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专题2 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯、溴、碘及其化合物
知识条目 浙江考试标准 (1)氯气的工业制法 (2)实验室制取氯气的反应原理及其装置 (3)氯气的净化、收集和检验,尾气的处理 (4)氯气的物理性质及用途 (5)氯气的化学性质(跟某些金属、H2、H2O、碱的反应),HClO的漂白作用 (6)溴、碘单质的物理性质 (7)氯、溴、碘单质间的置换反应 (8)海水中提取溴、碘 (9)检验Br、I的常用方法 考点1| 氯及其化合物的性质和应用 [基础知识自查]
1.氯气的物理性质 颜色 黄绿色 状态 气体 气味 刺激性 密度 比空气大 毒性 有毒 溶解性 1体积水约溶解2体积Cl2 --必考要求 a a b a c a b 加试要求 b b b a c a b b b 2.Cl2的化学性质(写出有关化学方程式) (1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。 点燃
①与铁反应:2Fe+3Cl2=====2FeCl3。 点燃
②与铜反应:Cu+Cl2=====CuCl2。 (2)与非金属反应
点燃
与H2反应:H2+Cl2=====2HCl。 (3)与还原性无机化合物反应
①与碘化钾溶液反应:2KI+Cl2===I2+2KCl。 ②与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。 ③与FeCl2溶液反应:
离子方程式为2Fe+Cl2===2Fe+2Cl。 (4)与水反应:溶于水的氯气部分与水反应。
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离子方程式为Cl2+H2O
H+Cl+HClO。
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新制氯水中含有的粒子有H2O、Cl2、HClO、H、Cl、ClO、OH。 (5)与碱反应:与NaOH溶液反应。
离子方程式为Cl2+2OH===Cl+ClO+H2O。 3.次氯酸和次氯酸盐的性质 (1)次氯酸 (2)漂白液和漂白粉
①漂白液和84消毒液的有效成分均为NaClO,其漂白原理为:漂白液与酸性物质反应生成HClO。
②漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2,其有效成分为Ca(ClO)2,其中Ca(ClO)2水解使溶液呈碱性,其水解离子方程式为ClO+H2O液相同。
(3)根据要求写出下列反应的化学方程式 ①漂白粉的制备原理:
2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O; ②漂白粉的失效原因:
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO, 光照
2HClO=====2HCl+O2↑。
[核心要点提升]
1.氯气性质四注意
(1)氯气具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如FeCl2不能由单质化合生成。
(2)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条褪色,实际起漂白作用的是HClO。
(3)对于燃烧反应,Cl2也可以作助燃剂(即氧化剂)。 (4)常温下液态氯与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。 2.氯水的成分及性质 (1)氯水成分的多样性: (2)氯水性质的多重性:
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,氯水中参与反应的微粒不同。
(3)液氯、新制氯水、久置氯水的比较:
液氯 新制氯水 久置氯水 -
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HClO+OH。漂白粉的漂白原理与漂白
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分类 颜色 性质 纯净物 黄绿色 氧化性 混合物 浅黄绿色 酸性、氧化性、 漂白性 Cl2、HClO、 粒子种类 Cl2 H2O、H、 Cl、ClO、OH 【易错警示】 氯水的组成及性质应用中的常见误区 (1)久置氯水成分与性质分析:氯水中存在Cl2+H2O
HCl+HClO,久置氯水中因HClO
---+混合物 无色 酸性 H2O、H、 Cl、OH --+见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,久置氯水酸性增强,无漂白性。
(2)氯水的保存:密封保存在棕色试剂瓶中,并放在阴暗处。
(3)氯水能导电,但氯水是混合物,液氯是单质,它们既不是电解质,也不是非电解质。 (4)离子共存问题:ClO与Fe、I、S、HS、SO3等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
[典型例题讲解]
(2017·浙江台州市9月选考质量评估)下列有关氯及其化合物的说法
正确的是( )
A.常温下干燥的Cl2可储存于钢瓶中,说明Cl2不与铁反应 B.电解饱和氯化钠溶液可得到氯气、氢气和钠 C.工业上以氯气和澄清石灰水为原料制取漂白粉
D.次氯酸能使染料等有机色素褪色,有漂白性,还能杀死水中的细菌,起消毒作用 【解析】 常温下干燥的Cl2与Fe不能反应,潮湿的氯气可与铁发生反应,故氯气可储存于钢瓶中,A错误;电解饱和氯化钠溶液可得到氯气、氢气和氢氧化钠,B错误;工业上以氯气和石灰乳为原料制取漂白粉,C错误;次氯酸具有强的氧化性,能使染料等有机色素褪色,也有漂白性,还能杀死水中的细菌,起消毒作用,D正确。
【答案】 D
(2017·杭州模拟)下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物
质)没有关系的是( )
A.将Na2CO3固体加入新制的氯水中,有无色气泡(H) B.向淀粉-KI溶液中滴加新制氯水,溶液变蓝(Cl2) C.将AgNO3溶液滴加到新制氯水中,有白色沉淀产生(Cl) D.新制氯水使红色布条褪色(HCl)
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【解析】 A.氯水显酸性,能与碳酸钠反应生成CO2气体,与氢离子有关,故A不选;B.氯水中含氯气,能氧化碘离子生成碘,碘遇淀粉使溶液变蓝,故B不选;C.氯离子和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,与氯离子有关,故C不选;D.氯水中含HClO,具有漂白性,使红色布条褪色,而不是HCl,故选D。
【答案】 D
[题组对点训练]
1.(2016·浙江温州3月学考模拟)下列说法不正确的是( ) A.Cl2能使干燥的有色布条褪色,所以Cl2具有漂白性 B.红热的铁丝在Cl2中剧烈燃烧,反应生成FeCl3 C.利用溴单质的氧化性可以把碘离子转化为碘单质 D.实验室常用NaOH溶液吸收多余的Cl2以避免污染
A [Cl2不能使干燥的有色布条褪色,A错误;Cl2有强氧化性,与Fe反应只能生成FeCl3,B正确;氧化性Br2>I2,则Br2+2I===2Br+I2,C正确;因Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,D正确。]
2.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
D [A.Cl2的颜色为黄绿色,是因为氯水中溶解了黄绿色的Cl2,才使得氯水显示了浅黄绿色,A选项正确。B.Cl与Ag结合生成AgCl白色沉淀,B选项正确。C.Cl2与水反应生成HCl和HClO,H与NaHCO3反应生成CO2气体,C选项正确。D.氯水中的Cl2也能将Fe氧化为Fe,D选项错误。]
3.下面有关氯气的叙述正确的是 ( )
A.氯气可使湿润的红布条褪色,所以氯气具有漂白性 B.在通常情况下,氯气可以和任何金属直接化合 C.氯气没有漂白性,但通入品红溶液中,品红会褪色
D.氯气是黄绿色气体,闻其气味时要小心将集气瓶放在鼻孔下直接闻
C [A项,Cl2无漂白性,Cl2与H2O反应生成的HClO有漂白性;B项,Cl2与Au、Pt难以反应;D项,闻气体气味时应在瓶口轻轻扇动,仅使少量气体飘进鼻孔。]
4.(2017·台州模拟)氯水中存在多种分子和离子,可通过实验的方法加以确定。下列有关氯水中存在的粒子的说法错误的是( )
选项 实验操作及现象 A 加入含有NaHSO4的石蕊试液,红色褪去 结论 说明有Cl2存在 3+
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说明有HClO存 在 说明有氯气分子存在 说明有Cl存在 -B C D 加入有色布条,有色布条褪色 氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味 加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀 A [A项氯水中滴加含有NaHSO4的石蕊试液,红色褪去,说明含有强氧化性物质,可能是HClO或Cl2;B项HClO具有漂白作用,可漂白有色布条;C项溶于水的Cl2,只有部分Cl2与水反应,其余Cl2溶于水,导致氯水呈浅黄绿色,具有刺激性气味;D项Cl2与水反应生成HCl和HClO,滴加AgNO3溶液时,产生白色沉淀(AgCl)。]
5.为了探究HClO的漂白性,某同学设计了如下实验。
(1)通入Cl2后,从集气瓶A中干燥的红色布条的现象可得出的结论是_____, 从集气瓶B中湿润的红色布条的现象可得出的结论是__________________, 其中发生的化学反应方程式____________________。
(2)为了证明是HClO起漂白作用,你认为还应增加的实验是___________。 (3)烧杯中溶液所起的作用是_____________________________, 烧杯中所发生反应的化学方程式为__________________________。
【解析】 (1)干燥的红色布条不褪色,说明干燥的氯气没有漂白性。B中湿润的红色布条褪色,则说明氯水有漂白性,这是由于氯气溶于水生成的次氯酸具有漂白性,反应方程式为Cl2+H2O
HCl+HClO。(2)由于氯气和水反应还生成氯化氢,所以还必须验证HCl是
否有漂白性。(3)氯气有毒,必须进行尾气处理,所以氢氧化钠的作用是吸收多余的氯气,方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
【答案】 (1)干燥的氯气没有漂白性 氯水有漂白性(或HClO具有漂白性) Cl2+H2O
HCl+HClO
(2)验证HCl是否有漂白性
(3)吸收多余的Cl2,防止污染空气 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
考点2| 氯气的实验室制法与性质探究
[基础知识自查]
1.氯气的工业制备——氯碱工业 (1)电解装置:
(2)试管a中收集到的气体是H2,b导管处逸出的气体颜色呈黄绿色,说明逸出的是Cl2;取适量U型管左侧管溶液于试管中,滴入几滴酚酞试液变红色,说明溶液中有NaOH生成。
通电
(3)反应方程式为2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑。 2.实验室制法
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