卤族元素.docx

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卤族元素

氯气

1、掌握Cl2的物理性质，化学性质，理解其强氧化性

2、了解HClO的漂白和杀菌原理，了解氯水的成分

3、掌握Cl2的制法及除杂和尾气吸收

[复习要点]

一、氯在周期表中的位置和原子结构：

氯在周期表中位于族，原子结构示意图为。

其最外层有个电子，在化学反应中表现出较强的性。

其单质的电子式为。

二、氯气的性质：

1、物理性质：

氯气是一种色，有刺激性的气体，能易化成液氯，能溶于水（1：

2）。

2、氯气的化学性质：

（1）与金属单质反应：

a.与Na反应:

现象：

黄色火焰、白烟

b.与Cu反应:

现象：

棕黄色烟、加水震荡形成蓝绿色溶液

c.与Fe反应:

现象：

棕黄色的烟、加水形成黄色溶液

思考：

氯气、硫与变价金属铁和铜反应的区别：

（用化学反应式表示）或举例说明氯气的氧化性比硫强。

小结：

氯气与金属单质可以反应，将金属氧化为最高价

（2）与非金属单质反应：

a.与H2反应：

现象：

①氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾

②氢气和氯气混合点燃或者强光照射，剧烈反应而爆炸

b.与P反应：

现象：

产生白色烟（PCl5）雾（PCl3）

（3）与水反应：

氯气溶于水形成氯水，呈黄绿色，溶解的氯气部分与水反应，生成盐酸和次氯酸

Cl2+H2O=HCl+HClOCl2+H2O=H++Cl-+HClO

次氯酸不稳定，受热或见光分解：

2HClO=2HCl+O2↑

次氯酸是一种弱酸，但有很强的氧化性，可用于杀菌、消毒或漂白

思考：

（1）如何设计实验证实起漂白作用的是HClO分子而不是Cl2分子？

（干燥的氯气不能使干燥的红布条褪色，但可以使湿润的红布条褪色）

（2）新制氯水含有哪些分子和离子？

（3）将氯气通入石蕊试液有什么现象，为什么？

（4）新制氯水应该如何保存，为什么？

（4）与碱反应：

2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O

2Ca（OH）2+2Cl2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

漂白粉主要成分：

CaCl2+Ca（ClO）2，而有效成分是Ca（ClO）2，

杀菌原理：

Ca（ClO）2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO（HClO强氧化剂）

例1．氯水中含有多种物质，表现出多种性质，下列叙述中，请选择是氯水中主要物质所表现出的性质：

①Cl2②HCl③HClO④H2O

（1）用氯水进行杀菌消毒：

（2）氯水具有漂白性：

（3）在氯水中加入镁粉，有气体产生：

（4）制氯气时，常用氢氧化钠溶液来处理尾气：

（5）在硝酸银溶液中加入氯水，有白色沉淀生成：

三、氯气的制法：

1、氯气的实验室制取：

（1）反应的原理：

（2）装置图：

（3）收集气体的方法：

（4）除杂（HCl）：

________________________

（4）尾气的处理：

（5）若要检验集气瓶是否收满氯气，可用方法来检验。

2、氯气的工业制法：

a.电解饱和食盐水：

2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2

b.电解熔融NaCl得到金属钠和副产物氯气

四、练习：

1．下列反应中，能产生棕色的烟的是（）

A．铁在氧气中燃烧B．钠在氯气中燃烧

C．铜在氯气中燃烧D．氢气在氯气中草药燃烧

2．下列物质中，能与硝酸银溶液作用产生白色沉淀的是（）

A．KClO3B．KBrC．KClD．氯水

3．除去氯气中混有的少量氯化氢，可通过（）

A．水B．氢氧化钠固体C．饱和食盐水D．生石灰

4．实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，当有4mol的氯化氢发生氧化反应时，生成的气体在标况下的体积是（）

A．22.4LB．11.2LC．44.8LD．89.6L

5．在利用浓盐酸与二氧化锰共热制取氯气的反应中，消耗的氯化氢的物质的量与作还原剂的氯化氢的物质的量之比（）

A．1：

1B．1：

2C．2：

1D．4：

1

6．实验室用下图所示的实验装置制取纯净干燥的无水CuCl2。

回答下列问题：

（1）仪器按上图连接好后，在添加药品前必须进行的实验操作是。

（2）装置B的广口瓶中盛有（写名称），其作用是；装置C中盛有（写名称），其作用是；装置E的作用是。

（3）待充分反应后，装置D的玻璃管中的剩余物呈色，冷却后将制得的产物配成饱和溶液，溶液呈色。

【易错】

1．分清氯水、溴水的成分，反应时的作用和褪色的原理。

氯水中正因为存在可逆反应Cl2+H2OHCl+HClO，使其成分复杂且随着条件的改变，平衡发生移动，使成分发生动态的变化。

当外加不同的反应物时，要正确判断是何种成分参与了反应。

氯水中的HClO能使有色物质被氧化而褪色。

反之，也有许多物质能使氯水、溴水褪色，发生的变化可属物理变化（如萃取），也可属化学变化，如歧化法（加碱液）、还原法（如Mg、SO2等）、加成法（加不饱和的有机物）等。

值得一提的是有时虽然发生化学变化，但仍生成有色物，如Br2与Fe或KI反应。

2．区分清楚萃取和分液的原理、仪器、操作以及适用范围与其他物质分离方法不同。

萃取和分液是物质分离的众多方法之一。

每一种方法适用于一定的前提。

分液适用于分离互不相溶的两种液体，而萃取是根据一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解性有很大差异从而达到提取的目的。

一般萃取和分液结合使用。

其中萃取剂的合理选择、分液漏斗的正确使用、与过滤或蒸馏等分离方法的明确区分等是此类命题的重点和解决问题的关键。

命题以选择何种合适的萃取剂、萃取后呈何现象、上下层如何分离等形式出现。

解题关键是抓住适宜萃取剂的条件、液体是否分层及分层后上下层位置的决定因素。

分液操作时注意“先下后上、下流上倒”的顺序。

为确保液体顺利流出，一定要打开上部塞子或使瓶塞与瓶颈处的小孔或小槽对齐，与大气相通。

【典型例题评析】

例1氯化碘（ICl）的化学性质跟氯气相似，预计它跟水反应的生成物是（1998年全国高考题）

A.HI和HClOB.HCl和HIOC.HClO3和HIOD.HClO和HIO

答案：

B

方法要领：

学习元素化合物知识时，抓住代表物的性质，并结合元素周期律知识，来指导同主族元素性质的学习。

在ICl中I为+1价，Cl为-1价与水反应后其产物的化合价均不发生改变，防止受Cl2+H2O=HCl+HClO影响，认为ICl与H2O反应也是氧化还原反应，而误选A。

水解产物的判断可根据电荷相互吸收的原则去思考，因化学作用也是电性作用。

此类化学方程式可按下列“模式”书写：

A+B-+H+-OH-=A+OH-+H+B-

除ICl外，Mg3N2、CaC2、NaH、Al2S3、CH3COONa等水解均遵循该“规律”。

例2下列物质在空气中久置变质，在变质过程中，既有氧化还原反应发生，又有非氧化还原反应发生的是（1997年高考化学试测题）

A.食盐B.漂白粉C.氯水D.硫酸亚铁溶液

答案：

B

方法要领：

掌握各种物质的化学性质及反应中元素的价态变化。

例3将1体积选项中的一种气体与10体积O2混合后，依次通过盛有足量浓NaOH溶液的洗气瓶和盛有足量的热铜屑的管子（假设反应都进行完全），最后得到的尾气可以是（1996年全国高考题）

A.Cl2B.COC.CO2D.N2

答案：

C、D

方法要领：

该题要答正确，必须审明题意：

即反应物需从四个选项中选，产物也要从四个选项中选。

防止漏选C。

例4为实现中国2000年消除碘缺乏病的目标，卫生部规定食盐必须加碘,，其中的碘以碘酸钾（KIO3）形式存在。

已知在溶液中IO3-可和I-发生反应：

IO3-+5I-+6H+=3I2+2H2O。

根据此反应，可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验，证明在食盐中存在IO3-。

可供选用的物质有：

①自来水；②蓝色石蕊试纸；③碘化钾淀粉试纸；④淀粉；⑤食糖；⑥食醋；⑦白酒。

进行上述实验时必须使用的物质是（1997年全国高考题）

A.①③B.③⑥C.②④⑥D.①②④⑤⑦

答案：

B

方法要领：

解题关键是：

抓住IO3-+5I-+6H+=3I2+2H2O，可知所给物质要提供I-和H+。

本题属于原理型信息给予题，它给出两条反应原理的新信息：

一是食盐中的碘是以碘酸钾（KIO3）的形式存在；二是给出了IO3-、I-、H+3种离子共同存在时发生的生成I2的氧化还原反应的信息，此反应原理成为实现问题解决的根本依据。

为此，应能提取出I2和淀粉互检的已有知识，并把IO3-被I-在H+存在下还原为I2的反应和I2的常规检验联系起来，从而完成对问题的解答。

如果能深入把握KI淀粉试纸检验出氧化性物质（如Cl2、O3等）的反应原理，将已有知识迁移运用到IO3-氧化I-（H+存在）的新情境中，则不难找出用碘化钾淀粉试纸（H+存在）检出IO3-的方法。

可见，将知识系统化、结构化，对形成知识的类比与迁移能力，是十分重要的。

例5甲、乙、丙三种溶液各含有一种X--（X--为Cl-、Br-、I-）离子。

向甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液变橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化。

则甲、乙、丙依次含有（1991年全国高考题）

A.Br-、Cl-、I-B.Br-、I-、Cl-C.I-、Br-、Cl-D.Cl-、I-、Br-

答案：

B

方法要领：

利用非金属置换反应规律进行逻辑分析。

非金属性较强的单质能从盐溶液（或酸溶液）中把非金属性弱的非金属置换出来。

本题考查了对卤素离子还原性强弱的理解及卤素置换实验现象的分析，它运用的知识有：

Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，Cl2+2I-=2Br-+I2和Br2+2I-=2Br-+I2，I2遇淀粉变蓝色。

例6冰箱致冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子，并进行下列反应：

Cl+O3→ClO+O2，ClO+O→Cl+O2。

下列说法不正确的是（1998年上海高考题）

A.反应后将O3转化为O2B.Cl原子是总反应的催化剂

C.氟氯甲烷是总反应催化剂D.Cl原子反复起分解O3的作用

答案：

C

方法要领：

这是一道与环境化学相关的题目，也属信息给予题。

中间产物和催化剂有相同点：

①均参与了反应过程；②当分反应合并成总反应时两者均可消去，即生成量等于消耗的量。

两者的不同之处在于催化剂先消耗后生成，而中间产物则先生成后消耗。

据此可判断出Cl在上述过程中是催化剂。

平时要善于比较一些相关的概念，找出它们的本质区别。

例7某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，经测定ClO-和ClO3-的浓度之比为1:

3，则Cl2与NaOH反应时,被还原的氯元素与被氧化的氯元素物质的量之比为（1999年全国高考题）

A.21:

5B.11:

3C.3:

1D.4:

1

答案：

D

方法要领：

本题考查利用氧化还原反应的本质分析问题的能力，考查学生应变的灵活性。

Cl2与NaOH溶液反应，本身既是氧化剂又是还原剂，氧化产物为NaClO、NaClO3，还原产物为NaCl，通过电子守恒原理快解。

例8KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯.其变化可表述为:

KClO3+HCl（浓）==KCl+ClO2↑+Cl2↑+

（1）请完成该化学方程式并配平（未知物化学式和化学计量数填入框内）

（2）浓盐酸在反应中显示出来的性质是（填写编号,多选倒扣分）

①只有还原性②还原性和酸性③只有氧化性④氧化性和酸性

（3）ClO2具有很强的氧化性。

因此，常被用作消毒剂，其消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）是Cl2的倍。

答案:

（1）242212H2O

（2）②（3）2.63

方法要领：

此题考查了氯及其化合物的相互转化和性质，氧化还原反应方程式的配平，氧化性还原性分析,电子转移数目的计算等知识；此题是一信息题，情境新颖，思考量大，有效地考查了学生的分析问题的能力，代表了今后高考命题的方向。

例9已知氯水中有如下平衡：

Cl2+H2OHCl+HClO。

常温下，在一个体积为50mL的针筒里吸入40mL氯气后，再吸进10mL水。

写出针筒中可能观察到的现象。

若将此针筒长时间放置，又可能看到何种变化；试用平衡观点加以解释

。

（1994年上海市高考题）

答案：

气体体积缩小，溶液呈浅黄绿色。

气体体积继续减小，气体和溶液均变成无色；氯水中的平衡Cl2+H2OHCl+HClO，又由于2HClO=2HCl+O2，HClO不断分解，平衡右移，最终Cl2耗尽全部转化成O2。

由总反应式2Cl2+2H2O===4HCl+O2，可知，气体体积减少。

方法要领：

回答实验现象要完整并且表达确切。

例10某化学课外小组用海带为原料制取少量碘水。

现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液，其实验操作可分为如下几步:

A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中

B.把50mL碘水和15mLCCl4加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞

C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液

D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正

E.打开活塞,用烧杯接收溶液

F.从分液漏斗上口倒出上层水溶液

G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔

H.静置,分层

就此实验,完成下列填空:

（1）正确操作步骤的顺序是→→A→G→→E→F。

（2）上述E步骤的操作中应注意

上述G步骤操作的目的是

（3）能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是

（4）下列物质,不能作为从溴水中萃取溴的溶剂是

A.热裂汽油B.苯C.酒精D.正庚烷

答案:

（1）CBDH；

（2）使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,及时关闭活塞,不要让上层液体流出;使漏斗内外空气相通,以保证E操作时漏斗里液体能够流出；（3）四氯化碳与水不溶,I2且在四氯化碳溶解度比在水中大很多；（4）A、C

方法要领：

萃取和分液操作是中学化学实验中分离物质的常用方法之一，本题所涉及到的知识的技能有：

分液漏斗的作用，萃取操作步骤及每一步聚的目的，萃取操作中的注意事项，萃取剂的性质及选择原则；碘在水和CCl4等有机溶剂中的溶解性，热裂汽油的不饱和性，乙醇和水的互溶性等。

只有掌握这些基本知识，并在学生实验中注意这些问题，才能在解决实际问题时综合运用这些知识进行正确的推理和判断。

例11实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,该化合物呈棕红色,易潮解,100℃左右时升华,下图是两个学生设计的实验装置,左边的反应装置相同,而右边的产物收集装置则不同,分别如（Ⅰ）（Ⅱ）所示:

（2000年全国高考题）

（1）B中反应的化学方程式为：

。

（2）D中的反应开始前,需排除装置中的空气,应采取的方法是:

。

（3）D中反应的化学方程式为：

。

（4）装置（Ⅰ）的主要缺点是：

。

（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：

，如果选用此装置来完成实验,则必须采取的改进措施是：

。

答案：

（1）4HCl（浓）+MnO2MnO2+Cl2↑+2H2O；

（2）B中的反应进行一段时间后,看到黄绿色气体充满装置，再开始加热D；（3）2Fe+3Cl22FeCl3；4）导管易被新产品堵塞，尾气排入空气,易造成环境污染；（5）产品易受潮解，在E和F之间连接装有干燥剂的装置（其他既能防止产品潮解又能防止尾气污染环境的合理答案均给分）

解题要领：

本题考查了氯气的实验室制取原理、性质、干燥方法，尾气处理及FeCl3制备和潮解等问题，只有全面地掌握了有关知识点，才能准确作答。

本题的侧重点在于考查对实验装置的评价与改进的能力。

要评价和改进，就应从实验反应物与生成物的性能出发。

本题制取的FeCl3在100℃升华，易潮解，故必须考虑FeCl3凝结会堵塞导管的可能性和外部空气侵入使FeCl3潮解的问题。

此外，尾气（特别是有毒的气体）处理是应当特别注意的问题。

卤族元素

1、掌握卤族元素的原子结构、物理性质、化学性质的相似性和递变性

2、掌握卤素离子的检验

3、了解卤化银的性质、用途，了解碘的特性及对人体健康的关系

[复习要点]

一、卤族元素包括等元素，位于周期表中族，其最外电子层上都有个电子，画出氯原子的结构示意图。

二、卤族元素的性质：

F

Cl

Br

I

单质的

物理性质

颜色

浅黄绿色

黄绿色

深红棕色

紫黑色

状态

气体

气体

（易液化）

液体

（易挥发）

固体

（易升华）

密度

逐渐增大

熔沸点

逐渐升高

原子结构

电子层数

逐渐增多

原子半径

逐渐增大

化学性质

非金属性

逐渐减弱

单质的氧化性

逐渐减弱

与H2反应的剧烈程度

暗处爆炸

强光爆炸

5000C

不断加热（可逆）

对应氢化物的稳定性

逐渐减弱

对应氢化物的酸性

逐渐增强

最高价氧化物对应水化物的酸性

逐渐减弱

1、与H2反应

2、相互置换

3、与水反应：

2F2+2H2O=4HF+O2

X2+H2O=HX+HXO（除F2）

4、特性：

（1）2F2+2H2O=4HF+O2

（2）I2：

a.易升华b.与淀粉显蓝色

三、卤素离子的检验：

1、检验：

试剂：

AgNO3和稀HNO3

现象：

生成沉淀：

AgCl（白色）AgBr（浅黄色）AgI（黄色）

2、卤化银的特性及应用：

性质：

（1）不稳定，见光分解：

2AgBr=2Ag+Br2

2AgI=2Ag+I2

（2）溶解性越来越小

应用：

（1）AgBr感光材料

（2）AgI人工降雨

例1：

砹是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物最不可能具有的性质是（A）

A．HAt很稳定B．砹易溶于有机溶剂

C．AgAt不溶于水D．砹是有色固体

例2：

已知溶解度：

AgCl>AgBr>AgI

（1）向AgNO3溶液中滴加一定的稀盐酸，现象：

___________反应：

_____________________

（2）在

（1）所得物质中加入KI溶液，充分振荡，现象：

________解释原因：

_____________

（3）硫代硫酸钠（Na2S2O3）俗名叫大苏打，商品名叫海波，常用于摄影的定影剂，可以将没有暴光的AgBr溶解为溶液，其反应的离子方程式为：

AgBr+2S2O32-=[Ag（S2O3）2]3-+Br–该反应能够发生的原因是____________________（[Ag（S2O3）2]3-是难以电离的物质）

练习：

1.甲状腺肿的病人应多吃海带，这是因为海带含有丰富的（）

A．碘B．铁C．铜D．氯

2．下列物质①干冰、②食盐、③氯化钙、④碘化银中，可用作人工降雨的是（）

A．①④B．②③C．②④D．①②

3．下列说法中不正确的是（）

A．少量的金属钠应放入煤油中B．实验室使用的氯水应新制

C．液溴应放在带胶塞的棕色瓶中D．过氧化钠、氧化钠不能露置在空气中

4．把氯水加入到碘化钾溶液中，再加入CCl4，充分振荡静置分层后，现象描述正确的是（）

A．下层为紫红色溶液B．上层为紫红色溶液

C．下层为橙红色溶液D．上层为橙红色溶液

5．铁、铝分别足量的盐酸反应，若生成的气体在相同的条件下体积相同，则铁与铝的关系是（）

A．质量之比9：

28B．物质的量之比2：

3

C．质量之比28：

9D．物质的量之比1：

3

6．下列物质中不能由对应的单质直接化合得到的是（）

A、CuCl2B、FeCl2C、Fe3O4D、HCl

7.在某溶液中,有Cl-、Br-、I-物质的量之比是2:

3:

4,欲使其比例变为4:

3:

2,需通入氯气的物质的量应是原溶液中I-物质的量的（）

A．1/2B．1/3C．2/3D.1/4

8.实验室制取下列气体,所用的发生装置相同的是（）

A.Cl2、O2B.H2、Cl2C.H2、CO2D.CO2、O2

9．有四种固体物质，NaCl、NaBr、KI、Na2CO3、可用一种试剂就将它们区别出来的是（）

A．硝酸银溶液B．稀硫酸C．氯水D．浓盐酸

10．在含有KCl、KBr、KI的溶液中，通入过量的氯气，然后将溶液蒸干、灼烧后所得到的固体是（）

A．KBrB．KClC．KBr、KClD．KCl、Br2、I2

1、下列微粒氧化性由强到弱的顺序是（）

A、Ca、Sr、BaB、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋

C、Cl2、Br2、I2D、HClO4、HClO3、HClO

2、将0.01molCl2通入含0.03molBr－和0.03molI－的混合液中，再加CCl4振荡，则CCl4层的颜色是（）

A、紫色B、橙红色C、棕色D、紫黑色

3、在体积为VL的干燥烧瓶中，用排空气法充入HCl气体后，测得瓶中气体对O2的相对密度为1.082，此气体进行喷泉实验，喷泉停止后，进入烧瓶的体积是（）

A、0.25VLB、0.5VLC、0.75VLD、VL

4、下列各组物质能用淀粉碘化钾试液鉴别的是（）

A、NO2和Br2（g）B、盐酸和稀H2SO4

C、Cl2和H2SD、AgNO3溶液和NaBr溶液

5、下列物质中一定含有离子的是（）

A、晶体氯B、铝粉C、液态氯化氢D、次氯酸钙

6、利用盐酸具有氧化性的反应是（）

A、与NH3反应制NH4ClB、除去铜粉中的铁粉

C、与MnO2反应制Cl2D、除去钢铁表面的铁锈

7、浓度为0.5moL·L－1的盐酸VL，欲使其浓度增大一倍，下列采取的方法正确的是

A、加入0.125VL5moL·L－1的盐酸B、通入标准状况下的HCl气体11.2L

C、溶液加热浓缩至0.5VLD、加入10moL·L－1的盐酸0.1VL，再将溶液稀释至1.5VL.

8、要除去溴中少量的Cl2，可向溴中加入（）

A、适量KBrB、通入溴蒸气C、适量KID、适量AgNO3溶液

9、使体积相同的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中的Cl－完全转变为AgCl，若消耗AgNO3体积相同，则NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液物质的量浓度之比（）

A、6:

3:

2B、3:

2:

1C、1:

2:

3D、1:

1:

1

10、某溶液中的Cl－、Br－、I－的物质的量之比为2:

3:

4，要使溶液中Cl－、Br－、I－物质的量之比为4:

3:

2则通入Cl2的物质的量是原溶液中I－的量的（）

A、

B、

C、

D、

11、a、b、c、d、e是含有一种相同元素的5种物质，可发生如下转化：

其中a是单质，b是气体，c、d是氧化物，e是最高价氧化物对应的水化物。

则a不可能是（）

A、Cl2B、N2C、SD、C

12、下列物质最易被氧化的是（）

A、NaBrB、SC、I2D、Na2S

13、下列说法正确的是（）

A、阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性

B、阴极发生还原反应，正极亦发生还原反应

C、Cl2与碱溶液的反应，实质是Cl2与水的反应

D、从氯水中分离出HClO，可加入CaCO3蒸馏

14、实验室制备下列各组气体，所用气体发生装置可能相同的是（）

A、H2、HCl、CO2B、Cl2、HCl、CO

C、NH3、CH4、C2H2D、SO2