版高考化学一轮复习第4章第1节富集在海水中的元素卤素ClBrI教学案新人教版.docx
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版高考化学一轮复习第4章第1节富集在海水中的元素卤素ClBrI教学案新人教版
第一节 富集在海水中的元素——卤素（Cl、Br、I）
考纲定位
核心素养
1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。
3.掌握Cl2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——认识氯及其化合物的性质及应用，形成“性质决定应用”的观念。
2.微观探析——能从氯原子的结构理解Cl2的性质，形成“结构决定性质”的观念。
3.科学探究——科学探究Cl2的制备原理及其性质，并进行实验探究验证。
4.社会责任——认识氯及其化合物对环境的影响，具有绿色和环保的意识。
考点一|氯及其化合物的性质和应用
1．Cl2的物理性质
Cl2在通常情况下，是一种黄绿色具有强烈刺激性气味的有毒气体，可溶于水，通常状况下，1体积水能溶解约2体积Cl2，密度比空气的大。
提醒：
（1）实验室里闻有毒性气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔；
（2）Cl2泄漏时，应逆风向高处跑。
2．Cl2的化学性质及应用
（1）与金属反应：
与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与钠反应：
2Na＋Cl22NaCl（有白烟生成）。
②与铁反应：
2Fe＋3Cl22FeCl3（生成棕红色烟，溶于水得黄色溶液）。
③与铜反应：
Cu＋Cl2CuCl2（生成棕黄色烟，溶于水呈蓝色）。
（2）与非金属反应
①与H2反应：
H2＋Cl22HCl，
②与P反应：
2P＋3Cl22PCl3，PCl3＋Cl2PCl5。
（3）与水反应
溶于水中的部分氯气与水反应，
离子方程式为Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO。
①新制氯水的粒子成分有三分子为H2O、Cl2、HClO，四离子为H＋、Cl－、ClO－、OH－。
②氯水保存：
棕色试剂瓶中，冷暗处放置。
③次氯酸（HClO）的三性
a．不稳定性：
2HClO2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在溶液中。
b．强氧化性
c．弱酸性（比H2CO3弱）
NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。
[深度归纳] 氯水的多重性
注意：
（1）氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性。
因此，氯水要现用现配。
（2）Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了具有强氧化性的HClO。
（3）ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO
等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
（4）与碱反应——制漂白剂或消毒剂
①制漂白液（NaClO）的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
漂白液也可用于消毒杀菌。
②制漂白粉的化学方程式为2Ca（OH）2＋2Cl2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。
漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca（ClO）2，有效成分为Ca（ClO）2，漂白粉也可用于消毒杀菌。
③漂白粉的主要性质
a．Ca（ClO）2水溶液呈碱性，水解的离子方程式为ClO－＋H2O
HClO＋OH－。
b．与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。
提醒：
漂白粉在空气中失效的原理为Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑。
（5）与还原性无机化合物反应
①与碘化钾溶液反应的化学方程式为2KI＋Cl2===I2＋2KCl。
②与SO2水溶液反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
③与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合放出大量热而爆炸。
（ ）
（2）1molCl2通入足量H2O中充分反应，转移电子数为NA。
（ ）
（3）氯气可使湿润的红布条褪色，所以氯气具有漂白性。
（ ）
（4）漂白粉溶液中通入SO2的离子方程式为2ClO－＋SO2＋Ca2＋＋H2O===2HClO＋CaSO3↓。
（ ）
（5）为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可。
（ ）
答案：
（1）√
（2）× （3）× （4）× （5）×
⊙考法1 氯气的性质与应用
1．如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晶体中滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面（已知：
2KMnO4＋16HCl===2KCl＋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
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：
Cl2＞Br2＞I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水反应生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水反应生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：
Fe2＋＞Cl－
D [a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：
Cl2>I2、Cl2>Br2，但不能证明氧化性：
Br2>I2，A错误；c处先变红，说明氯气与水反应生成酸性物质，后褪色，说明氯气与水生成的HClO具有漂白性，B错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水反应生成的酸性物质中和NaOH的原因，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，证明还原性：
Fe2＋>Cl－，D正确。
]
2．如图所示，在A处通入氯气，关闭B阀时，C处干燥的红布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色。
则D瓶中盛放的溶液不可能是（ ）
A．浓硫酸 B．NaOH溶液
C．饱和Na2SO3溶液D．饱和氯化钠溶液
D [解决本题的关键是要明确装置的特点及起漂白作用的是HClO或潮湿的Cl2。
首先根据打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色，说明A处通入的Cl2为潮湿的，在关闭B阀时潮湿的Cl2通过了D瓶，看不到C处干燥的红布条有明显变化，说明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸气。
]
⊙考法2 氯水的性质及探究
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（ ）
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
C [饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。
]
4．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20mL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）。
解析：
氯水中存在平衡：
Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO。
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
＋OH－===CaCO3↓＋H2O HCO
＋H＋===CO2↑＋H2O
（3）CaCl2、Ca（HCO3）2、HClO
[思维建模]
Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质
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
①用饱和食盐水除Cl2中的HCl
②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Cl2
NaOH
c（H＋）减小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca（OH）2
c（H＋）减小
右移
制漂白粉
CaCO3
c（H＋）减小
右移
制高浓度的HClO溶液
光照
c（HClO）减小
右移
氯水避光保存或现用现配
⊙考法3 新型含氯化合物的性质
5．二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色易溶于水的气体，是一种安全无毒的绿色消毒剂，常用于饮用水消毒。
下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是（ ）
A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n（氧化剂）∶n（还原剂）＝1∶4
B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO
＋ClO
＋H2O
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．ClO2的消毒效率（单位质量的氧化剂得到的电子数）是Cl2的2.63倍
C [A项，酸性条件下ClO
发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：
4H＋＋5ClO
===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，
≈2.63。
]
6．氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4～5倍，下列有关氯胺（NH2Cl，Cl为＋1价）的说法一定不正确的是（ ）
A．氯胺的水解产物为NH2OH（羟氨）和HCl
B．氯胺与水反应的化学方程式为NH2Cl＋H2O
NH3＋HClO
C．氯胺中氯的非金属性弱于氮
D．氯胺的消毒原理与漂白粉相似
A [NH2Cl＋H2O
NH3＋HClO，反应生成的HClO能杀菌消毒。
该水解反应是一个可逆反应，HClO杀菌后浓度减小，平衡向右移动，氯胺转化成HClO；相反，当HClO浓度较高时，平衡向左移动，转化为氯胺，相当于暂时“贮存”，避免其分解损失，这样就延长了消毒时间。
]
考点二|氯气的实验室制法及性质探究
1．Cl2的实验室制法
（1）实验装置
（2）实验原理及过程
①反应原理：
用强氧化剂MnO2（其他氧化剂KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca（ClO）2等）氧化浓盐酸。
其方程式为MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
其他制取Cl2的原理：
a．14HCl＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
b．16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
c．6HCl（浓）＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
d．4HCl＋Ca（ClO）2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
其中，a、b、d使用稀盐酸就可发生反应产生氯气。
②制备装置类型：
固体＋液体气体。
③净化方法：
用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。
④收集气体：
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，不用Ca（OH）2溶液吸收的原因是Ca（OH）2溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。
⑥验满方法：
将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
[深度归纳] Cl2实验室制法中的注意事项
（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。
2．Cl2性质探究的示例分析
装置
试剂
实验现象
实验目的
A
浓硫酸
－
验证干燥的氯气无漂白作用，湿润的氯气（含HClO）有漂白作用
B
干燥红色布条
无明显变化
C
湿润红色布条
红色布条褪色
D
FeCl2溶液
溶液由浅绿
色变棕黄色
验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性化合物反应
E
淀粉KI溶液
溶液变蓝色
F
Mg或Na
产生白烟
G
NaOH溶液
－
吸收多余的氯气
注意：
在制备FeCl3、AlCl3、CuCl2的装置中还要注意防止它们的水解问题，即F装置的前后分别加干燥装置。
1．正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）除去氯气中HCl杂质可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。
（ ）
（2）足量的MnO2与40mL10mol·L－1浓盐酸加热条件下反应转移0.2mol电子。
（ ）
（3）用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4。
（ ）
（4）吸收多余Cl2可以用澄清石灰水。
（ ）
（5）干燥Cl2的干燥剂可以是浓硫酸、P2O5和CaCl2中的任意一种。
（ ）
答案：
（1）×
（2）× （3）× （4）× （5）√
2．下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是：
B___________________________________________________________；
C___________________________________________________________；
D___________________________________________________________。
答案：
向上排空气收集氯气 安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中 吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
⊙考法1 氯气的实验室制法及性质探究
1．（2019·南昌模拟）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__________________________________；
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：
____________________________________________
___________________________________________________________。
（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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入________（填字母）。
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
硅胶
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的
有色布条
湿润的
有色布条
干燥的
有色布条
干燥的
有色布条
（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___________________________________________________________
___________________________________________________________。
解析：
（1）漂粉精中Ca（ClO）2为氧化剂，氧化浓HCl生成Cl2。
（2）堵塞时瓶内气压增大，漏斗内液面上升。
（3）干燥Cl2无漂白性，从B中出来的Cl2不干燥，Ⅰ中布条一定褪色，故应使Ⅱ为Cl2的干燥剂，Ⅲ处的布条为干燥布条。
（4）根据置换反应原理说明X2的氧化性：
Cl2＞Br2＞I2，进而说明非金属性强弱。
（5）I2在苯中呈紫红色。
答案：
（1）Ca（ClO）2＋4HCl（浓）===CaCl2＋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
⊙考法2 以含氯化合物制备为实验目的的综合实验
2．（2019·陕西名校联考）氯化亚砜（SOCl2）是一种液态化合物，沸点为77℃，在农药、制药行业中用途广泛。
SOCl2遇水剧烈反应，产生白雾和带有刺激性气味的气体。
实验室合成SOCl2的原理为SO2＋Cl2＋SCl2===2SOCl2，部分装置如图所示。
回答下列问题：
（1）实验室制取SOCl2时，所选仪器的连接顺序是⑥→________→①②←________（某些仪器可以多次使用）。
（2）冷凝管口③是________（填“进水”或“出水”）口，冷凝管上连接干燥管的作用是___________________________________________________________。
（3）本实验中制取Cl2的离子方程式为_______________________________。
SOCl2与水反应的化学方程式为___________________________________
___________________________________________________________。
（4）已知SCl2的沸点为50℃。
实验结束后，将三颈烧瓶中的混合物分离开的实验操作名称是________。
若反应中消耗的Cl2的体积为896mL（已转化为标准状况，且SO2足量），最后得到纯净的SOCl26.76g，则SOCl2的产率为________（保留两位有效数字）。
（5）取少量三颈烧瓶中充分反应后的液体，加入足量NaOH溶液，振荡、静置得到无色溶液，检验溶液中存在Cl－的方法是______________________
___________________________________________________________。
解析：
（1）由题中给出的部分仪器的连接顺序可知，①中通入的是纯净干燥的Cl2，故将⑥导出的Cl2先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶；②中通入的是干燥的SO2，利用⑦所在的装置制取二氧化硫，然后用浓硫酸干燥。
（2）应从冷凝管的下口进水，上口出水；由题意可知，冷凝管上连接干燥管的作用是吸收逸出的Cl2、SO2，同时防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl2水解。
（3）本实验中可利用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气；由SOCl2遇水剧烈反应，产生白雾和带有刺激性气味的气体可知，SOCl2与水反应得到SO2和HCl。
（4）可用蒸馏的方法将三颈烧瓶中的混合物分离开；由Cl2～2SOCl2可知，理论上得到SOCl2的质量为
g＝9.52g，则SOCl2的产率为
×100%≈71%。
（5）检验Cl－时要排除SO
的干扰，故操作方法为：
取少量溶液于试管中，加入过量Ba（NO3）2溶液，静置，取上层清液，滴加HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中存在Cl－。
答案：
（1）⑫→⑪→⑨→⑩ ⑩←⑨←⑦
（2）进水 吸收逸出的Cl2、SO2，防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl2水解
（3）MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl
（4）蒸馏 71%（或0.71）
（5）取少量溶液于试管中，加入过量Ba（NO3）2溶液，静置，取上层清液，滴加HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中存在Cl－
[答题模板] 有关实验装置或装置试剂作用的答题模板
考点三|卤素的性质与卤素离子的检验
1．卤素单质的相似性
卤素原子核外最外层电子数均为7，易得到电子，表现非金属性。
（1）都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
（2）都能与H2反应生成HX：
X2＋H2===2HX（X代表Cl、Br、I，下同）。
（3）都能与水反应：
X2＋H2O===HX＋HXO（F2例外：
2F2＋2H2O===4HF＋O2）。
（4）都能与碱溶液反应：
X2＋2OH－===X－＋XO－＋H2O（F2例外）。
2．卤素的递变性
卤素（从F→I）的电子层依次增多，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。
颜色
颜色加深
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
还原性（X－）
3．卤素及其化合物的特性
氟
①氧化性最强，F－的还原性最弱
②与H2反应在暗处即爆炸，F2与盐溶液反应时，F2先与H2O反应
③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒
溴
①Br2是红棕色液体，易挥发
②Br2易溶于有机溶剂，CCl4、汽油可作Br2的萃取剂
③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡胶塞
④AgBr具有感光性，见光易分解，可用于照相的底板
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可用于补碘，防治甲状腺肿大
⑤AgI具有感光性，见光易分解，可用于人工降雨
4.卤素离子的检验
（1）AgNO3溶液——沉淀法
提醒：
Br2、I2在水、有机溶剂中的颜色比较
Br2
I2
水
橙色→黄色
褐色→黄色
有机溶剂
（苯、CCl4、汽油）
橙红色→橙色
紫色→紫红色
正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）由Fe与Cl2反应生成FeCl3可推测Fe与I2反应生成FeI3。
（ ）
（2）Cl2、F2与H2O反应的原
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