高考化学 教材归详析 4.2 富集在海水中的元素 氯

冠夺市安全阳光实验学校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＋Cl22NaCl（产生白烟）
b.Cu＋Cl2CuCl2（产生棕黄色的烟）
c.2Fe＋3Cl22FeCl3（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＋Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸 H2＋Cl22HCl（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
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：2HClO2HCl + 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：
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
①Br 2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。

白色
浅黄色
黄色
Br-
I-
蓝色
(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Cl2FeCl2溶液
溶液由浅绿色
变为棕黄色
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Cl2、H2O SO2
氯水颜
色褪去
SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
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
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＋
(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
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MnO 2时可用KMnO 4代替，此时可不加热。

另外KClO 3、K 2Cr 2O 7、Ca(ClO)2、PbO 2等也可代替MnO 2；②加热温度不宜过高，否则制得的Cl 2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Cl 2，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Cl 2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MnO 2反应，制得的Cl 2的体积(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AgNO 3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AgNO 3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，MnO 2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
MnO 2
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
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)。