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  • 2021-07-09 发布

高考化学教材回归详析4

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第二节 富集在海水中的元素——氯 考点梳理 1.了解氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法)。 一、氯气的性质及其应用 1 物理性质:常温下,氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。 2 化学性质和用途 氯气的化学性质很活泼的非金属单质。 ①与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态) 如:a.2Na+Cl2 2NaCl(产生白烟) b.Cu+Cl2 CuCl2(产生棕黄色的烟) c.2Fe+3Cl2 2FeCl3(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与非金属反应 如:H2+Cl2 2HCl(发出苍白色火焰,有白雾生成)——可用于工业制盐酸 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  H Cl +HClO ④与碱反应:与 NaOH 溶液反应      2 2Cl 2OH Cl ClO H O ⑤与某些还原性物质反应 如:a.2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3 b.2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝色,用于氯气的检验) c.SO2+Cl2+2H2O = 2HCl + H2SO4 ⑥与某些有机物反应 如:a.CH4+Cl2 CH3Cl + HCl(取代反应) b.CH2=CH2+Cl2 → CH2ClCH2Cl(加成反应) 二.次氯酸和次氯酸盐的性质 1.次氯酸(HClO) (1)弱酸性:酸性比碳酸弱。 (2)不稳定性:2HClO 2HCl + O2↑,氯水要现用现配制,保存在棕色试剂瓶中。 (3)强氧化性:使有色布条褪色,用作消毒剂、漂白剂。 2.漂白粉 (1)主要成分是 CaCl2 和 Ca(ClO)2,有效成分是 Ca(ClO) (2 )漂白原理是:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,产生的 HClO 具有漂白性和强氧化性,由于 Ca(ClO)2 能与空气中的 CO2、H2O 反应生成 HClO 且 HClO 见光易分解,所以漂白粉应密封保存。 (3)工业上常用氯气和石灰乳制取漂白粉 2Cl2+2Ca(OH)2=== CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (4)溶液呈碱性,具有强氧化性。 (5)失效原理: 故漂白粉须密封保存。 三、氯气的制法 1.实验室制法 ,MnO2 是氧化剂,HCl 是还原剂。 浓盐酸表现还原性和酸性 2.工业制法 化学方程式为: 2 2 22NaCl+2H O 2NaOH+H +Cl 通电 四、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。 (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。 ④I2 与 Fe 反应产生 FeI2,其他卤素单质生成 FeX3。 五、卤素离子的检验方法 1.AgNO3 溶液——沉淀法 2.置换——萃取法 3.氧化——淀粉法检验 I- 【热点难点】 一、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。 (1)Cl2 的强氧化性;(2)HCl 的强酸性;(3)HClO 的强氧化性、弱酸性;(4)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 Cl AgNO3 溶液 白色沉淀 Cl-+Ag+===AgCl↓ H+ Na2CO3 固体 有气泡产生 2H++CO2- 3 ===CO2↑+H2O HClO 有色布条 布条颜 色褪去 HClO 具有强氧化性 参与反应的微粒 所加试剂 实验现象 离子方程式或解释 Cl2 FeCl2 溶液 溶液由浅绿色 变为棕黄色 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Cl2、H2O SO2 氯水颜 SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl 白色 浅黄色 黄色 Br- I- 蓝色 色褪去 HClO、H+ 石蕊溶液 先变红 后褪色 酸性和漂白性 3.新制氯水、久置氯水及液氯成分比较 名称 新制氯水 久置氯水 液氯 物质类别 混合物 混合物 纯净物 微粒种类 Cl2、HClO、H2O、H+Cl-、ClO-、OH- H2O、H+、Cl-、OH- Cl2 4.平衡 Cl2+H2O H  +Cl  +HClO 影响及其应用。 影响因素 对平衡的影响 应用 加入可溶性氯化物 c(Cl-)增大,平衡左移 ①用排饱和食盐水的方法收集 Cl2 ②用饱和食盐水的方法除去 Cl2 中的杂质 HCl 加入浓盐酸 c(Cl-)和 c(H+)都增大,平衡左移 ①氯酸盐和次氯酸盐与浓盐酸反应制取 Cl2 ②测漂白粉中的“有效氯” Ca(C1O)2 +4HCl(浓)== CaC12 +2 Cl2↑+3 H2O 当加入 CaCO3 或 Na2CO3 c(H+)减少,平衡右移 制取浓度较大的 HClO 加入碱溶液 c(HClO)和 c(H+)都减少, 平衡右移 ①用浓碱液来吸收未反应完的 Cl2,防止环境污染 ②工业制漂白粉、漂白液 光照 HClO 见光分解,平衡右移 新制氯水须避光保存,且须现做现配,而久置的氯水 就是盐酸 【典例 1】 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__________________。 【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 二、氯气的实验室制法 MnO2 发生装置 除杂装置 收集装置 尾气处理装置 浓盐酸 饱和食盐水 浓硫酸 NaOH 溶液 实验步骤 注意事项:①若没有浓盐酸时,可用浓硫酸和固体食盐代替;若没有 MnO2 时可用 KMnO4 代替,此时可不加 热。另外 KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2、P bO2 等也可代替 MnO2;②加热温度不宜过高,否则制得的 Cl2 中 HCl 气体杂质较多。③实验结束时,先使反应停止并排出残留的 Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。④尾气吸收 时不能用澄清石灰水吸收。 【典例 2】(2012·成都模拟)某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备 Cl2 的过程中会有水蒸气和 HCl 挥发出来,同时验证氯气的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台已省略),按要 求回答问题。 (1)若用含有 0.2 mol HCl 的浓盐酸与足量的 MnO2 反应,制得的 Cl2 的体积(标准状况下)总是小于 1.12 L 的原因是________。 (2)①装置 B 中盛放的试剂名称为________,作用是________。 装置 C 中盛放的试剂名称为________ ,作用是___________。 ②装置 D 和 E 中出现的现象不同说明的问题是_____________ ___________________________________________________。 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___________________。 (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_______(填写试剂或用品 名称)。 【参考答案】 (1)浓盐酸的浓度随着反应的进行会变小,MnO2 与稀盐酸不反应;加热时浓盐酸因挥发而损失 (2)①无水硫酸铜 证明有水蒸气产生 无水 CaCl2 除去气体中的水蒸气 ②氯气无漂白性,次氯酸有漂白性 ③吸收氯气 ④Ag++Cl-====AgCl↓ (3)F G 湿润的淀粉 KI 试纸(或湿润的有色布条)