高一卤素知识归纳及练习.docx
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高一卤素知识归纳及练习
卤素
最外层电子数相同,但电子层数不同的一些原子。
它们的化学性质有相似之处,但又有差异。
氯气
1.物理性质:
在通常情况下,氯气呈黄绿色;有刺激性气味;1体积水中能溶解2体积氯气。
2.氯气的化学性质:
氯气的最外层上有7个电子,因而在化学反应中容易结合一个电子,使最外层达到8电子的稳定结构。
所以氯气的化学性质活泼,是一种活泼的非金属,具有较强的氧化性。
(有较强的非金属性)
(1)跟金属反应
氯气不但能与活泼的金属如钠反应,在加热的条件下,还能与不活泼的金属反应。
与铜的反应:
红热的铜丝在氯气中燃烧起来,集气瓶内充满棕色的烟(氯化铜),加水后得到绿色的氯化铜溶液。
2Fe+3Cl2→2FeCl3Fe+2HCl→FeCl2+H2↑
(2)跟非金属反应(与氢气的反应):
在集气瓶内收集氢气与氯气的混合气体(1:
1);集气瓶口用塑料片盖住;在瓶近处点燃镁条,发出耀眼的强光,当强光照射混合气体后,可以观察到:
瓶内混合气体迅速化合,而发生爆炸,把塑料片向上弹起。
氯气与氢气起反应,生成氯化氢气体,放出大量的热量,以至于发生爆炸。
氯气在氢气中安静地燃烧,发出苍白色的火焰,生成氯化氢
(3)氯气与水反应
氯气溶于水中,在常温下,1体积水中能溶解约2体积的氯气。
氯气的水溶液称氯水(浅绿色)。
溶解的氯气与水反应,生成盐酸和次氯酸。
Cl2+H2O→HCl+HClO
以上反应是氧化还原反应吗?
氧化剂是?
还原剂是?
氧化产物?
还原产物是?
次氯酸不稳定,易分解,当氯水受日光照射时,分解速度加快。
2HClO→2HCl+O2
氯水的颜色变浅:
氯水中含有:
氯气、盐酸、次氯酸、水。
以上被氧化的元素是?
被还原的元素是?
次氯酸是一种强氧化剂,能杀死水里的病毒,所以自来水常用氯气来杀菌消毒。
次氯酸能使染料和有机色素褪色,可作漂白剂。
次氯酸不能使干燥的有色布条褪色,但能使湿润的有色布条褪色。
(4)氯气与碱反应
氯气有毒,实验室为了防止氯气外泄,通常要用碱液来吸收过量的氯气。
如用氢氧化钠溶液来吸收氯气。
生成次氯酸钠和氯化钠。
2NaOH+Cl2→NaCl+NaClO+H2O
以上反应是由三步反应合成而得的。
Cl2+H2O→HCl+HClOHClO+NaOH→NaClO+H2OHCl+NaOH→NaCl+H2O
H++OH-→H2O中和反应
以上三步反应相加,可以得到氯气与氢氧化钠溶液反应的方程式。
常见氯的含氧酸的名称:
HClO次氯酸HClO3氯酸HClO4高氯酸
由于次氯酸盐比次氯酸稳定,容易保存。
工业上就用氯气和消石灰(石灰乳)制取漂白粉(次氯酸钙)。
2Ca(OH)2+2Cl2→CaCl2+Ca(ClO)2+H2O
次氯酸钙是常用的消毒杀菌的试剂,也可用于漂白
漂白粉应用于漂白时,先跟稀酸或空气中的二氧化碳和水蒸气起反应,就生成了次氯酸。
Ca(ClO)2+HCl→2HClO+CaCl2Ca(ClO)2+2CO2+2H2O→2HClO+Ca(HCO3)2
二.氯气的用途
除了用于消毒、制取盐酸和漂白粉外,还用于制造多种农药等,是一种重要的化工原料。
三.氯气的实验室制法:
原料:
浓盐酸、二氧化锰,条件:
加热
4HCl+MnO2→Cl2↑+MnCl2+2H2O
氯化氢的实验室制取;原料:
浓硫酸和固体氯化钠
食盐与浓硫酸起反应,不加热或稍微加热,就生成硫酸氢钠和氯化氢。
NaCl+H2SO4(浓)→NaHSO4+HCl↑
高温条件下发生的反应是:
2NaCl+H2SO4(浓)→Na2SO4+2HCl↑
氯化氢极易溶于水,所以氯化氢暴露在空气中有白雾产生。
氯化氢是没有颜色而有刺激性的气体。
它极易溶于水,1体积水中大约能溶解500体积的氯化氢。
喷泉实验
1.干燥的圆底烧瓶中充满氯化氢气体
2.胶头滴管内吸有少量的水
3.挤压胶头滴管,使水射入烧瓶内
4.打开止水夹,形成喷泉现象。
粗盐提纯注意点:
为什么10g粗盐要量取30mL左右的水来溶解?
为了除去杂质10g粗盐要保证完全溶解,加水的量与食盐的溶解度有关,加水太多蒸发结晶时花费的时间多。
过滤操作中要注意什么?
三靠二低
蒸发到即将干时,为什么要停止加热或用小火加热?
即将干时,少量水分气化时,容易发生晶体颗粒飞溅的现象,停止加热或用小火加热可避免这种现象发生。
为什么用少量水洗涤结晶物能除去其中少量的可溶性杂质?
经过过滤后,食盐晶体表面残留的杂质都是一些可溶性的杂质,用少量水洗涤溶解结晶物表面的可溶性杂质。
粗盐提纯中要用到几次玻璃棒,每次使用的作用各是什么?
1.配制时用于搅拌,加快粗盐的溶解速度。
2.过滤时起到引流的作用
3.蒸发到即将干时,用玻璃棒搅拌晶体,能避免晶体颗粒飞溅。
卤族元素
卤族的原子结构和它们的单质的物理性质
卤素在自然界中都以化合态存在,单质需人工制得。
(说明游离态的卤素比较活泼)
氟、氯、溴、碘的最外层电子数相等,但电子层数不同。
它们的原子半径和离子半径都随着电子层数的增加而增大。
离子因得到一个电子,半径大于相应的原子
在常温下,单质氟和氯是气态;溴是液态;碘是固态。
气态→液态→固态(熔沸点逐渐增加)
颜色逐渐加深,氟:
淡黄绿色;氯:
黄绿色;溴:
深棕红色;碘:
紫黑色。
液态溴单质易挥发成溴蒸气
碘在常压下加热,不经过熔化就直接变成紫色蒸气,蒸气遇冷,重新凝成固体。
这固态物质不经过转变成液体而直接变成气态的现象叫做升华。
发生升华现象属于物理变化
萃取现象
1.把水注入盛有少量液溴的试管内,振荡,水溶液显橙色
2.再注入少量的汽油(或四氯化碳),用力振荡,静置一会儿,发现水层颜色变浅,汽油层颜色变深。
(汽油萃取后,现象:
上层汽油层,颜色变深,下层颜色变浅)
(四氯化碳萃取后,现象:
上层水层,颜色变浅,下层颜色变深)
用酒精能否萃取?
不能,因酒精与水互溶。
萃取液分离的方法:
用分液漏斗。
将溴换成碘,也出现相同的现象
利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同的性质,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法,叫做萃取。
它是一种常用的分离物质的方法。
占地球上储量99%的溴分布在海洋中,从海水中提取溴,一般要经过浓缩、氧化和提取三个步骤。
首先将通氯气将海水中化合态的溴,氧化成溴单质;然后根据溴的沸点比水低的性质,可以鼓入热空气或水蒸气,使它和水蒸气一起挥发出来,冷凝后得到粗溴,再将粗溴精制就可以得到高纯度的溴。
二.卤素单质的化学性质
1.卤素单质都能与金属起反应生成卤化物
2.卤素单质都能跟氢气起反应,生成卤化氢
氟的性质比氯活泼,跟氢气反应,不需要光照,在暗处就能剧烈化合,并发生爆炸。
溴的化学性质不如氯活泼,溴与氢气的反应在达到500℃时才缓慢反应。
碘的性质比溴更不活泼,碘跟氢气的反应在不断加热条件下缓慢地进行,生成的碘化氢很不稳定,同时发生分解。
反应的通式为:
X2+H2→2HX
3.卤素与水的反应
氟遇水发生剧烈的反应,生成氟化氢和氧气
2H2O+2F2→4HF+O2↑Cl2+H2O→HCl+HClO
以上反应氧化剂是?
还原剂是?
溴与水的反应比氯气跟水的反应更弱一些,碘与水只有微弱的反应。
4.卤素各单质的活动性比较
把少量氯气分别注入溴化钠溶液和碘化钠溶液的两个试管内,用力振荡后,再注入少量无色汽油(或四氯化碳)。
振荡,上层无色的汽油颜色变深,下层水溶液颜色变浅。
把少量溴水注入盛有碘化钾溶液的试管里,用力振荡,上层无色的汽油颜色变深,下层水溶液颜色变浅。
以上实验相关的化学方程式为:
2NaBr+Cl2→2NaCl+Br22NaI+Cl2→2NaCl+I22NaI+Br2→2NaBr+I2
5.碘跟淀粉反应
碘遇淀粉变蓝色。
利用碘的特性,可以鉴定碘的存在
卤素的原子,最外层都有7个电子,结合外来电子的能力很强,所以卤素是活泼的非金属元素。
卤素原子容易得到电子而被还原,它们本身是强氧化剂。
但是,氟、氯、溴、碘各原子的核电荷数不同,核外电子层数不同,原子和离子的大小也不同,各原子核对外层电子的吸引力不同。
三.卤素的几种化合物
1.氟化钙俗称萤石,使浓硫酸跟萤石在铅皿中起反应,就可制得氟化氢。
CaF2+H2SO4→CaSO4+2HF↑
氟化氢也象氯化氢那样,在空气里呈现白雾。
氟化氢有剧毒,氟化氢可用于玻璃雕刻。
2.溴化银和碘化银
在三支试管内各加入少量的氯化钠、溴化钠和碘化钠溶液,再分别加入少量硝酸银溶液。
分别产生白色、浅黄色、黄色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解。
NaBr+AgNO3→AgBr↓+NaNO3NaI+AgNO3→AgI↓+NaNO3
溴化银和碘化银都有感光性。
碘化银可用于人工降雨。
练习:
1.氯气的分子组成是双(“双”“单”)原子分子,分子式是。
2.氯气是浅绿色、比空气重,有刺激性气味的有(“有”“无”)毒气体。
由于氯原子最外层有7个电子,在化学反应中易得到(“失去”“得到”)1个电子形成8个电子的稳定结构,所以氯气有很强的氧化性(“氧化性”“还原性”)。
(1)氯气与金属的反应:
氯气在点燃或加热条件下能将绝大多数的金属氧化(“氧化”“还原”)成正价的金属氯化物。
如(写出下列方程式,并按要求填空):
①钠与氯气:
(现象:
剧烈燃烧,产生白烟)
②铜与氯气:
(现象:
剧烈燃烧,产生棕色的烟)
③铁与氯气:
(现象:
剧烈燃烧,产生棕黄色的烟)
(2)氯气与非金属的反应:
氢气在氯气中燃烧激烈(现象:
苍白色火焰)
氢气和氯气的混合气体,点燃或光照,会发生爆炸。
(3)氯气与水的反应:
氯气能溶(“能溶”“易溶”)于水,氯气的水溶液叫氯水,
氯水因溶解了部分单质氯而呈浅绿色,溶解的氯气部分(“全部”“部分”)与水起反应,
化学方程式为:
。
3.图为实验室制取漂白粉的简单流程图:
吸收余氯
根据图填空:
(1)制取氯气的原料是浓盐酸和二氧化锰。
(2)净化气体的试剂是饱和的食盐水。
(3)干燥气体的试剂是浓硫酸。
(4)制取漂白粉的原料是生石灰、水、氯气。
(5)吸收余氯的试剂是氢氧化钠溶液。
4.实验室制取氯气的化学方程式为,氯气中常混有的气体是氯化氢,因为制取氯气的原料是浓盐酸,它易挥发。
可用饱和食盐水溶液来除去,选用的仪器是洗气瓶。
5.氯气溶于水,得到氯水,氯水呈浅绿色,微热新制的氯水,看到的现象是有气泡产生,溶液颜色变浅。
以上发生的化学反应的化学方程式为:
;
。
6.判断下列说法说法正确
(1)干燥的氯气没有漂白作用对
(2)实验室常用浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下,制取氯气对
(3)实验室制取的氯气中常含有少量的氯化氢气体,可通过饱和的食盐水,氯化氢被吸收,而氯气不易溶解对
(4)实验室制取氯气时,为了得到纯净的氯气,可采用向上排气法收集错
(5)氯气不能用浓硫酸干燥,因为浓硫酸具有强氧化性错
(6)氯气通入碳酸钠溶液中有二氧化碳气体产生对
(7)次氯酸钙比较稳定,可以作为商品出售对
(8)次氯酸钙溶液暴露在空气中,可以作为消毒杀菌剂对
(9)长期暴露在空气中的氯水,颜色最终变成无色对
(10)鉴别自来水和蒸馏水,可以滴加硝酸银溶液对
(11)某溶液中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成,该溶液不一定含有氯离子对
(12)金属钠在氯气中燃烧,有白雾产生错
(13)氢气在氯气中燃烧火焰的颜色与氢气在氧气中燃烧火焰颜色相同错
(14)氯化氢和氯化钠中的氯元素,氯原子的最外层电子都达到8电子稳定结构对
⑾
(15)氯化钠溶液含有盐酸,除去盐酸的方法是:
加热灼烧,可以得到纯净的氯化钠晶体对
7.根据下图中的要求写出
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