1、第二节 富集在海水中的元素氯 考向一 氯气的性质及实验室制法 【通考点融会贯通】氯气的实验室制法(1)实验装置。(2)制取过程。(3)注意事项。必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。为了减少制得的Cl2中HCl的含量,所以加热温度不宜过高,减少HCl的挥发。实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。酸性KMnO4溶液,用的是H2SO4酸化而不是盐酸。其他制备Cl2的化学反应原理 a.14HCl(浓)+K2Cr2O7=2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2;b.16HCl(浓
2、)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2;c.6HCl(浓)+KClO3=KCl+3H2O+3Cl2;d.4HCl(浓)+Ca(ClO)2=CaCl2+2H2O+2Cl2。【通考法一通百通】氯气性质的实验形式 常见实验形式如图所示: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,湿润的氯气有漂白作用 B 干燥红布条 无明显变化 C 湿润红布条 红布条褪色 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 铁粉 产生棕色烟 G NaOH溶液 吸收多余的氯气【通考题触类旁通】角
3、度1 氯气的性质 1.(2019宁波模拟)有关Cl2的性质,下列说法不正确的是()A.Cl2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FeCl2 D.一定条件下与H2反应产生苍白色火焰【解析】选C。A.氯气可用于自来水消毒,残留比较少,不会影响健康;B.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O两种正盐为NaCl和NaClO,故B正确;C.氯气因为具有强氧化性与Fe反应生成FeCl3,故C错误;D.氯气在氢气中燃烧发出苍白色火焰。2.(2019北京东城区模拟)知:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O,如图所示,将少量试剂分别放入
4、培养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上,并用表面皿盖好。下表中由实验现象得出的结论完全正确的是()选项 实验现象结论A滴有KSCN的FeCl2溶液变红色Cl2具有还原性B滴有酚酞的NaOH溶液褪色Cl2具有酸性C石蕊溶液先变为红色后褪色Cl2具有漂白性D淀粉KI溶液变蓝色Cl2具有氧化性【解析】选D。A、将浓盐酸滴在KClO3晶体上,有Cl2生成,Cl2具有强氧化性,能氧化FeCl2生成FeCl3,故A错误;B、Cl2与水反应生成HCl和HClO,而使酚酞溶液褪色,故B错误;C、Cl2与水反应生成HCl和具有强氧化性的HClO,溶液呈酸性并具有强氧化性,能使石蕊溶液先变红后褪色
5、,表现出酸性和HClO的漂白性,故C错误;D、Cl2具有强氧化性,与KI反应生成I2,淀粉溶液变蓝,故D正确。角度2 氯气的实验室制法 3.(新题预测)某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性,所用装置(数量可满足需要,不含制气装置)如下,下列说法正确的是()A.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为dacbe B.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为dabae C.装置e的主要用途是制备NaClO D.若实验中使用到装置c且布条褪色,则说明湿润的氯气有漂白性【解析】选B。为验证氯气有无漂白性,需要进入装置b中的氯气中不含HCl及水蒸气,故应先用饱
6、和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水,为防止装置e中的水蒸气进入装置b中,在装置b、e之间还应加装一个装置a,尾气用NaOH溶液吸收,A、C错误,B正确;由装置b中现象可判断Cl2有无漂白性,湿润有色布条褪色是氯气与水反应生成的HClO引起的,D错误。4.(2019抚州模拟)某同学用以下装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是()A.图:若浓盐酸过量,则理论上MnO2可全部消耗完 B.图:证明新制氯水只具有酸性 C.图:产生了棕黄色的雾 D.图:湿润的有色布条褪色,说明氯气具有漂白性【解析】选A。MnO2只与浓盐酸反应,所以若浓盐酸过量,则理论上MnO2可全部消耗完,故A正确;新制氯水能使
7、石蕊溶液先变红后褪色,证明新制氯水具有酸性和氧化性,故B错误;铜在氯气中燃烧产生了棕黄色的烟,故C错误;氯气没有漂白性,故D错误。5.下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是()A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液 D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl24H2O【解析】选C。MnO2与浓盐酸生成Cl2,需加热,A项错误;除去Cl2中的HCl应通过饱和食盐水,且气体从长导管通入,B项错误;MnO2不溶于水,MnCl2可溶于水,两者用过滤的方法分离,C项正确;MnCl2水解生成HCl和Mn(OH)2,加热HCl挥发,
8、促进Mn2+的水解,最终得不到氯化锰晶体,同时不可蒸干MnCl2溶液,否则得不到结晶水合物,D项错误。【加固训练】1.(2019合肥模拟)在一定温度下,向KOH溶液中通入11.2 L(已换算成标准状况下)氯气恰好完全反应生成两种含氯盐:0.7 mol KCl、0.2 mol KClO和X。则X是 ()A.0.1 mol KClO3 B.0.2 mol KClO3 C.0.1 mol KClO4 D.0.2 mol KClO4【解析】选A。氯气的物质的量为 =0.5 mol,KOH溶液和氯气恰好完全反应,根据氯元素守恒,则X中 氯元素的物质的量为0.52-0.7-0.2=0.1 mol。设X 中
9、Cl的化合价为x价,由得失电子守恒分析,0.71=0.21+0.1x,即x=5,所以X中氯的化合价 为+5价,则X为KClO3。111.2 L22.4 L mol2.已知:将Cl2通入适量KOH溶液,产物中可能有KCl、KClO、KClO3,且 的值与温度高低有关。当 n(KOH)=a mol 时,下列有关说法错误的是()A.若某温度下,反应后 =11,则溶液中 B.参加反应的氯气的物质的量等于 a mol cClcClO（）（）cClcClO（）（）3cClO1cClO2（）（）12C.改变温度,反应中转移电子的物质的量n(e-)的范围:a mol n(e-)a mol D.改变温度,产物中
10、KClO3的最大理论产量为 a mol 125617【解析】选D。A.若某温度下,反应后 =11,假 设c(Cl-)=11,则c(ClO-)=1,根据氧化还原反应中电子 转移数目相等知,111=11+5c(Cl ),c(Cl )=2,则溶液中 ,正确;B.在反应后产物中K与 Cl原子个数比为11,因为n(KOH)=a mol,所以参加反 应的氯气的物质的量等于0.5a mol,正确;C.改变温度,cClcClO（）（）3O3O3cClO1cClO2（）（）若反应后产物完全是KCl、KClO,发生反应:Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,则转移电子的物质的量是 a mol,若反应后产物完
11、全是KCl、KClO3,发生反应:3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O,则转移电子的物质的量是 a mol。因此反应中转移电子的物质的量n(e-)的范围:1256 a mol n(e-)a mol,正确;D.改变温度,若完全 转化为产物KClO3,则达到最大值,最大理论产量为 a mol,错误。125656考向二 氯水的组成和性质【通考点融会贯通】1.氯水的组成(1)组成微粒“三分子”“四离子”。(2)三个平衡。Cl2+H2O HClO+HCl、HClO H+ClO-、H2O H+OH-。2.氯水的性质 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
12、微粒不同。3.次氯酸盐的强氧化性 ClO-在酸性、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-、S 不论是在酸性环境还是在碱性环境中 均不能大量共存。23O【通考法一通百通】氯水中Cl2+H2O HCl+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Cl2向氯水 中加入 的物质浓度 变化平衡移动的方向应用NaOHc(H+)减小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca
13、(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【通考题触类旁通】角度 氯水的组成和性质 1.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()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【解析】选D。Cl2为黄绿色,氯水中溶有Cl2分子,故显 浅黄绿色,A项正确;与AgN
14、O3产生白色沉淀,且不溶于 HNO3,说明氯水中含有Cl-,B项正确;氯水显酸性,加入 NaHCO3粉末,H+与 反应会产生CO2气体,C项正确;氯水中的Cl2和HClO均具有强氧化性,可以氧化Fe2+生 成Fe3+,而显棕黄色,故不一定为HClO,D项错误。3HCO2.(新题预测)某同学在一pH试纸上 滴几滴新制的氯水,现象如图所示,下列有关该实验的说法中正确的是()A.该实验说明Cl2分子具有漂白性 B.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快 C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色 D.若用久置的氯水进行实验,现象相同【解析】选B。HClO具有漂白性,Cl2无漂白性,
15、A项错误;HClO的漂白持久、稳定,实验后的pH试纸加热不会恢复原来的颜色,C项错误;久置的氯水主要成分为稀盐酸,无漂白性,D项错误。3.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:Cl2+H2O H+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HClH2CO3HClO,所以向溶液中 加入碳酸钙粉末,会发生反应:2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2,使化学平衡正向移动,导致c(HClO)增大,溶液的漂白性会增强,正确;B项,若加入稀
16、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,且使上述平衡逆向移动,使溶液的漂白性减弱,错误;D项,加入二氧化硫的水溶液,SO2与Cl2反应,平衡左移,c(HClO)减小,溶液的漂白性减弱,错误。【加固训练】1.氨气溶于水得到氨水,氯气溶于水得到氯水,下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是()A.“两水”都是混合物,溶液中含有的粒子种类、数目相同 B.“两水”都有刺激性气味,都能漂白有机色素 C.“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡 D.“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质【解析】选C。
17、氯水中存在的微粒有:Cl2、H2O和 HClO、Cl-、ClO-、H+、OH-,氨水中存在的微粒 有:NH3、H2O和NH3H2O、H+、OH-,故A错误;氨水 无漂白性,故B错误;氯水中存在氯气和水的反应以及 次氯酸的电离,氨水中存在氨气和水的反应以及一水 合氨的电离,故C正确;氯水变质是因为HClO见光分解,氨水变质是由于氨气的挥发,故D错误。4NH2.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 cHcClO（）（）【
18、解析】选C。饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓 度不变,A项错误;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项错误;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。考向三 卤族元素 【通考点融会贯通】1.卤素单质的氧化性:F2Cl2Br2I2(1)Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子方程式为 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。(2)Br2能从I-的溶液中置换出I2,离子方程式
19、为 2I-+Br2=2Br-+I2。2.卤素离子的还原性:I-Fe2+Br-Cl-(1)向FeBr2溶液中逐滴滴入氯水,Fe2+先被氧化,Br-后被氧化。(2)向FeI2溶液中逐滴滴入氯水,I-先被氧化,Fe2+后被氧化。3.卤化氢的性质(1)热稳定性:HFHClHBrHI(2)还原性:HIHBrHClHF(3)酸性:HIHBrHClHF(4)熔沸点:HFHIHBrHCl 【通考法一通百通】卤素离子的检验方法(1)AgNO3溶液沉淀法:(2)置换萃取法:(3)氧化淀粉法检验I-:未知液 加淀粉溶液显蓝色,表 明有I-。【通考题触类旁通】(2019临沂模拟)鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI
20、溶液可以选用的试剂是()碘水、淀粉溶液 氯水、CCl4 溴水、苯 硝酸、AgNO3溶液 氯水、苯 CCl4、淀粉溶液 A.B.C.D.【解析】选C。将加入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;加入与加入均产生分层现象;分别加入NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液,得到不同颜色的沉淀。【加固训练】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:.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。.当B中溶液由黄色变为红棕色时,关闭活塞a。.(1)A中产
21、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,过程的操作和现象是_。(5)过程实验的目的是_。(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。【解析】(1)A中产生的黄绿色气体为Cl2,其电子式为 。(2)Cl2遇湿润的淀粉KI试纸时,发生反 应:Cl2+2KI=I2+2KCl,产生的I2使淀粉变蓝,可以证 明Cl2的氧化性强于I2。(3)B中Cl2与NaBr发生置换反 应,离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。(4)C中NaBr与 Cl2反应
22、生成NaCl和Br2,将C中溶液滴入D中,振荡,发 生反应:Br2+2KI=I2+2KBr,静置后D中溶液分层,下 层为碘的CCl4溶液,显紫红色,可以说明溴的氧化性强于碘。(5)过程的B中溶液由黄色变为棕红色说明仍有Br2生成,由于B与C中溶液相同,故C中通入Cl2不足,NaBr过量,故C的黄色溶液中无Cl2,排除对溴置换碘实验的干扰。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱,是因为从Cl到I,原子半径逐渐增大,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
