1、第2节 富集在海水中的元素 氯、海水资源利用,考纲要求:1.掌握氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。(宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想) 2.了解氯单质及其重要化合物对环境的影响。(科学态度与社会责任) 3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。(证据推理与模型认知),-3-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,氯及其化合物的性质及应用 1.氯气的物理性质,黄绿,有,大,易,-4-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.氯气的化学性质 写出反应的化学方程式和部分反应现象,指出Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。
2、,棕褐,棕黄,苍白,氧化性,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,氧化性,还原性,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl,2KI+Cl2=2KCl+I2,氧化性,-5-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.氯的重要化合物 (1)次氯酸。,弱,棕色,漂白,-6-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,CaCl2和Ca(ClO)2,Ca(ClO)2,2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,碱,氧化,Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO,Ca(C
3、lO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO,-7-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,自主练习 1.能否用pH试纸测量氯水的pH?为什么?,提示 不能。原因是氯水中含有HClO,能将pH试纸漂白而褪色。,-8-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.经氯气消毒的自来水,若用于配制以下溶液: KOH AgNO3 NaHCO3 FeCl2 NaI NaHS NaHSO3 会使配制的溶液变质的是( ) A.全部 B. C. D.,A,解析 氯水含有Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-(极少量);KOH与H+反应而变质;Ag
4、NO3与Cl-反应生成氯化银沉淀; NaHCO3与H+反应生成二氧化碳;FeCl2与Cl2反应生成氯化铁;NaI与Cl2反应生成单质碘;NaHS与Cl2反应生成硫单质;NaHSO3被Cl2氧化成硫酸钠,A项正确。,-9-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.(2019江西九江模拟)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.NaBr溶液 B.碳酸钙粉末 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液,解析 在氯水中存在反应:Cl2+H2O H+Cl-+HClO,若反应使溶液中c(HClO)增大,则溶液的漂白性会增强。由于NaBr与Cl2反应消耗Cl2,导致上
5、述可逆反应化学平衡逆向移动,溶液中c(HClO)减小,A项错误;由于酸性HClH2CO3HClO,所以向溶液中加入碳酸钙粉末,会发生反应:2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2,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,B项正确;加入氯化钙溶液,增大Cl-浓度,化学平衡逆向移动且溶液对氯水起稀释作用,使溶液的漂白性减弱,C项错误;加入二氧化硫的水溶液,与次氯酸发生氧化还原反应,溶液中c(HClO)减小,溶液的漂白性减弱,D项错误。,-10-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,考向1 氯单质及其化合物的性质 例1(2019湖北崇阳一中月
6、考)将一定量的Cl2通入一定浓度的苛性钾溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),生成物中有三种含氯元素的离子,其中ClO-和 两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的变化如图所示。下列说法不正确的是( )A.反应中转移电子的物质的量是0.21 mol B. 的生成可能是由于温度升高引起的 C.苛性钾溶液中KOH的质量是16.8 g D.一定有3.36 L氯气参加反应,答案,解析,-11-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,归纳总结(1)Cl2可使湿润的有色布条褪色,不能使干燥的有色布条褪色,说明Cl2没有漂白性,而是HClO起漂白作用。Cl2可使湿润的石蕊试纸
7、先变红后褪色,原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红,HClO使变色后的石蕊褪色。 (2)HClO不稳定,不能单独存在,只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。 (3)工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得,而不是用氯气与石灰水反应。 (4)“84”消毒液的主要成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用,其原因是ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O。,-12-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,(5)ClO-不论是在酸性还是碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO
8、-与I-、Fe2+、 不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。,-13-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,对点演练 (2019湖南岳阳第一中学质检)氯酸是强酸,在酸性介质中是强氧化剂,可与碘单质发生反应2HClO3+I2=2HIO3+Cl2,若碘单质过量,还会发生反应Cl2+I2=2ICl。下列有关说法正确的是( ) A.HIO3是碘元素的最高价氧化物对应的水化物 B.化学方程式表明I2的氧化性强于Cl2 C.反应中,每形成0.1 mol非极性键,转移1 mol电子 D.ICl在烧碱溶液中发生水解,生成物为NaI和NaClO,答案,解析,-14-,考点一,考
9、点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,考向2 氯水的多重性质及应用 例2(2019湖南张家界月考)氯气的水溶液称为“氯水”,氯水中含有多种分子和离子,因此氯水有多重性质,下列有关新制氯水的说法中不正确的是( ) A.新制氯水加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明氯水中含有Cl2 B.新制氯水滴在蓝色石蕊试纸上,试纸先变红色后褪色,可说明氯水中含有Cl2 C.向淀粉碘化钾溶液中加入氯水,溶液变成蓝色,说明氯水有氧化性 D.新制氯水滴到Na2CO3溶液中,有气体产生,说明氯水中含有H+,答案,解析,-15-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,归纳总结1.氯水的
10、成分 氯水性质的多重性:新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。,-16-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.氯水的性质分析,-17-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.氯水中平衡移动的应用,-18-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,对点演练 (2019北京东城模拟)有关氯气和氯水的叙述正确的是 ( ) A.饱和氯水久置时Cl-增多、水分子减少 B.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在 C.向新制氯水中通入SO2,氯水的漂白能力将增
11、强 D.向KI淀粉试纸上滴加氯水,使试纸变蓝的一定是氯分子,A,解析 饱和氯水久置时次氯酸分解生成氯化氢和氧气,使平衡Cl2+H2O HCl+HClO向正反应方向进行,所以Cl-增多、水分子减少,A项正确;验证氯水中的Cl-时,不能用盐酸酸化,原因是加入盐酸,会引入Cl-,B项错误;向新制氯水中通入SO2,反应生成硫酸和盐酸,漂白能力减弱,C项错误;Cl2和HClO均能氧化I-生成I2,使试纸变蓝,D项错误。,-19-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,氯气的实验室制法及性质实验 1.实验装置,-20-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.
12、制取过程,饱和食盐水,浓硫酸,排饱和食盐水 向上排空气,NaOH,淀粉碘化钾,蓝色石蕊,-21-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,自主练习 1.含0.4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2共热,能否得到0.1 mol Cl2?为什么?,2.实验室里能否用K2Cr2O7(或KClO3)代替MnO2与浓盐酸反应制取Cl2?若能,写出反应的离子方程式。,提示 不能。随着反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,不能再被MnO2氧化;同时由于盐酸具有挥发性,反应过程中HCl也会挥发。,-22-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.实验室用MnO2和浓盐酸制
13、Cl2时,有如下操作:连好装置,检查气密性;缓缓加热;加入MnO2粉末;从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸;将多余氯气用NaOH溶液吸收;用向上排空气法收集氯气。正确的顺序是( ) A. B. C. D.,D,解析 气体制备装置的连接顺序:从下到上,从左到右;装入药品的顺序为:先固后液。结合氯气的实验室制法可知D项正确。,-23-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,考向 氯气的制备与性质探究 例如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。(1)制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸,则相关反应的化学方程式为 。 (2)装置B中饱和食盐水的作用是 ;
14、 同时装置B也是安全瓶,监测实验进行时装置C是否发生堵塞,请写出发生堵塞时装置B中的现象: 。,-24-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此装置C中、处依次放入 (填字母)。,(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D装置中缓缓通入一定量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为 色,说明氯的非金属性强于溴。 (5)打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡后静置。观察到的现象是 。,-25-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,答案 (1)Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaC
15、l2+2Cl2+2H2O (2)除去Cl2中的HCl 长颈漏斗中液面上升,形成水柱 (3)d (4)棕黄 (5)装置E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色,-26-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,解析 (1)根据氧化还原反应的规律,次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2+2H2O。(2)浓盐酸易挥发,反应制取的氯气中含有HCl,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;若装置C发生堵塞,装置B中的压强会增大,长颈漏斗中液面上升,形成水柱。(3)验证氯气是否具有漂白性,要对比验证干燥氯
16、气和湿润氯气有无漂白性,因此处应为湿润的有色布条,处应为干燥剂,处应为干燥的有色布条,U形管中应用固体干燥剂。(4)当向装置D中缓缓通入少量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为棕黄色,发生反应:Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2。(5)打开活塞,将装置D中含Br2的少量溶液加入装置E中,发生反应:Br2+2KI=2KBr+I2,碘单质溶于苯呈紫红色,振荡后静置,观察到的现象是装置E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色。,-27-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,易错警示实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意的地方: (1)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热
17、温度不宜过高,以减少HCl的挥发。 (2)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为溶液中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。,-28-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,归纳总结制备氯气与性质探究实验的典型装置,-29-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,对点演练 (2019湖北随州调研)如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( )A.abcdefgh B.aedcbhig C.adecbhig D.acbdehif,答案,解析,-30-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二
18、,考点三,卤族元素 海水资源的开发利用 1.卤族元素 (1)卤素单质的相似性。 都能与大多数金属反应:,2FeBr3,FeI2,2HX,HX+HXO,NaX+NaXO+H2O,-31-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(2)卤素单质的递变性。,加深,升高,增大,减小,减弱,增强,-32-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,Cl-,Br-,I-,-33-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,3.海水资源的综合利用 (1)氯碱工业。 工艺流程:产物及其用途:阴极产物是NaOH和H2,阳极产物是Cl2。产物可用于冶炼金属、
19、制备盐酸、纯碱、农药和漂白剂等。,-34-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(2)海水提取溴。 工艺流程:步骤及主要反应: 浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中Br-得到浓缩。 氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-=Br2+2Cl-。 富集:利用溴的挥发性,通入热空气或水蒸气,吹出的溴蒸气用SO2吸收。反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4。,-35-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(3)海带中提取碘。 工艺流程:氧化过程发生反应的化学方程式: 。,Cl2+2I-
20、=I2+2Cl-,-36-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,自主练习 1.检验Cl-时加入稀硝酸的作用是什么?能否用稀硫酸代替?,2.KI淀粉试纸常用于检验哪些物质?,提示 排除 等离子的干扰;不能用稀硫酸代替,因为Ag2SO4微溶于水。,提示 检验强氧化性物质,如Cl2、Br2、O3、FeCl3溶液等。,-37-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,3.(2019河南南阳月考)利用海水提取溴和镁的过程如下,下列说法不正确的是( )A.工业溴中含少量Cl2,可用NaOH溶液除去 B.工业上常利用电解熔融MgCl2冶炼金属镁 C.富集溴元素过程
21、中,空气吹出法利用了溴易挥发的性质 D.若提取1 mol Br2,至少需要标准状况下44.8 L的Cl2,答案,解析,-38-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考向1 卤族元素的性质及卤离子检验 例1(2019浙江杭州模拟)鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、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 CCl4、淀粉溶液 A. B. C. D.,答案,解析,-39-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,归纳总结卤素单质性质的特殊性 (1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥
22、发且有毒,通常用水液封来保存。 (2)I2易升华,淀粉遇I2变蓝色。 (3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯)萃取。 (4)氟元素无正价,F2与H2O发生置换反应生成O2: 2F2+2H2O=4HF+O2。 (5)F2不能从NaX水溶液中置换出X2(X代表Cl、Br、I)。,-40-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练 (2019湖北武汉三中月考)碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,几种粒子之间有如图所示关系,根据图示转化关系推测下列说法不正确的是 ( )A.可用淀粉KI试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘 B.足量C
23、l2能使湿润的淀粉KI试纸变白的原因可能是 5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl C.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2I2 D.途径中若生成1 mol I2,反应中转移的电子数为10NA,答案,解析,-41-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考向2 海水资源的综合利用 例2(2019广东珠海调研)海水是宝贵的资源宝库,目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料。如图是海水综合利用的部分流程图,据图回答问题:,-42-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、 等离子,为除去
24、这些离子,所加试剂及其先后顺序为(写化学式): 。 (2)电解饱和食盐水的化学方程式为 。 制取MgCl2的过程中涉及反应:MgCl26H2O MgCl2+6H2O,该反应要在HCl气氛中进行,原因是 。 (3)苦卤中通入Cl2置换出Br2,吹出后用SO2吸收,写出用SO2吸收时发生反应的离子方程式: ,由此判断Cl2、Br2、SO2的氧化性由强到弱的顺序为 。 (4)也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,同时有CO2放出,该反应的离子方程式是 ;最后再用H2SO4处理得到Br2,之后加入CCl4进行Br2的萃取,最终用 方法得到单质Br2。,-43-,考点一,考点二,
25、考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-44-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-45-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-46-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,归纳总结由于海水中钠、镁、溴、碘元素都以化合态形式存在且含量较低,所以需要先富集再提取,提取过程要通过氧化还原反应将元素从化合态转化为游离态。因此题目中常涉及: (1)物质的分离提纯操作,如结晶、过滤、萃取和分液等。 (2)氧化还原反应、电解原理等理论。,-47-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练 海水开发利
26、用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 B.获取金属Mg可采用电解MgCl2溶液的方法 C.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收 D.粗盐可采用沉淀除杂质和重结晶等过程提纯,答案,解析,-48-,2,3,1,-49-,1,2,3,1.(2019湖北武汉武昌区模拟)如图所示。若关闭阀门,打开阀门,让一种含氯气的气体经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不褪色;若关闭阀门,打开阀门,再通入这种气体,布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是( ) 浓硫酸 饱和氯化钠溶液 亚硫酸钠溶液 饱和碳酸氢钠溶液 A. B. C. D.,答案,解析,-50-,1,2,
27、3,2.(2019湖北黄石月考)用下列装置制备并检验Cl2的性质,下列有关说法正确的是( ),A.图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部反应 B.图中:充分光照后,量筒中剩余气体约为10 mL(条件相同) C.图中:生成蓝色的烟,若在集气瓶中加入少量水,所得溶液呈绿色 D.图中:干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条能褪色,说明Cl2有漂白性,答案,解析,-51-,1,2,3,3.(2019湖南怀化月考)ClO2和NaClO2均具有漂白性,工业上由ClO2气体制取NaClO2固体的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( )A.通入的空气可将发生器中产生的ClO2全部驱赶到吸收器中 B.吸收器中生成NaClO2的离子方程式为 2ClO2+H2O2=2 +2H+O2 C.步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥 D.工业上将ClO2气体制成NaClO2固体,其主要目的是便于贮存和运输,答案,解析,
