高中化學(xué)人教版必修1精講精練 第4章第2講 富集在海水中的元素—氯

《高中化學(xué)人教版必修1精講精練 第4章第2講 富集在海水中的元素—氯》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué)人教版必修1精講精練 第4章第2講 富集在海水中的元素—氯（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

(1)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式 ①鈉與氯氣反應(yīng)：2Na＋Cl22NaCl， ②氫氣與氯氣反應(yīng)：H2＋Cl22HCl， ③硅與氯氣反應(yīng)：Si＋2Cl2SiCl4。 ④氯氣與氯化亞鐵溶液反應(yīng)： Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。 (2)檢驗溶液中是否含有Cl－所用的試劑是：稀HNO3和AgNO3溶液，反應(yīng)的離子方程式為：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。 一、氯氣 1．氯的原子結(jié)構(gòu)及存在 氯原子結(jié)構(gòu)示意圖為：→氯原子易得到1個電子→表現(xiàn)出典型非金屬性→自然界中以化合態(tài)存在。 2．實驗室制法 在實驗室里常用MnO2和濃鹽酸共熱來制取Cl2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 3．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 1 體積水溶解 2 體積氯氣 4．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)： (2)與非金屬反應(yīng)： (3)與H2O反應(yīng)： ①氯氣的水溶液稱為“氯水”。 ②溶于水的Cl2部分與水發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)方程式為：Cl2＋H2O===HCl＋HClO。 (4)與堿反應(yīng)： 漂白粉在空氣中長期放置易失效，其原因為： Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO； 2HClO2HCl＋O2↑。 5．用途 (1)氯氣是一種重要的化學(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。 二、次氯酸 1．弱酸性 次氯酸是很弱的酸，比碳酸酸性弱。 2．不穩(wěn)定性 次氯酸不穩(wěn)定，只存在于水溶液中，見光易分解，化學(xué)方程式為：2HClO2HCl＋O2↑。 3．強氧化性 (1)漂白性： 實驗操作 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 有色布條不褪色 干燥的Cl2無漂白作用 有色布條褪色 氯水有漂白作用，起漂白作用的是HClO (2)殺菌、消毒。 三、氯離子的檢驗 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)氯氣可使?jié)竦募t布條褪色，所以氯氣具有漂白性(　　) (2)氯氣沒有漂白性，但能使鮮艷的花朵褪色(　　) (3)過量的鐵在氯氣中燃燒可生成氯化亞鐵(　　) (4)聞其氣味時要小心的將集氣瓶放在鼻孔下直接聞(　　) (5)Cl2具有很強的氧化性，在化學(xué)反應(yīng)中只能作氧化劑(　　) 解析：(1)Cl2無漂白性，HClO才有漂白性。 (2)鮮艷的花朵中含水，水與Cl2反應(yīng)生成次氯酸。 (3)Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，不能生成FeCl2，與用量無關(guān)。 (4)聞氣味時要用手輕輕地扇動，使少量氣體飄進(jìn)鼻孔。 (5)Cl2與NaOH的反應(yīng)中既是氧化劑也是還原劑。 答案：(1)　(2)√　(3)　(4)　(5) 2．思考討論： (1)通過H2在Cl2中燃燒的實驗，你對燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認(rèn)識？ (2)某地生產(chǎn)氯氣的儲罐泄漏，如果你是附近的居民，請思考應(yīng)如何自救和治理污染。 (3)漂白粉為什么要密閉保存？ 答案：(1)H2在空氣中可以燃燒，在Cl2中也可以燃燒。由此可知燃燒不一定有氧氣參加，燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，所有的發(fā)光放熱的劇烈的氧化還原反應(yīng)都稱為燃燒。 (2)①氯氣密度比空氣大，應(yīng)往高處逆風(fēng)跑。 ②立即用浸過水或弱堿溶液的毛巾捂住口鼻。 ③向空中噴灑NaOH溶液或石灰水。 (3)漂白粉吸收空氣中的水和CO2，與有效成分Ca(ClO)2反應(yīng)生成HClO，而HClO不穩(wěn)定易分解，故可導(dǎo)致漂白粉失效，所以漂白粉應(yīng)密閉保存。 3．將下列用途與相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式連起來。 ①84消毒液　　　　　　　　 A．AgI ②人工降雨劑 B．KIO3 ③含氟牙膏 C．NaClO ④加碘食鹽 D．AgBr ⑤變色眼鏡 E．NaF 答案：①－C，②－A，③－E，④－B，⑤－D 4．Cl2、Br2、I2都具有氧化性，其氧化性Cl2>Br2>I2，Cl2能把溴從溴化物中置換出來，其余依次類推。請據(jù)此寫出下列置換反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (1)將氯氣分別通入KBr溶液和KI溶液中。 (2)將溴水滴入KI溶液中。 答案：(1)2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2， 2KI＋Cl2===2KCl＋I(xiàn)2； (2)2KI＋Br2===2KBr＋I(xiàn)2。 氯水的成分及性質(zhì) 1．氯水的成分 (1)氯水中的化學(xué)反應(yīng)及物質(zhì)的電離： Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO， HClOH＋＋ClO－，2HClO2HCl＋O2↑。 (2)氯水的成分： ①三分子：Cl2、HClO、H2O； ②四離子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。 2．氯水的性質(zhì) 氯水成分的多樣性決定了其性質(zhì)的多重性： [例1]　[雙選題]下列關(guān)于氯水的敘述，正確的是(　　) A．新制的氯水中只含Cl2和H2O分子 B．新制氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色 C．光照氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2 D．氯水在密封無色玻璃瓶中放置數(shù)天后酸性將增強 [解析]　氯水成分的多樣性決定了氯水性質(zhì)上的多重性。氯水中主要含有三種分子H2O、Cl2、HClO和四種離子H＋、Cl－、ClO－、OH－。新制氯水中含有H＋和HClO，藍(lán)色石蕊試紙遇H＋變紅，變紅后的試紙被HClO氧化褪色。光照氯水，發(fā)生反應(yīng)2HClO2HCl＋O2↑，逸出的是O2而不是Cl2。該反應(yīng)進(jìn)行后，弱酸HClO轉(zhuǎn)化為強酸HCl，密封在無色玻璃瓶中不考慮HCl的揮發(fā)，溶液的酸性增強。 [答案]　BD (1)飽和氯水(呈黃綠色)，屬于混合物，若久置，則最終變?yōu)辂}酸(無色)，故久置的氯水顏色褪去(無Cl2)，氧化性減弱(無HClO、Cl2)，酸性增強(鹽酸為強酸)。 (2)液氯是氯氣的液態(tài)形式，屬于純凈物。 氯氣的實驗室制法 1．原理 MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 2．裝置 (1)發(fā)生裝置(Ⅰ部分)： ①特點：固體＋液體氣體。 ②儀器：鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、分液漏斗等。 ③試劑：A中盛放濃鹽酸，B中盛放二氧化錳。 (2)凈化裝置(Ⅱ部分)： 組成 盛放試劑 試劑的作用 C 飽和氯化鈉溶液 除去氯氣中的氯化氫 D 濃硫酸 干燥氯氣 (3)收集裝置(Ⅲ部分)： ①收集方法：向上排空氣法； ②驗滿方法：濕潤的藍(lán)色石蕊試紙或濕潤的淀粉KI試紙放在集氣瓶口。 (4)尾氣處理裝置(Ⅳ部分)： ①導(dǎo)氣管要深入液面以下； ②F中盛放的試劑：氫氧化鈉溶液(或其他堿液)，作用是吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境。 3．注意事項 (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，以減少HCl揮發(fā)。 (3)實驗結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。 [例2]　在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣。進(jìn)行此實驗，所用儀器如圖： (1)連接上述儀器的正確順序(填各接口處的字母)：________接________；________接________；________接________；________接________。 (2)裝置中，飽和食鹽水的作用是_______________________________________； NaOH溶液的作用是________________________。 (3)化學(xué)實驗中常用濕潤的淀粉KI試紙檢驗是否有Cl2產(chǎn)生。如果有Cl2產(chǎn)生，可觀察到________，反應(yīng)化學(xué)方程式________________________。 (4)寫出下列化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式： ①氣體發(fā)生裝置中進(jìn)行的反應(yīng)：__________________________________________。 ②NaOH溶液中發(fā)生的反應(yīng)：___________________________________________。 [解析]　(1)按照制備氣體的“反應(yīng)裝置→凈化裝置→收集裝置→尾氣處理裝置”的順序可確定儀器連接的正確順序。(2)上述裝置中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl雜質(zhì)；濃H2SO4的作用是除去Cl2中的水分；NaOH溶液的作用是吸收過量的Cl2；(3)濕潤的淀粉KI試紙遇Cl2時發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2，I2遇淀粉變藍(lán)。 [答案]　(1)E　C　D　A　B　H　G　F (2)除去氯氣中的HCl雜質(zhì)　吸收過量的氯氣 (3)試紙變藍(lán)　2KI＋Cl2===2KCl＋I(xiàn)2 (4)①MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ②2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 氣體的制備裝置一般包括反應(yīng)裝置、除雜裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等。反應(yīng)裝置的選擇要依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件。收集方法的選擇應(yīng)考慮氣體密度、溶解性及在空氣中的穩(wěn)定性。是否處理尾氣，取決于該氣體是否污染環(huán)境。 1．(對應(yīng)考點一)下列實驗過程中，不會產(chǎn)生氣體的是(　　) 解析：A項氯水中的HClO見光分解生成氧氣；B項氯水中的HCl與發(fā)酵粉中的NaHCO3反應(yīng)生成CO2；C項氯水滴入NaBr溶液中反應(yīng)生成Br2和NaCl，沒有氣體產(chǎn)生；D項H2O與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生O2。 答案：C 2．(對應(yīng)考點一)在氯水中存在多種分子和離子，它們在不同的反應(yīng)中表現(xiàn)出各自的性質(zhì)。下列實驗現(xiàn)象和結(jié)論一定正確的是(　　) A．加入有色布條，一會兒有色布條褪色，說明溶液中有Cl2存在 B．溶液呈黃綠色，且有刺激性氣味，說明有Cl2存在 C．加入鹽酸酸化，再加入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明氯水中含有Cl－ D．加入NaOH溶液，氯水黃綠色消失，說明含有HClO分子 解析：A：HClO能使有色布條褪色，而干燥的Cl2不能，有色布條褪色不能說明有Cl2分子存在；C：加入鹽酸酸化，引入了Cl－，加AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，不能說明氯水中有Cl－存在；D：加入NaOH溶液，黃綠色消失，只能說明Cl2被消耗，不能說明有HClO分子的存在。 答案：B 3．(對應(yīng)考點二)下列關(guān)于實驗室用MnO2制取Cl2的敘述不正確的是(　　) A．MnO2與濃鹽酸共熱 B．緩慢加熱反應(yīng) C．用向下排空氣法收集Cl2 D．多余氯氣常用較濃的堿液吸收 解析：由于濃鹽酸易揮發(fā)，故必須緩慢加熱以減少HCl的揮發(fā)；Cl2的密度比空氣的密度大，故應(yīng)用向上排空氣法收集Cl2；Cl2極易與堿反應(yīng)：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故應(yīng)用較濃的堿液吸收多余的Cl2。 答案：C 4．(對應(yīng)考點二)在制氯氣時有如下操作，操作順序正確的是(　　) ①連接好裝置，檢查氣密性； ②緩緩加熱，加快反應(yīng)，使氣體均勻逸出； ③在圓底燒瓶中加入二氧化錳粉末； ④從盛有濃鹽酸的分液漏斗中將濃鹽酸緩緩滴入燒瓶中； ⑤將多余的Cl2用NaOH溶液吸收； ⑥用向上排空氣法收集氯氣。 A．①②③④⑤⑥　　　　　　　　 B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 解析：確定實驗室制取氣體的操作順序要注意：①連接好裝置后，要先檢查氣密性，后裝藥品；②裝藥品的順序是先加固體，后加液體；③對于有毒的氣體，一定要有尾氣處理裝置。 答案：D 5．(探究題)下圖是一組檢驗氯氣性質(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K，溶液B為氫氧化鈉溶液，通入的Cl2是濕潤的，布條是干燥的，則有色布條________。 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K，盡管B是NaOH溶液，濕潤的Cl2還是直接進(jìn)入(Ⅱ)，有色布條褪色。 答案：(1)不褪色　褪色　不褪色　(2)褪色 (1)Cl2為黃綠色有毒氣體，密度比空氣大。 (2)Cl2和金屬、非金屬、水、堿等均可發(fā)生反應(yīng)，必記的重要化學(xué)方程式有： 2Fe＋3Cl22FeCl3，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O， 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 (3)新制氯水中，除水外，還含有Cl2、HClO、H＋、Cl－等，氯水成分的多樣性，決定了其性質(zhì)的多重性。 (4)實驗室制備Cl2的化學(xué)方程式為：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，通常用飽和食鹽水除去揮發(fā)的HCl，用濃H2SO4干燥Cl2，用NaOH溶液吸收多余的Cl2。 一、選擇題(本題包括5小題，每小題4分，共20分) 1．下列關(guān)于氯氣的說法不正確的是(　　) A．氯氣化學(xué)性質(zhì)很活潑，但是干燥的液氯能用鋼瓶貯存 B．氯氣和液氯是兩種不同物質(zhì) C．可以用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣 D．氯氣有毒，它曾在戰(zhàn)爭中被用于制造毒氣彈 解析：在通常狀況下，干燥的液氯可以用鋼瓶儲運，所以A是正確的。氯氣和液氯是同一種物質(zhì)的不同狀態(tài)，所以B選項不正確。除去氯氣中混有的水蒸氣應(yīng)選用不能和氯氣反應(yīng)的干燥劑，因為氯氣氣體呈酸性，不宜選用堿性干燥劑，如堿石灰等，常選用酸性或中性干燥劑，如：濃硫酸、無水氯化鈣等，因此C選項是正確的。氯氣有毒，對人體有害，可以用于制造毒氣彈應(yīng)用于戰(zhàn)爭中。 答案：B 2．有關(guān)漂白粉和漂白液的說法正確的是(　　) A．漂白粉是純凈物，漂白液是混合物 B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2 C．工業(yè)上將氯氣通入澄清石灰水制取漂白粉 D．漂白液的有效成分是Na2O2 解析：漂白粉是將Cl2通入石灰乳中制得的混合物，化學(xué)方程式為2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故其主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分為Ca(ClO)2，漂白液的主要成分是NaClO，以上符合題意的只有B項。 答案：B 3．下列說法中，正確的是(　　) A．液氯和氯水都含有氯離子 B．氯氣和液氯都能使干燥的有色布條褪色 C．鹽酸和氯水都含有氯離子 D．鹽酸和氯水都能使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色 解析：A項，液氯中不含有Cl－；B項，Cl2和液氯均不能使干燥的有色布條褪色；D項，鹽酸不能使有色布條褪色。 答案：C 4．檢驗氯化氫氣體中是否混有Cl2，可采用的方法是(　　) A．用干燥的藍(lán)色石蕊試紙 B．用干燥有色布條 C．將氣體通入硝酸銀溶液 D．用濕潤的淀粉碘化鉀試紙 解析：檢驗氯氣采用濕潤的KI淀粉試紙，而干燥的有色布條、干燥的藍(lán)色石蕊試紙不能檢驗氯氣。硝酸銀溶液與氯化氫和氯氣反應(yīng)的現(xiàn)象相同。 答案：D 5．[雙選題]如圖所示，在A處通入氯氣，關(guān)閉B閥時，C處的紅色布條看不到明顯現(xiàn)象；當(dāng)打開B閥后，C處的紅色布條逐漸褪色。則D瓶中盛放的溶液可能是(　　) A．濃硫酸　　　　 B．NaOH溶液 C．H2O D．飽和氯化鈉溶液 解析：解決本題的關(guān)鍵是要明確裝置的特點及起漂白作用的是HClO(或潮濕的Cl2)。根據(jù)打開B閥后，C處的紅色布條逐漸褪色，說明A處通入的Cl2為潮濕的，潮濕的Cl2在關(guān)閉B閥時通過了D瓶，看不到C試管中紅色布條有明顯變化，說明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸氣。 答案：AB 二、非選擇題(本題包括3小題，共30分) 6．(8分)有一包白色固體，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一種或幾種，進(jìn)行下列實驗： ①溶于水，得無色溶液； ②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀； ③再滴加稀硝酸，沉淀量減少但不完全消失，同時有氣泡產(chǎn)生。 根據(jù)上述現(xiàn)象判斷： (1)白色固體一定含有的成分是________，可能含有的成分是________。 (2)請寫出上述實驗中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：由②產(chǎn)生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一種或兩種；由③沉淀量減少且有氣泡產(chǎn)生知，一定含有K2CO3；根據(jù)沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。 答案：(1)KCl和K2CO3　KNO3 (2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓， 2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓， Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑ 7．(10分)室溫下，單質(zhì)A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體，在合適的反應(yīng)條件下，它們可以按下列框圖進(jìn)行反應(yīng)。又知E溶液是無色的。 請回答： (1)試寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A________，B________，C________。 (2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式：_______________________________________________。 (3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式：_______________________________________________。 (4)反應(yīng)④的離子方程式：_______________________________________________。 解析：從反應(yīng)的框圖中看到：反應(yīng)①A＋B→D固體，反應(yīng)④F＋B→D溶液，可知：F是化合物，A是變價金屬，且A在F中呈低價。又從氣體顏色中可判斷B是Cl2。由此可推出A是Fe，D為FeCl3，F(xiàn)為FeCl2。從反應(yīng)③A＋E→F＋C可知，E為HCl，C為H2。 答案：(1)Fe　Cl2　H2　(2)2Fe＋3Cl2===2FeCl3 (3)2HCl＋Fe===FeCl2＋H2↑　(4)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 8．(12分)為了講授“氯氣的性質(zhì)和用途”，李老師以二氧化錳和濃鹽酸為主要原料制取氯氣，并設(shè)計了如圖所示裝置(其中A是連有注射器針頭的橡皮管，針頭已插入并穿過橡皮塞)進(jìn)行了教學(xué)。 試回答下列問題： (1)乙中的現(xiàn)象是________________________，丙中的現(xiàn)象是________________________，丁中的現(xiàn)象是________________________，分離丁中液體的方法是____________； (2)橡皮管連通后，分液漏斗的氣體壓強p1與燒瓶中的氣體壓強p2的關(guān)系為________(填“>”“<”或“＝”)，連接橡皮管的目的是________________________； (3)燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________。 解析：利用圖示裝置制備Cl2，制得的Cl2通過濃H2SO4(甲中)，濃H2SO4干燥Cl2；Cl2與干紅布條不反應(yīng)(乙中)；Cl2與H2O生成HClO，HClO起漂白作用(丙中)；Cl2與KI溶液反應(yīng)生成I2，CCl4萃取I2，溶液分層(丁中)；用向上排空氣法收集Cl2(戊中)；進(jìn)行尾氣吸收(己中)，利用針頭連接后，分液漏斗與燒瓶內(nèi)氣壓相等，有利于液體流下。 答案：(1)干燥的紅布條不褪色　濕潤的紅布條褪色　下層CCl4層呈紫紅色　分液 (2)p1＝p2　有利于分液漏斗中的濃鹽酸順利流下 (3)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 12