第一單元氯、溴、碘及其化合物,一 氯氣的性質(zhì),二 氯氣的制法,教材研讀,突破一對(duì)氯水性質(zhì)多樣性的分析,突破二鹵素離子的檢驗(yàn)方法,重難突破,突破三從海水中提取物質(zhì)的思路,一、氯氣的性質(zhì) 1.物理性質(zhì) 氯氣是黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,易液化。氯氣能溶于水,常溫下,1體積水中能溶解約2體積的氯氣。水中加NaCl固體,可以降低Cl2在水中的溶解度,可用排飽和食鹽水法收集氯氣。,教材研讀,2.化學(xué)性質(zhì) 氯原子最外層有7個(gè)電子,在反應(yīng)中很容易得到電子,所以氯氣是一種很活潑的單質(zhì),表現(xiàn)出較強(qiáng)的氧化性。 (1)與金屬反應(yīng) Cl2+2Na 2NaCl?，F(xiàn)象:產(chǎn)生黃色火焰和大量白煙,產(chǎn) 物溶于水,溶液呈無(wú)色。 Cl2+Cu CuCl2?，F(xiàn)象:產(chǎn)生棕黃色的煙,CuCl2的稀溶 液呈藍(lán)色。,3Cl2+2Fe 2FeCl3?，F(xiàn)象:產(chǎn)生棕紅色的煙,溶于水溶液呈 黃色。 (2)與非金屬反應(yīng) Cl2+H2 2HCl 純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,并產(chǎn)生大量的 白霧;H2和Cl2混合后,在強(qiáng)光照射下,能迅速化合而爆炸。 3Cl2+2P 2PCl3Cl2+PCl3 PCl5,磷在氯氣中燃燒生成三氯化磷和五氯化磷。由于三氯化磷為液 體,五氯化磷為固體,所以燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的白色煙霧。 (3)與水反應(yīng):化學(xué)方程式為Cl2+H2O HCl+HClO。 新制氯水呈黃綠色,含有的微粒有Cl2、H2O、 HClO、H+、Cl-、ClO-和極少量的OH-。,3.次氯酸的性質(zhì) (1)弱酸性:酸性比碳酸還弱,Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2的化學(xué)方程式為Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO。 (2)不穩(wěn)定性:化學(xué)方程式為2HClO 2HCl+O2。氯水久置 后變成稀鹽酸,化學(xué)方程式為Cl2+H2O HCl+HClO, 2HClO 2HCl+O2。 (3)強(qiáng)氧化性:HClO能氧化許多物質(zhì),具有漂白作用。,1.實(shí)驗(yàn)室制法 (1)反應(yīng)原理:MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃鹽酸變成稀鹽酸,而稀鹽酸與MnO2不能反應(yīng)。HCl在反應(yīng)中顯還原性和酸性。 (2)氯氣的凈化:實(shí)驗(yàn)室制取的氯氣中含有少量HCl氣體和水蒸氣,可依次用飽和食鹽水和濃硫酸除去。 (3)收集方法:用向上排空氣法或排飽和食鹽水法收集。,二、氯氣的制法,(4)驗(yàn)滿方法:除用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙或濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙外,還可以將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在瓶口,如果集滿,現(xiàn)象是紅色石蕊試紙褪色。 (5)尾氣的吸收:用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣,化學(xué)方程式為 Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。,2.工業(yè)制法 電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣和燒堿,化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2。,三、鹵族元素 1.原子結(jié)構(gòu):鹵族元素包括氟F、氯Cl、溴Br、碘I等元素(寫元素名稱和元素符號(hào)),原子最外層上都有7個(gè)電子,容易得到1個(gè)電子而呈-1價(jià)。,2.存在:鹵素在自然界中都以化合態(tài)形式存在。,3.保存:液氯用鋼瓶?jī)?chǔ)存,氯水應(yīng)盛放在棕色瓶中。液溴存放時(shí)應(yīng)用水覆蓋。漂白粉應(yīng)密封保存。,4.物理性質(zhì) 鹵素單質(zhì)的固體是分子晶體,隨著核電荷數(shù)的遞增,相對(duì)分子質(zhì) 量逐漸增大,范德華力逐漸增大,密度逐漸增大, 熔、沸點(diǎn)逐漸升高,顏色逐漸加深。 常溫下,氟單質(zhì)是淺黃綠色氣體,氯單質(zhì)是黃綠色氣體,溴 單質(zhì)是深紅棕色液體,碘單質(zhì)是紫黑色固體。液溴易 揮發(fā),固態(tài)碘易升華。鹵素單質(zhì)在水中的溶解度較小,但易 溶于有機(jī)溶劑,溴水呈橙黃色,碘水呈淡黃色,Br2的,CCl4溶液呈橙紅色,I2的CCl4溶液呈紫紅色。,5.制取 從海水中提取溴,通常是將氯氣通入提取粗鹽后的母液中,將溶 液中的溴離子氧化成溴單質(zhì),鼓入熱空氣或水蒸氣 使溴從溶液中揮發(fā)出來,冷凝后得到粗溴,精制粗溴可得到高純度的溴單質(zhì)。,6.鹵族元素氫化物性質(zhì)的遞變性 穩(wěn)定性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)镠FHClHBrHI。 沸點(diǎn)由高至低的順序?yàn)镠FHIHBrHCl。 還原性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)镠IHBrHClHF。 水溶液酸性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)镠IHBrHClHF。,1.在氯水中存在多種分子和離子,它們?cè)诓煌姆磻?yīng)中表現(xiàn)各自的性質(zhì)。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論正確的是(B) A.加入有色布條,一會(huì)兒有色布條褪色,說明溶液中有Cl2分子存在 B.溶液呈黃綠色,且有刺激性氣味,說明有Cl2分子存在 C.先加入鹽酸酸化,再加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀,說明有Cl-存在 D.加入NaOH溶液,氯水黃綠色消失,說明有HClO分子存在,2.某消毒液的主要成分為NaClO,還含有一定量的NaOH。下列用來解釋事實(shí)的方程式中,不合理的是(已知:飽和NaClO溶液的pH約為11)(B) A.該消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制備:Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O B.該消毒液的pH約為12:ClO-+H2O HClO+OH- C.該消毒液與潔廁靈(主要成分為HCl)混用,產(chǎn)生有毒氣體Cl2:2H+Cl-+ ClO- Cl2+H2O D.該消毒液加白醋生成HClO,可增強(qiáng)漂白作用:CH3COOH+ClO-,HClO+CH3COO-,3.某同學(xué)用下列裝置制備并檢驗(yàn)Cl2的性質(zhì)。,下列說法正確的是(D) A.圖中:如果MnO2過量,濃鹽酸就可全部被消耗 B.圖中:量筒中發(fā)生了加成反應(yīng) C.圖中:發(fā)生的反應(yīng)不是燃燒反應(yīng) D.圖中:濕潤(rùn)的有色布條能褪色,將硫酸溶液滴入燒杯中,至溶液顯酸 性,結(jié)果有Cl2生成,突破一對(duì)氯水性質(zhì)多樣性的分析 氯水在與不同物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí),表現(xiàn)出成分的復(fù)雜性和性質(zhì)的多樣性。,重難突破,典例1氯氣對(duì)水殺菌消毒體系中起殺菌作用的主要是HClO。25 時(shí)氯氣氯水體系中存在以下平衡關(guān)系: Cl2(g) Cl2(aq)K1=10-1.2 Cl2(aq)+H2O HClO+H+Cl-K2=10-3.4 25 時(shí),將Cl2緩慢通入水中至飽和,然后向所得飽和氯水中滴加0.1 molL-1的NaOH溶液,溶液pH變化的曲線如圖所示。下列敘述正確的是(),A.用氯氣對(duì)水殺菌消毒,夏季要比冬季好 B.Cl2(g)+H2O HClO+H+Cl-K=10-4.6 C.圖中的變化,兩個(gè)平衡均向右移動(dòng),Cl2(aq)的濃度減小,HClO的濃度增大,D.圖中點(diǎn)所示溶液中飽和氯水恰好與NaOH反應(yīng),溶質(zhì)只有NaCl和NaClO,解析A項(xiàng),溫度越高,HClO越不穩(wěn)定,所以用氯氣對(duì)水殺菌消毒,冬季比夏季效果好,錯(cuò)誤;B項(xiàng),的總反應(yīng)為Cl2(g)+H2O HClO+H+Cl-,K =K1K2=10-4.6,正確;C項(xiàng),的過程中,溶液的pH逐漸減小,時(shí)pH最小,說明該過程中Cl2逐漸溶解,時(shí)氯水達(dá)到飽和,兩個(gè)平衡均向右移動(dòng),Cl2(aq)的濃度逐漸增大,HClO的濃度也逐漸增大,錯(cuò)誤;D項(xiàng),若氯水恰好與NaOH完全反應(yīng),此時(shí)溶質(zhì)只有NaCl和NaClO,由于ClO-的水解應(yīng)該使溶液呈堿性,而圖中點(diǎn)處pH=7,說明氯水過量,錯(cuò)誤。,答案B,溫馨提示氯水成分尋找方法 氯水中存在三個(gè)平衡關(guān)系: (1)Cl2+H2O HCl+HClO (2)HClO H+ClO- (3)H2O H+OH- 根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn),即可得出氯水中存在的各種微粒。,1-1向盛有Cl2的三個(gè)集氣瓶甲、乙、丙中各注入下列液體中的一種,經(jīng)過振蕩,現(xiàn)象如圖所示,則甲、乙、丙中注入的液體分別是(B) AgNO3溶液NaOH溶液水 A.B. C.D.,解析甲中氣體和溶液都為無(wú)色,說明不存在Cl2,注入的液體是NaOH溶液;乙中氣體為無(wú)色且溶液中出現(xiàn)白色渾濁,說明不存在Cl2且溶液中生成了白色沉淀,注入的液體是AgNO3溶液;丙中氣體和溶液都呈淺黃綠色,說明存在Cl2,注入的液體是水。,1-2在新制飽和氯水中,若只改變某一條件,下列敘述正確的是(C ) A.再通入少量氯氣,減小 B.通入少量SO2,溶液漂白性增強(qiáng) C.加入少量的碳酸氫鈉粉末,pH增大,溶液漂白性增強(qiáng) D.光照過程中,有氣泡冒出,溶液的導(dǎo)電性減弱,解析飽和氯水不能再溶解Cl2,各成分的濃度不變,A錯(cuò)誤;SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH+Cl-+HClO,通入少量SO2,平衡左移, HClO的濃度減小,漂白性減弱,B錯(cuò)誤;加入少量NaHCO3粉末,消耗H+,pH增大,使Cl2+H2OH+Cl-+HClO平衡正向移動(dòng),HClO的濃度增大,溶液 漂白性增強(qiáng),C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(qiáng),D錯(cuò)誤。,突破二鹵素離子的檢驗(yàn)方法,1.AgNO3溶液沉淀法 未知液,2.置換萃取法 未知液 有機(jī)層呈,3.氧化淀粉法檢驗(yàn)I- 未知液 藍(lán)色溶液,表明 有I-,典例2下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是(B),解析A項(xiàng),KI-淀粉溶液一般作為指示劑,設(shè)計(jì)用雙氧水滴定淀粉KI溶液無(wú)法判定終點(diǎn),實(shí)驗(yàn)不合理,錯(cuò)誤;B項(xiàng),在酸性環(huán)境中,KIO3與KI反應(yīng)生成I2,I2的CCl4溶液呈紫紅色,正確;C項(xiàng),NO2溶于水生成硝酸,硝酸也具有強(qiáng)氧化性,也可使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán),錯(cuò)誤;D項(xiàng),加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的堿,錯(cuò)誤。,2-1下列敘述中正確的是(C) A.加碘食鹽可用淀粉溶液檢驗(yàn)其中的碘 B.某溶液加入氯水后振蕩,再加入CCl4振蕩,下層顯示紫色,說明原溶液中一定含有I- C.某溶液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸,產(chǎn)生淡黃色沉淀,說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,解析加碘食鹽中加入的是KIO3,KIO3不能使淀粉溶液變藍(lán),A錯(cuò)誤;若原溶液中含有I2,也會(huì)產(chǎn)生同樣現(xiàn)象,B錯(cuò)誤;由于酒精與水互溶,因此不能用酒精萃取KBr溶液中的Br2,D錯(cuò)誤。,2-2某同學(xué)向一支試管中按一定的順序分別加入下列幾種物質(zhì)(一種物質(zhì)只加一次):a.KI溶液;b.淀粉溶液;c.NaOH溶液;d.稀硫酸;e.氯水。發(fā)現(xiàn)溶液顏色按如下順序變化:無(wú)色棕黃色藍(lán)色無(wú)色藍(lán)色。下列對(duì)此過程進(jìn)行的分析中錯(cuò)誤的是(D) A.加入以上藥品的順序是aebcd B.反應(yīng)的化學(xué)方程式為3I2+6NaOH 5NaI+NaIO3+3H2O C.溶液由棕黃色變?yōu)樗{(lán)色的原因是淀粉溶液遇碘變藍(lán)色 D.反應(yīng)的離子方程式為2I-+Cl2 I2+2Cl-,解析溶液顏色變化:無(wú)色棕黃色,說明有碘生成;棕黃色藍(lán)色,說明是淀粉溶液遇碘變藍(lán)色;藍(lán)色無(wú)色,說明碘被消耗,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3I2+6NaOH 5NaI+NaIO3+3H2O;無(wú)色藍(lán)色,說 明又生成了碘,此時(shí)發(fā)生的是NaI和NaIO3在酸性條件下生成碘的氧化還原反應(yīng),離子方程式為I+5I-+6H+ 3I2+3H2O。,突破三從海水中提取物質(zhì)的思路 從海水中提取物質(zhì)的思路如下圖:,特別提醒注意生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排與使用綠色化學(xué)工藝;盡 量做到物質(zhì)提取過程中生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)捷。,典例3我國(guó)有廣闊的海岸線,建設(shè)海峽經(jīng)濟(jì)區(qū),海水的綜合利用大有可為,如圖所示為海水綜合利用部分流程,有關(guān)說法正確的是(),A.上述工藝流程中涉及化合、分解、復(fù)分解和置換反應(yīng) B.只發(fā)生了化學(xué)變化,是用電解熔融NaCl制備Cl2 C.涉及的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng),只需要蒸餾即可得到單質(zhì)Br2 D.中反應(yīng)的離子方程式為SO2+Br2+2H2O 4H+S+2Br-,解析題述工藝流程中電解熔融氯化鈉制取氯氣屬于分解反應(yīng),屬于置換反應(yīng),上述工藝流程中沒有涉及化合、復(fù)分解反應(yīng),故A錯(cuò)誤;只發(fā)生了物理變化,是用電解熔融NaCl制備Cl2,故B錯(cuò)誤;涉及的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng),故C錯(cuò)誤;中反應(yīng)的離子方程式為SO2+Br2+2H2O 4H+S+2Br-,故D正確。,答案D,3-1從海帶中提取碘單質(zhì),成熟的工藝流程如下,下列關(guān)于海水制碘的說法中,不正確的是(A) 干海帶 海帶灰 懸濁液 濾液含碘水溶液I2的 CCl4溶液 I2 A.實(shí)驗(yàn)室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶,并且用玻璃棒攪拌 B.含I-的濾液中加入稀硫酸和雙氧水后,碘元素發(fā)生氧化反應(yīng) C.在含碘水溶液中加入幾滴淀粉溶液,溶液變藍(lán)色 D.含碘水溶液中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,該操作為“萃取、分液”,解析A項(xiàng),灼燒固體應(yīng)在坩堝中進(jìn)行;B項(xiàng),H2O2能將I-氧化為I2,碘元素發(fā)生氧化反應(yīng);C項(xiàng),碘單質(zhì)遇到淀粉溶液變藍(lán)色;D項(xiàng),I2在CCl4中的溶解度比在水中大,常用CCl4萃取含碘水溶液中的碘,萃取后分液即得I2的CCl4溶液。,3-2從淡化海水中提取溴的流程如下: 淡化海水低濃度Br2含Br-等的溶液 Br2的濃溶液液溴 下列有關(guān)說法不正確的是(C) A.X試劑可以為Na2SO3飽和溶液 B.步驟的離子反應(yīng):2Br-+Cl2 2Cl-+Br2 C.工業(yè)上每獲得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L,D.步驟包含萃取、分液和蒸餾,解析Na2SO3+Br2+H2O Na2SO4+2HBr,A項(xiàng)正確;步驟利用氯氣的 氧化性比溴單質(zhì)的強(qiáng),利用置換反應(yīng)原理制取Br2,B項(xiàng)正確;反應(yīng)和反應(yīng)均用到Cl2,故制取1 mol Br2消耗2 mol氯氣,但未標(biāo)明氯氣所處的溫度和壓強(qiáng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;從濃溴水中提取溴,可利用有機(jī)溶劑(如苯)萃取溴,然后分液得到含溴單質(zhì)的有機(jī)溶液,再經(jīng)蒸餾可得到純凈的溴單質(zhì),D項(xiàng)正確。,