【高三化学】复习高一第一章《卤素》

高 三 化 学（第18周）
【教学内容】
高三化学复习高一第一章《卤素》
【教学目标】
1、 掌握卤素原子结构的递变与单质的物理性质、化学性质之间的关系.
2、 重点掌握Cl 2的重要化学性质.
【知识讲解】
一、氯气
1、 化学性质——Cl 原子最外层有7个电子：表现强氧化性.
（1）与金属反应——Cl 2与绝大多数金属能反应（除极少数不活泼金属）：且变价金属（如Fe ）一般能氧化到最高价.
2Na+Cl 2=2NaCl （白烟）
2Fe+3Cl 2 △ 2FeCl 3（棕褐色）
思考：常温Fe 能否与干燥Cl 2反应？你能举出实例吗？
（不能：除非潮湿Cl 2.液氯用钢瓶盛装运输）
Cu+Cl 2 点燃 CuCl 2（棕黄色的烟）
注意：由Cu 在Cl 2中燃烧的现象说明无水CuCl 2为棕黄色固体：只有溶于水其颜色由于浓度不同显绿色或蓝色.
思考：[CuCl 4]2－+4H 2O [Cu(H 2O)4]2++4Cl －
（绿色） （蓝色）
在此平衡体系中：改变下列条件：①加入适量NaCl ②加入适量AgNO 3 溶液 ③加入适量水：溶液颜色将如何改变？
（①绿色加深 ②蓝色变深 ③变蓝色）
CuCl 2固体与AlCl 3相似：亦为共价化合物：且形成的是多聚体（CuCl 2）n
（2）与非金属的反应
氯气除与H 2反应外：还能与P 、S 、S i 等非金属反应
2P+3Cl 2 点燃 2PCl 3 PCl 3+Cl 2=PCl 5
反应现象：有白色烟雾生成——中学化学中唯一的烟、雾同时生成的一个反应. 其中PCl 3具有重要用途——生产农药敌百虫.
PCl 3、PCl 5均能水解 PCl 3+3H 2O=H 3PO 3+3HCl PCl 5+4H 2O=H 3PO 4+5HCl
Si+2Cl 2 高温 SiCl 4——工业制单晶硅（高纯硅）的重要反应.
（3）与化合物的反应
①水 Cl 2+H 2O HCl+HClO （歧化反应）——非常重要的平衡：混合液称氯水：氯水存在的微粒⎩⎨⎧---+)(,,:,,:22OH ClO Cl H HClO
Cl O H 离子分子
思考：a 、如何证明氯水中存在Cl 2、H +、Cl －、HClO?
b 、（标况）Cl 2溶于2L 水中：Cl 2、Cl －、HClO 物质的量之和 0.01mol?(填大于、
小于或等于)
②碱 Cl 2+2NaOH=NaCl+NaClO+H 2O ——主要用来吸收多余Cl 2
思考：标准状况aL H 2与Cl 2混合气体光照爆炸后的产物恰好使bmol NaOH 完全转化为盐：则b 与a 的关系可以是
（0<b ≤2
.114.224.22a b a a <<和） 2Cl 2+2Ca(OH)2=CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O ——工业用来制取漂白粉.
思考：a 、工业上为什么用Cl 2来制取漂白粉？
b 、漂白粉的主要成分是什么？有效成分是什么？其漂白原理是什么？
c 、自来水净化过程可用液氯和绿矾来净化消毒：也可用氯胺(NH 2Cl)来杀菌消毒、请用化学方程式表示净化消毒过程.
（a 、形成比次氯酸更稳定的比次氯酸盐：便于运输、保存.
b 、CaCl 2和Ca(ClO)2：Ca(ClO)2： Ca(ClO)2+H 2O+CO 2=CaCO 3+2HClO
c 、Cl 2+2Fe 2+=2Fe 3++2Cl －： Fe 3++3H 2O Fe(OH)3（胶体）+3H +——净化 Cl 2+H 2O HClO+HCl ——杀菌 NH 2Cl+H 2O NH 3+HClO ）
③其它还原性化合物
S 2－(H 2S)+Cl 2—— Br －+Cl 2—— Fe 2++Cl 2——
SO 32－(SO 2)+Cl 2+H 2O —— I －+Cl 2——
取代反应CH 4+Cl 2 光 CH 3Cl+HCl
④有机物 o +Cl 2 Fe o －Cl +HCl
HCl o Cl o Cl CH CH +−→−+--232光
加成反应 CH 2=CH 2+Cl 2 CH 2－CH 2
Cl Cl
2、卤素互化物——'n XX (n=1：3：5：7)其化学性质与卤素单质相似：具有强氧化性.
例：已知BrFn 与水按3:5物质的量比反应：生成HF 、HBrO 3、O 2和Br 2：且O 2和Br 2物质的量相等.请回答：
（1）n= （2）氧化产物是 （3）1mol 水可还原 mol BrFn? 解析：（1）根据题意：反应式为3BrFn+5H 2O=3nHF+aHBrO 3+bBr 2 +bo 2
由于O 2与Br 2物质的量相等：且反应物只含3mol Br 元素：则a=b=1根据H 原子守恒3n+1=5×2 n=3.
（2）元素化合价升高后的产物是氧化产物：显然为HBrO 3和O 2.
（3）还原1mol BrF 3必提供3mol 电子：而1mol 水只能提供2mol 电子则可还原mol 3
2BrF 3. 3、拟（类）卤素——
(CN)2、(SCN)2、(SeCN)2、(OCN)2等。

请写出下列化学方程式
(CN)2+H 2O —— Fe+(SCN)2——
MnO 2+HSCN △ (CN)2+CH 2=CH 2
4、氯气制法
（1）反应原理（尽可能考虑能够生成氯气的途径）
MnO 2+4HCl （浓）△ MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O ——实验室通常用该法制Cl 2
在这个反应中①盐酸作用？（还原剂与酸）②足量MnO 2和含4mol HCl 的浓盐酸加热制得Cl 2物质的量 1mol （填小于或等于或大于）（小于）
③该反应必须加热到900C 左右：为什么温度不能再高？（盐酸是挥发性酸：温度再高Cl 2中HCl 含量高）
④若实验室没有浓盐酸：可用什么代替？写出化学方程式.
（NaCl固体和浓H2SO4：2NaCl+MnO2+2H2SO4△MnSO4+Cl2↑+2H2O：亦可用NaCl 和NaHSO4固体代替）
⑤其它可能生成Cl2途径有：
KMnO4+HCl(浓)——KClO3+HCl(浓)△
K2Cr2O7+HCl(浓)——PbO2+HCl(浓)——
Ca(ClO)2+HCl(浓)——NaCl+H2O电解（工业制Cl2）
⑥历史上曾用地康法制Cl2HCl(气)+O2
2
CuCl
Cl2+H2O试根据以上反应比较KMnO4、
MnO2、O2三种物质的氧化性强弱（氧化性KMnO4>MnO2>O2）
（2）发生装置除用来制Cl2还可用来制取哪些气体？
（HCl、SO2、CO、NO等）
（3）除杂装置（洗气）——除去Cl2中少量HCl、水蒸气：可先通入饱和食盐水（亦可用水）除去HCl：再通过浓H2SO4（或P2O5或CaCl2）除去水.
（4）收集装置验满：①观察法（黄绿色）
②湿淀粉——KI试纸（或品红试纸）
③湿石蕊试纸
④浓NH3水：3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2
（5）吸收装置——烧杯中盛有NaOH溶液（不能用水代替）
二、卤化氢
（一）制法1、原理——不挥发性酸制挥发性酸.
（1）HCl: NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑(不加热或微热)
2NaCl+H2SO4(浓) △Na2SO4+2HCl↑(加强热)
思考：①不加热也能制得HCl：为何通常是在加热条件下制取HCl?
（主要是提高成本较高的H2SO4的利用率）
②若浓H2SO4过量：在强热条件下：产物是Na2SO4还是NaHSO4?
（NaHSO4）
③先加热还是先往烧瓶中加入浓H2SO4再加热？为什么？
（先加入浓H2SO4：再加热否则冷的浓H2SO4加入到热烧瓶中：易使烧瓶破裂）
④其它金属氯化物与浓H2SO4反应能否制得HCl?为何一般只用NaCl？
（能：如KCl+H2SO4(浓)——：AlCl3+H2SO4(浓)——：MgCl2(浓)+H2SO4(浓)—：因NaCl成本最低）
⑤如何快速制取HCl气体？
（往浓HCl中入浓H2SO4或浓盐酸加入到P2O5固体中）
（2）HF——浓H2SO4和CaF2(萤石)在铅皿中制取
（3）HBr——浓H3PO4和NaBr反应NaBr+H3PO4(浓) △NaH2PO4+HBr↑
向上排空气法
2、收集方法验满：①观察法（白雾）
②湿蓝石蕊试纸
③浓氨水
3、吸收装置
Cl2、H2S、SO2、NO2等一般用NaOH才能完全吸收（H2S还可用CuSO4
溶液）
（1）吸收剂CO、NO只能用气球收集尾气
HCl用水即可
（2）装置——水面上倒扣一只漏斗.
（二）化学性质（以HCl为例）
HCl为共价化合物：液态不导电：因此不能表现出酸的通性！一般不能与金属反应.
NH3+HCl=NH4Cl(白烟)互相检验
与有机物发生加成反应——制取卤代烃.
思考：制取卤代烃途径有几条？其中最佳途径是什么？
（一是烷烃与卤素单质取代一般不能用来制卤代烃：实验室条件无法分离.二是氢卤酸与醇的取代：三是不饱和烃和卤素或卤化氢加成：这是制卤代烃的最佳途径）
三、卤族元素
（一）卤素的原子结构和单质的物理性质
随卤素核电荷数增加：电子层数依次递增：原子半径渐增大：其原子结构的递变而使卤素单质的物理性质呈规律性变化.
从F2 I2
1、颜色渐加深：状态从气液固：密度从小大：熔沸点由低高（分子晶体）
2、单质的溶解性——除氟外（与水剧烈反应）在水中溶解度都较小：且由大小：
（二）化学性质
由于最外层均为7个电子：极易得一个电子：因此卤素都是强氧化剂：在自然界均只以化合态存在.但随着电子层数递增：原子半径渐增大：核对外层电子的引力渐减弱：得电子能力渐减弱：其氧化性逐渐减弱：主要表现：
1、都能与金属反应
①F2和所有金属都能反应.
②C l2和绝大多数金属反应.
③B r2和较活泼金属反应.
④I2只和活泼金属反应.
2、都能与H2、P等非金属反应.
①F2和H2在暗处即爆炸(F2是非金属性最强的元素)
②C l2和H2需光照爆炸
③B r2和H2需加热且缓慢化合（不爆炸）
④I2（蒸气）和H2持续加热且仍为可逆反应.
3、特性：
易升华
①I2 ②溴——唯一的常温呈液态的非金属：易挥发保存时加水封.
使淀粉变蓝色
③F2——最强氧化剂：不能用氧化剂将F－氧化为F2（只能用电解法）F元素无正价.
且能与稀有气体化合.
④卤化氢——均易溶于水：在空气中形成白雾：其中只有HF剧毒：但HX都是大气污
染物：水溶液均呈酸性：只有氢氟酸是弱酸：从HF HI：酸性逐渐增强.
⑤NaX——只有NaF有毒可用作农药.
⑥CaX2——只有CaF2不溶于水：CaCl2作干燥剂.
⑦AgX——只有AgF可溶：AgX均具感光性：AgBr作感光材料：AgI作人工降雨材料.
HClO、HClO2、HClO3、HClO4
⑧
酸性逐渐增强：氧化性逐渐减弱
【能力训练】
一、选择题（每小题有1~2个正确答案）
1、下列关于氯及其化合物的叙述中正确的是（）
A、因为氯气有毒：有强氧化性：所以氯气可用于杀菌、消毒、漂白.
B、常温下1体积水中能溶解2体积Cl2：所以饱和氯水是浓溶液.
C、氯气跟碱溶液的反应实质是Cl2和H2O的反应.
D、在使用漂白粉时：加入醋酸可增强漂白作用.
2、在一支试管中盛有某种固体物质：加适量溴水后：溶液颜色不会褪去的是（）
A、KOH
B、KI
C、Na2SO3
D、FeCl2
3、关于氯气和SO2性质的叙述正确的是（）
A、在相同条件下：Cl2比SO2更易溶于水
B、常温下等体积的Cl2和SO2混合气体通入BaCl2溶液时无明显现象
C、C l2和SO2分别通入H2S溶液中都可变浑浊
D、等体积的Cl2和SO2分别通入石蕊试液中：溶液的紫色立即褪去
4、氯水不稳定：因为氯水中存在如下平衡：Cl2+H2O HCl+HClO：为了提高氯水的稳定性：可采取的措施是（）
A、通入少量H2S气体
B、加入少量小苏打
C、通入少量HCl气体
D、增大氯水浓度
5、实验室测量食盐中KI含量：常在一定条件下用过量溴水使KI变成碘：用煮沸法除去过量的溴避免干扰：再利用反应2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI来分析碘的含量试回答：（1）滴定时：选用的指示剂是（）
A、石蕊
B、酚酞
C、甲基橙
D、淀粉液
（2）假若溴大大过量时：宜用除去溴的正确方法是（）
A、加入过量AgNO3溶液
B、加入苯酚
C、加入足量KI
D、加入溴化钾
6、溴化碘（IBr）的化学性质类似卤素单质：它同水反应的化学方程式为IBr+H2O=HBr+HIO下列有关IBr的叙述不正确的是（）
A、IBr是共价化合物
B、在很多反应中：IBr是强氧化剂
C、I Br跟水反应时既不是氧化剂又不是还原剂
D、IBr跟NaOH稀溶液反应时：生成NaI、NaBrO、H2O
7、氰气的化学式为(CN)2结构为N≡C－C≡N：其化学性质与卤素单质相似：下列叙述中正确的是（）
A、(CN)2分子中C——C键的键长小于F——F键的键长
B、氯化钠和氰化银均不溶于水
C、一定条件下：(CN)2可以和不饱和烃起加成反应
D、(CN)2和NaOH的反应可生成NaCH、NaOCN和H2O
8、在密闭容器中盛有H 2、O 2、Cl 2的混合气体通过电火花引燃：3种气体正好反应： 冷却至室温后：所得液体产物浓度为25.26%：则容器中原有H 2、O 2、Cl 2的分子个数比是（ ）
A 、6:3:1
B 、9:6:1
C 、13:6:1
D 、10:6:1
二、推断题
0C 下将氟从细冰末的上面通过：得到了毫克量的次氟酸.写出次氟酸的结构式：并标明各元素的化合价 .次氟酸很不稳定：刹那间就被热水所分解：此时得到的溶液：既表现有氧化性（对于NaI ）：又表现有还原性（对于酸性KMnO 4）试推断次氟酸在水解时能生成什么产物？用化学方程式或离子方程式表示：
（1） 次氟酸水解的化学方程式
（2） 产物显示氧化性的离子方程式
（3） 产物显示还原性的离子方程式
【能力训练答案】
一、1、B 2、B 、D 3、C 4、C 5、（1）D （2）B 6、D 7、C 、D
8、C
二、+1 0 －1
H ——O ——F H 2O 2
（1） H FO+H 2O=H 2O 2+HF
（2） H 2O 2+2H ++2I －=I 2+2H 2O
（3） 5H 2O 2+2MnO 4－+6H +=2Mn 2++5O 2↑+8H 2O
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祝祝您您新新年年快快乐乐：：学学习习进进步步！！。