本专题知识体系构建与核心素养提升
一、化学反应
二、氯气及氯的化合物的转化关系
三、钠及钠的化合物的转化关系
四、海洋化学资源的综合利用
1.粗盐提纯
2.从海水中提取溴的主要流程
3.从海水中提取镁的主要流程
4.从海带中提取碘的过程
通过本专题的学习，初步掌握探究元素及其化合物性质的基本方法，能从氧化还原反应、离子反应的角度理解氯及其重要化合物、钠及其重要化合物的性质，并能用符号正确的表征。了解海洋资源的分布，能依据物质的性质和实验方法设计资源综合利用的方案，建立绿色化学的意识，认识化学科学在开发利用自然资源、制备新物质、环境保护等方面发挥的积极作用。
[方程式再书写]
1.氯及其化合物
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式：
(1)Cl2和H2O的反应________________________________________________________；
(2)Cl2和NaOH溶液的反应________________________________________________________；
(3)Cl2和石灰乳的反应________________________________________________________；
(4)将浓盐酸和MnO2混合加热________________________________________________________；
(5)HClO见光分解________________________________________________________。
2.钠及其重要化合物
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式：
(1)Na和H2O的反应________________________________________________________；
(2)Na在空气中燃烧________________________________________________________；
(3)Na2O2和H2O的反应________________________________________________________；
(4)Na2O2和CO2的反应________________________________________________________；
(5)向Na2CO3溶液中通入CO2________________________________________________________；
(6)NaHCO3溶液和稀盐酸反应________________________________________________________；
(7)NaHCO3溶液和NaOH溶液反应________________________________________________________；
(8)NaHCO3受热分解________________________________________________________。
例1 (2024·厦门高一期末)如图是氯及其化合物的“价—类”二维图，d、e属于钾盐。下列说法不正确的是 ( )
A.b溶液久置后会转化为c
B.往c中加入b可生成a
C.往冷的KOH溶液通入a可得到d和e
D.d→e的转化可以用于制取氧气
例2 (2024·苏州高一月考)回答下列问题。
(1)实验室有瓶标签已损坏的白色固体纯净物(不含结晶水)，要确定其化学式，有如下操作：
①取少量固体在试管中加热，一段时间后称量，质量不变。
②待试管冷却后，再加水使固体完全溶解，将溶液分成两份，一份滴入1~2滴酚酞溶液，溶液变红，说明该溶液显 ；一份逐滴加入盐酸，开始无气体，后产生无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体。该固体化学式为 。
(2)向一定体积一定物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2，充分反应后，得到含有溶质M和N的溶液，则M和N不可能是 (填字母)。
A.NaOH和Na2CO3
B.NaOH和NaHCO3
C.Na2CO3和NaHCO3
(3)将金属钠分别放入下列溶液中，既有气体产生，又有沉淀产生的是 (填序号，下同)
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③Na2SO4溶液 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤FeCl3溶液 ⑥饱和澄清石灰水
(4)某同学拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3溶液，他设计了如下实验步骤：
①用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解；
②小心加热溶液1~2 min(CO2充分逸出，未发生化学反应)；
③在得到的溶液中加入另一半25 mL NaOH溶液，使溶液充分混合。
制备过程中涉及到的化学反应用离子方程式分别表示为_________________________________、_________________________________。
例3 (2023·江苏连云港高一期中)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中用如图装置(部分装置省略)制备氯气，并利用其与碱反应时的温度控制制备KClO3和NaClO。
回答下列问题：
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是 ，a中的试剂为 ，d的作用是 。
(2)反应结束后，取出b中试管，经 、过滤、洗涤、干燥，得到KClO3晶体。
(3)c中制备NaClO的离子方程式是 ；温度过高会生成NaClO3。当n(NaClO)=n(NaClO3)时，该反应中n(Cl2)∶n(NaCl)= 。
(4)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4显紫红色。可知该条件下NaClO的氧化能力 (填“大于”或“小于”)KClO3。
(5)反应结束后多余的氯气也可以制成氯水使用。如图是用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时，用数字化传感器采集的图像，下列纵坐标代表的物理量与图像相符的是 (填字母)。
a.瓶中氯气的体积分数
b.瓶中氧气的体积分数
c.溶液的导电能力
d.溶液的漂白能力
例4 海水是巨大的资源宝库，海水淡化及其综合利用具有重要意义。
请回答下列问题：
(1)步骤 Ⅰ 中，粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S等杂质离子，粗盐精制过程中依次加入过量BaCl2、Na2CO3溶液，请写出加入Na2CO3溶液后相关反应的离子方程式：___________________________。
(2)海水提溴，制得1 mol Br2至少需要消耗 mol Cl2。步骤 Ⅱ 中需要向母液中加入稀硫酸酸化，其作用是______________________________________________________。
步骤 Ⅲ 若用Na2SO3水溶液吸收Br2，有关反应的离子方程式为__________________________。
(3)步骤Ⅳ由Mg(OH)2得到单质Mg，以下方法最合适的是 (填字母)。
A.Mg(OH)2MgCl2溶液Mg
B.Mg(OH)2MgOMg
C.Mg(OH)2MgOMg
D.Mg(OH)2无水MgCl2Mg
(4)判断Mg(OH)2是否洗涤干净的操作是_______________________________________________。
答案精析
核心素养提升
1.(1)Cl2+H2OH++Cl-+HClO (2)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O (3)Cl2+Ca(OH)2Ca2++Cl-+ClO-+H2O (4)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (5)2HClO2HCl+O2↑
2.(1)2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑ (2)2Na+O2Na2O2 (3)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑
(4)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 (5)C+CO2+H2O2HC (6)HC+H+CO2↑+H2O (7)HC+OH-C+H2O (8)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
典例剖析
例1 C ［由图可知，a为Cl2，b为HClO，c为HCl，d为KClO3，e为KCl。氯水久置后HClO发生分解：2HClO2HCl+O2↑，A正确；HClO与HCl发生归中反应：HCl+HClOCl2+H2O，B正确；根据化学方程式Cl2+2KOHKCl+KClO+H2O可知，往冷的KOH溶液通入Cl2不能生成+5价的KClO3，C错误；d→e的反应为2KClO32KCl+3O2↑，D正确。］
例2 (1)碱性 Na2CO3 (2)B (3)①④⑤⑥ (4)CO2+OH-HC HC+OH-C+H2O
解析 (1)①说明固体加热不分解；②一份溶液使酚酞溶液变红，说明溶液显碱性；另一份滴加盐酸，开始无气体，后产生CO2，说明原固体为碳酸钠(Na2CO3)。(2)CO2与NaOH反应可生成Na2CO3或NaHCO3，如果溶质是单一成分，可能是Na2CO3或NaHCO3，如果是多种成分，若1<<2，溶质是NaHCO3、Na2CO3，若>2，溶质是Na2CO3、NaOH。(3)②钠与NaHCO3溶液反应生成氢气、Na2CO3和水，不会产生沉淀；③钠与硫酸钠溶液反应生成氢气，得不到沉淀；⑤钠投入FeCl3溶液中，会生成氢氧化铁红褐色沉淀。(4)①NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3，离子方程式为CO2+OH-HC；在③中混合另一半NaOH溶液后发生反应的离子方程式为HC+OH-C+H2O。
例3 (1)分液漏斗 饱和食盐水 处理Cl2尾气 (2)蒸发浓缩、冷却结晶
(3)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O 2∶3 (4)大于
(5)bc
解析 (2)反应结束后，取出b中试管，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到KClO3晶体。(3)c中温度过高会生成NaClO3。当n(NaClO)=n(NaClO3)时，发生反应：4Cl2+8NaOH6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O，该反应中n(Cl2)∶n(NaCl)=2∶3。(4)根据实验现象，表明1号试管内未发生反应，2号试管内I-被ClO-氧化为I2，由此可知该条件下NaClO的氧化能力大于KClO3。(5)用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时，发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO、2HClO2HCl+O2↑，在光照条件下，HClO不断分解，Cl2与水不断反应，最终溶液为稀盐酸。氯气的体积分数不断减小，a不符合；瓶中氧气的体积分数不断增大，b符合；溶液中离子浓度不断增大，溶液的导电能力不断增强，C符合；溶液中HClO的浓度不断减小，溶液的漂白能力不断减弱，d不符合。
例4 (1)Ca2++CCaCO3↓、Ba2++CBaCO3↓ (2)2 抑制氯、溴和水反应 Br2+S+H2OS+2H++2Br- (3)D
(4)取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，如果没有沉淀产生，证明沉淀已经洗涤干净
解析 (1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S等杂质离子，可依次加入过量BaCl2(除去硫酸根离子)、Na2CO3(除去钙离子和多余的钡离子)、NaOH(除去镁离子)，过滤后加适量盐酸调节溶液的pH，然后蒸发即可，所以加入Na2CO3溶液后相关反应的离子方程式为Ca2++CCaCO3↓、Ba2++CBaCO3↓。
(2)流程中海水提溴，先向母液中通入Cl2将Br-氧化为Br2，再用SO2将其还原为Br-，最后再通入Cl2将Br-氧化为Br2，忽略过程中的损失，制得1 mol Br2至少需要消耗2 mol Cl2。步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2，S被氧化成S，Br2被还原为Br-，反应的离子方程式为Br2+S+H2OS+2H++2Br-。
(3)电解MgCl2溶液得不到单质Mg，氧化镁熔点很高，应电解熔融的MgCl2制取单质Mg，所以D项制取单质镁的方法最适合。
(4)判断Mg(OH)2是否洗涤干净，就是检验最后一次洗涤液中是否存在Cl-。(共41张PPT)
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专题3
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知识体系构建
核心素养提升
知识体系构建
知识体系构建
一、化学反应
二、氯气及氯的化合物的转化关系
三、钠及钠的化合物的转化关系
四、海洋化学资源的综合利用
1.粗盐提纯
2.从海水中提取溴的主要流程
3.从海水中提取镁的主要流程
4.从海带中提取碘的过程
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核心素养提升
通过本专题的学习,初步掌握探究元素及其化合物性质的基本方法,能从氧化还原反应、离子反应的角度理解氯及其重要化合物、钠及其重要化合物的性质,并能用符号正确的表征。了解海洋资源的分布,能依据物质的性质和实验方法设计资源综合利用的方案,建立绿色化学的意识,认识化学科学在开发利用自然资源、制备新物质、环境保护等方面发挥的积极作用。
核心素养提升
[方程式再书写]
1.氯及其化合物
写出下列反应的化学方程式,是离子反应的写离子方程式:
(1)Cl2和H2O的反应
________________________;
(2)Cl2和NaOH溶液的反应
_________________________;
Cl2+H2O H++Cl-+HClO
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(3)Cl2和石灰乳的反应
_________________________________;
(4)将浓盐酸和MnO2混合加热
_____________________________________;
(5)HClO见光分解
_____________________。
Cl2+Ca(OH)2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
2HClO 2HCl+O2↑
2.钠及其重要化合物
写出下列反应的化学方程式,是离子反应的写离子方程式:
(1)Na和H2O的反应
____________________________;
(2)Na在空气中燃烧
__________________;
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
2Na+O2 Na2O2
(3)Na2O2和H2O的反应
_______________________________;
(4)Na2O2和CO2的反应
___________________________;
(5)向Na2CO3溶液中通入CO2
________________________;
2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
C+CO2+H2O===2HC
(6)NaHCO3溶液和稀盐酸反应
_______________________;
(7)NaHCO3溶液和NaOH溶液反应
________________________;
(8)NaHCO3受热分解
_________________________________。
HC+H+===CO2↑+H2O
HC+OH-===C+H2O
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
例1 (2024·厦门高一期末)如图是氯及其化合物的“价—类”二维图,
d、e属于钾盐。下列说法不正确的是
A.b溶液久置后会转化为c
B.往c中加入b可生成a
C.往冷的KOH溶液通入a可得到d和e
D.d→e的转化可以用于制取氧气
典例剖析
√
典例剖析
由图可知,a为Cl2,b为HClO,c为HCl,d为KClO3,e为
KCl。氯水久置后HClO发生分解:2HClO 2HCl+O2↑,A正确;
HClO与HCl发生归中反应:HCl+HClO Cl2+H2O,B正确;
根据化学方程式Cl2+2KOH===KCl+KClO+H2O可知,往冷的KOH溶液通入Cl2不能生成+5价的KClO3,C错误;
d→e的反应为2KClO3 2KCl+3O2↑,D正确。
例2 (2024·苏州高一月考)回答下列问题。
(1)实验室有瓶标签已损坏的白色固体纯净物(不含结晶水),
要确定其化学式,有如下操作:
①取少量固体在试管中加热,一段时间后称量,质量不变。
②待试管冷却后,再加水使固体完全溶解,将溶液分成两份,一份滴入1~2滴酚酞溶液,溶液变红,说明该溶液显 ;一份逐滴加入盐酸,开始无气体,后产生无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体。该固体化学式为 。
典例剖析
碱性
Na2CO3
典例剖析
①说明固体加热不分解;②一份溶液使酚酞溶液变红,说明溶液显碱性;另一份滴加盐酸,开始无气体,后产生CO2,说明原固体为碳酸钠(Na2CO3)。
(2)向一定体积一定物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2,充分反应后,得到含有溶质M和N的溶液,则M和N不可能是____(填字母)。
A.NaOH和Na2CO3 B.NaOH和NaHCO3
C.Na2CO3和NaHCO3
典例剖析
B
典例剖析
CO2与NaOH反应可生成Na2CO3或NaHCO3,如果溶质是单一成分,可能是Na2CO3或NaHCO3,如果是多种成分,若1<
<2,溶质是NaHCO3、Na2CO3,若>2,溶质是Na2CO3、NaOH。
(3)将金属钠分别放入下列溶液中,既有气体产生,又有沉淀产生的是__________(填序号,下同)
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③Na2SO4溶液
④Ca(HCO3)2溶液 ⑤FeCl3溶液 ⑥饱和澄清石灰水
典例剖析
①④⑤⑥
②钠与NaHCO3溶液反应生成氢气、Na2CO3和水,不会产生沉淀;
③钠与硫酸钠溶液反应生成氢气,得不到沉淀;
⑤钠投入FeCl3溶液中,会生成氢氧化铁红褐色沉淀。
(4)某同学拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3溶液,
他设计了如下实验步骤:
①用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;
②小心加热溶液1~2 min(CO2充分逸出,未发生化学反应);
③在得到的溶液中加入另一半25 mL NaOH溶液,使溶液充分混合。
制备过程中涉及到的化学反应用离子方程式分别表示为 、 。
典例剖析
CO2+OH-===HC
HC+OH-===C+H2O
典例剖析
①NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3,离子方程式为CO2+OH-
===HC;在③中混合另一半NaOH溶液后发生反应的离子方程式为HC+OH-===C+H2O。
例3 (2023·江苏连云港高一期中)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中用如图装置(部分装置省略)制备氯气,并利用其与碱反应时的温度控制制备KClO3和NaClO。
典例剖析
回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是____
_____,a中的试剂为 ,d的作用是 。
分液
漏斗
饱和食盐水
处理Cl2尾气
典例剖析
(2)反应结束后,取出b中试管,经 、过滤、洗涤、干燥,得到KClO3晶体。
蒸发浓缩、冷却结晶
反应结束后,取出b中试管,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到KClO3晶体。
典例剖析
(3)c中制备NaClO的离子方程式是 _________________________;温度过高会生成NaClO3。当n(NaClO)=n(NaClO3)时,该反应中n(Cl2)∶n(NaCl)= 。
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
2∶3
典例剖析
c中温度过高会生成NaClO3。当n(NaClO)=n(NaClO3)时,发生反应:4Cl2+8NaOH===6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O,该反应中n(Cl2)∶
n(NaCl)=2∶3。
典例剖析
(4)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4
振荡,静置后CCl4显紫红色。可知该条件下NaClO的氧化能力_____(填“大于”或“小于”)KClO3。
大于
典例剖析
根据实验现象,表明1号试管内未发生反应,2号试管内I-被ClO-氧化为I2,由此可知该条件下NaClO的氧化能力大于KClO3。
典例剖析
(5)反应结束后多余的氯气也可以制成氯水使用。如图是用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时,用数字化传感器采集的图像,下列纵坐标代表的物理量与图像相符的是 (填字母)。
a.瓶中氯气的体积分数
b.瓶中氧气的体积分数
c.溶液的导电能力
d.溶液的漂白能力
bc
典例剖析
用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时,发生反应:
Cl2+H2O HCl+HClO、2HClO 2HCl+O2↑,在光照条件下,HClO不断分解,Cl2与水不断反应,
最终溶液为稀盐酸。氯气的体积分数不断减小,a不符合;
瓶中氧气的体积分数不断增大,b符合;
溶液中离子浓度不断增大,溶液的导电能力不断增强,C符合;
溶液中HClO的浓度不断减小,溶液的漂白能力不断减弱,d不符合。
例4 海水是巨大的资源宝库,海水淡化及其综合利用具有重要意义。
典例剖析
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,粗盐中含有Ca2+、Mg2+、
S等杂质离子,粗盐精制过程中依
次加入过量BaCl2、Na2CO3溶液,请写
出加入Na2CO3溶液后相关反应的离子
方程式: 。
Ca2++C===CaCO3↓、Ba2++C===BaCO3↓
典例剖析
粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S等杂质离子,可依次加入过量BaCl2(除去硫酸根离子)、Na2CO3(除去钙离子和多余的钡离子)、NaOH(除去镁离子),过滤后加适量盐酸调节溶液的
pH,然后蒸发即可,所以加入Na2CO3溶液后相关反应的离子方程式为Ca2++C===CaCO3↓、Ba2++C===BaCO3↓。
(2)海水提溴,制得1 mol Br2至少需要消耗 mol Cl2。步骤Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化,其作用是 。
步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2,
典例剖析
2
抑制氯、溴和水反应
有关反应的离子方程式为 。
Br2+S+H2O===S+2H++2Br-
典例剖析
流程中海水提溴,先向母液中通入Cl2将Br-氧化为Br2,再用SO2将其还原为Br-,最后再通入Cl2将Br-氧化为Br2,忽略过程中的损失,制得1 mol Br2至少需要消耗2 mol Cl2。步骤Ⅲ
若用Na2SO3水溶液吸收Br2,S被氧化成S,Br2被还原为Br-,反应的离子方程式为Br2+S+H2O===S+2H++2Br-。
(3)步骤Ⅳ由Mg(OH)2得到单质Mg,以下方法最合适的是 (填字母)。
A.Mg(OH)2 MgCl2溶液 Mg
B.Mg(OH)2 MgO Mg
C.Mg(OH)2 MgO Mg
D.Mg(OH)2 无水MgCl2 Mg
典例剖析
D
典例剖析
电解MgCl2溶液得不到单质Mg,氧化镁熔点很高,应电解熔融的MgCl2制取单质Mg,所以D项制取单质镁的方法最适合。
(4)判断Mg(OH)2是否洗涤干净的操作是______________________
____________________________________________________________________________________。
典例剖析
取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,如果没有沉淀产生,证明沉淀已经洗涤干净
判断Mg(OH)2是否洗涤干净,就是检验最后一次洗涤液中是否存在Cl-。
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