化学学科高三成优秀复习讲义卤族元素

宽放市用备阳光实验学校第三章常见元素的单质及其重要化合物
第一节卤素
【知
识络】
【易
错指
津】
1．分
清氯水、溴水的成分，反时的作用和褪色的原理。

氯水中正因为存在可逆反Cl2+H2O HCl+HClO，使其成分复杂且随着条件的改变，平衡发生移动，使成分发生动态的变化。

当外加不同的反物时，要正确判断是何种成分参与了反。

氯水中的HClO能使物质被氧化而褪色。

反之，也有许多物质能使氯水、溴水褪色，发生的变化可属物理变化〔如萃取〕，也可属化学变化，如歧化法〔加碱液〕、复原法〔如Mg、SO2〕、加成法〔加不饱和的有机物〕。

值得一提的是有时虽然发生化学变化，但仍生成物，如Br2与Fe或KI反。

2．区分清楚萃取和分液的原理、仪器、操作以及适用范围与其他物质别离方法不同。

“先下后上、下流上倒〞的顺序。

为确保液体顺利流出，一要翻开上部塞子或使瓶塞与瓶颈处的小孔或小槽对齐，与大气相通。

【典型例题评析】
例1 氯化碘〔ICl〕的化学性质跟氯气相似，预计它跟水反的生成物是〔1998年高考题〕
A.HI和HClO
B.HCl和HIO
C.HClO3和HIO
D.HClO和HIO
思路分析：题目以考生未学过的卤素互化物为素材，让考生对不同卤素的非金属性相对强弱作出判断。

这种判断是以卤素跟氢、氧相互结合以及形成正负化合价的能力来实现的。

先联想Cl2+H2O=HCl+HClO，推断ICl与H2O反有两种可能：ICl+H2O=HI+HClO，
ICl+H2O=HCl+HIO。

问题是I、Cl两元素何者形成氢卤酸，何者形成次卤酸。

与I相比，氯的非金属性比碘强，更易形成负化合价；与Cl相比，I的金属性较强，较易形成正化合价，即产物不能是HI和HClO。

答案：B
方法要领：学习元素化合物知识时，抓住代表物的性质，并结合元素周期律知识，来指导同主族元素性质的学习。

在ICl中I为+1价，Cl为-1价与水反后其产物的化合价均不发生改变，防止受Cl2+H2O=HCl+HClO影响，认为ICl与H2O反也是氧化复原反，而误选A。

无机信息题在考卷中经常出现，在做这类题目时，必须对信息理解透彻，活学活用，这样才能保证答题的准确性。

水解产物的判断可根据电荷相互吸收的原那么去思考，因化学作用也是电性作用。

此类化学方程式可按以下“〞书写：
A+B-+H+-OH-=A+OH-+H+B-
除ICl外，Mg3N2、CaC2、NaH、Al2S3、CH3COONa水解均遵循该“规律〞。

例2以下物质在空气中久置变质，在变质过程中，既有氧化复原反发生，又有非氧化复原反发生的是〔1997年高考化学试测题〕
A.食盐
B.漂白粉
C.氯水
D.硫酸亚铁溶液
思路分析：食盐在空气中不变质；漂白粉在空气中发生如下反：
Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO
+CaCO3↓、2HClO−→
−光2HCl+O2↑；氯水中只是2HClO−→
−光2HCl+O2↑；硫酸亚铁溶液中只是Fe2+被氧化为Fe3+。

答案：B
方法要领：掌握各种物质的化学性质及反中元素的价态变化。

例3 将1体积选项中的一种气体与10体积O2混合后，依次通过盛有足量浓NaOH 溶液的洗气瓶和盛有足量的热铜屑的管子(假设反都进行完全)，最后得到的尾气可以是〔1996年高考题〕
A.Cl2
B.CO
C.CO2
D.N2
思路分析：假设“1体积为A中Cl2，那么当通过足量浓碱液时，因
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O而被完全吸收，而10体积O2在通过铜屑时被完全吸收，故无尾气产生；假设为B中CO，那么在通过碱液时无变化；而通过铜屑时，因O2过量而生成CO2应选C；假设分别为C中CO2或D中N2，当依次通过时C中无气体剩余，D中仍然保存了原来的N2。

答案：C、D
方法要领：该题要答正确，必须审明题意：即反物需从四个选项中选，产物也要从四个选项中选。

防止漏选C。

例4 为实现中国2000年消除碘缺乏病的目标，卫生部规食盐必须加碘,，其中的碘以碘酸钾(KIO3)形式存在。

在溶液中IO3-可和I-发生反：IO3-+5I-+6H+=3I2+2H2O。

根据此反，可用试纸和一些生活中常见的物质进行，证明在食盐中存在IO3-。

可供选用的物质有：①自来水；②蓝色石蕊试纸；③碘化钾淀粉试纸；④淀粉；⑤食糖；⑥食醋；⑦白酒。

进行上述时必须使用的物质是〔1997年高考题〕
A.①③
B.③⑥
C.②④⑥
D.①②④⑤⑦
思路分析：依题给信息要检验NaCl中含有IO3-，使其变成有特殊颜色的物质才好识别。

因此，加含有I-和H+的物质使其变成I2，而且存在着能I2与结合成蓝色物质的淀粉。

因而，③中含有I-和淀粉，⑥中含有H+〔由CH3COOH溶液电离而得〕。

答案：B
方法要领：题中向考生传达了我国在2000年消灭碘缺乏症的目标和到达此目标的方法。

解题关键是：抓住IO3-+5I-+6H+=3I2+2H2O，可知所给物质要提供I-和H+。

此题属于原理型信息给予题，它给出两条反原理的信息：一是食盐中的碘是以碘酸钾〔KIO3〕的形式存在；二是给出了IO3-、I-、H+3种离子共同存在时发生的生成I2的氧化复原反的信息，此反原理成为实现问题解决的根本依据。

为此，能提取出I2和淀粉互检的已有知识，并把IO3-被I-在H+存在下复原为I2的反和I2的常规检验联系起来，从而完成对问题的解答。

如果能深入把握KI淀粉试纸检验出氧化性物质〔如Cl2、O3〕的反原理，将已有知识迁移运用到IO3-氧化I-〔H+存在〕的情境中，那么不难找出用碘化钾淀粉试纸〔H+存在〕检出IO3-的方法。

可见，将知识系统化、结构化，对形成知识的类比与迁移能力，是十分重要的。

例5 甲、乙、丙三种溶液各含有一种X--〔X--为Cl-、Br-、I-〕离子。

向加淀粉溶液和氯水，那么溶液变橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化。

那么甲、乙、丙依次含有〔1991年高考题〕
A.Br-、Cl-、I-
B.Br-、I-、Cl-
C.I-、Br-、Cl-
D.Cl-、I-、Br-
思路分析：在甲溶液中参加淀粉溶液和氯水，淀粉不显蓝色，证明不含I-离子，溶液显橙色，证明含Br-离子〔溴水显橙色〕；再加丙溶液，无明显变化，说明丙中不含I-离子。

综上所述，含Br-离子，乙中含I-离子，丙中含Cl-离子。

答案：B
方法要领：利用非金属置换反规律进行逻辑分析。

非金属性较强的单质能从盐溶液〔或酸溶液〕中把非金属性弱的非金属置换出来。

此题考查了对卤素离子复原性强弱的理解及卤素置换现象的分析，它运用的知识有：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，Cl2+2I-=2Br-+I2和Br2+2I-=2Br-+I2，I2遇淀粉变蓝色。

例6 冰箱致冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子，并进行以下反：Cl+O3→ClO+O2，ClO+O→Cl+O2。

以下说法不正确的选项是〔1998年高考题〕
A.反后将O3转化为O2
B.Cl原子是总反的催化剂
C.氟氯甲烷是总反催化剂
D.Cl原子反复起分解O3的作用
思路分析：可将两个分反合并得总反2O3→3O2，催化剂是Cl而不是氟氯甲烷，由于催化剂在反前后物质的量保持不变，故Cl反复起分解O3的作用。

答案：C
方法要领：这是一道与环境化学相关的题目，也属信息给予题。

中间产物和催化剂有相同点：①均参与了反过程；②当分反合并成总反时两者均可消去，即生成量于消耗的量。

两者的不同之处在于催化剂先消耗后生成，而中间产物那么先生成后消耗。

据此可判断出Cl在上述过程中是催化剂。

平时要善于比拟一些相关的概念，找出它们的本质区别。

例7 某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中,反得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，经测ClO-和ClO3-的浓度之比为1:3，那么Cl2与NaOH反时,被复原的氯元素与被氧化的氯元素物质的量之比为〔1999年高考题〕
A.21:5
B.11:3
C.3:1
D.4:1
思路分析：Cl2与NaOH溶液反，Cl2既是氧化剂又是复原剂，从电子得失角度分析，被氧化的Cl分别从0→+1、0→+5，根据题目所给条件分析得ClO-和ClO3-的个数之比为1:3，那么被氧化的一方4个0价Cl共失电子1+3×5=16；被复原Cl从0→-1，欲使得失电子总数相，那么需16个0价Cl。

所以，被复原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为16:4=4:1。

答案：D
方法要领：此题考查利用氧化复原反的本质分析问题的能力，考查学生变的灵活性。

Cl2与NaOH溶液反，本身既是氧化剂又是复原剂，氧化产物为NaClO、NaClO3，复原产物为NaCl，通过电子守恒原理快解。

例8 KClO3和浓盐酸在一温度下反会生成绿黄色的易爆物二氧化氯.其变化可表述
3
2↑+ Cl2↑+
(1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和化学计量数填入框内)
(2)浓盐酸在反中显示出来的性质是 (填写编号,多项选择倒扣分)
①只有复原性②复原性和酸性③只有氧化性④氧化性
和酸性
(3)ClO2具有很强的氧化性。

因此，常被用作消毒剂，其消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的倍。

〔2000年高考题〕
思路分析：〔1〕此题的难点是方程式的配平,用化合价升降法配平时，首先要分清氧化产物是Cl2复原产物是ClO2,KCl中的Cl-来源于盐酸，化合价没有变化，再配平氧化剂，复原剂，氧化产物和复原产物的计量数，最后依据原子种类和个数守恒，配平其它物质的计量数和补加未知物。

〔2〕由配平的方程式可知，参加反的浓盐酸有一半被氧化，另一半起了酸作用。

(3)消毒后，Cl元素的价态为为-1价，对ClO2单位质量得电子(1/6)×5；对Cl2单位质量得电子：(1/71)×2；二者的比值为3。

答案:(1)2 4 2 2 1 2 H2O (2) ② (3)3
方法要领：。

例9氯水中有如下平衡：Cl2+H2O HCl+HClO。

常温下，在一个体积为50mL的针筒里吸入40mL氯气后，再吸进10mL水。

写出针筒中可能观察到的现
象。

假设将此针筒长时间放置，又可能看到何种变化；试用平衡观点加以解释。

〔1994年高考题〕
思路分析：因Cl2与H2O反而溶解，气体体积缩小，溶液呈浅黄绿色。

假设此针筒长时间放置，气体体积进一步缩小，气体和溶液均变成无色；原因是氯水中的平衡Cl2+H2O HCl+HClO，由于HClO逐渐分解〔2HClO=2HCl+O2〕而不断地向右移动，最终Cl2耗尽转化为O2，导致气体体积缩小和黄绿色消退。

答案：气体体积缩小，溶液呈浅黄绿色。

气体体积继续减小，气体和溶液均变成无色；氯水中的平衡Cl2+H2O HCl+HClO，又由于2HClO=2HCl+O2，HClO不断分解，平衡右移，最终Cl2耗尽转化成O2。

由总反式2Cl2+2H2O===4HCl+O2，可知，气体体积减少。

方法要领：答复现象要完整并且表达确切。

例10某化学课外小组用海带为原料制取少量碘水。

现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗别离两种溶液，其操作可分为如下几步:〔1991年高考题〕
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中
B.把50mL碘水和15mLCCl4参加分液漏斗中,并盖好玻璃塞
C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液
D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正
E.翻开活塞,用烧杯接收溶液
F.从分液漏斗上口倒出上层水溶液
G.将漏斗上口的玻璃塞翻开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔
H.静置,分层
就此,完成以下填空:
(1)正确操作步骤的顺序是→→ A→G→→E→F。

(2)上述E步骤的操作中注意
上述G步骤操作的目的是
(3)能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是
(4)以下物质,不能作为从溴水中萃取溴的溶剂是
A.热裂汽油
B.苯
C.酒精
D.正庚烷
思路分析：〔1〕检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液，这当然是第一步。

B、D的操作属于萃取，E、F属于分液操作，A、G、H是分液前的准备操作。

〔4〕中的热裂汽油中，含碳碳双键，与溴水发生加成反，而酒精与溴水互溶，所以两者均不适作萃取剂。

答案:(1)CBDH；(2)使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,及时关闭活塞,不要让上层液体流出;使漏斗内外空气相通,以保证E操作时漏斗里液体能够流出；(3)四氯化碳与水不溶,I2且在四氯化碳溶解度比在水很多；〔4〕A、C
方法要领：萃取和分液操作是化学中别离物质的常用方法之一，此题所涉及到的知识的技能有：分液漏斗的作用，萃取操作步骤及每一步聚的目的，萃取操作中的考前须知，萃取剂的性质及选择原那么；碘在水和CCl4有机溶剂中的溶解性，热裂汽油的不饱和性，乙醇和水的互溶性。

只有掌握这些根本知识，并在学生中注意这些问题，才能在解决实际问题时综合运用这些知识进行正确的推理和判断。

例11室可用氯气与金属铁反制备无水三氯化铁,该化合物呈棕,易潮解,100℃左右时升华,以下图是两个学生设计的装置,左边的反装置相同,而右边的产物收集装置那么不同,分别如(Ⅰ) (Ⅱ)所示:〔2000年高考题〕
(1)B中反的化学方程式为：。

(2)D中的反开始前,需排除装置中的空气,采取的方法
是: 。

(3)D中反的化学方程式为：。

(4)装置(Ⅰ)的主要缺点是：。

(5)装置(Ⅱ)的主要缺点是：，如果选用此装置来完成,那么必须采取的改良措施是：。

思路方法：此题综合了氯气的性质、制法，三氯化铁的性质和制取，化学操作及装置问题。

此题中涉及的制取氯气和三氯化铁的原理比拟简单，排除装置中空气的方法属常识性操作，〔1〕、〔2〕、〔3〕问容易作答。

只要根据题给信息，对装置〔Ⅰ〕、〔Ⅱ〕的不同进行比照分析，答案就在〔Ⅰ〕、〔Ⅱ〕两图中，〔4〕、〔5〕问即可得解。

1．装置〔Ⅰ〕中三氯化铁由D进入E是通过细玻璃管，而装置〔Ⅱ〕D直接插入E中，此二法那一种更好呢？根据题给信息，三氯化铁在100℃左右升华，D管生成的三氯化铁已是蒸气，温度降低即凝结成固体颗粒，细玻璃管就会被堵塞，此为装置〔Ⅰ〕的缺点之一。

2．装置〔Ⅱ〕中E下边有一盛有NaOH溶液的洗气瓶。

NaOH溶液的作用是什么呢？联想到氯气是有毒气体，时的尾气排入空气前必须用NaOH溶液来吸收，而装置〔Ⅰ〕中没有，此为装置〔Ⅰ〕的缺点之二。

3．装置〔Ⅰ〕中E右边连有盛浓H2SO4的洗气瓶，而装置〔Ⅱ〕中没有。

浓H2SO4在此起什么作用呢？根据题目所给信息，三氯化铁易潮解，要制得无水三氯化铁，必须在制取三氯化铁装置前后都要设计枯燥装置〔这点原题D管前已经设计出此信息〕。

装置〔Ⅱ〕未这样设计即为缺点，需在E、F之间连接枯燥装置。

答案：〔1〕4HCl+MnO2 MnO2+Cl2↑+2H2O；〔2〕B中的反进行一段时间后,看到黄绿色气体充满装置，再开始加热D；〔3〕2Fe+3Cl2 2FeCl3；4〕导管易被产品堵塞，尾气排入空气,易造成环境污染；〔5〕产品易受潮解，在E和F之间连接装有枯燥剂的装置〔其他既能防止产品潮解又能防止尾气污染环境的合理答案均给分〕
解题要领：此题考查了氯气的室制取原理、性质、枯燥方法，尾气处理及FeCl3制备和潮解问题，只有全面地掌握了有关知识点，才能准确作答。

此题的侧在于考查考生对装置的评价与改良的能力。

要评价和改良，就从反物与生成物的性能出发。

此题制取的FeCl3在100℃升华，易潮解，故必须考虑FeCl3凝结会堵塞导管的可能性和外部空气侵入使FeCl3潮解的问题。

此外，尾气〔特别是有毒的气体〕处理是当特别注意的问题。

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