1第第 1313 讲讲 富集在海水中的富集在海水中的元素元素卤素卤素考纲要求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 NaFe2Fe3Cl22FeCl3Cu2NaCl2 =点燃2NaCl=点燃CuCl2 =点燃CuCl2与非金属：H2Cl22HCl=点燃或光照与水：Cl2H2OHClHClO22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3Cl2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ClAg=AgCl HNa2CO3固体有气泡产生2HCO=23CO2H2OHClO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 =4H2ClSO24HClO、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 ( )ABC 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4将 SO、Fe2、I等氧化。23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，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=2FeCl323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：B55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)H2OHClOHCl K2103.4HClOHClO Ka？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(g)H2O2HClOCl K1010.9B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)H2O2HClOCl KK1K2Ka，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 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。62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：7装置试剂实验现象实验目的A浓硫酸B干燥红布条无明显变化C湿润红布条红布条褪色验证干燥的氯气无漂白作用，湿润的氯气有漂白作用DFeCl2溶液溶液由浅绿色变棕黄色E淀粉KI 溶液溶液变蓝色F铁粉产生棕色烟验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性化合物反应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 ( )(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。82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9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 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