第二节富集在海水中的元素.doc

第二节　富集在海水中的元素——卤素　
考点一　氯及其化合物的性质和应用
1．氯气的物理性质
颜色
状态
气味
密度
毒性
溶解性

比空气

2.氯气的化学性质
(1)与金属反应：
①与Na
②与Cu
③与Fe
（2） 与非金属反应
①与H2
光照
现象：
点燃
（3） 与化合物反应
①与H2O
新制氯水中的离子 分子：
久制氯水中的离子 分子：
②与碱反应（NaOH）
(Ca(OH)2)
I-
③与还原性物质 Fe2+
SO2
3.氯的化合物：
(1)次氯酸(HClO)
①不稳定性：见光易分解，化学方程式为
②弱酸性：比碳酸酸性 ，电离方程式为
③强氧化性：具有 性。
(2)Ca(ClO)2的主要化学性质
①Ca(ClO)2是 的有效成分，它的稳定性比HClO强。
②水解显 性，其水解离子方程式
③与酸反应生成 ，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为 Ca(ClO)2＋CO2＋ === ＋

1． 实验室中如何闻气体的气味？

2． 将Cl2通入石蕊试液中产生什么现象？能用pH试纸测定氯水的pH吗？

3． 液氯和氯水是同一种物质吗？

4．漂白粉和明矾都用于自来水的处理，二者有何不同？

命题角度一　氯气的氧化性
1．(2014·山东潍坊高三联考)氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是(　　)
A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应
C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸
D．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸
2．下列氯化物中，既能由金属与Cl2直接反应得到，又能由金属和盐酸反应制得的是(　　)
A．FeCl2　　　B．AlCl3　　　C．FeCl3　　　D．CuCl2
命题角度二　氯水的成分及性质多重性的应用

3．下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是(　　)
①氯气　②液氯　③新制氯水　④氯气的酒精溶液
⑤盐酸　⑥盐酸酸化的漂白粉溶液
A．①②③　　　　　　　　 B．①②③⑥ C．③⑥ D．③④⑥
4．(2014·佛山模拟)用经Cl2消毒的自来水配制下列溶液：
①Na2SO3　②KI　③AlCl3　④FeCl2　⑤AgNO3　⑥稀盐酸，发现部分药品变质，它们是(　　)
A．①②④⑤ B．①②③④
C．①②④ D．③⑥
[总结提升]
氯水的成分和多重性质
1．氯水的成分分析
氯水中存在三个平衡关系：
(1)Cl2溶于水：Cl2＋H2OHCl＋HClO。
(2)HClO电离：HClOH＋＋ClO－。
(3)H2O 的电离：H2OH＋＋OH－。

2．氯水的多重性质
(1)显黄绿色，具有刺激性气味：主要由成分Cl2决定。
(2)具有强酸性：主要由成分HCl决定，HClO次之，如往Na2CO3溶液中加入足量新制氯水：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。
(3)具有强氧化性：主要由成分Cl2决定，HClO次之，如：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋。
(4)具有漂白性：主要由成分HClO决定，如氯水使品红褪色，氯水使石蕊试液先变红后褪色。
(5)具有生成沉淀的性质：由成分Cl－决定，如AgNO3溶液中加入氯水生成AgCl白色沉淀。
命题角度三　次氯酸和次氯酸盐的性质
5．(2014·株洲十校联考)潮湿的氯气、新制的氯水、次氯酸钠及漂白粉的水溶液均能使有色布条褪色，原因是它们均含有　(　　)
A．氯气　　　　　　　　　　B．次氯酸
C．次氯酸根离子 D．氯化氢
6．84消毒液的有效成分是________（含Na元素）。向稀释后的84消毒液中加入3～4滴紫色石蕊试液的现象为________________，原因是 (用离子方程式表示)。

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)(2013·四川高考)Cl2通入水中的离子方程式为：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－。(　　)
(2)(2012·北京高考)①湿润红纸条；②饱和氯水。预测①的现象：红纸条褪色。(　　)
(3)(2012·北京高考)①酚酞溶液；②浓盐酸。预测①的现象：无明显变化。(　　)

(4)(2012·江苏高考)用如图装置除Cl2中含有的少量HCl。(　　)

2．(2013·上海高考)将X气体通入的BaCl2溶液，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是(　　)
选项
X
Y
A
SO2
H2S
B
Cl2
CO2
C
NH3
CO2
D
SO2
Cl2

3．(2012·山东高考)下列与含氯化合物有关的说法正确的是　(　　)
A．HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质
B．向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液，可制得Fe(OH)3胶体
C．HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电，所以HCl和NaCl均是离子化合物
D．电解NaCl溶液得到22.4 L H2(标准状况)，理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)
4．(2013·北京高考)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：
操作
现象
取4 g漂粉精固体，加入100 mL水
部分固体溶解，溶液略有颜色
过滤，测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12)，后褪色

1.液面上方出现白雾；
2．稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；
3．稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是
(3)向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象1的白雾由HCl小液滴形成，进行如下实验：
a．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；
b．用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。
①实验a的目的是______________________________________。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl，理由是：
(4)将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是________。
②用离子方程式解释现象3中黄绿色褪去的原因：

考点二　氯气的实验室制法

1．实验室制取、收集干燥纯净氯气的装置

2．验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
(3)实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。
3．注意事项
(1)必须用浓盐酸，稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)制Cl2的装置，可用于具有“固体(或液体)＋液体 →气体”特点的反应。
(5)尾气吸收时，不能使用澄清的石灰水，因为石灰水浓度太小，吸收不完全。

命题角度一　氯气制备原理、装置的考查

[典例]　(2014·湖南常德高三联考)某化学小组用如图所示装置制取氯气，下列说法正确的是(　　)
A．该装置图中至少存在三处明显错误
B．该实验中收集氯气的方法不正确
C．如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可
D．含有2 mol HCl的某浓盐酸与足量MnO2混合，在一定条件下反应，转移1 mol电子

1．实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置________(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置________(填代号)。
可选用制备气体的装置：

命题角度二　氯气制备与性质实验的综合考查
2．(2014·山东省实验中学检测)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)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，则相关的化学反应方程式为_______________________________________________________。
装置B中饱和食盐水的作用是______________________；同时装置 B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：____________________________________________________________________。
(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入如表所示物质：
选项
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的
有色布条
Ⅱ
碱石灰
硅胶
浓硫酸
无水氯
化钙
Ⅲ
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有
色布条
其中，能证明氯气有漂白性的是________(填字母)。
(3)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为__________________色，说明氯的非金属性大于溴。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______________________________________________________________。
(4)装置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余氯气，试写出相应的离子反应方程式：________________________________________________。

　(2013·广东高考节选)化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
(1)如图所示装置中收集Cl2的正确装置是________。

(2)将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________________________。
(3)设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中 。

考点三　卤素的性质及X－的检验

　1.结构与性质
卤素位于元素周期表中第 族，包括： 。卤素原子最外层都有 个电子，都是典型的非金属元素，其单质具有相似的化学性质。
(1)卤素单质和H2的反应：X2＋H2=== 。
(2)卤素单质和H2O的反应：X2＋H2O 。
(3)卤素间的置换反应：
将氯水滴入溴化钠溶液：Cl2＋2NaBr=== 。
将溴水滴入碘化钾溶液：Br2＋2KI=== 。
2．特殊性
卤素单质及其化合物除了具有共性外，都有其特殊性质。
(1)氟：
①无正价， 性最强，F－的 最弱。
②2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸。
③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸点最高。
(2)溴：
①Br2是 色液体，易 。
②Br2易溶于有机溶剂。
③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用 塞。
(3)碘：
①I2遇淀粉变蓝色。
②I2加热时易 。
③I2易溶于有机溶剂。
④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。
3．卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置换——萃取法：
未知液

(3)氧化——淀粉法检验I－：
未知液溶液 ，表明有I－

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)卤素单质均能将Fe氧化为Fe3＋。( )
(2)F2能与NaCl溶液反应置换出Cl2。( )
(3)加碘盐中加入的含碘物质为KI。( )
(4)能使湿润KI淀粉试纸变蓝的气体一定是Cl2。( )
2．检验Cl－时加入稀HNO3的作用是什么？能否用盐酸代替？

3．如何证明溶液中含有I－而没有I2?

命题角度一　卤素的性质及用途
1．下列叙述中正确的是(　　)
A．碘易升华，所以要保存在有铁盖旋紧的密闭容器中
B．液溴应保存在磨口玻璃塞棕色细口试剂瓶中，并加少量水进行水封
C．碘易溶于酒精，所以可用酒精从碘水中将碘萃取出来
D．用加热的方法可将碳酸氢钠中混有的少量碘除去
2．下列物质与其用途相符合的是(　　)
①Cl2——作消毒剂　　　　　②AgBr——制胶卷，感光纸
③AgI——人工降雨 ④碘——预防甲状腺肿大
⑤淀粉——检验I2的存在 ⑥NaClO——漂白纺织物
A．只有②③④⑤⑥　　　　B．只有①②③④⑤
C．只有②③④⑤ D．全部
命题角度二　卤素单质氧化性强弱的比较
[典例]　(2014·广西梧州重点中学摸底)向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中，通入过量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成是(　　)
A．NaCl　NaBr　Na2SO4　　　B．NaCl　Na2SO4
C．NaCl　Na2SO3　I2 D．NaCl　NaI　Na2SO4

命题角度三　卤离子的检验
3．(2014·山东临沂高三模拟)鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是(　　)
①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯
④硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥氯水、己烯
A．①②④　　 B．②③⑥
C．②④⑤　　 D．④⑤⑥
4．(2014·河南开封模拟)某无色溶液中可能含有I－、NH、Cu2＋、SO，向该溶液中加入少量溴水，溶液呈无色，则下列关于溶液组成的判断正确的是(　　)
①肯定不含I－ ②肯定不含Cu2＋
③肯定含有SO ④可能含有I－
A．①③ B．①②③
C．③④ D．②③④

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)(2012·山东高考)用苯萃取溴水中的溴时，将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出。(　　)
(2)(2012·广东高考)用溴水可以鉴别苯和正己烷。(　　)
(3)(2012·江苏高考)可用分液漏斗分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层。(　　)
(4)(2012·安徽高考)用溴水、淀粉­KI溶液比较Br2与I2的氧化性强弱。(　　)
(5)(2012·福建高考)乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别。(　　)
(6)(2011·福建高考)HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强。(　　)
(7)(2011·天津高考)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡、静置，下层溶液显紫色，证明原溶液中含有I－。(　　)
(8)(2010·海南高考)少量Cl2通入KI溶液中：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。(　　)
2．(2012·新课标全国卷)下列叙述中正确的是(　　)
A．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B．能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
D．某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag＋
3．(2012·上海高考)如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O

对实验现象的“解释或结论”正确的是(　　)
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：Cl2＞Br2＞I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：Fe2＋＞Cl－
考点四　卤素单质的工业制法

1．氯的提取——氯碱工业
阳极产物：
海水―→粗盐饱和食盐水
阴极产物：

化学方程式为：
2．海水提取溴
(1)流程

(2)发生反应的化学方程式
① ；
② ；
③ 。
3．海带中提取碘
(1)流程
　 　H2O　　　　　　　　Cl2
　　　↓　　　 　　　　　↓
海带―→―→―→―→
(2)发生反应的化学方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。

命题角度一　Br2的工业制法

1．(2014·江西赣州模拟)空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如图：

(1)步骤③的离子方程式：_____________________________________________。
(2)步骤⑤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是 。
(3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气，因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过 (填试剂名称)溶液，以除去氯气。
(4)步骤⑤的蒸馏过程中，温度应控制在80 ℃～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：___________________________________________________________。
(5)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是_________________________________________________。
(6)提取溴单质，采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”，请说明原因：_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
命题角度二　I2的工业制法
[典例2]　(2014·广东汕头联考)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图所示。

(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称① ，ƒ 。写出实验②中有关反应的离子方程式：
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是________。
A．甲苯、酒精　　　　　　　　B．四氯化碳、苯
C．汽油、乙酸 D．汽油、甘油
(3)为了使海藻灰中碘离子转化为含碘的有机溶液，实验室准备了烧杯、玻璃棒、锥形瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，还缺少的玻璃仪器是____________________________________________________________________。

1．(2013·海南高考节选)溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料阻燃剂等，回答下列问题：
(1)海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入____________，将其中的Br－氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br－和BrO，其离子方程式为___________________________________________________________。
(2)溴与氯能以共价键结合形成BrCl,BrCl分子中，____________显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为___________________________。
2．(2013·上海高考)溴主要以Br－形式存在于海水中，海水呈弱碱性。工业上制备Br2的操作步骤为：
①一定条件下，将Cl2通入浓缩的海水中，生成Br2；
②利用热空气将Br2吹出，并用浓Na2CO3溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3等；
③用硫酸酸化步骤②得到的混合物。
完成下列填空：
(1)Cl2氧化Br－应在________条件下进行，目的是为了避免________。
(2)Br2可用热空气吹出，其原因是__________________________________。
(3)写出步骤③所发生的化学反应方程式：
________________________________________________________________。
用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是________________________________。
步骤②的产品有时运输到目的地后再酸化，主要是因为_________________。
(4)为了除去工业Br2中微量的Cl2，可向工业Br2中( )
a．通入HBr　　　　　　　　b．加入Na2CO3溶液
c．加入NaBr溶液 d．加入Na2SO3溶液
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