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2019版高考化学总复习第8章氯及其化合物课件

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考点21   氯气

考点22   氯水、次氯酸及
 其盐

考点23   卤素单质及其化
合物的性质
  考点21   氯气

考法1  氯原子的结构和氯气的性质与应用

考法2  氯气制备与性质实验的综合考查
1.氯元素在元素周期表中的位置
 氯元素位于元素周期表中第三周期第ⅦA族,
 其原子结构示意图为
 氯原子很容易得到一个电子而形成Cl-,具有较强
 的非金属性,在自然界中以化合态形式存在。
 2.氯气的物理性质

     颜色  状态   气味   密度   毒性  溶解性      沸点

    黄绿色  气体  刺激性  比空气大  有毒  可溶于水  沸点低,易液化

 【注意】闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,
 使极少量氯气飘进鼻孔。
3.氯气的
化学性质

  【说明】氯气比
  空气的密度大,
  遇到氯气泄漏逃
  生时,要向高处
  逃跑,也可用蘸
  有肥皂水的湿毛
  巾捂住口鼻。
 4.氯气的制法
 (1)氯气的工业制法
 ①电解饱和食盐水(氯碱工业)

 2NaCl+2H2O     2NaOH+H2↑+Cl2↑

  阴极产物:H2和NaOH。阳极产物:Cl2。
②电解熔融的氯化钠和氯化镁制取金属钠、镁时副产物为氯气。
(2)氯气的实验室制法
①实验原理      MnO2+4HCl(浓)    MnCl2+Cl2↑+2H2O
②实验装置
4.氯气的制法
 (2)氯气的实验室制法

a.发生装置:固体+液体气体,采用固液加热装置。
b.净化装置:盛有饱和食盐水的洗气瓶——除去HCl;

            盛有浓H2SO4的洗气瓶——除去水蒸气。
c.收集方法:向上排空气法。

d.尾气处理:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。

③操作步骤:组装仪器(从下到上,从左到右)→检验
装置的气密性→加入试剂(先固体,后液体)→加热,
开始实验→收集气体→尾气处理。
4.氯气的制法
 (2)氯气的实验室制法

④验满方法
a.将湿润的淀粉KI试纸放在处理尾气的导管口,试纸立即
变蓝,则证明已集满;
b.将湿润的蓝色石蕊试纸放在处理尾气的导管口,试纸立
即先变红后褪色,则证明已集满。
c.将蘸有浓氨水的玻璃棒放在处理尾气的导管口,产生白
烟,则证明已集满。
 5.氯气的用途
   (1)制漂白液、漂白粉、漂粉精

       Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(制漂白液)
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制漂白粉、漂粉精)


   【注意】①将Cl2通入冷的石灰乳中制得漂白粉,其有效成分为

   Ca(ClO)2,主要成分为CaCl2、Ca(ClO)2。
   ②漂白粉应置于阴凉干燥的地方密封保存。漂白粉吸收空气中
   的二氧化碳和水发生反应,所得产物HClO在光照条件下分解,
   放出氧气,使漂白粉失效。
5.氯气的用途

   (2)工业制盐酸


   【注意】不可在光照条件下制HCl,会发生爆炸。

  (3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等。
考法1     氯原子的结构和氯气的性质与应用

  1.氯原子的结构与性质

    氯原子的最外电子层上有7个电子,易得1个电子,形成
  具有8电子稳定结构的-1价阴离子,因此氯气具有较强的氧
  化性;当氯原子遇到其他得电子能力强的原子时,易形成共
  价键;由于氯原子最外层有7个电子,所以氯元素的最高化
  合价为+7价,除此之外氯元素的正化合价还有+1、+2、
  +3、+4、+5、+6价(其中奇数价态相对稳定)。
考法1     氯原子的结构和氯气的性质与应用

  2.根据氯气的性质进行有关物质的推断
  (1)根据氯气的物理性质
  氯气呈黄绿色、有刺激性气味、可溶于水、易液化等物理性质
  均是进行物质推断的重要题眼。
  (2)根据氯气的化学性质及用途
  氯气在与金属、非金属单质及一些低价态的化合物反应时主要
  表现出较强的氧化性,在与水、碱溶液反应时既表现出氧化性,
  又表现出还原性。记住氯气与金属单质、非金属单质、水、碱
  溶液及还原性物质反应的现象是解答无机推断题的关键。
例1
【解析】a处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr

作用生成I2、Br2,可证明氧化性:Cl2>I2、Cl2>Br2,但

不能证明氧化性:Br2>I2,A错误;c处先变红,说明氯气
与水反应生成酸性物质,后褪色,说明氯气与水生成的
HClO具有漂白性,B错误;d处立即褪色,也可能是氯气
与水反应生成的酸性物质中和D          NaOH的原因,C错误;e处

              2+       3+    2+         3+
变红说明Cl2将Fe      氧化为Fe    :2Fe  +Cl2==2Fe  +2Cl
-,证明还原性:Fe2+>Cl-,D正确。
考法2      氯气制备与性质实验的综合考查
  1.实验注意事项

  (1)稀盐酸与MnO2不反应,反应物应该用浓盐酸;参加
  反应的HCl一半表现还原性,一半表现酸性。

                             -
  【说明】标准状况下,含4 mol Cl         的浓盐酸与足量的MnO2反应,

  生成Cl2的体积小于22.4 L。因为随着反应的进行,浓盐酸被稀释,

  稀盐酸不再与MnO2反应。
考法2     氯气制备与性质实验的综合考查
 1.实验注意事项
(2)浓盐酸具有挥发性,因此装置中必须使用分液漏斗且盖上
玻璃塞。

(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装
置,以避免污染空气。
(4)尾气吸收用NaOH溶液,不能用澄清石灰水,因为

Ca(OH)2的溶解度小,吸收Cl2的能力弱。

(5)Cl2在水中的溶解度不大,不用防倒吸装置。
考法2     氯气制备与性质实验的综合考查
2.反应物的选择

(1)若无浓盐酸,可用NaCl和浓H2SO4代替。


(2)若无MnO2,可用其他强氧化剂如KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等
代替。
考法2     氯气制备与性质实验的综合考查

 3.一般净化处理装置的组装顺序

 根据前面除杂时引入的新杂质,在后面的除杂过程中能
 够除去的原则,装置组装时应考虑制备实验中可能产生
 哪些杂质,以及除杂顺序,一般情况下除水蒸气的步骤
 放在最后。
例2
例2
例2
考点   21  氯水、次氯酸及其盐

 考法3  新制氯水、次氯酸

 及其盐的性质与应用
    1.氯水的组成及其性质
 (1)反应原理及成分
                 +    -                  +      -
    Cl2+H2O         H +Cl +HClO HClO         H +ClO
             +     -
    H2O         H +OH 2HClO        2HCl+O2↑

    新制氯水中主要存在的分子有Cl2、H2O、HClO;
    离子有H+、Cl-、ClO-、OH-。

 (2)氯水的性质

  氯水的多种成分决定了它具有多重性质:①Cl2的强氧化性;
②HCl的强酸性;③HClO的强氧化性、弱酸性;④Cl-的性质。
  1.氯水的组成及其性质

   (3)新制氯水与久置氯水的区别
   1.氯水的组成及其性质

   (4)液氯与氯水的区别

                           液氯              氯水
          类别              纯净物             混合物

          成分               Cl2           多种成分

          性质            Cl2的性质           多种性质

        保存方法               钢瓶           棕色细口瓶
2.次氯酸、次氯酸盐
 (1)次氯酸的结构和性质
  HClO分子的结构式为H—O—Cl(氧元素位于中心位置),所以
其电子式为
  ①弱酸性:HClO是一种弱酸,其电离方程式为HClO    H+
     -
+ClO  ,与碳酸相比,其电离能力有如下关系:H2CO3>HClO
     -
>HCO3 。
  ②HClO具有强氧化性:能与亚铁盐、碘化物、硫化物及亚硫
酸盐等发生氧化还原反应,能杀菌消毒。

  ③HClO具有不稳定性:2HClO     2HCl+O2↑。
  ④漂白性:能漂白有色物质。
 2.次氯酸、次氯酸盐

   (2)次氯酸盐的性质

     -                                     -
①ClO   是一种弱酸根阴离子,能发生水解反应:ClO                +H2O        
HClO+OH-,所以次氯酸钠、次氯酸钙溶液显碱性。
②ClO-和HClO一样具有强氧化性,无论在酸性条件下还是在碱
性条件下都可跟亚铁盐、碘化物、硫化物及亚硫酸盐等发生氧化
还原反应。
考法3           新制氯水、次氯酸及其盐的性质与应用
   1.新制氯水成分的探究
   新制氯水在与不同物质发生反应时,表现出成分的复杂
   性和性质的多样性。归纳为如下7种情况:

 参与反应的
              所加试剂(或材料)              实验现象                离子方程式或解释
    微粒

       -                                                  -    +
     Cl     硝酸酸化的AgNO3溶液             白色沉淀               Cl +Ag  ===AgCl↓

      +                                                +      2-
     H           Na2CO3固体           有气泡产生           2H  +CO3   === CO2↑+H2O

    HClO          有色布条             布条颜色褪去                HClO具有漂白性

                                 溶液由浅黄绿色变
     Cl           FeCl 溶液                            2Fe2++Cl  ===2Fe3++Cl-
       2             2                为黄色                     2
                                                 SO +Cl  +H  O===
  Cl 、H  O          SO             浅黄绿色褪去           2   2   2
    2   2             2                                         +     -     2-
                                                              4H +2Cl  +SO4
考法3           新制氯水、次氯酸及其盐的性质与应用
   1.新制氯水成分的探究

参与反应的
             所加试剂(或材料)              实验现象                离子方程式或解释
   微粒

 H+、HClO         石蕊试液             先变红后褪色                  酸性和漂白性

                                                           +   -
                                                Cl2+H2O==H  +Cl +HClO①
                                氯水的颜色褪去,        Mg+2H+==Mg2++H   ↑②
  Cl 、H+           镁粉                                           2
    2                             并有气泡产生
                                                Mg与生成的H+反应使得反应①的平
                                                衡正向移动而导致氯水褪色


    【注意】新制氯水作氧化剂时,若Cl2能发生反应,则认为主要是Cl2

    反应,若Cl2不能发生反应,则认为是HClO反应;新制氯水与足量强碱

    反应时,可认为Cl2先与水反应,生成的HCl、HClO再与碱反应生成氯
    化物和次氯酸盐。
 2.次氯酸、次氯酸盐的相关性质及其应用
                                    +
(1)在新制氯水中加入CaCO3(s),CaCO3只与H         反应而不与
                          +    -
HClO反应。所以Cl2+H2O       H   +Cl  +HClO的平衡向
右移动,c(HClO)增大。

①向次氯酸钠溶液中通入CO2(无论是少量还是过量),均发生反应:
                 -                    -
              ClO +H2O+CO2==HClO+HCO  3

②向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,发生反应:
            2+     -
          Ca  +2ClO +CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO

  【注意】本反应体现了漂白粉变质的原理,变质的漂白粉主

  要成分为CaCl2、CaCO3。
2.次氯酸、次氯酸盐的相关性质及其应用

  (2)次氯酸、次氯酸盐均具有强氧化性
  例3
[江苏化学2014·13,4分] 在探究新制饱和氯水成分的实验中,
下列根据实验现象得出的结论不正确的是(                  )

A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2

B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯
水中含有Cl-

                                                   +
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H

D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中
含有HClO
例3


                                       +    -
 【解析】氯水中存在化学平衡:Cl2+H2O         H         +Cl +

 HClO,其中只有Cl2分子呈黄绿色,所以A项正确;在上述
 粒子中,能与Ag+生成不溶于强酸的白色沉淀的只有D                 Cl-,
                   -                  +
 所以B项正确;使HCO3        转化为CO2气体的是H       ,所以C项
        2+                 3+
 正确;Fe    与Cl2反应也会生成Fe       (棕黄色),所以D项错误。
   例
      4 [上海化学2016·9]向新制氯水中加入少量下列物质,
  能增强溶液漂白能力的是(     )
  A.碳酸钙粉末       B.稀硫酸
  C.氯化钙溶液       D.二氧化硫水溶液

                                     +  -
【解析】氯水中存在化学平衡:Cl2+H2O      H         +Cl +HClO,HClO
具有漂白性。加入的碳酸钙能和溶液中的H+反应,使平衡正向移
动,c(HClO)增大,溶液的漂白能力增强,A符合题意;加入稀硫酸,平
衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,B不符合题意;加
入氯化钙,平衡逆向移动,c(HClO)A减小,溶液的漂白能力减弱,C不符

合题意;加入二氧化硫水溶液,发生反:SO2+Cl2+2H2O        H2SO4+ 
2HCl,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,D不符合
题意。
考点23   卤素单质及其化合物的性质

考法4  卤素的性质及其递变规律

考法5  卤素离子的检验
卤素单质的性质
(1)与金属反应:在与变价金属反应时,碘表现出较弱的氧化
性。如与铁反应:
卤素单质的性质


    【注意】(1)氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>I2,
                            -   -  -              -
    阴离子的还原性强弱顺序为Cl           
Br2>I2的是_____(填序号)。 ①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中,溶液颜色加深,而溴水滴入 NaCl溶液中无明显变化,滴入淀粉-KI溶液中,溶液变蓝 ②H2和Cl2的混合气体光照下会爆炸,H2和Br2的混合气体加热 才能反应,而H2和I2反应更困难 ③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物中Fe元素的化合价 高低 ④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差 ⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小 例7 【解析】 ①氧化性强的单质可以把氧化性弱的单质从其化合物溶液 中置换出来,氯水分别滴入KBr、NaI溶液中,溶液颜色加 深,而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化,滴入淀粉-KI溶液 中,溶液变蓝,说明氧化性:Cl2>Br2>I2,故正确; ②单质的氧化性越强,与氢气化合越容易,H2和Cl2的混合 气体光照下会爆炸,H2和Br2的混合气体加热才能反应,而 H2和I2反应更困难,说明氧化性: Cl2>Br2>I2 ,故正确; ③Fe与Cl2、Br2反应均生成铁(Ⅲ)的化合物,所以不能根据 Fe分别与Cl2 、 Br2 、 I2反应生成Fe的化合物中Fe元素的化 合价高低来判断它们氧化性强弱,故错误;故错误。 例7 【解析】 ④简单气态氢化物的稳定性越强,则元素非金属性越强, 单质的氧化性越强,已知HCl、HBr、HI的热稳定性越来 越差,则氧化性: Cl2>Br2>I2 ,故正确; ⑤在水中的溶解度属于物理性质,与单质的氧化性无关,①②④ 所以不能根据Cl2 、 Br2 、 I2在水中的溶解度大小来判断 它们的氧化性强弱,故错误。 例8 [江苏化学2014·19,15分] 实验室从含碘废液(除 - H2O外,含有CCl4、I2、I 等)中回收碘,其实验过程如下: (1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还 - - 原为I ,其离子方程式为_______;该操作将I2还原为I 的目 的是____。 (2)操作X的名称为 。 例8 (3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用 盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实 验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因 是____________;锥形瓶里盛放的溶液为_____。 2- - + 2- (4)已知:5SO3 +2IO3 +2H ===I2+5SO4 +H2O。某含碘废 - - 水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I 、IO3 中的一种或两种。 - - 请补充完整检验含碘废水中是否含有I 、IO3 的实验方案:取适 量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不 出有碘单质存在_____________________。实验中可供选择的试 剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。 例8 【解析】 2- - (1)SO3 具有还原性,可被I2氧化,生成的I 易溶于水。 - (2)操作X将互不相溶的CCl4和含I 的水溶液分开,采用分液 操作。 (3)温度较低时,Cl2的溶解度大,低温还可防止I2升华;锥形 瓶中应放NaOH溶液,吸收未反应的Cl2,防止污染空气。 - (4)由于含碘废水pH约为8,加入FeCl3溶液检验I 前,一定要 3+ - 用稀盐酸酸化,否则Fe 会生成Fe(OH)3沉淀。IO3 在酸性 2- 溶液中可氧化SO3 ,所以加Na2SO3溶液前也要用稀盐酸酸 化。 例8 2- - 2- + 【答案】(1)SO3 +I2+H2O===2I +SO4 +2H 使CCl4 中的碘进入水层 (2)分液 (3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进 一步被氧化) NaOH溶液 (4)从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加稀盐酸酸 - 化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I ,若溶 液不变蓝,说明废水中不含有I-;另从水层取少量溶液,加 入1~2 mL淀粉溶液,加稀盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若 - 溶液变蓝,说明废水中含有IO3 ,若溶液不变蓝,说明废水 - 中不含有IO3 后续更加精彩…
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