第14講氯及其重要化合物一、氯氣及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用1氯氣的物理性質(zhì)2氯氣的化學(xué)性質(zhì)(1)與金屬反應(yīng)與變價(jià)金屬反應(yīng)生成最高價(jià)態(tài)金屬氯化物。與鐵反應(yīng)：2Fe3Cl22FeCl3。與銅反應(yīng)：CuCl2CuCl2。(2)與非金屬反應(yīng)與H2反應(yīng)：H2Cl22HCl，(3)與水反應(yīng)溶于水的氯氣部分與水反應(yīng)，離子方程式為Cl2H2OHClHClO。(4)與堿反應(yīng)與NaOH溶液反應(yīng)，離子方程式為Cl22OH=ClClOH2O。(5)與還原性無(wú)機(jī)化合物反應(yīng)與碘化鉀溶液反應(yīng)：Cl22I=I22Cl。與SO2水溶液反應(yīng)：Cl2SO22H2O=2ClSO4H。與FeCl2溶液反應(yīng)：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。3次氯酸的性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性：2HClO2HClO2(填化學(xué)方程式)；氯水須現(xiàn)用現(xiàn)配，保存在棕色瓶中，置于冷暗處。(2)強(qiáng)氧化性能將有機(jī)物中有顏色物質(zhì)氧化為無(wú)色物質(zhì)，作漂白劑。殺菌、消毒。(3)弱酸性NaClO溶液中通入少量CO2，化學(xué)方程式為ClOCO2H2O=HClOHCO。4漂白粉的性質(zhì)二、氯氣的制備1實(shí)驗(yàn)室制取、收集氯氣的裝置2氯氣的工業(yè)制備(1)電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè))化學(xué)方程式：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2；離子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2。(2)電解熔融的氯化鈉化學(xué)方程式：2NaCl(熔融)2NaCl2。三、鹵素的性質(zhì)、鹵素離子的檢驗(yàn)1鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性(1)都能與大多數(shù)金屬反應(yīng)，如2Fe3Br2=2FeBr3，但I(xiàn)2與Fe反應(yīng)生成FeI2。(2)都能與H2反應(yīng)生成HX：X2H2=2HX(X代表F、Cl、Br，I2與H2反應(yīng)可逆)。(3)都能與水反應(yīng)：X2H2OHXHXO(F2例外：2F22H2O=4HFO2)。(4)都能與堿溶液反應(yīng)：X22OH=H2OXXO(F2例外)。2遞變性3特殊性(1)氟無(wú)正價(jià)，非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)的還原性最弱。2F22H2O=4HFO2，與H2反應(yīng)在黑暗處即爆炸。氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應(yīng)保存在塑料瓶中；有毒。(2)溴Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)。Br2易溶于有機(jī)溶劑。盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞。(3)碘淀粉遇I2變藍(lán)色。I2加熱時(shí)易升華。I2易溶于有機(jī)溶劑。I2與Fe、Cu反應(yīng)時(shí)，生成的是FeI2和CuI。四、工業(yè)上制備Br2和I21海水中提取溴(1)流程(2)主要過(guò)程及反應(yīng)原理2海帶中提取碘(1)流程(2)通入Cl2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cl22I=I22Cl。1.判斷正誤，正確的畫“”，錯(cuò)誤的畫“”，并指明錯(cuò)因。(1)過(guò)量的鐵粉在少量氯氣中加熱，充分反應(yīng)后產(chǎn)物為FeCl2。()錯(cuò)因：無(wú)論Fe是否過(guò)量，其與Cl2反應(yīng)產(chǎn)物均是FeCl3。(2)氯氣溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以導(dǎo)電，所以氯氣是電解質(zhì)。()錯(cuò)因：Cl2是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。(3)碘易升華，可用加熱升華法除去NH4Cl中混有的I2。()錯(cuò)因：加熱時(shí)，I2升華，NH4Cl也會(huì)分解生成NH3和HCl。(4)實(shí)驗(yàn)室保存少量液溴時(shí)常加少量水液封，并用橡膠塞密封。()錯(cuò)因：盛液溴的試劑瓶不能用橡膠塞。(5)類比Fe與Cl2反應(yīng)，可知Fe與I2反應(yīng)產(chǎn)物為FeI3。()錯(cuò)因：Fe與I2反應(yīng)生成FeI2。(6)用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2。()錯(cuò)因：Br2(g)和NO2都能將I氧化為I2，都能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)。(7)除去Cl2中少量HCl氣體，可用飽和食鹽水，也可用飽和碳酸氫鈉溶液。()錯(cuò)因：NaHCO3溶液也能吸收Cl2。(8)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2 L Cl2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5NA。()錯(cuò)因：Cl2與H2O的反應(yīng)是可逆的。2教材改編題(據(jù)人教必修一P87T2)下列物質(zhì)能使干燥的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色的是()氯氣液氯新制的氯水氯氣的酒精溶液鹽酸鹽酸酸化的漂白粉溶液A BC D答案C考點(diǎn)氯及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用典例1(2018寧德模擬)某同學(xué)在一pH試紙上滴幾滴新制的氯水，現(xiàn)象如圖所示，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是()A該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明Cl2分子具有漂白性B該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明H擴(kuò)散速度比HClO分子快C將實(shí)驗(yàn)后的pH試紙?jiān)诰凭珶羯衔?，試紙又恢?fù)為原來(lái)的顏色D若用久置的氯水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象相同解析氯氣本身無(wú)漂白性，只有生成HClO時(shí)才有漂白性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；H使pH試紙顯紅色，HClO能漂白pH試紙，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，B項(xiàng)正確；HClO是永久的不可恢復(fù)的漂白，C項(xiàng)錯(cuò)誤；久置氯水中無(wú)HClO，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B名師精講1氯水的成分及性質(zhì)模型氯水性質(zhì)的多重性：新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)，在不同的化學(xué)反應(yīng)中，氯水中參與反應(yīng)的微粒不同。2氯水的組成及應(yīng)用中需注意的問(wèn)題(1)氯水中因HClO見光分解，隨著HClO的消耗，最后成為鹽酸，故久置氯水酸性增強(qiáng)，無(wú)漂白性。因此，氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配；新制氯水與久置氯水的成分不同。(2)制取氯水的反應(yīng)為Cl2H2OHClHClO，反應(yīng)中Cl2既是氧化劑，又是還原劑，且向水中通入1 mol Cl2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于NA。(3)Cl2盡管有較強(qiáng)氧化性，但沒有漂白性，濕潤(rùn)C(jī)l2具有漂白性是因?yàn)镃l2與水反應(yīng)生成了強(qiáng)氧化性的HClO。(4)Cl2H2OHClHClO平衡移動(dòng)的應(yīng)用3.HClO及次氯酸鹽的強(qiáng)氧化性(1)HClO的強(qiáng)氧化性漂白性：氯水能使紫色石蕊溶液、藍(lán)色石蕊試紙、pH試紙等先變紅后褪色。不能用pH試紙測(cè)定氯水的pH。能氧化還原性離子：HClO能氧化I、S2、SO、Fe2等還原性離子。(2)次氯酸鹽的強(qiáng)氧化性漂白性：ClO是一種弱酸的酸根離子。漂白液或漂白粉在潮濕的空氣中，會(huì)與二氧化碳反應(yīng)生成HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。強(qiáng)氧化性：ClO不論在酸性還是堿性條件下都能跟I、Fe2、S2、SO等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即ClO與I、Fe2、S2、SO不能大量共存。如漂白粉遇到亞硫酸鹽：Ca2ClOSO=CaSO4Cl。1下列關(guān)于氯氣的敘述中正確的是()A鈉在氯氣中燃燒產(chǎn)生白煙B紅熱的銅絲在氯氣中燃燒生成CuClC純凈的氫氣可以在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出黃色火焰D氯氣的水溶液可以導(dǎo)電，說(shuō)明氯氣是電解質(zhì)答案A解析鈉在氯氣中燃燒，生成NaCl固體小顆粒，形成白煙，A項(xiàng)正確；紅熱的銅絲在氯氣中燃燒生成CuCl2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氣在氯氣中燃燒發(fā)出蒼白色火焰，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2(2018濟(jì)南模擬)在新制飽和氯水中，若只改變某一條件，下列敘述正確的是()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加入少量的碳酸鈉粉末，pH增大，溶液漂白性增強(qiáng)D光照過(guò)程中，有氣泡冒出，溶液的導(dǎo)電性減弱答案C解析飽和氯水不能再溶解氯氣，各成分的濃度不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；SO2Cl22H2O=2HClH2SO4，Cl2H2OHClHClO的平衡左移，HClO的濃度減小，漂白性減弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加入少量的碳酸鈉粉末，消耗H，使上述平衡正向移動(dòng)，HClO的濃度增大，C項(xiàng)正確；光照過(guò)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項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)氯氣的制備典例2(2018南昌模擬)如圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置(加熱及夾持裝置已略)。(1)制備氯氣選用的藥品為固體二氧化錳和濃鹽酸，相應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)裝置B中飽和食鹽水的作用是_。同時(shí)裝置B亦是安全瓶，當(dāng)C中發(fā)生堵塞時(shí)，B中的現(xiàn)象為_。(3)裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，因此C中、依次放入的物質(zhì)為_ (填字母)。(4)設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。當(dāng)向D中緩慢通入一定量的氯氣時(shí)，可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)開色，說(shuō)明氯的非金屬性大于溴的。(5)打開活塞，將裝置D中少量溶液滴入裝置E中，振蕩。觀察到的現(xiàn)象是_。(6)裝置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余的氯氣，試寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：_。解析(1)二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水。(2)飽和食鹽水可吸收HCl，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl；若裝置C堵塞，B中壓強(qiáng)增大，長(zhǎng)頸漏斗中液面會(huì)上升，形成水柱。(3)裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，氯氣和水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性，則可通過(guò)將Cl2依次通入濕潤(rùn)的有色布條、干燥劑、干燥的有色布條來(lái)驗(yàn)證氯氣的漂白性。中應(yīng)放固體干燥劑，所以選d。(4)當(dāng)向D中緩慢通入少量氯氣時(shí)，Cl22NaBr=Br22NaCl，所以可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)槌燃t色。(5)打開活塞，將裝置D中含溴單質(zhì)的少量溶液加入含碘化鉀和苯的裝置E中，溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)溶于苯呈紫紅色，振蕩后觀察到的現(xiàn)象：E中溶液分為兩層，上層(苯層)為紫紅色。(6)Cl2具有氧化性，可將SO氧化為SO。答案(1)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O(2)除去Cl2中的HClB中長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，形成水柱(3)d(4)橙紅(5)E中溶液分為兩層，上層(苯層)為紫紅色(6)SOCl2H2O=SO2Cl2H名師精講氯氣制取過(guò)程中的四注意(1)反應(yīng)物的選擇：必須用濃鹽酸，稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時(shí)，反應(yīng)停止，故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。(2)加熱溫度：不宜過(guò)高，以減少HCl揮發(fā)。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。(4)尾氣吸收：Cl2有毒，必須有尾氣吸收裝置，常用吸收劑為NaOH溶液或堿石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca(OH)2濃度小，吸收慢且吸收不完全。 3實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制Cl2時(shí)，有如下操作：連好裝置，檢查氣密性；緩緩加熱；加入MnO2粉末；從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸；將多余氯氣用NaOH溶液吸收；用向上排氣法收集氯氣。順序正確的是()A BC D答案D解析先連接好裝置并檢查其氣密性，加好藥品后，先把濃鹽酸加入到圓底燒瓶(防止熱的固體遇冷的溶液燒裂燒瓶)，再緩緩加熱(減少HCl的揮發(fā))，然后收集氯氣，由于氯氣有毒，需用NaOH吸收尾氣中的氯氣。4已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備純凈、干燥的氯氣，并使它與金屬反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中錯(cuò)誤的是()A和 BC和 D答案D解析NaOH與氯氣反應(yīng)，不能用氫氧化鈉溶液除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)，錯(cuò)誤；中的進(jìn)氣管短，出氣管浸入液面下，錯(cuò)誤；不應(yīng)為密閉裝置，錯(cuò)誤。 考點(diǎn)鹵素的性質(zhì)和鹵離子的檢驗(yàn)典例3為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗(yàn))。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：.打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí)，夾緊彈簧夾。.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時(shí)，關(guān)閉活塞a。.(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體，其電子式是_。(2)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。(3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。(4)為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，過(guò)程的操作和現(xiàn)象是_。(5)過(guò)程實(shí)驗(yàn)的目的是_。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下_，得電子能力逐漸減弱。解析(1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2，其電子式為。(2)氯氣遇濕潤(rùn)的淀粉KI試紙時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：Cl22KI=I22KCl，產(chǎn)生的I2遇淀粉變藍(lán)，可以證明氯氣的氧化性強(qiáng)于碘。(3)B中Cl2與NaBr發(fā)生置換反應(yīng)，離子方程式為Cl22Br=2ClBr2。(4)C中NaBr與氯氣反應(yīng)生成NaCl和Br2，將C中溶液滴入D中，振蕩，發(fā)生反應(yīng)：Br22KI=I22KBr，靜置后D中溶液分層，下層為碘的四氯化碳溶液，顯紫紅色，可以說(shuō)明溴的氧化性強(qiáng)于碘。(5)過(guò)程主要是為了確認(rèn)C的黃色溶液中無(wú)Cl2，排除對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，是因?yàn)閺腃l到I，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱。答案(1)(2)淀粉KI試紙變藍(lán)(3)Cl22Br=Br22Cl(4)打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩；靜置后溶液分層，CCl4層變?yōu)樽霞t色(5)確認(rèn)C的黃色溶液中無(wú)Cl2，排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾(6)原子半徑逐漸增大名師精講1鹵素單質(zhì)及其化合物的特性(1)Br2是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬單質(zhì)；液溴易揮發(fā)且有毒，通常用水液封來(lái)保存。(2)I2易升華，I2使淀粉變藍(lán)。(3)Br2和I2都可被某些有機(jī)溶劑(如四氯化碳、汽油、苯)萃取。(4)氟元素?zé)o正價(jià)，F(xiàn)2與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成O2(2F22H2O=4HFO2)，F(xiàn)2與Xe、Kr等稀有氣體可反應(yīng)生成氟化物。(5)氫氟酸是氫鹵酸(HX)中唯一的弱酸，且是與SiO2反應(yīng)的唯一酸，能腐蝕玻璃，應(yīng)保存在鉛制器皿或塑料瓶中。(6)X的還原性：F<Cl<Br<I。2鹵素離子的檢驗(yàn)方法(1)AgNO3溶液沉淀法未知液生成(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I5鑒別NaCl、NaBr、NaI溶液可以選用的試劑是()碘水、淀粉溶液氯水、CCl4溴水、苯硝酸、AgNO3溶液氯水、苯氯水、己烯A B C D答案C解析氯水中的Cl2分別與NaBr、NaI反應(yīng)：2NaBrCl2=2NaClBr2,2NaICl2=2NaClI2，均可被CCl4萃取，通過(guò)觀察CCl4中顏色的不同可鑒別，正確；Cl、Br、I分別與Ag反應(yīng)，產(chǎn)生白色沉淀AgCl，淺黃色沉淀AgBr，黃色沉淀AgI，且均不溶于稀HNO3，可鑒別，正確；與類似，可鑒別，正確；己烯會(huì)與殘留的氯氣、溴單質(zhì)和碘單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，使得反應(yīng)顏色區(qū)分不明顯。6已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)放出氯氣，現(xiàn)按下圖進(jìn)行鹵素的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉球，反應(yīng)一段時(shí)間后，對(duì)圖中指定部分顏色描述正確的是()選項(xiàng)A黃綠色橙色藍(lán)色白色B無(wú)色橙色紫色白色C黃綠色橙色藍(lán)色無(wú)色D黃綠色無(wú)色紫色白色答案A解析由處產(chǎn)生的Cl2通過(guò)時(shí)發(fā)生反應(yīng)Cl22NaBr=2NaClBr2，通過(guò)時(shí)發(fā)生反應(yīng)Cl22KI=2KClI2，通過(guò)時(shí)發(fā)生反應(yīng)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因Cl2為黃綠色，溴水為橙色，I2遇淀粉變藍(lán)，Cl2遇堿生成NaCl、NaClO可知應(yīng)選A。