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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第2讲　氯及其重要化合物
人教版必修第一册
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第2讲　氯及其重要化合物
【复习目标】　1.通过实验探究或结合应用实例，掌握氯及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。2.结合实例认识氯及其化合物的多样性，认识卤族元素及卤素单质的相似性和递变性。3.通过化学反应探究物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
知识梳理
01
提升训练
02
目录
CONTENTS
课时作业
04
真题演练
03
知识梳理
黄绿色
刺激性
有毒
7
得到1
棕褐
棕黄
苍白
白雾
爆炸
白雾
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
Cl2＋2FeCl2===2FeCl3
弱
漂白
Ca(ClO)2和CaCl2
Ca(ClO)2
Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO
碱
漂粉精
NaClO、NaCl
NaClO
×
×
错因
Cl2中氯元素的化合价是0价，能升高也能降低，既能作氧化剂，又能作还原剂。
氯水有漂白性，能使pH试纸褪色，用pH试纸无法测其pH。
×
×
错因
碱石灰与Cl2反应，不能用碱石灰干燥Cl2。
Cl2本身无漂白性，湿润的红色布条褪色是因为Cl2与H2O生成的HClO具有漂白性。
×
漂白粉在空气中久置变质，是因为漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2和H2O反应生成的HClO发生了分解反应。
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
[提醒]　(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热：小火加热，温度不宜过高，以减少HCl挥发，减少制得的Cl2中HCl的含量。
(3)验满方法：用湿润的淀粉 KI试纸放于集气瓶口，试纸变蓝；用湿润的品红试纸放于集气瓶口，试纸褪色。
(4)尾气处理：吸收尾气时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中含Ca(OH)2量少，吸收不完全。应该用浓NaOH溶液吸收。
(5)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
×
√
错因
稀盐酸与MnO2不反应。
×
×
错因
由于MnO2与稀盐酸不反应，故4 mol HCl不能完全反应。
Cl2与NaHCO3反应可生成CO2，应用饱和食盐水除HCl。
×
应用湿润的淀粉 KI试纸。
第ⅦA
氟(F)、氯(Cl)、
7
得到1
增大
减弱
减弱
减弱
溴(Br)、碘(I)
FeI2
X2＋H2===2HX
NaX＋NaXO＋H2O
淡黄绿
黄绿
深红棕
紫黑
加深
升高
易
难
减弱
弱
强
增强
蒸馏法
电渗析法
反渗透法
2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2
Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
H2O2＋2I－ ＋2H＋
===I2＋2H2O
Cl－
Br－
I－
Br－
I－
×
×
错因
氢氟酸是弱酸。
Fe与I2反应生成FeI2。
×
I－不溶于CCl4。
×
×
错因
浓硫酸能氧化HBr、HI。
NH4Cl受热分解成NH3和HCl，遇冷NH3和HCl又化合成NH4Cl。
×
氧化性气体如溴蒸气、NO2等均能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝。
提升训练
答案
解析　Cl2(g)与Fe点燃只能生成FeCl3(s)，B错误；HClO(aq)光照分解生成HCl和O2(g)，C错误；NaClO(aq)与SO2反应生成NaCl、Na2SO4，D错误。
解析
2．某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中，不合理的是(已知：饱和NaClO溶液的pH约为11)(　　)
A．该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
B．该消毒液的pH约为12：ClO－＋H2O??HClO＋OH－
C．该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用，产生有毒的Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－ ===Cl2↑＋H2O
D．该消毒液加白醋生成HClO可增强漂白作用：CH3COOH＋ClO－===HClO＋CH3COO－
解析　该消毒液的pH约为12，是由于消毒液中还含有一定量的NaOH，故B不合理。
答案
解析
题组二　推理与探析氯水性质的多重性
3．在氯水中存在多种分子和离子，可通过实验的方法加以确定，下列说法中可能错误的是(　　)
A．加入含有NaOH的酚酞溶液，红色褪去，说明有H＋存在
B．放入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在
C．氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在
D．加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在
答案
解析　含有NaOH的酚酞试液红色褪去，可能是氯水中的H＋与OH－反应，也可能是HClO的漂白作用，A错误。
解析
解析　饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A错误；通入SO2发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，使Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B错误；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错误。
答案
解析
答案
解析　 250 mL 12 mol·L－1的盐酸中所含HCl的物质的量为3 mol，随着反应的进行，盐酸的浓度变稀，HCl不可能全部参与反应，B错误。
解析
答案
b
溶液变蓝色
(3)请写出装置D中发生反应的离子方程式：_____________________________，装置E的作用是__________________________________。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法：______ ________________________________________________________________(用化学方程式表示)。
答案
Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
吸收多余的Cl2，防止污染空气
取少量装置C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则证明装置C中亚硫酸钠已被氧化
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(合理即可)
氯气制备、净化装置的改进
(1)制备装置
橡胶管a的作用：使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相同，保证液体顺利流下。
(2)净化装置
①长颈漏斗除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞，现象为长颈漏斗中液面上升。
②该装置还可用于观察气体的生成速率。
考点3　卤族元素　海水资源的开发利用
题组一　辨识与归纳卤素单质及化合物的性质及递变规律
1．关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是(　　)
A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示
B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增大而增强
C．卤素单质的颜色从F2、Cl2、Br2、I2逐渐加深
D．X－的还原性依次为F－＜Cl－＜Br－＜I－，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来
答案
2．下列有关卤素的说法错误的是(　　)
A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强
C．淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－
D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
答案
卤素单质及其化合物的性质
(1)卤素单质化学性质的递变规律
氟 氯 溴 碘
X2与H2化合 条件 冷暗处 光照或点燃 加热至一定 温度 持续加热
程度 剧烈爆炸 光照时发生爆炸 缓慢 化合同时分解
X2与H2O反应 反应 2F2＋2H2O ===4HF＋O2 X2＋H2O??HX＋HXO
程度 剧烈 缓慢 微弱 极弱
(2)卤素单质及其化合物性质的特殊性
氟 ①氢氟酸能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶或铅制容器中
②HF分子间能形成氢键
③CaX2中只有CaF2难溶
溴 ①Br2是唯一的液态非金属
②Br2易溶于有机溶剂
③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞
碘 ①淀粉遇I2变蓝色
②I2加热时易升华
③I2氧化性较弱，与变价金属反应生成低价金属碘化物
④AgI可用于人工降雨，KIO3添加在食盐中预防碘缺乏病
题组二　推理与探究卤素离子的检验
3．下列能够检验出KI中是否含有Br－的实验是(　　)
A．加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br－
B．加入酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色是否褪去
C．加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则有Br－
D．加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取无色的水层并加入氯水，溶液呈橙色，则含有Br－
答案
选项 实验操作 现象 结论
A 用双氧水滴定淀粉 KI溶液 溶液变蓝 达到滴定终点
B 向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液，再加入CCl4振荡，静置 下层呈紫红色 该食用加碘盐中含有KIO3
C 用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2、溴蒸气 试纸变蓝 该气体为溴蒸气
D 最后试管有白色沉淀 有机化合物中含有氯原子
4．下列实验操作、现象和结论均正确的是(　　)
答案
题组三　科学探究海水资源的开发利用
5．从海水中提取部分物质的过程如图所示：
下列有关说法不正确的是(　　)
A．从能量转换角度来看，框图中的氯碱工业是一个将电能转化为化学能的过程
B．过程②中结晶出的MgCl2·6H2O要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2
C．经过③④实现了溴元素的富集
D．电解MgCl2溶液制取Mg单质
解析　电解熔融MgCl2才能得到Mg单质，D错误。
答案
解析
6．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案：
下列说法正确的是(　　)
A．①中反应的离子方程式：2I－＋H2O2===I2＋2OH－
B．②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出
C．③中得到的上层溶液中含有I－
D．操作Z的名称是萃取
答案
真题演练
1．(2023·广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合K1，一段时间后(　　)
A．U型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和O2
B．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性
C．b处出现蓝色，说明还原性：Cl－>I－
D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转
答案
解析
2．(2022·广东高考)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是(　　)
解析　氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，且要使用防倒吸装置，D装置不能达到实验目的。
答案
解析
3．下列说法正确的是(　　)
A．(2022·浙江1月选考)铁与碘反应易生成碘化铁
B．(2021·湖南高考)净化实验室制备的Cl2的方法是将气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓硫酸的洗气瓶
C．(2021·浙江1月选考)NaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3和HClO，则NaClO溶液与SO2反应生成NaHSO3和HClO
D．(2021·浙江6月选考)工业上用电解饱和食盐水可以得到金属钠和氯气1
解析　铁与碘反应生成碘化亚铁，A错误；NaClO具有强氧化性，能与SO2发生氧化还原反应，故NaClO溶液与SO2反应生成Na2SO4而不是NaHSO3，C错误；工业上电解饱和食盐水制取Cl2、NaOH和H2，D错误。
答案
解析
4．(2018·江苏高考)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)
A．用装置甲灼烧碎海带
B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2
D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气
答案
5．(2021·广东高考节选)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为_________________________ _________________________。
答案
(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为____________________。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中Cl－存在的操作及现象是_______________________________________ ______________________________________________________________________。
答案
c→d→b→a→e
HClO
取少量久置氯水，向其中加入过量稀硝酸，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl－
答案
Cl2
5
答案
2∶1
无污染性气体生成
酸
2.24
6H2O＋2ClO2＋5Mn2＋===5MnO2↓＋2Cl－＋12H＋
答案
0.0295
解析
课时作业
[建议用时：40分钟]
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．(2023·哈尔滨市高三质量监测)ClO2已被用于代替Cl2作自来水消毒剂，工业上常用氯酸盐与试剂X反应制备ClO2，下列物质中不可能作试剂X的是(　　)
A．KMnO4 B．浓盐酸
C．SO2 D．H2C2O4
答案
解析　氯酸盐中Cl为＋5价，与试剂X反应制备ClO2时，氯酸盐中氯元素化合价降低，作氧化剂发生还原反应，则试剂X为还原剂。HCl、SO2、H2C2O4均可作还原剂，故A符合题意。
解析
答案
A．MnO2有氧化性，可用于实验室制氯气
B．ClO2易溶于水，可用于自来水消毒
C．HClO不稳定，可用于棉、麻漂白
D．Cl2有还原性，可用于从海水中提取溴
解析　B项，ClO2具有强氧化性，能够使蛋白质变性，可用作自来水消毒，与ClO2易溶于水的性质无关；C项，次氯酸可用作棉、麻的漂白剂，是利用次氯酸的强氧化性，与其稳定性无关；D项，海水提取溴是利用氯气能氧化溴离子得到单质溴，与Cl2有还原性无关。
解析
3．海水综合利用要符合可持续发展的原则，其联合工业体系(部分)如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．①中可采用蒸馏法
B．②中将MgCl2溶液蒸干即可得到无水MgCl2
C．③中提溴涉及氧化还原反应
D．④中的产品可生产盐酸、漂白液等
答案
解析　将MgCl2溶液蒸干促进Mg2＋水解，得到氢氧化镁，不能得到无水MgCl2，B错误。
解析
4．(2023·海南省高三期末诊断)“价—类”二维图是学习元素化合物的重要载体，下图是短周期某一卤族元素的“价—类”二维图。下列说法正确的是(　　)
A．该元素是卤族元素中的氟
B．a的浓溶液分别与h、i反应均可生成b
C．c具有较强氧化性，是e的酸酐
D．酸性：d答案
解析　氟没有正价，所以该元素为Cl，A错误；c为ClO2，具有强氧化性，化合价与e不同，不是e的酸酐，C错误；酸性：HClO4>HClO3>HClO，D错误。
解析
答案
6．(2023·南京市高三年级学情调研)实验室制取Cl2并探究其性质的装置如图所示。下列实验装置不能达到目的的是(　　)
A．用装置甲制取Cl2
B．用装置乙获得纯净的Cl2
C．用装置丙验证Cl2可氧化I－
D．用装置丁吸收Cl2
答案
解析　甲装置制取的氯气中含有HCl和H2O(g)，用乙装置直接收集得不到纯净的Cl2，B不能达到目的。
解析
答案
答案
答案
解析　A项，不符合原子守恒，错误；B项，Br2易挥发，故可用空气将Br2“吹出”，没有发生化学反应，错误；C项，“吸收”所得溶液中，不会有大量Cl2，且Cl2会与Br－反应，二者不能大量共存，错误；D项，“吸收”时发生反应：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，“氧化Ⅱ”中HBr被Cl2氧化生成Br2，H2SO4可以循环至“酸化”处，正确。
解析
答案
解析　亚铁离子有还原性，次氯酸根离子有氧化性，二者会发生氧化还原反应，不能大量共存，故D错误。
解析
二、非选择题
11．某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，完成下列问题。
(1)装置B、E的作用分别为___________________________________________、________________________________________。
答案
证明制备Cl2时有H2O(g)挥发出来，同时除去H2O(g)
吸收HCl中的Cl2，防止干扰HCl的检验
(2)装置C、D的作用分别为___________________________________________、________________________________。
(3)装置F中AgNO3溶液的作用是________________________________，倒置漏斗的作用是______________________________。
答案
证明干燥Cl2无漂白性
证明HClO有漂白性
证明制备Cl2时有HCl挥发出来
防止F中的溶液倒吸
(4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间加一个装置。你认为该装置加在_____与_____之间(填装置各部分字母)，装置中应放入_____________________________________，作用是_______________________。
答案
E
F
湿润的有色布条(或湿润的淀粉 KI试纸)
检验Cl2是否除尽
12．(2023·哈尔滨市高三质量监测)溴及其化合物在医药、农药、燃料和阻燃剂等的生产中有广泛应用。目前，人们主要从海水和盐湖水中提取溴。工业上常用的一种海水提取溴的流程如图1：
(1)向淡化海水中通入氯气时，同时加入酸的作用是_______________________ ______________________________。
答案
抑制氯气与水发生
反应，提高氯气的利用率
答案
(2)X为一种常见的大气污染物，写出吸收塔中发生反应的化学方程式：________________________________________。
(3)设备Y的名称为__________，若去除吹出和吸收的步骤，可能带来的问题是______________________________________________。
(4)用蒸馏法模拟海水淡化过程中，不需要用到的仪器有__________(填序号)。
①漏斗　②直形冷凝管　③蒸馏烧瓶　④玻璃棒　⑤球形冷凝管　⑥锥形瓶
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
蒸馏塔
水中溴的浓度太低，蒸馏时消耗更多的能量
①④⑤
答案
(5)实验室制取纯净的氯气的装置如图2。
①仪器F的名称为____________，装置C中的试剂为________________。
②E中发生反应的离子方程式为________________________________。
③若使用足量MnO2与50 mL 12 mol·L－1 HCl反应，充分反应后测得生成Cl2的物质的量小于0.15 mol，可能的原因为_______________________________________ ___________________________________________________。
分液漏斗
浓H2SO4
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
随着反应消耗和挥发，盐酸的浓度下降，还原性降低，不能再与MnO2反应产生Cl2
13．工业上用电解MgCl2溶液生成的氯气为原料，生产溴酸钾(KBrO3)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)惰性电极电解MgCl2溶液产生氯气总反应的离子方程式为________________ ___________________________________。
(2)“合成Ⅰ”中得到HBrO3，该反应的还原剂是________；“合成Ⅱ”中加入MgO的目的是_________________________________________。
答案
Br2
与HBrO3、HCl反应得到Mg(BrO3)2、MgCl2
答案
反应体系中KBrO3的溶解度小于Mg(BrO3)2
1.08
析出较纯的KBrO3晶体
答案
(4)另一种产生溴酸盐的方法是用K2CO3溶液吸收Br2，同时生成CO2气体。写出相应的化学方程式：_______________________________________；Br原子经济性更高的是______________(填“K2CO3吸收法”或“氯气氧化法”)。
3Br2＋3K2CO3===5KBr＋KBrO3＋3CO2
氯气氧化法
解析
谢谢
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