第四讲卤族元素
考查要点：
1.氯气的化学性质及实验室制法；
2.卤素及其化合物的性质;
3.以卤素为载体,判断拟卤素,互卤素具有或不具有的性质,即信息迁移题;
知识延伸：
1.氯气
(1)物理性质
黄绿色，有刺激性气味的有毒气体
易液化(氯气液氯)
密度比空气大
能溶于水
⑵化学性质：氯气是一种化学性质活泼的非金属单质，具有性。
①氯气与金属的反应
2Na＋Cl2=====2NaCl
Cu＋Cl2=====CuCl2
2Fｅ＋3Cl2=====2FeCl3
②氯气与非金属的反应
H2+Cl2=====2HCl H2+Cl2=====2HCl
③氯气与水的反应
Ⅰ新制的氯水能使紫色的石蕊溶液先变红后褪色；
Ⅱ在次氯酸钙溶液中通入二氧化碳后溶液变浑浊；
Ⅲ在新制的氯水中加入硝酸银溶液后变浑浊；
Ⅳ新制的氯水加入碳酸钠溶液中有气泡产生；
Ⅴ次氯酸有弱酸性、强氧化性、不稳定性、漂白性等四性。
Ⅵ久置氯水则变成稀盐酸。
④氯气与碱的反应
与Ca（OH）2（石灰乳）作用制漂白粉、漂粉精，其有效成分是次氯酸钙，次氯酸钙在潮湿的空气里，漂白效果更好。
例1．用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的NaOH（aq）中，当滴到最后一滴时红色突然褪去。试回答下列问题：
（1）实验室保存饱和氯水的方法是 。
（2）产生上述现象的原因可能有两种（简要的文字说明）
①是由于；②是由于。
简述怎样用简单实验证明红色褪去的原因是①还是②?
。
⑤与低价态物质反应，如SO2、Na2SO3、FeCl2、NaBr、KI、H2S等。
例2．用氯气消毒的自来水配制下列溶液时，会使所得溶液变质的是
①NaOH②AgNO3③Na2CO3④NaBr⑤FeCl2
A．只有②④B．只有④⑤C．只有①④⑤D．全部
⑶氯气的制法
①实验室制法
实验原理：
氯气的净化：
干燥：
收集：
验满：
尾气吸收：
②工业制法
⑷用途：氯气用于消毒、制造盐酸和漂白粉以及有机溶剂、农药等
例3．检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采用的方法是
A.用干燥的蓝色石蕊试纸 B.用干燥有色布条
C.将气体通入硝酸银溶液 D.用湿润的淀粉碘化钾试纸
例4．用1molMnO2和含HCl为4mol的浓盐酸充分反应（共热），在不考虑HCl挥发的情况下，得到的氯气
A．等于2molB．等于1mol C．小于1molD．大于2mol
⒉氯的化合物
⑴氧化物
氯的氧化物有Cl2O、ClO2、Cl2O6、Cl2O7，它们都是强氧化剂，不稳定易分解（爆炸）。
⑵次氯酸及其盐
次氯酸：弱酸性、强氧化性、不稳定性、漂白性等，制取较纯净次氯酸的方法是向氯水中加入新制的HgO、Ag2O、CaCO3。
次氯酸盐：较稳定，具有强氧化性
⑶亚氯酸及其盐
亚氯酸极不稳定：
亚氯酸盐比亚氯酸稳定，但加热或敲击亚氯酸盐固体时立即爆炸，歧化为氯酸盐和氯化物。
亚氯酸及其盐具有强氧化性可作漂白剂。
⑷氯酸及其盐
氯酸是强酸，超过40%就会迅速分解并发生爆炸。26HClO3=15O2+8Cl2+10HClO4+8H2O
氯酸盐：NaClO3的溶解度比KClO3大。
有催化剂存在时，KClO3分解为氯化钾和氧气；若不存在催化剂，则在先629K时熔化，668K时按下式分解：4KClO3=KCl+3KClO4
固体KClO3是强氧化剂，它与易燃物质如炭、硫、磷及有机物质相混合时，一受撞击即猛烈爆炸，因此氯酸钾大量用于制造火柴、焰火等。
⑸高氯酸及其盐
高氯酸是已知含氧酸中最强的酸，用浓硫酸和高氯酸钾反应可制得高氯酸：
高氯酸盐一般是可溶的，但Cs+、Rb+、K+及NH4+的高氯酸盐的溶解度都很小。固态高氯酸盐在高温下是一种强氧化剂，但其氧化性比氯酸盐弱，如KclO4用作炸药比KClO3为原料的炸药稳定些。KClO4在883K时熔化分解：KClO4=KCl+2O2
⑹氯的含氧酸及其盐的性质变化规律
酸 氯的化合价 酸性 氧化性 钾盐 盐的热稳定性 盐的氧化性 次氯酸 亚氯酸 氯酸 高氯酸 氧化性 热稳定性 卤酸根离子的氧化性变化规律：BrO3—>ClO3—>IO3—,
卤酸盐的热稳定性大小顺序：KBrO3>KClO3>KIO3。
3．卤素单质的物理性质卤素单质在物理性质上的差异性及递变规律
F2Cl2Br2I2
状态气态气态液态固态
淡黄绿色、黄绿色、红棕色、紫黑色
颜色加深
（H2O）反应溶解溶解微溶
溶解度逐渐减小
熔沸点升高
卤素单质在不同溶剂中的溶解性比较：
水 苯（或汽油） 四氯化碳 溴 黄橙 橙橙红 橙橙红 碘 深黄褐 淡紫紫红 紫深紫 液溴存放时用水封，碘易升华。
例5.不能使橙黄色溴水变为无色溶液的是A.CCl4多次萃取B.镁粉C.KOH溶液D.KI溶液产物稳定性
产物酸性
产物还原性
（3）与水反应，F2与水剧烈反应故而无“氟水”，Br2、I2与水作用越来越微弱。
（4）卤素单质间的置换反应，按Cl2、Br2、I2的顺序，前面的单质能从盐溶液中置换出后面的单质，F2遇盐溶液先和水反应。
（5）与低价态物质反应，如SO2、Na2SO3等。
例6．从海水中制取溴的过程是把Cl2通入加热到90℃、pH=3.5的卤水中，将Br-氧化成为Br2，用空气吹出生成的Br2，被Na2CO3溶液吸收得到NaBr和NaBrO3的混合液，再用酸酸化混合液，即可得到Br2。写出有关的离子方程式：
（1）Na2CO3溶液吸收Br2 。
（2）用酸酸化混合液制取Br2 。
5．卤化银的性质及卤素离子的检验
AgF白色易溶于水，AgCl、AgBr、AgI颜色由白色到淡黄色到黄色，均不溶于水且溶解度越来越小，
卤化银具有感光性。
卤离子的检验
利用卤化银的性质可以用酸化的AgNO3（aq）来检验卤素离子（Cl—、Br—、I—）；
在含有卤素离子的溶液中滴入氯水，再加入有机溶剂振荡后，观察有机层颜色。
例7．已知Cl—与Ag+反应生成AgCl，每次生成的AgCl中又有10%见光分解，生成的氯气又可在水溶液中歧化为HClO3和HCl。而这样生成的Cl—又与剩余的Ag+作用生成沉淀，这样循环往复，直至最终。
现有含1.1molNaCl溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液.求最终能生成多少克难溶物?若最后溶液体积为1L，则氢离子的物质的量浓度是多少？
6．氟的单质和化合物的特性：
⑴氟无正价；
⑵单质氟与水反应不同于其它卤素：
⑶HF能腐蚀玻璃和陶瓷，制备HF只能在铅皿中进行，保存在塑料瓶中。
⑷氢氟酸是弱酸；
⑸AgF可溶，而CaF2难溶；
⑹AgF无感光性；
⑺稀有气体与氟气反应生成XeF4、XeF6等；
⑻氟能氧化高能燃料：2F2+N2H4=N2+4HF。
6．卤素互化物
卤素互化物是指由两种不同的卤素相互化合所形成的化合物，其通式为XYn，式中n=1、3、5、7。卤素互化物大多是不稳定的，具有比卤素单质（氟气除外）更强的化学活泼性。它们一般都是强氧化剂，以卤氟化物的氧化性最强，ClF5已被用作火箭推进器的高能氧化剂。卤素互化物的性质与生成它们的卤素的性质相似。
BrF3在室温下为液体，它是一种良好的但不猛烈的氟化试剂。
如：6MO+4BrF3=6MF2+3O2+2Br2
BrF3与水反应时既是氧化剂，又是还原剂：3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2
例8．(1)BrCl3性质与卤素单质相似，具有很强的氧化性。将BrCl3溶于水，再通人S02，写出该反应的化学方程式：。
(2)若将4．66gBrCln溶于水，再通人过量S02的反应。
巩固练习；
1．氯气是有毒的，曾被法西斯制成毒气弹用于侵略战争。当这种毒气弹顺风爆炸时，通常可用的防御方法是
A.人、畜应躲到低洼的地方 B.人、畜应到较高的地方去。
C.人、畜应多喝豆浆和牛奶 D.可用肥皂水浸湿软布蒙面。
2．市场上销售的“84”消毒液，其商品标识上有如下叙述：①本品为无色液体，呈碱性②使用时加水稀释③可对餐具、衣物进行消毒，可漂白浅色衣物。其有效成分可能是
A．Cl2B．SO2 C．NaClOD．KMn04
3．下列关于漂白粉的叙述中，正确的是
A．漂白粉的有效成分是Ca(C10)2和CaCl2 B．漂白粉在空气中久置后能变质
C．漂白粉的溶液呈碱性 D．在使用漂白粉时应用浓盐酸
4．将0．2molMn02和50mLl2mol·L-1盐酸混合后缓缓加热，反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成AgCl沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发)
A．等于0．3mol B．小于0．3mol
C．大于0．3mol、小于0．6mol D．以上结论都不正确
5．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+3H2O。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
A．①③ B．③⑥ C．②④⑥ D．①②④⑤⑦
6．下列对氯气的描述中，不正确的是（）
A．在标准状况下，氯气的密度是3．17g·L-1
B．实验室不能用排水法收集氯气
C．液氯不导电，是非电解质；氯水能导电，是电解质
D．不干燥的氯气遇二氧化硫，其漂白性能增强
7.下列各组中的两种物质,能用淀粉碘化钾试纸鉴别的是
A.溴水和碘水B.盐酸和次氯酸C.稀HNO3和稀HClD.浓HNO3和氯水
8、大气或饮水被污染时，可引起人们的牙齿、骨骼变疏松。引起这种污染的元素是
A、汞 B、氟 C、碘 D、硫
9．今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0．1mol·L-1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(mmol)，在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(mmol)，丙瓶不变。片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度大小关系是(溶液体积变化忽略不计)
10．今有H2、Cl2的混合气体100mL（标准状况下），其中一种气体体积是45mL，另一种气体体积是55mL。光照使两种气体发生反应后恢复到标准状况下，气体体积为mL。为证明反应后气体中H2或Cl2有剩余，使气体通过10mL水，并使剩余气体干燥后再恢复到标准状况。若（1）剩余mL，证明有剩余。
（2）溶液有性质，证明有剩余。
11．实验室里用一般的气体发生装置来制备Cl2，反应物即使在停止加热后还会继续一段时间，当要收集多瓶Cl2时，常有较多的Cl2散到空气中去，为了避免Cl2的逸散，并对多余的Cl2随时取用，有人设计了如图甲装置来制取Cl2：
（1）设计甲装置是依据了 薄（填已学过的某仪器名称）的原理。甲中装置Ⅱ(填“能”或“不能”)用乙装置来代替。
（2）甲中Ⅱ中盛有的液体是。该装置可看作是一个(填某仪器名称)，简述其主要原理：
12．G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物，它们在一定条件有如下转换关系(均未配平)：
①G→Q+NaCl； ②Q+H2OX+H2；
③Y+NaOH→G+Q+H2O； ④Z+NaOH→Q+X+H20；
（1）这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为： ；
（2）由反应②可看出Q、X中氯元素价态的高、低顺序，
所根据的理由是；
（3）臭氧与二氧化氯作用，可得到红色油状的六氧化二氯(Cl206)，遇有机物会爆炸。它与碱溶液反应可得到两种氯的含氧酸盐，代表该反应的是
（填①—④编号）。其离子方程式是：；
（4）亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温下不见光时可保存约1年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HCl02==4C102+H++Cl—+2H20
分解时，刚加入硫酸反应缓慢，随后突然反应迅速释放出气态的二氧化氯，这是因为
A．酸使亚氯酸的氧化性增强 B．溶液中的H+起催化作用
C．溶液中的Cl—起催化作用 D．逸出ClO2使反应的生成物浓度降低
13．(1)1986年,化学上第一次用非电解法制得氟气,试配平该反应的化学方程式：
（1）反应中元素被还原。
（2）氰（CN）2、硫氰(SCN)2的化学性质和卤素（X2）很相似,化学上称为拟卤素
，它们阴离子的还原
性强弱为：Cl—
①(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式：；
②NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2反应的离子方程式：。
14．为实现2000年消除碘缺乏病的目标，国家卫生部规定食盐必须加碘，其中碘以碘酸钾或碘化钾的形式存在。
⑴有人烹调时，把两种不同厂家生产的加碘食盐混合，当滴食醋时，产生紫色蒸气，反应的离子方程式为
⑵这两种加碘食盐可以在潮湿的空气中曝露而加以鉴别，其原理是，反应的离子方程式为
⑶分析化学上常用硫代硫酸钠与单质碘反应来进行元素分析。硫代硫酸根（S2O32－）离子与I2之间的反应进行得迅速、完全，但必须在中性或弱酸性溶液中进行。因为在碱性溶液中，I2会发生反应，其离子方程式；而且I2与S2O32－发生副发应，其离子方程式。若在强酸性溶液中，Na2S2O3会发生分解，其离子方程式，同时I－离子容易与空气中的氧气发生反应，其反应的离子方程式。在用碘量法进行测定时，为防止碘的挥发，在实验中首先应该采取的措施 。
⑷I2和Na2S2O3之间发生既快又完全的反应： I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6
①若相互倾倒时上述反应需要在接近中性（pH值为5～9）的条件下进行，为什么？
②当把I2溶液滴入Na2S2O3溶液中时，即使在碱性溶液中（pH=11）也能发生完全的反应；若把Na2S2O3溶液滴入I2溶液中，那么在酸性溶液中亦能发生完全反应，试简要解释上述两个实验事实。
15．在右面图解中示出了用密码字母表示的物质反应的条件：
方框中的物质（A、D、E）是含氟的盐，B是一种浓酸，物质C是气体（通常条件下）。且已知，溶液冷却时盐E以沉淀析出，而当等体积的lmol/LE溶液和lmol/L碳酸氢钠溶液反应时，形成溶液，随后将溶液蒸发只得到盐D。
写出A～E的分子式。
16．溶液A加入NaCl溶液，有白色沉淀B析出，B可溶于氨水，所得溶液为C，把NaBr加到溶液C中，有浅黄色沉淀D析出，D在阳光下容易变黑，D溶于Na2S2O3溶液得到溶液E，于E中加入NaI，则有黄色沉淀F析出，F可溶于NaCN溶液得溶液G，往G中加入Na2S，得到黑色沉淀H，自溶液中分离出H，使H与浓HNO3一起煮沸后得到悬浮着浅黄色沉淀（硫黄）的溶液，滤出硫黄后，又得到原来的溶液A。
试推断A～H各是什么物质，并写出实验过程的反应方程式。
17.氟是所有元素中非金属性最强的元素，氟气与水反应可以获得四种物质，它们分别为（用分子式表示）、、、。其中有一种是无色气体，与臭氧有类似的臭味，它可由氟气慢慢地通入2％的NaOH溶液中制得，此反应的离子方程式为：
18．用I2O5来定量测量CO的含量，其反应方程式为；I2O5和I4O9是离子化合物，试用离子式表示之。
19．KCl和KClO3的溶解度（g/100gH2O，0℃）分别为28.5和3.3，简述以KCl为原料制取KClO3的方法，写出有关化学方程式。
20．制取氟氯化合物X，可采用特制的耐氟仪器。制备X的反应物是10％的HCl04溶液和F2，使它们缓缓反应，产率不很高。化合物X中元素质量分数是：Cl30％；O54％；F16％，且X的最简式式量与相对分子质量相同。有关物质的资料如下：
①无水KF为固体，易吸收F2、HF和H2O；
②化合物X的熔点-167．5℃，沸点-15．9℃，易分解，若接触有机物容易爆炸；
③F2沸点-188．14℃，HF沸点19．54℃，O2沸点-183℃，NH3沸点-33．35℃。实验装置如图所示。试回答：
X的化学式,HCl04与F2生成X的化学方程式为：
。
D装置的作用是。
(4)B中致冷液用(填“液氧”或“液氨”)，
其理由是。
(5)A的内管中填充许多耐氟的环状物，其主要作用是使
气流曲折向上，液流迂回而下，扩大接触面，力求反应充分。若把A内管的环状填充物换成耐氟的石墨环，则X的产率为0，请推测其主要原因是 。
21．往含有0.1molBr0.1molI—的FeBr2和FeI2的溶液中,持续缓慢通入Cl2,作出通入气体体积与溶液中离子数目的图象(已知各物质的氧化性强弱：ClO3-BrO3-＞Cl2＞IO3-＞Br2＞Fe3+＞I2，Cl2与H2O的反映可忽略不计)。
22.用足量的四氯化碳从20mL碘水中（含碘A×10—3mol）萃取碘，每次用2mL四氯化碳并将萃取液放入同一烧杯中。已知碘在四氯化碳和水中的物质的量浓度之比为80∶1，则萃取m次后烧杯中含碘的物质的量是多少？假如水中最多允许含碘A×10—6mol，则至少需要萃取多少次？（假设碘水的体积始终为20mL）。
高一化学竞赛教案设计：朱德彬2003.11.28
9
常压，－34℃
点燃
点燃
点燃
点燃
|
|
