(通用版)2020版高考化学一轮复习第四章第二节富集在海水中的元素学案(含解析).doc
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1、1富集在海水中的元素第二节富集在海水中的元素1.了解卤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了解卤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、反应原理、仪器和收集方法)。考点(一) 氯及其化合物 【点多面广精细研】1氯气的物理性质颜色 状态 气味 密度 毒性 溶解性黄绿色 气体 刺激性气味 比空气大 有毒 1 体积水溶解约 2 体积 Cl22.氯气的化学性质(1)与金属反应与铁反应:2Fe3Cl 2 2FeCl3。= = = = =点 燃 与铜反应:CuCl 2 CuCl2。= = = = =点 燃 (2)与非金属反应与 H2反应:H 2
2、Cl 2 2HCl,= = = = =点 燃 (3)与水反应:溶于水的氯气部分与水反应,离子方程式为Cl2H 2OH Cl HClO。2(4)与碱反应:与烧碱溶液反应的化学方程式为Cl22NaOH= =NaClNaClOH 2O。(5)与还原性无机化合物反应(书写离子方程式)与碘化钾溶液反应:2I Cl 2=I22Cl 。与 SO2水溶液反应:Cl2SO 22H 2O=4H 2Cl SO 。24与 FeCl2溶液反应:2Fe 2 Cl 2=2Fe3 2Cl 。3次氯酸(1)不稳定性:见光易分解,化学方程式为2HClO 2HClO 2。= = = = =光 照 (2)强氧化性能将有色物质氧化为无
3、色物质,作漂白剂。杀菌、消毒。能氧化 I 、S 2 、SO 、Fe 2 等还原性离子。23(3)弱酸性:向 NaClO 溶液中通入少量 CO2,离子方程式为ClO CO 2H 2O=HCO HClO 。 34次氯酸盐(1)漂白液有效成分:NaClO,漂白原理用化学方程式表示为2NaClOCO 2H 2O=Na2CO32HClO。 (2)漂白粉成分:漂白粉的主要成分是 Ca(ClO)2、CaCl 2,其中有效成分是 Ca(ClO)2。制备原理:化学方程式为 2Cl22Ca(OH) 2=CaCl2Ca(ClO) 22H 2O。漂白原理:化学方程式为 Ca(ClO)2H 2OCO 2=CaCO32H
4、ClO。(3)次氯酸盐的强氧化性漂白性:ClO 是一种弱酸的酸根离子。漂白液或漂白粉在潮湿的空气中,会与二氧化碳反应生成 HClO,故漂白液、漂白粉具有漂白性。强氧化性:ClO 不论在酸性还是碱性条件下都能跟 I 、Fe 2 、S 2 、SO 等发生23氧化还原反应,即 ClO 与 I 、Fe 2 、S 2 、SO 不能大量共存。23小题练微点判断下列说法的正误(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)氯气溶于水得氯水,溶液呈酸性且可以导电,所以氯气是电解质( )3(3)新制氯水必须用棕色试剂瓶密封保存,光照氯水有气泡逸出,该气
5、体是氯气( )(4)新制取的漂白粉是混合物( )(5)氯气可以使湿润的有色布条褪色,但是实际起漂白作用的物质是次氯酸,而不是氯气( )(6)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂( )(7)标准状况下,11.2 L Cl 2与水充分反应转移电子数为 0.5NA( )(8)“84”消毒液的消毒原理与 H2O2的相同,都是利用强氧化性( )(9)漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式:ClO CO 2H 2O=HClOHCO ( ) 3答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)学霸微提醒(1)实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,仅使极
6、少量气体飘进鼻孔即可。(2)Cl2与变价金属反应,均生成高价态金属氯化物。(3)向 NaClO 溶液中通入 CO2(无论是少量还是过量),均生成 HCO 和 HClO。 3氯水的性质1.判断下列说法的正误(正确的打“” ,错误的打“”)。(1)(2018北京高考)石蕊溶液滴入氯水中溶液变红,随后迅速褪色,与氧化还原反应无关( )(2)(2016全国卷)将 Cl2与 HCl 混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的 Cl2( )(3)(2016四川高考)氯气作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化( )(4)(2016上海高考)Cl 2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明 Cl2具有氧化性( )(5)(201
7、5广东高考)向含 I 的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,现象是溶液变成蓝色,说明氧化性:Cl 2I2( )答案:(1) (2) (3) (4) (5)2(2016上海高考)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是( )A碳酸钙粉末 B稀硫酸C氯化钙溶液 D二氧化硫水溶液解析:选 A 在氯水中存在反应:Cl 2H 2OH Cl HClO,若反应使溶液中c(HClO)增大,则溶液的漂白性会增强。A 项,由于酸性:HClH 2CO3HClO,所以向溶液中加入碳酸钙粉末,会发生反应:2HClCaCO 3=CaCl2H 2OCO 2,使化学平衡正向移动,导致 c(HClO)增大,
8、溶液的漂白性会增强,正确;B 项,若加入稀硫酸,使溶液中 c(H )增大,平衡逆向移动,溶液的漂白性减弱,错误;C 项,加入氯化钙溶液,不能发生反应,但对氯水起稀释作用,使溶液的漂白性减弱,错误;D 项,加入二氧化硫的水溶液,SO 2与4Cl2反应,平衡左移, c(HClO)减小,溶液的漂白性减弱,错误。归纳拓展1从化学平衡角度认识氯水的成分与应用(1)氯水的成分氯水中存在三个平衡关系 氯水中存在的粒子Cl 2H 2OHCl HClO;HClOH ClO ;H 2OH OH 3 种分子:H 2O、Cl 2、HClO,4 种离子:H 、Cl 、ClO 、OH (2)Cl2H 2OHCl HClO
9、 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 左移用饱和食盐水除 Cl2中的HCl盐酸c(H )和c(Cl )增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOH c(H )减小 右移 用 NaOH 溶液吸收多余 Cl2Ca(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2.从微粒组成角度认识氯水性质的多样性氯水的多种成分决定了它具有多重性质:Cl 2的强氧化性;HCl 的强酸性;HClO的强氧化性、弱酸性;Cl 的性质。在不同的反应中,氯水起作用的成
10、分不同,如表所示: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 =AgClH Na2CO3固体有气泡产生2H CO =CO223H 2OHClO有色布条布条颜色褪去发生氧化还原反应Cl2FeCl2溶液溶液变棕黄色2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl5Cl2、H 2O SO2 黄绿色褪去SO2Cl 22H 2O=4H 2Cl SO 24HClO、H紫色石蕊溶液先变红后褪色酸性和漂白性Cl2、H 镁粉氯水的颜色褪去并有气泡产生 MgCl 2=Mg2 2Cl 、Mg2H =Mg2 H 2氯的化合物的性质3.判断下列说法的正误(正确的打“” ,错误的打“”
11、)。(1)(2018全国卷)漂白粉可用于生活用水的消毒( )(2)(2017江苏高考)ClO 2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒( )(3)(2016全国卷)次氯酸盐具有氧化性,所以可用漂白粉漂白织物( )(4)(2014全国卷)漂白粉在空气中久置变质,原因是漂白粉中的 CaCl2与空气中的CO2反应生成 CaCO3( )答案:(1) (2) (3) (4)4(2016全国卷)NaClO 2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如图:回答下列问题:(1)NaClO2中 Cl 的化合价为_。(2)写出“反应”步骤中生成 ClO2的化学方程式_。(3)“电解”所用食盐水由粗盐
12、水精制而成,精制时,为除去 Mg2 和 Ca2 ,要加入的试剂分别为_、_。 “电解”中阴极反应的主要产物是_。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量 ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_,该反应中氧化产物是_。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克 Cl2的氧化能力。NaClO 2的有效氯含量为_。(计算结果保留6两位小数)解析:(1)由化合价规则知,NaClO 2中 Cl 的化合价为3。(2)由工艺流程图可以看出SO2、H 2SO4、NaClO 3为反应物,ClO 2、NaHSO 4为生成物,再根据化合
13、价升降法配平得出化学方程式为 SO2H 2SO42NaClO 3=2ClO22NaHSO 4。(3)粗盐水精制时除去 Mg2 通常用 NaOH溶液,生成 Mg(OH)2沉淀,过滤除去;除去 Ca2 通常用 Na2CO3溶液,生成 CaCO3沉淀,过滤除去。电解时阴极为得电子极,因此产物的化合价应降低,即生成 NaClO2。(4)由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量 ClO2知,反应物之一为 ClO2,再由生产工艺流程图知,用的吸收试剂是 NaOH、H 2O2,由生产工艺流程图知产物之一为 NaClO2,由 ClO2生成 NaClO2,Cl 的化合价由4 变为3,化合价降低,ClO 2
14、为氧化剂,则 H2O2为还原剂,化合价升高,生成氧气,再由电子守恒得,此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 21,该反应中氧化产物是 O2。(5)由信息知,要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克 Cl2的氧化能力,先求得 1 g NaClO2变为 Cl 转移的电子数为 4,再设有 x 190.5g Cl2变为 Cl 的氧化能力与 1 g NaClO2的氧化能力相当,列方程得 4 2,解190.5 x71得 x1.57,即为有效氯含量。答案:(1)3(2)2NaClO3SO 2H 2SO4=2ClO22NaHSO 4(3)NaOH 溶液 Na 2CO3溶液 ClO (或 NaClO2)
15、 2(4)21 O 2 (5)1.57归纳拓展1高考常考的含氯化合物近几年高考对含氯化合物的考查,不仅仅局限于 HClO 和 NaClO、Ca(ClO) 2等,还涉及ClO2、NaClO 3、NaClO 2、KClO 3等物质。(1)1 价的 HClO 、NaClO 和 Ca(ClO)21 价的含氯化合物一般具有很强的氧化性和漂白性,是常用的强氧化剂或漂白剂。如 Ca(ClO)24HCl(aq)= = CaCl22Cl 22H 2O;2Fe(OH)33ClO 4OH =2FeO 3Cl 5H 2O (FeO 强氧化剂)。24 24(2)4 价的 ClO2ClO2是一种新型净水剂,具有很强的氧化
16、性,如 2ClO2Na 2O2= 2NaClO2O 2(3)5 价的 NaClO3、KClO 35 价的氯元素具有较强的氧化性,是常用的氧化剂。如 KClO36HCl= =KCl3Cl 23H 2O;2KClO3 2KCl3O 2。= = = = =MnO2 72有效氯含量有效氯含量的实质是指每克的含氯化合物中所含氧化态氯的氧化能力相当于多少克氯气的氧化能力。其本质是氧化还原反应的电子得失守恒。如 ClO2有效氯含量的计算方法如下,设 ClO2的有效氯含量为 x,则5 2, x2.63 g。1 g67.5 gmol 1 x71 gmol 11有关 Cl2的性质,下列说法不正确的是( )ACl
17、2有毒但可用于自来水消毒B能与 NaOH 溶液反应生成两种正盐C能 与 Fe反 应 生 成 FeCl2D一定条件下与 H2反应产生苍白色火焰做 一 当 十 归纳:Cl 2与 Fe 反应只能生成 FeCl3,与物质的量无关,而 O2与 Fe 反应生成 Fe3O4,S与 Fe 反应生成 FeS,说明氧化性:Cl 2O2S。 解析:选 C Cl 2与 H2O 反应生成 HCl 和 HClO,HClO 具有强氧化性,能够杀菌消毒,故 A 正确;Cl 2能够与 NaOH 反应生成 NaCl、NaClO 和 H2O,NaCl、NaClO 都是正盐,故 B 正确;Cl 2与 Fe 反应生成 FeCl3,故
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