
第2節(jié) 氯及其化合物
考綱定位
核心素養(yǎng)
1.了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。
2.了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。
3.掌握Cl2的實驗室制法(包括所用試劑、儀器,反應(yīng)原理和收集方法)。
1.宏觀辨識——認識氯及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用,形成“性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念。
2.微觀探析——能從氯原子的結(jié)構(gòu)理解Cl2的性質(zhì),形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。
3.科學探究——科學探究Cl2的制備原理及其性質(zhì),并進行實驗探究驗證。
4.社會責任——認識氯及其化合物對環(huán)境的影響,具有綠色和環(huán)保的意識。
考點一| 氯及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用
1.Cl2的物理性質(zhì)
Cl2在通常情況下,是一種黃綠色具有強烈的刺激性氣味的有毒氣體,可溶于水,通常狀況下,1體積水能溶解約2體積Cl2,密度比空氣的大。
提醒:(1)實驗室里聞有毒性氣體及未知氣體氣味的方法是用手在瓶口輕輕扇動,使極少量氣體飄進鼻孔;(2)Cl2泄漏時,應(yīng)逆風向高處跑。
2.Cl2的化學性質(zhì)及應(yīng)用
(1)與金屬反應(yīng):與變價金屬反應(yīng)生成高價金屬氯化物。
①與鈉反應(yīng):2Na+Cl22NaCl(有白煙生成)。
②與鐵反應(yīng):2Fe+3Cl22FeCl3(生成棕紅色煙,溶于水得黃色溶液)。
③與銅反應(yīng):Cu+Cl2CuCl2(生成棕黃色煙,溶于水呈藍色)。
(2)與非金屬反應(yīng)
①與H2反應(yīng):H2+Cl22HCl,
②與P反應(yīng):2P+3Cl22PCl3,PCl3+Cl2PCl5。
(3)與水反應(yīng)
溶于水中的部分氯氣與水反應(yīng),離子方程式為Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
①新制氯水的粒子成分有三分子為H2O、Cl2、HClO,四離子為H+、Cl-、ClO-、OH-。
②氯水保存:棕色試劑瓶中,冷暗處放置。
③次氯酸(HClO)的三性
a.不穩(wěn)定性:2HClO2HCl+O2↑,不能單獨存在,只存在溶液中。
b.強氧化性
c.弱酸性(比H2CO3弱)
NaClO溶液中通入少量CO2,化學方程式為NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3。
[深度歸納] 氯水的多重性
注意:(1)氯水中因HClO見光分解,隨著HClO的消耗,最后成為鹽酸,故久置氯水酸性增強,無漂白性。因此,氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配。(2)Cl2盡管有較強的氧化性,但沒有漂白性,氯水具有漂白性是因為Cl2與水反應(yīng)生成了具有強氧化性的HClO。(3)ClO-與Fe2+、I-、S2-、HS-、SO等在水中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能大量共存。
(4)與堿反應(yīng)——制漂白劑或消毒劑
①制漂白液(NaClO)的離子方程式為Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。漂白液也可用于消毒殺菌。
②制漂白粉的化學方程式為2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。漂白粉的主要成分為CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分為Ca(ClO)2,漂白粉也可用于消毒殺菌。
③漂白粉的主要性質(zhì)
a.Ca(ClO)2水溶液呈堿性,水解的離子方程式為ClO-+H2OHClO+OH-。
b.與酸性物質(zhì)作用生成具有強氧化性的次氯酸,作消毒劑和漂白劑。
提醒:漂白粉在空氣中失效的原理為Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2↑。
(5)與還原性無機化合物反應(yīng)
①與碘化鉀溶液反應(yīng)的化學方程式為2KI+Cl2===I2+2KCl。
②與SO2水溶液反應(yīng)的化學方程式為Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
③與FeCl2溶液反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,集氣瓶瓶口呈現(xiàn)霧狀;光照H2和Cl2的混合氣體時,因迅速化合放出大量熱而爆炸。( )
(2)1 mol Cl2通入足量H2O中充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA。( )
(3)氯氣可使?jié)駶櫟募t布條退色,所以氯氣具有漂白性。( )
(4)漂白粉溶液中通入SO2的離子方程式為2ClO-+SO2+Ca2++H2O===2HClO+CaSO3↓。( )
(5)為測定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液體滴在pH試紙上,與標準比色卡對照即可。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
考法1 氯氣的性質(zhì)與應(yīng)用
1.如圖所示是驗證氯氣性質(zhì)的微型實驗,a、b、d、e是浸有相關(guān)溶液的濾紙。向KMnO4晶體中滴加一滴濃鹽酸后,立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面(已知:2KMnO4+16HCl===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O)。對實驗現(xiàn)象的“解釋或結(jié)論”正確的是 ( )
選項
實驗現(xiàn)象
解釋或結(jié)論
A
a處變藍,b處變紅棕色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c處先變紅,后退色
氯氣與水反應(yīng)生成了酸性物質(zhì)
C
d處立即退色
氯氣與水反應(yīng)生成了漂白性物質(zhì)
D
e處變紅色
還原性:Fe2+>Cl-
D [a處變藍、b處變紅棕色,說明Cl2分別與KI、NaBr作用生成I2、Br2,可證明氧化性:Cl2>I2、Cl2>Br2,但不能證明氧化性:Br2>I2,A錯誤;c處先變紅,說明氯氣與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì),后退色,說明氯氣與水生成的HClO具有漂白性,B錯誤;d處立即退色,也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的酸性物質(zhì)中和NaOH的原因,C錯誤;e處變紅說明Cl2將Fe2+氧化為Fe3+:2Fe2++Cl2===
2Fe3++2Cl-,證明還原性:Fe2+>Cl-,D正確。]
2.如圖所示,在A處通入氯氣,關(guān)閉B閥時,C處干燥的紅布條看不到明顯現(xiàn)象;當打開B閥后,C處干燥的紅布條逐漸退色。則D瓶中盛放的溶液不可能是( )
A.濃硫酸 B.NaOH溶液
C.飽和Na2SO3溶液 D.飽和氯化鈉溶液
D [解決本題的關(guān)鍵是要明確裝置的特點及起漂白作用的是HClO或潮濕的Cl2。首先根據(jù)打開B閥后,C處干燥的紅布條逐漸退色,說明A處通入的Cl2為潮濕的,在關(guān)閉B閥時潮濕的Cl2通過了D瓶,看不到C處干燥的紅布條有明顯變化,說明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸氣。]
考法2 氯水的性質(zhì)及探究
3.在新制飽和氯水中,若只改變某一條件,下列敘述正確的是
( )
A.再通入少量氯氣,減小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增強
C.加入少量的碳酸鈉粉末,pH增大,溶液漂白性增強
D.光照過程中,有氣泡冒出,溶液的導(dǎo)電性減弱
C [飽和氯水不能再溶解氯氣,各成分的濃度不變,A項錯;SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的濃度減小,漂白性減弱,B項錯;加入少量的碳酸鈉粉末,消耗H+,使上述平衡正向移動,HClO的濃度增大,C項正確;光照過程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的離子濃度增大,導(dǎo)電性增強,D項錯誤。]
4.飽和氯水與石灰石的反應(yīng)是制取較濃的HClO溶液的方法之一。某同學運用這一方法,嘗試制取HClO溶液并進行了如下定性實驗:
①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣,再加入約20 mL飽和氯水,充分反應(yīng),有少量氣泡產(chǎn)生,溶液的黃綠色退去;
②過濾,將濾液滴在有色布條上,發(fā)現(xiàn)其漂白性更強;
③為了確定反應(yīng)產(chǎn)物,將濾液分為三份,分別進行以下實驗:
第一份與石灰水混合,立即產(chǎn)生大量白色沉淀;
第二份與稀鹽酸混合,立刻產(chǎn)生大量氣泡;
第三份加熱,看到溶液變渾濁且有大量無色氣體產(chǎn)生。
經(jīng)檢測,上述實驗中產(chǎn)生的無色氣體均為CO2氣體。
(1)試解釋可以在飽和氯水中加入石灰石制備HClO的原因:______
________________________________________________________。
(2)寫出步驟③中第一份及第二份濾液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
第一份_________________________________________________;
第二份________________________________________________。
(3)試根據(jù)所學知識推測,在②的濾液中含有的溶質(zhì),除了溶解的極少量氯氣外,還含有的其他溶質(zhì)為_____________________________
_____________________________________________(寫化學式)。
解析:氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
答案:(1)由于飽和氯水中存在Cl2+H2OH++Cl-+HClO,加入CaCO3后,2HCl+CaCO3===CaCl2+CO2↑+H2O,使平衡右移,HClO的濃度增大
(2)Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O HCO+H+===CO2↑+H2O
(3)CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO
[思維建模] Cl2+H2OH++Cl-+HClO平衡移動的應(yīng)用
向氯水中
加入的物質(zhì)
濃度變化
平衡移
動的方向
應(yīng)用
可溶性
氯化物
c(Cl-)增大
左移
①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl
②用排飽和食鹽水法收集Cl2
鹽酸
c(H+)和
c(Cl-)增大
左移
次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2
NaOH
c(H+)減小
右移
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
c(H+)減小
右移
制漂白粉
CaCO3
c(H+)減小
右移
制高濃度的HClO溶液
光照
c(HClO) 減小
右移
氯水避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配
考法3 新型含氯化合物的性質(zhì)
5.二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色易溶于水的氣體,是一種安全無毒的綠色消毒劑,常用于飲用水消毒。下列有關(guān)ClO2制備與殺菌的說法不合理的是( )
A.NaClO2在酸性條件下歧化生成ClO2和NaCl,則n(氧化劑)∶n(還原劑)=1∶4
B.ClO2在強堿性環(huán)境中使用失效,可能的原因是2ClO2+2OH-===ClO+ClO+H2O
C.可用飽和食鹽水除去ClO2中的NH3
D.ClO2的消毒效率(單位質(zhì)量的氧化劑得到的電子數(shù))是Cl2的2.63倍
C [A項,酸性條件下ClO發(fā)生歧化反應(yīng),生成Cl-和ClO2,可寫出方程式:4H++5ClO===Cl-+4ClO2↑+2H2O,顯然氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶4,正確;B項,方程式符合歧化反應(yīng)化合價的變化,正確;C項,ClO2易溶于水,顯然不能用飽和食鹽水除雜,錯誤;D項,≈2.63。]
6.氯胺是一種長效緩釋有機氯消毒劑,有強氧化性,其殺菌能力是一般含氯消毒劑的4~5倍,下列有關(guān)氯胺(NH2Cl,Cl為+1價)的說法一定不正確的是( )
A.氯胺的水解產(chǎn)物為NH2OH(羥氨)和HCl
B.氯胺與水反應(yīng)的化學方程式為NH2Cl+H2ONH3+HClO
C.氯胺中氯的非金屬性弱于氮
D.氯胺的消毒原理與漂白粉相似
A [NH2Cl+H2ONH3+HClO,反應(yīng)生成的HClO能殺菌消毒。該水解反應(yīng)是一個可逆反應(yīng),HClO殺菌后濃度減小,平衡向右移動,氯胺轉(zhuǎn)化成HClO;相反,當HClO濃度較高時,平衡向左移動,轉(zhuǎn)化為氯胺,相當于暫時“貯存”,避免其分解損失,這樣就延長了消毒時間。]
考點二| 氯氣的實驗室制法及性質(zhì)探究
1.Cl2的實驗室制法
(1)實驗裝置
(2)實驗原理及過程
①反應(yīng)原理:用強氧化劑MnO2[其他氧化劑KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等]氧化濃鹽酸。
其方程式為MnO2+4HCl(濃)△,MnCl2+Cl2↑+2H2O。
其他制取Cl2的原理:
a.14HCl+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑
b.16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
c.6HCl(濃)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑
d.4HCl+Ca(ClO)2===CaCl2+2H2O+2Cl2↑
其中,a、b、d使用稀鹽酸就可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氯氣。
②制備裝置類型:固體+液體氣體。
③凈化方法:用飽和食鹽水除去HCl,再用濃硫酸除去水蒸氣。
④收集氣體:向上排空氣法或排飽和食鹽水法。
⑤尾氣吸收:用強堿溶液(如NaOH溶液)吸收,不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小,溶液濃度低,吸收不完全。
⑥驗滿方法:將濕潤的淀粉-KI試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口,觀察到試紙立即變藍,則證明已集滿;或?qū)駶櫟乃{色石蕊試紙靠近盛Cl2的試劑瓶口,觀察到試紙先變紅后退色,則證明已集滿。
[深度歸納] Cl2實驗室制法中的注意事項
(1)反應(yīng)物的選擇:必須用濃鹽酸。稀鹽酸與MnO2不反應(yīng),且隨著反應(yīng)的進行,濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時,反應(yīng)停止,故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。
(2)加熱溫度:不宜過高,以減少HCl的揮發(fā)。
(3)實驗結(jié)束后,先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2后,再拆卸裝置,避免污染空氣。
2.Cl2性質(zhì)探究的示例分析
裝置
試劑
實驗現(xiàn)象
實驗?zāi)康?br />
A
濃硫酸
-
驗證干燥的氯氣無漂白作用,濕潤的氯氣(含HClO)有漂白作用
B
干燥紅色布條
無明顯變化
C
濕潤紅色布條
紅色布條退色
D
FeCl2溶液
溶液由淺綠
色變棕黃色
驗證氯氣具有強氧化性,可與金屬及還原性化合物反應(yīng)
E
淀粉-KI溶液
溶液變藍色
F
Mg或Na
產(chǎn)生白煙
G
NaOH溶液
-
吸收多余的氯氣
注意:在制備FeCl3、AlCl3、CuCl2的裝置中還要注意防止它們的水解問題,即F裝置的前后分別加干燥裝置。
1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)除去氯氣中HCl雜質(zhì)可用飽和食鹽水,也可用飽和碳酸氫鈉溶液。( )
(2)足量的MnO2與40 mL 10 mol·L-1濃鹽酸加熱條件下反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.2 mol電子。( )
(3)用MnO2和濃鹽酸制取Cl2的反應(yīng)中,氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶4。( )
(4)吸收多余Cl2可以用澄清石灰水。( )
(5)干燥Cl2的干燥劑可以是濃硫酸、P2O5和CaCl2中的任意一種。
( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡易裝置。
裝置B、C、D的作用分別是:
B_____________________________________________________;
C______________________________________________________;
D______________________________________________________。
答案:向上排空氣收集氯氣 安全瓶作用,防止D中的液體倒吸入B中 吸收尾氣,防止氯氣擴散到空氣中污染環(huán)境
考法1 氯氣的實驗室制法及性質(zhì)探究
1.(2019·南昌模擬)如圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關(guān)實驗的裝置(夾持裝置已略)。
(1)制備氯氣選用的藥品為漂粉精固體和濃鹽酸,則相關(guān)反應(yīng)的化學方程式為___________________________________________________。
(2)裝置B中飽和食鹽水的作用是___________________________;
同時裝置B也是安全瓶,監(jiān)測實驗進行時裝置C是否發(fā)生堵塞,請寫出發(fā)生堵塞時裝置B中的現(xiàn)象:_______________________________
____________________________________________________________。
(3)裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性,為此裝置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處依次放入________(填字母)。
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的
有色布條
干燥的
有色布條
濕潤的
有色布條
濕潤的
有色布條
Ⅱ
堿石灰
硅膠
濃硫酸
無水氯化鈣
Ⅲ
濕潤的
有色布條
濕潤的
有色布條
干燥的
有色布條
干燥的
有色布條
(4)設(shè)計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。當向D裝置中緩緩?fù)ㄈ胍欢柯葰鈺r,可以看到無色溶液逐漸變?yōu)開_______色,說明氯的非金屬性強于溴。
(5)打開活塞,將裝置D中少量溶液加入裝置E中,振蕩后靜置。觀察到的現(xiàn)象是_________________________________________________
___________________________________________________________。
解析:(1)漂粉精中Ca(ClO)2為氧化劑,氧化濃鹽酸生成Cl2。
(2)堵塞時瓶內(nèi)氣壓增大,漏斗內(nèi)液面上升。
(3)干燥Cl2無漂白性,從B中出來的Cl2不干燥,Ⅰ中布條一定退色,故應(yīng)使Ⅱ為Cl2的干燥劑,Ⅲ處的布條為干燥布條。
(4)根據(jù)置換反應(yīng)原理說明X2的氧化性:Cl2>Br2>I2,進而說明非金屬性強弱。
(5)I2在苯中呈紫紅色。
答案:(1)Ca(ClO)2+4HCl(濃)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(2)除去Cl2中的HCl 長頸漏斗中液面上升,形成水柱
(3)d
(4)棕黃
(5)裝置E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫紅色
考法2 以含氯化合物制備為實驗?zāi)康牡木C合實驗
2.(2019·陜西名校聯(lián)考)氯化亞砜(SOCl2)是一種液態(tài)化合物,沸點為77 ℃,在農(nóng)藥、制藥行業(yè)中用途廣泛。SOCl2遇水劇烈反應(yīng),產(chǎn)生白霧和帶有刺激性氣味的氣體。實驗室合成SOCl2的原理為SO2+Cl2+SCl2===2SOCl2,部分裝置如圖所示。
回答下列問題:
(1)實驗室制取SOCl2時,所選儀器的連接順序是⑥→________→①②←________(某些儀器可以多次使用)。
(2)冷凝管口③是________(填“進水”或“出水”)口,冷凝管上連接干燥管的作用是____________________________________________。
(3)本實驗中制取Cl2的離子方程式為________________________。
SOCl2與水反應(yīng)的化學方程式為_____________________________
_______________________________________________________。
(4)已知SCl2的沸點為50 ℃。實驗結(jié)束后,將三頸燒瓶中的混合物分離開的實驗操作名稱是________。若反應(yīng)中消耗的Cl2的體積為896 mL(已轉(zhuǎn)化為標準狀況,且SO2足量),最后得到純凈的SOCl2 6.76 g,則SOCl2的產(chǎn)率為________(保留兩位有效數(shù)字)。
(5)取少量三頸燒瓶中充分反應(yīng)后的液體,加入足量NaOH溶液,振蕩、靜置得到無色溶液,檢驗溶液中存在Cl-的方法是_______________
____________________________________________________________。
解析:(1)由題中給出的部分儀器的連接順序可知,①中通入的是純凈干燥的Cl2,故將⑥導(dǎo)出的Cl2先通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶,再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶;②中通入的是干燥的SO2,利用⑦所在的裝置制取二氧化硫,然后用濃硫酸干燥。(2)應(yīng)從冷凝管的下口進水,上口出水;由題意可知,冷凝管上連接干燥管的作用是吸收逸出的Cl2、SO2,同時防止空氣中的水蒸氣進入反應(yīng)裝置而使SOCl2水解。(3)本實驗中可利用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取氯氣;由SOCl2遇水劇烈反應(yīng),產(chǎn)生白霧和帶有刺激性氣味的氣體可知,SOCl2與水反應(yīng)得到SO2和HCl。(4)可用蒸餾的方法將三頸燒瓶中的混合物分離開;由Cl2~2SOCl2可知,理論上得到SOCl2的質(zhì)量為 g=9.52 g,則SOCl2的產(chǎn)率為×100%≈71%。(5)檢驗Cl-時要排除SO的干擾,故操作方法為:取少量溶液于試管中,加入過量Ba(NO3)2溶液,靜置,取上層清液,滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則說明溶液中存在Cl-。
答案: (1)?→?→⑨→⑩?、狻帷?br />
(2)進水 吸收逸出的Cl2、SO2,防止空氣中的水蒸氣進入反應(yīng)裝置而使SOCl2水解
(3)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl
(4)蒸餾 71%(或0.71)
(5)取少量溶液于試管中,加入過量Ba(NO3)2溶液,靜置,取上層清液,滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則說明溶液中存在Cl-
[答題模板] 有關(guān)實驗裝置或裝置試劑作用的答題模板
發(fā)生裝置 生成……或產(chǎn)生……或制取……
?
除雜裝置
?
性質(zhì)實驗裝置
?
收集裝置 用……收集方法,利用……裝置
?
尾氣吸收裝置 吸收……防止……的污染(影響))
考點三| 鹵素的性質(zhì)與鹵素離子的檢驗
1.鹵素單質(zhì)的相似性
鹵素原子核外最外層電子數(shù)均為7,易得到電子,表現(xiàn)非金屬性。
(1)都能與大多數(shù)金屬反應(yīng),如2Fe+3Br2===2FeBr3,但I2與Fe反應(yīng)生成FeI2。
(2)都能與H2反應(yīng)生成HX:X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I,下同)。
(3)都能與水反應(yīng):X2+H2O===HX+HXO(F2例外:2F2+2H2O===4HF+O2)。
(4)都能與堿溶液反應(yīng):X2+2OH-===X-+XO-+H2O(F2例外)。
2.鹵素的遞變性
鹵素(從F→I)的電子層依次增多,原子半徑逐漸增大,非金屬性逐漸減弱。
顏色
熔、沸點
密度
水溶性
氧化性
還原性(X-)
3.鹵素及其化合物的特性
氟
①氧化性最強,F(xiàn)-的還原性最弱
②與H2反應(yīng)在暗處即爆炸,F(xiàn)2與鹽溶液反應(yīng)時,F(xiàn)2先與H2O反應(yīng)
③HF是弱酸,能腐蝕玻璃,故應(yīng)保存在鉛制器皿或塑料瓶中;有毒
溴
①Br2是紅棕色液體,易揮發(fā)
②Br2易溶于有機溶劑,CCl4、汽油可作Br2的萃取劑
③盛溴的試劑瓶中加水,進行水封,保存液溴時不能用橡膠塞
④AgBr具有感光性,見光易分解,可用于照相的底板
碘
①I2遇淀粉變藍色
②I2加熱時易升華
③I2易溶于有機溶劑
④食用鹽中加入KIO3可用于補碘,防治甲狀腺腫大
⑤AgI具有感光性,見光易分解,可用于人工降雨
4.鹵素離子的檢驗
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置換——萃取法
未知液
有機層
(3)氧化——淀粉法檢驗I-
未知液 藍色溶液,表明有
I-
提醒:Br2、I2在水、有機溶劑中的顏色比較
Br2
I2
水
橙色→黃色
褐色→黃色
有機溶劑(苯、CCl4、汽油)
橙紅色→橙色
紫色→紫紅色
正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)由Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3可推測Fe與I2反應(yīng)生成FeI3。( )
(2)Cl2、F2與H2O反應(yīng)的原理相同,不屬于置換反應(yīng)。( )
(3)由HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱可推測F、Cl、Br、I的非金屬性逐漸減弱。( )
(4)只用AgNO3溶液可鑒別Na2CO3、NaCl和KBr。( )
(5)F非金屬性最強,F(xiàn)-的還原性最強。( )
(6)為驗證Br2的氧化性強于I2,將少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振蕩,靜置,可觀察到下層液體呈紫色。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
考法☆ 鹵素和鹵素離子的性質(zhì)及檢驗
1.下列關(guān)于鹵素的敘述正確的是 ( )
①鹵素的鉀鹽中,最易被氧化的是氟化鉀
②溴中溶有少量氯氣,可以用加入溴化鈉再用汽油萃取的方法提純
③溴化銀具有感光性,碘化銀不具有感光性
④氟氣跟氯化鈉水溶液反應(yīng),一定有氟化氫和氧氣生成
⑤氯氣跟水反應(yīng)時,水既不是氧化劑也不是還原劑
A.①③④ B.②③⑤
C.②④⑤ D.①③
C [①還原性F-<Cl-<Br-<I-,KF最難被氧化;③AgBr、AgI見光均易分解,均具有感光性。]
2.(2019·臨沂模擬)鑒別NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以選用的試劑是 ( )
①碘水、淀粉溶液?、诼人?、CCl4?、垆逅⒈健、芟跛帷gNO3溶液?、萋人?、苯?、轈Cl4、淀粉溶液
A.①②④ B.②③⑥
C.②④⑤ D.④⑤⑥
C [①無法鑒別三溶液,③無法鑒別NaCl和NaBr溶液,⑥無法鑒別三溶液。]
3.(2019·日照質(zhì)檢)溴化碘(IBr)的化學性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似,能與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成金屬鹵化物,和某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)生成相應(yīng)的鹵化物,與水反應(yīng)的化學方程式為IBr+H2O===HBr+HIO。下列有關(guān)IBr的敘述不正確的是( )
A.IBr是雙原子分子
B.在很多反應(yīng)中,IBr是強氧化劑
C.與NaOH溶液反應(yīng)生成NaBr和NaIO
D.與水反應(yīng)時,IBr既是氧化劑又是還原劑
D [IBr中I為+1價,Br為-1價。1個I原子和1個Br原子構(gòu)成1個IBr分子,A項正確;因為IBr的化學性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似,所以在很多反應(yīng)中,IBr是強氧化劑,B項正確;與堿反應(yīng)的實質(zhì)可看成是IBr先與水反應(yīng)生成HBr和HIO,HBr和HIO再與堿反應(yīng),總化學方程式為2NaOH+IBr===NaBr+NaIO+H2O,C項正確;與水反應(yīng)的化學方程式:IBr+H2O===HBr+HIO中,反應(yīng)前后各元素的化合價均未發(fā)生變化,故這個反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng),D項錯誤。]
4.某混合溶液中含有NaI、NaBr、Na2SO4三種溶質(zhì),其物質(zhì)的量均為1 mol,向混合溶液中通入一定量的氯氣。下列說法正確的是( )
A.將溶液蒸干最多可以得到4 mol NaCl
B.將溶液蒸干并灼燒,得到的固體可能是NaCl、NaBr、Na2SO4
C.向溶液中滴加淀粉-KI溶液,溶液變藍,則氯氣一定過量
D.若通入氯氣的體積為22.4 L(標準狀況),反應(yīng)的離子方程式為2I-+2Cl2===I2+2Cl-
B [A項,最多可得到2 mol NaCl;C項,Cl2先把I-氧化為I2,溶液變藍,Cl2不一定過量;D項,通入1 mol Cl2,I-和Br-均被氧化。]
課堂反饋 真題體驗
[一題串知,落實考法]
某研究性學習小組為了制取、收集純凈干燥的氯氣并探究氯氣的性質(zhì),他們設(shè)計了如圖所示的實驗裝置:
請回答下列問題:
(1)整套實驗裝置的連接順序是f接( )( )接( )( )接( )(各接口處的字母代號)。[考查儀器連接]
(2)E裝置中制取氯氣的離子方程式是_______________________
___________________________________________________________。
[考查Cl2的實驗室制備原理]
(3)B裝置的作用是________________;A裝置中試劑X是________。
[考查實驗室制Cl2的除雜問題]
(4)C裝置中可觀察到的現(xiàn)象是________,其離子方程式為____________________________________________________。
[考查Cl2的氧化性強于I2]
(5)D裝置的作用是________,其反應(yīng)離子方程式為______________
________________________________________________________。
[考查尾氣Cl2的吸收和Cl2與堿的反應(yīng)]
答案:(1)a b e d c
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)干燥Cl2 飽和食鹽水 (4)溶液變藍色 Cl2+2I-===I2+2Cl- (5)吸收尾氣Cl2,防止污染空氣 Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
[真題體驗,感悟考向]
1.下列說法正確的是________(填序號)。
(1)(2018·全國卷Ⅱ)漂白粉可用于生活用水的消毒
(2)(2017·全國卷Ⅲ)清洗碘升華實驗所用試管的操作為先用酒精清洗,再用水清洗
(3)(2016·全國卷Ⅰ)將Cl2與HCl混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2
(4)(2016·全國卷Ⅲ)次氯酸鹽具有氧化性,所以可用漂白粉漂白織物
(5)(2016·全國卷Ⅲ)濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制備純凈Cl2時,氣體產(chǎn)物先通過濃硫酸,后通過飽和食鹽水
(6)(2014·全國卷Ⅰ)漂白粉在空氣中久置變質(zhì),原因是漂白粉中的CaCl2與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3
答案:(1)(2)(4)
2.(2018·全國卷Ⅲ,T27(1)(2))KIO3是一種重要的無機化合物,可作為食鹽中的補碘劑?;卮鹣铝袉栴}:
(1)KIO3的化學名稱是________。
(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如圖所示:
“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?!爸餋l2”采用的方法是________?!盀V液”中的溶質(zhì)主要是_______________________。
“調(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為________________________
________________________________________________________。
解析:(1)KIO3的化學名稱為碘酸鉀。(2)Cl2是一種易揮發(fā)且溶解度不大的氣體,可通過加熱法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“調(diào)pH”使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3:KH(IO3)2+KOH===2KIO3+H2O或HIO3+KOH===KIO3+H2O。
答案:(1)碘酸鉀
(2)加熱 KCl KH(IO3)2+KOH===2KIO3+H2O(或HIO3+KOH===KIO3+H2O)
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