2022高考化学专题复习 专题四 非金属及其化合物 第2讲　富集在海水中的元素——氯、溴和碘课件PPT

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一、氯元素的单质及其化合物的性质及应用
[注意]　实验室里闻有毒气体及未知气体的气味的方法是用手在瓶口 轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔(如图所示)。 
2.氯气的化学性质(1)与金属反应 (2)与非金属单质反应与H2反应:　H2+Cl2  2HCl    
3.氯水的性质氯气能溶于水,氯气的水溶液被称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。(1)氯水的成分
(2)氯水性质的多重性
4.次氯酸 次氯酸见光分解的化学方程式:2HClO  2HCl+O2↑。
5.次氯酸盐(1)漂白液
二、氯气的实验室制法及实验探究
　MnO2+4HCl(浓)  MnCl2+Cl2↑+2H2O    [注意]　实验室制氯气时也可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3代替MnO2,且反 应不需要加热,如2KMnO4+16HCl(浓)  2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。(2)装置类型:固体+液体  气体。(3)净化方法:通过盛饱和食盐水的洗气瓶除去HCl,再通过盛浓硫酸的洗气瓶 除去水蒸气。
(4)收集方法:　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,离子方程式为　Cl2+2OH-  Cl-+ClO-+H2O    。
2.验满方法(1)将湿润的　淀粉-KI    试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,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的集气瓶口,观察到试纸　先变红后褪色  ,则证明已集满。
三、卤素单质及其工业制备方法
1.卤素单质的物理性质
3.卤素单质性质的递变性
(3)氧化——淀粉法检验I-未知液   溶液呈　蓝    色,表明有I- 
1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)。(1)新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色  (　　)(2)将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸 (　　)(3)液氯和氯水是同一物质 (　　)(4)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 (　　)
(5)氯气作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化 (　　)(6)Cl2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性 (　　)(7)溴化银具有感光性,碘化银不具有感光性 (　　)(8)加碘食盐可用淀粉溶液检验其中的碘 (　　)(9)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3(　　)(10)向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡、静置,下层溶液显紫红色,证明原溶 液中含有I- (　　)
2.用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后 一滴时红色突然褪去,试回答下列问题。(1)实验室保存新制饱和氯水的方法是　在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存   。(2)产生上述现象的原因可能有两种(用简要文字说明):①是由于　氯水与NaOH反应生成两种盐,碱性减弱    ;②是由于　氯水过量 后HClO将酚酞漂白    。简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①或者是②:　向无色溶液中再滴加 足量NaOH溶液,若不再出现红色,应为原因②,若再出现红色,应为原因①    。
3.关于氟、氯、溴、碘的下列说法中,错误的是 (　　)A.它们最外层电子数都是7B.原子核外电子层数依次增多C.原子半径依次减小D.原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱
解析　氟、氯、溴、碘原子核外最外层电子数相同,都是7,A正确;随着原子 序数增加,它们的电子层数依次增加,B正确;随着原子序数增加,它们的电子 层数依次增加,原子半径依次增大,C错误;随着原子序数增加,原子核对最外 层电子的吸引能力依次减弱,D正确。
考点一　氯元素的单质及其化合物的性质及应用
典例探究例　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　氯水中含有“三分四离”[Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-(少)],含Cl2,溶液呈浅黄绿色,A项正确;含Cl-,加入AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀,B项正确;能与NaHCO3反应生成CO2,说明含有H+,C项正确;氯水中Cl2可以将Fe2+氧化为Fe3+,D项错误。
名师点拨氯水中平衡(Cl2+H2O  H++Cl-+HClO)移动的应用
题组训练题组一　氯气的化学性质
1.下列关于氯气的叙述中不正确的是(　　)A.氯气呈液态时称为液氯B.氯气的密度比空气的大C.氯气的水溶液中含有多种分子D.氯气在碱性溶液中漂白性会增强
解析　氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,氯气在碱性溶液中漂白性会 降低,D错误。
2.已知:KClO3+6HCl(浓)  KCl+3Cl2↑+3H2O。如图所示,将少量试剂分别放入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 (　　) 
解析　A项是因为Cl2具有强氧化性,错误;Cl2本身没有酸性,溶液褪色,可能是 Cl2与水反应生成HCl和HClO,再与NaOH溶液发生中和反应生成盐而使溶液 褪色,还可能是生成的HClO的漂白性使溶液褪色,B项错误;Cl2本身不具有漂 白性,而是Cl2与H2O作用生成的HClO具有漂白性,C项错误。
3.新制氯水与久置的氯水相比较,下列结论不正确的是 (　　)A.颜色相同B.前者能使有色布条褪色C.都含有H+D.加AgNO3溶液都能生成白色沉淀
解析　新制氯水显浅黄绿色,而久置的氯水几乎无色,颜色不相同,A错误。
4.(2020四川绵阳诊断一)数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行数据 采集与分析的实验手段。下图是利用数字化实验测定光照氯水过程中得到 的图像,该图像表示的意义是 (　　)
A.氯离子浓度随时间的变化B.氧气体积分数随时间的变化C.氯水的pH随时间的变化D.氯水导电能力随时间的变化
题组三　次氯酸与次氯酸盐
解析　H+与ClO-,Cl-与Ag+不能大量共存,A错误;向题给溶液中通入CO2,酸性: H2CO3>HClO,所以CO2与NaClO溶液发生强酸制取弱酸的反应生成HClO,B错 误;NaClO具有强氧化性,可杀菌、消毒,可作游泳池的消毒剂,有效成分是 NaClO,C错误。
6.(2020北京高三二模)漂白粉和漂粉精是常用的消毒清洁用品,有效成分均 为Ca(ClO)2,相应的生产流程如下:
考点二　氯气的实验室制法、性质及实验探究典例探究例　某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质,下列说法正确的是 (　　)
A.Ⅰ图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部反应B.Ⅱ图中:生成蓝色的烟C.Ⅲ图中:用日光照射量筒,量筒中会产生大量白雾,液面会迅速上升D.Ⅳ图中:a中有色布条褪色,b中不褪色
名师点拨实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时的注意事项(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挥发。(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。(4)尾气处理时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰 水中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。
2.纯净干燥的氯气与熔融金属锡反应可制备SnCl4,某化学小组的同学设计了 如下实验装置进行制备。
已知:①金属锡熔点为231 ℃,化学活泼性与铁相似;②SnCl4的沸点为114 ℃;③SnCl4易与水反应。请根据上图装置回答:(1)装置Ⅳ中发生反应的化学方程式为　Sn+2Cl2  SnCl4    。(2)试管Ⅱ中的试剂是　饱和食盐水    ,装置Ⅴ的作用是　冷却和收集SnCl4  。(3)装置Ⅵ最好选用下列装置中的　B    (填标号)。
 (4)实验结束后,欲回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2,需要的分离方法　过滤    。(5)为了顺利完成实验,点燃酒精灯的正确操作是　A    (填字母)。A.先点燃Ⅰ处酒精灯,后点燃Ⅳ处酒精灯B.先点燃Ⅳ处酒精灯,后点燃Ⅰ处酒精灯C.同时点燃Ⅰ、Ⅳ两处酒精灯
考点三　卤素单质及其工业制备方法
题组一　卤素单质性质的相似性与递变性
1.(2020福建南平一诊)某小组比较Cl-、Br-、I-的还原性,实验如下:
下列对实验的分析合理的是 (　　)A.实验1中,白烟是(NH4)2SO4B.根据实验1和实验2判断还原性:Br->Cl-C.根据实验3判断还原性:I->Br-D.上述实验利用了浓H2SO4的强酸性、强氧化性等性质
解析　硫酸不具有挥发性,白烟不是(NH4)2SO4,而是浓硫酸与NaCl固体反应 生成的挥发性酸HCl与氨气反应生成的氯化铵,故A错误。浓硫酸具有氧化 性,将溴离子氧化成具有挥发性的溴单质,溴单质将湿润的淀粉-KI试纸中的 碘离子氧化成碘单质,使淀粉-KI试纸变蓝,可知氧化性:浓硫酸>Br2;而浓硫酸 不能氧化Cl-得到氯气,说明氯气的氧化性强于浓硫酸,则氧化性:Cl2>Br2,还原 性:Br->Cl-,故B正确。结合试验2可知浓硫酸的氧化性大于溴,②中溶液中还 有剩余的浓硫酸,也能将I-氧化成碘单质;所以试验3中无法确定是何种物质将 碘离子氧化成I2,故C错误。①中为难挥发性酸制备易挥发性酸,②为浓硫酸 氧化溴离子,所以利用了浓H2SO4的难挥发性、强氧化性,故D错误。
题组二　卤素单质的工业制备方法
3.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下:
下列说法中正确的是 (　　)A.进入吹出塔前,Br-被还原成了Br2B.从吹出塔进入吸收塔的物质只有Br2C.经过吸收塔后,溴元素得到了富集D.蒸馏塔中只发生了物理变化
4.用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以I-形式存在)的工艺流程如下: 下列说法不正确的是 (　　)A.经①和④所得溶液中,c(I-)后者大于前者B.④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子树脂C.若②和⑤中分别得到等量I2,则消耗的n(Cl2)∶n(KClO3)=5∶2D.由⑥得到碘产品的过程,主要发生的是物理变化
1.(2020天津,1,3分)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒 液”的主要有效成分是 (　　)A.NaOH　　B.NaCl　　C.NaClO　　D.Na2CO3
解析　NaClO水解产生的HClO具有强氧化性,可以杀死病毒,故C项正确。
2.(2020课标Ⅲ,26,14分)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化 工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其 氧化还原性质。
回答下列问题:(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是　圆底烧瓶    ,a中的试剂为　饱和食盐水   。(2)b中采用的加热方式是　水浴加热    。c中化学反应的离子方程式是　Cl2+2OH-  ClO-+Cl-+H2O  ,采用冰水浴冷却的目的是　避免生成NaClO3  。(3)d的作用是　吸收尾气(Cl2)    ,可选用试剂　AC    (填标号)。A.Na2S　　　B.NaCl　　　C.Ca(OH)2　　　D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,　过滤    ,　少量(冷)水洗涤    ,干燥,得到KClO3晶体。(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显　紫    色。可知该条件下KClO3的氧化能力　小于    (填“大于”或“小于”)NaClO。
解析　(1)a装置的作用是除去Cl2中混有的HCl气体,所以a中试剂为饱和食盐 水。(2)b中采用的加热方式为水浴加热。冰水浴温度下,Cl2与NaOH反应生 成NaCl、NaClO和H2O;b中温度较高,生成的是KClO3,则进入c中的Cl2温度较 高,为防止生成NaClO3,所以用冰水浴冷却。(3)d装置的作用是吸收多余的Cl2。Cl2能与Na2S发生置换反应生成S和NaCl;Cl2与NaCl溶液不反应;Cl2能与Ca(OH)2反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和H2O;Cl2与H2SO4不反应;故选A、C。(4)b中得到温度较高的KClO3和KCl的混合溶液,降低温度,KClO3的溶解度明显降低,而KCl的溶解度随温度变化不明显,所以采用降温结晶的方法得到KClO3;由于低温时,KClO3的溶解度较小,所以用冷水洗涤KClO3晶体。(5)2号试管中
棕色溶液为碘水,说明NaClO将I-氧化为I2,加入CCl4萃取分层,碘的CCl4溶液为 紫色;1号试管溶液颜色不变,说明KClO3不能氧化I-,该对照实验说明NaClO的 氧化性强于KClO3。
成1 ml ClO2消耗NaClO2的量为　1.25    ml;产生“气泡”的化学方程式为 　NaHCO3+NaHSO4  CO2↑+Na2SO4+H2O    。(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是    ClO-+Cl-+2H+  Cl2↑+H2O    (用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为　203    kg(保留整数)。
解析　(3)HgO与Cl2的反应为歧化反应,Cl2既是氧化剂又是还原剂,汞元素与 氧元素化合价不变,故HgO与Cl2反应生成Cl2O的同时还生成HgCl2,依据得失 电子守恒可知,生成HgCl2与Cl2O的物质的量之比为1∶1。(4)由题意可知NaClO2生成ClO2的反应为歧化反应,故 ,依据得失电子守恒可得,生成ClO2与NaCl的物质的量之比为4∶1,依据氯原子守恒可得,NaClO2与 ClO2的物质的量之比为5∶4,每生成1 ml ClO2消耗NaClO2的量为1.25 ml; ClO2易溶于水,故“气泡”的成分只能是CO2,NaHSO4与NaHCO3反应生成
4.(2020江苏单科,18节选)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是 常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO 的离子方程式为　Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O    ;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是　NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解    。