氯及其重要化合物

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氯及其重要化合物
一、氯气及其化合物的性质及应用 1.氯气的物理性质
2.氯气的化学性质
(1)与金属反应
与变价金属反应生成□
06最高价态金属氯化物。

①与铁反应:□072Fe +3Cl 2=====点燃
2FeCl 3。

②与铜反应:□
08Cu +Cl 2=====点燃
CuCl 2。

(2)与非金属反应
与H 2反应:□
09H 2+Cl 2=====点燃或光照
2HCl ,
(3)与水反应
溶于水的氯气部分与水反应,离子方程式为 □
14Cl 2
+H 2
O H ++Cl -
+HClO 。

(4)与碱反应
与NaOH 溶液反应,离子方程式为 □
15Cl 2
+2OH -
===Cl -
+ClO -
+H 2
O 。

(5)与还原性无机化合物反应
①与碘化钾溶液反应:□
16Cl 2+2I -===I 2+2Cl -。

②与SO 2水溶液反应:□
17Cl 2+SO 2+2H 2O===2Cl -+SO 2-4+4H +。

③与FeCl 2溶液反应:□
182Fe 2++Cl 2===2Fe 3++2Cl -。

3.次氯酸的性质
(1)不稳定性:□
192HClO=====光照
2HCl +O 2↑(填化学方程式);氯水须现用现配,
保存在□20棕色瓶中,置于□
21冷暗处。

(2)强氧化性
①能将有机物中有颜色物质氧化为无色物质,作漂白剂。

②杀菌、消毒。

(3)弱酸性
NaClO溶液中通入少量CO2,化学方程式为□22ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO-3。

4.漂白粉的性质
二、氯气的制备
1.实验室制取、收集氯气的装置
2.氯气的工业制备
(1)电解饱和食盐水(氯碱工业) 化学方程式:
□092NaCl +2H 2O=====通电
2NaOH +Cl 2↑+H 2↑;
离子方程式:

102Cl -+2H 2O=====通电
2OH -+Cl 2↑+H 2↑。

(2)电解熔融的氯化钠
化学方程式:□
112NaCl(熔融)=====通电
2Na +Cl 2↑。

三、卤素的性质、卤素离子的检验 1.卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应,如2Fe +3Br 2===□
012FeBr 3,但I 2与Fe 反应生成□
02FeI 2。

(2)都能与H 2反应生成HX :□
03X 2+H 2===2HX(X 代表F 、Cl 、Br ,I 2与H 2反应可逆)。

(3)都能与水反应:□
04X 2+H 2O HX +HXO(F 2例外:2F 2+2H 2O===4HF
+O 2)。

(4)都能与碱溶液反应:□
05X 2+2OH -===H 2O +X -+XO -(F 2例外)。

2.递变性
3.特殊性
(1)氟
①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱。

②2F2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在□10黑暗处即爆炸。

③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在□11塑料瓶中;有毒。

(2)溴
①Br2是□12深红棕色液体,易□13挥发。

②Br2易溶于有机溶剂。

③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用□14橡胶塞。

(3)碘
①淀粉遇I2变□15蓝色。

②I2加热时易□16升华。

③I2易溶于有机溶剂。

④I2与Fe、Cu反应时,生成的是□17FeI2和□18CuI。

四、工业上制备Br2和I2
1.海水中提取溴
(1)流程
(2)主要过程及反应原理
2.海带中提取碘
(1)流程
(2)通入Cl2
发生反应的离子方程式:□11Cl2+2I-===I2+2Cl-。

1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”,并指明错因。

(1)过量的铁粉在少量氯气中加热,充分反应后产物为FeCl2。

(×)
反应产物均是FeCl3。

2
(2)氯气溶于水得氯水,溶液呈酸性且可以导电,所以氯气是电解质。

(×)
错因:Cl2是单质,既不是电解质也不是非电解质。

(3)碘易升华,可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2。

(×)
升华,NH4Cl也会分解生成NH3和HCl。

2
(4)实验室保存少量液溴时常加少量水液封,并用橡胶塞密封。

(×)
错因:盛液溴的试剂瓶不能用橡胶塞。

(5)类比Fe与Cl2反应,可知Fe与I2反应产物为FeI3。

(×)
错因:Fe与I2反应生成FeI2。

(6)用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2。

(×)
错因:Br2(g)和NO2都能将I-氧化为I2,都能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。

(7)除去Cl2中少量HCl气体,可用饱和食盐水,也可用饱和碳酸氢钠溶液。

(×)
错因:NaHCO3溶液也能吸收Cl2。

(8)标准状况下,11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5N A。

(×)
错因:Cl2与H2O的反应是可逆的。

2.教材改编题
(据人教必修一P87T2)下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是
()
①氯气②液氯③新制的氯水④氯气的酒精溶液⑤盐酸⑥盐酸酸化的漂白粉溶液
A.①②③B.①②③⑥
C.③⑥D.②④⑤⑥
答案 C
考点一氯及其化合物的性质和应用
[典例1](2018·宁德模拟)某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水,现象如图所示,下列有关该实验的说法中正确的是()
A.该实验说明Cl2分子具有漂白性
B.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快
C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色
D.若用久置的氯水进行实验,现象相同
解析氯气本身无漂白性,只有生成HClO时才有漂白性,A项错误;H+使pH试纸显红色,HClO能漂白pH试纸,由实验现象可知,B项正确;HClO是永久的不可恢复的漂白,C项错误;久置氯水中无HClO,故D项错误。

答案 B
名师精讲
1.氯水的成分及性质模型
氯水性质的多重性:新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。

2.氯水的组成及应用中需注意的问题
(1)氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增强,无漂白性。

因此,氯水要现用现配;新制氯水与久置氯水的成分不同。

(2)制取氯水的反应为Cl2+H2O HCl+HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,且向水中通入1 mol Cl2,转移电子数小于N A。

(3)Cl2尽管有较强氧化性,但没有漂白性,湿润Cl2具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。

(4)Cl2+H2O HCl+HClO平衡移动的应用
3.HClO及次氯酸盐的强氧化性
(1)HClO的强氧化性
①漂白性:氯水能使紫色石蕊溶液、蓝色石蕊试纸、pH试纸等先变红后褪色。

不能用pH试纸测定氯水的pH。

②能氧化还原性离子:HClO能氧化I-、S2-、SO2-3、Fe2+等还原性离子。

(2)次氯酸盐的强氧化性
①漂白性:ClO-是一种弱酸的酸根离子。

漂白液或漂白粉在潮湿的空气中,会与二氧化碳反应生成HClO,故漂白液、漂白粉具有漂白性。

②强氧化性:ClO-不论在酸性还是碱性条件下都能跟I-、Fe2+、S2-、SO2-3等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、SO2-3不能大量共存。

如漂白粉遇到亚硫酸盐:Ca2++ClO-+SO2-3===CaSO4↓+Cl-。

1.下列关于氯气的叙述中正确的是()
A.钠在氯气中燃烧产生白烟
B.红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl
C.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,发出黄色火焰
D.氯气的水溶液可以导电,说明氯气是电解质
答案 A
解析钠在氯气中燃烧,生成NaCl固体小颗粒,形成白烟,A项正确;红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2,B项错误;氢气在氯气中燃烧发出苍白色火焰,C项错误;Cl2是单质,既不是电解质,也不是非电解质,D项错误。

2.(2018·济南模拟)在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是()
A.再通入少量氯气,
c(H+)
c(ClO-)
减小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增强
C.加入少量的碳酸钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强
D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱
答案 C
解析饱和氯水不能再溶解氯气,各成分的浓度不变,A项错误;SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,Cl2+H2O H++Cl-+HClO的平衡左移,HClO的浓度减小,漂白性减弱,B项错误;加入少量的碳酸钠粉末,消耗H+,使上述平衡正向移动,HClO的浓度增大,C项正确;光照过程中,HClO分解,生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D项错误。

考点二氯气的制备
[典例2](2018·南昌模拟)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的
装置(加热及夹持装置已略)。

(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,相应的化学方程式为。

(2)装置B中饱和食盐水的作用是_________________________________。

同时装置B亦是安全瓶,当C中发生堵塞时,B中的现象为_________________。

(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,因此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入的物质为___________ (填字母)。

(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。

当向D中缓慢通入一定量的氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为__________色,说明氯的非金属性大于溴的。

(5)打开活塞,将装置D中少量溶液滴入装置E中,振荡。

观察到的现象是______________________________________。

(6)装置F中用足量的Na2SO3溶液吸收多余的氯气,试写出相应的离子反应
方程式:______________________________。

解析 (1)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水。

(2)饱和食盐水可吸收HCl ,装置B 中饱和食盐水的作用是除去Cl 2中的HCl ;若装置C 堵塞,B 中压强增大,长颈漏斗中液面会上升,形成水柱。

(3)装置C 的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,则可通过将Cl 2依次通入湿润的有色布条、干燥剂、干燥的有色布条来验证氯气的漂白性。

Ⅱ中应放固体干燥剂,所以选d 。

(4)当向D 中缓慢通入少量氯气时,Cl 2+2NaBr===Br 2+2NaCl ,所以可以看到无色溶液逐渐变为橙红色。

(5)打开活塞,将装置D 中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和苯的装置E 中,溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶于苯呈紫红色,振荡后观察到的现象:E 中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色。

(6)Cl 2具有氧化性,可将SO 2-3氧化为SO 2-4。

答案 (1)MnO 2+4HCl(浓)=====△
MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O
(2)除去Cl 2中的HCl B 中长颈漏斗中液面上升,形成水柱
(3)d (4)橙红
(5)E 中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色
(6)SO 2-3+Cl 2+H 2O===SO 2-4+2Cl -+2H
+ 名师精讲
氯气制取过程中的四注意
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO 2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl 不可能全部参加反应。

(2)加热温度:不宜过高,以减少HCl 挥发。

(3)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的Cl 2,再拆卸装置,避免污染空气。

(4)尾气吸收:Cl 2有毒,必须有尾气吸收装置,常用吸收剂为NaOH 溶液或碱石灰,不用澄清石灰水,因澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小,吸收慢且吸收不完
全。

3.实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时,有如下操作:①连好装置,检查气密性;②缓缓加热;③加入MnO2粉末;④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸;
⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收;⑥用向上排气法收集氯气。

顺序正确的是()
A.①②③④⑥⑤B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤D.①③④②⑥⑤
答案 D
解析先连接好装置并检查其气密性,加好药品后,先把浓盐酸加入到圆底烧瓶(防止热的固体遇冷的溶液烧裂烧瓶),再缓缓加热(减少HCl的挥发),然后收集氯气,由于氯气有毒,需用NaOH吸收尾气中的氯气。

4.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。

若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并使它与金属反应。

每个虚线框表示一个单元装置,其中错误的是()
A.①和②B.②
C.②和③D.②③④
答案 D
解析NaOH与氯气反应,不能用氢氧化钠溶液除去氯气中的氯化氢杂质,②错误;③中的进气管短,出气管浸入液面下,错误;④不应为密闭装置,错误。

考点三卤素的性质和卤离子的检验
[典例3] 为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。

实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a ,滴加浓盐酸。

Ⅱ.当B 和C 中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。

Ⅲ.当B 中溶液由黄色变为红棕色时,关闭活塞a 。

Ⅳ.……
(1)A 中产生黄绿色气体,其电子式是_________。

(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是___________________________。

(3)B 中溶液发生反应的离子方程式是_________________________________ ____________________________________________________________________。

(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是
__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

(5)过程Ⅲ实验的目的是________________________________________。

(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下________,得电子能力逐渐减弱。

解析 (1)A 中产生的黄绿色气体为Cl 2,其电子式为
··Cl ······Cl ······。

(2)氯气遇湿润的淀粉-KI 试纸时,发生反应:Cl 2+2KI===I 2+2KCl ,产生的I 2遇淀粉变蓝,可以证明氯气的氧化性强于碘。

(3)B 中Cl 2与NaBr 发生置换反应,离子方程式为Cl 2+2Br -===2Cl -+Br 2。

(4)C 中NaBr 与氯气反应生成NaCl 和Br 2,将C 中溶液滴入D 中,振荡,发生反应:Br 2+2KI===I 2+2KBr ,静置后D 中溶液分层,下层为碘的四氯化碳溶
液,显紫红色,可以说明溴的氧化性强于碘。

(5)过程Ⅲ主要是为了确认C 的黄色溶液中无Cl 2,排除对溴置换碘实验的干扰。

(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱,是因为从Cl 到I ,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱。

答案 (1)··Cl ······Cl ······
(2)淀粉-KI 试纸变蓝
(3)Cl 2+2Br -===Br 2+2Cl -
(4)打开活塞b ,将少量C 中溶液滴入D 中,关闭活塞b ,取下D 振荡;静置后溶液分层,CCl 4层变为紫红色
(5)确认C 的黄色溶液中无Cl 2,排除Cl 2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
名师精讲
1.卤素单质及其化合物的特性
(1)Br 2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用水液封来保存。

(2)I 2易升华,I 2使淀粉变蓝。

(3)Br 2和I 2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油、苯)萃取。

(4)氟元素无正价,F 2与H 2O 发生置换反应生成O 2(2F 2+2H 2O===4HF +O 2),F 2与Xe 、Kr 等稀有气体可反应生成氟化物。

(5)氢氟酸是氢卤酸(HX)中唯一的弱酸,且是与SiO 2反应的唯一酸,能腐蚀玻璃,应保存在铅制器皿或塑料瓶中。

(6)X -的还原性:F -<Cl -<Br -<I -。

2.卤素离子的检验方法
(1)AgNO 3溶液——沉淀法
未知液――→滴加AgNO 3溶液和稀硝酸生成⎩⎪⎨⎪⎧ 白色沉淀,则有Cl -浅黄色沉淀,则有Br -黄色沉淀,则有I -
(2)置换——萃取法
未知液――――――――→加适量新制饱和氯水
振荡
――――――――――→加入CCl 4(下层)或汽油(上层)
振荡
有机层呈 ⎩⎪⎨⎪⎧
红棕色或橙红色,表明有Br -
紫色、浅紫色或紫红色,表明有I
- (3)氧化——淀粉法检验I -
未知液――――――――――――――→加入适量新制饱和氯水(双氧水)振荡――――→淀粉溶液
振荡
蓝色溶液,表明有I -
5.鉴别NaCl 、NaBr 、NaI 溶液可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl 4 ③溴水、苯 ④硝酸、AgNO 3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥氯水、己烯
A .①②④
B .②③⑥
C .②④⑤
D .④⑤⑥
答案 C
解析 氯水中的Cl 2分别与NaBr 、NaI 反应:2NaBr +Cl 2===2NaCl +Br 2,2NaI +Cl 2===2NaCl +I 2,均可被CCl 4萃取,通过观察CCl 4中颜色的不同可鉴别,②正确;Cl -、Br -、I -分别与Ag +反应,产生白色沉淀AgCl ,浅黄色沉淀AgBr ,黄色沉淀AgI ,且均不溶于稀HNO 3,可鉴别,④正确;⑤与②类似,可鉴别,正确;己烯会与残留的氯气、溴单质和碘单质发生加成反应,使得反应颜色区分不明显。

6.已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按下图进行卤素的性质实验。

玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部分颜色描述正确的是( )
选项①②③④
A 黄绿色橙色蓝色白色
B 无色橙色紫色白色
C 黄绿色橙色蓝色无色
D 黄绿色无色紫色白色
答案 A
解析由①处产生的Cl2通过②时发生反应Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,通过③时发生反应Cl2+2KI===2KCl+I2,通过④时发生反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,因Cl2为黄绿色,溴水为橙色,I2遇淀粉变蓝,Cl2遇碱生成NaCl、NaClO可知应选A。

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