高考化学富集在海水中的元素 卤素考点全归纳更多资料关注微博高中学习资料库.docx

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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

2体积Cl2

注意　实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。

（如图所示）

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＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－。

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．次氯酸和次氯酸盐的性质

（1）次氯酸（HClO）

①不稳定性：

化学方程式为2HClO

2HCl＋O2↑。

②弱酸性：

比碳酸酸性弱，电离方程式为HClOH＋＋ClO－。

③强氧化性：

具有漂白性。

（2）Ca（ClO）2的主要化学性质

①Ca（ClO）2是漂白粉的有效成分，它的稳定性比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．如遇到氯气泄漏应如何自救？

答案　Cl2密度比空气大，因此要逆着风向往高处转移。

由于C

l2易和碱反应，可用蘸有肥皂水或纯碱溶液的毛巾捂住鼻子。

2．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？

答案　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。

3．如何保存氯水、漂白粉？

说明原因。

答案　应避光（棕色试剂瓶中），密封保存。

原因：

氯水中的HClO见光易分解，氯水具有挥发性，易挥发出Cl2，漂白粉易吸收空气中的CO2和水蒸气生成HClO，HClO见光分解而使漂白粉失效。

题组一　氯气的氧化性

1．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应得到，又能由金属和盐酸反应制得的是

（　　）

A．FeCl2B．AlCl3C．FeCl3D．CuCl2

答案　B

解析　因为Cl2具有较强的氧化性，当Cl2与金属反应时，都可把金属氧化成最高价态的金属氯化物，而盐酸中H＋的氧化能力较弱，只能把Fe氧化成Fe2＋，而不能把Cu氧化。

2．把氯气通入下列各物质的溶液中，阴离子和阳离子都能被氧化的是（　　）

A．NaOHB．Na2SO3C．FeBr2D．FeSO4

答案　C

解析　Cl2具有较强的氧化性，而Fe2＋、Br－、SO

都能被Cl2氧化。

故C项符合要求。

3．氯气是一种重要的工业原料。

工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。

下列说法错误的是（　　）

A．若管道漏气遇氨就会产生白烟

B．该反应利用了Cl2的强氧化性

C．该反应属于复分解反应

D．生成1molN2有6mol电子转移

答案　C

解析　根据题给反应知，其产物氯化氢遇氨产生白色NH4Cl固体，产生白烟现象，A正确；从方程式看Cl元素化合价降低，氮元素化合价升高，所以Cl2为氧化剂，B正确；生成1molN2时，2个N从－3价升高到0价转移6mol电子，故D正确；根据复分解反应的定义，C错。

题组二　氯水的成分及性质多重性的应用

4．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。

5．氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，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．加入少量固体NaOH，一定有c（Na＋）＝c（Cl－）＋c（ClO－）

D．加入少量水，水的电离平衡向正反应方向移动

答案　D

解析　Cl2溶于水后，存在如下平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，HClOH＋＋ClO－，前者程度大，后者程度小，c（H＋）增大的多，c（ClO－）增大的少，

增大，A错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，溶液漂白性减弱，B错；加入少量NaOH固体后，当溶液pH＝7时选项中式子成立，故C错；D中加入水后，溶液中c（H＋）减小，平衡向c（H＋）增大的方向移动，因此水的电离平衡向正反应方向移动，D对。

6．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

答案　B

解析　氯水中存在下列平衡：

Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入NaHCO3后，因为酸性：

HCl>H2CO3>HClO，所以NaHCO3与HCl反应而不与HClO反应，平衡向右移动，HClO浓度增大；乙瓶中因HClO具有强氧化性，可将NaHSO3氧化，从而使HClO浓度下降。

题组三　有关氯水性质的实验探究

7．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_________________________________。

答案　

（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

8．饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。

某同学运用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：

①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去；

②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；

③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：

第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；

第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；

第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。

经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。

（1）试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：

________________。

（2）写出步骤③中第一份及第二份滤液发生反应的离子方程式：

第一份__________________________________________________________。

第二份__________________________________________________________。

（3）试根据所学知识推测，在②的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为（写化学式）____________________________________________。

答案　

（1）由于饱和氯水中存在：

Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的浓度增大

（2）Ca2＋＋HCO

＋OH－===CaCO3↓＋H2OHCO

＋H＋===CO2↑＋H2O

（3）CaCl2、Ca（HCO3）2、HClO

解析　饱和氯水中存在：

Cl2＋H2OHCl＋HClO的平衡体系，加入过量CaCO3后，2CaCO3＋2HCl===Ca（HCO3）2＋CaCl2，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使HCl浓度降低，平衡右移，Cl2浓度降低，溶液黄绿色褪去；HClO浓度增大，溶液漂白性增强。

由于滤液中含有HClO、CaCl2、Ca（HCO3）2等成分，Ca（HCO3）2与Ca（OH）2反应生成CaCO3沉淀；与HCl反应产生CO2气体；Ca（HCO3）2受热分解生成CaCO3沉淀和CO2气体。

　氯水成分寻找方法及氯水性质的探究

1．氯水成分寻找方法

氯水中存在三个平衡关系：

（1）Cl2＋H2OHCl＋HClO

（2）HClOH＋＋ClO－

（3）H2OH＋＋OH－

根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。

2．氯水的多重性质

氯水的各种成分决定了它具有多重性质：

（1）Cl2的氧化性——与还原性物质反应。

如：

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3（除去FeCl3溶液中的FeCl2）

SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4（SO2和Cl21∶1混合物通入水中不再具有漂白性）

Na2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋Na2SO4（除去水中的余氯）

（2）HCl酸性和Cl－的性质

向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。

加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl－，现象是有白色沉淀生成。

（3）HClO的氧化性

在解释漂白性、杀菌消毒时，使用的是HClO的氧化性。

向氯水中滴加紫色石蕊试液，先变红（H＋作用的结果），后褪色（HClO作用的结果）。

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。

题组一　氯气制备原理、装置的考查

1．（2013·上海春季，19）实验室制备氯气的装置如下图。

图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是（　　）

A．①B．②C．③D．④

答案　C

解析　装置③的导气管长短错误，应长进短出。

2．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

答案　B

解析　146gHCl的物质的量为4mol,87gMnO2的物质的量为1mol，由方程式：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1molMnO2可以与4molHCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应，也就是说1molMnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。

题组二　氯气制备与性质实验的综合考查

3．如图所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：

B（氢硫酸）、C（溴化亚铁溶液）、D（KI淀粉溶液）、E（混有二氧化硫的氯化钡溶液）、F（水）、H（紫色石蕊试液）。

（1）A是氯气发生装置，其化学反应方程式是________________________________。

（2）Ⅰ中b瓶内加入的液体最好是________。

（3）用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？

________。

简要说明理由_________________。

（4）实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃G处酒精灯，回答下列问题：

①怎样证明氯气已充满了整个装置？

________________。

②下列装置中的现象是C_______；D_______；E________；F________。

（5）G装置的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，写出G中反应的化学方程式：

____________

____________________________________________________________

______________________________________________________________________。

装置F的作用是_____________________________________________________。

（6）在H处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是_____________________________________________________________________。

答案　

（1）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋2H2O＋Cl2↑

（2）饱和食盐水

（3）Ⅱ可行，Ⅲ不行　Ⅱ与Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，体积不能改变，压强增大会有危险

（4）①观察，当整个装置内充满黄绿色气体时，说明氯气已充满整个装置

②溶液由浅绿色变为深红棕色　溶液变蓝　生成白色沉淀　溶液变为浅黄绿色

（5）C＋2H2O＋2Cl2

CO2＋4HCl

向G中提供反应所需的水蒸气

（6）生成的HCl使紫色石蕊试液变红色，剩余的氯气又与水作用生成次氯酸，起漂白作用，使红色褪去

解析　

（1）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（2）b瓶的作用是贮存多余的Cl2，试剂最好为饱和食盐水。

（3）Ⅱ原理同Ⅰ，可代替Ⅰ；Ⅲ中c瓶口密封，不安全。

（4）①当黄绿色气体充满整个装置时，说明Cl2已充满。

②Cl2有强氧化性，可将Fe2＋、Br－、I－、SO2氧化为Fe3＋、Br2、I2、SO

，故C中

溶液由浅绿色变为深红棕色；D中溶液变蓝；E中产生白色沉淀BaSO4；F中由于

吸收了Cl2变为浅黄绿色。

（5）C＋2H2O＋2Cl2

CO2＋4HCl，F的作用是提供G中发生反应所需的水蒸气。

（6）生成的HCl使紫色石蕊试液变红色，剩余的Cl2与水反应生成HClO又起漂白作用。

　性质验证型实验题解题策略

解性质验证型实验题的关键是结合题目要求和所给的仪器、装置以及所给的试剂，了解命题的意图。

一般思路是：

明确实

验目的（该实验要求做什么）；明确题干、题图含义（认真理解实验的设计思路、每一个装置的设计意图），理解题目给我们达成实验目的提供了什么依据和有效信息；明确解答问题的落点是什么？

即试题

给我们设置了什么样的问题情境，要求我们回答什么问题。

1．已给出试剂或装置（仪器）的实验

该类题目的关键是通读全题，结合题意或元素化合物的性质，弄清楚在某一仪器处发生的反应或该反应的现象，同时要理解设置的仪器或装置的目的。

这样问题就能迎刃而解。

2．已知反应或反应现象及仪器操作要求

该类题目的关键是根据题目的现象或操作要求等，通过所学元素化合物的性质或化学实验的仪器使用和基本操作，确定此处缺少的试剂或缺少的装置或仪器。

考点三　卤素的性质及X－的检验

1．氯、溴、碘的存在及单质的物理性质

（1）氯、溴以化合态的形式存在于海水和陆地的盐矿中。

碘则主要存在于海草（如海带）中，也存在于海水和盐矿中。

（2）溴、碘单质的物理性质

Br2是一种深红棕色液体，易挥发；I2是一种紫黑色固体，易升华。

Br2溶解在水中的颜色是黄色→橙色，I2溶解在水中的颜色是深黄色→褐色，Br2溶解在CCl4中的颜色是橙色→橙红色，I2溶解在CCl4中的颜色是紫色→深紫色。

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2

NaOH＋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－

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．请列举哪些物质能使溴水褪色？

答案　

（1）被H2S、SO2、SO

、I－等还原剂还原而褪色。

（2）与NaOH等强碱溶液发生自身氧化还原反应而褪色：

Br2＋2NaOH===NaBrO＋NaBr＋H2O。

（3）与较活泼金属（如Mg＋Br2===MgBr2）反应而褪色。

（4）能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物，如烯烃、炔烃等。

（5）能被溴水氧化的、含有醛基的化合物。

（6）能与溴水发生反应的碱性物质，如Na2CO3等。

（7）加入活性炭等吸附剂，使溴水褪色。

2．下列哪些事实或实验能说明氧化性：

Cl2>Br2>I2_____________________________。

①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深，而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入KI淀粉溶液中，溶液变蓝

②H2和Cl2的混合气体光照爆炸，H2和Br2的混合气体加热才能反应，而H2和I2反应更困难

③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低

④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差

⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小

答案　①②④

3．淀粉KI试纸常用于检验哪些物质？

答案　检验强氧化性物质如Cl2、Br2、FeCl3溶液、O3等，反应原理是I－被氧化成I2而使淀粉变蓝。

4．请设计多种方案鉴别NaCl、NaBr、KI三种白色固体。

答案　方法一：

可用氯水鉴别。

把这三种物质各取少量配成溶液，加入新制的氯水和汽油（或四氯化碳），振荡，分层，使汽油层呈无色的是NaCl；使汽油层呈橙色的是NaBr；呈紫红色的是KI。

方法二：

可先用焰色反应将KI区分出来。

然后再将另外两种物质各取少量配成溶液，加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是NaCl，有淡黄色沉淀生成的是NaBr。

方法三：

分别取少量固体配成溶液，分别加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是NaCl，有淡黄色沉淀生成的是NaBr，有黄色沉淀生成的是KI。

题组一　卤素单质氧化性强弱比较

1．（2013·北京理综，27）为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。

实验过程：

Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。

Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。

Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。

Ⅳ.……

（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是_____________________________________。

（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是______________

__

________________。

（3）B中溶液发生反应的离子方程式是_____________________________________。

（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是_______________________。

（5）过程Ⅲ实验的目的是________________________________________________。

（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：

同主族元素从上到下____________________，得电子能力逐渐减弱。

答案　

（2）湿润的淀粉KI试纸变蓝

（3）Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

（4）打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D，振荡，静置后CCl4层溶液变为紫红色

（5）确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰　（6）原子半径逐渐增大

解析　A中滴加浓盐酸后，发生反应：

2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：

Cl2＋2KI===2KCl＋I2，Cl2＋2NaBr===2Na