第二节卤族元素
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*第二节卤族元素*
核心知识归纳
一、基础知识
卤
族
元
素单质性质
物理性质:从F2到I2颜色加深,密度增大,熔沸点升高,在水
中溶解度减小
化学性质:相似性——均具有氧化性
递变性——从F2到I2与H2化合依次变难,与水
反应变难,氧化性减弱元素性质
相似性:非金属性较强,最低价“-1”价,最高价“+1”价(F元
素除外)
递变性:随原子序数递增,得电子能力减弱,非金属性减弱原子结构
相似性:最外层电子数均为7
递变性:随原子序数增多, 电子层数增多,原子半径增大化合物性质
从F到I,HX的稳定性减弱,水溶液酸性增强,HF是弱酸
HXO4酸性依次减弱,HClO4是无机最强酸X具有还原性
且还原性依次增强特性Br2易挥发,I2易升华,I2遇淀粉呈蓝色
二、基本技巧
观察实验现象,能对其作出合理的解释,运用比较、归纳等方法分析、总结物质的性质。
三、解决问题的科学方法
发现问题分析问题提出假设实验验证得出结论
难点疑点突破
一、氟、氯、溴、碘等元素在原子结构和元素性质上有一定的相似性,化学上常将它们放在一起进行研究,统称为卤族元素
1卤族元素包括:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)五种元素,其中砹(At)为放射性元素,中学阶段不作过多讨论,主要研究前四种元素的单质及其化合物的性质。学法建议
结合卤族元素原子结构示意图,分析其原子结构特点。2卤素原子的结构特点:
其原子结构示意图为:
分析——F、Cl、Br、I原子结构有何相似性和递变性?
结论——相似性:卤素原子最外层都有7个电子
递变性:核外电子层数依次增多,原子半径依次增大
二、我们知道,元素原子的结构决定着元素的性质,那么,卤素原子结构上的这种相似性与递变性,如何反映在元素性质上呢?让我们先来看看卤素单质的性质吧
1单质的物理性质
卤素在自然界都以化合态存在,它们的单质都是由人工制得的。其单质均为双原子分子,分子式可表示为X2。
F2为淡黄绿色气体,由于极易与水反应,故无水溶液。
Cl2为黄绿色气体,可溶于水,标准状况下,1体积水中约可溶解2体积Cl2。
Br2为深红棕色液体,微溶于水,其水溶液称为溴水,橙黄色;易溶于汽油、苯、四氯化碳等有机溶剂,其有机溶液颜色一般为橙红色。Br2易挥发。特别注意
①Br2是中学阶段所学惟一的常温下呈液态的非金属单质;
②液态Br2有剧毒,易挥发,故要用蜡严密封闭保存在磨口玻璃瓶中;实验室中还采用向盛有液溴的试剂瓶中加入少量水(水封)的方法来抑制Br2的挥发。I2为紫黑色固体,难溶于水
,易溶于有机溶剂,易升华。
总结——卤素单质物理性质的递变性
单质颜色状态熔沸点密度F2
Cl2
Br2
I2浅
深气体
固体低
高小
大特别注意
①升华和萃取的操作和应用;②萃取剂的选择:应选择与水互不相溶,溶质在其中溶解度更大的溶剂。常用的有CCl4、苯、无色汽油。酒精因其可溶于水而不能选用。
操作现象用途升华加热固体不经熔化就直接变成蒸气的现象可用于物质的分离提纯萃取向某溶液中加入另一种溶剂并振荡利用溶质在两种溶剂中的溶解度不同,将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程可用于物质的分离提纯
2单质的化学性质
分析——卤素原子的最外电子层上都有7个电子,因此在反应中应都易得到1个电子。
分析——但由于F、Cl、Br、I原子半径逐渐增大,核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,其得电子的能力也应逐渐减弱。
作出
推测——卤素单质在化学性质上应表现氧化性且有氧化性逐渐减弱的趋势。
上述推测是否正确,应以卤素单质在反应中表现出的性质进行验证。
(1)卤素与氢气的反应
信息——X2与H2的反应条件、剧烈程度及生成物的稳定性比较
卤素单质与H2的反应反应条件剧烈程度生成物稳定性F2F2+H22HF混合即反应剧烈很稳定Cl2Cl2+H22HCl点燃、光照缓慢稳定Br2Br2+H22HBr加热微弱较稳定I2I2+H22HI高温很微弱不稳定
分析——以上各反应均为氧化还原反应,X2在反应中均作氧化剂,生成物中卤族元素均为-1价,此时各氧化剂的氧化性强弱如何比较?
分析——可根据进行反应所需条件的不同来比较。要求条件较低的反应较易进行,说明氧化剂的氧化性也较强;反之,对反应条件要求越高,说明反应越难进行,即氧化剂的氧化性较弱。
分析——还可根据生成物的稳定性进行比较:生成物越稳定,说明氧化剂的氧化性越强,反之亦然。
结论——F2、Cl2、Br2、I2具有氧化性且氧化性逐渐减弱。
特别注意
①F2与水剧烈反应因此F2无水溶液;②该反应为置换反应,由该反应可得出F2的氧化性比O2强。
特别注意
高温条件下碘蒸气与氢气的反应为可逆反应。
可逆反应是指在相同条件下,既向正方向进行,同时又向逆方向进行的反应。如:CO2+H2OH2CO3。可逆反应由于反应同时向着正、逆两个方向进行,所以不能“进行到底”,这不同于通常的不可逆反应。
但有些反应虽然方向不同,但不是在相同条件下同时进行的,这不是可逆反应。如:2H2+O2点燃2H2O,2H2O电解2H2+O2,这两个反应不能称为可逆反应。(2)卤素与水反应
信息——X2与H2O的反应及其剧烈程度
卤素单质与水的反应剧烈程
度F22F2+2H2O4HF+O2剧烈Cl2Cl2+H2OHCl+HClO缓慢Br2Br2+H2OHBr+HBrO微弱I2I2+H2OHI+HIO很微弱
分析、结论——随核电荷数的增多、原子半径的增大,卤素单质与水反应的剧烈程度逐渐减弱。
(3)卤素单质之间的置换反应
实验现象1——
①NaBr溶液加入Cl2水溶液颜色加深加入CCl4振荡
CCl4层显橙黄色
②NaI溶液加入Cl2水溶液颜色加深加入CCl4振荡
CCl4层显紫红色
分析——加入氯水后溶液颜色变化说明发生了化学反应,观察CCl4层的颜色可知反应中分别生成了Br2和I2,反应方程式为:
2NaBr+Cl22NaCl+Br2
2NaI+Cl22NaCl+I2
分析——此反应为氧化还原反应,分析反应可比较卤素的氧化性强弱:Cl2>Br2,Cl2>I2
实验现象2——③NaI溶液加入Br2水
学法建议
①重视实验体验,认真观察实验现象,并在此基础上分析反应、理解原理。
②根据实验中加入氯水后溶液颜色加深可初步判断发生了反应,加入CCl2萃取生成的Br2和I2的作用是为了“富集”生成的Br2、I2,以便于观察。除了可以使用CCl4还可以用苯或无色汽油。溶液颜色加深加入CCl4振荡CCl4层显紫红色
分析——加入氯水后溶液颜色变化说明发生了化学反应,观察CCl4层的颜色可知反应中分别生成了I2,反应为:2NaI+Br2=2NaBr+I2↓
分析——此反应为氧化还原反应,分析反应可比较卤素的氧化性强弱: Br2>I2
实验现象3——④NaCl溶液分别加入Br2水和I2水溶液颜色变化不明显加入CCl4振荡CCl4层分别呈橙红色和紫红色
分析——观察CCl4层的颜色可知Br2、I2不能将Cl2置换出来,进一步说明Br2、I2的氧化性比Cl2弱。
结论——从卤素与氢气、水的反应现象的比较,以及卤素单质间的置换反应等实验事实证明了前面我们关于卤素在化学性质上应表现出的相似性和递变性的推测是正确的。
探究规律
①由反应可比较得出X2氧化性的强弱关系:F2>Cl2>Br2>I2;
②由反应也可比较得出X-还原性的强弱关系:I->Br->Cl->F-。学会思考
想一想,卤素单质间的置换反应除了可用以比较卤素单质的氧化性强弱,还有什么作用呢?
由于上述反应中CCl4层表现出明显的颜色变化,所以此反应可用以检验X-的存在。
(4)I2的特性
实验现象——①淀粉溶液加入碘水蓝色
②淀粉溶液加入NaI溶液无色
分析——I2遇淀粉溶液呈现出特殊的蓝色,而I-不能与淀粉反应。
结论——此为碘单质的特性,化合态时不具备此性质,该反应很灵敏,可用作检验碘单质存在的方法。
学会思考
在第一节中我们学习了实验室检验Cl2的方法——使湿润的淀粉KI试纸变蓝,想一想,这种检验方法的原理是什么?其他物质能否使湿润
的淀粉KI试纸变蓝?
由于Cl2的氧化性较I2更强,因此可与KI反应生成I2,即2KI+Cl22KCl+I2,I2遇淀粉变蓝,使试纸显色。同理可知,其他的物质只要氧化性强于I2,就可将KI氧化为I2,即可使试纸变蓝。
(5)Cl-、Br-、I-的检验
方法一:未知液加入硝酸银溶液,振荡 再加入稀硝酸有白色沉淀表明有Cl-
有淡黄色沉淀表明有Br-
有黄色沉淀表明有I-
方法二:未知液加入新制氯水,振荡
再加入CCl4或苯,振荡有机层为橙色表明有Br-
为紫红色表明有I-
为浅黄绿色表明有Cl-
三、卤素的化学性质非常活泼,能与很多物质反应生成含卤化合物,在自然界中含卤化合物也很多,我们了解一下几种常见、重要含卤化合物的主要性质
1卤化银
卤化银主要性质及用途AgF可溶于水AgCl不溶于水且不溶于稀HNO3的白色固体AgBr不溶于水且不溶于稀HNO3的浅黄色固体,常用作感光材料AgI不溶于水且不溶于稀HNO3的黄色固体,可用于人工降雨
2碘化合物的主要用途
含碘的氨基酸(甲状腺激素)具有促进体内物质和能量的代谢,促进身体生长发育,提高神经系统的兴奋性等生理功能。
人体中如果缺乏碘元素,会形成甲状腺肿大(俗称“大特别注意
卤化银均具有感光性,光照时可分解为Ag和X2。
特别注意
由于碘酸钾在自然界中能稳定存在,所以可在食用盐中加入碘酸钾。脖子”病)。甲状腺肿等碘缺乏病是一种在世界上分布最广、发病人数最多的地方病,碘缺乏病给人类的智力与健康造成了极大的损害。我国政府为清除碘缺乏病,在居民的食用盐中均加入了一定量的碘酸钾(KIO3),以确保人体对碘的摄入量。
解题方法技巧
1
随着卤素原子核电荷数的增大:
(1)单质的熔沸点逐渐(填“增大”“减小”“不变”“无法确定”。下同);
(2)卤素离子的还原性逐渐;
(3)气态氢化物稳定性逐渐;
(4)单质氧化性逐渐。
解析本题考查的卤素单质及化合物性质的递变规律。卤族元素随着原子序数的递增,其性质呈现出有规律的变化。由于相对分子质量的增大,单质的熔、沸点逐渐升高,常温下F2、Cl2为气态,Br2为液态,I2为固态;单质的氧化性逐渐减弱,对应的卤离子的还原性逐渐增强;气态氢化物的稳定性也逐渐减弱,在相同条件下,其水溶液的酸性都逐渐增强。
答案(1)增大(2)增大(3)减小(4)减小
同类变式砹(At)是原子半径最大的卤族元素,推测砹及其化合物最不可能具有的性质是()
AHAt很不稳定
B砹是白色固体
CAgAt不溶于水,也不溶于稀HNO3
D砹易溶于某些有机溶剂
解析此题在前题掌握了卤素性质变化规律的基础上侧重考查了
规律的应用——根据变化规律由已知物质的性质推测未知物质的性质。
根据卤族元素性质的递变规律,其氢化物的稳定性逐渐减弱,故选项A正确;而卤素单质的颜色应逐渐加深,故选项B错误;卤化银中除AgF可溶于水,AgCl、AgBr、AgI均不溶于水且不溶于稀HNO3,据此可推知AgAt也应既不溶于水又不溶于稀硝酸,故选项C正确;卤素单质在水中的溶解度逐渐减小,而Br2、I2易溶于有机溶剂,据此可推知选项D正确。
答案B
方法规律
卤素性质的变化规律主要有:①单质熔沸点逐渐升高;②单质的颜色由浅变深;③单质的氧化性逐渐减弱;④对应阴离子的还原性逐渐增强;⑤气态氢化物的热稳定性逐渐减弱;⑥气态氢化物水溶液的酸性逐渐增强;⑦卤化物的溶解度逐渐减小。2
溴化碘(IBr)等卤素互化物的化学性质类似卤素,因此也被称为“类卤素”。IBr能与水反应:IBr+H2OHBr+HIO。
下列有关IBr性质的叙述错误的是()
AIBr是化合物而非单质
B在很多反应中IBr是强氧化剂
CIBr与水反应,它既是氧化剂又是还原剂
DIBr与NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
解析此题为信息题,需根据题给信息并结合已有知识来解决问题。
IBr为碘元素和溴元素形成的物质,根据物质分类规则,应属于化合物而非单质,故选项A正确;由题中信息可知溴化碘性质与卤素相似,所以也应具有较强的氧化性,故选项B正确;分析题中给出的IBr与水反应的化学方程式,可得知该反应为非氧化还原反应,故C错误;由于卤素单质与碱的反应可看做是“与水反应的继续”,据此可推知IBr与NaOH反应的产物应为NaBr和NaIO,故选项D正确。
答案C
3
方法规律
“由于甲物质和乙物质的物质相似,所以可由甲物质的性质推测出乙物质的性质”,这种解题方法称为“类推法”。在运用类推法解题时要全面理解“类似”的含义:既有相似点也有变化处。
向含有NaBr和NaI的混合溶液中通入过量的Cl2使之充分反应,将溶液蒸干,并灼烧所得的物质,最后剩余的固体物质是()
ANaCl和NaI BNaCl和I2
CNaCl和NaBr DNaCl
解析由于Cl2的氧化性较强,所以将Cl2通入溶液,将分别与NaBr和NaI反应生成NaCl、Br2和I2,将溶液蒸干并灼烧,因Br2挥发,I2升华,最后剩余的固体物质是NaCl。
答案D
同类变式将NaBr和NaI的混合粉末溶于水配成溶液,向溶液中通入过量的Cl2使之充分反应后,将溶液蒸干,并灼烧所得的物质,最后剩余的固体物质的质量为a g,则原混合粉末的质量m的范围是:。
解题技巧
解此题时除了要求掌握溶液中的反应,还要注意生成物的特性及在加热灼烧时的变化。解析此题的思路与前题相似
,变化点在于前题只是定性地分析,而此题要求进行一些计算。
经过前题的分析,我们已经知道最后剩余的固体是NaCl,由反应的化学方程式:
2NaBr+Cl22NaCl+Br2,2NaI+Cl22NaCl+I2
可计算出原混合粉末中NaBr和NaI的物质的量之和与生成的NaCl的物质的量相等,则
n(NaBr)+n(NaI)=n(NaCl)=a585 mol,
方法规律
解此题所采用的是“极限法”,即分析混合粉末成分的极限——若全部为NaBr或全部为NaI时的质量。而原混合粉末的总质量m= n(NaBr)×103 g/mol+n(NaI)×150 g/mol
m的大小取决于混合物中NaBr和NaI的物质的量的多少,因此,可知m的取值范围为:103a585<m<150a585。
答案103a585<m<150a585。
同类变式 向含有NaBr和NaI的混合溶液中通入一定量的Cl2使之充分反应,将溶液蒸干,并灼烧所得的物质,最后剩余的固体物质是()
ANaCl和NaI BNaCl和I2
CNaCl和NaBr DNaCl
解析此题的变化在于通入“一定量”的Cl2而非“过量”的Cl2。这两种情况有什么不同呢?
由于Cl2具有较强的氧化性,可将NaBr和NaI氧化,但由于NaBr和NaI的还原性强弱不同,NaI的还原性较NaBr更强,因此,当Cl2通入溶液中,Cl2应首先与NaI反应,理论上只有当NaI消耗完而Cl2还有剩余时,才会发生Cl2与NaBr的反应。
若通入的Cl2是过量的,最后剩余的固体只有NaCl;但若通入的Cl2不足,则将可能出现多种情况:
Cl2的量剩余的固体很少,只能与部分NaI反应NaBr、NaI和NaCl恰好与NaI反应NaBr和NaCl将NaI消耗光并与部分NaBr反应NaBr和NaCl将NaI和NaBr全部消耗光NaCl
答案 CD
方法规律
解此题时应特别注意氧化还原反应中的“先强后弱”规律——即同一种氧化剂与几种不同还原剂反应时,应先与还原性强的发生反应;反之亦然。
思维拓展发散
4
已知由于Cl2的氧化性较强,过量的Cl2可将I2氧化成HIO3。试分析:①向淀粉KI溶液中滴加少量氯水,②向氯水中滴加淀粉KI溶液,这两个实验各有何现象?试写出该反应的化学方程式。
思维互动
师:如何预计一个反应可能出现的现象呢?
生:根据所发生的反应,分析反应自身的现象和反应物、生成物的性质变化,如颜色、水溶性等的变化。
师:对!
解析此题考查了学生分析、推理的能力,分析问题时需要综合运用已有的知识和题中给出的信息。
向淀粉KI溶液中滴加少量氯水,由于Cl2+2KII2+2KCl,I2遇淀粉会出现蓝色,所以溶液变蓝。
若向氯水中滴加淀粉KI溶液,由于Cl2过量,所以先发生上述反应,而后剩余的Cl2继续将I2氧化成HIO3。因为HIO3无色,故反应现象为:先变蓝后褪色。
书写其反应的化学方程式的解题步骤为:
①根据已知条件确定反应物
和生成物:反应物为Cl2、I2和H2O(由于生成物中有氢、氧元素),生成物为HIO3和HCl(Cl2的还原产物只能是含Cl-化合物)
思维延伸
①卤素单质在反应中其价态可以升高也可以降低,若表现氧化性则其还原产物必然为X-;②X-无色。②配平方程式。
答案①变蓝色;②先变蓝后褪色。
Cl2+2KII2+2KCl,5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl
5
下图是一种试验某气体化学性质的实验装置,图中B为开关。如先打开B,在A处通入干燥的氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C处红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是()
A浓H2SO4 B饱和NaCl溶液
C浓NaOH溶液 D浓NaBr溶液
思维互动
生:解此类题目时应怎样思考呢?
师:这是一道实验现象分析题。首先要分析仪器的特点,并在头脑中模拟实验的情景;然后再根据题目的信息分析现象推测反应(或根据反应推测现象);最后将提炼出的信息结合已有知识解决问题。
解析此题考查的是根据实验现象分析问题的能力。首先,分析图中实验装置的特点:当B打开时,氯气可直接由导管通入C中,不会经过D瓶;当B关闭时,氯气须经过洗气瓶D才可进入C中。再来分析实验现象:打开B时,将干燥的氯气通入C中,红色布条无变化,说明布条也是干燥的,由于Cl2无漂白性,所以布条不褪色。而当干燥的Cl2经过D进入C中,布条褪色,说明D瓶中的溶液未与Cl2反应,Cl2未被消耗,但带出了水分,不再干燥,所以可使布条褪色。
最后分析选项:A可使Cl2干燥而无水分,不符合题意;B不能与Cl2反应,且Cl2在其中的溶解度也很小,符合题意;C、D均可与Cl2反应而使Cl2消耗,不符合题意。
答案B
6
研究性学习案例:氯水使含酚酞的NaOH溶液褪色的机理分析。
发散技巧
若将布条换成其他有色物质,也有类似的解题技巧。
物质不褪色的原因:①布条与Cl2均干燥;②Cl2被吸收。物质褪色的原因:①存在Cl2且Cl2潮湿;②Cl2与有色溶液作用。实验现象:向含酚酞的NaOH溶液(浓度约001 mol/L)中逐滴加入氯水,红色突然褪去。
发现问题:氯水中的哪一种微粒对红色褪去起了主要作用?
分析问题:氯水中所含的微粒主要有Cl2、HCl和HClO。
提出假设:有两种可能性——①氯水中的盐酸和次氯酸中和了NaOH,使红色褪去;②HClO分子的氧化性较强,能将有色物质漂白,使颜色褪去。
设计实验进行验证:
上述两种可能褪色的反应的本质差异在哪里?
中和反应使溶液褪色的原因是氯水中的酸消耗了NaOH,而HClO使有机物质漂白是由于HClO将有机色质氧化为无色物质,即“破坏”了酚酞。
据此,可设计如下实验加以验证:
实验1:向含酚
酞的NaOH溶液(红色)中逐滴加入盐酸至溶液变为无色,再滴加NaOH溶液至碱性,则可观察到溶液又变为红色。
实验2:向含酚酞的NaOH溶液(红色)中逐滴加入氯水至溶液变为无色,再滴加NaOH溶液至碱性,而溶液始终为无色。
得出结论:导致红色褪去的主要原因是HClO的漂白性使红色褪去。
思维互动
生:哪些物质可使含酚酞的NaOH溶液褪色?
师:让我们先来分析溶液呈红色的原因,这需要NaOH和酚酞两方面因素的共同作用。如果去除其中的任何一方,无论是消耗NaOH还是酚酞都可使溶液颜色褪去。
生:哦!所以分析溶液褪色的原因也应从两方面入手。
潜能挑战测试
1下列卤素单质(从氟到碘)性质的递变规律正确的是()
A密度逐渐减小,颜色逐渐加深
B氧化性逐渐减弱
C与氢化合反应逐渐困难
D对应气态氢化物的还原性减弱
2下列物质属于纯净物的是()
A漂白粉B盐酸C碘酒D液氯
3在盛少量氯水的试管中加入过量的溴化钾溶液,再加少量汽油,振荡静止后()
A溶液为紫色B汽油层呈橙色
C汽油层呈紫红色D溶液为橙色
4下列试剂不能把NaCl和KI两种溶液鉴别开的是()
A氯水B硝酸银溶液
C石蕊试液D淀粉溶液
5下列物质与其用途相符合的是()
①Cl2——作消毒剂②AgBr——制胶卷,感光纸③AgI——人工降雨
④碘——预防甲状腺肿大⑤淀粉——检验I2的存在⑥NaClO——漂白纺织物
A②③④⑤⑥B①②③④⑤
C②③④⑤D全部
6不能使溴水变为无色溶液的是(已知:SO2气体具有还原性,可被溴水氧化)()
ACCl4BKOH溶液
CSO2气体DKI溶液
7下列对溴化钠的描述中正确的是()
A是一种可溶于水的晶体
B跟硝酸银溶液反应可生成白色沉淀
C跟浓硫酸反应是制取溴化氢气体的常用方法
D其工业制法之一是将金属钠跟单质溴反应
8根据下列反应判断氧化剂的氧化性由强到弱的顺序正确的是()
①Cl2+2KII2+2KCl②2FeCl3+2HII2+2FeCl2+2HCl
③2FeCl2+Cl22FeCl3④I2+SO2+2H2O2HI+H2SO4
ACl2>I2>Fe3+>SO2BFe3+>Cl2>I2>SO2
CCl2>Fe3+>I2>SO2DCl2>Fe3+>SO2>I2
9下列说法中不正确的是()
ACl2中的氯元素具有强氧化性,无还原性
BKI中的碘元素只具有还原性,无氧化性
C氯气与氢氧化钠反应时,既是氧化剂又是还原剂
D氟气与水反应时,只作氧化剂
10将117 gNaCl和08 gNaF混合物溶于水,滴入过量AgNO3溶液,充分反应搅拌,静置过滤、干燥、称量得287 g不溶性固体,由此可得出的正确结论是()
AAgF易溶于水
BNaCl部分参加反应
CNaF部分参加反应
D溶液中NaF与AgNO3不发生反应
11某盐场利用海水制成的卤水来生产食盐,还可制得氯化钾、氯化镁等多种盐类和溴、
碘等。该盐场利用盐田晒盐的优点可能有
①充分利用自然资料②生产迅速③晒出的盐中氯化钠含量高④充分利用该地区的地理条件,生产成本较低,其中正确的是()
A只有①B只有②C①和④D①②③
12下图表示某些物质间的反应关系
已知无色晶体X和黑色固体Y混合共热是实验室制备气体A的常用方法,黑色固体Y和Z的浓溶液共热也是实验室制备气体B的常用方法,已知X和C做焰色反应均出现紫色火焰,(隔着蓝色钴玻璃)试回答下列问题
(1)填写化学式:
XYZ
ABC
(2)写出下列化学方程式:
①X与Y共热制A气体:;
②Y与Z的浓溶液共热制B气体:。
13将NaCl和NaBr混合物m g溶于足量的水中配制成500 mL溶液A,再向溶液A中通入足量的Cl2,充分反应后蒸发至干燥,得晶体(m-2)g,则A中Na+、Br-、Cl-物质的量浓度之比不可能是()
A4∶3∶1B3∶1∶2
C3∶2∶1D3∶1∶4
14已知HIO既能和酸又能和碱发生中和反应,则它与盐酸反应的产物是()
AIO-BH2O CHI DICl
15碘是原子半径较大的卤族元素,可能表现出金属性。下列事实最能够说明这个结论的是()
A已经制得了IBr、ICl等卤素互化物
B已经制得了I2O5等碘的氧化物
C已经制得了I(NO3)3、I(ClO4)3·2H2O等含I3+的化合物
D碘(I2)易溶于KI等碘化物溶液形成I-3
16I-在水溶液中能被臭氧(O3)氧化生成单质碘同时产生O2,这个反应的氧化产物和还原产物分别是()
AI2和OH - BI2和O2
COH - 和I2 D都是I2
17向2 mL 0.5 mol/L的FeCl3溶液中加入3 mL5 mol/L的KF溶液,发现FeCl3溶液渐渐褪至无色,再加入KI溶液和CCl4振荡后,静置不见CCl4层有紫红色,则下列说法中正确的是()
AFe3+不与I-发生反应
BF-使I-的还原性减弱
CFe3+与F- 结合成了不与I-反应的物质
DFe3+被F-还原为Fe2+,使溶液中不再存在Fe3+
18氰(CN)2 、硫氰(SCN)2的化学性质和卤素很相似,化学上称为“类卤素”,它们阴离子的还原性强弱为:Cl-<Br- <CN- <SCN- <I-。试写出:
(1)(CN)2与KOH反应的化学方程式为:;
(2)NaBr和KSCN的混合液中加入(CN)2反应的离子方程式:。
19将氟气通入水中,发生的反应的化学方程式为:,由此反应可说明氟的非金属性比氧要强。现长时间光照一瓶新制氯水,现象是,某学生据此得出氯也比氧的非金属性强的结论。试结合化学方程式对此结论进行评价:
20Ag+浓度为0100 mol/L的溶液500 mL,加入等物质的量的某种碱金属盐,充分反应后生成卤化物沉淀。再将生成的卤化物沉淀烘干,得到1297×10-2 g固体。试通过计算判断该卤化物沉淀是否为卤化银,并确定该卤化物沉淀的化学式。
21将镁粉撒入溴水中可以观察到镁粉逐渐溶解且溴水的颜
色褪去,对于此反应过程,同学们有两种不同的理解。
甲同学认为:镁粉溶解是因为Mg与溴水中的HBr、HBrO反应,溴水褪色是因为Br2不断与H2O反应而消耗殆尽。
乙同学认为:由于Br2与水反应程度很小,溴水中HBr、HBrO的浓度很小,而Br2具有较强的氧化性,直接与Mg反应生成无色可溶的MgBr2,因而使镁粉溶解、溴水褪色。
丙同学重新做了实验并仔细观察了实验的现象:在反应起始阶段有少量气泡产生,然后气泡逐渐减小至不再产生,而镁粉继续溶解至溴水褪色。由此他认为(填写“甲”或“乙”)同学解释的反应过程中正确的。请说明理由。。
22如下图装置中,当浓盐酸和二氧化锰共热产生有色气态单质X,X经过A、B两瓶后在C处与热的白色晶体反应,最后在D瓶有紫黑色晶状物生成,回答下列问题:
(1)制取X气体时,需要用到的玻璃仪器有;
(2)写出制取X的化学方程式;
(3)要得到纯净的X气体,A瓶中应盛放,B瓶中应盛放;
(4)C处的白色晶体是,D瓶的紫黑色晶体是,C处加热的目的是;
(5)E装置盛碱石灰的作用是;
(6)该装置是否有缺点(填“是”或“不是”)?并预测会出现什么不良后果(认为没有缺点的此问可以不答)。
23“绿色商品”是指对环境无污染的商品,下列属于“绿色商品”的是()
A含氟冰箱B含铅汽油
C含磷洗涤剂D含碘食盐
24实验室中存有多种药品,根据各种药品的不同性质,药品的保存方法各不相同。下列物质的保存方法正确的是()
A暂时存放氯水时,应盛入在棕色的细口玻璃塞的玻璃瓶中
B液溴应盛入在橡皮塞的细口瓶中,瓶用水封
C漂白粉应密封保存于广口试剂瓶中
D氢氟酸应放在塑料盖的玻璃瓶中
25实验室中的药品大多数因为露置于空气中会发生变质,所以需密闭保存,但也有少数药品不会变质。下列物质中,长期露置在空气中不会变质的是()
AAgIB漂白粉
C食盐 D次氯酸溶液
26有A、B、C三种气体,它们是Cl2、HCl、HBr,不知A、B、C分别是哪种气体,已知A、B混合不反应,则下面判断正确的是()
AC绝不可能是HCl BA、B能确定
CC可能是HCl DC既不是Cl2也不是HBr
27鉴别Cl-、Br-、I-可以选用的试剂是()
A碘水、淀粉溶液 B氯水、四氯化碳
C淀粉碘化钾溶液 DAgNO3溶液、稀HNO3
28将下列实验所需试剂填入空格内。
(1)用KMnO4制O2后,附于试管壁的黑色物质用洗涤;
(2)久置石灰水的烧杯壁附有的白垢,用洗涤;
(3)液溴中混有少量Cl2,可加入除去;
(4)O2中混有Cl2和水蒸气用除去。
29(1)法医做指纹实验时,常用AgNO3溶液喷洒在有指纹的地方,请解释其原理:
;
(2)一些发达地区在夏季喷洒马路的水中常含有CaCl2,原因是;
(3)一种变色眼镜的镜片中含有溴化银和微量氧化铜,当玻璃受到阳光照射时,因为发生(写化学方程式),而使玻璃由无色变为灰黑色。把玻璃放到暗处时,又因为发生(写化学方程式),而使玻璃变成无色透明,在这个过程中CuO的作用是。照相底片中也含有AgBr,其作用和变色眼镜中的AgBr不同之处是。
30工业上制备漂白粉通常是将氯气通入石灰乳中反应制得。漂白粉中的成分主要有、、和水分、杂质等,其中有效成分为。
漂白粉的质量高低可用“有效氯”表示。所谓“有效氯”是用过量浓盐酸和漂白粉作用生成Cl2的质量与漂白粉质量之比。
现在实验室中有一种漂白粉样品,其“有效氯”为35%,若该漂白粉的组成可表示为:Ca(OH)2·3CaCl(ClO)·nH2O。小李同学欲据此计算出n的值。
首先,小李分析了测定“有效氯”反应的原理:
Ca(ClO)2+HCl—(写出反应的化学方程式并配平),反应中的氧化剂为,还原剂为。反应中+1价氯元素与生成Cl2的物质的量之比为。
然后,小李又分析了该漂白粉样品的成分并根据前面所得出的+1价氯与生成Cl2的物质的量的关系规律,计算出了1 mol该漂白粉与足量盐酸反应可生成 mol Cl2,而1 mol该漂白粉的质量为g(含n的式子表示式)。
因此“有效氯”可表示为35%=×100%,由此计算出n=。
31“添加了双氟和钙,使牙齿更加坚固”,某牙膏广告中的广告词。对于人类来说,氟元素由食物供给的量甚微,主要来源是饮用水。茶叶、水产品含氟较多。人体对氟的需求量每日约为0.5毫克。饮用水含氟量为百万分之一时,能有效防止的龋齿发生。但饮用水含氟量大于百万分之一时,牙齿珐琅质会遭到破坏,光泽消失、出现灰或黄色斑点,即釉齿或斑牙症;达到百万分之八时,就会使骨骼和肾脏蒙受损害。达到百万分之十时,会造成骨畸形,同时伴有神经症状,这就是残废性氟骨症。多吃新鲜蔬菜和水果等富含维生素C的食物,可以阻遏氟中毒的发生和发展。
水含氟量(ppm)作用及毒性表现
水含氟量(ppm)作用及毒性表现水含氟量(ppm)作用及毒性表现1预防龋齿50 甲状腺病变2 氟斑牙100 生长发育迟缓5 引起骨硬化症125 肾脏病变或异常8 10%骨硬化症2.5~5.0 g/L 死亡20~80氟骨症(伴有残疾)请回答下列问题:
(1)试总结氟元素对人体的作用:。
(2)大气或饮用水被污染时,可能引起人们的牙齿、骨骼变酥。引起这种污染的元素是()
AHg BF CI DS
32卤素及其化合物用途广泛,如下图所示:
(1)我们每天食用的碘盐是在食盐中加入了含有碘的物质(填化
学式)
(2)漂粉精的有效成分是,工业上用Cl2与石灰乳反应制备。写出该反应的离子方程式:。
(3)药品KBr、KI、Nal均为白色固体。若试剂瓶的标签已模糊不清,请设计实验检验出KI。
名师助你成长
1BC点拨:从氟到碘卤素单质的密度应逐渐增大;其对应气态氢化物的还原性应逐渐增强。
2D点拨:液氯即液态的Cl2,为纯净物。漂白粉中有多种成分,为混合物;碘酒是I2的酒精溶液,盐酸是HCl的水溶液,均为混合物。
3B点拨:KBr与氯水反应生成Br2,易溶于汽油,因此加入汽油后,Br2转移至汽油中使汽油层呈橙色。
4CD点拨:加入氯水无明显现象的是NaCl溶液,加入氯水溶液颜色加深的是KI溶液,因为发生反应2KI+Cl22KCl+I2↓,生成的I2溶于水使溶液颜色加深。加入AgNO3溶液生成白色沉淀的是NaCl溶液,生成黄色沉淀的是KI溶液。将石蕊试液、淀粉溶液加入两溶液中均无明显现象。
5D点拨:Cl2作消毒剂时需先与水反应。
6D点拨:KI与溴水反应生成I2,使溶液颜色加深。CCl4可萃取溴水中的Br2使水层变为无色,KOH与Br2反应生成无色的KBr和KBrO,SO2可使Br2还原成无色的Br-。
7A点拨:溴化银是淡黄色沉淀;由于HBr的还原性较强,故制取时不用浓硫酸而用浓磷酸;工业制备溴化钠主要从海水中提取。
8C点拨:分析各反应中的氧化剂和氧化产物各为什么物质,再根据氧化性总是氧化剂强于氧化产物的规律进行判断。
9A点拨:Cl2中氯元素为0价,从价态上分析,其在反应中应既可升高也可降低,所以应能表现出还原性。而KI中的碘元素为最低价(-1价),只能升高不能降低,故只具有还原性无氧化性;Cl2与NaOH反应时,氯元素的价态有升高至+1价,也有降低至-1价,故既是氧化剂又是还原剂,F2与水反应时,氟元素的价态只降低无升高,故只作氧化剂。
10AD点拨:由于Cl-一定能与Ag+结合生成AgCl沉淀,117 g NaCl反应所生成AgCl沉淀的质量即为287 g,说明沉淀中只有AgCl,没有AgF,就说明F-不能与Ag+结合,即AgF易溶于水。
11C点拨:利用海水晒盐,资源丰富,生产成本也低,但生产较慢,得到的氯化钠中含杂质也较多。
12(1)X:KClO3Y:MnO2Z:HClA:O2B:Cl2C:KCl
(2)①2KClO3MnO2△2KCl+3O2↑
②MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O
点拨:采用“固+固△气体”的反应不多,且反应物中有黑色固体,则可判断出为实验室制备O2的反应。
13D点拨:D中的阴阳离子电荷不守恒。
14BD点拨:与盐酸发生中和反应时就需将HIO当作碱看,其提供的OH-与盐酸中的H+结合生成H2O,而另一种产生必然是ICl。
15C点拨:金属性主要是指在反应中失电子形成阳离子的性质
,故C的两种盐中含有I3+就表现碘元素的金属性。
16A点拨:写出反应的化学方程式2I-+O3+H2OI2+O2+2OH-,分析反应中各元素价态的变化,可知该反应的氧化产物为I2,还原产物为OH-。由于O3和O2中氧元素的价态均为0价,所以O2既不是氧化产物也不是还原产物。
17C点拨:此题可采用“排除法”解答。Fe3+的氧化性较强,可与I-反应,故A不正确;F-不能与I-反应,不能使I-还原性减弱,故B也不正确;若Fe3+被F-还原为Fe2+,则F-应被氧化为F2,而Fe3+的氧化性应比F2弱,故D也不正确。
18(1) (CN)2+2KOHKCN+KCNO。点拨:参照Cl2与KOH反应的方程式进行书写。
(2)(CN)2+2SCN-(SCN)2+2CN-
点拨:由题中给出的阴离子的还原性强弱关系可得出卤素和类卤素氧化性强弱的关系:Cl2>Br2>(CN)2>(SCN)2>I2。
192F2+2H2O=4HF+O2↑氯水褪色,有无色气体产生此结论不正确,因为Cl2和H2O发生的不是置换反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,O2是由HClO分解而产生的:2HClO光照2HCl+O2↑。
20不是;LiF点拨 :溶液中的Ag+的质量为
m(Ag+)=5×10-3L×0100 mol/L×108 g/mol=5.4×10-2 g>1297×10-2 g所以,反应得到的固体不可能是卤化银,故反应物中的卤离子必然是F-(只有AgF可溶于水),反应后得到的固体必然是F-与该碱金属离子形成的沉淀——RF。
21乙若镁粉是与HBr等酸反应而消耗,则在反应过程中应有气体持续不断地生成,但实验中只是在开始阶段有气泡放出,而后不再有气体生成,说明镁主要是直接与溴水中的Br2反应
22(1)烧瓶、分液漏斗、玻璃导管、酒精灯
(2)MnO2+4HCl△MnCl2+CI2↑+2H2O
(3)饱和食盐水浓硫酸
(4)KII2使Cl2与KI发生反应,且使反应生成的碘升华成碘蒸气
(5)吸收Cl2,防止污染
(6)是C中的碘蒸气可能在导管中冷凝形成固体而使导管堵塞
23D点拨:含碘食盐无污染,对人体有益,故为“绿色商品”。
24AC点拨:贮存药品的一般规则是:液体药品存于细口瓶中,固体药品存于广口瓶中,见光易分解的物质应存于棕色试剂瓶中避光保存,强氧化性药品应避免接触橡胶等物质,药品一般应密封保存以避免接触空气而变质。有些物质具有特殊的性质,保存时应根据情况采取相应的措施,如氢氟酸具有很强的腐蚀性,能腐蚀玻璃,故应保存于塑料瓶中,不能存放在玻璃瓶中。
25C点拨:AgI具有感光性,光照易分解;漂白粉可与空气中的CO2、H2O发生反应;HClO光照也会分解。
26A点拨:由于A、B不反应,故A、B应为HCl和HBr,但无法确定A、B究竟哪一种,但可确定C为Cl2。
27BD点拨:将氯水和四氯化碳分别加入题中所含卤离子的溶液中,无明显现象则含有Cl-,四氯化碳层呈橙红色则含有Br-,四氯化碳层
呈紫红色则含有I-。将AgNO3溶液加入各溶液中,根据生成沉淀的颜色进行鉴别。
28(1)浓盐酸(2)稀盐酸
(3)溴化钾(或溴化钠)
(4)NaOH溶液和浓硫酸
29(1)指纹间的汗液中有NaCl,NaCl+AgNO3AgCl+NaNO3,AgCl见光分解:2AgCl2Ag+Cl2,指纹间有黑色的Ag颗粒
(2)CaCl2可吸收水使水分蒸发减慢,以保持路面较长时间潮湿,从而防止因温度过高而损坏路面;CaCl2溶解时吸收热量可使溶液的温度降低,有利于降低路面温度
(3)2AgBr光照2Ag+Br2;2Ag+Br2CuO2AgBr催化剂胶片中AgBr分解产生的Br2和Ag不能再重新生成AgBr,因为Br2被明胶吸收
30CaCl2Ca(OH)2Ca(ClO)2Ca(ClO)2
Ca(ClO)2+4HClCaCl2+2Cl2↑+2H2OCa(ClO)2HCl1∶1
2352+18n7352+18n8.5
31(1)当饮水中含有微量氟元素时,能保护牙齿,但当含氟量增加后,对人体有危害作用,量大时会导致死亡
(2) B
32(1)KIO3
(2)Ca(ClO)22Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca (ClO)2+2H2O
(3)先取适量固体进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃片观察焰色呈紫色的为KBr和KI;再取适量固体溶于水,加入HNO3酸化的AgNO3,产生黄色沉淀的为KI。