2022届高考统考化学人教版一轮复习教师用书：第1部分 第4章 第2节　富集在海水中的元素——氯教案

这是一份2022届高考统考化学人教版一轮复习教师用书：第1部分 第4章 第2节　富集在海水中的元素——氯教案，共20页。

氯及其化合物的性质和应用
知识梳理
1．氯气的物理性质
注意：实验室里闻有毒气体及未知气体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．Cl2的化学性质
(1)Cl2的氧化性表现——氧化剂
①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。
a．与钠反应：2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2NaCl(有白烟生成)。
b．与铁反应：2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3(生成棕红色烟，溶于水得黄色溶液)。
c．与铜反应：Cu＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))CuCl2(生成棕黄色烟，溶于水呈蓝色)。
②与非金属反应
a．与H2反应：H2＋Cl2eq \(=========,\s\up7(点燃或光照))2HCl，
b．与P反应：2P＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2PCl3，PCl3＋Cl2PCl5。
③与还原性无机化合物反应
a．与碘化钾溶液反应的化学方程式为2KI＋Cl2===I2＋2KCl。
b．与SO2水溶液反应的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
c．与FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(2)Cl2参与的歧化反应——既作氧化剂又作还原剂
①与水反应——氯水
在25 ℃时，1体积的水能溶解约2体积的Cl2，但溶于水的Cl2只有部分与水反应，属于可逆反应，其离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
②与碱反应——制漂白剂或消毒剂
a．制漂白液(NaClO)的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，漂白液也可用于消毒杀菌。
b．制漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2，漂白粉也可用于消毒杀菌。
[辨易错]
(1)Cu、Fe在Cl2中燃烧均生成金属高价氯化物。( )
(2)可燃物的燃烧反应必须有O2参加。( )
(3)1 ml Cl2通入足量水中，Cl2与H2O反应转移电子数为NA。( )
(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。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
3．次氯酸及次氯酸盐的性质
(1)次氯酸的三性
①不稳定性：2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，不能单独存在，只存在溶液中。
②强氧化性eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(漂白性,杀菌、消毒))
③弱酸性(比H2CO3弱)
NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3。
(2)次氯酸盐的主要性质
①次氯酸盐[Ca(ClO)2、NaClO]的水溶液呈碱性，水解离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。
②与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸，作消毒剂和漂白剂。
③漂白粉在空气中失效的原理为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO,2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。
[深思考]
(1)保存氯水的方法是什么？为什么？
(2)能否用pH试纸测定氯水的pH？为什么？
[答案] (1)氯水保存于棕色试剂瓶中，放置冷暗处。
氯水中的HClO见光或受热易分解。
(2)否。氯水中的HClO具有强氧化性，能使pH试纸上的指示剂氧化褪色。
知识应用
1．“84”消毒液与75%酒精溶液的大量使用，在一定程度上抑制了新冠疫情的扩散。“84”消毒液的有效成分是 ，能否与酒精溶液混合使用 ，理由是 。
[答案] NaClO 否 NaClO具有强氧化性，可以氧化酒精，同时可能生成Cl2
2．漂白粉或漂粉精在购买时应注意的问题是 ；理由是 。
[答案] 生产日期、密封程度、是否结块等 漂白粉或漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2，Ca(ClO)2在空气中易形成CaCO3和HClO，同时HClO又易分解
命题点1 Cl2的性质及应用
1．(2020·宜昌高三测试)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，下列关于安全处理措施不正确的是 ( )
A．紧急组织群众沿逆风方向疏散
B．消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液
C．处在该环境中的群众，应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼处等待救援
D．处在该环境中的群众，应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移
C [氨水易挥发出有刺激性气味的NH3，不能用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，同时氯气的密度大于空气密度，不能趴在低洼处，C项错误。]
2．根据下列装置图回答问题
(1)A、B通入Cl2后，观察到的现象是
，
根据现象可得出的结论是
。
(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是
。
(3)实验开始后，观察装置C中的现象是
。
(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是
。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是
。
(6)F装置的作用是 。
[答案] (1)干燥的红色(或A中)布条不褪色，湿润的红色(或B中)布条褪色 Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性
(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
(3)溶液先变为红色，然后褪色
(4)H2O＋SOeq \\al(2－,3)＋Cl2===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2Cl－
(5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(6)吸收氯气，防止污染环境
命题点2 氯水的多重性及其探究
3．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，eq \f(cH＋,cClO－)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
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＋H2OH＋＋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。]
4．(1)某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水，现象如图所示，回答相关问题。
①内圈为白色，外圈为浅红色说明H＋的扩散速度比HClO分子扩散速度 (填“快”或“慢”)。
②对实验的pH试纸进行微热，白色圆圈颜色 (填“变”或“不变”)。
③如用久置的氯水重复上述实验，现象 (填“相同”或“不同”)，理由是
。
(2)将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中，现象为
，
可得出两个结论①是 ，
②是 。
设计简单实验证明上述结论是哪一个正确？
。
[答案] (1)①快 ②不变 ③不同 因为久置氯水中不含HClO、Cl2
(2)溶液中的红色逐渐褪色 氯水中的次氯酸具有漂白性 氯水中的酸与NaOH发生中和反应 取褪色后的溶液，仅加NaOH溶液，若又变红，说明结论②正确；若不变红，结论①正确
氯水的粒子成分和多重性
注意：①氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增强，无漂白性。因此，氯水要现用现配。
②氯水漂白和杀菌消毒的原因是含HClO不是Cl2。
③氯水存在可逆反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。当改变c(H＋)或c(Cl－)和光照条件，平衡可发生移动。
氯气的实验室制法
知识梳理
1．Cl2的实验室制法
(1)实验装置
(2)反应原理：(写出上述制Cl2的化学方程式)
MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)发生装置类型：固体＋液体eq \(――→,\s\up7(△))气体。
(4)净化装置：
①除去Cl2中HCl用饱和食盐水的原理是增大c(Cl－)减少Cl2与H2O的反应，即减少Cl2的溶解；
②干燥Cl2可以用浓硫酸，也可以用P2O5或CaCl2，用P2O5或CaCl2时可用的仪器名称为干燥管或U形管。
(5)收集装置：Cl2可用向上排空气法，也可以用排饱和食盐水法。
(6)尾气处理：Cl2有毒，一般用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。一般不用澄清石灰水的理由是Ca(OH)2微溶，Ca(OH)2的浓度较小，吸收Cl2不完全。
(7)验满方法：将湿润的淀粉­KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
2．其他方法制备Cl2的原理
(1)用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸的方法制备Cl2的反应原理。
①14HCl(浓)＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
②16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑
④4HCl(浓)＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
上述反应可以不用加热。
(2)工业制备Cl2——电解饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。
[辨易错]
(1)足量MnO2和40 mL 10 ml·L－1浓盐酸共热可生成0.1 ml Cl2。( )
(2)除去氯气中HCl杂质可用饱和食盐水，也可用饱和碳酸氢钠溶液。( )
(3)干燥Cl2可以选择浓硫酸，CaCl2或碱石灰作干燥剂。( )
(4)检验Cl2中是否含HCl，可将气体通入AgNO3溶液看是否有白色沉淀生成。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
知识应用
1．实验室中用KMnO4与浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2，从下面装置中选出合理装置并连接组装以达成实验目的，连接顺序为 ，其中d中碱石灰的作用是 。
[答案] bfced 吸收剩余的Cl2，防止污染大气
2．下图所示为改进的氯气净化装置。
如装置中发生堵塞，长颈漏斗中出现的现象为
。
[答案] 漏斗内液面上升
命题点1 Cl2的实验室制法及性质探究
1．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4eq \(=====,\s\up7(△))2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中A部分的装置是 (填标号)。
(2)装置B中的现象是 。
(3)请写出装置D中反应的离子方程式： ，装置E的作用是 。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：
。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法： (用化学方程式表示)。
[解析] (1)从化学方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，生成的I2遇到淀粉变蓝色。(3)装置D中反应的离子方程式：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，装置E的作用是吸收多余的Cl2，防止污染空气。(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SOeq \\al(2－,4)的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SOeq \\al(2－,4)的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。(5)实验室通过不加热装置制备氯气，可以用高锰酸钾与浓盐酸反应，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
[答案] (1)b (2)溶液变蓝色
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 吸收多余的Cl2，防止污染空气
(4)取少量C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明C中亚硫酸钠已被氧化
(5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
Cl2性质探究模型
注意：①为了防止G中溶液倒吸，可在F、G之间连一个安全瓶。
②如果F中生成易水解或易潮解的氯化物，则F装置前后要有干燥装置。
命题点2 以制备含氯化合物为主体的综合实验探究
2．(2020·泉州质检)四氯化钛(TiCl4)极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常用作烟幕弹。其熔点为－25 ℃，沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略)，用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是( )
A．②中应盛装饱和食盐水
B．冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C．反应结束时，应先停止③处的加热，后停止①处的加热
D．该设计存在不足，如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
A [因为TiCl4极易水解，Cl2进入③装置前必须干燥，故②中应盛有浓硫酸，不是饱和食盐水，A项不正确。]
3．三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3的熔点为33 ℃，沸点为73 ℃，有吸湿性，遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。
(1)按照气流方向连接接口顺序为a→ 。
装置A中导管m的作用是 。
(2)装置C用于除杂，同时作为安全瓶，能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞，若发生堵塞，C中的现象为
。
(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，则装置E适宜的加热方式为 。
装置E中发生反应的化学方程式：
。
(4)该装置存在的明显缺陷是 。
[答案] (1)d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换) 使浓盐酸顺利滴下
(2)锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升
(3)水浴加热 3Cl2＋I2eq \(=======,\s\up7(水浴加热),\s\d6(