第四章 第2讲 富集在海水中的元素——卤素

第2讲 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――――→得1e －H 2，Fe ，I －(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 ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3。

②与铜反应：Cu ＋Cl 2=====点燃CuCl 2。

(2)与非金属反应与H 2反应：H 2＋Cl 2=======点燃或光照2HCl 。

现象—⎪⎪⎪⎪――→燃烧时安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾――→光照时剧烈反应，发生爆炸，瓶口有白雾(3)与还原性无机化合物反应：①与碘化钾溶液反应：Cl 2＋2KI===2KCl ＋I 2。

②与SO 2水溶液反应：Cl 2＋SO 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HCl 。

③与FeCl 2溶液反应：Cl 2＋2Fe 2＋===2Fe 3＋＋2Cl －。

3．从化合价的角度认识Cl 2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：Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO 。

(2)与碱反应(完成下列化学方程式)①与烧碱反应：Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O ；②制取漂白粉：2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 。

漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl 2，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=====光(或△)2HCl ＋O 2↑。

②弱酸性：比碳酸酸性弱，电离方程式为HClO H ＋＋ClO －。

③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 －＋H 2O 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＋CO 2＋H 2O===2HClO ＋CaCO 3↓。

深度思考1．如遇到氯气泄漏应如何自救？答案 Cl 2密度比空气大，因此要逆着风向往高处转移。

由于Cl 2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Cl 2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Cl 2，漂白粉易吸收空气中的CO 2和水蒸气生成HClO ，HClO 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() A．FeCl2B．AlCl3C．FeCl3D．CuCl2答案 B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() A．NaOH B．Na2SO3C．FeBr2D．FeSO4答案 C解析Cl2具有较强的氧化性，而Fe2＋、Br－、SO2－3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(双选) () 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3 mol电子转移答案CD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() 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．先加入盐酸酸化，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存在答案 B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。

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(双选) ()A．再通入少量氯气，c(H＋)c(ClO－)增大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答案AD解析Cl 2溶于水后，存在如下平衡Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，HClOH＋＋ClO－，前者程度大，后者程度小，c(H＋)增大的多，c(ClO－)增大的少，c(H＋)c(ClO－)增大，A对；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，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·L－1。

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) () A．甲＝乙>丙B．甲>丙>乙C．丙>甲＝乙D．乙>丙>甲答案 B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。

(1)实验①得出的结论________________________________________________。

(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的_________________________________。

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：________________。

(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__________________________________________________________。

第二份__________________________________________________________。

(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)____________________________________________。

答案(1)由于饱和氯水中存在：Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的浓度增大(2)Ca2＋＋HCO－3＋OH－===CaCO3↓＋H2O HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O(3)CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO解析饱和氯水中存在：Cl2＋H2O HCl＋HClO的平衡体系，加入过量CaCO3后，2CaCO3＋2HCl===Ca(HCO3)2＋CaCl2，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使HCl浓度降低，平衡右移，Cl2浓度降低，溶液黄绿色褪去；HClO浓度增大，溶液漂白性增强。

由于滤液中含有HClO、CaCl2、Ca(HCO3)2等成分，Ca(HCO3)2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀；与HCl反应产生CO2气体；Ca(HCO3)2受热分解生成CaCO3沉淀和CO2气体。

氯水成分寻找方法及氯水性质的探究1．氯水成分寻找方法氯水中存在三个平衡关系：(1)Cl2＋H2O HCl＋HClO(2)HClO H＋＋ClO－(3)H2O H＋＋OH－根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。