．自来水常用氯气进行消毒。
如果在实验室用自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质问题的是（ ）
A．FeCl2B．Na2SO3C．NaOHD．AlCl3
4．今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1mol·L－1。
如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体（nmol），在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体（nmol），丙瓶不变。
片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系是（溶液体积变化忽略不计）（ ）
A．甲＝乙>丙B．甲>丙>乙
C．丙>甲＝乙D．乙>丙>甲
题组二 含氯化合物
5．下列现象或事实可用同一原理解释的是（ ）
A．浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低
B．氯水和活性炭使红墨水褪色
C．漂白粉和钠长期暴露在空气中变质
D．氯水和过氧化钠使品红褪色
6．下图所涉及的物质均为中学化学中的常见的物质，其中C、D、E为单质，其余为化合物。
它们存在如下转化关系，反应中生成的水及次要产物已略去。
（1）写出B的名称________，F的化学式________。
（2）指出MnO2在相关反应中的作用：
反应①中是______剂；反应②中是________剂。
（3）若反应①是加热条件下进行，A是________；若反应①是在常温条件下进行，A是________。
若在上述两种条件下得到等量的C单质，反应中转移的电子数之比为________。
题组三 氯气的制取
7．（2011·福建泉州统考）实验室用下列两种方法制氯气：
①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。
所得的氯气（ ）
A．①比②多B．②比①多
C．一样多D．无法比较
8．将0.2molMnO2和50mL12mol·L－1盐酸混合后缓缓加热，反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成AgCl沉淀物质的量为（不考虑盐酸的挥发）（ ）
A．等于0.3molB．小于0.3mol
C．大于0.3molD．以上结论都不正确
9.下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常见的气体发生装置；Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是气体收集装置，根据要求回答下列问题：
（1）若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置____________，用方程式表示制取氯气的反应原理是_________________________________________________________。
（2）若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置__________，试完成并配平下列离子方程式：
MnO
＋____Cl－＋____H＋===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____。
（3）若选用Ⅳ为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用________溶液浸湿，其作用是___________________________________________________________。
（4）若选用Ⅴ为氯气收集装置，则氯气应从__________口通入。
用化学方法检验氯气收集满了的方法是_____________________________________________________________。
题组四 实验探究
10．（2011·济南一模）甲、乙是同主族非金属元素组成的单质，乙通常状况下是深红棕色液体。
X、Y、Z是化合物。
X溶液呈浅绿色，Y、Z的溶液都能使KSCN溶液变红。
它们之间有如下图所示的转化关系。
（1）写出少量单质甲通入X溶液中发生的离子方程式：
________________________________________________________________________。
（2）欲在实验室中制取并收集纯净、干燥的气体甲，某同学设计了如下图所示的装置。
①装置A中发生反应的化学方程式为_______________________________________
________________________________________________________________________。
②装置B的作用是_______________________________________________________。
③装置C中的试剂为____________。
④装置D中收集气体甲的方法是___________________________________________。
学案19 富集在海水中的元素
（一）——氯及其化合物
【课前准备区】
知识点一
1．化合态 氯化钠
2．三 ⅦA
7 1 8
知识点二
1．黄绿 有刺激性 气 大 毒 液化 2 用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔
2．
（1）Cu＋Cl2
CuCl2 棕黄
2Fe＋3Cl2
2FeCl3 棕褐
（2）H2＋Cl2
2HCl 苍白
（3）Cl2＋H2O
HCl＋HClO
（4）①Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
②2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O
Ca（ClO）2、CaCl2 Ca（ClO）2
（5）①2KI＋Cl2===2KCl＋I2
②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
③SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl
知识点三
1．
（1）2HClO
2HCl＋O2↑
（2）弱 HClO
H＋＋ClO－（3）漂白
2．
（1）强
（2）碱 ClO－＋H2O
HClO＋OH－
（3）HClO Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓
问题思考
1．
（1）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。
常见的易液化的气体还有NH3、SO2等。
（2）氯水呈黄绿色，说明氯水中有大量Cl2分子。
（3）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。
（4）Cl2呈黄绿色，NO2为红棕色。
2．①隔绝CO2、H2O（g）；②HClO见光易分解。
【课堂活动区】
3．
（2）①Cl2的强氧化性； ②HCl的强酸性； ③HClO的强氧化性、弱酸性和不稳定性； ④Cl－的性质。
4．
（1）
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
（2）①利用Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO的平衡移动原理，Cl－浓度大时，Cl2在水中的溶解度小，故用排饱和食盐水法收集Cl2；除去HCl杂质时，把混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶。
②可向新制氯水中加入CaCO3粉末，此时HCl反应，而HClO的酸性较H2CO3弱不反应，平衡右移，HClO浓度增大。
③避光、密闭保存（棕色瓶中）。
典例导悟
1
（1）氯水中含有Cl－
（2）溶液褪色 有气泡冒出
（3）取一片淀粉 KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上
（4）a.氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色
b．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溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H＋的中和作用引起的
2
（1）D
（2）浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低，最终变为稀盐酸，反应不再产生氯气
（3）①证明有水蒸气产生 白色固体变蓝色
②氯气无漂白性，次氯酸有漂白性
③吸收氯气
④Ag＋＋Cl－===AgCl↓
（4）F G 湿润的淀粉 KI试纸（或湿润的有色布条）
解析 实验目的是证明Cl2中混有水蒸气和HCl气体，同时证明干燥Cl2和潮湿Cl2有无漂白性。
首先从
（1）题中选择正确的组合利用A装置制备Cl2；然后根据实验目的，再分析其他每个装置的作用。
只有B装置能够证明水蒸气的存在，则B装置中的药品为CuSO4粉末；D、E装置用来证明干燥Cl2无漂白性，潮湿氯气发生反应：
Cl2＋H2O
HCl＋HClO，HClO具有强氧化性，因此潮湿Cl2具有漂白性。
G装置是用来证明HCl气体的，因为Cl2与AgNO3溶液反应也能生成AgCl沉淀，因此F装置利用是Cl2易溶于CCl4的性质除去Cl2，F、G装置之间应增加验证Cl2被除尽的装置。
【课后练习区】
高考集训
1．
（1）×
解析 HClO是弱酸，不能拆开写。
（2）√
2．C [Cl2中的氯元素化合价为0价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，A错误；同位素原子的质子数和电子数分别相等，所以化学性质几乎完全相同，B错误；通过实验室制得的Cl2中含有少量HCl,Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，而HCl易溶，C正确；没有指明气体所处的状态，D错误。
]
3．B [此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。
分析装置图，可知氨气和氯气接触时发生反应：
8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，烧瓶中出现白烟，A对；不能出现红棕色气体，B错；
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