专题42 富集在海水中的元素氯精讲深剖高考化学一轮复习解析版.docx

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专题42富集在海水中的元素氯精讲深剖高考化学一轮复习解析版

第2讲富集在海水中的元素——氯

真题速递

1．（2018年江苏化学高考）下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是

A.用装置甲灼烧碎海带

B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液

C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I−的Cl2

D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I−后的Cl2尾气

【答案】B

详解：

A项，灼烧碎海带应用坩埚，A项错误；B项，海带灰的浸泡液用过滤法分离获得含I-的溶液，B项正确；C项，MnO2与浓盐酸常温不反应，MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热，反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O，C项错误；D项，Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小，不能用饱和NaCl溶液吸收尾气Cl2，尾气Cl2应用NaOH溶液吸收，D项错误；答案选B。

2．（2018年江苏化学高考）室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是

A.0.1mol·L−1KI溶液：

Na+、K+、ClO−、OH−

B.0.1mol·L−1Fe2（SO4）3溶液：

Cu2+、NH4+、NO3−、SO42−

C.0.1mol·L−1HCl溶液：

Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−

D.0.1mol·L−1NaOH溶液：

Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−

【答案】B

【解析】分析：

A项，I-与ClO-发生氧化还原反应；B项，在Fe2（SO4）3溶液中离子相互间不反应；C项，在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在；D项，Mg2+、HCO3-都能与OH-反应。

详解：

A项，I-具有强还原性，ClO-具有强氧化性，I-与ClO-发生氧化还原反应，I-与ClO-不能大量共存；B项，在Fe2（SO4）3溶液中离子相互间不反应，能大量共存；C项，CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH，在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在；D项，Mg2+、HCO3-都能与OH-反应，Mg2+、HCO3-与OH-不能大量共存；答案选B。

3．（2017北京）下列变化中，气体被还原的是

A．二氧化碳使Na2O2固体变白

B．氯气使KBr溶液变黄

C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色

D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀

【答案】B

4．（2017天津）以下实验设计能达到实验目的是

实验目的

实验设计

除去NaHCO3固体中的Na2CO3

将固体加热至恒重

制备无水AlCl3

蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液

重结晶提纯苯甲酸

将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶

鉴别NaBr和KI溶液

分别加新制氯水后，用CCl4萃取

【答案】D

【解析】A．碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，加热将原物质除去，不能除杂，故A错误；B．蒸发时促进氯化铝水解，生成的盐酸易挥发，则应在HCl气流中蒸发结晶，故B错误；C．苯甲酸在水中的溶解度不大，应趁热过滤后，选择重结晶法分离提纯，故C错误；D．氯气与NaBr、NaI反应分别生成溴、碘，在四氯化碳中的颜色不同，则分别加新制氯水后，用CCl4萃取后观察颜色可鉴别，故D正确。

考纲解读

考点

内容

说明

氯及其化合物

常见非金属元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等）

①了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。

②了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。

以上各部分知识的综合应用。

主要考查氯气、氯水、ClO2、次氯酸盐的强氧化性。

考点精讲

考点一氯气Cl2

1．物理性质：

常温、常压下，氯气是是黄绿色、有刺激性气味的气体；有毒，密度比空气大；常温、常压下的溶解度为1:

2，易液化。

2．化学性质：

（1）与金属单质反应：

a．与Na反应：

2Na＋Cl2

2NaCl,现象：

产生白烟。

b．与Cu反应：

Cu＋Cl2

CuCl2，现象：

产生棕黄色的烟。

c．与Fe反应：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3，现象：

产生棕色的烟。

注：

常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中

（2）与非金属单质反应：

a.与氢气反应：

：

H2＋Cl2

2HCl，现象：

发出苍白色火焰，瓶口有白雾生成。

注：

H2＋Cl2

2HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸

（3）与水反应

溶于水的氯气部分与水反应Cl2+H2O

HCl+HClO

（Cl2＋H2O

H++Cl-＋HClO）

（4）与碱反应：

a.与氢氧化钠反应：

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

（Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O）

b.与氢氧化钙反应：

2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

（Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O）

漂白粉的成分是：

CaCl2和Ca（ClO）2。

有效成分是：

Ca（ClO）2。

漂白原理：

Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO；

漂白粉失效：

2HClO=2HCl+O2↑（见光易分解）。

（5）氯气与还原性物质反应：

①与NaBr：

Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2

②与FeBr2：

（少量）：

3Cl2+2FeBr2=2FeCl3+2Br2

③与SO2混合通入水中：

Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl

（Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl–）

与Na2SO3反应：

Cl2＋SO32－＋H2O=SO42-－＋2Cl－＋2H+

典例1（2017江苏）下列有关物质性质与用途具有对应关系的是

A．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂

B．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌

消毒

C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维

D．NH3易溶于水，可用作制冷剂

【答案】A

典例2（2017江苏）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是

选项

实验操作和现象

实验结论

向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀

苯酚浓度小

向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解

部分Na2SO3被氧化

向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO

4，加热；再加入银氨溶液；未出现银镜

蔗糖未水解

向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液，溶液呈蓝色

溶液中含Br2

【答案】B

【分析】A．苯酚能和浓溴水

发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀，三溴苯酚能溶于苯酚，所以得不到白色沉淀，该实验结论错误，故A错误；B．硫酸钡不溶于稀盐酸、亚硫酸钡溶于稀盐酸，如果亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，则加入氯化钡产生白色沉淀，且向该白色沉淀中加入稀盐酸时部分沉淀不溶解，说明该白色沉淀中含有硫酸钡，则得出结论：

部分Na2SO3被氧化，故B正确；C．银镜反应必须在碱性条件下进行，该实验中加入银氨溶液前没有加入NaOH溶液中和未反应的稀硫酸，所以实验不成功，则实验操作及结论错误，故C错误；D．该黄色溶液中可能含有铁离子，铁离子也能将碘离子氧化为碘单质，所以不能确定该黄色溶液中含有溴，则结论不正确，故D错误。

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【拓展提升】

氯水成分的复杂性和多样性

1．反应原理及成分（三分四离：

三种分子和四种离子）

Cl2+

H2O

HCl+HClO

HCl=H++Cl-

HClO

H++ClO-

2HClO

2HCl+O2↑

H2O

H++OH-

新制氯水中，主要存在的分子有三种：

Cl2、H2O、HClO；离子有四种：

H+、Cl-、

ClO-、OH-。

2．氯水的性质

氯水在与不同物质发生反应时，表现出成分的复杂性和氯水性质的多样性。

成分

表现的性质

反应实例

Cl—

沉淀反应

Ag++Cl—=AgCl↓

H+

强酸性

CaCO3+2H+=Ca2+CO2↑+H2O

滴入紫色石蕊试液先变红，后褪色[来源:

Zxxk.Com]

HClO[来源:

Zxxk.Com]

①弱酸性[来源:

Zxxk.Com]

②强氧化性

HClO+OH—=ClO—+H2O

漂白、杀菌、消毒[来源:

Zxxk.Com]

Cl2

①强氧化性

②呈黄绿色

③加成反应

Cl2+2KI=2KCl+I2

Cl2+SO2+2

H2O=2HCl+H2SO4

Cl2+CH2=CH2→CH2Cl—CH2Cl

H2O

无水CuSO4粉末变蓝

CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O

提示：

（1）氯水通常密封保存于棕色试剂瓶中（见光或受热易分解的物质均保存在棕色试剂瓶中）；

（2）Cl2使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后褪为白色。

3．影响Cl2+H2O

HCl+HClO平衡移动的因素

（1）当加入可溶性氯化物时，c（Cl-）增大，平衡左移，因此可用排饱和食盐水法——降低Cl2的溶解度来收集Cl2，也可用饱和食盐水除去Cl2中的杂质HCl。

（2）当加浓盐酸时，c（H+）和c（Cl-）都增大，平衡左移，因此可用次氯酸盐和浓盐酸作用来制取Cl2或测漂白粉中的“有效氯”；当加入CaCO3和Na2CO3时，c（H+）减少，平衡右移，可使氯水中c（HClO）增大，增强漂白的作用。

（3）当加入碱时，c（H+）和c（HClO）都减少，平衡右移，实验室经常用浓强碱吸收未反应完的Cl2，用于工业制漂白粉和漂白液。

（4）氯水光照后，因HClO分解，平衡右移，故氯水须避光贮存，最好现用现制，否则久置的氯水就会成为盐酸。

4．漂白剂漂白原理比较：

物质

漂白原理

漂白特点

能漂白的物质

活性炭

吸附漂白

物理漂白，不可逆

一般用于溶液漂白

次氯酸

次氯酸盐

过氧化钠

过氧化氢

强氧化性进行漂白

氧化还原漂白，不可逆

可以漂白所有有机色质

二氧化硫

生成不稳定的无色物质

化合性漂白，可逆

具有选择性，如品红、棉、麻、草等

3．氯气的制备

⑴实实验室

制法：

①原理：

MnO2+4HCl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O

2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

②主要装置：

固+液

气

③收集方法：

向上排空气法或排饱和食盐水的方法。

④除杂方法：

用饱和食盐水除去HCl。

⑤干燥：

浓H2SO4。

⑥验满：

湿润的淀粉碘化钾试纸放到集气瓶口，变蓝。

⑦检验：

使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。

⑧尾气处理：

用NaOH溶液吸收尾气。

⑵工业制法：

原理：

2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑

4．用途：

制盐酸、漂白粉、消毒杀菌、农药等。

考点一精练：

1．（2018届吉林省实验中学高三下学期第十次模拟考试）下列说法中正确的是（）

A.在家可用食醋来增强漂白粉的漂白性

B.液化石油气、汽油、地沟油加工制成的生物柴油都是碳氢化合物

C.为卫星供电的太阳能帆板（与太阳能电池原理相似）主要由二氧化硅制成

D.医用酒精和葡萄糖注射液可用丁达尔效应区分

【答案】A

2．（2018届四川省宜宾市高高三第三次诊断考试）下述实验能达到实验目的的是

实验

实验目的

A．

向盛有1mL0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加0.1mol/LNaCl溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加0.1mol/LKI溶液

验证Ksp（AgCl）>Ksp（AgI）

B．

向某溶液中加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体

证明溶液中一定含CO32-，一定不含Ca2+

C．

室温下，用pH试纸测定0.1mol/LNaClO溶液和0.1mol/LCH3COONa溶液的pH

比较HClO和CH3COOH的酸性强弱

D．

向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加热几分钟，冷却后加碱，再加入新制Cu（OH）2浊液，加热

检验淀粉是否完全水解生成葡萄糖

【答案】A

【解析】A、向盛有1mL0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加0.1mol/LNaCl溶液至不再有AgCl沉淀生成，再向其中滴加0.1mol/LKI溶液，AgCl沉淀会转化成AgI沉淀，能说明Ksp（AgCl）>Ksp（AgI），故A正确；B、向某溶液中加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，该气体可能是CO2或SO2，故溶液中可能含CO32-或HCO3-或SO32-，若溶液含HCO3-，可能含Ca2+，故B错误；C、NaClO水解会产生HClO，HClO有漂白性，若用pH试纸测定其pH，则会使试纸褪色，故无法用pH试纸测定其pH，故C错误；D、向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加热几分钟，冷却后加碱，再加入新制Cu（OH）2浊液，只能检验出淀粉是否水解成葡萄糖，无法检验淀粉是否完全水解，故D错误；故选A。

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3．（2018届黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高三第四次模拟考试）氧气性质的微型实验装置如图所示,①是浓盐酸,⑥是高锰酸钾,②至⑤是滤纸条，依次滴有石蕊试液、淀粉KI试液、KBr溶液、含KSCN的FeCl2几种溶液,实验时滴几滴浓盐酸，下列说法不正确的是

A.产生氯气的离子方程式为:

16H++10C1-+2MnO4-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O

B.⑤处变红色，发生反应为:

2Fe2++Cl2=2Fe3++2C1-,Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3

C.②处先变红后褪色，能说明氯气溶于水后，溶液有酸性和强氧化性

D.③处变蓝,④处变橙色能说明氧化性:

Cl2>Br2>I2

【答案】D

以C选项是正确的；D、氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘单质遇到淀粉变蓝色，氯气和溴化钾反应生成溴单质，溶液呈橙色，是溴单质溶于水的现象，上述反应说明氯气氧化性大于碘单质和溴单质，但不能证明溴单质氧化性大于碘单质，故D错误；所以D选项是正确的。

考点二卤族元素

包括氟（F）、氯（C1）、溴（Br）、碘（I）和放射性元素砹（At）。

在自然界中卤素无游离态，都是以化合态形式存在。

1.卤族元素的原子结构和性质递变

氟F

氯Cl

溴Br

碘I

核电荷数

原子结构的相似性

最外层上的电子数都是7个

卤素化学性质的相似性

①氟只有－1价，其余卤素有－l、+1、+3、+5、+7价②单质都具有强氧化性，是强氧化剂③单质均能与H2化合生成卤化氢气体

，与金属单质化合生成金属卤化物④单质都能与水、强碱反应，Br2、I2的反应与C12类似

原子结构的递变性

核电荷数、电子层数少多

原子半径小大

化学性质的递变性

原子得电子能力

单质的氧化性

强弱

2.卤素单质的物理性质：

颜色

状态

熔点、沸点

溶解度（水中）

密度

浅黄绿色

浅

深

气体

低

高

降

低

小

大

Cl2

黄绿色

气体

部分溶于水，并与水发生不同程度反应

Br2

深红棕色

液体

易挥发

紫黑色

固体

升华

3.卤素单质的化学性质：

（1）卤素单质与H2的反应

Cl2

Br2

与H2化合的条件

冷、暗

点燃或光照

500℃

持续加热

反应情况

爆炸

强光照射时爆炸

缓慢化合

缓慢化合，生成的HI同时分解

产生卤化氢的稳定性

HF＞HCl＞HBr＞HI

（2）卤素单质与水的反应．

①2F2+2H2O＝4HF+O2（置换反应）

将F2通入某物质的水溶液中，F2先跟H2O反应．如将F2通入NaCl的水溶液中，同样发生上述反应，等。

②X2+H2O=HX+HXO（X＝C1、Br、I）．

（3）卤素单质间的置换反应．2NaBr+C12（新制、饱和）=2NaCl+Br2

2Br-+C12=2C1-+Br2

4.卤素离子的检验方法

（1）　AgNO3溶沉淀法

未知溶液，加AgNO3溶液和稀HNO3，生成白色沉淀原溶液中含有C1-；产生浅黄色沉淀原溶液中含有Br-；产生黄色沉淀，原溶液中含有I-。

（2）　置换—萃取法

未知溶液，加适量新制饱和氯水，振荡，再加入CCl4振荡，下层呈红棕色说明原溶液中含有Br-；下层呈紫色，说明原溶液中含有I-。

典例1（2018届四川省德阳市三校高三联合测试）下列制取Cl2，用其氧化含I－废液，回收并提纯I2的装置和原理能达到实验目的的是

【答案】D

典例2（2018届北京市石景山区高三3月统一测试）从某含Br—废水中提取Br2的过程包括：

过滤、氧化、萃取（需选择合适萃取剂）及蒸馏等步骤。

已知：

物质

Br2

CCl4

正十二烷

密度/g·cm-3

3.119

1.595

0.753

沸点/℃

58.76

76.8

215~217

下列说法不正确的是

A.甲装置中Br—发生的反应为：

2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

B.甲装置中NaOH溶液每吸收0.1molCl2，转移0.1mole—

C.用乙装置进行萃取，溶解Br2的有机层在下层

D.用丙装置进行蒸馏，先收集到的是Br2

【答案】C

【拓展提升】

卤素及其化合物的特性和用途

（1）氟

①无正价和含氧酸、非金属性最强，F－的还原性最弱。

②与H2反应在暗处即爆炸。

③2F2＋2H2O=4HF＋O2。

④HF是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在铝制器皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸点最高。

（2）溴

①Br2是深红棕色液体，易挥发②Br2易溶于有机溶剂。

③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞。

（3）碘

①I2遇淀粉变蓝色。

②I2加热时易升华。

③I2易溶于有机溶剂。

④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。

⑤I2与Fe反应产生FeI2，其他卤素单质生成FeX2。

（4）卤化银

①AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黄色不溶于水，AgI黄色不溶于水。

AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。

②除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相。

③AgI可用于人工降雨。

考点二精练：

1．（2018届河北省衡水中学高三上学期一调考试）下列叙述中正确的是

A.能使润湿的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2

用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液

C.向某溶液中加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I-

D.某浅黄色的溴水，加CCl4振荡静置后，上层显橙红色

【答案】B

2．（2018届天津市和平区第二学期高三第一次质量检测）下列实验对应的现象以及结论均正确的是

选项

实验

现象

结论

向装有溴水的分液漏斗中加入裂化汽油，充分振荡，静置

下层为橙色

裂化汽油可萃取溴

向Ba（ClO）2溶液中通入SO2

有白色沉淀生成

酸性:

H2SO3>HClO

分别向相同浓度的ZnSO4溶液和CuSO4

溶液生成中通入H2S

前者无现象，后者有黑色沉淀生成

Ksp（ZnS）

将钠块加入盛有无水乙醇的烧杯中

有气泡产生，收集点燃产生爆鸣声

生成的气体是H2

【答案】D

【解析】A、裂化汽油中含有大量烯烃，加入溴水后发生加成反应溴水褪色，实验现象和结论均错误，A错误。

B、由于ClO-的强氧化性，反应原理为Ba2++2ClO-+2SO2+2H2O=BaSO4↓+SO42-+2Cl-+4H+，反应生成的白色沉淀是BaSO4，无法比较H2SO3与HClO酸性，B错误。

C、CuSO4+H2S=CuSO↓+H2SO4，而ZnS易溶于酸，因此ZnSO4与H2S不发生反应，所以实验现象描述正确，但是Ksp（ZnS）>Ksp（CuS），C错误。

D、2Na+2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa+H2↑，收集到的气体中含有空气时，点燃能够发出爆鸣声，现象描述正确，D正确。

正确答案D。

3．（2018届安徽省蚌埠市高三第二次模拟）下列装置不能达到实验目的的是

A.用装置甲制取氯气B.用装置乙制取单质溴

C.用装置丙蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2OD.用装置丁分离苯和KBr溶液

【答案】C

4．（2018届河南省郑州市高三下学期第三次模拟考试）为了更深刻地认识卤素的

性质，某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下探究实验，根据实验回答问题。

[实验一]氯气的制取

（1）该小组拟用下图实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并完成与金属铁的反应（夹持仪器略去，下同）。

每个虚线框表示一个单元装置，请用文字描述将下列装置的错误之处改正___________。

[实验二]探究氯化亚铁与氧气反应的产物

已知氯化亚铁的熔点为

674℃，沸点为1023℃；三氯化铁在100℃左右时

升华，极易水解。

在500℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生下列反应，12FeCl2+3O2

2Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O2

2Fe2O3+4Cl2，该化学小组选用下图部分装置（装置可以重复选用）进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。

（2）实验装置的合理连接顺序为：

A→_____________→E。

（3）假设加热装置中的完全反应，则反应后剩余固体的化学式是_______________。

请设计实验方案验证你的假设____________________。

（4）简述将F中的固体配成溶液的操作方法__________________。

[实验三]卤素化合物之间反应实验条件控制探究

（5）在不同实验条件下KClO3可将KI 氧化为I2 或KIO3。

下面是该小组设计的一组实验数据记录表（实验控制在室温下进行）：

试管标号

0.20mol·L-1KI溶液/mL

1.0

KClO3（s）/g

0.10

6.0mol·L-1H2SO4溶液/mL

3.0

6.0

9.0

蒸馏水/mL

9.0

6.0

3.0

实验现象

①该组实验的目的是_______________。

②2号试管反应完全后，取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色，假设还原产物只有KCl，写出反应的离子方程式____________________。

【答案】②中试剂换为饱和氯化钠溶液，③中导管改为长进短出，④中试管口加一出气导管D→B→F→DFe2O3取样少许加入稀盐酸使其完全溶解，再加入几滴KSCN溶液，呈现红色先把F中的固体溶解于浓盐酸中，然后加水稀释探究其他条件相同时，酸度对反应产

物的影响ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O

且吸收Cl2，应将装置②中NaOH溶液改为饱和食盐水（或饱和氯化钠溶液）；装

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