富集在海水中的元素3511

第二講富集在海水中的元素 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 3 鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律及有關(guān)鹵素的綜合利用 1 氯的單質(zhì)和化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 2 與氯的單質(zhì)和化合物相關(guān)聯(lián)的化工生產(chǎn)流程及綜合實(shí)驗(yàn) 一 氯氣的性質(zhì)1 物理性質(zhì) 黃綠色 刺激性 2 化學(xué)性質(zhì) 寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式和部分反應(yīng)現(xiàn)象 指出在反應(yīng)中表現(xiàn)氧化性還是還原性 氯水中的平衡體系有哪些 二 氯的重要化合物1 次氯酸 2 漂白粉 為什么在工業(yè)上將氯氣制成漂白粉 提示氯氣用于殺菌消毒時 起作用的是HClO 而HClO不穩(wěn)定 難以保存 所以在工業(yè)上用Cl2與石灰乳反應(yīng)制成漂白粉 便于貯存和運(yùn)輸 Cl2 向上排空氣法 排飽和食鹽水法 一套完整的制取氣體的實(shí)驗(yàn)裝置包括哪幾部分 提示一套完整的制取氣體的實(shí)驗(yàn)裝置包括四個部分 發(fā)生裝置 凈化裝置 收集或性質(zhì)驗(yàn)證裝置 尾氣處理裝置 寫出 1 2 的反應(yīng)條件 3 4 所加的反應(yīng)試劑 提示 1 加熱或光照 2 點(diǎn)燃 3 NaOH溶液 4 鐵粉 一種方法正確聞氣體氣味的方法取一只盛滿氣體的集氣瓶 稍微打開玻璃片 用手在瓶口輕輕扇動 使極少量的氣體飄進(jìn)鼻孔 聞氣體的氣味 三種比較新制氯水 久置氯水 液氯的比較 2 當(dāng)加濃鹽酸時 c H 和c Cl 都增大 平衡左移 因此可用次氯酸鹽和濃鹽酸作用來制取Cl2或測漂白粉中的 有效氯 當(dāng)加入CaCO3或Na2CO3時 c H 減少 平衡右移 可使氯水中c HClO 增大 增強(qiáng)漂白的作用 3 當(dāng)加入堿時 c H 和c HClO 都減小 平衡右移 實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常用濃強(qiáng)堿溶液吸收未反應(yīng)完的Cl2 工業(yè)上利用此原理制漂白粉和漂白液 我的總結(jié)1 常見有色氣體 NO2 紅棕色 Cl2 黃綠色 F2 淡黃綠色 溴蒸氣 紅棕色 2 常見有毒氣體 SO2 H2S NO NO2 CO Cl2等 3 常見易液化氣體 Cl2 SO2 NH3等 問題征解如何辨析氯水中Cl2和HClO的氧化性 提示中學(xué)化學(xué)中 消毒與漂白體現(xiàn)的是HClO的氧化性 其他情況下 當(dāng)氯水與還原劑作用且無氫氣生成時 表現(xiàn)出氧化性的微粒均可認(rèn)為是Cl2 2 氯水的性質(zhì)氯水的多種成分決定了氯水的化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)出多樣性 1 Cl2的強(qiáng)氧化性 2 HCl的強(qiáng)酸性 3 HClO的強(qiáng)氧化性 弱酸性和不穩(wěn)定性 4 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 典例1 2013 唐山模擬節(jié)選 新制氯水中含有多種粒子 某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為探究其性質(zhì) 做了如下實(shí)驗(yàn) 請你幫助完成 1 HClO不穩(wěn)定 見光易分解生成HCl和O2 請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明有O2生成 2 氯氣能使?jié)駶櫟募t色布條褪色 對于使紅色布條褪色的物質(zhì) 同學(xué)們的看法不一致 認(rèn)為氯水中存在的幾種粒子都有可能 請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 得出正確結(jié)論 解析 1 本小題來源于教材 氯水受光照的實(shí)驗(yàn) 要證明O2的生成 應(yīng)用帶火星的木條檢驗(yàn) 能使帶火星的木條復(fù)燃 說明生成了O2 O2的收集 結(jié)合教材實(shí)驗(yàn) 是用盛滿氯水的瓶子倒置在水槽中 光照一段時間后 收集到無色氣體來驗(yàn)證 2 提出假設(shè)是根據(jù)收集到的資料結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行的 氯氣有氧化性 那么假設(shè)氯氣使紅色布條褪色 氯氣和水生成鹽酸和次氯酸 假設(shè)鹽酸或次氯酸能使紅色布條褪色 實(shí)驗(yàn) 把紅色布條放到稀鹽酸中 紅色布條不褪色 氯水中的氯氣 稀鹽酸 水均不能使紅色布條褪色 說明是HClO使紅色布條褪色 答案 1 將盛滿氯水的無色礦泉水瓶倒置在水槽中 光照一段時間后 瓶底有無色氣體生成 將瓶子倒轉(zhuǎn)過來 把帶火星的木條放在瓶口 若木條復(fù)燃 證明HClO分解生成的氣體為氧氣 2 提出假設(shè) 氯氣使紅色布條褪色 HClO使紅色布條褪色 鹽酸使紅色布條褪色驗(yàn)證假設(shè) 把紅色布條伸入稀鹽酸中 紅色布條不褪色結(jié)論 次氯酸使紅色布條褪色 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?根據(jù)物質(zhì)的組成 結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 提出假設(shè) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證假設(shè) 觀察現(xiàn)象 記錄數(shù)據(jù) 分析比較現(xiàn)象和數(shù)據(jù) 綜合歸納概括總結(jié)得出結(jié)論 應(yīng)用1 飽和氯水與石灰石的反應(yīng)是制取較濃的HClO溶液的方法之一 某同學(xué)運(yùn)用這一方法 嘗試制取HClO溶液并進(jìn)行了如下定性實(shí)驗(yàn) 在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣 再加入約20mL飽和氯水 充分反應(yīng) 有少量氣泡產(chǎn)生 溶液的黃綠色褪去 過濾 將濾液滴在有色布條上 發(fā)現(xiàn)其漂白性更強(qiáng) 為了確定反應(yīng)產(chǎn)物 將濾液分為三份 分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn) 第一份與石灰水混合 立即產(chǎn)生大量白色沉淀 第二份與稀鹽酸混合 立刻產(chǎn)生大量氣泡 第三份加熱 看到溶液變渾濁且有大量無色氣體產(chǎn)生 經(jīng)檢測 上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的無色氣體均為CO2氣體 1 試解釋可以在飽和氯水中加入石灰石制備HClO的原因 2 寫出步驟 中第一份及第二份濾液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 第一份 第二份 3 試根據(jù)所學(xué)知識推測 在 的濾液中含有的溶質(zhì) 除了溶解的極少量氯氣外 還含有的其他溶質(zhì)為 寫化學(xué)式 必考點(diǎn)28氯氣的制備及相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究1 實(shí)驗(yàn)裝置 2 制取過程 3 注意事項(xiàng) 1 必須用濃鹽酸 MnO2與稀鹽酸不反應(yīng) 2 為了減少制得的Cl2中HCl的含量 所以加熱溫度不宜過高 減少HCl的揮發(fā) 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2 再拆缷裝置 避免污染空氣 4 尾氣吸收時 不能用澄清石灰水吸收Cl2 因?yàn)槿芤褐蠧a OH 2濃度小 吸收不完全 典例2 如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)制取氯氣并以氯氣為原料進(jìn)行待定反應(yīng)的裝置 1 要將C裝置接入B和D之間 正確的接法是 a d 2 實(shí)驗(yàn)開始先點(diǎn)燃A處的酒精燈 打開旋塞k 讓Cl2充滿整個裝置 再點(diǎn)燃D處的酒精燈 Cl2通過C裝置后進(jìn)入D D裝置內(nèi)盛有碳粉 發(fā)生氧化還原反應(yīng) 生成CO2和HCl g 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 為了使C裝置發(fā)揮更好的作用 可向燒杯中加入濃硫酸 加入濃硫酸的作用是 3 D處反應(yīng)完畢后 關(guān)閉旋塞k 移去酒精燈 由于余熱的作用 A處仍有少量Cl2產(chǎn)生 此時B中的現(xiàn)象是 B的作用是 4 用量筒取20mLE中溶液 倒入已檢查完好的分液漏斗中 然后再注入10mLCCl4 蓋好玻璃塞 振蕩 靜置于鐵架臺上 如圖 等分層后取上層液和下層液 呈黃綠色的是 填 上層液 或 下層液 再裝入如圖所示的燒杯中 能使有色布條褪色的是 填 上層液 或 下層液 5 在A B C D E裝置中有一個需要改進(jìn) 說明需要改進(jìn)的理由并畫出改進(jìn)后的裝置圖 2 由于反應(yīng)有水參加 C處提供水蒸氣參加反應(yīng) 加入濃硫酸和水放熱 有利于水蒸氣生成 3 k關(guān)閉 此時B相當(dāng)于貯氣裝置 生成的氣體進(jìn)入B中 從而使水進(jìn)入到漏斗中 4 此步操作是鹵素的萃取 Cl2易溶于CCl4 而使CCl4層呈黃綠色 Cl2無漂白性 上層水層含有Cl2與水反應(yīng)生成的HCl和HClO HClO具有漂白性 可以使有色布條褪色 5 由于D中反應(yīng)生成了極易溶于水的HCl E裝置不正確 會造成E中水倒吸 可以用一個倒置的小漏斗 吸收法 如用NaOH溶液吸收Cl2 SO2 H2S等 燃燒法 如對CO H2S H2 烴類等可燃性氣體可點(diǎn)燃處理 收集法 如對于一些氣體也可先收集后處理 應(yīng)用2 實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸來制取氯氣 主要操作有 將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上 把酒精燈放在鐵架臺上 根據(jù)酒精燈確定鐵圈的高度 固定好鐵圈 放好石棉網(wǎng) 用藥匙向蒸餾燒瓶中加入MnO2 再向分液漏斗中加濃鹽酸 并將導(dǎo)管放入集氣瓶中 檢查氣密性 在蒸餾燒瓶上裝好分液漏斗 連接好導(dǎo)管 最好的實(shí)驗(yàn)操作順序是 A B C D 解析本題考查了實(shí)驗(yàn)室制取Cl2方法 實(shí)驗(yàn)裝置的安裝順序一般為 自下而上 即放鐵架臺 放酒精燈 根據(jù)火焰的大致高度確定鐵圈位置 從左而右 且制備氣體時 加入藥品 先固后液 前應(yīng)檢查裝置的氣密性 否則就要錯選A B D 答案C 一 鹵素單質(zhì)性質(zhì)的遞變性 相似性和特殊性1 物理性質(zhì)遞變性 典例3 為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強(qiáng)弱 某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 夾持儀器已略去 氣密性已檢驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)過程 打開彈簧夾 打開活塞a 滴加濃鹽酸 當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時 夾緊彈簧夾 當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時 關(guān)閉活塞a 1 A中產(chǎn)生黃綠色氣體 其電子式是 2 驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 3 B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 4 為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘 過程 的操作和現(xiàn)象是 5 過程 實(shí)驗(yàn)的目的是 6 氯 溴 碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因 同主族元素從上到下 得電子能力逐漸減弱 過程 實(shí)驗(yàn) 當(dāng)B中黃色溶液繼續(xù)通入過量Cl2 溶液變?yōu)樽丶t色 以此為對照 說明C中黃色溶液無Cl2 從而排除Cl2對溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理 鹵素之間的相互置換 向D中加入的C少量即可 關(guān)閉b后應(yīng)對D充分振蕩 以使碘萃取充分 根據(jù)相似相溶原理 Br2 I2在水中溶解度小 而易溶于酒精 苯 四氯化碳等有機(jī)溶劑中 對于在溶液中生成Br2 I2的反應(yīng) 常通過加入苯或四氯化碳 通過有機(jī)層的顏色來加以確認(rèn) 應(yīng)用3 某同學(xué)向一支試管中按一定的順序分別加入下列幾種物質(zhì) 一種物質(zhì)只加一次 a KI溶液 b 淀粉溶液 c NaOH溶液 d 稀H2SO4 e 氯水 發(fā)現(xiàn)溶液顏色按如下順序變化 無色 棕黃色 藍(lán)色 無色 藍(lán)色 對此過程進(jìn)行的分析中錯誤的是 A 加入以上藥品的順序是a e b c dB 反應(yīng)的化學(xué)方程式為I2 2NaOH NaI NaIO3 H2OC 溶液由棕黃色變?yōu)樗{(lán)色的原因是淀粉溶液遇碘變藍(lán)色D 反應(yīng)的離子方程式為2I Cl2 I2 2Cl 解析 無色 棕黃色說明有碘生成 棕黃色 藍(lán)色說明是碘遇淀粉溶液顯色 藍(lán)色 無色說明碘被消耗 無色 藍(lán)色說明又生成了碘 此時發(fā)生的是NaI和NaIO3在酸性條件下生成碘的反應(yīng) 答案D Hold住考向 名師揭秘本講內(nèi)容與化工生產(chǎn) 日常生活 科學(xué)技術(shù)等方面有著廣泛的聯(lián)系 如氯堿工業(yè) 漂白粉應(yīng)用 飲用水消毒 環(huán)境保護(hù)等 是近幾年高考命題的熱點(diǎn) 預(yù)計(jì)2014年高考仍會以與氯氣及其化合物的知識有關(guān)的化工生產(chǎn) 科學(xué)技術(shù)等方面為載體 結(jié)合氧化還原反應(yīng) 離子反應(yīng) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)考查 復(fù)習(xí)時注意這方面的知識 角度1 氯水成分及性質(zhì)1 判斷正誤 1 Cl2 SO2均能使品紅溶液褪色 說明二者均有氧化性 2012 山東理綜 12A 2 冷的氫氧化鈉溶液中通入氯氣發(fā)生反應(yīng) Cl2 2OH ClO Cl H2O 2012 大綱全國卷 7C 3 氯氣在飽和食鹽水中的溶解度小于在純水中的溶解度 2010 全國理綜 8A 4 將氯氣溶于水制備次氯酸 Cl2 H2O 2H Cl ClO 2010 天津理綜 5C 角度2 氯氣的性質(zhì)2 2012 上?；瘜W(xué) 15 下圖所示是驗(yàn)證氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn) a b d e是浸有相關(guān)溶液的濾紙 向KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸后 立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面 已知 2KMnO4 16HCl 2KCl 5Cl2 2MnCl2 8H2O 對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的 解釋或結(jié)論 正確的是 解析A項(xiàng) 由現(xiàn)象得 氧化性 Cl2 Br2 Cl2 I2 但無法對比Br2與I2的氧化性強(qiáng)弱 B項(xiàng) 由現(xiàn)象可知在此過程中有酸性物質(zhì)生成 同時生成了漂白性物質(zhì) C項(xiàng) 在此過程中只能判斷溶液不再顯堿性 無法判斷有無漂白性物質(zhì)生成 D項(xiàng) 此時Fe2 被Cl2氧化為Fe3 而Cl2被還原為Cl 還原劑Fe2 的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物Cl 答案D 1 2009 海南 11 在5mL0 05mol L 1的某金屬氯化物溶液中 滴加0 1mol L 1AgNO3溶液 生成沉淀質(zhì)量與加入AgNO3溶液體積關(guān)系如圖所示 則該氯化物中金屬元素的化合價為 A 1B 2C 3D 4 解析從圖中可以看出 AgNO3溶液的體積應(yīng)在7 8mL之間 由于5mL金屬氯化物的溶液中所含Cl 的物質(zhì)的量與Ag 的物質(zhì)的量相等 設(shè)金屬氯化物的化學(xué)式為MClx 粗略計(jì)算有 5mL 10 3L mL 1 0 05mol L 1 x 7 5mL 10 3L mL 1 0 1mol L 1 解得x 3 所以 該金屬元素的化合價為 3價 答案C 2 2010 全國 12 一定條件下磷與干燥氯氣反應(yīng) 若0 25g磷消耗掉314mL氯氣 標(biāo)準(zhǔn)狀況 則產(chǎn)物中PCl3與PCl5的物質(zhì)的量之比接近于 A 3 1B 5 3C 2 3D 1 2 解析根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式 2P 3Cl2 2PCl3 2P 5Cl2 2PCl5得出生成PCl3時n P n Cl2 1 1 5 生成PCl5時n P n Cl2 1 2 5 題目中n P n Cl2 1 1 75方法一 十字交叉法 則PCl3與PCl5的物質(zhì)的量之比為3 1 方法二 三角法 1 5x 2 5 0 008mol x n Cl2 0 014mol解得 x 0 006mol所以 PCl3為0 006mol PCl5為0 002mol 兩者的物質(zhì)的量之比為3 1 1 2011 全國 29節(jié)選 1 請回答下列實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的有關(guān)問題 1 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 解析A是制取氯氣的裝置 B是利用氯氣的密度大于空氣的密度 用向上排空氣法收集氯氣的裝置 C裝置可以防止D中的稀NaOH溶液倒吸進(jìn)入集氣管B中 起安全瓶的作用 氯氣有毒 裝置D可以吸收尾氣 防止氯氣擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境 答案向上排氣收集氯氣安全作用 防止D中的液體倒吸進(jìn)入集氣管B中吸收尾氣 防止氯氣擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境 2 2012 福建理綜 25 實(shí)驗(yàn)室常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2 發(fā)生裝置如圖所示 1 制備實(shí)驗(yàn)開始時 先檢查裝置氣密性 接下來的操作依次是 填序號 A 往燒瓶中加入MnO2粉末B 加熱C 往燒瓶中加入濃鹽酸 2 制備反應(yīng)會因鹽酸濃度下降而停止 為測定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度 探究小組同學(xué)提出下列實(shí)驗(yàn)方案 甲方案 與足量AgNO3溶液反應(yīng) 稱量生成的AgCl質(zhì)量 乙方案 采用酸堿中和滴定法測定 丙方案 與已知量CaCO3 過量 反應(yīng) 稱量剩余的CaCO3質(zhì)量 丁方案 與足量Zn反應(yīng) 測量生成的H2體積 繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn) 判定甲方案不可行 理由是 進(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn) 準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣 a 量取試樣20 00mL 用0 1000mol L 1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定 消耗22 00mL 該次滴定測得試樣中鹽酸濃度為 mol L 1 b 平行滴定后獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果 判斷丙方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 填 偏大 偏小 或 準(zhǔn)確 已知 Ksp CaCO3 2 8 10 9 Ksp MnCO3 2 3 10 11 進(jìn)行丁方案實(shí)驗(yàn) 裝置如右圖所示 夾持器具已略去 使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將 轉(zhuǎn)移到 中 反應(yīng)完畢 每間隔1分鐘讀取氣體體積 氣體體積逐次減小 直至不變 氣體體積逐次減小的原因是 排除儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響因素 從Ksp看MnCO3比CaCO3更難溶 CaCO3會轉(zhuǎn)化為MnCO3 導(dǎo)致剩余固體質(zhì)量偏大 造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小 Zn與HCl的反應(yīng)為放熱反應(yīng) 反應(yīng)完畢時氣體溫度高于室溫 溫度降至室溫過程中氣體體積減小 答案 1 ACB 按序號寫出三項(xiàng) 2 殘余清液中 n Cl n H 或其他合理答案 0 1100 偏小 Zn粒殘余清液 按序?qū)懗鰞身?xiàng) 裝