2022年高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 專題 鹵族元素學(xué)案 蘇教版【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：鹵族元素二. 教學(xué)目標(biāo)：了解氯及其重要化合物的主要性質(zhì)；掌握氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法；認(rèn)識(shí)氯氣及其化合物在生產(chǎn)中的應(yīng)用；理解鹵素單質(zhì)和化合物的相似性和遞變性；掌握X的檢驗(yàn)方法；利用氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性及強(qiáng)弱比較的方法，理解海水中提取溴的方法。三. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：氯及其化合物的性質(zhì)，鹵族元素及其化合物的相似性和遞變性，鹵離子的檢驗(yàn)教學(xué)過(guò)程一、鹵族元素的“原子結(jié)構(gòu)性質(zhì)”的關(guān)系 結(jié)論：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)。二、鹵族元素的“性質(zhì)制備”的關(guān)系鹵族元素的化學(xué)性質(zhì)活潑，所以在自然界中以化合態(tài)的形式存在。1、鹵素單質(zhì)的制備（Cl2）氧化還原法工業(yè)制法：電解飽和食鹽水電解熔融氯化鈉實(shí)驗(yàn)室制法：強(qiáng)氧化劑濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣：原理與裝置：2、鹵化氫的制備難揮發(fā)酸制揮發(fā)性酸三、鹵族元素的“一般特殊”的歸納鹵族元素的單質(zhì)及其化合物有許多共性，但也存在諸多特殊之處。（一）單質(zhì)1、物理性質(zhì)化學(xué)式F2Cl2Br2I2顏色淡黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色狀態(tài)氣體氣體液體固體密度逐漸增大熔沸點(diǎn)逐漸升高水溶液淺黃綠色橙色黃色CCl4溶液黃綠色橙紅色紫紅色毒性劇毒有毒劇毒有毒Cl2、Br2、I2在水中的溶解能力比較小，但較易溶于有機(jī)溶劑中，常見的有機(jī)溶劑有：汽油、苯、四氯化碳、酒精等。2、化學(xué)性質(zhì)（主要體現(xiàn)強(qiáng)氧化性）與金屬反應(yīng)：Fe、Cu等，但由于氧化能力不同，產(chǎn)物不完全相同、與非金屬反應(yīng)：H2、P等都可以與氫化合生成相應(yīng)的氫化物HX，但鹵族元素按原子序數(shù)遞增的順序從上至下，與氫化合的難易程度逐漸增大，產(chǎn)生的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，其水溶液的酸性逐漸增強(qiáng)。與水作用： （XCl、Br、I）與堿作用：漂白粉的制備，成分及漂白原理：氯氣通入石灰乳中：主要成分：、，有效成分：漂白原理：與Fe2、SO2、Na2SO3、Na2S等還原性物質(zhì)反應(yīng)，如：X2SO22H2OH2SO42HX；2Fe2Cl22Cl2Fe3，但：可Fe3氧化I：2I2Fe3I22Fe2與有機(jī)物發(fā)生加成、取代反應(yīng)等。注意反應(yīng)條件、反應(yīng)產(chǎn)物。；鹵素單質(zhì)間的相互置換（二）化合物：1、鹵化氫：鹵化氫均為無(wú)色有刺激性氣味的氣體，易溶于水，易揮發(fā)與空氣中水蒸氣結(jié)合形成白霧。HF有劇毒，能腐蝕玻璃：性質(zhì)比較：熱穩(wěn)定性：HFHClHBrHI酸性：HF（弱）HClHBrHI還原性：HFHClHBrHI2、鹵化銀鹵化銀AgFAgClAgBrAgI水溶性可溶難溶顏色白色淺黃色黃色性質(zhì)感光性，例：用途制作感光材料膠卷人工降雨3、鹵離子的檢驗(yàn)：用硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察產(chǎn)生沉淀的顏色。若有CO32、SO32、SO42等離子干擾，應(yīng)先加入足量的硝酸鋇溶液，取上層清液繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。四、鹵族元素及其重要化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系說(shuō)明：1、新制氯水的成分：含有Cl2、H2O和HClO以及Cl、ClO、H及極少量的OH。久置氯水中由于HClO分解為HCl和O2，因此，久置氯水相當(dāng)于稀鹽酸。液氯屬于純凈物，它具有氯氣的性質(zhì)，不具有漂白性，而氯水屬于混合物，它既具有鹽酸的性質(zhì)，又具有氯氣和次氯酸的性質(zhì)，有很強(qiáng)的氧化性和漂白性。氯水與石蕊試液時(shí)先變紅再褪色（氯水顯酸性，使紫色石蕊試液變紅，次氯酸有強(qiáng)氧化性，使有色物質(zhì)氧化而褪色）氯水遇濕潤(rùn)淀粉KI試紙先變藍(lán)再褪色，是由于氯氣氧化I制得單質(zhì)I2，當(dāng)氯氣過(guò)量時(shí)，繼續(xù)氧化單質(zhì)碘，生成無(wú)色的IO3。2、在不同條件下，新制氯水溶液中起作用的物質(zhì)（或微粒）有所不同。抓住諸因素對(duì)平衡：Cl2H2OHClHClO的影響，合理解釋某些具體問題：當(dāng)加入可溶性氯化物時(shí)，c（Cl）增大，平衡左移，因此可用排飽和食鹽水的方法收集Cl2，也可以用排飽和食鹽水的方法除去Cl2中的雜質(zhì)HCl；當(dāng)加入濃鹽酸時(shí)，c（Cl）和c（H）都增大，平衡左移，因此，可用氯酸鹽和次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制取或測(cè)漂白粉中的“有效氯”，當(dāng)加入CaCO3和Na2CO3時(shí)，c（H）減少，平衡右移，可使氯水中的c（HClO）增大，增強(qiáng)漂白效果；當(dāng)加入堿溶液時(shí)，溶液中c（HClO）和c（H）都減少，平衡右移，實(shí)驗(yàn)室常用濃堿液來(lái)吸收未反應(yīng)完的Cl2，防止環(huán)境污染；氯水光照后，因HClO見光分解，平衡右移，故新制氯水須避光保存，且須現(xiàn)做現(xiàn)配，而久置的氯水就是鹽酸。3、關(guān)于NO2和Br2的鑒別：不能用KI，要用硝酸銀溶液；不能用pH試紙，可用濃氨水；不能用NaOH或水，可用CCl4等有機(jī)溶劑。4、當(dāng)溶液中存在多種還原性物質(zhì)時(shí)，加入氧化劑，還原性強(qiáng)的物質(zhì)應(yīng)先被氧化。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2氣體：在FeBr2溶液中通入足量Cl2氣體：在FeI2溶液中加入少量溴水：在FeI2溶液中加入足量溴水：5、使溴水褪色的物質(zhì)有：因萃取作用而使溴水褪色的物質(zhì)：苯、CCl4、直餾汽油等有機(jī)溶劑；能與溴水發(fā)生氧化還原反應(yīng)的還原性無(wú)機(jī)化合物：H2S、SO2、Fe2、I等；能與溴水發(fā)生氧化還原反應(yīng)的還原性有機(jī)化合物：含有醛基的化合物等；能與溴水發(fā)生反應(yīng)的金屬，如：Na、Mg、Al等；能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)的不飽和有機(jī)化合物；能與溴水反應(yīng)的堿性物質(zhì)，如：NaOH、Na2CO3等。6、氯氣的制?。貉b置適用于：固體（或液體）和液體反應(yīng)；在實(shí)驗(yàn)前必須檢查裝置的氣密性：在裝入藥品前，小火加熱，看燒杯中導(dǎo)管口是否有氣泡冒出。產(chǎn)生氣體后，由于氣體中可能含有揮發(fā)出的HCl和水蒸氣，欲得到純凈干燥的氯氣，防止環(huán)境污染，可采用如下的方法處理：除雜：Cl2（HCl）：飽和食鹽水干燥：濃硫酸、P2O5（s）、無(wú)水CaCl2等收集：向上排空氣法、排飽和食鹽水法檢驗(yàn)是否集滿：濕潤(rùn)的淀粉KI試紙（變藍(lán)色）或濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙（先變紅后褪色）尾氣處理：堿液吸收（常用NaOH溶液）7、在制取HBr和HI氣體時(shí)，由于濃硫酸可將Br、I氧化，所以不能用濃硫酸和NaBr、NaI反應(yīng)制備HBr、HI。應(yīng)用難揮發(fā)的濃磷酸代替濃硫酸。8、特殊性質(zhì)歸納：常溫下溴是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)，極易揮發(fā)，保存時(shí)用水封；碘易升華，碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)。碘單質(zhì)與鐵反應(yīng)生成FeI2；CaCl2、CaBr2溶于水，但CaF2（俗稱螢石）不溶于水；F2和水劇烈反應(yīng)，所以F2不能將溶液中的 、氧化，將F2通入某溶液中，應(yīng)先考慮它和水的反應(yīng)，再考慮生成的HF能否和溶液中的其它成分反應(yīng)；鹵素單質(zhì)中，只有F2可與稀有氣體反應(yīng)；鹵化氫的水溶液中只有氫氟酸是弱酸，但它能腐蝕玻璃，只能保存在塑料瓶中。9、“類鹵素”如（CN）2、（SCN）2、（OCN）2以及鹵素互化物如IBr、BrCl3等性質(zhì)與鹵素單質(zhì)的氧化性、與堿溶液反應(yīng)生成鹵化物和次鹵酸鹽、與Ag結(jié)合的生成物的難溶性等性質(zhì)相似，但由于上述物質(zhì)不是由一種元素組成，其組成元素的化合價(jià)有差別，以致在參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)價(jià)態(tài)的變化與鹵素單質(zhì)不完全相同?！镜湫屠}】例1. 今有甲、乙、丙三瓶等體積的新制氯水，濃度均為0.1mol/l，如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶體，在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶體，丙瓶不變，片刻后甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系是溶液體積變化忽略不計(jì)A. 甲乙丙B. 甲丙乙C. 丙甲乙 D. 乙丙甲解析：氯水中存在下列平衡：Cl2H2OHClHClO加入NaHCO3后因?yàn)樗嵝訦ClH2CO3HClO，所以甲瓶中NaHCO3與HCl反應(yīng)，平衡向右移動(dòng)，HClO濃度增大，又因HClO具有強(qiáng)氧化性，可將NaHSO3氧化，故乙瓶中HClO濃度下降，而丙瓶中沒有影響平衡的物質(zhì)，故HClO濃度不變。所以本題答案為B答案：B例2. 用滴管將新制的飽和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏螘r(shí)紅色突然褪去，試回答下列問題；（1）實(shí)驗(yàn)室保存飽和氯水的方法是： ；（2）產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因可能有兩種（簡(jiǎn)要文字說(shuō)明）：是 是 （3）簡(jiǎn)述怎樣用實(shí)驗(yàn)證明紅色褪去原因是或：解析：（1）新制氯水中，因HClO見光分解，平衡右移，故新制氯水須避光保存，且須現(xiàn)做現(xiàn)配；（2）能使變紅的酚酞褪色的原因是溶液堿性減弱或過(guò)量氯水中的HClO將變紅的酚酞漂白（3）若要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明褪色的可能原因，最簡(jiǎn)便的方法就是在褪色后的溶液中再滴加NaOH溶液，若不出現(xiàn)紅色，說(shuō)明是HClO漂白作用的結(jié)果，若再出現(xiàn)紅色，說(shuō)明是氯水與NaOH反應(yīng)，堿性減弱的原因。答案：（1）在陰涼處于棕色試劑瓶中密封保存（2）一是氯水與NaOH反應(yīng)生成兩種鹽，堿性減弱。二是氯水過(guò)量后HClO的漂白性將溶液變成無(wú)色。（3）向無(wú)色溶液中再加入NaOH溶液，若不再出現(xiàn)紅色，應(yīng)為原因，若再出現(xiàn)紅色，應(yīng)為原因。例3. 甲、乙、丙三種溶液各含有一種X（X為Cl、Br、I）離子，向甲中加淀粉溶液和氯水，則溶液為橙色，再加丙溶液，顏色無(wú)明顯變化。則甲、乙、丙依次含有A. Br、Cl、I B. Br、I、ClC. I、Cl、Br D. Cl、I、Br解析：向甲中加淀粉溶液和氯水，則溶液為橙色，不顯藍(lán)色，說(shuō)明不存在I，而是Br，與Cl2作用生成了Br2單質(zhì)顯橙色；再加丙溶液，無(wú)明顯變化，說(shuō)明丙溶液與Br2不反應(yīng)，則丙溶液中也不存在I，只能存在Cl，則乙中存在I，本題答案為B答案：B例4. 氰（CN）2、硫氰（SCN）2的化學(xué)性質(zhì)與鹵素（X2）很相似，化學(xué)上稱為擬鹵素，如（SCN）2H2OHSCNHSCNO。陰離子的還原性強(qiáng)弱為ClBrCNSCNI。試寫出：（CN）2與KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： ；NaBr和KSCN的混合溶液中加（CN）2反應(yīng)的離子方程式： 。解析：本題屬于信息題。根據(jù)題給信息可知：（CN）2、（SCN）2的化學(xué)性質(zhì)與鹵素（X2）相似，則方程可寫成：（CN）22KOHKCNKCNOH2O；而且其陰離子的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篊lBrCNSCNI。根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，可知：NaBr和KSCN的混合溶液中加（CN）2，（CN）2可與KSCN反應(yīng)而不與NaBr反應(yīng)，方程式為：（CN）22SCN2CN（SCN）2答案：（CN）22KOHKCNKCNOH2O；（CN）22SCN2CN（SCN）2例5. 下圖中的每一方格表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物，其中粗框表示初始反應(yīng)物（反應(yīng)時(shí)加入或生成的水，以及生成沉淀J時(shí)的其他產(chǎn)物均已略去）。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝何镔|(zhì)B是 ，F(xiàn)是 ，J是 。反應(yīng)的離子方程式是 。解析：本題屬于框圖題，關(guān)鍵在于如何找到切入點(diǎn)。從飽和食鹽水的電解入手，其反應(yīng)是：2NaCl2H2OH2Cl22NaOH產(chǎn)物有A、B、C各三種。從題目所給的框圖可以看出，物質(zhì)B既能與A反應(yīng)生成D和E，又能與C反應(yīng)生成G。從電解食鹽水的3種產(chǎn)物來(lái)看，只有氯氣才符合這種特點(diǎn)，它既與氫氣在點(diǎn)燃的條件下生成氯化氫：Cl2H22HCl；它又與氫氧化鈉在常溫下生成次氯酸鈉和氯化鈉：Cl22NaOHNaClNaClOH2O。因而，可以確定物質(zhì)B是氯氣。若將此化學(xué)方程式改寫作離子方程式，就是本題的答案。除了水不計(jì)外，框圖還指出，B與A反應(yīng)得到兩種產(chǎn)物，B與C反應(yīng)只得到一種產(chǎn)物，可以確定A是氫氧化鈉，C是氫氣。當(dāng)然，作為B與C反應(yīng)而得到的生成物G是氯化氫。下一步需確定物質(zhì)F。F既能與氯氣直接反應(yīng)生成物質(zhì)I，又能與氯化氫反應(yīng)生成物質(zhì)H和氫氣。如果把氯化氫當(dāng)作溶液看（即鹽酸），能與氯氣、鹽酸都可以發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)估計(jì)可能是一種金屬。那么，I和H都應(yīng)當(dāng)是此金屬的氯化物，且兩種金屬氯化物之間存在一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系，說(shuō)明該金屬具有兩種可變化合價(jià)。從中學(xué)范圍內(nèi)無(wú)機(jī)化合物的知識(shí)來(lái)看，只有鐵才有這種特點(diǎn)：與氯氣反應(yīng)生成3價(jià)鐵的氯化物：2FeCl2Cl22FeCl3這樣，可以認(rèn)定物質(zhì)F應(yīng)當(dāng)是金屬鐵，H是氯化亞鐵，至此，框圖的大部分都得到了合理的解釋。最后需要確定沉淀J。按圖所示，沉淀J可因氯化鐵I與D反應(yīng)而生成，又可因氯化亞鐵H和D反應(yīng)而生成，則J必是含鐵的化合物。至此，需反過(guò)來(lái)對(duì)D作出判斷。按前述，物質(zhì)D應(yīng)是氯化鈉和次氯酸鈉中的一種，前者不可能分別與鐵的兩種氯化物反應(yīng)生成沉淀，這樣看來(lái)，物質(zhì)D唯一的可能是次氯酸鈉（溶液）。次氯酸鈉是一種鹽，它除了有鹽的通性以外，還有兩點(diǎn)特點(diǎn)，即：是一種具有強(qiáng)氧化性的氧化劑；是一種由強(qiáng)堿（氫氧化鈉）和弱酸（次氯酸）組成的鹽，因而在水中水解呈堿性。當(dāng)次氯酸鈉（溶液）與氯化亞鐵H反應(yīng)時(shí)，發(fā)揮了其氧化性和堿性的雙重作用，將氯化亞鐵變成氫氧化鐵；與氯化鐵I反應(yīng)時(shí)，由于Fe3離子不會(huì)再被氧化，只顯示了其堿性，生成了氫氧化鐵。答案：（1）B是Cl2（或氯氣），F(xiàn)是鐵（或Fe），J是氫氧化鐵（或Fe（OH）3）。（2）Cl22OHClOClH2O例6. 現(xiàn)用濃鹽酸、MnO2共熱制Cl2，并用Cl2和Ca（0H）2反應(yīng)制少量漂白粉，現(xiàn)已知反應(yīng)：2Cl22Ca（OH）2Ca（C10）2CaCl22H20（該反應(yīng)放熱）溫度稍高即發(fā)生副反應(yīng)：6C126Ca（OH）25CaCl2Ca（Cl03）26H2O。甲、乙、丙三人分別設(shè)計(jì)三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，如下圖所示。（1）請(qǐng)從：a不容易控制反應(yīng)速率；b容易控制反應(yīng)速率；c有副反應(yīng)發(fā)生；d可防止副反應(yīng)發(fā)生；e污染環(huán)境；f可防止污染環(huán)境；幾個(gè)方面對(duì)上述甲、乙、丙三套裝置的優(yōu)缺點(diǎn)作出評(píng)析，并選擇符合題目要求的選項(xiàng)填在空格內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)甲裝置乙裝置丙裝置（2）上圖中甲由A、B兩部分組成，乙由C、D、E三部分組成，丙由F、G組成，從上述甲、乙、丙三套裝置中選出合理的部分（按氣流從左到右的方向）組裝一套較完善的實(shí)驗(yàn)裝置（填所選部分的編號(hào)） 。（3）實(shí)驗(yàn)中若用1L12moll1濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)，最終生成Ca（ClO）2的物質(zhì)的量總小于0.15mol，其可能的主要原因是 。解析：本題綜合性較強(qiáng)，既要熟悉Cl2的制法，又要抓住題給信息應(yīng)用理論知識(shí)采取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)措施。根據(jù)題給藥品，制取Cl2應(yīng)選用裝置C或F，依據(jù)題給信息Cl2與Ca(OH)2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且溫度高時(shí)易發(fā)生副反應(yīng)，所以制漂白粉時(shí)應(yīng)采取降溫措施。Cl2有毒，又需進(jìn)行尾氣處理。答案：（1）甲：d，ae 乙：b、f， c 丙b，ce ；（2）C（F）、B、E；（3）MnO2只能氧化濃HCl，隨著反應(yīng)進(jìn)行，c（Cl）減小，還原性減弱，反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行