2022届高考新教材化学人教版一轮复习学案：第四单元 第1节　海水中的重要非金属元素　海水资源的开发利用 WORD版含解析.docx

1、第四单元非金属及其化合物第1节海水中的重要非金属元素海水资源的开发利用备考要点素养要求1.掌握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)1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题,在卤素学习过程中,利用宏观和微观相结合的方式来认识物质及其递变规律,形成科学的方法论。2.科学态度与社会责任:将化学知识与技能的学习、创新意识和社会责任感的形成等方面的要求融为一体,充分认识海水资源的重要性。考点一氯及其化合物的性质及应用必备知识自主预诊知识梳理1.氯气的物理性质颜色气

2、味密度色气味比空气2.氯气的化学性质写出反应的化学方程式和相应现象,指出Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。微点拨Cl2具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如FeCl2不能由两种相应的单质化合而成。3.氯水的成分与性质(1)氯水的成分。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可能不同。(2)氯水的性质分析。(3)氯水性质的探究实验。实验操作现象结论说明观察氯水的颜色黄绿色含Cl2分子溶于水中的部分氯气与水发生反应向饱和氯水中加入AgNO3溶液白色沉淀含Cl-Ag+Cl-AgCl向饱和氯水中加有色布条;干燥氯气接触干燥

3、的有色布条布条褪色无明显现象HClO具有漂白作用氯气与水反应生成了HClO盛氯水的试管倒扣在水槽中,用强光照射试管有气泡产生HClO在光照下易分解2HClO2HCl+O2向紫色石蕊溶液滴加氯水溶液先变红色后褪色氯水具有酸性、强氧化性HCl、HClO都有酸性,HClO有强氧化性向饱和氯水中滴入FeCl2溶液溶液变为棕黄色Cl2有氧化性2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-微点拨(1)干燥的Cl2没有漂白性,但Cl2能使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的是HClO,故不能用pH试纸测量氯水的pH。(2)1molCl2与强碱溶液完全反应转移电子数为NA,而把1molCl2充入水中反应转移的电子数小于NA(

4、可逆反应)。4.氯的重要化合物(1)次氯酸(HClO)。不稳定性。次氯酸见光分解反应的化学方程式为。强氧化性。能使某些染料和有机色素褪色,可用作棉、麻和纸张的漂白剂;可用于自来水的杀菌、消毒。弱酸性。向NaClO溶液中通入少量CO2,发生反应的离子方程式为。向NaClO溶液中通入CO2(不论是少量还是过量),均生成HCO3-和HClO。原因是酸性:H2CO3HClOHCO3-。(2)次氯酸盐。漂白液。漂白粉。微点拨向Ca(ClO)2溶液中通入SO2生成的是CaSO4而不是CaSO3。次氯酸盐(含ClO-)不论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、SO32-、S2

5、-等还原性离子。自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2。()(2)标准状况下,11.2 L Cl2充入水中,反应转移的电子数为0.5 NA。()(3)Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性。()(4)氯气用作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化。()(5)新制取的漂白粉是混合物。()2.Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:盛放钢瓶储运要求远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪泄漏处理用NaOH、NaHSO3溶液吸收下列解释事实的方程式不正确的是()A.电解饱和食盐水制取Cl2:2

6、Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O2H+Cl-+ClO-C.浓氨水检验泄漏的氯气时产生白烟:8NH3+3Cl26NH4Cl+N2D.处理泄漏的氯气时NaHSO3溶液的作用:HSO3-+Cl2+H2OSO42-+3H+2Cl-关键能力考向突破考向1氯及其化合物的性质【典例1】(2020全国2,26)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许离子通过,氯气的逸出口是(填标号)。图(a)图(

7、b)(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数(X)=c(X)c(HClO)+c(ClO-),X为HClO或ClO-与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为。(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为。(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧

8、化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为 mol;产生“气泡”的化学方程式为。(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为 kg(保留整数)。易错警示(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有漂白作用。Cl2可使湿润的石蕊试纸先变红后褪色,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)工业上制

9、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。(3)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-与I-、Fe2+、S2-、SO32-不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。对点演练1(双选)(2020上海奉贤区一模)下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl2KCl+5Cl2+2MnCl2+8H2O对实验现象的“解释或结论”正确的是()选项实验现象解释或结论Aa处变蓝,b处变红棕色氧化性:Cl2Br

10、2I2Bc处先变红,后褪色氯气与水生成了酸性物质及漂白性物质Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性物质De处变红色还原性:Fe2+Cl-考向2氯水的多重性质及应用【典例2】(2020湖南张家界月考)在探究新制氯水成分及性质的实验中,依据下列方法和现象,不能得出相应结论的是()选项方法现象结论A观察氯水颜色氯水呈浅黄绿色氯水中含Cl2B向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水有无色气体产生氯水中含HClOC向红色纸条上滴加氯水红色纸条褪色氯水具有漂白性D向FeCl2溶液中滴加氯水溶液变成棕黄色氯水具有氧化性归纳总结氯水中的平衡(Cl2+H2OHCl+HClO)移动及应用向氯水中加入的物质或采取的措施粒子

11、的浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物c(Cl-)增大左移用饱和食盐水除Cl2中的HCl用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H+)和c(Cl-)增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H+)减小右移用NaOH溶液吸收多余的Cl2Ca(OH)2c(H+)减小右移制漂白粉CaCO3c(H+)减小右移制高浓度的HClO溶液光照c(HClO)减小右移氯水要避光保存或现用现配对点演练2(双选)在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是()A.再通入少量氯气,c(H+)c(ClO-)减小B.通入少量SO2,溶液漂白性增强C.加入少量的碳酸钠粉末,溶液pH增大,溶液漂白性增强D.光照过程中

12、,有气泡冒出,溶液的导电性增强考点二氯气的实验室制法及性质实验必备知识自主预诊知识梳理1.实验装置2.制取过程微点拨实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2时应注意以下四点(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。(2)加热时的温度: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残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。(4)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的

13、打“”。(1)将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2。()(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,所以加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发。()(3)除去Cl2中少量的HCl气体,可用饱和食盐水,也可用饱和碳酸氢钠溶液。()(4)过量浓盐酸与一定量的二氧化锰反应,MnO2能完全反应。()(5)检验氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸。()2.某科研小组对实验室制取氯气的装置进行改进,根据装置回答相关问题。(1)制备装置:用KMnO4代替MnO2,常温下即可反应,故不需要,反应原理为。图中橡皮管a的作用是使,便于分液漏斗中的液体流下。(2)净化装置:拓展装置中长颈漏斗的作用除用于检

14、查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞时的现象可能为。拓展装置还可以观察气体的生成速率。关键能力考向突破考向氯气的制备与性质探究【典例】(2020全国3,26)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。回答下列问题:(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是,a中的试剂为。(2)b中采用的加热方式是。c中化学反应的离子方程式是,采用冰水浴冷却的目的是。(3)d的作用是,可选用试剂(填标号)。A.Na2SB.NaClC.Ca(OH)2D.H2SO4(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶

15、,干燥,得到KClO3晶体。(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1 号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显色。可知该条件下KClO3的氧化能力(填“大于”或“小于”)NaClO。归纳总结制备氯气与性质探究实验的典型装置对点演练(2020山东泰安第四中学期中)如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置。(1)要将C装置接入B和D之间,正确的接法是a。(2)连接好装置,实验开始先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处的酒精灯。Cl2通过C装置后进入D,D装置内盛有

16、炭粉,发生氧化还原反应,生成CO2和HCl(g),发生反应的化学方程式为。(3)D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A中仍有少量Cl2产生,此时B中的现象是,B的作用是。(4)用量筒量取20 mL E装置中的溶液,倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中,然后再注入10 mL CCl4,盖好玻璃塞,振荡,静置于铁架台上(如图,铁架台省略),等分层后取上层液体和下层液体,呈黄绿色的是(填“上层液体”或“下层液体”,下同),再装入如图所示的烧杯中,能使有色布条褪色的是。(5)在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进,说明需要改进的理由并在方框中画出改进后的装置图:。深度指津氯气制

17、取装置的创新考查考点三卤族元素海水资源的开发利用必备知识自主预诊知识梳理1.卤族元素(1)卤素单质的相似性。都能与大多数金属反应:2Fe+3Br2Fe+I2都能与H2反应:H2+X2与水反应:X2+H2O(F2除外)与碱液(如NaOH溶液)反应:X2+2NaOH(F2除外)(2)卤素单质的递变性。颜色F2Cl2Br2I2颜色熔、沸点逐渐密度续表水溶性逐渐氧化性逐渐(3)卤素单质性质的特殊性。Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,保存时通常用水液封。I2易升华,淀粉遇I2变蓝色。Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯等)萃取。氟元素无正价,F2与H2O发生置换反应生成O

18、2:2F2+2H2O4HF+O2。F2不能从NaX水溶液中置换出X2(X代表Cl、Br、I)。微点拨(1)一般情况下,卤族元素单质能将同主族原子序数比其大的元素从其盐溶液中置换出来,但氟不能进行相应的置换,原因是F2能与水发生剧烈反应。(2)卤族元素的单质Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3+,而I2只能将铁氧化为Fe2+。(3)卤素氢化物的两大性质:酸性:HF是弱酸,HCl、HBr、HI是强酸。沸点:HClHBrHI,由于氟化氢分子间存在氢键作用,则氟化氢沸点高于HI。2.卤素离子的检验方法(1)AgNO3溶液(稀硝酸)沉淀法。未知液生成沉淀,则含有Cl-生成沉淀,则含有Br-生成沉淀,则含

19、有I-(2)置换萃取法。未知液有机层呈红棕色或橙红色,表明有Br-紫色、浅紫色或紫红色,表明有I-(3)氧化淀粉法检验I-。未知液溶液呈蓝色,表明有I-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、制备盐酸、纯碱、农药和漂白剂等。(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。富集:利用溴的挥发性,通入热空气或水蒸气,将吹出的溴蒸气用SO2吸收。反应的化学方程式为。(3)从海藻中提取碘。工艺流程:发

20、生反应的化学方程式:。(4)从海水中提取镁。工艺流程。基本步骤及主要反应。制熟石灰,CaO+H2OCa(OH)2沉淀Mg2+2OH-Mg(OH)2酸化蒸发结晶析出MgCl26H2O脱水在氯化氢气流中使MgCl26H2O脱水制得无水氯化镁电解电解熔融氯化镁制得镁:微点拨(1)由MgCl26H2O到无水MgCl2,必须在HCl气流中加热,以抑制MgCl2水解。(2)因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应,故工业上电解MgCl2得到的镁应在H2氛围中冷却。4.【实验活动】用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子【实验目的】(1)用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42-。(2)熟练掌握

21、溶解、过滤、蒸发等操作,认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。【实验用品】托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、漏斗、滤纸、蒸发皿、坩埚钳、铁架台(带铁圈)、石棉网(或陶土网)、酒精灯、火柴。粗盐、蒸馏水、0.1 molL-1 BaCl2溶液、20% NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6 molL-1盐酸、pH试纸。【实验步骤】(1)溶解:用托盘天平称取5 g粗盐,放入100 mL烧杯中,然后加入20 mL水,用玻璃棒搅拌,使粗盐全部溶解,得到粗盐水。(2)除去SO42-:向粗盐水中滴加过量的BaCl2溶液(约23 mL),使SO42-与Ba2+完全反应生成BaSO4沉淀,将烧杯

22、静置。(3)静置后,沿烧杯壁向上层清液继续滴加23滴BaCl2溶液,若不出现浑浊,则表明SO42-沉淀完全;若出现浑浊,则应继续滴加BaCl2溶液,直至SO42-沉淀完全。(4)除去Ca2+、Mg2+和过量的Ba2+:向上述除去SO42-之后的粗盐水中滴加过量的NaOH溶液(约0.25 mL),使Mg2+与OH-完全反应生成Mg(OH)2沉淀;然后滴加过量的饱和Na2CO3溶液(23 mL),使Ca2+和前面过量的Ba2+与CO32-完全反应生成沉淀。(5)用与(3)中类似的方法检验Mg2+、Ca2+和Ba2+是否沉淀完全。(6)将烧杯静置,然后过滤除去生成的沉淀和不溶性杂质。(7)向所得滤液

23、中滴加盐酸,用玻璃棒搅拌,直到没有气泡冒出,并用pH试纸检验,使滤液呈中性或微酸性。发生反应的化学方程式为NaOH+HClNaCl+H2O、Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2。(8)蒸发结晶:将滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌溶液。当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。(9)用坩埚钳将蒸发皿夹持到石棉网(或陶土网)上冷却,得到去除了杂质离子的精盐。【问题和讨论】(1)本实验中加入试剂的顺序是什么?按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的?(2)为什么每次所加的试剂都要略微过量?最后加入盐酸的目的是什么?(3)本实验中第(6)步和第(7)

24、步的操作顺序能否颠倒?为什么?自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)用CCl4萃取碘水中的碘,先振荡,后静置,液体分层,下层呈无色。()(2)实验室保存少量液溴时常加少量水液封,并用玻璃塞密封,不能用橡胶塞。()(3)类比Fe与Cl2的反应可知,Fe与I2反应的产物为FeI3。()(4)碘原子半径大于溴原子,HI比HBr热稳定性强。()(5)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3。()(6)浓硫酸不能用于干燥HBr、HI。()2.下列关于卤素(用X表示)的叙述,错误的是()A.卤素单质与水反应均可用X2+H2OHXO+HX表示B.HX都极易溶于水,它们的热稳定性随X的核电荷数

25、的增加而减小C.卤素单质的颜色由F2I2随相对分子质量增大而变深D.X-的还原性由弱到强的顺序为F-Cl-Br-Cl2I2C.生产等量的碘,途径和途径转移电子数目之比为52D.途径反应的离子方程式:3Cl2+I-+3H2O6Cl-+IO3-+6H+对点演练1下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是()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,有机层有色,则有Br-D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取无色的水层并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-考向2海水资源的综合利用【典例2】

26、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:(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,为除去这些离子,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:MgCl26H2OMgCl2+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

27、钠和溴酸钠,同时有CO2放出,该反应的离子方程式为;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。方法技巧从海水中提取物质的思路海水中提取溴和碘的反应都是将其-1价离子氧化成单质。在工业实际生产中,最主要的问题是如何将大量海水中分布的元素富集起来。溴的制取一般是氧化吹出吸收再氧化的路线,碘一般是由海带提取,主要过程是灼烧溶解过滤氧化萃取的路线。对点演练2(双选)(2020湖南衡阳第八中学月考)实验室模拟工业漂白液(有效成分为NaClO)脱除废水中氨氮(NH3或NH4+)的流程如下:粗盐水精制盐水Cl2漂白液氮气、NaCl下列分析正确的是()A.中

28、采用蒸馏的方法精制粗盐水B.中阳极的主要电极反应:4OH-4e-2H2O+O2C.中制备漂白液的反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2OD.中均发生了氧化还原反应网络构建核心速记1.特殊的颜色:Cl2黄绿色气体;Br2红棕色液体;I2紫黑色固体2.特殊的成分:新制氯水中含三种分子(Cl2、HClO、H2O)、四种离子(Cl-、ClO-、H+、OH-)3.X-(卤素离子)的检验4.气体制备的4个装置(1)制气;(2)净化;(3)收集;(4)尾气吸收5.必记的5个反应(1)Cl2+H2OHCl+HClO(2)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(3)Ca(ClO)

29、2+H2O+CO2CaCO3+2HClO(4)Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl(5)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O第四单元非金属及其化合物第1节海水中的重要非金属元素海水资源的开发利用考点一氯及其化合物的性质及应用必备知识自主预诊1.黄绿刺激性大2.2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2H2+Cl22HCl苍白氧化性Cl2+H2OHCl+HClOCl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O氧化性还原性2FeCl2+Cl22FeCl3SO2+2H2O+Cl2H2SO4+2HCl2KI+Cl22KCl+I2氧化性4.(1)2HClO2HCl+O2Cl

30、O-+CO2+H2OHCO3-+HClO(2)NaClOCl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2OCaCl2和Ca(ClO)2Ca(ClO)22Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O碱氧化Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClOCa(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO2HClO2HCl+O2自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)2.B电解饱和食盐水制取Cl2,电解反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2,A项正确;氯气用于自来水消毒,反应的离子方程式为Cl2+H2OH+Cl-+HClO,B项不正确;浓氨水检验泄漏

31、的氯气时产生白烟,发生反应的化学方程式为8NH3+3Cl26NH4Cl+N2,C项正确;处理泄漏的氯气时NaHSO3溶液的作用是把有毒的Cl2还原生成无毒的Cl-,该反应的离子方程式为HSO3-+Cl2+H2OSO42-+3H+2Cl-,D项正确。关键能力考向突破典例1答案(1)Na+a(2)10-7.5(3)2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O(4)1.25NaHCO3+NaHSO4CO2+Na2SO4+H2O(5)ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2O203解析(1)图(a)左侧电极为阳极,精制盐水中Cl-在阳极放电:2Cl-2e-Cl2,故Cl2从a口逸出,Na+通过离子交换膜进入阴极。

32、(2)次氯酸的电离常数表达式Ka=c(H+)c(ClO-)c(HClO),图(b)中(HClO)=(ClO-)时,对应溶液的pH为7.5,所以Ka=c(H+)=10-7.5。(3)Cl2Cl2O的过程中氯元素的化合价升高,由于Cl2与HgO的反应是歧化反应,则Cl2既是氧化剂又是还原剂,反应还应生成HgCl2,结合得失电子守恒配平反应的化学方程式为2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O。(4)由于题述生成ClO2的反应属于歧化反应,则酸性条件下生成ClO2的同时,应有NaCl生成,配平反应的离子方程式为5ClO2-+4H+4ClO2+Cl-+2H2O。生成1molClO2则消耗1.25molNa

33、ClO2。同时NaHSO4与NaHCO3反应会产生CO2:NaHCO3+NaHSO4CO2+Na2SO4+H2O。(5)酸性条件下ClO-与Cl-发生归中反应:ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2O。设原30%的NaOH溶液的质量为x,结合反应2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,可得方程:71gmol-1(x30%-1000kg1%)80gmol-1+x=1000kg解得x=796.74kg,则消耗Cl2为1000kg-796.74kg=203.26kg203kg。对点演练1 BDa处变蓝,b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr反应生成了I2、Br2,可证明氧化性:Cl2I2

34、,Cl2Br2,无法证明I2与Br2氧化性的强弱,A项错误;c处先变红,说明氯气与水反应生成酸性物质,后褪色,则证明氯气与水反应生成具有漂白性物质,B项正确;d处立即褪色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH,C项错误;e处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明还原性:Fe2+Cl-,D项正确。典例2B氯气为黄绿色气体,氯水呈浅黄绿色是因为溶解了氯气,A正确;向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,是因为HCO3-与氯水中的H+发生反应生成水和二氧化碳,B错误;红色纸条褪色,说明氯水具有漂白性,C正确;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变成棕黄色,是因为发生反应2FeC

35、l2+Cl22FeCl3,说明氯水具有氧化性,D正确。对点演练2 CD再通入少量氯气,由于此时已经为饱和溶液,所以氢离子和次氯酸根离子的比值不变,故A错误;氯气和二氧化硫在水溶液中会发生反应生成硫酸和盐酸,硫酸与盐酸不具有漂白性,因此反应后的溶液漂白性会逐渐减弱甚至消失,B错误;加入少量的碳酸钠粉末,Na2CO3与溶液中的HCl发生反应,溶液中c(H+)降低,使平衡Cl2+H2OHCl+HClO向正反应方向移动,次氯酸浓度增加,溶液pH增大,溶液漂白性增强,C正确;光照下,次氯酸易分解为HCl和O2,溶液中有气泡冒出,HClO分解使平衡Cl2+H2OHCl+HClO向正反应方向移动,最终导致溶

36、液中离子浓度增大,溶液的导电性会增强,D正确。考点二氯气的实验室制法及性质实验必备知识自主预诊2.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O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自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)2.答案(1)加热2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等(2)长颈漏斗中的液面会迅速上升关键能力考向突破典例答案(1)圆底烧瓶饱和食盐水(2)水浴加热Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O避免生成NaClO3(3)吸收尾气(Cl2)AC(4)过滤少量(冷)水洗涤(5)紫小于

37、解析实验装置分析:整套装置的最左端为氯气的发生装置,利用二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下制取氯气,由于盐酸有挥发性,导致氯气中含有杂质HCl和水蒸气。其中,氯气中的杂质HCl气体会影响后面KClO3和NaClO的制备,故需要用饱和食盐水(a中盛放试剂)除去氯气中的HCl杂质。b为氯气与KOH溶液在加热条件下制取KClO3的装置,发生的反应为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。c为氯气与NaOH溶液在较低温度下制取NaClO的装置,发生的反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。d为尾气的吸收装置,可防止污染环境,吸收氯气可用还原性物质或碱性溶液。(2)b中采用的是水浴

38、加热方法。c装置中反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,c中采用冰水浴的目的是防止温度较高氯气和NaOH溶液生成NaClO3。(3)d装置中应盛放还原性物质或碱性物质,故符合条件的试剂为A、C。(4)从溶液中获得晶体可采用的方法步骤为:冷却结晶过滤洗涤(少量冷水)干燥。(5)1号试管中的KClO3溶液不能将I-氧化为单质I2,而2号试管中的NaClO溶液可将I-氧化为I2,故在此条件下氧化性:KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后,静置一段时间可观察到液体分为两层,由于四氯化碳的密度大于水的密度,则碘的四氯化碳溶液在下层,呈紫色。对点演练答案(1)cbd(

39、2)2Cl2+C+2H2O4HCl+CO2(3)瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升贮存少量Cl2,避免Cl2造成污染(4)下层液体上层液体(5)D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易使E装置中的溶液发生倒吸,改进后的E装置如图所示:解析(1)由装置图判断,气体由B流经C进入到D中反应,气体通过盛有水的试管时应长进短出,否则不能通过C装置,检验装置气密性时,可利用微热或加入水的方式形成压强差,观察长颈漏斗液面的变化来判断气密性,具体操作有两种方法:一是关闭K和A中分液漏斗的活塞,微热圆底烧瓶,B中长颈漏斗内液面升高,停止加热后,长颈漏斗液面恢复至原位,则AB气密性良好;二是关闭K和A中分液漏斗的活

40、塞,往长颈漏斗中不断加水至没过长颈漏斗下端管口,若B中长颈漏斗内液面升高,且静置一段时间后高度保持不变,则AB气密性良好,要将C装置接入B和D之间,正确的接法是acbd。(2)由题意可知D装置中是Cl2、C和H2O反应生成HCl和CO2,则该反应的化学方程式为2Cl2+C+2H2O4HCl+CO2。(3)关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A处仍有少量Cl2产生,B中的气体逐渐增多,压强增大,则导致瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升,氯气有毒,不能直接排放到空气中,B可贮存少量氯气,并能防止空气污染。(4)氯气在CCl4中的溶解度大于在H2O中的溶解度,CCl4的密度比水大,分层后上层为

41、水层,其中含有次氯酸,下层为CCl4层,CCl4层溶有氯气呈黄绿色,水层中含有盐酸和次氯酸,次氯酸具有强氧化性,可使有色布条褪色。(5)D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易使E装置中的溶液发生倒吸,改进后的E装置应为。考点三卤族元素海水资源的开发利用必备知识自主预诊1.(1)2FeBr3FeI22HXHX+HXONaX+NaXO+H2O(2)加深升高增大减小减弱2.白色淡黄色黄色3.(2)Cl2+2Br-Br2+2Cl-Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4(3)Cl2+2I-I2+2Cl-(4)CaCO3CaO+CO2Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2OMgCl2(熔融)Mg

42、+Cl24.(1)提示本实验中加入除杂试剂的顺序是:BaCl2NaOHNa2CO3HCl。还有两种试剂加入顺序,也能达到同样的目的:BaCl2Na2CO3NaOHHCl;NaOHBaCl2Na2CO3HCl。(2)提示BaCl2过量,确保硫酸根被除尽;NaOH过量,确保镁离子被除尽;Na2CO3过量,确保钙离子和前面过量的钡离子被除尽。加入盐酸是为了中和过量的氢氧根离子和过量的碳酸根离子,这样就不引进杂质了。(3)提示不能。因为先加入盐酸会导致前面生成的碳酸钡、碳酸钙及氢氧化镁沉淀溶解。自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.A卤素单质中,氟气和水反应生成HF和O2,不符合X2

43、+H2OHXO+HX,A错误;卤素原子得电子能力越强,对应HX的热稳定性越强,卤素原子的得电子能力随X的核电荷数的增加而减小,所以HX的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小,B正确;卤素单质的颜色由F2到I2逐渐加深,由F2I2依次是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,C正确;卤素单质的氧化性由F2到I2逐渐减弱,对应离子的还原性F-Cl-Br-I2,由途径可知氧化性:IO3-I2,由途径可知氧化性:Cl2IO3-,故物质氧化性由强到弱的顺序为Cl2IO3-I2,B错误;假设反应产生1molI2,途径转移2mol电子,途径转移10mol电子,因此生产等量的碘,途径和途径转移电子数目之比为210=

44、15,C错误;途径中,Cl2把I-氧化为IO3-,Cl2被还原为Cl-,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得,反应的离子方程式为3Cl2+I-+3H2O6Cl-+IO3-+6H+,D正确。对点演练1 D在KI中加入足量新制氯水,也会置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定是否含有溴离子,A项错误;溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项错误;加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层是萃取单质碘而显色,并没有溴单质产生,C项错误。典例2答案(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl(Na2CO3在BaCl2之后,HCl最后即可)(2)2NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH防止Mg

45、Cl2水解(3)Br2+SO2+2H2O2Br-+4H+SO42-Cl2Br2SO2(4)3Br2+3CO32-5Br-+BrO3-+3CO2蒸馏解析(1)SO42-、Ca2+、Mg2+分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去Ca2+和过量的Ba2+,盐酸能除去过量的CO32-和OH-,所以可先加BaCl2溶液再加NaOH溶液和Na2CO3溶液,最后加入盐酸,所以正确的顺序为BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl(Na2CO3在BaCl2之后,HCl最后即可)。(2)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2OCl2+H2

46、+2NaOH。氯化镁遇水易发生水解,为抑制其水解,氯化镁晶体应在氯化氢氛围中脱水。(3)苦卤中通入Cl2已经置换出Br2,吹出后用SO2吸收Br2,使Br2转化为Br-,再用Cl2置换是为了富集溴元素,第一次吹出的Br2浓度太低,用SO2吸收主要起到富集溴的作用;在自发进行的氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,根据Cl2+2Br-Br2+2Cl-可知氧化性:Cl2Br2,根据SO2+2H2O+Br2H2SO4+2HBr可知氧化性:Br2SO2,所以氧化性强弱顺序为Cl2Br2SO2。(4)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为3

47、Br2+3CO32-5Br-+BrO3-+3CO2,最后再用H2SO4处理得到Br2,加入CCl4进行Br2的萃取,最后通过蒸馏操作分离得到溴单质。对点演练2 CD中采用蒸馏只能得到蒸馏水,得不到精制盐水,要得到精制盐水需要使用化学方法除去其中的杂质,A错误;阳极发生氧化反应,中阳极的主要电极反应为2Cl-2e-Cl2,B错误;生成的氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,中制备漂白液的反应为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,C正确;中电解氯化钠溶液生成氢气和氯气以及氢氧化钠、中氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水、中次氯酸钠与氨气反应生成氮气和氯化钠,均存在元素化合价的变化,发生了氧化还原反应,D正确。