1、学案19 富集在海水中的元素(一)氯及其化合物考纲要求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化合物对环境质量的影响。知识点一氯元素的存在和原子结构1氯元素在自然界中以_存在，其中主要以_形式存在于海水中，是最重要的成盐元素。2氯元素位于元素周期表中第_周期第_族，原子结构示意图为_，最外层有 _ 个电子，容易得到 _ 个电子形成 _ 个电子的稳定结构。是活泼的非金属元素。知识点二氯气1物理性质通常情况下，氯气是_色_气味的_体。密度比空气_，有_，易_，能溶于水，通常1体积水约溶解 _ 体积氯气，其水溶液称为氯水。实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：_。
2、2化学性质(1)与金属反应铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为：_(_色烟)；_(_色烟)(2)与非金属反应氢气在氯气中燃烧的化学方程式为：_(_色火焰)。(3)与水反应氯气与水反应的化学方程式：_。(4)与碱反应(完成下列化学方程式)与烧碱反应：_，制取漂白粉：_。漂白粉的主要成分是_，有效成分是_。(5)跟还原性物质反应(完成下列化学方程式)氯气与KI溶液：_。氯气与FeCl2溶液：_。向氯水中通入SO2：_。问题思考1思考并回答下列问题：(1)Cl2为什么易液化？常见的易液化的气体还有哪几种？ (2)用什么现象说明Cl2溶于水时只有少量Cl2与水发生了反应？ (3)将Cl2通入石蕊试液中的现
3、象是什么？能用pH试纸测定氯水的pH值吗？ (4)常见的有特殊颜色的气体有哪些？各显什么颜色？ 知识点三含氯化合物1次氯酸(HClO)(1)不稳定性：化学方程式为_。(2)弱酸性：比碳酸酸性_，电离方程式为_。(3)强氧化性：具有_性。2Ca(ClO)2的主要化学性质(1)稳定性比HClO_。(2)水解显_性，其水解离子方程式：_。(3)与酸反应生成_，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为_。问题思考2漂白粉为何要密封保存？ 一、氯水的成分和性质1氯水的成分氯气溶于水，发生反应的离子方程式是Cl2H2OHClHClO，其中含有的分子有Cl2、H2O、HClO，共3种；含有的离子有Cl、H
4、、OH、ClO，共4种。2液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性粒子种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H、Cl、ClO、OHH2O、H、Cl、OH3.氯水的性质(1)完成下列表格中的内容填空在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释ClAgNO3溶液白色沉淀ClAg=AgClHNa2CO3固体有气泡产生2HCO= CO2H2OHClO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2Fe2Cl2=2Fe32ClCl2、H2OSO2
5、黄绿色褪去SO2Cl22H2O=4H2ClSOHClO、H石蕊试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MgCl2= Mg22ClMg2H=Mg2H2(2)氯水的多种成分决定了氯水的化学性质表现出多样性，根据上述表格归纳总结氯水的主要化学性质。 4Cl2H2OHClHClO平衡移动的应用(1)完成下列表格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)_(1)用饱和食盐水除Cl2中的HCl (2)用排饱和食盐水收集Cl2盐酸c(H)和c(Cl)_次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H)_用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H)_制漂白粉
6、CaCO3c(H)_制高浓度的HClO溶液光照c(HClO)_氯水避光保存或现用现配(2)平衡移动原理的应用用排饱和食盐水的方法收集Cl2的原理是什么？除去Cl2的混有的HCl气体时，所选最佳试剂是什么？ 如何制备较高浓度的HClO? 如何保存氯水？ 典例导悟1(2011山东威海联考)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。实验序号实验方法实验现象结论将氯水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中淀粉KI试纸变蓝色氯水中含有Cl2将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中氯水中含有H(1)实验得出的结论_。(2)指出实验和实验中的“实验现象”：_
7、_。(3)实验中“实验方法”的具体操作过程是：_。(4)通过实验的“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_。二、氯气的实验室制法典例导悟2某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题。(1)下列方法中，可制得氯气的正确组合是_。MnO2和浓盐酸混合共热KMnO4和浓盐酸混合次氯酸钠和浓盐酸混合K2Cr2O7和浓盐酸混合KClO3和浓盐酸混合ABCD全部可以(2)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与
8、足量的MnO2反应制取Cl2，制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是_。(3)装置B的作用是_，现象是_。装置D和E出现的不同现象说明的问题是_。装置F的作用是_。写出装置G中发生反应的离子方程式：_。(4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。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，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为装置应加在_与_之间(填装置字母序号)，装置中应放_试剂。1判断正误(1)将氯气溶于水制备次氯酸：Cl2H2O=2HClClO()(2010天津理综5C)(2)氯气在饱和食盐水中的
9、溶解度小于在纯水中的溶解度()(2010全国理综8A)2(2009山东理综，10)下列关于氯的说法正确的是()ACl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂B.Cl、Cl为不同的核素，有不同的化学性质C实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集D1.12 L Cl2含有1.7NA个质子(NA 表示阿伏加德罗常数)3(2010上海，18)下图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是()A烧瓶中立即出现白烟B烧瓶中立即出现红棕色C烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性D烧杯中的溶液是为了吸收有害气体4(2009上海理综，14)生活中难免会遇到一些突发事件，我们要善于利
10、用学过的知识，采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏，以下自救方法得当的是()A只要在室内放一盆水B向地势低的地方撤离C观察风向，顺风撤离D用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离题组一氯气的性质1(2010贵州安顺期末)氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是()A红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟B通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应C纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸D氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸2检验氯化氢气体中是否混有Cl2，
11、可采用的方法是()A用干燥的蓝色石蕊试纸B用干燥的有色布条C将气体通入硝酸银溶液D用湿润的淀粉碘化钾试纸3自来水常用氯气进行消毒。如果在实验室用自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质问题的是()AFeCl2 BNa2SO3 CNaOH DAlCl34今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1 molL1。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乙丙甲题组二含氯化合物5下列现象或事实可用同
12、一原理解释的是()A浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低B氯水和活性炭使红墨水褪色C漂白粉和钠长期暴露在空气中变质D氯水和过氧化钠使品红褪色6下图所涉及的物质均为中学化学中的常见的物质，其中C、D、E为单质，其余为化合物。它们存在如下转化关系，反应中生成的水及次要产物已略去。(1)写出B的名称_，F的化学式_。(2)指出MnO2在相关反应中的作用：反应中是_剂；反应中是_剂。(3)若反应是加热条件下进行，A是_；若反应是在常温条件下进行，A是_。若在上述两种条件下得到等量的C单质，反应中转移的电子数之比为_。题组三氯气的制取7(2011福建泉州统考)实验室用下列两种方法制氯气：用含HCl 1
13、46 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气()A比多 B比多C一样多 D无法比较8将0.2 mol MnO2和50 mL 12 molL1盐酸混合后缓缓加热，反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成AgCl沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发)()A等于0.3 mol B小于0.3 molC大于0.3 mol D以上结论都不正确9.下图、是常见的气体发生装置；、是气体收集装置，根据要求回答下列问题：(1)若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置_，用方程式表示制取氯气的反应原理是_。(2)若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生
14、装置_，试完成并配平下列离子方程式：MnO_Cl_H=_Mn2_Cl2_。(3)若选用为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用_溶液浸湿，其作用是_。(4)若选用为氯气收集装置，则氯气应从_口通入。用化学方法检验氯气收集满了的方法是_。题组四实验探究10(2011济南一模)甲、乙是同主族非金属元素组成的单质，乙通常状况下是深红棕色液体。X、Y、Z是化合物。X溶液呈浅绿色，Y、Z的溶液都能使KSCN溶液变红。它们之间有如下图所示的转化关系。(1)写出少量单质甲通入X溶液中发生的离子方程式：_。(2)欲在实验室中制取并收集纯净、干燥的气体甲，某同学设计了如下图所示的装置。装置A中发
15、生反应的化学方程式为_。装置B的作用是_。装置C中的试剂为_。装置D中收集气体甲的方法是_。学案19富集在海水中的元素(一)氯及其化合物【课前准备区】知识点一1化合态氯化钠2三A718知识点二1黄绿有刺激性气大毒液化2用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔2(1)CuCl2CuCl2棕黄2Fe3Cl22FeCl3棕褐(2)H2Cl22HCl苍白(3)Cl2H2OHClHClO(4)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2OCa(ClO)2、CaCl2Ca(ClO)2(5)2KICl2=2KClI22FeCl2Cl2=2FeCl3S
16、O22H2OCl2=H2SO42HCl知识点三1(1)2HClO2HClO2(2)弱HClOHClO (3)漂白2(1)强(2)碱ClOH2OHClOOH(3)HClOCa(ClO)2CO2H2O=2HClOCaCO3问题思考1(1)Cl2分子的相对分子质量较大，分子间的作用力较大，所以易液化。常见的易液化的气体还有NH3、SO2等。(2)氯水呈黄绿色，说明氯水中有大量Cl2分子。(3)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。(4)Cl2呈黄绿色，NO2为红棕色。2隔绝CO2、H2O(g)；HClO见光易分解。【课堂活动区】3(2)Cl2的强氧化性；HCl
17、的强酸性；HClO的强氧化性、弱酸性和不稳定性；Cl的性质。4(1)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)减小右移氯水避光保存或现用现配(2)利用Cl2H2OHClHClO的平衡移动原理，Cl浓度大时，Cl2在水中的溶解度小，故用排饱和食盐水法收集Cl2；除去HCl杂质时，把混合
18、气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶。可向新制氯水中加入CaCO3粉末，此时HCl反应，而HClO的酸性较H2CO3弱不反应，平衡右移，HClO浓度增大。避光、密闭保存(棕色瓶中)。典例导悟1(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2(1)D(2)浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低，最终变为
19、稀盐酸，反应不再产生氯气(3)证明有水蒸气产生白色固体变蓝色氯气无漂白性，次氯酸有漂白性吸收氯气AgCl=AgCl(4)FG湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)解析实验目的是证明Cl2中混有水蒸气和HCl气体，同时证明干燥Cl2和潮湿Cl2有无漂白性。首先从(1)题中选择正确的组合利用A装置制备Cl2；然后根据实验目的，再分析其他每个装置的作用。只有B装置能够证明水蒸气的存在，则B装置中的药品为CuSO4粉末；D、E装置用来证明干燥Cl2无漂白性，潮湿氯气发生反应：Cl2H2OHClHClO，HClO具有强氧化性，因此潮湿Cl2具有漂白性。G装置是用来证明HCl气体的，因为Cl2与AgNO3
20、溶液反应也能生成AgCl沉淀，因此F装置利用是Cl2易溶于CCl4的性质除去Cl2，F、G装置之间应增加验证Cl2被除尽的装置。【课后练习区】高考集训1(1)解析HClO是弱酸，不能拆开写。(2)2CCl2中的氯元素化合价为0价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，A错误；同位素原子的质子数和电子数分别相等，所以化学性质几乎完全相同，B错误；通过实验室制得的Cl2中含有少量HCl, Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，而HCl易溶，C正确；没有指明气体所处的状态， D错误。3B此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。分析装置图，可知氨气和氯气接触时发生反应：8NH33Cl2=6NH4ClN2，烧
21、瓶中出现白烟，A对；不能出现红棕色气体，B错；该反应中氨气中的氮元素化合价升高，表现还原性，C对；烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体，D对。4D氯气与水可发生化学反应，但反应慢且反应不充分，故A项错；氯气的密度大于空气，所以Cl2聚集在地势低的地方，故应向地势高的地方、逆风跑，B、C项均错；D项中石碱水可以吸收氯气，D正确。考点集训1B2DHClO具有漂白性，而Cl2不具有，A、B选项中是在干燥环境下，Cl2都不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区别。C选项，气体通入AgNO3溶液产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl。D选项，Cl2与KI反应产生I2，I2遇淀粉变蓝
22、，可以与HCl区别开。3D氯水的成分为：Cl2、HClO、HCl、H2O，故遇到FeCl2时：2FeCl2Cl2=2FeCl3；遇到Na2SO3时：Na2SO3Cl2H2O=Na2SO42HCl；遇到NaOH时：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，所以A、B、C项中药品都会变质。4B氯水中存在下列平衡：Cl2H2OHClHClO，加入NaHCO3后，因为酸性：HClH2CO3HClO，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。5D6(1)浓盐酸Fe3O4(2)催化氧化(3)
23、KClO3H2O221解析此题的关键在MnO2的作用和对变价金属铁的判断。在中学阶段，MnO2在用KClO3加热或双氧水分解时制O2时均作催化剂，在和浓盐酸加热反应制氯气时作氧化剂，则C、D可能是氯气、氧气，A、B可能是KClO3、H2O2或浓盐酸；由DEH，HEG，GDH可知，E为金属Fe，D为Cl2，C为O2，B为浓盐酸；C(O2)E(Fe)F，F为Fe3O4。MnO2在反应中是催化剂，反应中是氧化剂；反应若在加热条件下进行，由2KClO32KCl3O2可知A是KClO3；若在常温下进行，由2H2O22H2OO2可知A是H2O2；由22和22可知，反应中转移的电子数之比是21。7B146
24、g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol，由方程式：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应的事实，也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。8C由MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O 1 mol4 mol 0.2 mol0.6 mol知盐酸的量不足，根据盐酸进行计算，理论上余Cl的物质的量为0.3 mol，但随着反应的进行，盐酸的浓度变稀，不再进行以上反应，实际余Cl的物质的量大于0.3 mol，故生成AgCl沉淀物质的量大于0.3 mol
25、。9(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(2)21016258H2O(3)氢氧化钠防止氯气逸出污染空气(4)A将湿润的淀粉KI试纸放在B口处，试纸变蓝色，证明氯气已集满解析MnO2与浓盐酸反应制取氯气需要加热，选装置；用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，由于KMnO4的氧化性强，可以不加热，选装置；若选用为氯气的收集装置，为了防止氯气逸出污染空气，应将蘸有氢氧化钠溶液的棉花团放置在试管口；由于氯气的密度比空气大，导气管应该“长进短出”；将湿润的淀粉KI试纸放在B口处，试纸变蓝色，证明氯气已集满。10(1)Cl22Fe2=2Fe32Cl(2)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O吸收挥发出来的HCl气体(或除去Cl2中混有的HCl气体)浓H2SO4向上排空气法