资源简介 第十二讲 氯及其重要化合物 卤族元素1.了解氯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.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法)。4.卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。一、氯气的性质1.氯气的物理性质常温下,氯气是 、有 气味、 溶于水、比空气 、易 的有毒气体。 2.化学性质 Cl的最外层有7个电子,易得到1个e-达到稳定结构,氯气化学性质非常活泼,很容易得到电子,作强氧化剂,能与金属、非金属、水、盐以及碱反应。(1)与金属反应 (与变价金属反应,均是金属氧化成 价态) 2Na+Cl22NaCl (产生 烟) Cu+Cl2CuCl2 ( 烟,溶于水得 液) 2Fe+3Cl22FeCl3 ( 烟,溶于水得 溶液) (常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在 中)(2)与非金属H2反应 H2+Cl22HCl(安静燃烧,发出 火焰,瓶口形成 ,工业制盐酸的方法之一) H2+Cl22HCl(发生 ) (3)与水反应制氯水:Cl2+H2O a.氯水的成分和性质 成分性质表现Cl2氧化性能够氧化Fe2+、Br-、I-、S2-、SO2等Cl-生成沉淀加入硝酸银溶液产生白色沉淀HClO不稳定性在光照下氯水中有气泡产生HClO强氧化性①使湿润的有色布条或品红溶液褪色;②使紫色石蕊溶液先 后 ;③杀菌消毒H+酸性①使紫色石蕊溶液变红;②加碳酸盐产生气泡b.液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色 性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性粒子种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-H2O、H+、Cl-、OH(4)与碱反应 ①与烧碱反应:Cl2+2NaOH = (尾气处理中用来吸收多余氯气) ②制取漂白粉: 2Cl2+2Ca(OH)2= (用来制漂白粉)漂白粉的主要成分是 ,有效成分是 。漂白粉的漂白原理是:Ca(ClO)2+2HCl =CaCl2+2HClO (工业漂白的原理)Ca(ClO)2+CO2+H2O= (自然漂白)产生的HClO具有漂白性和强氧化性。由于HClO见光易分解,所以漂白粉应密封保存。2HClO2HCl+O2↑氯水要现用现配,保存在 试剂瓶中。(5)跟还原性物质反应①氯气与KI溶液: 2KI+Cl2= 。②氯气与FeCl2溶液: 2FeCl2+Cl2= 。③向氯水中通入SO2: SO2+2H2O+Cl2= 。 ④与H2S反应 H2S+Cl2=== (可用来比较Cl和S非金属性强弱) (6)与有机物反应:CH4+Cl2 ( 反应) CH2===CH2+Cl2―→ ( 反应)二、实验室制取氯气1.实验室制取氯气的制备、除杂、收集、尾气处理装置图 2.实验原理:MnO2+4HCl(浓) 。温馨提示:还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应,使用以上物质时,反应不需要加热,如2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。3.验满方法(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即 ,则证明已集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生 的变化,则证明已集满。(3)实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。4.注意事项:①必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应;②为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热的温度不宜过高,以减少HCl的挥发;③实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气;④尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。三、次氯酸是一元 酸(比 弱),具有强氧化性,不稳定(见光或受热分解):2HClO ,可用作漂白剂或消毒剂。四、次氯酸盐的性质水解性ClO-+H2OHClO+OH- (溶液呈 性)与强酸反应Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓(漂白剂或消毒剂的漂白原理和漂白粉变质的原因)强氧化性无论在酸性还是在碱性溶液中,ClO―都具有 性。在酸性条件下,ClO―的氧化性比Cl2的氧化性强,消毒杀菌效果也强一些。次氯酸及其盐主要用作强氧化剂及杀菌消毒五、卤族元素1.卤素单质物理性质比较性质F2Cl2Br2I2颜色浅黄绿色 状态气体气体 __固体__水中与水反应可溶于水溶解度不大溶解度不大有机溶剂中_ __ _ 易溶特性最强的非金属易液化常温下唯一呈 态的非金属单质易 、有毒①易 ②使淀粉变 2.卤素单质与水、碱反应的比较化学式与水的反应与碱的反应F22F2+2H2O=== (剧烈)很复杂Cl2Cl2+H2OHCl+HClO(能跟水反应)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2OBr2Br2+H2OHBr+HBrO(比氯气跟水的反应更弱一些)Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2OI2I2+H2OHI+HIO(只有很微弱的反应)I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O3.卤素氢化物的递变规律(1)卤化氢的水溶液中只有氢氟酸是弱酸(2)酸性:HF(3)热稳定性:HF>HCl>HBr>HI(4)沸点:HF>HI>HBr>HCl (HF分子间存在氢键)(5)还原性:HI>HBr>HCl>HF(6)特性:HF能与SiO2反应,贮存在塑料容器中4.卤化银AgFAgClAgBrAgI颜色白色 色 色 色―→逐渐加深溶解性易溶于水 溶于水,也 溶于稀HNO3感光性无见光分解:2AgX2Ag+X2(X=Cl、Br、I)用途①检验X-:Ag++X-===AgX↓(试剂为AgNO3溶液和稀HNO3) ②制作感光材料(常用AgBr) ③ 用于人工降雨5.卤族元素、单质及其化合物性质的特殊性(1)元素F没有正价,只有0、-1价,F2遇水发生置换反应,生成HF并放出O2。(2)HF是弱酸,其余三种是强酸,HF能腐蚀玻璃4HF + SiO2 = SiF4↑ + 2H2O;HF由于形成分子间氢键相互缔合,沸点反常的高。(3)AgF易溶于水,且不具有感光性;其余AgX均难溶于水。(4)溴是唯一的液态非金属,液溴易挥发,常用水封;碘易升华,常用于I2的分离提纯;淀粉遇碘变蓝色。(5)与铁反应,一般生成三价铁,但I2除外。(6)CaX2中只有CaF2难溶。6.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- 六、海水中氯、溴、碘的提取1.氯的提取——氯碱工业 2.海水提取溴 (1)流程 (2)发生的化学反应① 2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl② Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4③ 2HBr+Cl2===2HCl+Br2 3. 海带中提取碘 (1)流程 (2)发生的化学反应 Cl2+2I-===I2+2Cl-1.溶于水的氯气只部分与水反应,因此氯水中的主要溶质是Cl2,颜色为浅黄绿色。2.不能用pH试纸测量氯水的pH,原因是氯水中的HClO具有漂白性。3.工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得,而不是用氯气与石灰水反应。4.HClO不稳定,不能单独存在,只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。5.氯水的保存:密封贮存在棕色细口试剂瓶中避光保存;液溴通常用水液封来保存,不能用橡皮塞。6.Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性的原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性,使有色物质被氧化而褪色。7.离子共存问题:ClO-与Fe2+ 、I-、S2-、HS-、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。8.实验室制取Cl2时必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应9.氯气的尾气吸收试剂的选择。实验室制取氯气时,常用NaOH溶液吸收多余的氯气,也可以用Na2SO3溶液或Na2CO3溶液,但不用澄清石灰水,因为Ca(OH)2的溶解度较小,澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,吸收不完全。10.AgF易溶于水,其余AgX均难溶于水;CaF2难溶于水,其余CaX2均易溶于水。11.食用盐中加入KIO3可预防甲状腺肿大,不能加I2,I2遇淀粉变蓝,I-遇淀粉不会变蓝。考向一 氯气的性质 典例1:Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:包装钢瓶储运要求远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪泄漏处理NaOH、NaHSO3溶液吸收下列解释事实的方程式不正确的是A. 电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl- +2H2O2OH-+ H2↑+Cl2↑B. 氯气用于自来水消毒:Cl2 + H2O2H+ + Cl-+ ClO-C. 浓氨水检验泄露的氯气,产生白烟:8NH3 + 3Cl2 === 6 NH4Cl + N2D. 氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HSO3-+ Cl2 + H2O === SO42-+ 3H+ + 2Cl-变式训练1.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应得到,又能由金属和盐酸反应制得的是( )A.FeCl2 B.AlCl3 C.FeCl3 D.CuCl2考向二 Cl2的制备典例2: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),按要求回答问题。(1)下列方法中,可制得氯气的正确组合是_______________________ (填序号)。①MnO2和浓盐酸混合共热 ②KMnO4和浓盐酸混合 ③次氯酸钠和浓盐酸混合④K2Cr2O7和浓盐酸混合 ⑤KClO3和浓盐酸混合A.①②⑤ B.②④⑤ C.①②④ D.全部可以(2)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是______________________________。(3)①装置B的作用是_______________,现象是______________________________。②装置D和E出现不同现象说明______________________________。③装置F的作用是______________________________。④写出装置G中发生反应的离子方程式:_______________。(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再增加一个装置。你认为此装置应加在_______与_______之间(填装置字母序号),装置中应放______________ (填写试剂或用品名称)。变式训练2.下列有关实验装置进行的相应实验,不能达到实验目的的是( ) A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢和水蒸气C.用装置丙可证明Cl2的氧化性强于S D.用装置丁可以完成“喷泉”实验考向三 卤族元素 典例3:元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为________。(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是________(填序号)。a.Cl2、Br2、I2的熔点b.Cl2、Br2、I2的氧化性c.HCl、HBr、HI的热稳定性d.HCl、HBr、HI的酸性(3)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体①完成Ⅰ中反应的总化学方程式:NaCl+H2O===NaClO3+__________。②Ⅱ中转化的基本反应类型是________,该反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是_________________________________________________________。变式训练3.下列叙述中不正确的是 ( )A.颜色深浅:AgI>AgBr>AgClB.还原性:HI>HBr>HCl>HFC.水溶液的酸性:HI>HBr>HCl>HFD.光敏性:AgF>AgCl>AgBr>AgI考向四 溴、碘的提取 典例4: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试剂可以为Na2SO3饱和溶液B.步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 LD.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏变式训练4.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____________。(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__________________________。 (4)已知:5SO+2IO+2H+===I2+5SO+H2O。某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO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、Na2SO31.【2018北京卷】 下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是ABCD实验NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀,随后变为红褐色溶液变红,随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体,随后变为红棕色A. A B. B C. C D. D2.【2018江苏卷】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Cl2D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I?后的Cl2尾气3.【2018新课标II卷】 实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。 光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是 A. A B. B C. C D. D4.【2018 江苏】根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是选项实验操作和现象结论A向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,浊液变清苯酚的酸性强于H2CO3的酸性B向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度C向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性D向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成Ksp(AgCl) >Ksp(AgI)A. A B. B C. C D. D5.【2018新课标Ⅲ卷】KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示: “酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。“滤液”中的溶质主要是_______。“调pH”中发生反应的化学方程式为__________。6.【2017北京卷6】下列变化中,气体被还原的是A.二氧化碳使Na2O2固体变白 B.氯气使KBr溶液变黄C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色 D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀7.【2017 江苏 3】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 A.Na2O2吸收CO2产生O2 ,可用作呼吸面具供氧剂 B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒 C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维 D.NH3易溶于水,可用作制冷剂 8.【2016·上海】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9.【2016·新课标III】化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是( )化学性质实际应用AAl2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火B铁比铜金属性强FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板C次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物DHF与SiO2反应氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记第十二讲 氯及其重要化合物 卤族元素1.了解氯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.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法)。4.卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。一、氯气的性质1.氯气的物理性质常温下,氯气是黄绿色、有刺激性气味、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。 2.化学性质 Cl的最外层有7个电子,易得到1个e-达到稳定结构,氯气化学性质非常活泼,很容易得到电子,作强氧化剂,能与金属、非金属、水、盐以及碱反应。(1)与金属反应 (与变价金属反应,均是金属氧化成高价态) 2Na+Cl22NaCl (产生白烟) Cu+Cl2CuCl2 (棕黄色烟,溶于水得__蓝绿色__溶液) 2Fe+3Cl22FeCl3 (棕褐色烟,溶于水得__黄色__溶液) (常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中)(2)与非金属H2反应 H2+Cl22HCl(安静燃烧,发出__苍白色__火焰,瓶口形成__白雾__,工业制盐酸的方法之一) H2+Cl22HCl(发生爆炸) (3)与水反应制氯水:Cl2+H2OHCl+HClOa.氯水的成分和性质 成分性质表现Cl2氧化性能够氧化Fe2+、Br-、I-、S2-、SO2等Cl-生成沉淀加入硝酸银溶液产生白色沉淀HClO不稳定性在光照下氯水中有气泡产生HClO强氧化性①使湿润的有色布条或品红溶液褪色;②使紫色石蕊溶液先变红后褪色;③杀菌消毒H+酸性①使紫色石蕊溶液变红;②加碳酸盐产生气泡b.液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性粒子种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-H2O、H+、Cl-、OH(4)与碱反应 ①与烧碱反应:Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O (尾气处理中用来吸收多余氯气) ②制取漂白粉: 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (用来制漂白粉)漂白粉的主要成分是 CaCl2、Ca(ClO)2 ,有效成分是 Ca(ClO)2。漂白粉的漂白原理是:Ca(ClO)2+2HCl =CaCl2+2HClO (工业漂白的原理)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO (自然漂白)产生的HClO具有漂白性和强氧化性。由于HClO见光易分解,所以漂白粉应密封保存。2HClO2HCl+O2↑氯水要现用现配,保存在棕色试剂瓶中。(5)跟还原性物质反应①氯气与KI溶液: 2KI+Cl2=2KCl+I2。②氯气与FeCl2溶液: 2FeCl2+Cl2=2FeCl3。③向氯水中通入SO2: SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl。 ④与H2S反应 H2S+Cl2===__2HCl+S↓__ (可用来比较Cl和S非金属性强弱) (6)与有机物反应:CH4+Cl2__CH3Cl+HCl__(取代反应) CH2===CH2+Cl2―→__CH2ClCH2Cl_(加成反应)二、实验室制取氯气1.实验室制取氯气的制备、除杂、收集、尾气处理装置图 2.实验原理:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。温馨提示:还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应,使用以上物质时,反应不需要加热,如2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。3.验满方法(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。(3)实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。4.注意事项:①必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应;②为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热的温度不宜过高,以减少HCl的挥发;③实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气;④尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。三、次氯酸是一元__弱__酸(比__H2CO3__弱),具有强氧化性,不稳定(见光或受热分解):2HClO2HCl+O2↑,可用作漂白剂或消毒剂。四、次氯酸盐的性质水解性ClO-+H2OHClO+OH- (溶液呈碱性)与强酸反应Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓(漂白剂或消毒剂的漂白原理和漂白粉变质的原因)强氧化性无论在酸性还是在碱性溶液中,ClO―都具有强氧化性。在酸性条件下,ClO―的氧化性比Cl2的氧化性强,消毒杀菌效果也强一些。次氯酸及其盐主要用作强氧化剂及杀菌消毒五、卤族元素1.卤素单质物理性质比较性质F2Cl2Br2I2颜色浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色状态气体气体液体__固体__水中与水反应可溶于水溶解度不大溶解度不大有机溶剂中__易溶____易溶____易溶__易溶特性最强的非金属易液化常温下唯一呈液态的非金属单质易挥发、有毒①易__升华_②使淀粉变__蓝__2.卤素单质与水、碱反应的比较化学式与水的反应与碱的反应F22F2+2H2O===4HF+O2(剧烈)很复杂Cl2Cl2+H2OHCl+HClO(能跟水反应)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2OBr2Br2+H2OHBr+HBrO(比氯气跟水的反应更弱一些)Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2OI2I2+H2OHI+HIO(只有很微弱的反应)I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O3.卤素氢化物的递变规律(1)卤化氢的水溶液中只有氢氟酸是弱酸(2)酸性:HF(3)热稳定性:HF>HCl>HBr>HI(4)沸点:HF>HI>HBr>HCl (HF分子间存在氢键)(5)还原性:HI>HBr>HCl>HF(6)特性:HF能与SiO2反应,贮存在塑料容器中4.卤化银AgFAgClAgBrAgI颜色白色白色浅黄色黄色―→逐渐加深溶解性易溶于水难溶于水,也难溶于稀HNO3感光性无见光分解:2AgX2Ag+X2(X=Cl、Br、I)用途①检验X-:Ag++X-===AgX↓(试剂为AgNO3溶液和稀HNO3) ②制作感光材料(常用AgBr) ③AgI用于人工降雨5.卤族元素、单质及其化合物性质的特殊性(1)元素F没有正价,只有0、-1价,F2遇水发生置换反应,生成HF并放出O2。(2)HF是弱酸,其余三种是强酸,HF能腐蚀玻璃4HF + SiO2 = SiF4↑ + 2H2O;HF由于形成分子间氢键相互缔合,沸点反常的高。(3)AgF易溶于水,且不具有感光性;其余AgX均难溶于水。(4)溴是唯一的液态非金属,液溴易挥发,常用水封;碘易升华,常用于I2的分离提纯;淀粉遇碘变蓝色。(5)与铁反应,一般生成三价铁,但I2除外。(6)CaX2中只有CaF2难溶。6.卤素离子的检验方法(1)AgNO3溶液——沉淀法未知液生成(2)置换——萃取法未知液 有机层呈(3)氧化——淀粉法检验I-未知液 __蓝__色溶液,表明有I- 六、海水中氯、溴、碘的提取1.氯的提取——氯碱工业 2.海水提取溴 (1)流程 (2)发生的化学反应① 2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl② Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4③ 2HBr+Cl2===2HCl+Br2 3. 海带中提取碘 (1)流程 (2)发生的化学反应 Cl2+2I-===I2+2Cl-1.溶于水的氯气只部分与水反应,因此氯水中的主要溶质是Cl2,颜色为浅黄绿色。2.不能用pH试纸测量氯水的pH,原因是氯水中的HClO具有漂白性。3.工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得,而不是用氯气与石灰水反应。4.HClO不稳定,不能单独存在,只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。5.氯水的保存:密封贮存在棕色细口试剂瓶中避光保存;液溴通常用水液封来保存,不能用橡皮塞。6.Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性的原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性,使有色物质被氧化而褪色。7.离子共存问题:ClO-与Fe2+ 、I-、S2-、HS-、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。8.实验室制取Cl2时必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应9.氯气的尾气吸收试剂的选择。实验室制取氯气时,常用NaOH溶液吸收多余的氯气,也可以用Na2SO3溶液或Na2CO3溶液,但不用澄清石灰水,因为Ca(OH)2的溶解度较小,澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,吸收不完全。10.AgF易溶于水,其余AgX均难溶于水;CaF2难溶于水,其余CaX2均易溶于水。11.食用盐中加入KIO3可预防甲状腺肿大,不能加I2,I2遇淀粉变蓝,I-遇淀粉不会变蓝。考向一 氯气的性质 典例1:Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:包装钢瓶储运要求远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪泄漏处理NaOH、NaHSO3溶液吸收下列解释事实的方程式不正确的是A. 电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl- +2H2O2OH-+ H2↑+Cl2↑B. 氯气用于自来水消毒:Cl2 + H2O2H+ + Cl-+ ClO-C. 浓氨水检验泄露的氯气,产生白烟:8NH3 + 3Cl2 === 6 NH4Cl + N2D. 氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HSO3-+ Cl2 + H2O === SO42-+ 3H+ + 2Cl-【答案】B【解析】A. 电解饱和食盐水制取Cl2,反应的离子方程式为:2Cl- +2H2O2OH-+ H2↑+Cl2↑,选项A正确;B. 氯气用于自来水消毒,反应的离子方程式为:Cl2 + H2OH+ + Cl-+ HClO,选项B不正确;C. 浓氨水检验泄露的氯气,产生白烟,反应的化学方程式为:8NH3 + 3Cl2 === 6 NH4Cl + N2,选项C正确;D. 氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用,反应的离子方程式为:HSO3-+ Cl2 + H2O === SO42-+ 3H+ + 2Cl-,选项D正确。答案选B。变式训练1.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应得到,又能由金属和盐酸反应制得的是( )A.FeCl2 B.AlCl3 C.FeCl3 D.CuCl2【解析】因为Cl2具有较强的氧化性,当Cl2与金属反应时,都可把金属氧化成最高价态的金属氯化物,而盐酸中H+的氧化能力较弱,只能把Fe氧化成Fe2+,且不能把Cu氧化。【答案】B考向二 Cl2的制备典例2: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),按要求回答问题。(1)下列方法中,可制得氯气的正确组合是_______________________ (填序号)。①MnO2和浓盐酸混合共热 ②KMnO4和浓盐酸混合 ③次氯酸钠和浓盐酸混合④K2Cr2O7和浓盐酸混合 ⑤KClO3和浓盐酸混合A.①②⑤ B.②④⑤ C.①②④ D.全部可以(2)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是______________________________。(3)①装置B的作用是_______________,现象是______________________________。②装置D和E出现不同现象说明______________________________。③装置F的作用是______________________________。④写出装置G中发生反应的离子方程式:_______________。(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再增加一个装置。你认为此装置应加在_______与_______之间(填装置字母序号),装置中应放______________ (填写试剂或用品名称)。【答案】(1)D(2)浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低,最终变为稀盐酸,稀盐酸与二氧化锰不反应,不再产生氯气(3)① 证明有水蒸气产生 白色固体变蓝色② 氯气无漂白性,次氯酸有漂白性 ③ 吸收氯气④ Cl-+Ag+AgCl↓(4)F G 湿润的淀粉KI试纸【解析】(1)制得氯气的反应原理就是用氧化剂将盐酸氧化为氯气。题给方法中全部可制得氯气。(2)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低,最终变为稀盐酸,稀盐酸与二氧化锰不反应,不再产生氯气。(3)①装置B的作用是证明有水蒸气产生,由于白色粉末CuSO4吸水成为蓝色晶体CuSO4 ? 5H2O,所以现象是白色固体变蓝色。 ②装置D和E出现不同现象说明氯气无漂白性,次氯酸有漂白性。③利用卤素单质易溶于有机溶剂的特点,使用四氯化碳溶解吸收氯气,防止氯气对于氯化氢的检验带来干扰。因此装置F的作用是吸收氯气。④装置G中发生反应的离子方程式:Cl-+Ag+AgCl↓。(4)此装置用来检验氯气是否已经除尽,所以此装置应加在F与G之间,根据氯气置换的碘遇淀粉变蓝,所以装置中应放湿润的淀粉KI试纸。变式训练2.下列有关实验装置进行的相应实验,不能达到实验目的的是( ) A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢和水蒸气C.用装置丙可证明Cl2的氧化性强于S D.用装置丁可以完成“喷泉”实验【解析】A项,实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下反应制取氯气,故A正确;B项,应将气体先通入饱和食盐水中除去HCl气体,再通入浓硫酸除去水蒸气,故B错误;C项,由Cl2+Na2S===2NaCl+S↓可知,Cl2可以置换出S,说明Cl2的氧化性强于S,故C正确;D项,Cl2能被NaOH溶液吸收,使烧瓶内外产生压强差,从而引发喷泉现象,故D正确。【答案】B考向三 卤族元素 典例3:元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为________。(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是________(填序号)。a.Cl2、Br2、I2的熔点b.Cl2、Br2、I2的氧化性c.HCl、HBr、HI的热稳定性d.HCl、HBr、HI的酸性(3)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体①完成Ⅰ中反应的总化学方程式:NaCl+H2O===NaClO3+__________。②Ⅱ中转化的基本反应类型是________,该反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是_________________________________________________________。【解析】(1)根据题意可知,与Cl同族的短周期元素为F,其原子序数为9,最外层电子数为7,电子层数为2,故其原子结构示意图为。(2)比较元素的非金属性强弱可以通过比较元素的气态氢化物的稳定性或者最高价氧化物对应水化物的酸性,气态氢化物越稳定、最高价氧化物对应水化物的酸性越强,元素的非金属性越强,也可以通过单质之间的置换反应比较,故只有b、c正确。(3)①NaCl中Cl元素的化合价由-1价升高到NaClO3中的+5价,故必定有一种元素的化合价要降低,经分析只能是H元素由+1价降到0价,因此结合原子守恒和电子守恒可写出化学方程式:NaCl+3H2O===NaClO3+3H2↑。②由NaClO3和KCl反应生成KClO3和NaCl,元素的化合价都没有变化,故为复分解反应,其他晶体没有析出,只析出了KClO3,说明KClO3的溶解度较小,小于其他晶体。【答案】(1) (2)bc(3)①NaCl+H2O===NaClO3+H2↑②复分解反应 室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体变式训练3.下列叙述中不正确的是 ( )A.颜色深浅:AgI>AgBr>AgClB.还原性:HI>HBr>HCl>HFC.水溶液的酸性:HI>HBr>HCl>HFD.光敏性:AgF>AgCl>AgBr>AgI【解析】卤素的化学性质随原子结构的变化而有规律的变化——得电子能力逐渐减弱,单质氧化性逐渐减弱,离子或气态氢化物的还原性增强,但稳定性减弱.【答案】D考向四 溴、碘的提取 典例4: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试剂可以为Na2SO3饱和溶液B.步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 LD.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏【解析】A.Na2SO3+Br2+H2O===Na2SO4+2HBr,A项正确;B.步骤Ⅲ利用氯气的氧化性比溴单质的强,利用置换反应原理制取Br2,B项正确;C.反应Ⅰ和反应Ⅲ均用到Cl2,故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气,但未标明氯气所处的温度和压强,C项错误;D.从浓溴水中提取溴,可利用有机溶剂(如苯)萃取溴,然后分液得到含溴单质的有机溶液,再经蒸馏可得到纯净的溴单质,D项正确。【答案】C变式训练4.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____________。(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__________________________。 (4)已知:5SO+2IO+2H+===I2+5SO+H2O。某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO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【解析】(1)碘易溶与有机溶剂,碘离子易溶与水,所以把碘单质转化为碘离子使有机溶剂中的碘转化为水中;(2)不溶于水的有机物与水溶液分离,用分液;(3)气体的溶解度随温度升高而降低,低温有利于增大氯气的浓度;氯气有毒会污染空气,应用碱溶液吸收(4)需要检验碘离子和碘酸根离子,两种离子均应转化为碘单质用淀粉检验,前者需氧化剂,后者需还原剂。检验I-,可以利用I-的还原性,先加入淀粉溶液,再加盐酸酸化,最后滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,则说明废水中含有I-,若溶液不变蓝,则说明废水中不含有I-;检验IO,可以利用IO的氧化性,先加入淀粉溶液,再加盐酸酸化,最后滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,则说明废水中含有IO,若溶液不变蓝,则说明废水中不含有IO。【答案】(1)SO+I2+H2O===2I-+SO+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,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有IO,若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO1.【2018北京卷】 下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是ABCD实验NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀,随后变为红褐色溶液变红,随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体,随后变为红棕色A. A B. B C. C D. D【答案】C【解析】NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先变红,红色褪色是HClO表现强氧化性,与有色物质发生氧化还原反应;白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反应前后元素化合价不变,不是氧化还原反应;Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2,反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;与氧化还原反应无关的是C项,答案选C。2.【2018江苏卷】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Cl2D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I?后的Cl2尾气【答案】B【解析】灼烧碎海带应用坩埚,错误;海带灰的浸泡液用过滤法分离获得含I-的溶液,正确;MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热条件,错误;D项,尾气Cl2应用NaOH溶液吸收,错误。3.【2018新课标II卷】 实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。 光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是 A. A B. B C. C D. D【答案】D【解析】在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代烃,氯化氢极易溶于水,所以液面会上升。但氯代烃是不溶于水的气体或油状液体,所以最终水不会充满试管,答案选D。4.【2018 江苏】根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是选项实验操作和现象结论A向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,浊液变清苯酚的酸性强于H2CO3的酸性B向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度C向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性D向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成Ksp(AgCl) >Ksp(AgI)A. A B. B C. C D. D【答案】B【解析】A项,苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,浊液变清,发生反应 B项,向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色,说明CCl4将I2从碘水中萃取出来,I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,正确;C项,Fe从CuSO4溶液中置换出Cu,反应为:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ ,根据氧化还原反应中氧化性强弱比较:氧化剂>氧化产物, Cu2+的氧化性强于Fe2+,错误;D项,向NaCl、NaI的混合液中加入AgNO3溶液产生黄色沉淀,说明先达到AgI的溶度积,但是题干中NaCl、NaI的浓度未知,因此不能说明AgCl、AgI溶度积的大小,错误。5.【2018新课标Ⅲ卷】KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示: “酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。“滤液”中的溶质主要是_______。“调pH”中发生反应的化学方程式为__________。【答案】加热 KCl KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O(或HIO3+KOH=KIO3+H2O)【解析】(2)利用气体溶解度随温度的升高而降低的性质,可采用加热法去除溶解的Cl2;根据元素守恒确定滤液中的溶质主要是KCl;根据题意调pH时溶解的成份是KH(IO3)2,加入KOH可以生成KIO3;6.【2017北京卷6】下列变化中,气体被还原的是A.二氧化碳使Na2O2固体变白 B.氯气使KBr溶液变黄C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色 D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀【答案】B【解析】明确氧化还原反应的含义和判断依据是解答的关键,注意氧化还原反应的分析思路,即判价态、找变价、双线桥、分升降、写得失、算电子、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清它们的变化情况。该题的易错点是选项A,注意转化规律的理解:氧化还原反应中,以元素相邻价态间的转化最易;同种元素不同价态之间若发生反应,元素的化合价只靠近而不交叉;同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。二氧化碳使Na2O2固体变白,发生反应2CO2+2Na2O2=O2+2Na2CO3,CO2的化合价没有发生改变,不属于 氧化还原反应,A错误;B、氯气使KBr溶液变黄,发生反应2KBr+Cl2=2KCl+Br2,Cl2化合价降低,被还原,B正确;C、乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色,是乙烯与溴发生了加成反应,Br元素化合价降低,Br2被还原,乙烯被氧化,C错误;D、氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝,反应过程中NH3化合价没有改变,D错误。正确答案B。7.【2017 江苏 3】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 A.Na2O2吸收CO2产生O2 ,可用作呼吸面具供氧剂 B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒 C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维 D.NH3易溶于水,可用作制冷剂 【答案】A【解析】 A.Na2O2可以与CO2产生O2 ,Na2O2可用作呼吸面具供氧剂,正确; B.ClO2用于自来水的杀菌消毒是利用其氧化性,不是还原性,错误; C.SiO2可用于制造光导纤维是因为其透光性好,错误; D.液氨汽化时需要吸收大量的热,可用作制冷剂,错误。8.【2016·上海】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【答案】A【解析】在氯水中存在反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若反应使溶液中c(HClO)增大,则溶液的漂白性会增强。A.由于酸性HCl>H2CO3>HClO,所以向溶液中加入碳酸钙粉末,会发生反应:2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑,使化学平衡正向移动,导致c(HClO)增大,则溶液的漂白性会增强,正确;B.若加入稀硫酸,使溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,溶液的漂白性减弱,错误;C.加入氯化钙溶液,不能发生反应,溶液的水对氯水起稀释作用,使溶液的漂白性减弱,错误;D.加入二氧化碳的水溶液,电离产生氢离子,使化学平衡逆向移动,溶液的漂白性减弱,错误。9.【2016·新课标III】化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是( )化学性质实际应用AAl2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火B铁比铜金属性强FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板C次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物DHF与SiO2反应氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记【答案】B【解析】A、硫酸铝和碳酸氢钠发生反应生成氢氧化铝沉淀、硫酸钠和二氧化碳,能灭火,故说法正确;B、氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,说明铜的还原性强于亚铁离子,不能说明铁的金属性比铜强,故说法错误;C、次氯酸具有强氧化性,能漂白,故说法正确;D、氟化氢和二氧化硅反应生成四氟化硅和水,可以刻蚀玻璃,故说法正确。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 考点12 氯及其重要化合物 卤族元素(学生版).doc 考点12 氯及其重要化合物 卤族元素(教师版).doc