1、贵州省天赋中学 2011 届高三化学一轮复习精品学案第 20 讲 卤素考点解读1通过实验了解氯气及其重要化合物的主要性质及在生产中的应用。2认识氯气及其重要化合物对生态环境的影响。知识体系(一)卤素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+H2O HCl+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 M
2、g、SO 2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
3、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。基础过关第 1 课时 氯及其化合物一、氯气的性质及用途1物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。2化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）如： 2NaCl 2 2NaCl（产生白烟）Cu Cl2 CuCl2（产生棕黄色的烟）2Fe3Cl 2 2FeCl3（产生棕色的烟）注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，
4、所以液氯通常储存在钢瓶中。（2）与非金属反应如：H 2Cl 2 2HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）可用于工业制盐酸H2Cl 2 2HCl（会发生爆炸）不可用于工业制盐酸2P3Cl 2 2PCl3（氯气不足；产生白雾）2P5Cl 2 2PCl5（氯气充足；产生白烟）（3）与水反应：Cl 2H 2O = HClHClO（4）与碱反应Cl22NaOH = NaClNaClOH 2O（用于除去多余的氯气）2Cl22Ca(OH) 2 = Ca(ClO)2CaCl 22H 2O（用于制漂粉精）Ca(ClO)2CO 2H 2O = CaCO32HClO（漂粉精的漂白原理）（5）与某些还原性物质反应如：2
5、FeCl 2Cl 2 = 2FeCl32KICl 2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝色，用于氯气的检验）SO 2Cl 22H 2O = 2HCl + H2SO4（6）与某些有机物反应如：CH 4Cl 2 CH3Cl + HCl（取代反应）CH 2=CH2Cl 2 CH 2ClCH2Cl（加成反应）3氯水的成分及性质氯气溶于水得黄绿色的溶液-氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl 2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸)，大部分是以 Cl2分子状态存在于水中。注意：（1）在新制的氯水中存在的微粒有：H 2O、Cl 2、HClO、H +、Cl -、ClO -、
6、OH -；久置氯水则几乎是盐酸溶液 一元弱酸，比 H2CO3弱通电加热（2）HClO 的基本性质 不稳定，2HClO = 2HCl + O 2 强氧化性； 漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。（3）几种漂白剂的比较漂白剂 HClO Na2O2（H 2O2）SO2 活性炭漂白原理 氧化漂白 氧化漂白 化合漂白 吸附漂白品红溶液 褪色 褪色 褪色 褪色紫色石蕊 先变红后褪色 褪色 只变红不褪色 褪色稳定性 稳定 稳定 不稳定 4氯气的制法（1）实验室制法 药品及原理：MnO 2 + 4HCl（浓） MnCl 2 + 2H2O + Cl2强调：MnO 2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成 Cl2，
7、稀盐酸不与 MnO2反应。仪器装置：发生装置-收集装置-吸收装置实验步骤：检密装药固定加热收集收集方法：向上排空气法 （或排饱和食盐水法）净化装置：用饱和食盐水除去 HCl，用浓硫酸干燥尾气处理：用碱液吸收（2）氯气的工业制法：（氯碱工业）2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl 2二、氯化氢的性质和实验室制法1物理性质: 无色、有刺激性气味的气体；极易溶于水 (1:500)其水溶液为盐酸。2盐酸的化学性质: (挥发性强酸的通性)3氯化氢的实验室制法(1)药品及反应原理:NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl (不加热或微热)NaHSO4 + NaCl Na2S
8、O4 + HCl (加热到 500C600C)总反应式: 2NaCl + H 2SO4 Na2SO4 + 2HCl(2)装置: 与制氯气的装置相似(3)收集方法: 向上排空气法(4)检验方法: 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生(5)尾气处理: 用水吸收(倒扣漏斗)典型例题加热加热【例 1】 （2010 上海卷）右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是A烧瓶中立即出现白烟B烧瓶中立即出现红棕色C烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性 D烧杯中的溶液是为了吸收有害气体答案：B解析：此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。分析装置图，可知
9、氨气和氯气接触时发生反应：4NH 3+6Cl2=2NH4Cl+4HCl+N2，烧瓶中出现白烟，A 对；不能出现红棕色气体，B 错；该反应中氨气中的氮元素化合价升高，表现还原性，C 对；烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体，D 对。知识归纳：对某种元素来讲，其处于最高价时，只有氧化性；处于最低价时，只有还原性；中间价态，则既有氧化性又有还原性。故此对同一种元素可以依据价态判断，一般来讲，价态越高时，其氧化性就越强；价态越低时，其还原性就越强；此题中氨气中的氮元素处于最低价，只有还原性。【例 2】 （2010 上海卷）向盛有 KI 溶液的试管中加入少许 CCl4后滴加氯水，CCl 4层变成紫色。
10、如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl 4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：1)写出并配平 CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是 1，不用填写)：2)整个过程中的还原剂是 。3)把 KI 换成 KBr，则 CCl4层变为_色：继续滴加氯水，CCl 4层的颜色没有变化。Cl2、HIO 3、HBrO 3氧化性由强到弱的顺序是 。4)加碘盐中含碘量为 20mg50mgkg。制取加碘盐(含 KIO3的食盐)1000kg，若庄 Kl 与Cl2反应制 KIO3，至少需要消耗 Cl2 L(标准状况，保留 2 位小数)。答案：1）I 2+5Cl2+6H2O2HIO 3+10HCl；2）
11、KI、I 2；3）红棕、HBrO 3Cl2HIO3；4）10.58。解析：此题考查氧化还原反应的配平、氧化剂和还原剂、氧化性强弱的判断、化学计算知识。分析反应从开始滴加少许氯水时，其将 KI 中的 I 元素氧化成碘单质；等 CCl4层变紫色后，再滴加氯水时，其将碘单质进一步氧化成碘酸。1）根据氧化还原反应方程式的配平原则，分析反应中的化合价变化，I 元素的化合价从 0+5，升高 5 价，Cl 元素的化合价从0-1，降低 1 价，综合得失电子守恒和质量守恒，可配平出：I2+5Cl2+6H2O2HIO 3+10HCl；2）分析整个过程中化合价升高的都是 I 元素，还原剂为：KI和 I2；3）KI
12、换成 KBr 时，得到的是溴单质，则其在 CCl4中呈红棕色；继续滴加氯水时，颜色不变，可知氯水不能将溴单质氧化成 HBrO3，故其氧化性强弱顺序为：HBrO3Cl2HIO3；4）综合写出反应方程式：KI+3Cl 2+3H2O=KIO3+6HCl，根据化学方程式计算，按最小值计算时，1000kg 加碘食盐中含碘 20g，根据质量守恒，可知：换算成碘酸钾的质量为：33.70g，物质的量为：0.16mol，则需要消耗 Cl2的体积为：（20g/127g.mol -1）322.4L/mol=10.58L。解法点拨：守恒定律是自然界最重要的基本定律，是化学科学的基础。在化学反应中，守恒包括原子守恒、电
13、荷守恒、得失电子守恒等。任何化学反应在反应前后应遵守电荷或原子守恒。电荷守恒即反应前后阴阳离子所带电荷数必须相等；原子守恒（或称质量守恒） ，也就是反应前后各元素原子个数相等；得失电子守恒是指在氧化还原反应中，失电子数一定等于得电子数，即得失电子数目保持守恒。比如此题中我们就牢牢抓住了守恒，简化了计算过程，顺利解答。【例 3】 （2009 全国卷13） 含有 a mol FeBr2的溶液中，通入 x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是 （ ）Ax0.4a，2Fe 2+Cl22Fe 3+2Cl-Bx0.6a，2Br + Cl2Br 2+2ClCx
14、=a，2Fe 2 +2Br +2Cl2Br 2+2Fe3 +4ClDx=1.5a，2Fe 2 +4Br +3Cl22Br 2+2Fe3 +6Cl答案 B解析 由于 Fe2 的还原性强于 Br ，故根据氧化还原反应的先后顺序知，Cl 2先氧化Fe2 ,然后再氧化 Br 。2Fe 2 + Cl2 2Fe3 + 2Cl ,2Br + Cl2 Br2 + 2Cl ，2FeBr 2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2Br2 。当 x/a 0.5 时，Cl 2仅氧化 Fe2 ，故 A 项正确。当 x/a 1.5 时,Fe 2 和 Br 合部被氧化，D 项正确；当介于两者之间时，则要分步书写方程式，然后进行
15、叠加得总反应。如 B 项，当 x=0.5a 时，Cl 2刚好把 Fe2 全部氧化，而当 x=0.6a，显然 Cl2还要氧化 Br ，而选项中没有表示，故错。基础过关第 2 课时 卤族元素卤族元素1卤素及化合物的性质比较:氟 氯 溴 碘状态 气 气（易液化） 液（易挥发） 固（易升华）熔、沸点 熔、沸点逐渐升高颜色 淡黄绿色 黄绿色 红棕色 紫黑色单质物理性质密度 密度逐渐增大条件 冷暗处 光照 加热 持续加热X2与 H2化合 程度 剧烈爆炸 爆炸 缓慢 化合同时分解反应 2F2+2H2O=4HF+O2 X2 + H2O = HX + HXOX2与H2O 化合 程度 剧烈 缓慢 微弱 极弱水溶性
16、 反应生成氢氟酸 水溶性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大化合价 只有 -1 价 有-1、+1、+3、+5、+7 等化学式 无含氧酸 有 HXO、HXO 2、HXO 3、HXO 4等含氧酸强弱程度 同一价态的酸性依次减弱颜色 AgF（白） AgCl（白） AgBr（淡黄） AgI（黄）水溶性 易溶 均难溶，且溶解度依次减小卤化银感光性 难分解 见光均易分解，且感光性逐渐增强2卤素元素的有关特性：（1）F 2遇水发生置换反应，生成 HF 并放出 O2。（2）HF 是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃 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）溴
17、是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封。（4）碘易升华，遇淀粉显蓝色；碘的氧化性较弱，它与变价金属反应时生成低价化合物。（5）AgX 中只有 AgF 溶于水，且不具有感光性；CaF 2中只有 CaF2难溶。3卤素间的置换反应及 X-离子的检验：（1）Cl 2 + 2Br- = Br2 + 2Cl-Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl-Br2 + 2I- = I2 + 2Br-结论：氧化性：Cl 2 Br2 I2； 还原性：I - Br- Cl- （2）溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀到浓）的颜色变化溶剂溶质水 苯 汽 油 四氯化碳Br2 黄 橙 橙 橙红 橙 橙红 橙 橙红I
18、2 深黄 褐 淡紫 紫红 淡紫 紫红 紫 深紫密 度 比 水 轻 比 水 轻 比 水 重（3）X -离子的检验Cl- 白色沉淀Br- + AgNO3 + HNO3 浅黄色沉淀I- 黄色沉淀典型例题【例 1】 （2010 四川理综卷） (16 分) 碘被称为“智力元素” ，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO 3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题：(1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。(2)电解前，先将一定量的
19、精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有 I。请设计一个检验电解液中是否有 I的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。实验方法 实验现象及结论(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤的操作名称是 ，步骤的操作名称是 。步骤洗涤晶体的目的
20、是 。答案：（1）紫黑色 升华（2 ） 2 32(6)IeIOHeIO或有气泡产生（3 ）实验方法 实验现象及结论取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。如果不变蓝，说明无 I。 （如果变蓝，说明有 。 ）（4 ）冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质解析：（1）考查物质的物理性质，较容易。 （2 ）阳极发生氧化反应失电子2 3(6)IeIOHeIO或。阴极区加入氢氧化钾溶液，电解氢氧化钾实质是电解水。 （3）考查 I-的检验此题借助与碘单质遇淀粉变蓝色这一特性，要设法将碘离子转化为碘单质。 （4）考查实验的基本操作。要求考生对整个流程分析透彻
21、。【例 2】(2009 天津卷，3)下列实验设计和结论相符的是 （ ）A.将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性C.某无色溶液中加 Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有 SO42-D.在含 FeCl2杂质的 FeCl3溶液中通足量 Cl2后，充分加热，除去过量的 Cl2,即可得到较纯净的 FeCl3溶液答案 B解析 A 项，乙醇不可以作为萃取剂，错；B 项，石蕊变蓝，则肯定为碱性，正确。C 项，若原溶液中含有 SO ，生成 BaSO3，再加入 HCl，则与溶液的 NO 结合，相当于H
22、NO3，则可以氧化 BaSO3至 BaSO4，沉淀不溶解，故错；D 项，加热时，FeCl 3会水解，错。【例 3】 （2009 江苏卷14）I 2在 KI 溶液中存在下列平衡：2()()Iaq3()Iaq某 I2、 、KI 混合溶液中， 的物质的量浓度 c( 3I)与温度 T 的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态） 。下列说法正确的是 （ ）A 反应 2()()Iaq3()Iaq的H0B若温度为 1T、 ，反应的平衡常数分别为 2121KK， 则、C若反应进行到状态 D 时，一定有 逆正 vD状态 A 与状态 B 相比，状态 A 的 c(I2)大答案 BC解析 随着温度的不断升高， 3
23、I的浓度逐渐的减小，说明反应向逆方向移动，也就意味着该反应是放热反应，所以 0H，所以 A 项错；因为 32IK， 21T，所以当温度升高时，反应向逆方向移动，即 12K；C 项，从图中可以看出 D 点并没有达到平衡状态，所以它要向 A 点移动，这时 3I的浓度在增加，所以 v正 逆，C 项正确；D 项，从状态 A 到状态 B， 3I的浓度在减小，那么 2I的浓度就在增加。卤素单元测试一、选择题（只有一个合理答案）1市售“家用消毒液发生器”是以精盐和自来水为原料，通电时，发生器内的电极板上产生大量的气泡（同时使产生的气体充分与电解液接触），所制得的混合液具有强烈的杀菌能力，且不对人体造成伤害。
24、该发生器配制消毒液所涉及到的化学反应有（ ）2NaCl+2H 2O= 2NaOH+Cl2+H 2 Cl 2+2NaOHNaCl+NaClO+H 2OH 2+Cl22HCl Cl 2+H2OHCl+HClO 2HClO2HCl+O 2A. B. C. D. 2将一盛满 Cl2的试管倒立在水槽中，当日光照射一段时间后，试管中最后剩余气体的体积约占试管容积的( )A1/4 B1/2 C1/3 D2/33下列物质加入溴水，经振荡，不因发生化学反应而使溴水褪色的是 （ ）ANa 2S BNaOH C甲苯 D裂化汽油 4有关卤素的说法正确的是（ ）A卤素是典型的非金属元素其单质只具有氧化性而无还原性. B
25、卤素单质的熔点随相对分子质量的增大而升高. C卤化银都不溶于水，也不溶于稀硝酸. D卤化氢的水溶液都是强酸5F 2是氧化性最强的非金属单质，物质的量相等的 F2跟烧碱完全反应，生成 NaF、H 2O 和另一种气体，该气体是下列中的( )AH 2 B HF COF 2 DO 2二、选择题（有 12 个合理答案）6下列离子方程式正确的是（ ）A氯气与水反应：Cl 2H 2O2H Cl ClO B氯气与氢氧化钠溶液反应：Cl 22OH Cl ClO H 2OC向留有残氯(Cl 2)的水中加一定量的 FeSO4，以除去水中的 Cl2：Fe 2+Cl22Cl Fe 3+D漂白粉溶液中通入少量二氧化碳气体：Ca 2 2ClO H 2OCO 2CaCO 32HClO7已知 Cl2与 Br 、I 可发生反应：Cl 2+2I =I2+2Cl 、Cl 2+2Br =Br2+2Cl ，且 Br 、I 的还原性强弱顺序为：I Br 。某溶液中 Cl 、Br 、I 的物质的量依次为 0.2mol、0.4mol、0.6mol，欲使其Cl 、Br 、I 的物质的量比为 111，需通入 Cl2，那么通入 Cl2的物质的量是原溶液中 I 物质的量的（ ）
