專(zhuān)題14 海水中的重要非金屬元素-氯（講解）-2019年初中升高中化學(xué)銜接教學(xué)案（解析版）

專(zhuān)題14海水中的重要非金屬元素—氯1、氯氣(1)氯的原子結(jié)構(gòu)及存在(2)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法在實(shí)驗(yàn)室里常用MnO2和濃鹽酸共熱來(lái)制取Cl2，該化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up14(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)氯氣的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味毒性溶解性黃綠色氣體刺激性氣味有毒25℃時(shí)，1體積水溶解約2體積氯氣(4)氯氣的化學(xué)性質(zhì)①與金屬的反應(yīng)：②與非金屬的反應(yīng)：與H2反應(yīng)：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up14(點(diǎn)燃))2HCl。現(xiàn)象：火焰為蒼白色，瓶口出現(xiàn)白霧。③與水反應(yīng)：氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋H2O=HCl＋HClO。④與堿的反應(yīng)：a．與NaOH反應(yīng)——制漂白液化學(xué)方程式：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。漂白液的有效成分為NaClO。b．與Ca(OH)2反應(yīng)——制漂白粉化學(xué)方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的成分是CaCl2和Ca(ClO)2。(5)氯氣的用途①Cl2是一種重要的化學(xué)工業(yè)物質(zhì)。氯的化合物可作為制取高純硅、鍺(半導(dǎo)體)和金屬鈦的重要中間物質(zhì)。②在有機(jī)化工中，氯氣是合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品的重要原料。2、次氯酸(1)物理性質(zhì)常溫下僅存在于水溶液中，有刺激性氣味。(2)化學(xué)性質(zhì)①弱酸性(酸性小于碳酸)：NaClO＋CO2＋H2O=NaHCO3＋HClO。②不穩(wěn)定性：2HClOeq\o(=,\s\up14(光照))2HCl＋O2↑。③強(qiáng)氧化性：能氧化還原性物質(zhì)(如Na2SO3、FeCl2、KI等)，使有色布條、品紅褪色：Na2SO3＋HClO=Na2SO4＋HCl?！咎貏e提醒】液氯、新制氯水、久置氯水的區(qū)別液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H＋、Cl－、H2O、OH－分類(lèi)純凈物混合物混合物典例1下面對(duì)氯的敘述，正確的是()A．液氯可使?jié)竦募t布條褪色，所以液氯具有漂白性B．氯氣沒(méi)有漂白性，但通入品紅溶液中，品紅的紅色褪去C．在通常情況下，氯氣可以和任何金屬直接化合D．氯氣有毒，可以用澄清的石灰水吸收尾氣；久置的氯水最終變?yōu)橄←}酸【答案】B【解析】次氯酸具有漂白性，液氯沒(méi)有漂白性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氯氣沒(méi)有漂白性，但通入品紅溶液中，氯氣和水反應(yīng)生成的次氯酸使品紅褪色，B項(xiàng)正確；在點(diǎn)燃或加熱的情況下，氯氣可以和大多數(shù)金屬直接化合，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氯氣有毒，可以用氫氧化鈉溶液吸收尾氣，而澄清石灰水濃度太小，吸收效果不好，D項(xiàng)錯(cuò)誤。升華1氯水性質(zhì)的多重性所加試劑參與反應(yīng)的微粒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式或解釋AgNO3溶液Cl－白色沉淀Cl－＋Ag＋=AgCl↓Na2CO3固體H＋有氣泡產(chǎn)生2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=CO2↑＋H2O有色布條HClO布條顏色褪去漂白性FeCl2溶液Cl2溶液變棕黃色2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－石蕊溶液HClO、H＋先變紅后褪去酸性和漂白性典例2在氯水中存在多種分子和離子，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法加以確定，下列說(shuō)法中可能錯(cuò)誤的是()A．加入含有NaOH的酚酞試液，紅色褪去，說(shuō)明有H＋存在B．加入有色布條后，有色布條褪色，說(shuō)明有HClO分子存在C．氯水呈淺黃綠色，且有刺激性氣味，說(shuō)明有Cl2分子存在D．加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明有Cl－存在【答案】A【解析】氯氣溶于水，且與水發(fā)生反應(yīng)，氯水的成分呈現(xiàn)多樣性，加入含有NaOH的酚酞試液，紅色褪去，可能是氯水中的H＋恰好與OH－中和，也可能是HClO漂白，A項(xiàng)錯(cuò)誤；HClO有強(qiáng)氧化性，可使有色布條褪色，B項(xiàng)正確；氯水中因含有Cl2分子而呈淺黃綠色，C項(xiàng)正確；氯水中含有Cl－，與硝酸酸化的AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，D項(xiàng)正確。升華2次氯酸的漂白性注意：干燥的Cl2無(wú)漂白性，氯水漂白性的實(shí)質(zhì)是HClO的漂白性。典例3新制氯水與久置的氯水相比較，下列結(jié)論不正確的是()A．都呈酸性B．前者能使有色布條褪色C．光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀【答案】C【解析】新制氯水中含有分子Cl2、HClO、H2O，離子H＋、Cl－、ClO－、OH－，光照時(shí)發(fā)生反應(yīng)2HClOeq\o(=,\s\up14(光照))2HCl＋O2↑，所以久置的氯水實(shí)際上已經(jīng)是鹽酸，故A、B、D正確，C錯(cuò)誤。典例4如圖是一組檢驗(yàn)氯氣性質(zhì)的裝置。(1)現(xiàn)關(guān)閉活塞K，若有色布條是干燥的，溶液B為濃硫酸，則有色布條________；若溶液B為水，則有色布條________；若溶液B為飽和的NaHCO3溶液，則有色布條________。(2)現(xiàn)打開(kāi)K，溶液B為氫氧化鈉溶液，通入的Cl2是濕潤(rùn)的，布條是干燥的，則有色布條________。【答案】(1)不褪色褪色不褪色(2)褪色【解析】(1)關(guān)閉K通入Cl2，若B為濃硫酸，則進(jìn)入(Ⅱ)的是干燥的Cl2，有色布條不褪色；若B為水，則進(jìn)入(Ⅱ)的是濕潤(rùn)的Cl2，有色布條褪色；若B是NaHCO3溶液，則Cl2在(Ⅰ)中被消耗，有色布條不褪色。(2)打開(kāi)K，盡管B是NaOH溶液，濕潤(rùn)的Cl2還是直接進(jìn)入(Ⅱ)，有色布條褪色。3、Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法(1)儀器裝置：固＋液eq\o(――→,\s\up14(△))氣主要儀器：鐵架臺(tái)、酒精燈、圓底燒瓶、分液漏斗、集氣瓶、燒杯等。Cl2的制備、凈化裝置如圖所示：說(shuō)明：C裝置的作用是除去Cl2中的HCl，D裝置的作用是干燥Cl2，F(xiàn)裝置的作用是吸收多余的Cl2。(2)收集方法①向上排空氣法(Cl2密度大于空氣)。②排飽和食鹽水法(Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去實(shí)驗(yàn)過(guò)程中揮發(fā)產(chǎn)生的HCl氣體)。(3)尾氣處理Cl2有毒，易污染空氣，需用NaOH溶液吸收，不能用澄清石灰水。4、Cl－的一般檢驗(yàn)方法典例4檢驗(yàn)Cl－所用的試劑為AgNO3溶液和稀硝酸，稀硝酸的作用是()A．防止COeq\o\al(2－,3)等離子的干擾B．防止Cl－的干擾C．生成AgNO3沉淀D．防止NOeq\o\al(－,3)的干擾【答案】A【解析】加稀硝酸酸化目的是排除COeq\o\al(2－,3)等的干擾，因?yàn)锳g2CO3可溶于稀硝酸，而AgCl不溶。典例5檢驗(yàn)?zāi)澄粗芤褐惺欠窈新入x子(Cl－)，正確的操作是()A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，加入鹽酸，沉淀不消失C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生D．向未知溶液中加入稀鹽酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生【答案】C【解析】A操作不正確，它不能排除COeq\o\al(2－,3)等的干擾；B操作不正確，因?yàn)锳g2CO3跟HCl反應(yīng)時(shí)，生成的AgCl仍是白色沉淀；D操作不正確，用鹽酸酸化，加入了Cl－。課后練習(xí)：1、實(shí)驗(yàn)室制氯氣時(shí)有如下操作，操作順序正確的是()①連接好裝置，檢查氣密性②緩緩加熱③在燒瓶中加入少量的MnO2，向分液漏斗中加入濃鹽酸④通過(guò)分液漏斗慢慢向燒瓶中注入濃鹽酸⑤將多余氯氣用濃NaOH溶液吸收⑥當(dāng)有連續(xù)氣泡出現(xiàn)時(shí)，開(kāi)始用向上排空氣法收集氯氣A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤【答案】D【解析】實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的實(shí)驗(yàn)步驟為：先連接好裝置，檢查裝置的氣密性，加試劑(先固體后液體)，緩緩加熱，收集氣體，尾氣處理。2、下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的說(shuō)法正確的是()A．將混有HCl雜質(zhì)的Cl2通過(guò)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶除去雜質(zhì)B．實(shí)驗(yàn)室制取Cl2，濃鹽酸起到酸性和氧化劑作用C．實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置除去Cl2中的少量HClD．實(shí)驗(yàn)室制備Cl2，可用排飽和食鹽水集氣法收集【答案】D【解析】Cl2通入飽和NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2，引入新的雜質(zhì)，并且消耗Cl2，A項(xiàng)不正確；實(shí)驗(yàn)室制取Cl2，濃鹽酸起到酸性和還原劑的作用，B項(xiàng)不正確；用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體時(shí)，導(dǎo)氣管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，C項(xiàng)不正確；實(shí)驗(yàn)室用排飽和食鹽水法收集Cl2是因?yàn)镃l2難溶于飽和食鹽水，而能溶于水，D項(xiàng)正確。3、能證明某溶液中含有NaCl的是()A．焰色反應(yīng)是黃色B．溶液有咸味C．取少量溶液于試管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀D．焰色反應(yīng)是黃色，同時(shí)又能與硝酸酸化的硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色沉淀【答案】D【解析】該溶液焰色反應(yīng)是黃色，說(shuō)明存在Na＋；與硝酸酸化的硝酸銀溶液生成白色沉淀，說(shuō)明存在Cl－；同時(shí)滿足上述兩方面即可說(shuō)明溶液中含有NaCl。4、溴又稱為海洋元素，主要用作制取溴化物，并用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、香料、攝影材料、滅火劑、選礦、冶金、鞣革、凈水等，部分用作普通分析試劑和有機(jī)合成劑。從海水中可以提取溴，主要反應(yīng)之一為2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2，下列說(shuō)法中正確的是()A．溴離子具有氧化性B．氯氣是還原劑C．該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)D．氯氣氧化性比溴單質(zhì)的強(qiáng)【答案】D【解析】A項(xiàng)，溴離子化合價(jià)處于最低價(jià)態(tài)，只具有還原性，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，反應(yīng)中Cl元素化合價(jià)降低，Cl2為氧化劑，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)中有元素化合價(jià)的升降，為氧化還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物氧化性，可知D正確。5、為了證明氯酸鉀晶體中含氯元素，選用給出的試劑和操作，其操作順序正確的是()①滴加AgNO3溶液②加水溶解③過(guò)濾、取濾液④與二氧化錳混合加熱⑤加稀HNO3⑥與濃鹽酸反應(yīng)⑦加NaOH溶液加熱⑧用淀粉碘化鉀A．⑥⑦①⑤ B．⑥⑧C．④②③①⑤ D．②①⑤【答案】C【解析】首先將ClOeq\o\al(－,3)中的Cl轉(zhuǎn)變成Cl－，然后按操作步驟進(jìn)行檢驗(yàn)。6、氯水中含有多種成分，因而具有多種性質(zhì)。根據(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(guò)程中的現(xiàn)象是_____________________________________，b過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________。(3)a過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________?！敬鸢浮?1)d(2)溶液中產(chǎn)生白色沉淀COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑(3)2FeCl2＋Cl2=2FeCl3【解析】(1)含有HClO分子，有漂白性，可使變紅的石蕊試液褪色；(2)含有Cl－，可與AgNO3反應(yīng)生成AgCl白色沉淀；含H＋，可與COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)，放出CO2：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑；(3)含Cl2分子，可將FeCl2氧化：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3。7、下列說(shuō)法中，不正確的是()A．Cl2