【最新】初升高高中化学衔接教材讲义专题14 海水中的重要非金属元素—氯（讲解）

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专题14 海水中的重要非金属元素—氯1、氯气(1)氯的原子结构及存在(2)氯气的实验室制法在实验室里常用MnO2和浓盐酸共热来制取Cl2，该化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)氯气的物理性质颜色状态气味毒性溶解性黄绿色气体刺激性气味有毒25℃时，1体积水溶解约2体积氯气(4)氯气的化学性质①与金属的反应：②与非金属的反应：与H2反应：H2＋Cl22HCl。现象：火焰为苍白色，瓶口出现白雾。③与水反应：氯气与水反应的化学方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO。④与碱的反应：a．与NaOH反应——制漂白液化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。漂白液的有效成分为NaClO。b．与Ca(OH)2反应——制漂白粉化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的成分是CaCl2和Ca(ClO)2。(5)氯气的用途①Cl2是一种重要的化学工业物质。氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。②在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。2、次氯酸(1)物理性质常温下仅存在于水溶液中，有刺激性气味。(2)化学性质①弱酸性(酸性小于碳酸)：NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO。②不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑。③强氧化性：能氧化还原性物质(如Na2SO3、FeCl2、KI等)，使有色布条、品红褪色：Na2SO3＋HClO===Na2SO4＋HCl。【特别提醒】液氯、新制氯水、久置氯水的区别 液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H＋、Cl－、H2O、OH－分类纯净物混合物混合物 典例1下面对氯的叙述，正确的是(　　)A．液氯可使湿的红布条褪色，所以液氯具有漂白性B．氯气没有漂白性，但通入品红溶液中，品红的红色褪去C．在通常情况下，氯气可以和任何金属直接化合D．氯气有毒，可以用澄清的石灰水吸收尾气；久置的氯水最终变为稀盐酸【答案】B【解析】次氯酸具有漂白性，液氯没有漂白性，A项错误；氯气没有漂白性，但通入品红溶液中，氯气和水反应生成的次氯酸使品红褪色，B项正确；在点燃或加热的情况下，氯气可以和大多数金属直接化合，C项错误；氯气有毒，可以用氢氧化钠溶液吸收尾气，而澄清石灰水浓度太小，吸收效果不好，D项错误。升华1　氯水性质的多重性所加试剂参与反应的微粒实验现象离子方程式或解释AgNO3溶液Cl－白色沉淀Cl－＋Ag＋===AgCl↓Na2CO3固体H＋有气泡产生2H＋＋CO===CO2↑＋H2O有色布条HClO布条颜色褪去漂白性FeCl2溶液Cl2溶液变棕黄色2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－石蕊溶液HClO、H＋先变红后褪去酸性和漂白性 典例2在氯水中存在多种分子和离子，可通过实验的方法加以确定，下列说法中可能错误的是(　　)A．加入含有NaOH的酚酞试液，红色褪去，说明有H＋存在B．加入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在C．氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在D．加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在【答案】A【解析】氯气溶于水，且与水发生反应，氯水的成分呈现多样性，加入含有NaOH的酚酞试液，红色褪去，可能是氯水中的H＋恰好与OH－中和，也可能是HClO漂白，A项错误；HClO有强氧化性，可使有色布条褪色，B项正确；氯水中因含有Cl2分子而呈浅黄绿色，C项正确；氯水中含有Cl－，与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀，D项正确。升华2　次氯酸的漂白性注意：干燥的Cl2无漂白性，氯水漂白性的实质是HClO的漂白性。典例3新制氯水与久置的氯水相比较，下列结论不正确的是(　　) A．都呈酸性B．前者能使有色布条褪色C．光照新制氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀【答案】C【解析】新制氯水中含有分子Cl2、HClO、H2O，离子H＋、Cl－、ClO－、OH－，光照时发生反应2HClO2HCl＋O2↑，所以久置的氯水实际上已经是盐酸，故A、B、D正确，C错误。典例4如图是一组检验氯气性质的装置。(1)现关闭活塞K，若有色布条是干燥的，溶液B为浓硫酸，则有色布条________；若溶液B为水，则有色布条________；若溶液B为饱和的NaHCO3溶液，则有色布条________。(2)现打开K，溶液B为氢氧化钠溶液，通入的Cl2是湿润的，布条是干燥的，则有色布条________。【答案】(1)不褪色　褪色　不褪色　(2)褪色【解析】(1)关闭K通入Cl2，若B为浓硫酸，则进入(Ⅱ)的是干燥的Cl2，有色布条不褪色；若B为水，则进入(Ⅱ)的是湿润的Cl2，有色布条褪色；若B是NaHCO3溶液，则Cl2在(Ⅰ)中被消耗，有色布条不褪色。(2)打开K，尽管B是NaOH溶液，湿润的Cl2还是直接进入(Ⅱ)，有色布条褪色。3、Cl2的实验室制法 (1)仪器装置：固＋液气主要仪器：铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。Cl2的制备、净化装置如图所示：说明：C装置的作用是除去Cl2中的HCl，D装置的作用是干燥Cl2，F装置的作用是吸收多余的Cl2。(2)收集方法①向上排空气法(Cl2密度大于空气)。②排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。(3)尾气处理Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收，不能用澄清石灰水。4、Cl－的一般检验方法 典例4检验Cl－所用的试剂为AgNO3溶液和稀硝酸，稀硝酸的作用是(　　) A．防止CO等离子的干扰B．防止Cl－的干扰C．生成AgNO3沉淀D．防止NO的干扰【答案】A【解析】加稀硝酸酸化目的是排除CO等的干扰，因为Ag2CO3可溶于稀硝酸，而AgCl不溶。典例5检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是(　　)A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生【答案】C【解析】A操作不正确，它不能排除CO等的干扰；B操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀；D操作不正确，用盐酸酸化，加入了Cl－。课后练习：1、实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是(　　)①连接好装置，检查气密性　②缓缓加热　③在烧瓶中加入少量的MnO2，向分液漏斗中加入浓盐酸　④通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸　⑤将多余氯气用浓NaOH溶液吸收　⑥当有连续气泡出现时，开始用向上排空气法收集氯气A．①②③④⑤⑥   B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤   D．①③④②⑥⑤【答案】D【解析】实验室制取氯气的实验步骤为：先连接好装置，检查装置的气密性，加试剂(先固体后液体)，缓缓加热，收集气体，尾气处理。2、下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是(　　)A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HClD．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集【答案】D【解析】Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。3、能证明某溶液中含有NaCl的是(　　)A．焰色反应是黄色B．溶液有咸味C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀D．焰色反应是黄色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀【答案】D【解析】该溶液焰色反应是黄色，说明存在Na＋；与硝酸酸化的硝酸银溶液生成白色沉淀，说明存在Cl－；同时满足上述两方面即可说明溶液中含有NaCl。4、溴又称为海洋元素，主要用作制取溴化物，并用于医药、农药、染料、香料、摄影材料、灭火剂、选矿、冶金、鞣革、净水等，部分用作普通分析试剂和有机合成剂。从海水中可以提取溴，主要反应之一为2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，下列说法中正确的是(　　)A．溴离子具有氧化性 B．氯气是还原剂C．该反应属于复分解反应D．氯气氧化性比溴单质的强【答案】D【解析】A项，溴离子化合价处于最低价态，只具有还原性，故A错误；B项，反应中Cl元素化合价降低，Cl2为氧化剂，故B错误；C项，反应中有元素化合价的升降，为氧化还原反应，故C错误；D项，根据氧化剂氧化性大于氧化产物氧化性，可知D正确。5、为了证明氯酸钾晶体中含氯元素，选用给出的试剂和操作，其操作顺序正确的是(　　)①滴加AgNO3溶液　②加水溶解　③过滤、取滤液　④与二氧化锰混合加热　⑤加稀HNO3　⑥与浓盐酸反应　⑦加NaOH溶液加热　⑧用淀粉碘化钾A．⑥⑦①⑤   B．⑥⑧C．④②③①⑤   D．②①⑤【答案】C【解析】首先将ClO中的Cl转变成Cl－，然后按操作步骤进行检验。6、氯水中含有多种成分，因而具有多种性质。根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。(2)c过程中的现象是_____________________________________，b过程中反应的离子方程式为____________________________。(3)a过程中反应的化学方程式为__________________________。【答案】(1)d(2)溶液中产生白色沉淀CO＋2H＋===H2O＋CO2↑(3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3【解析】(1)含有HClO分子，有漂白性，可使变红的石蕊试液褪色；(2)含有Cl－，可与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀；含H＋，可与CO反应，放出CO2：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑；(3)含Cl2分子，可将FeCl2氧化：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。7、下列说法中，不正确的是    (　　)A．Cl2能与金属反应，生成高价金属盐B．新制的氯水中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成C．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物D．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，应密封保存【答案】C【解析】氯水是Cl2溶于水形成的混合物，C项错误。8、饱和氯水久置后，溶液中的各种粒子减少的是(　　)①Cl2　②H2O　③Cl－　④HClO　⑤H＋A．①②④  B．①②③  C．①④  D．②④【答案】A【解析】饱和氯水久置后会变为稀盐酸，所以Cl2、H2O、HClO均会减少。