2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)4.2富集在海水中的元素-氯教案

PAGEPAGE7其次講富集在海水中的元素—氯考綱要求：1.了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。[循著圖示·想一想][特色特性·記一記]1．特別顏色：Cl2——黃綠色氣體2．特別的成分：新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四離子(Cl－、ClO－、H＋、OH－)3．Cl2試驗室制法五裝置：①發(fā)生；②凈化；③干燥；④收集；⑤尾氣處理4．必記五反應(yīng)：(1)Cl2＋H2OHCl＋HClO(2)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(3)Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3↓＋2HClO(4)Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl(5)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())MnCl2＋Cl2↑＋2H2O考點一氧化性強的非金屬單質(zhì)——氯氣[教材學(xué)問層面]1．探討物質(zhì)性質(zhì)的基本程序視察物質(zhì)的外觀?預(yù)料物質(zhì)的性質(zhì)?試驗和視察?說明和結(jié)論。2．氯元素的原子結(jié)構(gòu)氯元素位于元素周期表中第三周期ⅦA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，最外層有7個電子，在化學(xué)反應(yīng)中易獲得1個電子而表現(xiàn)為－1價。自然界中氯主要以化合態(tài)形式存在。3．氯氣的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：顏色氣味毒性密度特性黃綠色劇烈刺激性氣味有毒比空氣大易液化留意：聞氯氣氣味的方法是用手在瓶口輕輕扇動，使極少量的Cl2飄進鼻孔。(2)化學(xué)性質(zhì)：①與金屬反應(yīng)：與變價金屬反應(yīng)生成高價金屬氯化物(書寫化學(xué)方程式)。a．與鐵反應(yīng)：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2FeCl3。b．與銅反應(yīng)：Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))CuCl2。②與非金屬反應(yīng)：與H2反應(yīng)：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl，③與水反應(yīng)：溶于水的氯氣部分與水反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO④與堿反應(yīng)：與NaOH溶液反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O⑤與還原性無機化合物反應(yīng)(書寫離子方程式)：a．與碘化鉀溶液反應(yīng)：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－。b．與SO2水溶液反應(yīng)：Cl2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)。c．與FeCl2溶液反應(yīng)：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。[高考考查層面]命題點1氯水的成分與性質(zhì)1．氯水的成分氯水中存在三個平衡：①Cl2＋H2OHCl＋HClO，②HClOH＋＋ClO－，③H2OH＋＋OH－。依據(jù)可逆反應(yīng)的特點，即可得出氯水中存在的各種微粒。2．氯水的多重性質(zhì)新制氯水的多種成分確定了它具有多重性質(zhì)，在不同的反應(yīng)中，新制氯水中起作用的成分不同。3．液氯、新制氯水、久置氯水的比較液氯新制氯水久置氯水分類純凈物混合物混合物顏色黃綠色淺黃綠色無色性質(zhì)氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性粒子種類Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－、OH－[典題示例]1．在探究新制飽和氯水成分的試驗中，下列依據(jù)試驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是()A．氯水的顏色呈淺黃綠色，說明氯水中含有Cl2B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明氯水中含有Cl－C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說明氯水中含有H＋D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明氯水中含有HClO【答案】D【解析】氯水中存在三種分子：Cl2、HClO、H2O，四種離子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。氯水的顏色是氯氣分子表現(xiàn)出來的，A項正確；滴加硝酸銀溶液，銀離子與氯離子反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，B項正確；加入碳酸氫鈉粉末，氫離子與碳酸氫根離子反應(yīng)放出二氧化碳氣體，C項正確；向氯化亞鐵中加入氯水，發(fā)生反應(yīng)2FeCl2＋Cl2=2FeCl3，D項錯誤。2．氯水中含有多種成分，因而具有多種性質(zhì)，依據(jù)氯水分別與如圖四種物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)填空(a、b、c、d重合部分代表物質(zhì)間反應(yīng)，且氯水足量)。(1)能證明氯水具有漂白性的是________(填“a”、“b”、“c”或“d”)。(2)c過程中的現(xiàn)象是_______________________________，b過程中反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________。(3)a過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________?！敬鸢浮?1)d(2)產(chǎn)生白色沉淀2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑(3)Cl2＋2FeCl2=2FeCl3【解析】氯水中Cl2能氧化FeCl2，H＋與Na2CO3、石蕊作用，Cl－能與Ag＋生成AgCl，氯水成分中的HClO，具有漂白性，能使石蕊溶液退色。命題點2氯水中的平衡移動及應(yīng)用Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡移動的應(yīng)用向氯水中加入的物質(zhì)濃度改變平衡移動的方向應(yīng)用可溶性氯化物c(Cl－)增大左移①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl②用排飽和食鹽水法收集Cl2鹽酸c(H＋)和c(Cl－)增大左移次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2NaOHc(H＋)減小右移用NaOH溶液汲取多余Cl2Ca(OH)2c(H＋)減小右移制漂白粉CaCO3c(H＋)減小右移制高濃度的HClO溶液光照c(HClO)減小右移氯水避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配[典題示例]1．在新制的氯水中加入少量碳酸鈉粉末，下列說法正確的是()A．pH增大，HClO濃度增大B．pH減小，Cl－濃度增大C．pH增大，Cl－濃度減小D．pH減小，HClO濃度減小【答案】A【解析】氯水中存在如下平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。加入Na2CO3粉末，與溶液中的H＋反應(yīng)，上述平衡正移，c(Cl－)和c(HClO)均增大，c(H＋)減小，pH增大。2．(2014·浙江高考)氯在飲用水處理中常用作殺菌劑，且HClO的殺菌實力比ClO－強。25℃時氯氣_氯水體系中存在以下平衡關(guān)系：Cl2(g)Cl2(aq)K1＝10－1.2Cl2(aq)＋H2OHClO＋H＋＋Cl－K2＝10－3.4HClOH＋＋ClO－Ka＝？其中Cl2(aq)、HClO和ClO－分別在三者中所占分?jǐn)?shù)(α)隨pH改變的關(guān)系如圖所示。下列表述正確的是()A．Cl2(g)＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－K＝10－10.9B．在氯處理水體系中，c(HClO)＋c(ClO－)＝c(H＋)－c(OH－)C．用氯處理飲用水時，pH＝7.5時殺菌效果比pH＝6.5時差D．氯處理飲用水時，在夏季的殺菌效果比在冬季好【答案】C【解析】Cl2(g)＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－，K＝K1×K2×Ka，由圖可得Ka＝10－7.5，故K值為10－12.1，A項錯誤；依據(jù)電荷守恒得，c(H＋)＝c(OH－)＋c(ClO－)＋c(Cl－)，而c(HClO)由于部分電離而不等于c(Cl－)，B項錯誤；已知HClO的殺菌實力比ClO－強，從圖中可知，c(HClO)在pH＝7.5時比在pH＝6.5時低，則殺菌效果較差，C項正確；夏季溫度高，氯的溶解實力變差，殺菌效果也變差，D項錯誤。[考點達標(biāo)層面]1．推斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)Cl2＋H2O=HCl＋HClO的反應(yīng)是水作還原劑的氧化還原反應(yīng)。()(2)Cl2通入NaOH溶液：Cl2＋OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。()(3)向FeBr2溶液中通入足量Cl2的離子方程式為2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2=2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－。()(4)Cl2、SO2均能使品紅溶液退色，說明二者均有氧化性。()(5)Cl2具有很強的氧化性，在化學(xué)反應(yīng)中只能作氧化劑。()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×2．某學(xué)習(xí)小組設(shè)計以下三個試驗探究氯水的成分，請依據(jù)下表回答問題。試驗序號試驗方法試驗現(xiàn)象結(jié)論①將氯水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀②將氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中③將足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中氯水中含有H＋(1)試驗①得出的結(jié)論：___________________________________________________。(2)指出試驗②和試驗③中的“試驗現(xiàn)象”：__________________________________________________________________________________________________________。(3)通過試驗②的“試驗現(xiàn)象”，同學(xué)們得出兩個不同的結(jié)論。這兩個結(jié)論可能是a．________________________________________________________________________，b．________________________________________________________________________。請設(shè)計簡潔的試驗證明哪一個是正確的：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)氯水中含有Cl－(2)溶液退色有氣泡冒出(3)氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液退色氯水中含有H＋，中和OH－使溶液退色向退色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液顯堿性，若溶液不再顯紅色，證明紅色消逝是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新顯紅色，證明是H＋的中和作用引起的【解析】(1)氯水中存在：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，可用AgNO3溶液檢驗Cl－的存在。(2)氯水中含有Cl2、HCl、HClO，可使含有酚酞的NaOH溶液退色，HCl可以和Na2CO3反應(yīng)生成CO2。(3)氧化退色和中和退色的區(qū)分在于前者酚酞已變質(zhì)，故再遇NaOH溶液不會變紅色，而后者是NaOH被反應(yīng)了，酚酞仍存在，故只要再加足量的NaOH溶液即可區(qū)分?？键c二殺菌、消毒的主力軍——次氯酸、次氯酸鹽[教材學(xué)問層面]1．次氯酸(1)不穩(wěn)定性，分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。氯水須現(xiàn)用現(xiàn)配，保存在棕色瓶，置于冷暗處。(2)強氧化性：①能將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)，作漂白劑。②殺菌、消毒。(3)弱酸性：向NaClO溶液中通入少量CO2，化學(xué)方程式為2NaClO＋CO2＋H2O=Na2CO3＋2HClO。2．次氯酸鹽(1)漂白液：(2)漂白粉：①成分：漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2，其中有效成分是Ca(ClO)2。②制備原理：化學(xué)方程式為2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。③漂白原理：化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3↓＋2HClO。[高考考查層面]命題點次氯酸、次氯酸鹽的強氧化性1．HClO的強氧化性(1)漂白性：能漂白有色物質(zhì)，如能漂白酸堿指示劑。(2)能氧化還原性離子：HClO能氧化I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋等還原性離子。2．次氯酸鹽的強氧化性(1)漂白性：ClO－是一種弱酸的酸根離子。漂白液或漂白粉暴露于潮濕的空氣中，發(fā)生反應(yīng)：2ClO－＋H2O＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋2HClO由于生成了HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。(2)強氧化性：ClO－不論是在酸性、堿性條件下都能跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物、亞硫酸鹽等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即ClO－與I－、Fe2＋、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不論是在酸性環(huán)境還是在堿性環(huán)境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亞硫酸鹽：Ca2＋＋ClO－＋SOeq\o\al(2－,3)=CaSO4↓＋Cl－。說明：NOeq\o\al(－,3)不同于ClO－，在酸性條件下NOeq\o\al(－,3)具有強氧化性，與Fe2＋、I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不能大量共存，而在堿性條件下，NOeq\o\al(－,3)與I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)能大量共存。[典題示例]1．為預(yù)防一種新型流感，同學(xué)們每天用84消毒液(NaClO溶液)消毒，下列說法正確的是()A．NaClO溶液的消毒原理是使蛋白質(zhì)變性B．1molCl2與足量NaOH溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子C．NaClO溶液的漂白原理與Na2O2、SO2相同D．“84”消毒液與“潔廁靈”(鹽酸)共同運用，可達到既清潔又消毒的雙重效果【答案】A【解析】1molCl2與足量NaOH溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol電子，B錯；SO2的漂白原理是發(fā)生化合反應(yīng)生成了不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，而NaClO、Na2O2的漂白原理是強氧化性，C錯；D中會發(fā)生Cl－＋ClO－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，生成了有毒氣體，D錯。2．化學(xué)與生活是緊密相聯(lián)的，下列說法中正確的是()A．氯氣可用作消毒劑和漂白劑，是因為氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸具有強還原性B．地震災(zāi)區(qū)和洪澇災(zāi)區(qū)都用漂白粉消毒，主要是利用漂白粉溶液的堿性C．氯氣與燒堿溶液或石灰乳反應(yīng)都能得到含氯消毒劑D．能用同一原理說明ClO－與Fe2＋、H＋均不能大量共存【答案】C【解析】氯氣可用作消毒劑和漂白劑的緣由是Cl2與水反應(yīng)生成的HClO具有強氧化性，A錯誤；地震災(zāi)區(qū)和洪澇災(zāi)區(qū)用漂白粉消毒是利用了漂白粉的強氧化性，B錯誤；ClO－與Fe2＋因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存，ClO－與H＋反應(yīng)生成HClO為弱酸而不能大量共存。[考點達標(biāo)層面]1．推斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)84消毒液的有效成分是NaClO。()(2)依據(jù)較強酸可以制取較弱的酸的規(guī)律可知次氯酸溶液無法制取鹽酸。()(3)漂白粉在空氣中不穩(wěn)定，可用于漂白紙張。()(4)漂白粉在空氣中久置變質(zhì)的緣由是漂白粉中的CaCl2與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3。()(5)次氯酸鈉溶液可用于環(huán)境的消毒殺菌。()(6)石灰乳與Cl2的反應(yīng)中，Cl2既是氧化劑又是還原劑。()【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√2．在淀粉_碘化鉀溶液中加入少量次氯酸鈉溶液，并加入少量的稀硫酸，溶液馬上變藍，在上述溶液中加入足量的亞硫酸鈉溶液，藍色漸漸消逝。下列推斷不正確的是()A．氧化性：ClO－＞I2＞SOeq\o\al(2－,3)B．漂白粉溶液可使淀粉_碘化鉀試紙變藍C．向氯水中加入亞硫酸鈉溶液，氯水退色D．次氯酸鈉可以與亞硫酸鈉共存【答案】D【解析】碘化鉀與次氯酸鈉反應(yīng)生成了碘單質(zhì)。其實質(zhì)是次氯酸根離子將碘離子氧化成碘單質(zhì)。而碘單質(zhì)又將亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子，所以氧化性：ClO－＞I2＞SOeq\o\al(2－,3)，A、B正確，D不正確；C選項氯水中存在氯氣分子和次氯酸，都可將亞硫酸根離子氧化，C正確。考點三氯氣的試驗室制法[試驗基礎(chǔ)]1．氯氣的試驗室制法(1)試驗原理(寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式)：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。還可以運用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化劑與濃鹽酸反應(yīng)，運用以上物質(zhì)時，反應(yīng)不須要加熱，如2KMnO4＋16HCl(濃)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。(2)試驗裝置：(3)驗滿方法：①將潮濕的淀粉_碘化鉀試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口，視察到試紙馬上變藍，則證明已集滿。②將潮濕的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口，視察到試紙先變紅后退色，則證明已集滿。③試驗室制取Cl2時，經(jīng)常依據(jù)集氣瓶中氣體的顏色推斷是否收集滿。2．留意事項(1)必需用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。(2)為了削減制得的Cl2中HCl的含量，加熱的溫度不宜過高，以削減HCl的揮發(fā)。(3)試驗結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避開污染空氣。(4)尾氣汲取時，不能用澄清石灰水汲取Cl2，因為溶液中Ca(OH)2濃度小，汲取不完全。[流程分析]氯氣制備與性質(zhì)探究試驗設(shè)計方法[專題集訓(xùn)]1．推斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體。()(2)除去Cl2中少量HCl氣體的方法是將混合氣體依次通入盛有飽和食鹽水和濃H2SO4的洗氣瓶。()(3)MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2的離子方程式：MnO2＋4HCleq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Mn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O。()(4)氯氣在飽和食鹽水中的溶解度小于在純水中的溶解度。()(5)試驗室用MnO2和稀鹽酸共熱制取少量氯氣。()(6)用NaOH溶液汲取多余的Cl2時，導(dǎo)氣管不能伸到液面以下，緣由是防止倒吸。()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×2．下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡易裝置。裝置B、C、D的作用分別是：B________________________________________________________________________；C________________________________________________________________________；D________________________________________________________________________?！敬鸢浮肯蛏吓艢馐占葰馄桨沧饔茫乐笵中的液體倒吸進入集氣管B中汲取尾氣，防止氯氣擴散到空氣中污染環(huán)境3．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用下圖所示的試驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并使它與金屬反應(yīng)。每個虛線框表示一個單元裝置，其中錯誤的是()A．①和② B．②C．②和③ D．②③④【答案】D【解析】NaOH與氯氣反應(yīng)，不能用氫氧化鈉溶液除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)，②錯誤；③中的進氣管短，出氣管浸入液面下，錯誤；④為密閉裝置，錯誤。4．下圖所示儀器可用于試驗室制備少量無水FeCl3，儀器連接依次正確的是()A．a(chǎn)—b—c—d—e—f—g—h B．a(chǎn)—e—d—c—b—h—i—gC．a(chǎn)—d—e—c—b—h—i—g D．a(chǎn)—c—b—d—e—h—i—f解析：選B試驗室制取FeCl3的試驗流程為：eq\x(制取Cl2)→eq\x(除去Cl2中的HCl氣體)→??eq\a\vs4\al(KMnO4與濃鹽酸)eq\a\vs4\al(飽和食鹽水)eq\x(除水蒸氣)→eq\x(制取FeCl3)→eq\x(尾氣汲取)???濃H2SO4eq\a\vs4\al(Fe與Cl2反應(yīng))eq\a\vs4\al(NaOH溶液汲取多余Cl2)故儀器連接依次為a→e→d→c→b→h→i→g。以“無水氯化鋁的制備”為載體串聯(lián)氯元素單質(zhì)及其化合物學(xué)問無水AlCl3(183℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生