氯、溴、碘及其化合物

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1、专题 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯、溴、碘及其化合物,最 新 考 纲,1.了解常见非金属元素(ClBrI)单质及其重要化合物的主要性质及应用 2.了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响 3.以海水的综合利用为例,认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值,热 点 预 测,1.Cl2的性质实验室制法及工业生产 2.与生产生活相结合,考查氯及其重要化合物的性质及应用 3.以实验探究题框图推断题形式考查氯及卤族元素的知识的综合应用 4.从海水中提取溴及从海产品中提取碘的工艺流程及原理,第一关 教材关走进高考,回 归 教 材,一氯气的生产原理 1.工业上是通过电解食盐水的方法制取氯气,原理(写

2、化学方程式)是2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2,与电源负极相连的电极产生的气体是H2,与电源正极相连的电极产生的物质是Cl2,检验该物质的物理方法是观察气体的颜色为黄绿色 2.实验室制取氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O,用NaOH溶液吸收Cl2尾气,可用向上排空气法收集氯气,二氯气的性质 1.氯气的物理性质 氯气黄绿色有刺激性气味有毒的气体,能溶于水(通常条件下,1体积水溶解2体积氯气),密度比空气大,在加压条件下,氯气转化为液态,2.氯气的化学性质 (1)与金属反应:氯气在一定条件下几乎能与所有的金属反应生成金属氯化物,若金属有变价,则应

3、该生成高价金属氯化物 反应:2Fe +3Cl2 2FeCl3 Cu +Cl2 CuCl2 (2)与非金属反应:氯气在一定条件下能与氢气磷等非金属反应 反应: H2+Cl2 2HCl,氯化氢溶于水后,得到盐酸,(3)与化合物反应: 与水反应:Cl2+H2O HCl+HClO,次氯酸具有漂白性及消毒作用,次氯酸不稳定,其分解的化学方程式2HClO 2HCl+O2 与碱反应:2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,在空气中漂白粉中的Ca(ClO)2与水蒸气CO2作用的化学方程式Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO,三溴碘的提取 1.溴的提取:从海水中提

4、取溴,通常是将Cl2通入提取粗盐后的母液中,将Br-离子转化为溴单质,反应方程式为:2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2生成的Br2仍溶解在水中,鼓入热空气或水蒸气能使Br2从溶液中挥发出来 2.碘的提取:从海带中提取碘的流程:,四溴碘的性质 1.Br2是深红棕色密度比水大的液体I2是紫黑色的固体,易升华Br2和I2在水中的溶解度都很小,但易溶于酒精CCl4等有机溶剂淀粉溶液遇I2变蓝色,该性质可用于检验I2的存在 2.Br2和KI溶液反应的化学方程式为:Br2+2KI=I2+2KBr 3.在水溶液中,Br-和I-都能与Ag+反应,生成难溶于水和稀HNO3的淡黄色AgBr沉淀和黄色AgI沉淀

5、,第二关 考点关备战高考,考 点 破 解考,考点1 氯气,一氯气的制取 1.工业制取(氯碱工业) (1)原料:饱和食盐水 (2)原理:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 2.实验室制取 (1)药品:MnO2和浓盐酸(不能用稀盐酸) (2)原理:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O,实验装置:,发生装置:分液漏斗内盛浓盐酸;圆底烧瓶内盛MnO2;酒精灯 本装置适用于固体(或液体)与液体在加热条件下制气体的实验 净化装置:两个洗气瓶(长进短出),分别盛饱和食盐水和浓硫酸,前者除氯气中的氯化氢(并降低Cl2在水中的溶解度),后者除氯气中的水蒸气,收集方法:利用Cl2密度

6、比空气密度大且能溶于水,难溶于饱和食盐水,可用向上排空气法或排饱和食盐水法 尾气吸收装置(因Cl2有毒,污染空气):盛NaOH溶液的烧杯,用碱液吸收Cl2,二氯气的化学性质,例1已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2若用下图所示的实验装置来制备纯净干燥的氯气,并实验它与金属的反应每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是(不考虑单元装置)( ) A.只有和处 B.只有处 C.只有和处 D.只有处,解析:是制备氯气的装置;是除去氯气中氯化氢杂质的装置;是干燥装置;是用于氯气与金属反应的装置除杂时不能消耗欲保留的气体,而氯气可与NaOH溶液反应,方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+N

7、aClO+H2O,所以处错误;中进气管短,出气管却插入液面下,所以无法干燥气体也不能使气体进入中与金属反应,所以处错误;是一个封闭体系,未反应的气体不断蓄积会使容器内压强过大而发生爆炸,所以处错误,答案:D,点评:本题意在引导同学们在学习中注意每种气体的实验室制法,并从反应原理发生装置净化装置(及试剂)干燥装置(及试剂)收集方法(及装置)尾气吸收装置(及试剂)及重要性质验证装置(及试剂)等方面全面掌握,互动探究1:化工厂发生氯气泄露事故时,喷出的氯气容易造成人员伤亡作为在现场的消防干警,下列处理方法较合理的是: 及时转移疏散人群,同时向有关部门如实报告事故有关情况; 被转移人群应戴上用浓氢氧化

8、钠溶液处理过的口罩; 用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液; 被转移的人群可戴上用碳酸钠处理过的口罩(湿润); 将人群转移到地势较低的地方即可,不必走太远; 及时清理现场,检查水源和食物等是否被污染; 常温下氯气能溶于水,所以只要向空气中喷洒水就可以解毒( ),A. B. C. D.,答案:B,解析:解答本题首先要掌握Cl2有毒密度比空气大,在水中溶解度不大,而容易与碱性物质起反应等基本性质,然后根据实际情况采取处理措施,考点2 氯水次氯酸及次氯酸盐 一氯水成分的多样性 1.新制氯水:Cl2的水溶液叫氯水,因溶解Cl2而显黄绿色,溶解在水中的部分Cl2与水反应:Cl2+H2O HCl+HCl

9、O所以氯水中存在三种分子:Cl2H2OHClO,四种离子:H+Cl-ClO-OH- 2.久置氯水:由于HClO不稳定2HClO 2HCl+O2故久置的氯水变为稀盐酸,氯水要现用现配,如需贮存宜放在棕色试剂瓶中,并置于冷暗处,3.氯水中微粒与性质的对应关系:,4.氯水与液氯的区别 液氯是液态的Cl2,是纯净物,而氯水是混合物,干燥的氯气和液氯都没有漂白性,二次氯酸及次氯酸盐 1.次氯酸(HClO)的性质 (1)强氧化性:杀菌消毒漂白 (2)不稳定性: 2HClO 2HCl+O2 (3)弱酸性:HClO的酸性小于H2CO3,2.次氯酸盐 (1)制取:可用氯气与碱反应制取次氯酸盐 Cl2+2NaOH

10、 =NaCl + NaClO + H2O; 制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2 =CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O (2)稳定性:次氯酸盐大于次氯酸 故漂白剂或消毒剂通常以次氯酸盐形式保存是因为次氯酸不稳定易分解的缘故,(3)漂白或消毒原理 漂白剂或消毒剂漂白或消毒原理是先生成次氯酸,利用次氯酸强氧化性,杀毒漂白 NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO; Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO (4)漂白粉露置在空气中变质: Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO; 2HClO 2HCl+O2,例2在氯水中存在多种分子和离子,它们在不同

11、的反应中表现各自的性质下列实验现象和结论一致且正确的是( ) A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2存在 B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在 C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在 D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在,解析:本题考查了氯水成分的性质氯水中含有Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-等微粒,其中具有漂白性的是HClO呈黄绿色,且有刺激性气味的是Cl2Cl-的检验是用HNO3酸化的AgNO3,所以B对,答案:B,互动探究2:自来水常用氯气进行消毒如果在实验室用自来水配制下列物质的

12、溶液,不会产生明显药品变质问题的是( ) A.FeCl2 B.Na2SO3 C.NaOH D.AlCl3,解析:氯水的成分为:Cl2、HClO、HCl、H2O,故遇到FeCl2时:2FeCl2+Cl2=2FeCl3;遇到Na2SO3时:Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl;遇到NaOH时:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,所以ABC项中药品都会变质,答案:D,考点3 溴碘的提取及性质,一溴碘的提取,1.以溴为例分析工业上从海水中提取溴 (1)基本原理 海水中的溴元素以Br-的形态存在,应用氧化剂将Br-氧化为Br2,就可以将Br2从混合物里分离出来从对氯溴和碘三

13、种单质氧化性强弱的研究可知,Cl2是很理想氧化Br-的氧化剂,有关反应的离子方程式为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,(2)一般步骤 第一步,浓缩海水,提高Br-的浓度Br-在海水中的浓度一般为0.006 7 gL-1,这么小的浓度提取Br2的效率效益都很低,需要将海水蒸发水分先提高Br-的浓度海水晒盐后得到的母液(苦卤)就是浓缩的海水,其中Br-的含量很大,可作提取溴的原料,第二步,加氧化剂氧化Br-向浓缩的苦卤中通入适量的Cl2并搅拌,将Br-氧化为Br2这里生成的Br2依然溶解在苦卤中 第三步,提取Br2根据Br2易挥发的性质,升高温度和用气流搅动均可加快液体物质的挥发,向含Br2的苦

14、卤中鼓入热空气或水蒸气,使Br2从苦卤中挥发出来,2.碘的提取 (1)灼烧:将食用干海带表面刷净(不要用水洗),烧成海带灰后,冷却 (2)浸泡:将灼烧所得海带灰加入水中,不断搅拌,过滤 (3)氧化:在滤液中通入氯气,静置 (4)提纯:将所得滤液进行萃取蒸馏,从而得到单质碘,二溴碘的性质 1.Br2、I2在不同溶剂中的颜色,特别提示:浓度小时的颜色浓度大时的颜色 苯比水轻,CCl4比水重,二者均不溶于水,可用于萃取水中的Br2I2 根据Br2I2在有机溶剂中的颜色,可以验证Br2I2的存在,2.Br-I-的检验,例3(2009高考天津卷)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合作用方面,天津市位居

15、全国前列从海水中提取食盐和溴的过程如下:,(1)请列举海水淡化的两种方法:_ (2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2_或H2_ (3)步骤中已获得Br2,步骤中又将Br2还原为Br-,其目的为_,蒸馏法,离子交换法,Cl2,NaOH,NaClO,富集溴元素,(4)步骤用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为_由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是_,4)Br2+SO2+2H2O=4H+ +2Br-,强酸对设备的严重腐蚀,(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料:Br2的沸点为59C,微溶于水,有毒性和强腐蚀性他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图:,请你参与分析讨论: 图中仪器B的名称:_ 整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是_,