1、第2讲 富集在海水中的元素氯、溴和碘,考点一 氯元素的单质及其化合物的性质及应用,考点二 氯气的实验室制法及实验探究,总纲目录,考点三 卤素单质及其工业制备方法,高考真题演练,考点一 氯元素的单质及其化合物的性质及应用,1.氯气的物理性质,注意 实验室里闻有毒气体及未知气体的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.氯气的化学性质 (1)与金属反应(2)与非金属单质反应 与H2反应: H2+Cl2 2HCl,(3)与水反应 溶于水的氯气部分与水反应的离子方程式为 Cl2+H2O H+Cl-+ HClO 。,(5)与还原性无机化合物反应,(4)与碱反应,(6)与
2、有机物反应,3.次氯酸 (1)不稳定性 在光照下易分解,化学方程式为 2HClO 2HCl+O2 。 氯水须现用现配,保存在棕色瓶中,置于冷暗处。 (2)强氧化性 a.能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。 b.杀菌、消毒。,(3)弱酸性 NaClO溶液中通入CO2,发生反应的化学方程式为 NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO 。,4.次氯酸盐 (1)漂白液,(2)漂白粉,1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2 ( ) (2)氯气溶于水得氯水,溶液呈酸性且可以导电,所以氯气是电解质( ) (3)Cl2的电子式为
3、 ,HClO的结构式为HClO( ) (4)氯气可以使湿润的有色布条褪色,但是实际起漂白作用的物质是次 氯酸,而不是氯气 ( ) (5)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂( ),(6)Cl2与水反应的离子方程式:Cl2+H2O 2H+Cl-+ClO- ( ) (7)Cl2通入NaOH溶液的离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O ( ) (8)标准状况下,11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA ( ) (9)“84”消毒液的漂白原理与SO2的相同,都是利用强氧化性 ( ) (10)“84”消毒液与“洁厕灵”混用消毒效果会更好 ( ) (11)漂白粉溶
4、液在空气中失效的离子方程式:ClO-+CO2+H2O HClO +HC ( ),2.【深度思考】 (1)氯水中存在三个平衡关系: (2)根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。 三种分子: 、 、 。 四种离子: 、 、 和 。,答案 (1)Cl2+H2O HCl+HClO HClO H+ClO- H2O H+OH- (2)H2O Cl2 HClO H+ Cl- ClO- OH-,题组一 氯气的性质及应用,1.(2018安徽合肥模拟)下列氯化物中,既能由金属和氯气直接化合制得, 又能由金属和盐酸反应制得的是 ( B ) A.FeCl2 B.AlCl3 C.FeCl3 D.CuCl2,
5、解析 2Fe+3Cl2 2FeCl3,Fe+2HCl FeCl2+H2,故A、C错误;D 项,Cu与盐酸不反应。,2.(2018辽宁大连模拟)向下列溶液中通入氯气,现象和结论描述正确的 是 ( B ) A.品红溶液:红色褪去,加热该褪色溶液,仍无色;氯气具有漂白性 B.紫色石蕊溶液:先变红,后褪色;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸 C.含酚酞的氢氧化钠溶液:红色褪去;氯气只作氧化剂 D.硫化钠溶液:溶液变浑浊;氯气只作还原剂,解析 氯气没有漂白性,次氯酸有漂白性,A错误,B正确;氯气与氢氧 化钠反应,氯气既是氧化剂,又是还原剂,C错误;硫化钠与氯气反应,氯气 作氧化剂,D错误。,题组二 氯水及次氯
6、酸盐的性质,3.在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是 ( C ) A.再通入少量氯气, 减小 B.通入少量SO2,溶液漂白性增强 C.加入少量的碳酸氢钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强 D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱,解析 饱和氯水不能再溶解Cl2,各成分的浓度不变,A错误;SO2+Cl2+ 2H2O 2HCl+H2SO4,Cl2+H2O H+Cl-+HClO平衡左移,HClO浓度减 小,漂白性减弱,B错误;加入少量NaHCO3粉末,消耗H+,使Cl2+H2O H+ +Cl-+HClO平衡正向移动,HClO的浓度增大,C正确;光照过程中HClO分 解,生成O2和HC
7、l,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D错误。,4.下列有关Ca(ClO)2溶液的叙述正确的是 ( C ) A.该溶液中,K+、Cl-、CH3COOH、I-可以大量共存 B.与Na2SO3溶液反应的离子方程式:ClO-+S S +Cl- C.不可使用pH试纸测定该溶液的pH D.1 L 0.1 molL-1该溶液和足量的CO2充分反应,产生10 g沉淀,解析 Ca(ClO)2溶液具有强氧化性,能将I-氧化,所以I-不能大量存在 于Ca(ClO)2溶液中,A错误;ClO-能将S 氧化为S ,S 又会与Ca2+形 成CaSO4沉淀,B错误;Ca(ClO)2溶液具有漂白性,能使pH试纸褪色,因此不
8、能用pH试纸测定该溶液的pH,C正确;Ca(ClO)2溶液与足量的CO2反应生 成HClO和Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2易溶于水,不产生沉淀,D错误。,5.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与下图中四种 物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间的反应,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 。,答案 (1)d (2)溶液中产生白色沉淀 2H+C CO2+H2O (3)2FeCl2+Cl2 2FeCl3,解析 氯水中含Cl2
9、,可将FeCl2氧化:2FeCl2+Cl2 2FeCl3;含H+,可使石 蕊溶液变红,可与C 反应放出CO2:2H+C CO2+H2O;含Cl-,可 与AgNO3溶液反应生成白色沉淀:Ag+Cl- AgCl;含HClO,有漂白 性,可使变红的石蕊溶液褪色。,反思归纳,1.氯水的性质,2.氯水中平衡(Cl2+H2O H+Cl-+HClO)移动的应用,考点二 氯气的实验室制法及实验探究,1.氯气的实验室制法, MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O 注意 实验室制氯气时也可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3代替MnO2, 且反应不需要加热,如2KMnO4+16HCl(浓)
10、2KCl+2MnCl2+5Cl2+8 H2O。 (2)装置类型:固体+液体 气体。 (3)净化方法:通过盛饱和食盐水的洗气瓶除去HCl,再通过盛浓硫酸的 洗气瓶除去水蒸气。,(1)反应原理:,(4)收集方法: 向上排空气 法或 排饱和食盐水 法。 (5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收,离子方程式为 Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O 。,2.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。,1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”
11、)。 (1)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl ( ) (2)足量的MnO2与40 mL 10 molL-1浓盐酸在加热条件下反应转移 0.2 mol电子 ( ) (3)实验室制Cl2的离子方程式:MnO2+4HCl Mn2+2Cl-+Cl2+2H2O ( ),(5)用MnO2和浓盐酸制备纯净Cl2时可让气体产物先通过浓硫酸,后通过 饱和食盐水 ( ),(4)制取氯气时要缓缓加热,温度过高会导致HCl大量挥发 ( ),2.下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。(1)A装置中发生反应的离子方程式为 ,反应中氧化剂是 ,还原剂是 ,标准状况下,收集到11.2 L Cl2
12、时,转移电子的数目为 。 (2)装置B、C、D的作用分别是: B: ; C: ; D: 。,答案 (1)2Mn +16H+10Cl- 2Mn2+5Cl2+8H2O KMnO4 HCl NA或6.021023 (2)除去Cl2中混有的HCl气体 用向上排空气法收集氯气 吸收尾气,防 止氯气进入空气中污染环境,题组一 氯气的制取,1.实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气,主要操作如下: 将圆底烧瓶固定在铁架台上;把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯 确定铁圈的高度,固定铁圈,放上石棉网;用药匙向烧瓶中加入MnO2, 再向分液漏斗中加入浓盐酸,并将导管放入集气瓶中;检查气密性; 在圆底烧瓶上装好分液漏斗,
13、连接好导管。最好的实验操作顺序是 。,答案 ,2.下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的 的是 ( ),答案 C 解析 MnO2和浓盐酸反应制取Cl2需要加热,A项错误;除Cl2中的HCl 应用饱和食盐水,B项错误;将MnCl2溶液蒸干无法得到MnCl24H2O, D项错误。,3.(2019江西南昌模拟)为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气 和HCl挥发出来,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答问题:(1)请根据甲同学的意图,连接相应的装置,接口顺序:b接 ,接 , 接a。 (2)U形管中所盛试剂的化学式为 。,答案 (1)e f c d(e和f顺序可以交换
14、) (2)CuSO4 (3) 湿润的KI-淀粉试纸(或湿润的有色布条等其他合理答案) (4)紫色石蕊试液 紫色石蕊试液变红而不褪色,解析 (1)为验证气体产物,应先检验水蒸气的存在,之后再检验HCl的 存在。 (2)水蒸气的检验一般使用无水硫酸铜。 (3)在检验HCl之前为确认Cl2已经除尽,可在之后增加装置,其中可 以放入湿润的有色布条等。,题后悟道 实验室制取Cl2时应注意的四点 (1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。 (2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥 发。 (3)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,避免 污染空气
15、。 (4)尾气不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小,吸收 不完全。,解析 用题图所示仪器和药品在实验室制取FeCl3的流程为:故仪器连接顺序为aedcbh(i)i(h)g。,5.(2018山东济宁教学质量检测)Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的 气体,是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯酸,与有机物、 还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所 示。,已知:Cl2O的熔点为-116 ,沸点为3.8 ;Cl2的沸点为-34.6 ;HgO+2Cl2 HgCl2+Cl2O。 下列说法中不正确的是 ( C ),A.装置、中盛装的试剂依次是饱和食盐水
16、和浓硫酸 B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,减小爆炸危险 C.从装置中逸出气体的主要成分是Cl2O D.装置与之间不用橡胶管连接,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸,解析 制取Cl2O需要干燥纯净的氯气,所以、中盛装的试剂依 次是饱和食盐水和浓硫酸,A项正确;Cl2O易爆炸,所以通入干燥空气的 目的是将生成的Cl2O稀释,减小爆炸危险,B项正确;装置是为了收集 Cl2O,所以温度低于3.8 ,此时氯气是气体,逸出的气体主要是空气和反 应剩余的Cl2,C项错误;Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸,装置与 之间不用橡胶管连接,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸,D项正确。,考点三 卤素单质及其工业制
17、备方法,1.卤素单质的物理性质,2.卤素单质性质的相似性 (1)都能与大多数金属反应:如2Fe+3Br2 2FeBr3 、Fe+I2 FeI2 。 (2)都能与H2反应生成 HX (X代表F、Cl、Br、I,下同)。 (3)都能与水反应:X2+H2O HX+HXO (F2、I2例外)。 (4)都能与碱液(如NaOH溶液)反应:X2+2NaOH NaX+NaXO+H2O (F2、I2例外)。,3.卤素单质性质的递变性,4.特殊性质,5.卤素离子的检验 (1)沉淀法 未知液 生成 (2)萃取法 未知液 有机层呈,(3)淀粉法检验I- 未知液 蓝色 溶 液,表明原溶液中有I-,6.工业制备方法 (1
18、)海水提取溴 a.流程b.发生反应的化学方程式 .2NaBr+Cl2 Br2+2NaCl;,.Br2+SO2+2H2O 2HBr+H2SO4; .2HBr+Cl2 2HCl+Br2。 (2)从海洋植物中提取碘 a.流程b.涉及反应的离子方程式:2I-+Cl2 2Cl-+I2。,化学方程式为 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 。,(3)氯气的制取氯碱工业,1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3 ( ) (2)F2通入氯化钠溶液中可置换出Cl2 ( ) (3)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3 ( ) (4)
19、能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝的气体一定是Cl2 ( ) (5)向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡、静置,下层溶液显紫红色,证明 原溶液中含有I- ( ),(6)碘易升华,可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2( ) (7)工业上电解饱和NaCl溶液制备金属钠 ( ) (8)萃取碘水中的I2时,常用乙醇、乙烯等有机物作为萃取剂 ( ),2.【深度思考】 向含有Br-、I-、S 、Fe2+的混合溶液中,逐滴加入氯水,依次发生反应 的离子方程式为 。,答案 S +Cl2+H2O S +2Cl-+2H+、2I-+Cl2 I2+2Cl-、2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-、2Br-+Cl2 Br2+
20、2Cl-,题组一 卤族元素的性质及应用,1.下列对卤素的说法不符合递变规律的是 ( D ) A.F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱 B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱 C.F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强 D.卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,颜色逐渐变浅,密度逐渐增大,解析 卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,颜色逐渐加深。,2.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 ( A ),解析 Cl2通过时发生反应Cl2+2NaBr
21、2NaCl+Br2,通过时发 生反应Cl2+2KI 2KCl+I2,通过时发生反应Cl2+2NaOH NaCl+ NaClO+H2O,因Cl2为黄绿色,Br2的水溶液为橙色,淀粉遇I2变蓝,NaCl、 NaClO均为无色,故选A。,反思归纳,1.常见粒子的氧化性:Mn (H+)Cl2Br2Fe3+I2S。,2.常见粒子的还原性:S2-S I-Fe2+Br-Cl-。,题组二 卤素离子的检验,3.鉴别NaCl、NaBr、NaI溶液可以选用的试剂是 ( C ) 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Na
22、Br、NaI反应:2NaBr+Cl2 2NaCl+ Br2、2NaI+Cl2 2NaCl+I2,Br2、I2均可被CCl4萃取,通过观察CCl4层颜 色可鉴别,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,且均不溶于稀HNO3,可鉴别,正确;同 类似,可鉴别,正确。,4.下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是 ( D ) A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br- B.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,有机层有颜色,则有Br- D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取水层并
23、加入氯水,溶液呈橙黄色, 则含有Br-,解析 A项,KI可与新制氯水反应生成单质碘而使溶液变色,故不能 确定是否含有溴离子;B项,溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪 色;C项,有机层中因含有单质碘而显紫红色,不能确定是否含有溴离子。,题组三 海水资源的开发利用,5.海水开发利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.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂 D.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,答案 C 解析 工业上常采用Ca(OH)2作为沉淀剂,C项错误。,解析 A项,试剂a具有氧化
24、性,可选用酸化的双氧水;B项,酒精与水 互溶,不能用于萃取含I2水溶液中的I2;C项,经过步骤分离得到了溶液 和灰渣,该操作是过滤;D项,灼烧海藻应该在坩埚中进行,步骤是萃取 分液,需要用到分液漏斗。,1.判断正误(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)(2018课标)1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成CH3Cl分子数为1.0NA ( ) (2)(2018课标)漂白粉不用于生活用水的消毒 ( ) (3)(2016课标)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2 ( ) (4)(2016课标)漂白粉能漂白织物的原因是次氯酸盐具有氧化性( ),高考真题演练,(5)(201
25、6课标)将浓盐酸与MnO2共热产生的气体先通过浓H2SO4,后通 过饱和食盐水来制备纯净Cl2 ( ),2.(2018江苏单科,5,2分)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能 达到实验目的的是 ( ),A.用装置甲灼烧碎海带 B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液 C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2 D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2 尾气,答案 B 解析 本题考查化学实验基本操作。A项,灼烧碎海带应在坩埚中进 行,错误;C项,用MnO2和浓盐酸制备Cl2需要加热,错误;D项,吸收尾气 中的Cl2要用NaOH溶液,不能用饱和NaCl溶液,错误。,3.(2016课标,28,14分)
26、NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白 织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题: (1)NaClO2中Cl的化合价为 。,(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 。 (3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+, 要加入的试剂分别为 、 。“电解”中阴极反应的主 要产物是 。 (4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应 中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,该反应中氧化产物 是 。,(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克 含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯
27、 含量为 。(计算结果保留两位小数),答案 (1)+3 (2)2NaClO3+SO2+H2SO4 2ClO2+2NaHSO4 (3)NaOH溶液 Na2CO3溶液 Cl (或NaClO2) (4)21 O2 (5)1.57,解析 (2)根据图示可确定反应物和生成物,然后根据得失电子守恒和 原子守恒即可写出反应的化学方程式。 (3)粗盐水精制时用NaOH溶液除Mg2+,用Na2CO3溶液除Ca2+;根据图示可 知“电解”过程中发生的反应为2ClO2+2NaCl Cl2+2NaClO2,由此 可知,在电解池的阴极上ClO2得电子生成NaClO2,故阴极反应的主要产 物为NaClO2。 (4)据图示可知反应物有ClO2、NaOH、H2O2,生成物有NaClO2,其中 O2、 Na O2,Cl的化合价降低,则必有元素化合价升高,可推出H2 ,根据得失电子守恒可得氧化剂ClO2与还原剂H2O2的物质的量之比为 21,该反应中氧化产物是O2,还原产物是NaClO2。 (5)NaClO2、Cl2作为消毒剂时,还原产物均为Cl-。设NaClO2的有效氯含 量为x,则 4= 2,解得x1.57。,
