第 8 章 氯及其化合物,考點21 氯氣,考法1 氯原子的結構和氯氣的性質(zhì)與應用 考法2 氯氣制備與性質(zhì)實驗的綜合考查,氯元素位于元素周期表中第三周期第A族， 其原子結構示意圖為,1氯元素在元素周期表中的位置,2氯氣的物理性質(zhì),【注意】聞氯氣氣味的方法是用手在瓶口輕輕扇動， 使極少量氯氣飄進鼻孔。,氯原子很容易得到一個電子而形成Cl-，具有較強 的非金屬性，在自然界中以化合態(tài)形式存在。,3氯氣的 化學性質(zhì),【說明】氯氣比空氣的密度大，遇到氯氣泄漏逃生時，要向高處逃跑，也可用蘸有肥皂水的濕毛巾捂住口鼻。,(2)氯氣的實驗室制法 實驗原理 MnO24HCl(濃) MnCl2Cl22H2O 實驗裝置,4氯氣的制法,a發(fā)生裝置：固體液體氣體，采用固液加熱裝置。 b凈化裝置：盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去HCl； 盛有濃H2SO4的洗氣瓶除去水蒸氣。 c收集方法：向上排空氣法。 d尾氣處理：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。,操作步驟：組裝儀器(從下到上，從左到右)檢驗裝置的氣密性加入試劑(先固體，后液體)加熱，開始實驗收集氣體尾氣處理。,4氯氣的制法,(2)氯氣的實驗室制法,驗滿方法 a將濕潤的淀粉KI試紙放在處理尾氣的導管口，試紙立即變藍，則證明已集滿； b將濕潤的藍色石蕊試紙放在處理尾氣的導管口，試紙立即先變紅后褪色，則證明已集滿。 c將蘸有濃氨水的玻璃棒放在處理尾氣的導管口，產(chǎn)生白煙，則證明已集滿。,4氯氣的制法,(2)氯氣的實驗室制法,(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精 Cl22NaOH=NaClNaClOH2O(制漂白液) 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(制漂白粉、漂粉精),5氯氣的用途,【注意】將Cl2通入冷的石灰乳中制得漂白粉，其有效成分為Ca(ClO)2，主要成分為CaCl2、Ca(ClO)2。 漂白粉應置于陰涼干燥的地方密封保存。漂白粉吸收空氣中的二氧化碳和水發(fā)生反應，所得產(chǎn)物HClO在光照條件下分解，放出氧氣，使漂白粉失效。,(2)工業(yè)制鹽酸,【注意】不可在光照條件下制HCl，會發(fā)生爆炸。,(3)合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品等。,5氯氣的用途,氯原子的最外電子層上有7個電子，易得1個電子，形成具有8電子穩(wěn)定結構的1價陰離子，因此氯氣具有較強的氧化性；當氯原子遇到其他得電子能力強的原子時，易形成共價鍵；由于氯原子最外層有7個電子，所以氯元素的最高化合價為7價，除此之外氯元素的正化合價還有1、2、3、4、5、6價(其中奇數(shù)價態(tài)相對穩(wěn)定)。,考法1氯原子的結構和氯氣的性質(zhì)與應用,1氯原子的結構與性質(zhì),(1)根據(jù)氯氣的物理性質(zhì) 氯氣呈黃綠色、有刺激性氣味、可溶于水、易液化等物理性質(zhì)均是進行物質(zhì)推斷的重要題眼。 (2)根據(jù)氯氣的化學性質(zhì)及用途 氯氣在與金屬、非金屬單質(zhì)及一些低價態(tài)的化合物反應時主要表現(xiàn)出較強的氧化性，在與水、堿溶液反應時既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出還原性。記住氯氣與金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)、水、堿溶液及還原性物質(zhì)反應的現(xiàn)象是解答無機推斷題的關鍵。,2.根據(jù)氯氣的性質(zhì)進行有關物質(zhì)的推斷,考法1氯原子的結構和氯氣的性質(zhì)與應用,例1,【解析】a處變藍、b處變紅棕色，說明Cl2分別與KI、NaBr作用生成I2、Br2，可證明氧化性：Cl2I2、Cl2Br2，但不能證明氧化性：Br2I2，A錯誤；c處先變紅，說明氯氣與水反應生成酸性物質(zhì)，后褪色，說明氯氣與水生成的HClO具有漂白性，B錯誤；d處立即褪色，也可能是氯氣與水反應生成的酸性物質(zhì)中和NaOH的原因，C錯誤；e處變紅說明Cl2將Fe2氧化為Fe3：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，證明還原性：Fe2Cl，D正確。,D,考法2氯氣制備與性質(zhì)實驗的綜合考查,1實驗注意事項,(1)稀鹽酸與MnO2不反應，反應物應該用濃鹽酸；參加反應的HCl一半表現(xiàn)還原性，一半表現(xiàn)酸性。,【說明】標準狀況下，含4 mol Cl的濃鹽酸與足量的MnO2反應，生成Cl2的體積小于22.4 L。因為隨著反應的進行，濃鹽酸被稀釋，稀鹽酸不再與MnO2反應。,(2)濃鹽酸具有揮發(fā)性，因此裝置中必須使用分液漏斗且蓋上玻璃塞。 (3)實驗結束后，先使反應停止并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，以避免污染空氣。 (4)尾氣吸收用NaOH溶液，不能用澄清石灰水，因為Ca(OH)2的溶解度小，吸收Cl2的能力弱。 (5)Cl2在水中的溶解度不大，不用防倒吸裝置。,考法2氯氣制備與性質(zhì)實驗的綜合考查,1實驗注意事項,2反應物的選擇,(1)若無濃鹽酸，可用NaCl和濃H2SO4代替。,(2)若無MnO2，可用其他強氧化劑如KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等代替。,考法2氯氣制備與性質(zhì)實驗的綜合考查,根據(jù)前面除雜時引入的新雜質(zhì)，在后面的除雜過程中能夠除去的原則，裝置組裝時應考慮制備實驗中可能產(chǎn)生哪些雜質(zhì)，以及除雜順序，一般情況下除水蒸氣的步驟放在最后。,3一般凈化處理裝置的組裝順序,考法2氯氣制備與性質(zhì)實驗的綜合考查,例2,例2,例2,考點 21 氯水、次氯酸及其鹽,考法3 新制氯水、次氯酸 及其鹽的性質(zhì)與應用,1氯水的組成及其性質(zhì),(2)氯水的性質(zhì),(1)反應原理及成分,氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)：Cl2的強氧化性；HCl的強酸性；HClO的強氧化性、弱酸性；Cl的性質(zhì)。,Cl2H2O HClHClOHClO HClO H2O HOH2HClO 2HClO2 新制氯水中主要存在的分子有Cl2、H2O、HClO； 離子有H、Cl、ClO、OH。,(3)新制氯水與久置氯水的區(qū)別,1氯水的組成及其性質(zhì),(4)液氯與氯水的區(qū)別,1氯水的組成及其性質(zhì),(1)次氯酸的結構和性質(zhì),2次氯酸、次氯酸鹽,HClO分子的結構式為HOCl(氧元素位于中心位置)，所以其電子式為 弱酸性：HClO是一種弱酸，其電離方程式為HClO HClO，與碳酸相比，其電離能力有如下關系：H2CO3HClOHCO3。 HClO具有強氧化性：能與亞鐵鹽、碘化物、硫化物及亞硫酸鹽等發(fā)生氧化還原反應，能殺菌消毒。 HClO具有不穩(wěn)定性：2HClO 2HClO2。 漂白性：能漂白有色物質(zhì)。,ClO是一種弱酸根陰離子，能發(fā)生水解反應：ClOH2O HClOOH，所以次氯酸鈉、次氯酸鈣溶液顯堿性。 ClO和HClO一樣具有強氧化性，無論在酸性條件下還是在堿性條件下都可跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物及亞硫酸鹽等發(fā)生氧化還原反應。,(2)次氯酸鹽的性質(zhì),2次氯酸、次氯酸鹽,考法3新制氯水、次氯酸及其鹽的性質(zhì)與應用,1.新制氯水成分的探究,新制氯水在與不同物質(zhì)發(fā)生反應時，表現(xiàn)出成分的復雜性和性質(zhì)的多樣性。歸納為如下7種情況：,【注意】新制氯水作氧化劑時，若Cl2能發(fā)生反應，則認為主要是Cl2反應，若Cl2不能發(fā)生反應，則認為是HClO反應；新制氯水與足量強堿反應時，可認為Cl2先與水反應，生成的HCl、HClO再與堿反應生成氯化物和次氯酸鹽。,考法3新制氯水、次氯酸及其鹽的性質(zhì)與應用,1.新制氯水成分的探究,向次氯酸鈉溶液中通入CO2(無論是少量還是過量)，均發(fā)生反應： ClO-+H2O+CO2=HClO+HCO-3 向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2，發(fā)生反應： Ca2+2ClO-+CO2+H2O=CaCO3+2HClO,2.次氯酸、次氯酸鹽的相關性質(zhì)及其應用,(1)在新制氯水中加入CaCO3(s)，CaCO3只與H+反應而不與HClO反應。所以Cl2H2O HClHClO的平衡向右移動，c(HClO)增大。,【注意】本反應體現(xiàn)了漂白粉變質(zhì)的原理，變質(zhì)的漂白粉主要成分為CaCl2、CaCO3。,(2)次氯酸、次氯酸鹽均具有強氧化性,2.次氯酸、次氯酸鹽的相關性質(zhì)及其應用,江蘇化學201413，4分 在探究新制飽和氯水成分的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結論不正確的是() A氯水的顏色呈淺黃綠色，說明氯水中含有Cl2 B向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明氯水中含有Cl C向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說明氯水中含有H D向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明氯水中含有HClO,例3,【解析】氯水中存在化學平衡：Cl2H2O HClHClO，其中只有Cl2分子呈黃綠色，所以A項正確；在上述粒子中，能與Ag生成不溶于強酸的白色沉淀的只有Cl，所以B項正確；使HCO3轉(zhuǎn)化為CO2氣體的是H，所以C項正確；Fe2與Cl2反應也會生成Fe3(棕黃色)，所以D項錯誤。,D,例3,上?；瘜W20169向新制氯水中加入少量下列物質(zhì),能增強溶液漂白能力的是( ) A.碳酸鈣粉末 B.稀硫酸 C.氯化鈣溶液 D.二氧化硫水溶液,A,例4,【解析】氯水中存在化學平衡：Cl2+H2O H+Cl-+HClO，HClO具有漂白性。加入的碳酸鈣能和溶液中的H+反應,使平衡正向移動,c(HClO)增大,溶液的漂白能力增強,A符合題意；加入稀硫酸,平衡逆向移動,c(HClO)減小,溶液的漂白能力減弱,B不符合題意；加入氯化鈣,平衡逆向移動,c(HClO)減小,溶液的漂白能力減弱,C不符合題意；加入二氧化硫水溶液,發(fā)生反:SO2+Cl2+2H2O H2SO4+ 2HCl,平衡逆向移動,c(HClO)減小,溶液的漂白能力減弱,D不符合 題意。,考點23 鹵素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì),考法4 鹵素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律 考法5 鹵素離子的檢驗,鹵素單質(zhì)的性質(zhì),(1)與金屬反應：在與變價金屬反應時，碘表現(xiàn)出較弱的氧化性。如與鐵反應：,【注意】(1)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強弱順序為Cl2Br2I2，陰離子的還原性強弱順序為Cl<Br<I。如Cl2能從含Br的溶液中置換出Br2，其離子方程式：Cl22Br=2ClBr2。 (2)與一些還原性離子反應，如Br2與SO32、Fe2反應的離子方程式分別為SO32Br2H2O=SO422Br2H、2Fe2Br2=2Br2Fe3。,鹵素單質(zhì)的性質(zhì),考法4鹵素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律,1元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈規(guī)律性變化,【注意】HX水溶液的酸性強弱和HX的沸點高低不能說明元素的非金屬性強弱。,2鹵素單質(zhì)溶于水或有機溶劑所呈現(xiàn)的顏色,(1)F原子半徑小，得電子能力非常強，無正化合價，無對應的含氧酸，F(xiàn)2是氧化性最強的非金屬單質(zhì)。 (2)F2能與水反應放出O2，故F2不能從其他鹵素化合物的水溶液中將鹵素單質(zhì)置換出來。 (3)F2、HF氣體及氫氟酸均能腐蝕玻璃，因此不能用玻璃容器盛裝，應保存在塑料瓶或鉛制器皿中。 (4)Br2在常溫下呈液態(tài)，是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)。液態(tài)Br2有劇毒，易揮發(fā)，故要用蠟密封保存在帶磨口玻璃塞的試劑瓶中，且需用水封，不能用橡膠塞。,3鹵素單質(zhì)及其化合物的特殊性,(5)I2能使淀粉溶液顯藍色，這是碘單質(zhì)的特殊性質(zhì)，該性質(zhì)可用于檢驗I2。Cl2可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍，其實質(zhì)是Cl22I=2ClI2。此外碘單質(zhì)易升華，是常溫下固體單質(zhì)中唯一的雙原子分子。 (6)鹵化氫均極易溶于水，在空氣中形成酸霧，其中HF有劇毒；鹵化氫都是大氣污染物，水溶液均呈酸性，只有氫氟酸是弱酸，其他均為強酸。 (7)AgX除AgF外均不溶于水，也不溶于酸，且在水中的溶解度逐漸減??；CaX2除CaF2外均易溶于水。 (8)AgX均不穩(wěn)定，見光均易發(fā)生分解反應，生成鹵素單質(zhì)和銀。,3鹵素單質(zhì)及其化合物的特殊性,考法5鹵素離子的檢驗,1AgNO3溶液沉淀法 2氧化淀粉法檢驗I 3置換萃取法,課標理綜201512,6分海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。下列說法錯誤的是( ) A向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴 B粗鹽可采用除雜和重結晶等過程提純 C工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑 D富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收,例6,【解析】A項，由轉(zhuǎn)化關系圖可知，向苦鹵中通入Cl2可得到溴單質(zhì)，正確；B項，利用除雜和重結晶等過程可提純粗鹽，正確；C項，從工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)濟性原則考慮,NaOH的價格較高，工業(yè)生產(chǎn)中常選用生石灰作為沉淀劑，錯誤；D項，溴單質(zhì)易揮發(fā)且有氧化性，富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收，正確。,C,例6,下列事實或?qū)嶒災苷f明氧化性：Cl2Br2I2的是_(填序號)。 氯水分別滴入KBr、NaI溶液中，溶液顏色加深，而溴水滴入NaCl溶液中無明顯變化，滴入淀粉-KI溶液中，溶液變藍 H2和Cl2的混合氣體光照下會爆炸，H2和Br2的混合氣體加熱才能反應，而H2和I2反應更困難 Fe分別與Cl2、Br2、I2反應生成Fe的化合物中Fe元素的化合價高低 HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性越來越差 Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐漸減小,例7,【解析】 氧化性強的單質(zhì)可以把氧化性弱的單質(zhì)從其化合物溶液中置換出來，氯水分別滴入KBr、NaI溶液中，溶液顏色加深，而溴水滴入NaCl溶液中無明顯變化，滴入淀粉-KI溶液中，溶液變藍，說明氧化性：Cl2Br2I2，故正確； 單質(zhì)的氧化性越強，與氫氣化合越容易，H2和Cl2的混合氣體光照下會爆炸，H2和Br2的混合氣體加熱才能反應，而H2和I2反應更困難，說明氧化性： Cl2Br2I2 ，故正確； Fe與Cl2、Br2反應均生成鐵()的化合物，所以不能根據(jù)Fe分別與Cl2 、 Br2 、 I2反應生成Fe的化合物中Fe元素的化合價高低來判斷它們氧化性強弱，故錯誤；故錯誤。,例7,【解析】 簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強，則元素非金屬性越強，單質(zhì)的氧化性越強，已知HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性越來越差，則氧化性： Cl2Br2I2 ，故正確； 在水中的溶解度屬于物理性質(zhì)，與單質(zhì)的氧化性無關，所以不能根據(jù)Cl2 、 Br2 、 I2在水中的溶解度大小來判斷它們的氧化性強弱，故錯誤。,例7,江蘇化學201419，15分 實驗室從含碘廢液(除H2O外，含有CCl4、I2、I等)中回收碘，其實驗過程如下：,(1)向含碘廢液中加入稍過量的Na2SO3溶液，將廢液中的I2還原為I，其離子方程式為_；該操作將I2還原為I的目的是_。 (2)操作X的名稱為 。,例8,(3)氧化時，在三頸燒瓶中將含I的水溶液用 鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl2，在40左右反應(實 驗裝置如圖所示)。實驗控制在較低溫度下進行的原因 是_；錐形瓶里盛放的溶液為_。 (4)已知：5SO322IO32H=I25SO42H2O。某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I、IO3中的一種或兩種。請補充完整檢驗含碘廢水中是否含有I、IO3的實驗方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗不出有碘單質(zhì)存在_。實驗中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。,例8,【解析】 (1)SO32具有還原性，可被I2氧化，生成的I易溶于水。 (2)操作X將互不相溶的CCl4和含I的水溶液分開，采用分液操作。 (3)溫度較低時，Cl2的溶解度大，低溫還可防止I2升華；錐形瓶中應放NaOH溶液，吸收未反應的Cl2，防止污染空氣。 (4)由于含碘廢水pH約為8，加入FeCl3溶液檢驗I前，一定要用稀鹽酸酸化，否則Fe3會生成Fe(OH)3沉淀。IO3在酸性溶液中可氧化SO32，所以加Na2SO3溶液前也要用稀鹽酸酸化。,例8,【答案】(1)SO32I2H2O=2ISO422H使CCl4中的碘進入水層 (2)分液 (3)使氯氣在溶液中有較大的溶解度(或防止I2升華或防止I2進一步被氧化)NaOH溶液 (4)從水層取少量溶液，加入12 mL淀粉溶液，加稀鹽酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液變藍，說明廢水中含有I，若溶液不變藍，說明廢水中不含有I；另從水層取少量溶液，加入12 mL淀粉溶液，加稀鹽酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液變藍，說明廢水中含有IO3，若溶液不變藍，說明廢水中不含有IO3,例8,后續(xù)更加精彩,