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第10讲　氯及其化合物　卤素
复习要求 1. 了解氯及其化合物的主要性质。2. 知道氯水的性质及其成分探究的方法，知道常见含氯消毒剂的种类并能合理使用。3. 掌握实验室制取氯气的原理、装置和操作注意事项。4. 掌握卤素的性质及Cl－、Br－、I－的检验。5. 掌握溴、碘单质的提取。6. 结合实例认识卤素及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。
知识体系
考点一　氯气和含氯化合物的性质
一、 氯气的结构与性质
1. 氯原子和氯气分子的结构
(1)氯原子与氯离子的结构示意图
(2)氯气分子的电子式和结构式
电子式：________，结构式：________，是非极性分子，属于________晶体。
2. 氯气的性质
(1)物理性质
颜色 气味 毒性 密度 特性
黄绿色 刺激性气味 有毒 比空气大 易液化
(2)化学性质
①氯气的氧化性
②氯气的歧化反应
二、 氯水及其成分的检验
氯水中主要含氯微粒为Cl2，只有少量Cl2与水反应生成HCl和HClO。在25 ℃时，1体积的水可溶解约2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水，溶于水中的部分氯气与水反应。
(1)从平衡的角度理解氯水的成分和性质
(2)氯水成分的检验
【注意】　①氯气能使潮湿的有色布条褪色，却不能使干燥的有色布条褪色，说明干燥的氯气无漂白性，氯气与水反应生成的HClO有漂白性。
②不能用pH试纸测定氯水的pH，因为氯水会使pH试纸先变红后褪色。
三、 次氯酸和次氯酸盐的性质
1. 次氯酸
2. 漂白液
3. 漂白粉
四、 氯气的制法
1. 实验室制法
【思维拓展】
实验室制取氯气的其他方法
HCl－1 (浓)Cl02
(1)KMnO4与浓盐酸反应制氯气
离子方程式：2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。
KMnO4与浓盐酸反应制氯气的实验装置(不加热)如图所示。
(2)K2Cr2O7与浓盐酸反应制氯气
离子方程式：Cr2O＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O。
(3)KClO3与浓盐酸反应制氯气
化学方程式：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O。
(4)Ca(ClO)2与浓盐酸反应制氯气
化学方程式：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。
2. 粗盐的精制
海水―→粗盐(含Fe3＋、Mg2＋、Ca2＋、SO)溶解、过滤过滤蒸发结晶
其中，①依次加NaOH、BaCl2、Na2CO3或依次加BaCl2、NaOH、Na2CO3或依次加BaCl2、Na2CO3、NaOH；②过滤后，在溶液中滴入盐酸，调节溶液的pH＝7。
【易错辨析】
1. 闻氯气气味时，应用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔。(　　)
2. 可以用pH试纸测定氯水的pH。(　　)
3. “84”消毒液的消毒原理和H2O2的相同，都是利用强氧化性。(　　)
4. 向FeCl2溶液中滴加氯水，观察溶液颜色变化，探究氯水中含有HClO。(　　)
5. Cl2中含有HCl杂质，可将气体通过饱和食盐水除去。(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
类型1　物质的性质与用途
1. (2024·镇江一模)氯及其化合物应用广泛。氯的单质Cl2可由MnO2与浓盐酸共热得到，Cl2能氧化Br－，可从海水中提取Br2；氯的氧化物ClO2可用于自来水消毒，ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水，与碱反应会生成ClO与ClO，在稀硫酸和NaClO3的混合溶液中通入SO2气体可制得ClO2；漂白液和漂白粉的有效成分是次氯酸盐，可作棉、麻的漂白剂。下列关于氯及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A. NaClO3具有氧化性，可用于制取ClO2
B. Cl2有还原性，可用于从海水中提取溴
C. HClO不稳定，可用于棉、麻漂白
D. FeCl3溶液呈酸性，可用于蚀刻印刷电路板
类型2　氯水成分的探究
2. 在探究新制饱和氯水成分的实验中，根据现象得出的结论不正确的是(　　)
A. 氯水的颜色呈浅绿色，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
类型3　氯气的实验室制法及性质
3. (2024·南通高三一模)实验室利用下列装置进行实验，不能达到实验目的是(　　)
A. 用装置甲制取Cl2
B. 用装置乙除去Cl2中混有的HCl气体
C. 用装置丙验证潮湿的Cl2具有漂白性
D. 用装置丁吸收尾气中的Cl2
类型4　ClO2的制备与性质
4. ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点：11 ℃)，实验室制备纯净ClO2溶液的装置如图所示：
已知下列反应：NaClO3＋HCl―→NaCl＋ClO2＋Cl2＋H2O；NaClO2＋HCl―→NaCl＋ClO2＋H2O；NaClO2＋Cl2―→NaCl＋ClO2；(均未配平)。下列说法正确的是(　　)
A. a中通入的N2可用CO2或SO2代替
B. b中NaClO2可用饱和食盐水代替
C. c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却
D. d中吸收尾气后只生成一种溶质
考点二　卤族元素及其单质的提取
一、 卤族元素
1. 卤族元素的结构
卤族元素又称卤素，位于元素周期表的________族，价层电子排布式为ns2np5。
2. 卤素单质的性质比较
(1)卤素单质的物理性质
(2)卤素单质的化学性质
性质 相似性 特性
与H2反应 X2＋H2________ —
与水反应 X2＋H2O??____________ 2F2＋2H2O===__________
与冷碱液反应 X2＋2OH－===__________ F2除外
与Fe反应 2Fe＋3X2______ Fe＋I2____
与SO2、H2O反应 X2＋SO2＋2H2O===____________ —
F2、Cl2、Br2、I2与氢气反应[暗处爆炸→光照(或点燃)→加热→加热(反应可逆)]越来越困难，产物HX的热稳定性依次减弱，则非金属性：F>Cl>Br>I
【思维拓展】
①Cl2能置换出Br2(Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2)，同理，Br2也能置换出I2(Br2＋2I－===2Br－＋I2)，可证明氧化性：Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性：Cl－②HF的特性
a. HF是有剧毒的气体。
b. HF的水溶液是氢氟酸，氢氟酸是弱酸，氢溴酸和氢碘酸是强酸。
c. 氢氟酸的制备：萤石(主要成分是CaF2)与浓硫酸共热制取。
d. 氢氟酸能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中。
③液溴有剧毒，易挥发，存放在带磨口的棕色细口瓶中，加水液封。液溴有强氧化性，不能使用橡胶塞。
④常温常压下，碘(I2)是紫黑色的固体，加热升华，遇淀粉溶液变蓝。
⑤卤化银：一般AgX难溶于水，但AgF可溶于水；AgBr和AgI可用作感光材料；AgI可用于人工降雨。
二、 卤素离子的检验方法
1. AgNO3溶液—沉淀法
未知液
生成
2. 置换—萃取法
无色未知液
有机层呈
3. 氧化—淀粉法检验I－
未知液
____色溶液，表明有I－
三、 从海水资源中提取溴和碘
1. 海水中提溴
基本步骤及主要反应：
(1)浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中含Br－的溶液得到浓缩。
(2)氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化为Br2，反应的离子方程式为______________________________。
(3)吹出：利用溴的挥发性，通入热空气或水蒸气，将生成的溴吹出。
(4)吸收：吹出的溴蒸气用SO2吸收，使溴转化为HBr，反应的化学方程式为__________________________。
(5)蒸馏：再用Cl2将HBr氧化为溴后蒸馏分离。
(6)精制：粗溴精制后得到高纯度溴。
2. 从海带中提取碘
提取碘涉及的离子方程式：
2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O
3I2＋6OH－===5I－＋IO＋3H2O
5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O
说明：①从I2的CCl4溶液中分离出I2，采用蒸馏法分离不合理，因为I2易与CCl4形成共沸物，且I2易升华，会导致碘损失。②海带要放在坩埚中灼烧，不可用烧杯或蒸发皿灼烧。
【易错辨析】
1. 卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液。(　　)
2. 加碘盐能使淀粉变蓝。(　　)
3. 液溴易挥发，存放液溴的试剂瓶中应加水封。(　　)
4. 清洗碘升华实验所用试管的操作是先用酒精清洗，再用水清洗。(　　)
5. 可用F2与NaCl溶液反应产生Cl2，验证F2的氧化性大于Cl2。(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
类型1　物质的性质与用途
1. (2024·苏州八校联考三模)元素周期表中ⅦA族元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃；SOCl2可溶于苯、CCl4等有机溶剂，极易水解；加碘盐中主要添加的是KIO3；卤素互化物(如ICl、IF3)具有强氧化性；卤化银具有感光性。下列物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A. HF具有酸性，可用于雕刻玻璃
B. KIO3受热可分解，可用于食盐碘添加剂
C. AgI具有感光性，可用于人工降雨
D. ClO2有强氧化性，可用于水体杀菌消毒剂
类型2　卤素互化物的性质
2. 氯化碘(ICl)的性质类似于卤素，ICl有很强的氧化性。现有下列两个反应：①2ICl＋2Zn===ZnCl2＋ZnI2；②ICl＋H2O===HCl＋HIO。下列叙述正确的是　(　　)
A. Cl2与I2生成ICl是非氧化还原反应
B. 反应①中，ZnI2只是氧化产物
C. 反应①中，当转移0.4 mol电子时生成13.6 g ZnCl2(Cl—35.5，Zn—65)
D. 反应②中，ICl既是氧化剂又是还原剂
类型3　工业制溴
3. 从淡化海水中提取溴的流程如下：
下列有关说法不正确的是(　　)
A. X试剂可为Na2SO3饱和溶液
B. 步骤Ⅲ的离子方程式：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C. 工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L(标准状况下)
D. 步骤Ⅳ包含萃取、分液和过滤
类型4　工业制碘
4. (2024·扬州高三三模)以处理后的海水(含NaI)为原料制取I2的某工艺流程如下：
下列说法正确的是(　　)
A. “沉淀”后所得上层清液中c(Ag＋)·c(I－)B. 加Fe还原前用AgNO3沉淀的目的是实现I－的富集
C. “滤渣”只含一种金属
D. “氧化”的目的是将I－、Fe2＋完全转化为I2、Fe3＋
　 素 养 评 估 　
　　　　　　　　　　　　　　　　
1. 下列有关说法中，不正确的是(　　)
A. 可以用氯气、二氧化氯、臭氧对自来水进行消毒
B. 纯净的氢气在氯气中燃烧发出淡蓝色火焰，工业可用此反应制备盐酸
C. 常温下，氯气和铁不反应，所以可将液氯用钢瓶贮存
D. 氯气制备工厂若发生泄漏时，可用NaHCO3溶液浸湿软布蒙住口鼻，往高处撤离
2. 根据氯水分别与如图四种物质发生的反应选择不正确的表述(　　)
A. a反应的离子方程式可能是2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
B. b反应中产生无色无味气体，说明HCl的酸性强于H2CO3
C. 由c反应的现象知可以直接利用硝酸银溶液检验Cl－
D. d反应的最终现象是紫色石蕊溶液褪色，因为HClO具有漂白性
3. 如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图，下列说法错误的是(　　)
A. 单质①是最活泼的非金属单质
B. 单质②能使品红溶液褪色
C. 单质④能使淀粉溶液变蓝
D. 单质的氧化性：④>③>②>①
4. 碘是人体必需的微量元素之一，某食用盐中含有的碘元素以KIO3形式存在。已知溶液中IO与I－反应的离子方程式为IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。实验小组的同学为检测该加碘食盐中的IO做了如下实验：
下列说法正确的是(　　)
A. 试管①中溶液会变蓝
B. 试剂1可换成蓝色石蕊试液
C. 试剂3可以是乙醇溶液
D. 试管②中溶液变蓝，说明食盐中含有IO
第10讲　氯及其化合物　卤素
考点一　氯气和含氯化合物的性质
知识归纳
一、 1. (2)Cl, Cl, 　Cl—Cl　分子
2. (1)大　(2)①棕红　棕黄　苍白　Cl2＋2KI===2KCl＋I2　Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl　Cl2＋2FeCl2===2FeCl3　②Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO　Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
三、 1. 弱　2HClO2HCl＋O2↑　棕色
2. NaClO　2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O　NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO
3. CaCl2和Ca(ClO)2　Ca(ClO)2　2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O　碱　氧化　Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO　Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO　2HClO2HClO＋O2↑
四、 1. 蓝　变红　褪色　
【易错辨析】
1. √　2. ×　3. √　4. ×　5. √
命题突破
1. A　解析：氯酸钠中氯元素化合价为＋5价，具有氧化性，能和二氧化硫反应生成二氧化氯，A正确；氯气和溴化钠反应生成溴，是利用氯气的氧化性，B错误；次氯酸具有强氧化性，能漂白棉麻等，不是利用其不稳定性，C错误；氯化铁具有氧化性，能和铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，D错误。
2. D　解析：氯水中的Cl2和HClO均能把Fe2＋氧化成Fe3＋，故滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，不能说明氯水中含有HClO，D错误。
3. D　解析：实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，故A不符合题意；用装置乙饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl气体，故B不符合题意；氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性，用装置丙验证可以潮湿的Cl2具有漂白性，故C不符合题意；氯化钙不可以和氯气反应，不可以处理尾气，故D符合题意。故选D。
4. C　解析：a中通入的N2的目的是氮气性质稳定且不影响实验，可将a中产生的ClO2和Cl2吹出并进入后续装置，继续实验，二氧化硫具有还原性，可将ClO2、NaClO3等物质还原，故A错误；b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯气和氯化氢杂质气体，用饱和食盐水可吸收氯化氢，但不能吸收氯气，故B错误；ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体，故c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却，有利于吸收ClO2，故C正确；d中氢氧化钠和ClO2发生歧化反应生成NaCl和NaClO3，产物至少两种，故D错误。故选C。
考点二　卤族元素及其单质的提取
知识归纳
一、 1. ⅦA
2. (1)浅黄绿　黄绿　深红棕　紫黑　(2)2HX　HX＋HXO　4HF＋O2　X－＋XO－＋H2O　2FeX3　FeI2　2HX＋H2SO4
二、 1. 白色　浅黄　黄
2. 红棕　橙红　(浅)紫　紫红
3. 蓝
三、 1. (2)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－　(4)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
【易错辨析】
1. ×　2. ×　3. √　4. √　5. ×
命题突破
1. D　解析：HF酸为弱酸，但能与二氧化硅反应，则氢氟酸可用于雕刻玻璃，与氢氟酸呈酸性无关，A错误；KIO3中含有I元素，所以可用作食盐碘添加剂，与KIO3受热分解无关，B错误；碘化银用于人工降雨的原理是碘化银受热后就会在空气中形成极多极细的碘化银粒子，在人工降雨中，用作冰核形成剂可以跟云层中的水蒸气起催化作用，与感光性无关，C错误；ClO2具有强氧化性，能杀死细菌，所以可以用于自来水消毒杀菌，D正确。故选D。
2. C　解析：ICl中，Cl为－1价、I为＋1价，故Cl2与I2生成ICl是氧化还原反应，A错误；反应①中，Zn元素的化合价升高，I元素的化合价降低，故ZnI2既是氧化产物又是还原产物，B错误；反应①中，每生成1 mol ZnCl2转移4 mol电子，故当转移0.4 mol电子时生成0.1 mol(即13.6 g)ZnCl2，C正确；反应②中各元素的化合价均未发生变化，不是氧化还原反应，D错误。
3. D　解析：X具有还原性，X试剂可为Na2SO3饱和溶液，发生的反应为Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴强，可以通过置换反应制取Br2，离子方程式：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，B正确；步骤Ⅰ和步骤Ⅲ均使用Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol Cl2，标准状况下体积为44.8 L，C正确；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D错误。答案选D。
4. B　解析：处理后的海水(含NaI)中加硝酸银溶液生成AgI沉淀，过滤后，加过量Fe将Ag置换出来，过滤得碘化亚铁溶液，在溶液中通氯气，将碘置换为单质，据此分析解答。“沉淀”后所得上层清液为AgI的饱和溶液，c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)，故A错误；加Fe还原前用AgNO3溶液，可将溶液中碘离子转化为AgI沉淀，从而实现I－的富集，故B正确；滤渣中含过量的铁以及置换出的银单质，故C错误；“氧化”的目的是将I－完全转化为I2，并不需要将铁完全氧化，故D错误。
素养评估
1. B　解析：氯气、二氧化氯、臭氧都具有强氧化性，可以用氯气、二氧化氯、臭氧对自来水进行消毒，故A正确；纯净的氢气在氯气中燃烧发出苍白色火焰，故B错误；常温下，氯气和铁不反应，因此可将液氯用钢瓶贮存、运输，故C正确；碳酸氢钠溶液可以和氯气反应且碳酸氢钠碱性较弱，氯气制备工厂若发生泄漏时，可用NaHCO3溶液浸湿软布蒙住口鼻，由于氯气密度比空气大，因此往高处撤离，故D正确。故选B。
2. C　解析：亚铁离子、溴离子均可以被氯气氧化，则a反应的离子方程式可能是2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－，A正确；氯水中的盐酸与碳酸钠反应产生二氧化碳气体，HCl的酸性强于H2CO3，B正确；与硝酸银溶液反应产生白色沉淀的不一定为氯离子，不能直接用硝酸银溶液检验Cl－，C错误；d反应的最终现象是紫色石蕊溶液褪色，因为次氯酸具有漂白性，D正确。故选C。
3. D　解析：从F2→I2，相对分子质量逐渐增大，沸点也逐渐升高，故①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。F2是最活泼的非金属单质；单质的氧化性：①>②>③>④，D项错误。
4. D　解析：试管中加入加碘食盐，加水溶解，加入淀粉，溶液不变蓝，说明没有单质碘生成，再加入碘化钾，试管不变蓝，说明碘离子和碘酸根未反应，根据溶液中IO与I－反应的离子方程式为IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O，再加入稀硫酸，反应生成单质碘，单质碘遇淀粉变蓝，则证明含有碘酸根。试管①中溶液不会变蓝，溶液中没有单质碘，只有碘酸根，A错误；试剂1不能换成蓝色石蕊试液，要通过实验证明生成了单质碘，再证明食盐中有碘酸根，B错误；试剂3应该提供酸性环境，可以是稀硫酸溶液或醋酸溶液等，C错误；试管②中溶液变蓝，说明生成了单质碘，则说明食盐中含有IO，主要是碘离子和碘酸根在酸性条件下反应生成单质碘，D正确。故选D。

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