1
2014届高三化学一轮复习教学案 4.2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 气体 气味 密度 比空气大 毒性 有毒 溶解性 1体积水溶解 黄绿色 刺激性 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
――――→H，Fe，I
－
得1e
－
2
(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。
燃烧时
?――→安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾?现象—光照时 ?――→剧烈反应，发生爆炸，瓶口有白雾?
点燃或光照
点燃点燃
(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。
第 1 页 共 1 页
2
②与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 ③与FeCl2溶液反应：Cl2＋2Fe===2Fe＋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＋H2O(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HClO③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＋H2O
－
2＋3＋
－
HCl＋HClO。
光?或△?
H＋＋ClO－。
HClO＋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Cl2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
第 2 页 共 2 页
3
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 ( B ) A．FeCl2
B．AlCl3
C．FeCl3
D．CuCl2
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( C ) A．NaOH
B．Na2SO3
C．FeBr2
＋
－
－
D．FeSO4
解析 Cl2具有较强的氧化性，而Fe2、Br、SO23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 ( C )
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1 mol N2有6 mol电子转移 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1 mol N2时，2个N从－3价升高到0价转移6 mol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 ( B )
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 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。
第 3 页 共 3 页
－
－
－
4
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( D )
c?H?
A．再通入少量氯气，－减小
c?ClO?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
解析 Cl2溶于水后，存在如下平衡Cl2＋H2O??H＋Cl＋HClO，HClO??H＋ClO，前者程度大，后者程度小，c(H)增大的多，c(ClO
－
＋
－
＋＋
－
＋
－
－
＋
c?H?
)增大的少，－增大，A错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，
c?ClO?
＋
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0.1 mol·L1。如果在
－
＋
＋
甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(n mol)，在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(n mol)，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) ( B ) A．甲＝乙>丙 C．丙>甲＝乙
B．甲>丙>乙 D．乙>丙>甲
解析 氯水中存在下列平衡：Cl2＋H2O??HCl＋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。 实验实验方法 序号 ① 将氯水滴加到AgNO3溶液中 将氯水滴加到含有酚酞的② ③ ④ NaOH溶液中 将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中 (1)实验①得出的结论氯水中含有Cl。
第 4 页 共 4 页
－实验现象 生成白色沉淀 淀粉-KI试纸变蓝色 结论 氯水中含有Cl2 氯水中含有H ＋ 5
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”： ②溶液褪色，④有气泡冒出。
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是：
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)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. 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。
请设计简单的实验证明哪一个是正确的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20 mL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：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)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Ca＋HCO3＋OH== CaCO3↓＋H2O。 第二份HCO3＋H== CO2↑＋H2O。
(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) CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO。
第 5 页 共 5 页
－
＋
2＋
－－