第15讲 富集在海水中的元素——卤素
考纲要求 1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法。掌握其主要性质及应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。
考点一 氯及其化合物的性质和应用
1．氯气的物理性质
在通常情况下为黄绿色，有刺激性气味的气体，密度比空气大，易液化，能溶于水(1∶2)，氯气的水溶液称为氯水，氯水常代替氯气实验。 2．化学性质(写出化学方程式) (1)Cl2与金属反应
点燃
Fe：2Fe＋3Cl2=====2FeCl3，棕红色烟 点燃
Cu：Cu＋Cl2=====CuCl2，棕黄色烟 (2)Cl2与非金属反应
点燃
H2：H2＋Cl2=====2HCl，苍白色火焰 H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。 (3)Cl2与H2O反应
化学方程式：Cl2＋H2O??HCl＋HClO， 离子方程式：Cl2＋H2O??H＋Cl＋HClO。 (4)Cl2与碱反应
①与烧碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 ②制取漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2，有效成分是Ca(ClO)2。 (5)与还原性无机化合物反应：
①与碘化钾溶液反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 ②与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 ③与FeCl2溶液反应：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。 3．从平衡的角度理解氯水的成分和性质 (1)氯水中存在三个平衡关系：
＋
－
①Cl2＋H2O??HCl＋HClO ②HClO??H＋ClO ③H2O??H＋OH
＋
－
＋
－
(2)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)Cl2＋H2O??HCl＋HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质 浓度变化 平衡移动的方向 左移 应用 ①用饱和食盐水除Cl2中的HCl ②用排饱和食盐水法收集Cl2 次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2 用NaOH溶液吸收多余Cl2 制漂白粉 制高浓度的HClO溶液 氯水避光保存或现用现配 可溶性氯化物 c(Cl)增大 c(H＋)和c(Cl－－盐酸 NaOH Ca(OH)2 CaCO3 光照
)增大 左移 右移 右移 右移 右移 c(H＋)减小 c(H＋)减小 c(H＋)减小 c(HClO)减小 4.次氯酸和次氯酸盐的性质 (1)次氯酸
次氯酸见光分解的化学方程式： 光照
2HClO=====2HCl＋O2↑。 (2)Ca(ClO)2的主要化学性质 ①Ca(ClO)2的稳定性比HClO强。
②水解显碱性，其水解离子方程式：ClO＋H2O??HClO＋OH。
③与酸反应生成HClO，作为漂白剂或消毒剂的原理可用化学方程式表示为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。
关于氯及其化合物的性质、应用的判断
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2(×) (2)氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质(×)
(3)新制氯水必须用棕色试剂瓶密封保存，光照氯水有气泡逸出，该气体是氯气(×) (4)新制取的漂白粉是混合物(√)
(5)氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气(√) (6)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂(×) (7)Cl2与水反应的离子方程式：Cl2＋H2O===2H＋Cl＋ClO(×) (8)Cl2通入NaOH溶液的离子方程式为Cl2＋2OH===Cl＋ClO＋H2O(√) (9)标准状况下，11.2LCl2与水充分反应转移电子数为0.5NA(×) 解析 该反应为可逆反应，Cl2不能完全反应。
(10)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性(√) (11)漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式： ClO＋CO2＋H2O===HClO＋HCO3(×)
解析 漂白粉溶液吸收CO2时，生成CaCO3沉淀。
根据下列装置图回答问题
－
－
－
－
－
＋
－
－
－
－
(1)A、B通入Cl2后，观察到的现象是_______________________________________________ ________________________________________________________________________，根据现象可得出的结论是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)F装置的作用是____________________________________________________________。 (4)实验开始后，观察装置C中的现象是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)装置E中发生反应的离子方程式是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是______________________________________ ________________________________________________________________________。
答案 (1)干燥的有色(或A中)布条不褪色，湿润的有色(或B中)布条褪色 Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性 (2)Cl2＋H2O??H＋Cl＋HClO (3)吸收氯气，防止污染环境 (4)溶液先变为红色，然后褪色 (5)2Fe＋Cl2===2Fe＋2Cl (6)H2O＋SO3＋Cl2===2H＋SO4＋2Cl
2－
＋
2－
－
2＋
3＋
－
＋
－
题组一 氯水及次氯酸盐的性质
1．(2017·吉林大学附属中学高三检测)氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是( )
A．加入有色布条，片刻后有色布条褪色，说明有Cl2存在 B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在
C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl存在
－
D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在 答案 B
解析 A项，氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项，由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl；D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。
2．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )
－
－
c?H＋?
A．再通入少量氯气，减小
c?ClO－?
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强 D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱 答案 C
解析 饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2O??H＋Cl＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。 3．(2017·四川雅安三诊)下列有关Ca(ClO)2溶液的叙述正确的是( ) A．该溶液中，K、Cl、HCOOH、I可以大量共存 B．与Na2SO3反应的离子方程式：ClO＋SO3===SO4＋Cl C．不可使用pH试纸测定该溶液的pH
D．1L0.1mol·L该溶液和足量的CO2充分反应，产生10g沉淀 答案 C
HClO及次氯酸盐的强氧化性
(1)HClO的强氧化性
①漂白性：氯水能使紫色石蕊溶液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后褪色。不能用pH试纸测定氯水的pH。
②能氧化还原性离子：HClO能氧化I、S、SO3、Fe等还原性离子。 (2)次氯酸盐的强氧化性
①漂白性：ClO是一种弱酸的酸根离子。漂白液或漂白粉在潮湿的空气中，会与二氧化碳反应生成HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。
②强氧化性：ClO不论在酸性还是碱性条件下都能跟I、Fe、S、SO3等发生氧化还原反应，即ClO与I、Fe、S、SO3不能大量共存。
－
－
2＋
2－
2－
－
－
2＋
2－
2－
－
－
2－
2－
2＋
－1
－
2－
2－
－
＋
－
－
＋
＋
－