高考一轮人教版化学第4章第2节富集在海水中的元素卤素ClBrI.docx

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高考一轮人教版化学第4章第2节富集在海水中的元素卤素ClBrI

第二节　

富集在海水中的元素——卤素（Cl、Br、I）

考纲定位

考情播报

1.掌握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．了解海水中提取Br2、I2、Mg的原理和方法。

4．了解氯及其重要化合物的制备方法。

2016·全国甲卷T28

（2）（4）/全国乙卷T10（D）、T28/全国丙卷T（7）C、T9（C）

2015·全国卷ⅠT7（D）、T28

（1）/全国卷ⅡT7（C）、T12、T28

2014·全国卷ⅠT8（B）、T13（B）/全国卷ⅡT27

（2）（3）

2013·全国卷ⅠT7（C）/全国卷ⅡT10（A）

2012·全国卷T7、T9D、T26、T27

（1）

考点1|氯及其化合物的性质和应用

[基础知识整合]

1．Cl2的性质及其应用（写出有关化学方程式）

Cl2在通常情况下，是一种黄绿色具有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2体积Cl2，密度比空气的大。

（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＋3Cl2

2FeCl3。

②与铜反应：

Cu＋Cl2

CuCl2。

（2）与非金属反应

与H2反应：

H2＋Cl2

2HCl，

（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＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。

氯水中含有的粒子有H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－。

（4）与碱反应

①制漂白液（NaClO）的离子方程式Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。

②制漂白粉的化学方程式2Ca（OH）2＋2Cl2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

（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：

2KI＋Cl2===I2＋2KCl。

②与SO2水溶液反应的化学方程式：

Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。

③与FeCl2溶液反应的离子方程式：

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

2．次氯酸的性质

（1）不稳定性：

2HClO

2HCl＋O2↑。

氯水须现用现配，保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处。

（2）强氧化性

①能将有色物质氧化为无色物质，有漂白性。

②杀菌、消毒。

（3）弱酸性

NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为2NaClO＋CO2＋H2O===2HClO＋Na2CO3。

3．漂白粉的性质

（1）主要成分为Ca（ClO）2和CaCl2，有效成分为Ca（ClO）2。

（2）化学性质

①水溶液呈碱性，水解的离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－

②与酸性物质作用生成强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。

（3）空气中失效的原理为Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,2HClO

2HCl＋O2↑。

[应用体验]

1．

（1）氯水可漂白有色物质是因为Cl2具有强氧化性而氧化有色物质对吗？

为什么？

（2）通过什么事实可以说明Cl2与H2O反应为可逆反应？

[提示]　

（1）不对。

因为氯水的漂白性是Cl2与H2O反应生成的次氯酸具有强氧化性。

（2）将少量Cl2通入水中，氯水为淡黄绿色，说明Cl2与H2O反应不完全。

2．对于可逆反应：

Cl2＋H2OHCl＋HClO。

填写下列表格。

移动方向

c（HClO）

c（H＋）

（1）加NaCl（s）

（2）加水　　　

（3）加CaCO3（s）

（4）光照　　　

[提示]　

（1）逆反应　减小　减小

（2）正反应　减小　减小

（3）正反应　增大　减小

（4）正反应　减小　增大

[考点多维探究]

角度1　氯气及其化合物的主要性质

1．某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，下列关于安全处理措施不正确的是（　　）

A．紧急组织群众沿逆风方向疏散

B．消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液

C．处在该环境中的群众，应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼处等待救援

D．处在该环境中的群众，应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移

C　[稀氨水挥发出的NH3具有强烈的刺激性气味，氯气的密度比空气的密度大，应往高处转移。

]

2．下列关于氯气及其化合物有关的说法不正确的是________（填序号）。

①氯气可使湿润的红布条褪色，所以氯气具有漂白性

②Cl2与过量Fe反应生成FeCl2

③1molCl2通入足量的水中反应，转移的电子数为1mol

④工业上利用Cl2与石灰乳反应制取漂白粉

⑤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，因迅速化合而爆炸

⑥氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸，溶液的pH变大

⑦氯水的杀菌消毒是因为含有Cl2，Cl2有强氧化性

⑧漂白液呈碱性的原因是ClO－水解

⑨漂白粉在空气中久置可生成CaCO3

⑩用Cl2消毒的自来水中可能含有有机氯化物对人体有害

[答案]　①②③⑥⑦

（1）氯气具有强氧化性，与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物，如FeCl2不能由单质化合生成。

（2）氯气没有漂白性，不能使干燥的有色布条褪色，但可使湿润的有色布条褪色，实际起漂白作用的是HClO。

（3）对于燃烧反应，Cl2也可以作助燃剂（即氧化剂）。

（4）常温下液态氯与铁不反应，故可用钢瓶贮运液氯。

（5）HClO不稳定，不能单独存在，只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。

角度2　氯水的多重性及其应用

3．（2014·江苏高考）在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是（　　）

【导学号：

95812068】

A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2

B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－

C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋

D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO

D　[A.Cl2的颜色为黄绿色，是因为氯水中溶解了黄绿色的Cl2，才使得氯水显示了浅黄绿色，A选项正确。

B．Cl－与Ag＋结合生成AgCl白色沉淀，B选项正确。

C．Cl2与水反应生成HCl和HClO，H＋与NaHCO3反应生成CO2气体，C选项正确。

D．氯水中的Cl2也能将Fe2＋氧化为Fe3＋，D选项错误。

]

4．向含酚酞的NaOH溶液中滴加氯水，溶液由红色变为无色，其原因可能有二：

一是氯水中含有HClO，因HClO具有漂白作用使溶液褪色；二是氯水中含有H＋，因发生中和反应使溶液褪色。

请设计简单的实验证明哪种原因是合理的。

[答案]　取褪色后的溶液再加入NaOH溶液，若又恢复红色，则说明后者合理；若不恢复红色，则说明前者合理。

（1）氯水性质的多重性

（2）氯水的组成及性质在应用中的常见误区

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制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，且1molCl2参加反应，转移电子数为NA。

③Cl2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与水反应生成了强氧化性的HClO。

④ClO－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。

考点2|卤素的性质与卤离子的检验　

[基础知识整合]

1．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，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．递变性

3.卤素及其化合物的特性

氟

①无正价，氧化性最强，F－的还原性最弱

②2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸

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

③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡皮塞

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.卤素离子的检验

（1）AgNO3溶液——沉淀法

未知液

生成

（2）置换——萃取法

未知液

有机层

（3）氧化——淀粉法检验I－

未知液

蓝色溶液，表明有I－

[应用体验]

1．下列哪些事实或实验能说明氧化性：

Cl2>Br2>I2________（填序号）。

①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深，而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入KI淀粉溶液中，溶液变蓝

②H2和Cl2的混合气体光照爆炸，H2和Br2的混合气体加热才能反应，而H2和I2反应更困难

③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低

④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差

⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小

[提示]　①②④

2．实验探究

（1）填写实验过程中的空白。

（2）分别写出反应①、③的离子方程式。

[提示]　

（1）无　橙红　无　紫红

（2）2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－、2I－＋Br2===I2＋2Br－。

[考点多维探究]

角度1　卤素的性质及其应用

1．下列关于卤素的叙述正确的是（　　）

【导学号：

95812069】

①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾

②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯

③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性

④氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成

⑤氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂

A．①③④　　　　　B．②③⑤

C．②④⑤D．①③

C　[①还原性F－＜Cl－＜Br－＜I－，KF最难被氧化；③AgBr、AgI见光均易分解，均具有感光性。

]

2．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。

实验过程：

Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。

Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。

Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。

Ⅳ.……

（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是________。

（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_____________________。

（3）B中溶液发生反应的离子方程式是__________________________。

（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是____________。

（5）过程Ⅲ实验的目的是______________________________________。

（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：

同主族元素从上到下________，得电子能力逐渐减弱。

[答案]　

（1）

（2）湿润的淀粉KI试纸变蓝

（3）Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

（4）打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色

（5）确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰

（6）原子半径逐渐增大

角度2　卤素离子的检验

3．下列叙述中正确的是（　　）

A．能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2

B．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液

C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－

D．某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色

B　[A项，使湿润的淀粉KI试纸变蓝的物质可能是Cl2、FeCl3溶液、NO2等；C项，I－不能被CCl4萃取，不显紫色；D项，CCl4的密度大于水的密度，下层显橙红色。

]

4．（2017·临沂模拟）鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是（　　）

①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥CCl4、淀粉溶液

A．①②④　　　　　B．②③⑥

C．②④⑤D．④⑤⑥

C　[氯水、CCl4分别加入NaCl溶液中，下层为黄绿色，加入NaBr溶液中，下层为橙红色，加入NaI溶液中，下层为紫红色；加入氯水、苯与加入氯水、CCl4现象相似；硝酸、AgNO3溶液与NaCl、NaBr、NaI溶液分别得到不同颜色的沉淀。

]

专项突破5　Cl2的实验室制法及其性质探究

命题点1　Cl2的制取、除杂、收集和尾气处理

1．实验装置

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。

[对点训练1]　（2017·烟台模拟）实验室制备氯气的装置如图。

图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是（　　）

A．①②④　　　　　B．①②③

C．①③④D．②③④

D　[②除HCl应用饱和NaCl，③洗气瓶干燥应从长管进气，④应用NaOH溶液。

]

[对点训练2]　（2017·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：

【导学号：

95812070】

（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_____________________。

（3）装置③中CCl4的作用是________________________________。

（4）乙同学认为甲同学实验有缺陷，不能证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种。

为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某个装置之后再加装置⑤。

你认为装置⑤应加在________之后（填装置序号），瓶中可以放入________。

（5）丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置⑤，只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液。

你认为可将溶液换成________，如果观察到__________的现象，则证明制Cl2时有HCl挥发出。

（6）若取过量的MnO2与一定体积的浓HCl（含溶质HCl为0.4mol）制备Cl2（假设HCl的挥发不计，装置气密性良好），则制备的Cl2总小于0.1mol的原因是

_________________________________________________________________。

[解析]　为验证其猜测，应先检验水蒸气的存在，之后再检验HCl的存在。

水蒸气的检验一般使用无水CuSO4（变蓝），HCl的检验一般使用AgNO3溶液（生成白色沉淀）。

但是Cl2的存在会干扰HCl的检验，故在检验HCl之前应先除去其中的Cl2（用CCl4吸收）。

在检验HCl之前为确认Cl2已经除尽，可在③之后增加装置⑤，其中可以放入湿润的KI淀粉试纸或湿润的有色布条等。

由于HCl的水溶液有酸性，能够使酸碱指示剂变为红色，而氯气的水溶液既有酸性也有漂白性，能够使紫色的石蕊试液先变红，后褪色，所以丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置⑤，只需将原烧杯中AgNO3溶液换成其他溶液，可将溶液换成紫色石蕊试液，如果观察到紫色石蕊试液变红而不褪色的现象，则证明制Cl2时有HCl挥发出。

[答案]　

（1）e　f　d　c　（e和f顺序可以交换）

（2）CuSO4　（3）吸收Cl2

（4）③　湿润的KI淀粉试纸（或湿润的有色布条等其他合理答案）

（5）紫色石蕊试液　紫色石蕊试液变红而不褪色

（6）随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应

（1）Cl2的制备过程中注意4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加热温度：

不宜过高，以减少HCl挥发。

③尾气吸收：

Cl2有毒，必须有尾气吸收装置，常用吸收剂为NaOH溶液或碱石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca（OH）2浓度小，吸收慢且吸收不完全。

④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）有关实验装置或装置试剂作用的答题模板

发生装置　　　生成……或产生……或制取……

⇓

除杂装置　　　除去（吸收）……防止……干扰（影响）或

除去……中的杂质，以免影响测量结果

⇓

性质实验装置　与……反应或验证……说明……

或比较……或检验……

⇓

收集装置　　　用……收集方法　利用……装置

⇓

尾气吸收装置　吸收……防止……的污染（影响）

命题点2　以Cl2的性质探究为主题的综合试题分析

常见实验装置如图所示：

注意：

在具体制备FeCl3、AlCl3、CuCl2的装置中还要注意防止他们的水解问题。

[对点训练3]　单晶硅是信息产业中重要的基础材料。

通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450～500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。

以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

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