2022版高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第2节富集在海水中的元素__氯课件

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☞知识点1　氯的单质及其重要化合物的性质
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。(如右图所示)
2．氯气的化学性质(1)从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性。
②与非金属反应。与H2反应的化学方程式为_________________________。
③与还原性无机化合物反应(书写离子方程式)。
(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。
氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
4．次氯酸和次氯酸盐的性质(1)次氯酸。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质(　　)(2)氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰(　　)(3)新制氯水可以使蓝色石蕊试纸先变红后褪色(　　)(4)光照氯水有气泡逸出，该气体是氯气(　　)(5)新制氯水必须用棕色瓶密封保存(　　)
(6)氯水可以用于消毒是因为氯水中含有次氯酸(　　)(7)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)×　(5)√ (6)√　(7)√
突破一　氯气的性质及用途1．(2020·广东学业水平考试)氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是(　　)A．若管道漏气遇氨就会产生白烟B．该反应利用了Cl2的强氧化性C．生成的N2是氧化产物D．该反应属于复分解反应【答案】D【解析】该反应是置换反应，且为氧化还原反应，D错误。
2．(2020·湖北十堰模拟)将氯气分别通入下列溶液中，由实验现象得出的结论正确的是(　　)
【解析】氯气具有氧化性，氯气通入滴有KSCN溶液的FeCl2溶液，氧化氯化亚铁为氯化铁，A错误；氯气通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液，和氢氧化钠反应，溶液褪色，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，氯气不具有漂白性，B错误；氯气通入紫色石蕊试液，氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸的酸性使溶液呈红色，次氯酸具有漂白性使溶液褪色，现象为溶液先变红后褪色，C错误。
4．(2019·江西南昌模拟)水处理包括水的净化、杀菌消毒、蒸馏等。其中常见的水处理剂包括氯气、臭氧、漂白粉、活性炭等。游泳场馆往往用臭氧、活性炭对游泳池进行消毒和净化。下列说法正确的是(　　)A．臭氧、活性炭处理水的原理相同B．氯气是一种常用的消毒剂，用氯气消毒的水可以用于配制化学试剂C．氯气和二氧化硫都具有漂白性，等体积的两者混合会提高漂白的效率D．漂白粉长期露置在空气中会失效
【答案】D【解析】臭氧处理水是利用其氧化性，活性炭处理水则是利用其吸附性，A错误；用氯气消毒的水含有氯气、盐酸、次氯酸等成分，配制化学试剂时可能会使试剂变质，B错误；氯气和二氧化硫等体积混合发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，失去漂白性，C错误。
5．氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是(　　)A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在【答案】B
含氯消毒剂的应用含氯消毒剂的共同特点是利用本身的强氧化性，或与水反应产生HClO，杀灭具有生命活性的微生物。解答这类题目，一般要从氧化性，得电子数目以及平衡移动等角度分析思考。
☞知识点2　氯气的实验室制法
实验室制取气体装置由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl2的实验室制法为例(如图)：
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　
Ca(OH)2溶液浓度低，吸收不完全　
(5)验满方法：①将湿润的淀粉－KI试纸靠近集气瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已收集满；②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已收集满；③实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。
下图是某学生设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：
(1)指出上述图中的各处错误：①_____________________________________。②_____________________________________。③_____________________________________。④_____________________________________。(2)在改过后的装置中，下列物质的作用分别是：①饱和食盐水____________________________。②浓硫酸__________________________________。③NaOH溶液____________________________。
【答案】(1)①不能用稀盐酸，而应用浓盐酸　②应有加热装置，应用酒精灯加热并添加石棉网　③盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒　④两个洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对(2)①除去Cl2中的氯化氢　②除去氯气中的水蒸气③吸收多余的氯气
突破一　氯气实验室制法的简单应用1．如下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是(　　)
A．a－b－c－d－e－f－g－h－iB．a－e－d－c－b－h－i－c－b－g－fC．a－d－e－c－b－h－i－g－fD．a－c－b－d－e－h－i－c－b－f－g【答案】B【解析】 装置连接顺序为制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备、尾气处理，注意洗气瓶中导管为“长进短出”，故其仪器连接顺序为a—e—d—c—b—h—i—c—b—g—f，故选B。
2．(2019·广东佛山周测)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，浓盐酸就可全部消耗B．Ⅱ图中：量筒中发生了加成反应C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟D．Ⅳ图中：湿润的有色布条能褪色【答案】D【解析】浓盐酸变稀后，反应不再发生，故浓盐酸不可能全部被消耗，A错误；量筒中发生取代反应，B错误；Cl2与铜丝反应生成棕黄色的烟，C错误；Cl2能使湿润的有色布条褪色，D正确。
突破二　氯气与其他含氯化合物制备的综合应用3．(2019·甘肃兰州模拟)如图所示是一个制取Cl2并以Cl2为原料进行特定反应的装置，多余的Cl2可以贮存在b瓶中，其中各试剂瓶中所装试剂为B(氢硫酸)、C(淀粉－KI溶液)、D(水)、F(紫色石蕊试液)。
(1)若A中的烧瓶中的固体为MnO2，液体为浓盐酸，则其发生反应的化学方程式为____________________。(2)G中b瓶内宜加入的液体是__________，检验装置G气密性的操作是______________________________。(3)实验开始后B中的现象是______________________________，C中的现象是____________________。(4)装置E中硬质玻璃管内盛有炭粉，若E中发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，写出E中反应的化学方程式：__________。(5)在F中，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是______________________________。
【解析】G中b瓶是用来贮存Cl2的，则应选用一种Cl2在其中溶解度非常小的液体，一般选用饱和食盐水。检验G的气密性需采取液压差法检验。实验开始后，Cl2可与B中的氢硫酸反应得到浅黄色单质硫沉淀，Cl2从C中置换出单质碘从而使C中溶液变蓝色。根据(4)中的信息提示，不难写出E中的反应方程式，由于Cl2可能过量，所以过量的Cl2与水反应生成的HClO可以使F中本已变红的石蕊试液褪色。
4．无水四氯化锡是无色易流动的液体，密度为2.226 g/cm3，熔点－33 ℃，沸点114.1 ℃，极易水解，常用作媒染剂、镀锡等。回答下列问题：(1)SnCl4遇水强烈水解的产物之一是白色的固态二氧化锡，则SnCl4水解的化学方程式为__________________________。(2)实验室用熔融的金属锡跟干燥的氯气直接作用制取无水四氯化锡，其装置图如下(夹持装置略)：
已知：金属锡的熔点为231 ℃，能与酸反应。装置B中所发生反应的化学方程式为____________________。该装置中冷凝管自来水的流向是__________(填“a→b”或“b→a”)。装置D中盛放碱石灰的作用是____________________。(3)该装置存在明显缺陷，改进方法是①____________________。利用改进后的装置进行实验，当装置C中开始收集到SnCl4时即可熄灭B处酒精灯，反应仍可持续进行的理由是②__________。
在装置B中加入11．9 g锡粉，若在过量氯气作用下，实验结束后，测定装置C中无水四氯化锡的体积，在测定时必须③______________ __________，若测得无水四氯化锡的体积为7.0 mL，则四氯化锡的产率为④____________，根据计算结果分析影响其产率的可能原因有⑤__________(写一点)。(4)若取出少量SnCl4暴露于潮湿空气中，可能观察到的现象是__________。
涉及Cl2或氯化物的制备实验注意要点(1)注意Cl2净化试剂的选择。(2)注意Cl2的尾气处理和防倒吸问题。(3)制备的氯化物易潮解、水解时，要注意在氯化物制备装置前后加干燥装置(如制备FeCl3、AlCl3、S2Cl2等)。
☞知识点3　卤素的性质及X－的检验
1．溴、碘单质物理性质比较
2．氯、溴、碘单质化学性质比较(1)与碱溶液反应。如与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________________________(X＝Cl、Br、I)。(2)氧化性。①都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为________________________(X＝Cl、Br、I)。②卤素单质间的置换反应。氯、溴、碘单质的氧化性：Cl2____Br2____I2；阴离子的还原性：Cl－____Br－____I－。Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，其离子方程式：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；同理，Br2能置换I2，其离子方程式：_____________ ____________。
2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O　
2Na＋X2===2NaX　
Br2＋2I－===　
卤素单质及其化合物的特殊性
(2)从海水中提取溴的方法。①工艺流程。
②基本步骤及主要反应。a．浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中Br－得到浓缩。b．氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化为Br2，反应的离子方程式为_________________________。c．富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收。反应的化学方程式为_______________________________。d．提取：再用Cl2将HBr氧化得到产品溴。
2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2　
SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4　
(3)从海带中提取碘。①教材实验——海带中含有碘元素的检验。a．反应原理：___________________________(离子方程式)。b．实验步骤及检验方法：
2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O　
②海带中提取碘工艺流程及原理。a．工艺流程：
b．主要的化学原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。c．主要的物理原理：单质碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞(　　)(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中有I－(　　)(3)卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO(　　)(4)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸(　　)(5)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3(　　)
(6)浓硫酸不能干燥HBr、HI，因为HBr、HI还原性较强，能与浓硫酸发生氧化还原反应(　　)(7)加碘盐能使淀粉变蓝(　　)【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× (6)√　(7)×
突破一　卤素的性质及递变规律1．(2020·广东深圳中学月考)下列有关卤素的说法错误的是(　　)A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强C．淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度【答案】A
2．已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内分别装有滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部分颜色描述正确的是(　　)
突破二　卤素单质及离子的鉴别3．下列叙述不正确的是(　　)A．能使润湿的淀粉－KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2B．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液C．还原性：I－>Br－>Cl－>F－D．某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，下层显橙红色【答案】A
4．下列能够检验出KI中是否含有Br－的实验是(　　)A．加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br－B．加入酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色是否褪去C．加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则有Br－D．加入足量H2O2溶液，用CCl4萃取后，取无色水层并加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，则含有Br－【答案】D
【解析】在KI中加入足量新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有溴离子，A错误；溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层是萃取单质碘而显色，并没有溴单质产生，C错误。
突破三　卤素单质氧化性强弱的实验探究方法5．(2019·西湖区校级模拟)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略)。
(1)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。(2)当向D中缓慢通入一定量的氯气，可以看到无色溶液逐渐变为黄色，反应方程式__________。(3)继续打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中振荡，观察到的现象是__________；该现象________(填“能”或“不能”)说明溴的氧化性强于碘，原因是____________________。
【答案】(2)Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl(3)E中溶液分层，上层为紫色　不能　D中有过量的Cl2，Cl2也能氧化KI【解析】(2)无色溶液通入氯气逐渐变为橙黄色，说明Cl2和NaBr反应有Br2生成。(3)打开活塞，将装置D中的少量溶液加入含碘化钾和苯的装置E中，溶液D中含有溴单质，还可能含有过量的氯气，氯气、溴均可与KI反应生成碘，碘单质溶于苯呈紫红色，苯的密度小于水，观察到E中溶液分层，上层为紫色溶液，下层为无色液体，该现象不能说明溴的氧化性强于碘，因为D装置中溶解了过量的Cl2，Cl2也能将I－氧化成I2。
6．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下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：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。Ⅳ.……(1)A中产生黄绿色气体，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Ⅳ的操作和现象是__________ __________。(5)过程Ⅲ的实验目的是____________________________。(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。
突破四　从海水资源中提取氯、溴和碘7．(2020·山东济南检测)利用海洋资源获得的部分物质如下图所示，有关说法正确的是(　　)
【答案】A【解析】固体灼烧应在坩埚中进行，溶液在蒸发皿中加热，A错误；碘离子被过氧化氢氧化为碘单质，发生氧化反应，B正确；碘单质遇到淀粉溶液变蓝是碘单质的特性，C正确；碘单质在四氯化碳中溶解度大于水，可以转移到四氯化碳中，过程为萃取，D正确。
☞核心素养8　含氯化合物的性质、制备及应用
氯的化合价有－1、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋7等，相应的化合物也很复杂。近几年高考试题对氯的氧化物、含氧酸及盐的性质及其制备的考查有明显的加强。此类试题体现“科学探究与创新意识”的核心素养。
下图是氯的常见价态与物质的对应关系图。
2．氯的含氧酸(1)氯的含氧酸的种类。氯的含氧酸有HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。(2)氯的含氧酸的性质。酸性：HClO4>HClO3>HClO2>HClO；氧化性：HClO>HClO2>HClO3>HClO4。
3．氯的含氧酸盐(1)NaClO2(亚氯酸钠)。性质：黄绿色液体，呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。用途：作为高效氧化剂、漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白，食品消毒，水处理，杀菌灭藻和鱼药制造。(2)氯酸钾(KClO3)。性质：作为种白色晶体，有毒，在冷水中溶解度较小，易溶于热水；是强氧化剂。用途：可用于制造炸药，也可用来制造火柴、烟火。
二氧化氯是高效、低毒的消毒剂。已知：ClO2是一种黄绿色易溶于水的气体，具有强氧化性。下图是ClO2的制备及性质探究实验装置，回答下列问题。
(1)仪器a的名称是______________，装置B的作用是_______ _____________。　(2)装置C用于制备ClO2，同时还生成一种酸式盐，该反应的化学方程式为________________________。装置D中滴有几滴淀粉溶液，其作用是________________________________。(3)装置E用于吸收尾气，反应生成NaClO2，NaClO2中氯元素的化合价为________，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，氧化产物为__________。
【答案】(1)分液漏斗　防倒吸、防堵塞(或平衡气压、作安全瓶)(2)SO2＋H2SO4＋2KClO3===2KHSO4＋2ClO2　检验是否有I2生成，进而证明ClO2是否有氧化性(3)＋3　2∶1　O2
[解题思路]实验目的：ClO2的制备及性质探究发生装置(A)：制备SO2；SO2用于制备ClO2。安全瓶(B)：防倒吸，防堵塞。发生装置(C)：固液不加热，制备ClO2＋酸式盐。性质检验装置(D)：含有I－＋淀粉溶液，检验有无I2；检验ClO2的氧化性。尾气处理装置(E)：除去多余的ClO2，反应生成NaClO2；Cl元素化合价降低，说明ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂。
1．(2020·湖南五市十校联考)“84”消毒液(有效成分为NaClO)可用于消毒和漂白，对下列实验现象的分析错误的是(　　)
【答案】A【解析】根据现象，可知生成了氯气，氯离子和次氯酸根离子在酸溶液中生成了氯气，氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，生成的盐酸呈酸性，A错误。
2．(2020·福建南平综合质检)二氧化氯(ClO2)是易溶于水且不与水反应的黄绿色气体，沸点为11 ℃。某小组在实验室中制备ClO2的装置如下。(已知：SO2＋2NaClO3＋H2SO4===2ClO2 ＋2NaHSO4)
下列说法正确的是(　　)A．装置C中装的是饱和食盐水，a逸出的气体为SO2B．连接装置时，导管口a应接h或g，导管口c应接eC．装置D放冰水的目的是液化SO2，防止污染环境D．可选用装置A利用1 ml·L－1盐酸与MnO2反应制备Cl2【答案】B【解析】装置A制取SO2，在装置B中发生反应制得ClO2，装置C为尾气吸收装置，装置D收集ClO2，装置E为安全瓶。
3．(2020·广东佛山一中期中)一种制备高效漂白剂NaClO2的实验流程如图所示，反应Ⅰ的化学方程式为3NaClO3＋4SO2＋3H2O===2ClO2＋Na2SO4＋3H2SO4＋NaCl，下列说法正确的是(　　)
A．NaClO2的漂白原理与SO2相同B．反应Ⅰ中氧化产物和还原产物物质的量比为4∶3C．反应Ⅱ中H2O2做氧化剂D．实验室进行蒸发操作通常在坩埚中进行【答案】B【解析】NaClO2中Cl元素化合价为＋3价，该物质具有强的氧化性，而SO2能与某些有色物质结合，产生不稳定的无色物质，A错误；反应Ⅰ装置产生的ClO2气体进入反应Ⅱ装置，发生反应：2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2＋2H2O，H2O2中氧元素的化合价升高，作还原剂，C错误；实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行，坩埚是灼烧使用的仪器，D错误。
1．(高考组合题)下列说法正确的是(　　)A．(2019·全国卷Ⅲ)实验目的：制取较高浓度的次氯酸溶液；实验操作：将Cl2通入碳酸钠溶液中B．(2019·江苏卷)MnO2和稀盐酸反应制取Cl2C．(2018·全国卷Ⅱ)漂白粉可用于生活用水的消毒D．(2016·全国卷Ⅰ)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2【答案】C
2．(2018·江苏卷)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)
A．用装置甲灼烧碎海带B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气【答案】B
3．(2014·江苏卷)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Cl2B．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
【答案】D【解析】因Cl2也能将Fe2＋氧化为Fe3＋而使溶液变成棕黄色，则FeCl2溶液滴加氯水时变为棕黄色，不能证明溶液中含有HClO，D错误。
4．(2016·全国卷Ⅰ) NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如图：
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为__________(计算结果保留两位小数)。