第四章第二節(jié)富集在海水中的元素-氯

第二節(jié)富集在海水的元素——氯氯及其化合物知識體系一、氯氣的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度毒性溶解性黃綠色比空氣

溶于水氣體強烈刺激性大有毒可二、氯氣的化學(xué)性質(zhì)如何證明漂白粉已部分變質(zhì)？提示：把漂白粉加入品紅溶液中，品紅褪色，證明有Ca(ClO)2，取部分漂白粉加入稀鹽酸，若產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，證明變質(zhì)生成了CaCO3.液氯、氯水三、氯氣的制備1．成分三種分子(H2O、Cl2、HClO)、四種離子(ClO－、Cl－、H＋、OH－)2．性質(zhì)氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)：Cl2的強氧化性；HCl的強酸性；HClO的強氧化性、弱酸性；Cl－的性質(zhì)．在不同的反應(yīng)中，氯水起作用的成分不同，現(xiàn)列表如下：參與反應(yīng)的粒子所加試劑實驗現(xiàn)象離子方程式或解釋Cl2FeCl2溶液溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－HClO、H＋石蕊試液先變紅后褪色酸性和漂白性Cl2、H＋鎂粉氯水的顏色褪去并有

氣泡產(chǎn)生因發(fā)生反應(yīng)Mg＋2H＋

===Mg2＋＋H2↑H＋被消耗，使平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO右移，Cl2減少，顏色變淺直至褪色[例1]下列實驗現(xiàn)象，與新制氯水中的某些成分(括號內(nèi)物質(zhì))沒有關(guān)系的是 (

)A．將NaHCO3固體加入新制氯水，有無色氣泡(H＋)B．使紅色布條褪色(HClO)C．向FeCl2溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)呈紅色(HCl)D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl－)[答案]

C[分析]

C選項中Fe2＋被氧化成Fe3＋，原因是Cl2、HClO的氧化性所致，與HCl無關(guān)．注意區(qū)分液氯、新制氯水和久置氯水的區(qū)別，液氯為液態(tài)的單質(zhì)氯，為純凈物，新制氯水為Cl2的水溶液，成分復(fù)雜，性質(zhì)多樣，久置氯水為稀鹽酸，無漂白性和氧化性．1．下列說法正確的是 (

)A．向久置的氯水中滴入紫色石蕊試液，溶液將先變紅后褪色B．欲除去氯氣中少量的氯化氫氣體，可將此混合氣體通過盛飽和食鹽水的洗氣瓶C．向滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液中通入氯氣，溶液紅色褪去是由于氯氣與NaOH反應(yīng)導(dǎo)致溶液堿性減弱所致D．將氯水滴入碳酸鈉溶液中，無明顯現(xiàn)象出現(xiàn)練習(xí)：解析：A中，久置氯水為稀鹽酸，有酸性而無漂白性，因此滴入紫色石蕊試液溶液只變紅而不褪色．C中，溶液紅色褪去是由于氯水中的次氯酸漂白酚酞而不是氯氣消耗氫氧化鈉所致．D中，因氯水中存在H＋，滴入碳酸鈉溶液中，H＋會與碳酸根離子反應(yīng)得到二氧化碳?xì)怏w．答案：B2．在氯水中存在多種分子和離子，它們在不同的反應(yīng)中表現(xiàn)各自的性質(zhì)．下列實驗現(xiàn)象和結(jié)論一致且正確的是 (

)A．向氯水中加入有色布條，一會兒有色布條褪色，說明溶液中有Cl2存在B．溶液呈黃綠色，且有刺激性氣味，說明有Cl2分子存在C．先加入鹽酸酸化，再加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中有Cl－存在D．加入NaOH溶液，氯水黃綠色消失，說明有HClO分子存在解析：氯水中使有色布條褪色的是HClO分子；呈現(xiàn)黃綠色的是Cl2分子；與AgNO3反應(yīng)生成白色沉淀的是Cl－，但前提是不能加入鹽酸酸化(引入了Cl－)；加入NaOH溶液，中和HCl和HClO，使氯氣與水的反應(yīng)平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO正向移動，黃綠色消失．答案：B3.如圖所示是一種試驗?zāi)硽怏w化學(xué)性質(zhì)的實驗裝置，圖中B為活塞．如先打開B，在A處通入干燥氯氣，C中紅色布條顏色無變化；當(dāng)關(guān)閉B時，C中紅色布條顏色褪去．則D瓶中盛有的溶液是 (

)A．濃H2SO4

B．飽和NaCl溶液C．濃NaOH溶液 D．濃NaBr溶液解析：當(dāng)B打開時，干燥的Cl2直接進(jìn)入C試管，布條不褪色；當(dāng)關(guān)閉B時，干燥的Cl2先進(jìn)入D瓶后再進(jìn)入C試管，紅色布條褪色，說明D中的溶液不與Cl2反應(yīng)，還可以提供水，使其成為潮濕的Cl2.對照選項逐一分析，符合題目要求的只有B項．答案：B3．收集方法向上排空氣法或排飽和食鹽水法．4．凈化方法用飽和食鹽水除去HCl，再用濃H2SO4除去水蒸氣．5．尾氣吸收用強堿溶液(如NaOH溶液)吸收．6．驗滿方法(1)將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿．(2)將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化，則證明已集滿．(3)實驗室制取Cl2時，常常根據(jù)氯氣的顏色判斷是否收集滿．7．注意事項(1)為了減少制得的Cl2中HCl的含量，所以加熱溫度不宜過高，以減少HCl的揮發(fā)．(2)必須用濃鹽酸，稀鹽酸不反應(yīng)．(3)實驗結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣．(4)尾氣吸收時，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因為溶液中含Ca(OH)2量少，吸收不完全．[例2]在實驗室中用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制取純凈干燥的氯氣時，用濃硫酸干燥氯氣，用飽和食鹽水吸收Cl2中的氯化氫氣體．Cl2在飽和食鹽水中的溶解度很小．用氫氧化鈉溶液吸收多余的Cl2，以防止污染空氣．下圖是某學(xué)生設(shè)計的實驗裝置圖：上述裝置中有哪些錯誤？請分別指出(有幾處填幾處)．(1)______________________________________________；(2)______________________________________________；(3)______________________________________________；(4)______________________________________________；(5)______________________________________________．[分析]首先明確目標(biāo)，要得到干燥純凈的氯氣，因為反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體可以含有揮發(fā)出來的氯化氫氣體和水蒸氣，這是要除掉的雜質(zhì)．一般情況下，是先除去其他的氣體，最后再除去水蒸氣，因為在除去其他雜質(zhì)的時候，有可能還會產(chǎn)生水蒸氣．[答案]

(1)燒瓶下面缺石棉網(wǎng)(2)鐵圈下面沒有酒精燈(3)盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶的位置顛倒(4)兩個洗氣瓶中氣體入口導(dǎo)管應(yīng)插入液面以下，而出口導(dǎo)管應(yīng)稍露瓶塞制取氣體的實驗裝置一般包括四個部分：發(fā)生裝置―→凈化裝置―→收集或性質(zhì)驗證裝置―→尾氣處理裝置．在組合裝置制取氣體時，可按此順序選擇需要的儀器和相應(yīng)的藥品，對有毒氣體必須有尾氣處理裝置．1．已知KMnO4與濃HCl在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2.若用如圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并試驗它與金屬的反應(yīng)．每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是(不考慮①單元的夾持裝置) (

)練習(xí)：A．只有①和②處B．只有②處C．只有②和③處 D．②、③、④處解析：①是Cl2發(fā)生裝置，②、③是除雜、干燥裝置，④是性質(zhì)驗證裝置．在②中，NaOH不僅能與HCl反應(yīng)，也可與Cl2反應(yīng)，應(yīng)將NaOH溶液換成飽和食鹽水，③中導(dǎo)氣管應(yīng)長進(jìn)短出，④不能是密閉的，應(yīng)有一個允許氣體逸出的導(dǎo)管，并且加裝尾氣處理裝置．答案：D2．如圖中，A是氯氣的發(fā)生裝置，B、C是凈化氣體的裝置，B中盛飽和食鹽水，C中盛濃硫酸；D中裝鐵絲網(wǎng)；反應(yīng)后E的底部有棕色固體聚集；F是吸收多余氣體的裝置．(1)反應(yīng)前A中分液漏斗中裝的藥品為____________，燒瓶中裝的藥品為__________________．(2)通過B是為了除去________；通過C是為了除去______________________．(3)寫出A、D、F中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________________________________________________________________________________.解析：實驗室中，用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2，用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl，用濃硫酸干燥，可得純凈而干燥的Cl2，Cl2與Fe反應(yīng)生成FeCl3，尾氣用堿液吸收．1．氟及其化合物(1)非金屬性最強，F(xiàn)－的還原性最弱．(2)與H2反應(yīng)在暗處即爆炸．(3)2F2＋2H2O===4HF＋O2.(4)HF是弱酸；能腐蝕玻璃，保存在鋁制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸點最高．2．溴及其化合物(1)Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)．(2)Br2易溶于有機(jī)溶劑．(3)盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞．3．碘及其化合物(1)淀粉遇I2變藍(lán)色．(2)I2加熱時易升華．(3)I2易溶于有機(jī)溶劑．(4)食用鹽中加入KIO3可預(yù)防甲狀腺腫大．4．鹵化銀(1)AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黃色不溶于水，AgI黃色不溶于水．AgCl、AgBr、AgI均不溶于稀硝酸．(2)除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相．(3)AgI可用于人工降雨．(4)I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生FeI2，其他鹵素單質(zhì)與Fe反應(yīng)生成FeX3.5．使溴水褪色的物質(zhì)(1)因萃取作用而使溴水褪色的物質(zhì)：苯、CCl4、直餾汽油等有機(jī)溶劑．(2)能與溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)的還原性無機(jī)化合物：H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等．(3)能與溴水發(fā)生反應(yīng)的金屬，如Na、Mg、Al、Zn等．(4)能與溴水發(fā)生反應(yīng)的堿性物質(zhì)，如NaOH、Na2CO3等．(5)加入活性炭等吸附劑，使溴水褪色．[例3]下列敘述中不正確的是 (

)A．顏色深淺：AgI＞AgBr＞AgClB．還原性：HI＞HBr＞HCl＞HFC．水溶液的酸性：HI＞HBr＞HCl＞HFD．光敏性：AgF＞AgCl＞AgBr＞AgI.[名師精析]鹵素的化學(xué)性質(zhì)隨原子結(jié)構(gòu)的變化而有規(guī)律的變化——得電子能力逐漸減弱，單質(zhì)氧化性逐漸減弱，離子或氣態(tài)氫化物的還原性增強，但穩(wěn)定性減弱．[答案]

D1．下列關(guān)于鹵素的敘述，正確的是 (

)A．單質(zhì)的顏色隨核電荷數(shù)的增加逐漸加深B．氫化物的穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)的增加逐漸增強C．單質(zhì)與水反應(yīng)均可表示為X2＋H2OHX＋HXOD．隨核電荷數(shù)的增加X－的半徑遞增，還原性遞減練習(xí)：解析：鹵素單質(zhì)的顏色從氟至碘依次為淡黃綠色、黃綠色、深紅棕色、紫黑色，顏色逐漸加深，A項正確；氫化物的穩(wěn)定性順序：HF>HCl>HBr>HI，B項不正確；F2與水反應(yīng)：2F2＋2H2O===4HF＋O2，C項錯誤；隨核電荷數(shù)的增加，離子半徑逐漸增大：F－<Cl－<Br－<I－，還原性逐漸增強：F－<Cl－<Br－<I－，D項錯誤．答案：A2．(2011·泉州模擬)下列物質(zhì)與其用途相符合的是(

)①Cl2—做消毒劑②AgBr—制膠卷、感光紙③AgI—人工降雨④