1、第一单元 氯、溴、碘及其化合物,一 氯气的性质,二 氯气的制法,教材研读,突破一 对氯水性质多样性的分析,突破二 卤素离子的检验方法,重难突破,突破三 从海水中提取物质的思路,一、氯气的性质 1.物理性质 氯气是 黄绿 色、有 刺激性 气味的有毒气体,密度比空气 大 ,易液化。氯气 能 溶于水,常温下,1体积水中能溶解约2体 积的氯气。水中加NaCl固体,可以降低Cl2在水中的溶解度,可用排饱和食盐水法收集氯气。,教材研读,2.化学性质 氯原子最外层有 7 个电子,在反应中很容易 得到 电子,所以 氯气是一种很活泼的单质,表现出较强的氧化性。 (1)与金属反应 Cl2+2Na 2NaCl。现象
2、:产生 黄 色火焰和大量 白 烟,产 物溶于水,溶液呈 无 色。 Cl2+Cu CuCl2 。现象:产生 棕黄 色的烟,CuCl2的稀溶 液呈 蓝 色。,3Cl2+2Fe 2FeCl3。现象:产生 棕红 色的烟,溶于水溶液呈 黄 色。 (2)与非金属反应 Cl2+H2 2HCl 纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出 苍白 色火焰,并产生大量的 白 雾;H2和Cl2混合后,在强光照射下,能迅速化合而 爆炸 。 3Cl2+2P 2PCl3 Cl2+PCl3 PCl5,磷在氯气中燃烧生成三氯化磷和五氯化磷。由于三氯化磷为 液 体,五氯化磷为 固 体,所以燃烧时产生大量的白色 烟雾 。 (3)与水反应
3、:化学方程式为 Cl2+H2O HCl+HClO 。 新制氯水呈 黄绿 色,含有的微粒有 Cl2 、 H2O 、 HClO 、 H+ 、 Cl- 、 ClO- 和极少量的 OH- 。,3.次氯酸的性质 (1)弱酸性:酸性比碳酸还弱,Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2的化学方程式 为 Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO 。 (2)不稳定性:化学方程式为 2HClO 2HCl+O2 。氯水久置 后变成稀盐酸,化学方程式为 Cl2+H2O HCl+HClO , 2HClO 2HCl+O2 。 (3)强氧化性:HClO能氧化许多物质,具有漂白作用。,1.实验室制法 (1)反应原
4、理: MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O 。随着反 应的进行,浓盐酸变成稀盐酸,而稀盐酸与MnO2 不能 反应。HCl 在反应中显 还原 性和 酸 性。 (2)氯气的净化:实验室制取的氯气中含有少量HCl气体和水蒸气,可依 次用 饱和食盐水 和 浓硫酸 除去。 (3)收集方法:用向 上 排空气法或排 饱和食盐水 法收集。,二、氯气的制法,(4)验满方法:除用湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的 淀粉碘化钾 试 纸外,还可以将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口,如果集满,现象是红色石 蕊试纸 褪色 。 (5)尾气的吸收:用 氢氧化钠 溶液吸收多余的氯气,化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl
5、+NaClO+H2O 。,2.工业制法 电解饱和食盐水生产氯气和烧碱,化学方程式为 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 。,三、卤族元素 1.原子结构:卤族元素包括 氟F 、 氯Cl 、 溴Br 、 碘I 等元素(写元素名称和元素符号),原子最外层上都有 7 个 电子,容易 得到1个 电子而呈 -1 价。,2.存在:卤素在自然界中都以化合态形式存在。,3.保存:液氯用 钢瓶 储存,氯水应盛放在 棕色 瓶中。液溴存 放时应用 水 覆盖。漂白粉应 密封 保存。,4.物理性质 卤素单质的固体是 分子 晶体,随着核电荷数的递增,相对分子质 量逐渐 增大 ,范德华力逐渐 增大 ,密度逐渐 增
6、大 , 熔、沸点逐渐 升高 ,颜色逐渐 加深 。 常温下,氟单质是 浅黄绿 色气体,氯单质是 黄绿 色气体,溴 单质是 深红棕 色液体,碘单质是 紫黑 色固体。液溴易 挥发 ,固态碘易 升华 。卤素单质在水中的溶解度较小,但易 溶于 有机溶剂 ,溴水呈 橙黄 色,碘水呈 淡黄 色,Br2的,CCl4溶液呈 橙红 色,I2的CCl4溶液呈 紫红 色。,5.制取 从海水中提取溴,通常是将 氯气 通入提取粗盐后的母液中,将溶 液中的 溴离子 氧化成 溴单质 ,鼓入 热空气或水蒸气使溴从溶液中挥发出来,冷凝后得到粗溴,精制粗溴可得到高纯度的 溴单质。,6.卤族元素氢化物性质的递变性 稳定性由强至弱的顺
7、序为 HFHClHBrHI 。 沸点由高至低的顺序为 HFHIHBrHCl 。 还原性由强至弱的顺序为 HIHBrHClHF 。 水溶液酸性由强至弱的顺序为 HIHBrHClHF 。,1.在氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性 质。下列实验现象和结论正确的是 ( B ) A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2分子存在 B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在 C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在 D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在,2.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的N
8、aOH。下列用来解 释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)( B ) A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O B.该消毒液的pH约为12:ClO-+H2O HClO+OH- C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒气体Cl2:2H+Cl-+ ClO- Cl2+H2O D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-,HClO+CH3COO-,3.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。,下列说法正确的是 ( D ) A.图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部被消耗 B.图中:量
9、筒中发生了加成反应 C.图中:发生的反应不是燃烧反应 D.图中:湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸 性,结果有Cl2生成,突破一 对氯水性质多样性的分析氯水在与不同物质发生反应时,表现出成分的复杂性和性质的多样 性。,重难突破,典例1 氯气对水杀菌消毒体系中起杀菌作用的主要是HClO。25 时 氯气氯水体系中存在以下平衡关系: Cl2(g) Cl2(aq) K1=10-1.2 Cl2(aq)+H2O HClO+H+Cl- K2=10-3.4 25 时,将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后向所得饱和氯水中滴加0.1 mol L-1的NaOH溶液,溶液pH变化的曲线如图所示。下列叙
10、述正确的是( ),A.用氯气对水杀菌消毒,夏季要比冬季好 B.Cl2(g)+H2O HClO+H+Cl- K=10-4.6 C.图中的变化,两个平衡均向右移动,Cl2(aq)的浓度减小,HClO的 浓度增大,D.图中点所示溶液中饱和氯水恰好与NaOH反应,溶质只有NaCl和NaClO,解析 A项,温度越高,HClO越不稳定,所以用氯气对水杀菌消毒,冬季比 夏季效果好,错误;B项,的总反应为Cl2(g)+H2O HClO+H+Cl-,K =K1K2=10-4.6,正确;C项,的过程中,溶液的pH逐渐减小,时pH最 小,说明该过程中Cl2逐渐溶解,时氯水达到饱和,两个平衡均向右移动, Cl2(aq
11、)的浓度逐渐增大,HClO的浓度也逐渐增大,错误;D项,若氯水恰好 与NaOH完全反应,此时溶质只有NaCl和NaClO,由于ClO-的水解应该使 溶液呈碱性,而图中点处pH=7,说明氯水过量,错误。,答案 B,温馨提示 氯水成分寻找方法 氯水中存在三个平衡关系: (1)Cl2+H2O HCl+HClO (2)HClO H+ClO- (3)H2O H+OH- 根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。,1-1 向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种, 经过振荡,现象如图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是 ( B )AgNO3溶液 NaOH溶液 水 A. B. C.
12、 D.,解析 甲中气体和溶液都为无色,说明不存在Cl2,注入的液体是NaOH 溶液;乙中气体为无色且溶液中出现白色浑浊,说明不存在Cl2且溶液中 生成了白色沉淀,注入的液体是AgNO3溶液;丙中气体和溶液都呈浅黄 绿色,说明存在Cl2,注入的液体是水。,1-2 在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是 ( C ) A.再通入少量氯气, 减小 B.通入少量SO2,溶液漂白性增强 C.加入少量的碳酸氢钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强 D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱,解析 饱和氯水不能再溶解Cl2,各成分的浓度不变,A错误;SO2+Cl2+2H2 O 2HCl+H2SO4,
13、Cl2+H2O H+Cl-+HClO,通入少量SO2,平衡左移, HClO的浓度减小,漂白性减弱,B错误;加入少量NaHCO3粉末,消耗H+,pH 增大,使Cl2+H2O H+Cl-+HClO平衡正向移动,HClO的浓度增大,溶液 漂白性增强,C正确;光照过程中,HClO分解生成O2和HCl,溶液中的离子 浓度增大,导电性增强,D错误。,突破二 卤素离子的检验方法,1.AgNO3溶液沉淀法 未知液,2.置换萃取法 未知液 有机层呈,3.氧化淀粉法检验I- 未知液 蓝色溶液,表明 有I-,典例2 下列实验操作、现象和结论均正确的是 ( B ),解析 A项,KI-淀粉溶液一般作为指示剂,设计用双氧
14、水滴定淀粉KI溶 液无法判定终点,实验不合理,错误;B项,在酸性环境中,KIO3与KI反应生 成I2,I2的CCl4溶液呈紫红色,正确;C项,NO2溶于水生成硝酸,硝酸也具有 强氧化性,也可使淀粉碘化钾试纸变蓝,错误;D项,加入AgNO3溶液之前 要用硝酸中和溶液中的碱,错误。,2-1 下列叙述中正确的是 ( C ) A.加碘食盐可用淀粉溶液检验其中的碘 B.某溶液加入氯水后振荡,再加入CCl4振荡,下层显示紫色,说明原溶液 中一定含有I- C.某溶液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸,产生淡黄色沉淀,说明原溶液中 一定含有Br- D.要除去KBr溶液中混有的Br2,可用酒精萃取除去,解析 加碘食盐
15、中加入的是KIO3,KIO3不能使淀粉溶液变蓝,A错误;若 原溶液中含有I2,也会产生同样现象,B错误;由于酒精与水互溶,因此不能 用酒精萃取KBr溶液中的Br2,D错误。,2-2 某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种 物质只加一次):a.KI溶液;b.淀粉溶液;c.NaOH溶液;d.稀硫酸;e.氯水。发 现溶液颜色按如下顺序变化:无色棕黄色蓝色无色 蓝色。下列对此过程进行的分析中错误的是 ( D ) A.加入以上药品的顺序是aebcd B.反应的化学方程式为3I2+6NaOH 5NaI+NaIO3+3H2O C.溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色 D.反应的离
16、子方程式为2I-+Cl2 I2+2Cl-,解析 溶液颜色变化:无色棕黄色,说明有碘生成;棕黄色 蓝色,说明是淀粉溶液遇碘变蓝色;蓝色无色,说明碘被消耗,反应 的化学方程式为3I2+6NaOH 5NaI+NaIO3+3H2O;无色蓝色,说 明又生成了碘,此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还 原反应,离子方程式为I +5I-+6H+ 3I2+3H2O。,突破三 从海水中提取物质的思路从海水中提取物质的思路如下图:,特别提醒 注意生产过程中的节能减排与使用绿色化学工艺;尽 量做到物质提取过程中生产工艺的简捷。,典例3 我国有广阔的海岸线,建设海峡经济区,海水的综合利用大有可 为,
17、如图所示为海水综合利用部分流程,有关说法正确的是 ( ),A.上述工艺流程中涉及化合、分解、复分解和置换反应 B.只发生了化学变化,是用电解熔融NaCl制备Cl2 C.涉及的反应均为氧化还原反应,只需要蒸馏即可得到单质Br2 D.中反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O 4H+S +2Br-,解析 题述工艺流程中电解熔融氯化钠制取氯气属于分解反应,属 于置换反应,上述工艺流程中没有涉及化合、复分解反应,故A错误; 只发生了物理变化,是用电解熔融NaCl制备Cl2,故B错误;涉及 的反应均为氧化还原反应,故C错误;中反应的离子方程式为SO2+Br2+ 2H2O 4H+S +2Br-,故D正确
18、。,答案 D,3-1 从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海水制碘的 说法中,不正确的是 ( A ) 干海带 海带灰 悬浊液 滤液 含碘水溶液 I2的 CCl4溶液 I2 A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌 B.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应 C.在含碘水溶液中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色 D.含碘水溶液中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取、分液”,解析 A项,灼烧固体应在坩埚中进行;B项,H2O2能将I-氧化为I2,碘元素 发生氧化反应;C项,碘单质遇到淀粉溶液变蓝色;D项,I2在CCl4中的溶解 度比在水中大,常用CCl4萃
19、取含碘水溶液中的碘,萃取后分液即得I2的 CCl4溶液。,3-2 从淡化海水中提取溴的流程如下: 淡化海水 低浓度Br2 含Br-等的溶液Br2的浓溶液 液溴 下列有关说法不正确的是 ( C ) A.X试剂可以为Na2SO3饱和溶液 B.步骤的离子反应:2Br-+Cl2 2Cl-+Br2 C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L,D.步骤包含萃取、分液和蒸馏,解析 Na2SO3+Br2+H2O Na2SO4+2HBr,A项正确;步骤利用氯气的 氧化性比溴单质的强,利用置换反应原理制取Br2,B项正确;反应和反 应均用到Cl2,故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气,但未标明氯气所处的温 度和压强,C项错误;从浓溴水中提取溴,可利用有机溶剂(如苯)萃取溴, 然后分液得到含溴单质的有机溶液,再经蒸馏可得到纯净的溴单质,D项 正确。,
