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第10讲 富集在海水中的元素——氯 海水资源利用
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这是一份第10讲 富集在海水中的元素——氯 海水资源利用，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，考点三，刺激性，HOCl，棕色瓶，××××，②③⑤，圆底烧瓶，防止倒吸等内容，欢迎下载使用。
第10讲 富集在海水中的元素——氯 海水资源利用
1．Cl2的性质(1)Cl2的物理性质
考点一 氯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气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔。
(2)Cl2的化学性质写下列反应的化学方程式和相应反应现象，指出Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。
(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不能由两种单质直接化合生成。(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，起漂白作用的物质是HClO。
2．氯水的成分及性质(1)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)氯水性质的探究实验
①不稳定性：_______________________(见光易分解)HClO不能单独存在，只存在溶液中。氯水须现用现配，保存在__________中，置于冷暗处。②强氧化性：比Cl2的氧化性强。能使某些染料和有机色素褪色，可用作棉、麻和纸张的漂白剂；可用于自来水的杀菌、消毒。③弱酸性：H2CO3>HClO>HCO向NaClO溶液中通少量CO2，化学方程式为：__________________________________________。
NaClO＋CO2＋H2O═══NaHCO3＋HClO
(2)次氯酸盐①“84”消毒液(漂白液)
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。( )(2)氯气溶于水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质。( )(3)氯气可使湿润的红布条褪色，所以氯气具有漂白性。( )(4)1 ml氯气分别与铁和铝完全反应时转移的电子数均为3NA。( )
(5)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性。( )(6)漂白粉溶液中通入SO2的离子方程式为2ClO－＋SO2＋Ca2＋＋H2O═══2HClO＋CaSO3↓。( )[提示] 向漂白粉溶液中通入SO2，生成的是CaSO4，而不是CaSO3。(7)氯水放置数天后，pH将变小。( )(8)用pH试纸测定氯水的pH。( )[提示] 氯水中的HClO具有漂白性，能将pH试纸氧化而褪色。不能用pH试纸测定其pH。
(13)漂白粉在空气中久置变质是由于漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。( )(14)1 ml Cl2参加反应转移2 ml电子。( )[提示] 在Cl2＋2NaOH═══NaCl＋NaClO＋H2O反应中1 ml Cl2参加反应转移1 ml电子。(15)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。( )[提示] 该反应为可逆反应，Cl2不能完全反应。
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
[提示] A项，由现象得，氧化性：Cl2>Br2、Cl2>I2，但无法比较Br2与I2的氧化性强弱；B项，由现象可知在此过程中有酸性物质生成，同时生成了漂白性物质；C项，在此过程中只能判断溶液不再显碱性，无法判断有无漂白性物质生成；D项，由现象得，此时Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋，而Cl2被还原为Cl－，还原剂Fe2＋的还原性强于还原产物Cl－的还原性。
3．深度思考：(1)向新制氯水中加入碳酸钙粉末，能增加氯水中HClO的浓度吗？为什么？
(2)漂白粉长期露置于空气中，最终得到的物质是什么？写出反应的化学方程式。
微考点1 氯气的性质(2022·山东潍坊高三检测)如图所示，在A处通入氯气，关闭B阀时，C处干燥的红布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色。
则D瓶中盛放的溶液可能是( )A．稀硫酸B．NaOH溶液C．氯水D．饱和氯化钠溶液[解析] 解决本题的关键是要明确装置的特点及起漂白作用的是HClO或潮湿的Cl2。首先根据打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色，说明A处通入的Cl2为潮湿的，在关闭B阀时潮湿的Cl2通过了D瓶，看不到C处干燥的红布条有明显变化，说明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸气。
[解析] 氯气本身无漂白性，只有生成HClO时才有漂白性，A项错误；H＋使pH试纸显红色，HClO能漂白pH试纸，由实验现象可知，B项正确；HClO是永久的不可恢复的漂白，C项错误；久置氯水中无HClO，D项错误。
(2)下列说法错误的是( )A．液氯可以储存在钢瓶中B．漂白粉可用于生活用水的消毒C．用氯气处理水中的Cu2＋、Hg2＋等重金属离子D．用MnO2和浓盐酸在加热时反应制取Cl2
[解析] 液氯就是液态的氯单质，与钢瓶不反应，可以储存在钢瓶中，A正确；漂白粉具有强氧化性，可用于生活用水的消毒，B正确；氯气可用于水的消毒杀菌，但对Cu2＋、Hg2＋没有作用，可以加入硫化物生成硫化物沉淀来处理Cu2＋、Hg2＋，C错误；二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，故D正确。
〔对点集训2〕 (1)(2022·北京模拟)“84”消毒液(有效成分为NaClO)可用于消毒和漂白，下列实验现象的分析，
不正确的是( )A．对比实验①和②，②中蓝色迅速褪去的原因是发生了反应ClO－＋H＋═══HClOB．实验③中产生的气体是Cl2，由HClO分解得到：2HClO═══Cl2↑＋H2OC．对比实验②和③，溶液的pH可能会影响ClO－的氧化性或Cl－的还原性D．加酸可以提高“84”消毒液的漂白效果，但需要调控合适的pH才能安全使用
[解析] “84”消毒液(有效成分为NaClO)中次氯酸根离子水解使溶液显碱性，水解生成的次氯酸具有漂白性，加入硫酸促进水解平衡正向进行，使得次氯酸浓度增大漂白速度加快，②中蓝色迅速褪去的原因是发生了反应ClO－＋H＋═══HClO，故A项正确，不符合题意；往③中“84”消毒液(有效成分为NaClO)中加入浓度较大的稀硫酸，混合后溶液pH＝3.2，蓝色迅速褪去，并产生大量气体，使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明生成了氯气，“84”消毒液的主要成分为氯化钠和次氯酸钠，氯离子和次氯酸根离子在酸溶液中生成了氯气，故B项错误，符合题意；
对比实验②和③酸溶液浓度大小会影响反应过程，溶液的pH可能会影响ClO－的氧化性或Cl－的还原性，故C项正确，不符合题意；加酸可提高“84”消毒液的漂白效果，但酸的浓度大时会生成有毒气体Cl2，需要调控合适的pH，才能安全使用，故D项正确，不符合题意。
(2)(2022·山东泰安模拟)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和消毒剂，它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2，ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组探究亚氯酸钠的制备。
Ⅰ.制备亚氯酸钠关闭止水夹乙打开止水夹甲，从进气口通入足量ClO2，充分反应。①仪器a的名称为____________，仪器b的作用是____________。②装置A中生成NaClO2的离子方程式为____________________________________________。
Ⅱ.探究亚氯酸钠的性质停止通ClO2气体，再通入空气一段时间后，关闭止水夹甲，打开止水夹乙，向A中滴入稀硫酸。③开始时A中反应缓慢，稍后产生气体的速率急剧加快，请解释可能的原因__________________________________________________。④B中现象为______________。
NaClO2与H2SO4反应生成的Cl－对反应起催化作用
③NaClO2在酸性条件下能生成NaCl和ClO2，发生的反应是5NaClO2＋2H2SO4═══NaCl＋4ClO2↑＋2H2O＋2Na2SO4，开始时A中反应缓慢，稍后产生气体的速率急剧加快的原因可能是NaClO2与H2SO4反应生成的Cl－对反应起催化作用；④ClO2的性质与氯气相似，即ClO2的氧化性强于I2，ClO2把I－氧化成I2，淀粉遇碘单质变蓝，即B中现象是溶液变蓝色。
微考点3 氯水性质的多重性及应用(2022·湖南张家界月考)在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是( )
〔对点集训3〕 (2022·经典习题选萃)向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是( )A．碳酸钙粉末B．稀硫酸C．氯化钙溶液D．二氧化硫水溶液
1．Cl2的实验室制法(1)实验装置
考点二 氯气的实验室制法及性质实验探究
④收集方法：________________或__________________。⑤尾气吸收——用烧碱溶液吸收(离子方程式)____________________________________。⑥验满方法a．将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即________，则证明已集满。b．将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸________________，则证明已集满。c．实验室制取Cl2时，常常根据氯气的________判断是否收集满。
Cl2＋2OH－═══Cl－＋ClO－＋H2O
实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2时应注意以下四点(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)加热时的温度：不宜过高，以减少HCl的挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。(4)尾气吸收时，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．Cl2的工业制法电解饱和食盐水，反应的化学方程式为_________________________________________。
3．Cl2性质实验探究的示例分析
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)100 mL 12 ml·L－1浓盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.6NA。( )(2)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4。( )(3)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。( )(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2。( )
(7)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。( )[提示] Cl－对Cl2＋H2OHClO＋HCl的平衡起到抑制作用。(8)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，导气管不能伸到液面以下，原因是防止倒吸。( )[提示] 吸收Cl2时，为了吸收充分，应将导气管伸到液面以下。
(9)一套完整的制气装置包括：发生装置→净化装置→收集或性质验证装置→尾气处理装置。( )(10)用干燥的淀粉－碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。( )[提示] 干燥的淀粉碘化钾试纸与Cl2不反应。(11)含4 ml HCl的浓盐酸与足量MnO2反应，可制备22.4 L Cl2。( )[提示] 浓盐酸变稀后不再反应，4 ml HCl有剩余，且未知是否是标准状况，无法计算生成的气体的体积。(12)过量浓盐酸与一定量的二氧化锰反应，MnO2能完全反应。( )
[提示] B项，Cl2的密度比空气大，该收集方法正确；C项，要得到干燥、纯净的Cl2，首先应将气体通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气；D项，浓盐酸变稀后便不再反应，使产生的Cl2的物质的量小于0.5 ml，转移的电子小于1 ml。
3．深度思考：下图是KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
(1)A中发生反应的化学方程式：_______________________________________________________。(2)装置B、C、D的作用分别是B______________________；C______________________________________；D__________________________________________。
2KMnO4＋16HCl(浓)═══2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中
吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
(3)含0.4 ml HCl的浓盐酸与足量的MnO2共热，能否得到0.1 ml Cl2？为什么？[提示] 不能。随着反应进行，浓盐酸变为稀盐酸，不能再被MnO2氧化；同时由于盐酸具有挥发性，反应过程中HCl也会挥发。
微考点1 氯气的制备与性质实验探究(2022·河北邯郸模拟)已知高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应能产生氯气。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并实验其与金属的反应。
每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是( )A．①和②处B．只有②处C．②和③处D．②、③、④处[解析] KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生氯气，因此不需要加热，因此①正确；Cl2为黄绿色、易溶于水、有毒性的气体，能被氢氧化钠溶液吸收，因此②中除去氯气中的氯化氢杂质不能用氢氧化钠溶液，因此②不正确；浓硫酸可以干燥氯气，但是要长进短出，因此③不正确；氯气与金属反应时．为了充分反应，应该把导管伸到试管的底部，且反应需要加热，为保持气压平衡及防止尾气污染环境，还应有出气管和尾气处理装置，因此④不正确。
〔对点集训1〕 (2022·河北衡水高三检测)实验室利用下面的装置制取并收集氯气，
有关描述正确的是( )A．发生装置应先加热再逐滴加入浓盐酸B．饱和食盐水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替C．若用稀盐酸代替浓盐酸则不能制得氯气，说明浓盐酸的氧化性较强D．可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满
[解析] 发生装置应先加入适量浓盐酸再加热，A不正确；饱和食盐水不能用饱和碳酸氢钠溶液代替，否则会引入杂质二氧化碳气体，B不正确；若用稀盐酸代替浓盐酸则不能制得氯气，说明浓盐酸的还原性较强，C不正确；氯气是黄绿色气体，可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满，D正确。
[解析] 装置连接顺序为制取氯气、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”。
(2)(2020·全国3,26)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____________，a中的试剂为______________。②b中采用的加热方式是____________。c中化学反应的离子方程式是____________________________________，采用冰水浴冷却的目的是__________________。③d的作用是___________________，可选用试剂______(填标号)。A．Na2SB．NaClC．Ca(OH)2D．H2SO4
避免生成NaClO3
④反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，____________________，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______色。可知该条件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。
②b中采用的是水浴加热方法。c装置中反应的离子方程式为Cl2＋2OH－═══Cl－＋ClO－＋H2O，c中采用冰水浴的目的是防止温度较高时氯气和NaOH溶液反应生成NaClO3。③d装置中应盛放还原性物质或碱性物质，故符合条件的试剂为A、C。④从溶液中获得晶体可采用的实验步骤为：冷却结晶→过滤→洗涤(少量冷水)→干燥。
⑤1号试管中的KClO3溶液不能将I－氧化为单质I2，而2号试管中的NaClO溶液可将I－氧化为I2，故在此条件下氧化性：KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后，静置一段时间可观察到液体分为两层，由于四氯化碳的密度大于水的密度，则碘的四氯化碳溶液在下层，呈紫色。
〔对点集训2〕 (1)(2022·浙江杭州模拟)NaClO2广泛用于造纸工业、污水处理等，其漂白能力很强，工业上用ClO2气体制NaClO2的工艺流程如图：
已知：可用如下反应制取ClO2：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl下列说法不正确的是( )A．上述制取ClO2的反应中盐酸既表现出还原性，又表现出酸性B．提高吸收器中的反应温度可以提高反应速率，也提高反应物的利用率C．吸收器中除了生成NaClO2，同时还会有O2产生D．发生器中反应结束后，向其中通入空气的目的是驱赶出ClO2，使其被充分吸收
[解析] 反应2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl中，HCl被氧化生成氯气，表现还原性，且生成NaCl，表现酸性，故A正确；温度过高，H2O2分解，不能提高反应物的转化率，故B错误；吸收器中发生2ClO2＋2NaOH＋H2O2===2NaClO2＋O2＋2H2O，则吸收器中除了生成NaClO2，同时还会有O2产生，故C正确；反应结束后，发生器中仍有少量ClO2，用空气可以将其排出，确保其在吸收器中被充分吸收，故D正确。
(2)(2022·山东泰安第四中学期中)如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置。
①要将C装置接入B和D之间，正确的接法是a→ _______ →_______ → _______ 。②连接好装置，实验开始先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处的酒精灯。Cl2通过C装置后进入D，D装置内盛有炭粉，发生氧化还原反应，生成CO2和HCl(g)，发生反应的化学方程式为_______________________________________。
③D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A中仍有少量Cl2产生，此时B中的现象是____________________________________，B的作用是________________________________。
瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升
贮存少量Cl2，避免Cl2造成污染
④用量筒量取20 mL E装置中的溶液，倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中，然后再注入10 mL CCl4，盖好玻璃塞，振荡，静置于铁架台上(如图，铁架台省略)，等分层后取上层液体和下层液体，呈黄绿色的是____________(填“上层液体”或“下层液体”，下同)，再装入如图所示的烧杯中，能使有色布条褪色的是____________。
⑤在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由并在方框中画出改进后的装置图：______________________________ ____________________________________________________________。
D中反应生成的HCl气体极易溶于水，易使E装置中的溶液发生倒吸，改进后的E装置如图所示：
[解析] ①由装置图判断，气体由B流经C进入到D中反应，气体通过盛有水的试管时应长进短出，否则不能通过C装置，检验装置气密性时，可利用微热或加入水的方式形成压强差，观察长颈漏斗液面的变化来判断气密性，具体操作有两种方法：一是关闭K和A中分液漏斗的活塞，微热圆底烧瓶，B中长颈漏斗内液面升高，停止加热后，长颈漏斗液面恢复至原位，则A、B气密性良好；二是关闭K和A中分液漏斗的活塞，往长颈漏斗中不断加水至没过长颈漏斗下端管口，若B中长颈漏斗内液面升高，且静置一段时间后高度保持不变，则A、B气密性良好，要将C装置接入B和D之间，正确的接法是a→c→b→d。
考点三 卤族元素 海水资源的综合利用
NaX＋NaXO＋H2O
(2)卤素单质性质的递变性
Cl2>Br2>I2
I－>Br－>Cl－
2Br－＋Cl2═══2Cl－＋Br2
2I－＋Br2═══2Br－＋I2
(3)卤素单质性质的特殊性①Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，保存时通常用水液封。②I2易升华，淀粉遇I2变蓝色。③Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯等)萃取。④氟元素无正价，F2与H2O发生置换反应生成O2：2F2＋2H2O═══4HF＋O2。⑤F2不能从NaX水溶液中置换出X2(X代表Cl、Br、I)。
[微点拨] 卤素氢化物的两大性质：①酸性：HF是弱酸，HCl、HBr、HI是强酸。②沸点：HCl
(2)海水提取溴①流程②发生反应的离子方程式_______________________________________________________________________
Cl2＋2Br－═══2Cl－＋Br2
Cl2＋2I－═══I2＋2Cl－
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)由Fe与Cl2反应生成FeCl3可推测Fe与I2反应生成FeI3。( )[提示] Fe与I2反应生成FeI2。(2)Cl2、F2与H2O反应的原理相同，不属于置换反应。( )[提示] F2与H2O反应属于置换反应。
(3)只用AgNO3溶液可鉴别Na2CO3、NaCl和KBr。( )[提示] 只用AgNO3溶液不可鉴别Na2CO3、NaCl，均生成白色沉淀。(4)F非金属性最强，F－的还原性最强。( )[提示] F非金属性最强，F－的还原性最弱。(5)为验证Br2的氧化性强于I2，将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置，可观察到下层液体呈紫红色。( )[提示] 碘单质萃取时呈紫红色。
(11)砹(At)是卤族元素中位于碘下面的元素，则At2容易与H2化合，且生成的砹化氢很稳定不易分解。( )(12)用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色。( )(13)用湿润的淀粉－碘化钾试纸鉴别Br2(g)和NO2。( )(14)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞。( )(15)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－。( )
2．下列关于卤素(用X表示)的叙述，错误的是( )A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2OHXO＋HX表示B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小C．卤素单质的颜色由F2→I2随相对分子质量增大而变深D．X－的还原性由弱到强的顺序为F－
(2)检验Cl－时加入稀HNO3的作用是什么？能否用稀硫酸代替？(3)KI－淀粉试纸常用于检验哪些物质？[提示] 检验强氧化性物质，如Cl2、Br2、O3、FeCl3溶液等。(4)依据卤素单质的物理性质的递变规律，试推测砹的颜色和状态。[提示] 卤素单质自上而下，颜色逐渐加深，熔点依次升高，状态由气态→液态→固态，故砹为黑色固体。
(5)氯气能从NaBr溶液中置换出Br2，F2比Cl2更活泼，F2也能从NaBr溶液中置换出Br2吗？[提示] F2性质活泼，是氧化性最强的非金属单质，在溶液中会与水反应生成HF和O2，故不能从NaBr溶液中置换出Br2。
微考点1 卤族元素的性质及卤离子检验(1)(2022·山东滨州高三检测)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图，
下列说法错误的是( )A．单质①是最活泼的非金属单质B．单质②能使品红溶液褪色C．单质④能使淀粉溶液变蓝D．单质的氧化性是④>③>②>①[解析] 从图中可以看出，从F2→I2，相对分子质量逐渐增大，沸点也逐渐升高，故①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2，单质的氧化性是①>②>③>④，D项错误。
(2)(2022·浙江湖州模拟)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.……①A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_____________________________。
湿润的淀粉－KI试纸变蓝
③B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实验目的是___________________________________ __________________________。
Cl2＋2Br－═══Br2＋2Cl－
打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色
确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
[解析] A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)═══2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI═══2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr═══2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr═══2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI═══2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
(2)(2022·经典习题选萃)已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按如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( )
[解析] 由①处产生的Cl2通过②时发生反应Cl2＋2NaBr═══2NaCl＋Br2，通过③时发生反应Cl2＋2KI═══2KCl＋I2，I2遇淀粉显蓝色，通过④时发生反应Cl2＋2NaOH═══NaCl＋NaClO＋H2O，因Cl2为黄绿色，Br2为橙色，淀粉遇I2变蓝，Cl2遇碱产生NaCl、NaClO，可知应选A。
Cl2、Br2、I2溶于各溶剂后的颜色
[解析] BrCl属于类卤素，具有和卤素单质相似的化学性质，A正确；由于M为＋n价的金属元素，作还原剂，故与BrCl发生反应时，BrCl只作氧化剂，B正确；BrCl与NaOH溶液反应，可以把BrCl看成Cl2，反应生成NaCl和NaBrO两种盐，C正确；BrCl＋H2O═══HCl＋HBrO，没有发生化合价的变化，D错误。
类卤素通常是指由不同卤族元素组成的化合物，如IBr、ICl等，或由2个或2个以上电负性较大的元素的原子组成的原子团，其化学性质与卤素单质相似，又称类卤素，由不同卤族元素组成的化合物也叫卤素互化物，它们能与大多数金属和非金属反应生成相应的卤化物，也可跟水和碱溶液反应，如：IBr＋H2O═══HBr＋HIO、ICl＋2NaOH═══NaCl＋NaIO＋H2O。
拟卤素像氰[(CN)2]、硫氰[(SCN)2]、氧氰[(OCN)2]、硒氰[(SeCN)2]等化合物，因其性质与卤素单质相似，因而化学上称为拟卤素。氰化氢与氯化氢相似，是无色气体，易溶于水，生成无氧酸，但氢氰酸酸性很弱。拟卤素的银盐(如AgCN、AgSCN)也是难溶于水的白色沉淀，与AgCl相似。拟卤素也能跟水、碱溶液反应。如(CN)2＋H2O═══HCN＋HCNO，(CN)2＋2NaOH═══NaCN＋NaCNO＋H2O。它们还能进行类似Cl2＋2NaBr═══2NaCl＋Br2的反应。如(CN)2＋2KSCN═══2KCN＋(SCN)2。
微考点3 海水资源的综合利用(1)(2022·天津河东区模拟)从淡化海水中提取溴的流程如下：
下列有关说法不正确的是( )A．X试剂可为Na2SO3饱和溶液B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2═══2Cl－＋Br2C．工业上每获得1 ml Br2，需要消耗Cl2 44.8 L(标准状况下)D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和过滤
[解析] Na2SO3＋Br2＋H2O═══Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴强，可以利用置换反应制取Br2，B正确；步骤Ⅰ和步骤Ⅲ均使用Cl2，故制取1 ml Br2消耗2 ml氯气，标准状况下体积为44.8 L，C正确；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D错误。
(2)在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：
A．步骤③加Fe粉的目的是_______________________________ _____________________________________________________。B．写出步骤④中反应的离子方程式______________________________________________。C．上述生产流程中，可以循环利用的副产物是_________________。D。操作⑤的名称是____________，选用的试剂是____________________。
使碘化银转化成碘化亚铁(FeI2)和单质银(或将难电离的碘化银转化成可溶的碘化亚铁)
2Fe2＋＋4I－＋3Cl2═══2I2＋2Fe3＋＋6Cl－
Ag(或AgNO3)
CCl4(合理即可)
[解析] A．富碘卤水中含有I－，加入硝酸银发生反应：Ag＋＋I－═══AgI↓，过滤水洗后为AgI，加入Fe搅拌，可得Ag和FeI2。B.FeI2具有还原性，与充足的氯气发生氧化还原反应生成I2和FeCl3，反应的化学方程式为2FeI2＋3Cl2═══2I2＋2FeCl3。C．由流程图可看出，副产物为Ag，由于加入的Fe过量，所以在甲中先加入稀硫酸除去Fe，再加入稀硝酸与Ag反应制得AgNO3溶液，所以Ag(或AgNO3)可循环利用。D.碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，CCl4和水不相溶，且CCl4和I2不反应，分离I2和FeCl3的方法是加入CCl4有机溶剂进行萃取、分液。
从海水中提取物质的思路海水中提取溴和碘的反应都是将其－1价离子氧化成单质。涉及工业实际，最主要的问题是如何将大量海水中分布的元素富集起来。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路线，碘一般是由海带提取，主要过程是灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取的路线。工艺模式如图所示：
[解析] 氧化滤液中的I－不必使用容量瓶，故选C。
1．特殊的颜色和状态Cl2——黄绿色气体Br2——深红棕色液体I2——紫黑色固体2．特殊的成分新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四离子(Cl－、ClO－、H＋、OH－)。熟记氯水的四个性质：氧化性、酸性、漂白性和不稳定性。
(2)置换萃取法：滴加氯水后，再滴加CCl4，若下层变为橙红色、紫红色，则离子分别为Br－、I－。(3)置换淀粉法：滴加氯水后，再滴加淀粉溶液，若变蓝色，则离子为I－。9．海水资源的综合利用(1)氯碱工业。(2)海水提溴。(3)海带中提碘。
第10讲 富集在海水中的元素——氯 海水资源利用
1．Cl2的性质(1)Cl2的物理性质
考点一 氯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气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔。
(2)Cl2的化学性质写下列反应的化学方程式和相应反应现象，指出Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。
(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不能由两种单质直接化合生成。(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，起漂白作用的物质是HClO。
2．氯水的成分及性质(1)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)氯水性质的探究实验
①不稳定性：_______________________(见光易分解)HClO不能单独存在，只存在溶液中。氯水须现用现配，保存在__________中，置于冷暗处。②强氧化性：比Cl2的氧化性强。能使某些染料和有机色素褪色，可用作棉、麻和纸张的漂白剂；可用于自来水的杀菌、消毒。③弱酸性：H2CO3>HClO>HCO向NaClO溶液中通少量CO2，化学方程式为：__________________________________________。
NaClO＋CO2＋H2O═══NaHCO3＋HClO
(2)次氯酸盐①“84”消毒液(漂白液)
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。( )(2)氯气溶于水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质。( )(3)氯气可使湿润的红布条褪色，所以氯气具有漂白性。( )(4)1 ml氯气分别与铁和铝完全反应时转移的电子数均为3NA。( )
(5)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性。( )(6)漂白粉溶液中通入SO2的离子方程式为2ClO－＋SO2＋Ca2＋＋H2O═══2HClO＋CaSO3↓。( )[提示] 向漂白粉溶液中通入SO2，生成的是CaSO4，而不是CaSO3。(7)氯水放置数天后，pH将变小。( )(8)用pH试纸测定氯水的pH。( )[提示] 氯水中的HClO具有漂白性，能将pH试纸氧化而褪色。不能用pH试纸测定其pH。
(13)漂白粉在空气中久置变质是由于漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。( )(14)1 ml Cl2参加反应转移2 ml电子。( )[提示] 在Cl2＋2NaOH═══NaCl＋NaClO＋H2O反应中1 ml Cl2参加反应转移1 ml电子。(15)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。( )[提示] 该反应为可逆反应，Cl2不能完全反应。
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
[提示] A项，由现象得，氧化性：Cl2>Br2、Cl2>I2，但无法比较Br2与I2的氧化性强弱；B项，由现象可知在此过程中有酸性物质生成，同时生成了漂白性物质；C项，在此过程中只能判断溶液不再显碱性，无法判断有无漂白性物质生成；D项，由现象得，此时Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋，而Cl2被还原为Cl－，还原剂Fe2＋的还原性强于还原产物Cl－的还原性。
3．深度思考：(1)向新制氯水中加入碳酸钙粉末，能增加氯水中HClO的浓度吗？为什么？
(2)漂白粉长期露置于空气中，最终得到的物质是什么？写出反应的化学方程式。
微考点1 氯气的性质(2022·山东潍坊高三检测)如图所示，在A处通入氯气，关闭B阀时，C处干燥的红布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色。
则D瓶中盛放的溶液可能是( )A．稀硫酸B．NaOH溶液C．氯水D．饱和氯化钠溶液[解析] 解决本题的关键是要明确装置的特点及起漂白作用的是HClO或潮湿的Cl2。首先根据打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色，说明A处通入的Cl2为潮湿的，在关闭B阀时潮湿的Cl2通过了D瓶，看不到C处干燥的红布条有明显变化，说明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸气。
[解析] 氯气本身无漂白性，只有生成HClO时才有漂白性，A项错误；H＋使pH试纸显红色，HClO能漂白pH试纸，由实验现象可知，B项正确；HClO是永久的不可恢复的漂白，C项错误；久置氯水中无HClO，D项错误。
(2)下列说法错误的是( )A．液氯可以储存在钢瓶中B．漂白粉可用于生活用水的消毒C．用氯气处理水中的Cu2＋、Hg2＋等重金属离子D．用MnO2和浓盐酸在加热时反应制取Cl2
[解析] 液氯就是液态的氯单质，与钢瓶不反应，可以储存在钢瓶中，A正确；漂白粉具有强氧化性，可用于生活用水的消毒，B正确；氯气可用于水的消毒杀菌，但对Cu2＋、Hg2＋没有作用，可以加入硫化物生成硫化物沉淀来处理Cu2＋、Hg2＋，C错误；二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，故D正确。
〔对点集训2〕 (1)(2022·北京模拟)“84”消毒液(有效成分为NaClO)可用于消毒和漂白，下列实验现象的分析，
不正确的是( )A．对比实验①和②，②中蓝色迅速褪去的原因是发生了反应ClO－＋H＋═══HClOB．实验③中产生的气体是Cl2，由HClO分解得到：2HClO═══Cl2↑＋H2OC．对比实验②和③，溶液的pH可能会影响ClO－的氧化性或Cl－的还原性D．加酸可以提高“84”消毒液的漂白效果，但需要调控合适的pH才能安全使用
[解析] “84”消毒液(有效成分为NaClO)中次氯酸根离子水解使溶液显碱性，水解生成的次氯酸具有漂白性，加入硫酸促进水解平衡正向进行，使得次氯酸浓度增大漂白速度加快，②中蓝色迅速褪去的原因是发生了反应ClO－＋H＋═══HClO，故A项正确，不符合题意；往③中“84”消毒液(有效成分为NaClO)中加入浓度较大的稀硫酸，混合后溶液pH＝3.2，蓝色迅速褪去，并产生大量气体，使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明生成了氯气，“84”消毒液的主要成分为氯化钠和次氯酸钠，氯离子和次氯酸根离子在酸溶液中生成了氯气，故B项错误，符合题意；
对比实验②和③酸溶液浓度大小会影响反应过程，溶液的pH可能会影响ClO－的氧化性或Cl－的还原性，故C项正确，不符合题意；加酸可提高“84”消毒液的漂白效果，但酸的浓度大时会生成有毒气体Cl2，需要调控合适的pH，才能安全使用，故D项正确，不符合题意。
(2)(2022·山东泰安模拟)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和消毒剂，它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2，ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组探究亚氯酸钠的制备。
Ⅰ.制备亚氯酸钠关闭止水夹乙打开止水夹甲，从进气口通入足量ClO2，充分反应。①仪器a的名称为____________，仪器b的作用是____________。②装置A中生成NaClO2的离子方程式为____________________________________________。
Ⅱ.探究亚氯酸钠的性质停止通ClO2气体，再通入空气一段时间后，关闭止水夹甲，打开止水夹乙，向A中滴入稀硫酸。③开始时A中反应缓慢，稍后产生气体的速率急剧加快，请解释可能的原因__________________________________________________。④B中现象为______________。
NaClO2与H2SO4反应生成的Cl－对反应起催化作用
③NaClO2在酸性条件下能生成NaCl和ClO2，发生的反应是5NaClO2＋2H2SO4═══NaCl＋4ClO2↑＋2H2O＋2Na2SO4，开始时A中反应缓慢，稍后产生气体的速率急剧加快的原因可能是NaClO2与H2SO4反应生成的Cl－对反应起催化作用；④ClO2的性质与氯气相似，即ClO2的氧化性强于I2，ClO2把I－氧化成I2，淀粉遇碘单质变蓝，即B中现象是溶液变蓝色。
微考点3 氯水性质的多重性及应用(2022·湖南张家界月考)在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是( )
〔对点集训3〕 (2022·经典习题选萃)向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是( )A．碳酸钙粉末B．稀硫酸C．氯化钙溶液D．二氧化硫水溶液
1．Cl2的实验室制法(1)实验装置
考点二 氯气的实验室制法及性质实验探究
④收集方法：________________或__________________。⑤尾气吸收——用烧碱溶液吸收(离子方程式)____________________________________。⑥验满方法a．将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即________，则证明已集满。b．将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸________________，则证明已集满。c．实验室制取Cl2时，常常根据氯气的________判断是否收集满。
Cl2＋2OH－═══Cl－＋ClO－＋H2O
实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2时应注意以下四点(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)加热时的温度：不宜过高，以减少HCl的挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。(4)尾气吸收时，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．Cl2的工业制法电解饱和食盐水，反应的化学方程式为_________________________________________。
3．Cl2性质实验探究的示例分析
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)100 mL 12 ml·L－1浓盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.6NA。( )(2)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4。( )(3)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。( )(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2。( )
(7)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。( )[提示] Cl－对Cl2＋H2OHClO＋HCl的平衡起到抑制作用。(8)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，导气管不能伸到液面以下，原因是防止倒吸。( )[提示] 吸收Cl2时，为了吸收充分，应将导气管伸到液面以下。
(9)一套完整的制气装置包括：发生装置→净化装置→收集或性质验证装置→尾气处理装置。( )(10)用干燥的淀粉－碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。( )[提示] 干燥的淀粉碘化钾试纸与Cl2不反应。(11)含4 ml HCl的浓盐酸与足量MnO2反应，可制备22.4 L Cl2。( )[提示] 浓盐酸变稀后不再反应，4 ml HCl有剩余，且未知是否是标准状况，无法计算生成的气体的体积。(12)过量浓盐酸与一定量的二氧化锰反应，MnO2能完全反应。( )
[提示] B项，Cl2的密度比空气大，该收集方法正确；C项，要得到干燥、纯净的Cl2，首先应将气体通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气；D项，浓盐酸变稀后便不再反应，使产生的Cl2的物质的量小于0.5 ml，转移的电子小于1 ml。
3．深度思考：下图是KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
(1)A中发生反应的化学方程式：_______________________________________________________。(2)装置B、C、D的作用分别是B______________________；C______________________________________；D__________________________________________。
2KMnO4＋16HCl(浓)═══2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中
吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
(3)含0.4 ml HCl的浓盐酸与足量的MnO2共热，能否得到0.1 ml Cl2？为什么？[提示] 不能。随着反应进行，浓盐酸变为稀盐酸，不能再被MnO2氧化；同时由于盐酸具有挥发性，反应过程中HCl也会挥发。
微考点1 氯气的制备与性质实验探究(2022·河北邯郸模拟)已知高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应能产生氯气。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并实验其与金属的反应。
每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是( )A．①和②处B．只有②处C．②和③处D．②、③、④处[解析] KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生氯气，因此不需要加热，因此①正确；Cl2为黄绿色、易溶于水、有毒性的气体，能被氢氧化钠溶液吸收，因此②中除去氯气中的氯化氢杂质不能用氢氧化钠溶液，因此②不正确；浓硫酸可以干燥氯气，但是要长进短出，因此③不正确；氯气与金属反应时．为了充分反应，应该把导管伸到试管的底部，且反应需要加热，为保持气压平衡及防止尾气污染环境，还应有出气管和尾气处理装置，因此④不正确。
〔对点集训1〕 (2022·河北衡水高三检测)实验室利用下面的装置制取并收集氯气，
有关描述正确的是( )A．发生装置应先加热再逐滴加入浓盐酸B．饱和食盐水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替C．若用稀盐酸代替浓盐酸则不能制得氯气，说明浓盐酸的氧化性较强D．可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满
[解析] 发生装置应先加入适量浓盐酸再加热，A不正确；饱和食盐水不能用饱和碳酸氢钠溶液代替，否则会引入杂质二氧化碳气体，B不正确；若用稀盐酸代替浓盐酸则不能制得氯气，说明浓盐酸的还原性较强，C不正确；氯气是黄绿色气体，可以通过观察集气瓶中气体的颜色判断氯气是否收集满，D正确。
[解析] 装置连接顺序为制取氯气、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”。
(2)(2020·全国3,26)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____________，a中的试剂为______________。②b中采用的加热方式是____________。c中化学反应的离子方程式是____________________________________，采用冰水浴冷却的目的是__________________。③d的作用是___________________，可选用试剂______(填标号)。A．Na2SB．NaClC．Ca(OH)2D．H2SO4
避免生成NaClO3
④反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，____________________，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______色。可知该条件下KClO3的氧化能力________(填“大于”或“小于”)NaClO。
②b中采用的是水浴加热方法。c装置中反应的离子方程式为Cl2＋2OH－═══Cl－＋ClO－＋H2O，c中采用冰水浴的目的是防止温度较高时氯气和NaOH溶液反应生成NaClO3。③d装置中应盛放还原性物质或碱性物质，故符合条件的试剂为A、C。④从溶液中获得晶体可采用的实验步骤为：冷却结晶→过滤→洗涤(少量冷水)→干燥。
⑤1号试管中的KClO3溶液不能将I－氧化为单质I2，而2号试管中的NaClO溶液可将I－氧化为I2，故在此条件下氧化性：KClO3小于NaClO。四氯化碳萃取出碘水中的I2后，静置一段时间可观察到液体分为两层，由于四氯化碳的密度大于水的密度，则碘的四氯化碳溶液在下层，呈紫色。
〔对点集训2〕 (1)(2022·浙江杭州模拟)NaClO2广泛用于造纸工业、污水处理等，其漂白能力很强，工业上用ClO2气体制NaClO2的工艺流程如图：
已知：可用如下反应制取ClO2：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl下列说法不正确的是( )A．上述制取ClO2的反应中盐酸既表现出还原性，又表现出酸性B．提高吸收器中的反应温度可以提高反应速率，也提高反应物的利用率C．吸收器中除了生成NaClO2，同时还会有O2产生D．发生器中反应结束后，向其中通入空气的目的是驱赶出ClO2，使其被充分吸收
[解析] 反应2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl中，HCl被氧化生成氯气，表现还原性，且生成NaCl，表现酸性，故A正确；温度过高，H2O2分解，不能提高反应物的转化率，故B错误；吸收器中发生2ClO2＋2NaOH＋H2O2===2NaClO2＋O2＋2H2O，则吸收器中除了生成NaClO2，同时还会有O2产生，故C正确；反应结束后，发生器中仍有少量ClO2，用空气可以将其排出，确保其在吸收器中被充分吸收，故D正确。
(2)(2022·山东泰安第四中学期中)如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置。
①要将C装置接入B和D之间，正确的接法是a→ _______ →_______ → _______ 。②连接好装置，实验开始先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处的酒精灯。Cl2通过C装置后进入D，D装置内盛有炭粉，发生氧化还原反应，生成CO2和HCl(g)，发生反应的化学方程式为_______________________________________。
③D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A中仍有少量Cl2产生，此时B中的现象是____________________________________，B的作用是________________________________。
瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升
贮存少量Cl2，避免Cl2造成污染
④用量筒量取20 mL E装置中的溶液，倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中，然后再注入10 mL CCl4，盖好玻璃塞，振荡，静置于铁架台上(如图，铁架台省略)，等分层后取上层液体和下层液体，呈黄绿色的是____________(填“上层液体”或“下层液体”，下同)，再装入如图所示的烧杯中，能使有色布条褪色的是____________。
⑤在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由并在方框中画出改进后的装置图：______________________________ ____________________________________________________________。
D中反应生成的HCl气体极易溶于水，易使E装置中的溶液发生倒吸，改进后的E装置如图所示：
[解析] ①由装置图判断，气体由B流经C进入到D中反应，气体通过盛有水的试管时应长进短出，否则不能通过C装置，检验装置气密性时，可利用微热或加入水的方式形成压强差，观察长颈漏斗液面的变化来判断气密性，具体操作有两种方法：一是关闭K和A中分液漏斗的活塞，微热圆底烧瓶，B中长颈漏斗内液面升高，停止加热后，长颈漏斗液面恢复至原位，则A、B气密性良好；二是关闭K和A中分液漏斗的活塞，往长颈漏斗中不断加水至没过长颈漏斗下端管口，若B中长颈漏斗内液面升高，且静置一段时间后高度保持不变，则A、B气密性良好，要将C装置接入B和D之间，正确的接法是a→c→b→d。
考点三 卤族元素 海水资源的综合利用
NaX＋NaXO＋H2O
(2)卤素单质性质的递变性
Cl2>Br2>I2
I－>Br－>Cl－
2Br－＋Cl2═══2Cl－＋Br2
2I－＋Br2═══2Br－＋I2
(3)卤素单质性质的特殊性①Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，保存时通常用水液封。②I2易升华，淀粉遇I2变蓝色。③Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯等)萃取。④氟元素无正价，F2与H2O发生置换反应生成O2：2F2＋2H2O═══4HF＋O2。⑤F2不能从NaX水溶液中置换出X2(X代表Cl、Br、I)。
[微点拨] 卤素氢化物的两大性质：①酸性：HF是弱酸，HCl、HBr、HI是强酸。②沸点：HCl
(2)海水提取溴①流程②发生反应的离子方程式_______________________________________________________________________
Cl2＋2Br－═══2Cl－＋Br2
Cl2＋2I－═══I2＋2Cl－
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)由Fe与Cl2反应生成FeCl3可推测Fe与I2反应生成FeI3。( )[提示] Fe与I2反应生成FeI2。(2)Cl2、F2与H2O反应的原理相同，不属于置换反应。( )[提示] F2与H2O反应属于置换反应。
(3)只用AgNO3溶液可鉴别Na2CO3、NaCl和KBr。( )[提示] 只用AgNO3溶液不可鉴别Na2CO3、NaCl，均生成白色沉淀。(4)F非金属性最强，F－的还原性最强。( )[提示] F非金属性最强，F－的还原性最弱。(5)为验证Br2的氧化性强于I2，将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置，可观察到下层液体呈紫红色。( )[提示] 碘单质萃取时呈紫红色。
(11)砹(At)是卤族元素中位于碘下面的元素，则At2容易与H2化合，且生成的砹化氢很稳定不易分解。( )(12)用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色。( )(13)用湿润的淀粉－碘化钾试纸鉴别Br2(g)和NO2。( )(14)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞。( )(15)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－。( )
2．下列关于卤素(用X表示)的叙述，错误的是( )A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2OHXO＋HX表示B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小C．卤素单质的颜色由F2→I2随相对分子质量增大而变深D．X－的还原性由弱到强的顺序为F－
(2)检验Cl－时加入稀HNO3的作用是什么？能否用稀硫酸代替？(3)KI－淀粉试纸常用于检验哪些物质？[提示] 检验强氧化性物质，如Cl2、Br2、O3、FeCl3溶液等。(4)依据卤素单质的物理性质的递变规律，试推测砹的颜色和状态。[提示] 卤素单质自上而下，颜色逐渐加深，熔点依次升高，状态由气态→液态→固态，故砹为黑色固体。
(5)氯气能从NaBr溶液中置换出Br2，F2比Cl2更活泼，F2也能从NaBr溶液中置换出Br2吗？[提示] F2性质活泼，是氧化性最强的非金属单质，在溶液中会与水反应生成HF和O2，故不能从NaBr溶液中置换出Br2。
微考点1 卤族元素的性质及卤离子检验(1)(2022·山东滨州高三检测)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图，
下列说法错误的是( )A．单质①是最活泼的非金属单质B．单质②能使品红溶液褪色C．单质④能使淀粉溶液变蓝D．单质的氧化性是④>③>②>①[解析] 从图中可以看出，从F2→I2，相对分子质量逐渐增大，沸点也逐渐升高，故①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2，单质的氧化性是①>②>③>④，D项错误。
(2)(2022·浙江湖州模拟)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.……①A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_____________________________。
湿润的淀粉－KI试纸变蓝
③B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实验目的是___________________________________ __________________________。
Cl2＋2Br－═══Br2＋2Cl－
打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色
确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
[解析] A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)═══2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI═══2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr═══2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr═══2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI═══2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
(2)(2022·经典习题选萃)已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按如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( )
[解析] 由①处产生的Cl2通过②时发生反应Cl2＋2NaBr═══2NaCl＋Br2，通过③时发生反应Cl2＋2KI═══2KCl＋I2，I2遇淀粉显蓝色，通过④时发生反应Cl2＋2NaOH═══NaCl＋NaClO＋H2O，因Cl2为黄绿色，Br2为橙色，淀粉遇I2变蓝，Cl2遇碱产生NaCl、NaClO，可知应选A。
Cl2、Br2、I2溶于各溶剂后的颜色
[解析] BrCl属于类卤素，具有和卤素单质相似的化学性质，A正确；由于M为＋n价的金属元素，作还原剂，故与BrCl发生反应时，BrCl只作氧化剂，B正确；BrCl与NaOH溶液反应，可以把BrCl看成Cl2，反应生成NaCl和NaBrO两种盐，C正确；BrCl＋H2O═══HCl＋HBrO，没有发生化合价的变化，D错误。
类卤素通常是指由不同卤族元素组成的化合物，如IBr、ICl等，或由2个或2个以上电负性较大的元素的原子组成的原子团，其化学性质与卤素单质相似，又称类卤素，由不同卤族元素组成的化合物也叫卤素互化物，它们能与大多数金属和非金属反应生成相应的卤化物，也可跟水和碱溶液反应，如：IBr＋H2O═══HBr＋HIO、ICl＋2NaOH═══NaCl＋NaIO＋H2O。
拟卤素像氰[(CN)2]、硫氰[(SCN)2]、氧氰[(OCN)2]、硒氰[(SeCN)2]等化合物，因其性质与卤素单质相似，因而化学上称为拟卤素。氰化氢与氯化氢相似，是无色气体，易溶于水，生成无氧酸，但氢氰酸酸性很弱。拟卤素的银盐(如AgCN、AgSCN)也是难溶于水的白色沉淀，与AgCl相似。拟卤素也能跟水、碱溶液反应。如(CN)2＋H2O═══HCN＋HCNO，(CN)2＋2NaOH═══NaCN＋NaCNO＋H2O。它们还能进行类似Cl2＋2NaBr═══2NaCl＋Br2的反应。如(CN)2＋2KSCN═══2KCN＋(SCN)2。
微考点3 海水资源的综合利用(1)(2022·天津河东区模拟)从淡化海水中提取溴的流程如下：
下列有关说法不正确的是( )A．X试剂可为Na2SO3饱和溶液B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2═══2Cl－＋Br2C．工业上每获得1 ml Br2，需要消耗Cl2 44.8 L(标准状况下)D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和过滤
[解析] Na2SO3＋Br2＋H2O═══Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴强，可以利用置换反应制取Br2，B正确；步骤Ⅰ和步骤Ⅲ均使用Cl2，故制取1 ml Br2消耗2 ml氯气，标准状况下体积为44.8 L，C正确；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D错误。
(2)在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：
A．步骤③加Fe粉的目的是_______________________________ _____________________________________________________。B．写出步骤④中反应的离子方程式______________________________________________。C．上述生产流程中，可以循环利用的副产物是_________________。D。操作⑤的名称是____________，选用的试剂是____________________。
使碘化银转化成碘化亚铁(FeI2)和单质银(或将难电离的碘化银转化成可溶的碘化亚铁)
2Fe2＋＋4I－＋3Cl2═══2I2＋2Fe3＋＋6Cl－
Ag(或AgNO3)
CCl4(合理即可)
[解析] A．富碘卤水中含有I－，加入硝酸银发生反应：Ag＋＋I－═══AgI↓，过滤水洗后为AgI，加入Fe搅拌，可得Ag和FeI2。B.FeI2具有还原性，与充足的氯气发生氧化还原反应生成I2和FeCl3，反应的化学方程式为2FeI2＋3Cl2═══2I2＋2FeCl3。C．由流程图可看出，副产物为Ag，由于加入的Fe过量，所以在甲中先加入稀硫酸除去Fe，再加入稀硝酸与Ag反应制得AgNO3溶液，所以Ag(或AgNO3)可循环利用。D.碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，CCl4和水不相溶，且CCl4和I2不反应，分离I2和FeCl3的方法是加入CCl4有机溶剂进行萃取、分液。
从海水中提取物质的思路海水中提取溴和碘的反应都是将其－1价离子氧化成单质。涉及工业实际，最主要的问题是如何将大量海水中分布的元素富集起来。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路线，碘一般是由海带提取，主要过程是灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取的路线。工艺模式如图所示：
[解析] 氧化滤液中的I－不必使用容量瓶，故选C。
1．特殊的颜色和状态Cl2——黄绿色气体Br2——深红棕色液体I2——紫黑色固体2．特殊的成分新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四离子(Cl－、ClO－、H＋、OH－)。熟记氯水的四个性质：氧化性、酸性、漂白性和不稳定性。
(2)置换萃取法：滴加氯水后，再滴加CCl4，若下层变为橙红色、紫红色，则离子分别为Br－、I－。(3)置换淀粉法：滴加氯水后，再滴加淀粉溶液，若变蓝色，则离子为I－。9．海水资源的综合利用(1)氯碱工业。(2)海水提溴。(3)海带中提碘。
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