上海市华东师范大学第二附属中学(实验班用)2016届高三化学习题详解第2章卤族元素第4节卤族元素Word版含解

第四节卤族元素
一、选择题
1．下列实验设计和结论相符的是（ ）。

A ．将碘水倒入分液漏斗中，再加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中
B ．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性
C ．某无色溶液中加32Ba(NO )溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有24SO -
D ．在含2FeCl 杂质的3FeCl 溶液中通足量2Cl ，充分加热，除去过量2Cl ，即得到较纯净的3FeCl 溶液
解答：本题考查元素化合物的知识。

解：乙醇与水互溶，不可以作为萃取剂，所以选项A 错误； 石蕊试纸变蓝，则肯定为碱性，所以选项B 正确；
若原溶液中含有23SO -，则会生成3BaSO ，再加入HC1，溶液中的3NO -
在酸性条件下的强氧化
性，可以氧化3BaSO 至4BaSO ，沉淀不溶解，所以选项C 错误； 加热时，会促进3FeCl 水解为氢氧化铁，所以选项D 错误。

本题答案为选项B 。

2．下列单质中，最容易跟氢气发生反应的是（ ）。

A ．2O
B ．2N
C ．2F
D ．2Cl
解答：本题考查物质氧化性的大小比较。

解：与H 2反应的难易取决于元素非金属性的强弱，一般来讲非金属性越强，其单质越容易与2H 反应。

这几种单质中最容易跟氢气发生反应的是2F ，所以选项C 正确。

本题答案为选项C 。

3．已知BrCl 能发生下列反应：BrCl 2M MCl MBr n n n +→+
（M 为n +价的金属元素）
，
2BrCl H O HCl HBrO +→+。

以下推论不正确的是（ ）。

A ．BrCl 具有和卤素单质相似的化学性质
B ．BrCl 和M 反应时，BrCl 只作氧化剂
C ．BrCl 和NaOH 溶液反应生成NaCl 、NaBrO 两种盐
D ．BrCl 跟4FeSO 溶液反应后，溶液会变成无色
解答：本题考查氧化还原反应和卤族互化物的知识。

把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，注意BrCl 中Br 为1+价，侧重学生知识迁移应用能力的考查，题目难度中等。

解：BrCl 是卤素互化物，具有和卤素单质相似的化学性质，所以选项A 正确； BrCl 和M 反应时，Br 元素的化合价降低，BrCl 只作氧化剂，所以选项B 正确；
BrCl 与2H O 反应时，各元素的化合价不变，则BrCl 既不是氧化剂，又不是还原剂，则BrCl 和NaOH 溶液反应只生成NaCl 、NaBrO 两种盐，所以选项C 正确；
BrCl 有强氧化性，会氧化4FeSO ，溶液变成棕黄色，所以选项D 错误。

本题答案为选项D 。

4．已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下（1Q 、2Q 均为正值）： ()()()221H g Cl g 2HCl g Q +→+ ()()()222H g Br g 2HBr g Q +→+
有关上述反应的叙述中正确的是（ ）。

A ．12Q Q >
B ．生成物总能量均高于反应物总能量
C ．生成1molHCl 气体时放出1Q 热量
D ．()1mol HBr g 具有的能量大于()1mol HBr l 具有的能量 解答：本题考查化学反应中能量的变化。

解：氯气的氧化性强于溴，因此在与氢气反应中放出的热量更多，即12Q Q >，所以选项A 正确；
反应均是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，所以选项B 错误；
根据反应的定量关系，每生成2mol HC1放出热量1Q ，所以生成1mol HC1放出热量10.5Q ，所以选项C 错误；
同物质的量的同一物质液态的能量小于气态的能量，所以选项D 正确。

本题答案为选项A 、D 。

5．往含I -和Cl -的稀溶液中滴入3AgNO 溶液，沉淀的质量与加入3AgNO 溶液体积的关系如图2-23所示。

则原溶液中
()()
I Cl c c --的比值为（ ）。

A ．
21
1
V V V - B ．
1
2
V V C ．
1
21
V V V -
D ．21
V V
解答：本题考查硝酸银与卤离子的反应。

解：从图像变化情况看，1O V →主要是生成AgI 沉淀，12V V →段主要是生成AgCl 沉淀，所以溶液中 ()()
1
21
I Cl c V V V c --=
-。

本题答案为选项C 。

6．下列关于卤素的叙述中正确的是（ ）。

①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠，再用汽油萃取的方法提纯③溴化银具有感光性，碘化银不具感光性④某溶液与淀粉碘化钾溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水⑤氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有HF 和2O 生成⑥氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂 A ．①③⑤ B ．②④⑥ C ．②⑤⑥ D ．①③④
解答：本题考查卤素单质及其化合物的性质。

解：阴离子还原性：F Cl Br I ----<<<，卤素的钾盐中KI 最容易被氧化，所以①错误；单质氧化性22Cl Br >，溴化钠与氯气反应除去氯气，溴易溶于汽油，利用萃取可分离提纯溴，所以②正确；
氯化银、溴化银、碘化银都具有感光性，所以③错误；
淀粉一碘化钾溶液反应出现蓝色，说明有碘单质生成，溶液中含有强氧化性物质将碘离子氧化为碘单质，如铁离子等，不一定是氯水或溴水，所以④错误；
氟气跟氯化钠水溶液反应的实质是氟气与水反应，即2222F 2H O 4HF O +→+，所以⑤正确； 氯气跟水反应生成HCl 和HClO ，水既不是氧化剂也不是还原剂，所以⑥正确。

本题答案为选项C 。

7．方志敏烈士生前在狱中曾用米汤（内含淀粉）给鲁迅先生写信，鲁迅先生收到信后，为了看清信中内容，可使用的化学试剂是（ ）。

A ．碘化钾 B ．溴水 C ．碘酒 D ．碘化钾淀粉溶液 解答：本题考查碘的检验。

解：米汤中含有淀粉，淀粉遇碘单质变蓝色，碘酒中含有碘单质，能使信纸上的淀粉变蓝色。

本题答案为选项C 。

8．随着卤原子半径增大，下列说法中正确的是（ ）。

A ．单质的熔沸点逐渐降低 B ．卤素离子的还原性逐渐增强 C ．气态氢化物稳定性逐渐增强 D ．单质氧化性逐渐增强
解答：本题考查同主族元素性质的递变规律。

解：随着卤素原子半径的增大，元素的非金属性F Cl Br I >>>。

都为分子晶体，随着相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增强，则单质的熔沸点逐渐升高，所以选项A 错误；
元素的非金属性F Cl Br I >>>，单质的氧化性逐渐减弱，则对应阴离子的还原性逐渐增强，所以选项B 正确；
元素的非金属性F Cl Br I >>>，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，所以选项C 错误；
元素的非金属性F Cl Br I >>>，单质的氧化性逐渐减弱，所以选项D 错误。

本题答案为选项B 。

9．下列能够检验出KI 中是否含有Br -的实验是（ ）。

A ．加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br - B ．加入酸性4KMnO 溶液，观察溶液颜色是否褪去
C ．加入少量的碘水，再加入4CCl 振荡，有机层有色，则有Br -
D ．加入足量3FeCl 溶液，用4CCl 萃取后，在无色水层中加入氯水，溶液呈橙黄色，则含有Br - 解答：本题考查离子的检验，注意I -的还原性大于Br -，检验时要先排除I -的干扰。

解：由于I -的还原性大于Br -，加入足量的新制氯水，生成2I ，溶液变色，不能证明含有Br -，所以选项A 错误；
由于I -的还原性大于Br -，加入酸性4KMnO 溶液，I -与酸性4KMnO 发生氧化还原反应而使酸性4KMnO 褪色，不能证明含有Br -，所以选项B 错误；
加入少量碘水，再加入4CCl 振荡，有机层呈现紫色，为2I 的颜色，不能证明含有Br -，所以选项C 错误；
加入少量3FeCl 溶液，由于I -的还原性大于Br -，先生成2I ，用4CCl 萃取后，分离出2I ，在无色的水层中加入新制氯水，溶液呈橙黄色，说明有生成2Br ，则含有Br -，所以选项D 正确。

本题答案为选项D 。

10．某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验： ①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；
②将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪去； ③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；
④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。

则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是（ ）。

A ．镁粉只与溴水中的溴反应 B ．镁粉只与溴水中的酸反应
C ．产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到的
D ．镁粉在水的催化下与溴发生反应 解答：本题考查金属镁和溴的发应。

解：根据实验③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象知：镁粉不会直接与溴水中的溴反应，所以选项A 错误；
根据实验②将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，说明镁粉只与溴水中的部分酸反应，但溴水的颜色褪去，不能说明镁粉只与溴水中的酸反应，所以选项B 错误； 根据实验①将镁粉投入冷水中，未见任何现象可知：镁粉与水不能发生反应，所以选项C 错误；
根据实验④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕包很快褪去可以知道：镁粉
与溴水的反应机理是在水的催化作用下镁与溴发生反应。

所以选项D 正确。

本题答案为选项D 。

二、填空题
11．卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物。

XX '型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。

试回答下列问题： （1）卤素互化物BrCl 能发生下列反应： 2H O BrCl HBrO HCl +→+ 2KBr BrCl KCl Br +→+
①写出KI 与IBr 反应的化学方程式____________________。

②写出苯
()
66C H 与IC1发生取代反应生成一卤代物的化学方程式
______________________________。

（2）图2-24是部分卤素单质和XX '型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。

它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是______________________________。

（3）试推测IC1的沸点所处的最小范围____________________。

解答：本题考查卤素互化物的知识。

解：（1）对题给信息“XX '型卤化物与卤素单质结构相似性质相近”及“BrCl 与水和KBr 反应”，迁移应用，可写出KI 与IBr 反应的化学方程式2KI IBr KBr I +→+，66C H 与IC1发生取代反应生成碘苯和氯化氢。

（2）因卤素互化物原子之间以共价键结合形成的XX '，形成晶体时属分子晶俸、分子间以分子间作用力相结合，再结合图像分析，推出：它们的沸点随相对分子质量的增加而增大。

（3）根据（2）的结论：因IC1的相对分子质量()()()2Br ICl IBr M M M <<，所以IC1的沸点范围应介于2Br 和IBr 的沸点之间。

本题答案为：（1）2KI IBr KBr I +→+；6665C H ICl C H I HC1+→+。

（2）因卤素互化物原子之间以共价键结合形成XX '，形成晶体时属于分子晶体，分子间以分子间作用力相结合，再结合图像分析，推出：它们的沸点随相对分子质量的增加而增大。

（3）IC1的沸点范围应介于2Br 和IBr 的沸点之间。

12．海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。

从海水中提取食盐和溴的过程如图2-25所示。

（1）请列举海水淡化的两种方法：__________、__________。

（2）将NaCl 溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、__________、__________
或2H 、__________。

（3）步骤I 中已获得2Br ，步骤Ⅱ中又将2Br 还原为Br -，其目的是______________。

（4）步骤Ⅱ用2SO 水溶液吸收2Br ，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为____________________，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是________________________。

（5）某化学研究性学习小组查阅了有关资料，2Br 的沸点为59℃。

微溶于水，有毒性和强腐蚀性。

他们分析了工业生产溴的流程后，设计了如图2-26所示的装置。

请分析讨论：
①图中仪器B 的名称：______________。

②整套实验装置中仪器连接部分均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是______________。

③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中应控制的关键条件是______________。

④C 中液体颜色为____。

为除去该产物中残留的少量2C1，可向其中加入NaBr 溶液，充分反应后，再进行的分离操作是____________________。

解答：本题考查海水的淡化，氧化还原反应等知识。

解：（1）淡化海水的方法有：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

（2）电解NaCl 溶液的化学方程式为：2222NaCl 2H O 2NaOH H Cl +−−−→+↑+↑通电
，其中2Cl 有
可能与NaOH 反应生成NaClO 。

（3）步骤I 中的2Br 的浓度很小，多次用2SO 反复吸收，最终用2Cl 处理，则可获得大量的工
业溴，富集溴元素。

（4）溴具有强氧化性可以氧化2SO ，生成24H SO ，因此要注意酸对设备的腐蚀问题。

（5）某化学研究性学习小组从工业溴中提纯溴的方法：
①冷凝管是实验室常见的仪器，使用时冷凝水从下口进，上口出； ②因溴具有强腐蚀性，可以腐蚀橡胶，所以不能用橡胶塞和橡胶管；
③蒸馏的目的，就是根据沸点不同而提纯2Br ，所以要控制温度计b 的温度，并收集59℃时的馏分；
④因C 中液体是溴，而液溴的颜色为深红棕色，为除去该产物中仍残留的少量2Cl ，可向其中加入NaBr 溶液，充分反应后，再进行的分离操作是蒸馏。

本题答案为：
（1）蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种。

（2）2Cl ；NaOH ；NaClO 。

（3）富集溴元素。

（4）22224
Br SO 2H O 4H SO 2Br +-
-++→++；强酸对设备的严重腐蚀。

（5）①冷凝管； ②2Br 腐蚀橡胶；
③控制温度计b 的温度，并收集59℃时的馏分；
④深红棕色，分液（或蒸馏）。

13．虽然氟元素早在1810年就被发现，但170多年来化学家试图用化学方法制取氟单质的尝试一直未获成功。

直到1986年，化学家Karl Christe 首次用化学方法制得了2F 。

他提出的三步反应如下（反应①、②中氟元素化合价不变）： ①42222KMnO KF H O HF K MnF6____H O +++→++ ②55SbCl HF SbF _______+→+
③2656322K MnF 4SbF 4KSbF 2MnF F +→++↑
请根据以上反应回答问题：
（1）反应①中空格上应填物质的化学式为__________，依据是__________（用氧化还原反应理论解释），并配平反应①________________________________________。

（2）完成反应②：________________________________________。

（3）反应③中的氧化剂为____，被氧化的元素为____。

解答：本题考查氧化还原反应中的基本概念和电子转移知识。

解：（1）化合价降低元素所在的反应物是氧化剂，4KMnO 中Mn 化合价降低，所以是氧化剂，双氧水是还原剂被高锰酸钾氧化为氧气单质。

（2）根据质量守恒，得反应②为：55SbCl 5HF SbF 5HCl +→+；
（3）反应2656322K MnF 4SbF 4KSbF 2MnF F +→++↑中，26K MnF 中Mn 元素的化合价降低，所以26K MnF 是氧化剂，5SbF 中F 元素化合价升高，被氧化，所以5SbF 是还原剂。

本题答案为：（1）2O ，4KMnO 中7
M n +化合价降低，则22H O 是还原剂； 4226222KMnO 2KF 3H O 10HF 2K MnF 3O 8H O +++→+↑+。

（2）55SbCl 5HF SbF 5HCl +→+。

（3）26K MnF ，1-价的F 。

14．不同卤素原子间可以通过共用电子对，形成卤素互化物，其通式为：XX n '（1n =、3、5、7，且非金属性X X '>）。

卤素互化物大多为强氧化剂。

回答下列问题： （1）卤素互化物中，沸点最低的应是__________（写分子式，下同）。

（2）若7n =，则最可能生成的卤素互化物应为______________。

（3）某卤素互化物与水的反应为2322ClF H O HClO Cl O HF n +→+++，若ClF n 与2H O 的物质的量之比为3∶5，求n 的值。

（4）现将23.3g BrCl n 溶于水，再通入过量2SO ，生成HBr 、HC1、24H SO 等三种酸，然后向该混合酸溶液中加入过量()32Ba NO 溶液后，过滤，最后向滤液中加入过量的硝酸银溶液，结果得到77.3g 沉淀，求n 的值。

解答：本题考查卤素互化物的知识。

解：（1）卤素互化物是分子晶体，式量越大，范德华力越大，物质的熔沸点越高，因此可得出沸点最低的应是ClF 。

（2）同卤族中，由上到下，随核电荷数的增加，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，若
7n =，则最可能生成的卤素互化物应为7IF 。

（3）由ClF n 与2H O 的物质的量之比为3∶5可得下列配平的化学方程式。

()()()23223ClF 5H O 103HClO 37Cl 925O 3HF n n n n n +→-+-+-+
所以有： 1030,
370,n n ->⎧⎨
->⎩
9250n ->。

解得：3n =。

（4）设BrCl n 有mol x 则
()()8035.523.3,
188143.577.3n x n x ⎧+=⎪⎨
+=⎪⎩。

两式相除得
8035.523.3
188143.577.3
n n +=
+， 解得：3n =。

本题答案为：（1）ClF ；（2）7IF ；（3）3n =；（4）3n =。

15．制取氟的氯氧化物X 可采用特制的耐氟容器，使氟气与10%的4HClO 反应。

已知X 中各元素的质量分数为：Cl 30%、O 54%、F 16%，实验装置如图2-27所示。

有关资料如下，回答问题：
①无水KF 易吸收2F 、HF 和2H O ；
②X 的熔点为167-℃，沸点为15.9-℃，易分解或与有机物接触会发生爆炸；
③2F 沸点为188-℃，HF 沸点为19.54℃，2O 的沸点为183-℃。

氟单质及其化合物是剧毒物质。

（1）X 的化学式是__________。

（2）A 中生成X 反应的化学方程式是______________________________。

（3）B 中试管内现象是______________________________；D 装置的作用是____________________。

（4）耐氟容器是由特制的有机玻璃制成，若将A 换成普通玻璃管，发生的副反应是__________________。

解答：本题考查元素化合物的知识。

解：（1）考查分子式的确定，容易解决：()C1n ∶()O n ∶()F (3035.5)n ÷=∶(5416)÷∶(1619)1÷=∶4∶1，所以X 的化学式是4ClO F 。

（2）该反应中，反应物为4HClO 和2F ，生成物为4ClO F ，根据质量守恒可知，另一种生成物为HF ，用观察法配平化学方程式：424HClO F ClO F HF +→+。

（3）弄清整套装置和试剂的作用是解决本小题的关键，这也是本题的难点。

A 是发生装置——制备4ClO F ，C 装置显然是收集未反应完的4HC1O ，B 中装冷却剂液氧。

根据信息②③知，
液氧的沸点为183-℃，4ClO F 的熔点为167-℃，4ClO F 的沸点很低（在A 中以气态存在），液氧可将4ClO F 冷却成固体，即B 是冷却收集装置，B 试管中现象有固体生成。

据信息③知，液氧汽化温度达到183-℃，此时4ClO F 变成固体、2F 是气态，还有在A 中生成大量HF 气体，而“2F 、HF 有毒”，据信息①知，D 中无水KF 的作用是吸收HF 和2F ，防止污染环境。

（4）普通玻璃管的成分有2SiO ，它与HF 发生副反应：242SiO 4HF SiF 2H O +→↑+。

本题答案为：
（1）X 的化学式是4ClO F 。

（2）424HClO F ClO F HF +→+。

（3）B 是冷却收集装置，B 试管中现象有固体生成，D 中无水KF 的作用是吸收HF 和2F ，防止污染环境。

（4）与HF 发生副反应：242SiO 4HF SiF 2H O +→↑+。