通用版版高考化学微一轮复习第13讲富集在海水中的元素学案.docx

1、通用版版高考化学微一轮复习第13讲富集在海水中的元素学案第13讲富集在海水中的元素卤素考纲要求1.掌握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氯气的性质(1)物理性质颜色气味毒性密度特性黄绿色强烈刺激性气味有毒比空气大易液化(2)化学性质(写出化学方程式)与金属NaFe2Fe3Cl22FeCl3Cu与非金属：H2Cl22HCl与水：Cl2H2OHClHClO2氯的化合物(1)次氯酸(HClO)(2)次氯酸钙Ca(ClO)2Ca(ClO)2是漂白粉的有效

2、成分。漂白原理：Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO。【多维思考】1若遇到Cl2泄漏，应如何自救？提示：Cl2的密度比空气大，要逆风向高处跑。由于Cl2易和碱反应，故可用肥皂水或纯碱溶液润湿的毛巾捂住口鼻。2能否用pH试纸测定氯水的pH?提示：不能。氯水的成分及性质1成分：三种分子(H2O、Cl2、HClO)、四种离子(ClO、Cl、H、OH)。2性质：氯水的多种成分决定了它具有多重性质Cl2的强氧化性；HCl的强酸性；HClO的强氧化性、弱酸性；Cl的性质。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ClAgNO3溶液白色沉淀

3、ClAg=AgCl HNa2CO3固体有气泡产生2HCO=CO2H2OHClO有色布条布条颜色褪去发生氧化还原反应Cl2FeCl2溶液溶液变棕黄色2Fe2Cl2=2Fe32ClCl2、H2OSO2黄绿色褪去SO2Cl22H2O =4H2ClSOHClO、H石蕊溶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Mg2H=Mg2H2，H被消耗，使Cl2H2OHClHClO，平衡右移，Cl2减少，颜色变浅直至褪色3.氯水的酸性和漂白性向新制氯水中滴入NaOH等强碱溶液，氯水褪色是因为Cl2与NaOH发生了反应，但向新制氯水中滴入石蕊试液，溶液先变红色，后来颜色又褪去，显红色是因为氯

4、水显酸性，褪色的原因是HClO的强氧化性将色素氧化。考向一氯气及其水溶液的性质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 ()AFeCl2 BAlCl3CFeCl3 DCuCl2答案：B2用经Cl2消毒的自来水配制下列溶液：Na2SO3；KI；AlCl3；FeCl2；AgNO3；稀盐酸，发现部分药品变质，它们是 ()A B C D解析：用Cl2消毒的自来水中，含有盐酸和氧化剂HClO，Cl能使Ag沉淀，HClO能将SO、Fe2、I等氧化。答案：A3氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应

5、，且氯水足量)。(1)能证明氯水具有漂白性的是_(填“a”“b”“c”或“d”)。(2)c过程中的现象是_，b过程中反应的离子方程式为_。(3)a过程中反应的化学方程式为_。解析：氯水中Cl2能氧化FeCl2，H与Na2CO3、石蕊作用，Cl能与Ag生成AgCl，氯水成分中的HClO，具有漂白性，能使石蕊溶液褪色。答案：(1)d(2)产生白色沉淀2HCO=H2OCO2(3)Cl22FeCl2=2FeCl3考向二次氯酸和次氯酸盐4下列关于漂白粉的叙述正确的是 ()A漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2B漂白粉在空气中久置后会变质C漂白粉是由Cl2与烧碱制得的D在使用漂白粉时应用浓盐酸解

6、析：Cl2通入石灰乳中制得漂白粉；其有效成分是Ca(ClO)2；漂白粉在空气中发生如下反应Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO，漂白粉在空气中久置会变质；D选项中，浓盐酸与漂白粉发生反应，Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O。答案：B5氯在饮用水处理中常用作杀菌剂，且HClO的杀菌能力比ClO强。25 时氯气氯水体系中存在以下平衡关系：Cl2(g) Cl2(aq)K1101.2Cl2(aq)H2OHClOHClK2103.4HClOHClOKa？其中Cl2(aq)、HClO和ClO分别在三者中所占分数()随pH变化的关系如图所示。下列表述正确的是()ACl2

7、(g)H2O2HClOClK1010.9B在氯处理水体系中，c(HClO)c(ClO)c(H)c(OH)C用氯处理饮用水时，pH7.5时杀菌效果比pH6.5时差D氯处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季好解析：Cl2(g)H2O 2HClOClKK1K2Ka，由图可得Ka107.5，故K值为1012.1，A项错误；根据电荷守恒得，c(H)c(OH)c(ClO)c(Cl)，而c(HClO)由于部分电离而不等于c(Cl)，B项错误；已知HClO的杀菌能力比ClO强，从图中可知，c(HClO)在pH7.5时此在pH6.5时低，则杀菌效果较差，C项正确；夏季温度高，氯的溶解能力变差，杀菌效果也变差，D

8、项错误。答案：C考点二氯气的实验室制法一、氯气的实验室制法 1实验原理：MnO24H2ClMn2Cl22H2O 若无MnO2，可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等氧化剂代替，反应不需要加热，如2KMnO416HCl(浓)=2MnCl22KCl5Cl28H2O。2实验装置3验满方法(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。 (3)实验室制取Cl2时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。二、氯气的性质实验常见实验形式如图所示：装置试剂实验现象实验目的A浓硫酸验

9、证干燥的氯气无漂白作用，湿润的氯气有漂白作用B干燥红布条无明显变化C湿润红布条红布条褪色DFeCl2溶液溶液由浅绿色变棕黄色验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性化合物反应E淀粉KI溶液溶液变蓝色F铁粉产生棕色烟GNaOH溶液吸收多余的氯气【感悟测评】 判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)除去Cl2中少量HCl气体的方法是将混合气体依次通入盛有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶 ()(2)MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式：MnO24HClMn22ClCl22H2O ()(3)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度 ()(4)实验室用MnO2和稀盐酸共热制取少量氯气 ()(

10、5)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，导气管不能伸到液面以下，原因是防止倒吸()答案：(1)(2)(3)(4)(5)1反应物的选择：(1)必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。(2)用KMnO4、KClO3等作氧化剂时，应撤去装置中的酒精灯。2加热温度：不宜过高，以减少HCl的挥发。3Cl2的吸收剂：常用NaOH溶液或碱石灰，不用澄清石灰水，因为澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收慢且吸收不完全。4验满方法：常根据Cl2的黄绿色判断是否收集满，也可用湿润的淀粉KI试纸或湿润的蓝色石蕊试纸。考向一氯气的制备原理和装置1实验室制备氯气的装置如图。图中涉及气体发

11、生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是()解析：装置C的导气管，应长进短出。答案：C2实验室用下列两种方法制氯气：用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气()A多 B多C一样多 D无法比较解析：MnO2不与稀盐酸反应，中当反应进行到一定程度，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，146 g HCl不能完全反应，故产生的Cl2少。答案：B考向二氯气制备和性质的综合探究3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，甲同学设计了如图所示的实验装置(部分支撑用的铁架台省略)，按要求

12、回答问题。(1)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是_。(2)装置B中盛放的试剂名称为_，作用是_。装置C中盛放的试剂足量，其名称为_，作用是_。装置D和E中出现的现象不同说明的问题是_。装置F的作用是_。写出装置G中发生反应的离子方程式：_。 (3)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溶液中的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在_与_之间(填装置字母序号)，装置中应放入_(填写试

13、剂或用品名称)。解析：(1)加热时HCl挥发，且随着反应的进行浓盐酸变稀，稀盐酸与MnO2不反应，故0.2 mol HCl并不能全部反应，所以制得Cl2的体积小于1.12 L。(2)实验的目的是验证Cl2中有H2O(g)和HCl(g)及Cl2的某些性质，故装置B中应盛放无水硫酸铜，证明H2O(g)的存在；装置C中应盛放无水CaCl2，用以除去气体中的水蒸气，防止对装置D、E中的实验造成干扰。装置F的作用是吸收Cl2，装置G的作用是检验是否有HCl。(3)若能证明F中Cl2被吸收完全，则可证明最终通入 AgNO3溶液中的气体只有一种，故可在F、G之间增加装有湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)

14、的装置，用于检验Cl2是否被完全吸收。答案：(1)随着反应的进行盐酸的浓度会变小，MnO2与稀盐酸不反应；加热时HCl因挥发而损失(2)无水硫酸铜证明有水蒸气无水氯化钙除去气体中的水蒸气，防止水蒸气对装置D、E中的实验造成干扰(其他合理答案也可)氯气无漂白性，次氯酸有漂白性吸收氯气AgCl=AgCl(3)FG湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)考点三卤素性质和X的检验1卤素的性质的递变性、相似性(1)递变性 (2)相似性都能与大多数金属反应：2Fe3Br2=2FeBr3；I2Fe=FeI2；都能与H2反应：H2X2=2HX；都能与H2O反应：X2H2OHXHXO(F2 例外)；都能与碱液反应

15、：X22NaOH=NaXNaXOH2O(F2例外)。2卤素离子的检验方法(1)AgNO3溶液和稀硝酸沉淀法 (2)置换萃取法 (3)氧化淀粉法【多维思考】1检验Cl时加入稀HNO3的作用是什么？能否用稀硫酸代替？提示：排除HCO、CO等离子的干扰；不能用稀硫酸代替，因为Ag2SO4微溶于水。2淀粉KI试纸常用于检验哪些物质？提示：检验强氧化性物质，如Cl2、Br2、O3、FeCl3溶液等。1F2、Br2、I2的特殊性(1)氟元素无正价，F2与H2O发生置换反应：2F22H2O=4HFO2。(2)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水封来保存。(3)晶体碘易升华，I2能

16、使淀粉变蓝色。2Cl2、Br2、I2溶于各溶剂后的颜色溶质Cl2Br2I2溶剂水CCl4水CCl4水CCl4溶液颜色黄绿色黄绿色橙色橙红色棕褐色紫红色三种物质在其他有机溶剂(如汽油、苯等)中的颜色与在CCl4中的颜色差别不大，而且由于浓度不同，各物质在同一溶剂中的颜色也有差异。考向一卤素单质氧化性强弱的实验探究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。玻璃管内分别装有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解析：由处产生的Cl2通过时发生反应Cl22Na

17、Br=2NaClBr2，通过时发生反应Cl22KI=2KClI2，通过时发生反应Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因Cl2为黄绿色，Br2为橙色，淀粉遇I2变蓝，可知应选A。答案：A2某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是()AE处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强BF处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强CE处发生反应的离子方程式为：Cl22Br=2ClBr2DG装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OHCl2=ClOClH2O解析：Cl2与NaBr反应：Cl22Br=2ClBr2，故A、C正确；氯气和溴蒸气都能与KI反应生

18、成碘单质，故F处棉花球变成蓝色，不能说明溴的氧化性比碘的强，B错误；Cl2与NaOH反应，其离子方程式为Cl22OH=ClClOH2O，D正确。答案：B考向二卤素离子的检验方法3鉴别NaCl、NaBr、NaI溶液可以选用的试剂是()碘水、淀粉溶液氯水、CCl4溴水、苯硝酸、AgNO3 溶液氯水、苯氯水、己烯A B.C D解析：氯水中的Cl2分别与NaBr、NaI反应：2NaBrCl2=2NaClBr2,2NaICl2=2NaClI2，均可被CCl4萃取，通过观察CCl4中颜色的不同可鉴别，正确；Cl、Br、I分别与Ag反应，产生白色沉淀AgCl，浅黄色沉淀 AgBr，黄色沉淀AgI，且均不溶于

19、稀HNO3，可鉴别，正确；同类似，可鉴别，正确。答案：C4下列能够检验出KI中是否含有Br的实验是()A加入足量的新制氯水，溶液变色则有BrB加入酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色是否褪去C加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则有BrD加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取无色的水层并加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，则含有Br解析：在KI中加入足量新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有溴离子；溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色；加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层是萃取单质碘而显色，并没有溴单质产生。答案：D 1判断正误(正确的打“”，错误

20、的打“”)(1)(2017高考海南卷，7B)碘化钾与浓硫酸反应可制备碘化氢()(2)(2017高考江苏卷，3B)ClO2具有还原性，所以可用于自来水的杀菌消毒 ()(3)(2017高考江苏卷，13D)向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液，溶液呈蓝色，则溶液中含Br2()(4)(2017高考天津卷，1C)用氯气处理水中的Cu2，Hg等重金属离子 ()(5)(2017高考天津卷，4D)鉴别NaBr和KI溶液，分别加新制氯水后，用CCl4萃取()(6)(2016高考全国卷，10D)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2()(7)(2016高考全国卷，7C)因为次氯酸盐具有氧化性，所以可用

21、漂白粉漂白织物 ()(8)(2016高考全国卷，9C)浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2，可以将气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水 ()(9)(2016高考全国卷，9D)CCl4萃取碘水中的I2，应先从分液漏斗下口放出有机层，后从上口倒出水层()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2(2016高考上海卷)向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是()A碳酸钙粉末 B稀硫酸C氯化钙溶液 D二氧化硫水溶液解析：在氯水中存在反应：Cl2H2OHClHClO，若反应使溶液中c(HClO)增大，则溶液的漂白性会增强。A.由于酸性HClH2CO3HClO，所以向溶液中

22、加入碳酸钙粉末，会发生反应：2HClCaCO3=CaCl2H2OCO2，使化学平衡正向移动，导致c(HClO)增大，则溶液的漂白性会增强，正确；B.若加入稀硫酸，使溶液中c(H)增大，平衡逆向移动，溶液的漂白性减弱，错误，C.加入氯化钙溶液，不能发生反应，溶液的水对氯水起稀释作用，使溶液的漂白性减弱，错误；D.加入二氧化硫的水溶液，与Cl2发生反应，Cl2SO22H2O=4HSO2Cl，使化学平衡逆向移动，溶液的漂白性减弱，错误。答案：A3(2015高考北京卷)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

23、)()A该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：Cl22OH=ClOClH2OB该消毒液的pH约为12：ClOH2OHClOOHC该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用，产生有毒Cl2：2HClClO=Cl2H2OD该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH3COOHClO=HClOCH3COO解析：A.消毒液的制备是用NaOH溶液吸收Cl2，发生的离子方程式为：Cl22OH=ClOClH2O；B.饱和NaClO溶液pH约为11的原因主要是由于溶液中ClO的水解，水解方程式为：ClOH2OHClOOH该消毒液pH约为12是因为含有一定量的NaOH，其存在会抑制该水解，故B错误；C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用会产生有毒的Cl2发生的离子方程式为：2HClClO=Cl2H2O；D.该消毒液加白醋可生成HClO则可增强漂白作用，运用到了强酸制弱酸的原理，发生的离子方程式为：CH3COOHClO=HClOCH3COO。答案：B4(2015高考全国卷节选)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，该反应的还原产物为_。解析：浓缩液中的碘元素以I的形式存在，I具有还原性，可将MnO2还原为Mn2。答案：MnSO4或(Mn2)