高中化学人教版必修1学案4-2第2课时氯离子的检验和卤族元素

第2课时氯离子的检验和卤族元素一、氯离子的检验在5支试管里先分别加入2mL～3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水，然后各滴入几滴AgNO3溶液，观察现象。再分别加入少量稀硝酸，观察现象。如下表：1.试剂：AgNO3溶液、稀HNO3。2．步骤：先将待检液用稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中有Cl－存在。二、成盐元素——卤素卤素包括F、Cl、Br、I、At，它们的单质都是双原子分子。卤素原子最外层都有7个电子，易得(填“得”或“失”)1个电子达到8电子稳定结构，都是典型的非金属元素，其单质具有氧化性，并随元素原子核电荷数的增大而逐渐减弱。氧化性：F2>Cl2>Br2>I2。Cl2通入溴化钾溶液发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－。氯水滴入碘化钾溶液中反应的离子方程式为Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－。液溴与碘化钠溶液反应的离子方程式为Br2＋2I－＝I2＋2Br－。知识点一卤素离子的检验1．溶液中Cl－的检验要排除其他离子的干扰，如COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)，但它们的银盐沉淀溶于稀硝酸。(1)一般先在被测液中加入稀硝酸酸化，以排除干扰离子。因为：加入AgNO3溶液，Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)，AgCl沉淀是不溶于稀硝酸的，若在Na2CO3溶液中加入AgNO3溶液也会产生白色的Ag2CO3沉淀，此沉淀可溶于稀硝酸。2Ag＋＋COeq\o\al(2－,3)=Ag2CO3↓，Ag2CO3＋2HNO3=2AgNO3＋H2O＋CO2↑。POeq\o\al(3－,4)也能与Ag＋发生反应生成Ag3PO4的黄色沉淀，此沉淀也可溶于稀硝酸。(2)若被检液中有SOeq\o\al(2－,4)存在，由于SOeq\o\al(2－,4)可以与Ag＋生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸，则在检验Cl－之前，需先用Ba(NO3)2溶液除去SOeq\o\al(2－,4)，再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl－的存在。2．Br－、I－的检验(1)Br－：①加入AgNO3，产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀；②加入氯水和CCl4，振荡、静置，下层液体呈橙红色。(2)I－：①加入AgNO3产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀；②加入氯水或溴水和CCl4，振荡、静置，下层呈紫红色；③加入氯水或溴水及淀粉溶液，溶液变蓝色。1.检验Cl－时，能用稀盐酸酸化吗？提示：不能，因为用稀盐酸酸化会引入Cl－，从而不能确定待检液中是否含有Cl－。2．检验Cl－时，为什么滴加AgNO3溶液后还要再加稀硝酸？提示：因为Ag＋与COeq\o\al(2－,3)可产生白色沉淀Ag2CO3，此沉淀可溶于稀硝酸。POeq\o\al(3－,4)也能与Ag＋反应产生沉淀，但Ag3PO4是黄色沉淀，此沉淀也可溶于稀硝酸。故一般滴加AgNO3溶液后再加稀硝酸，以排除COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)等离子的干扰。3．若待检液中有SOeq\o\al(2－,4)，应如何检验Cl－的存在？提示：由于SOeq\o\al(2－,4)可以与Ag＋反应生成白色微溶物Ag2SO4，且Ag2SO4不溶于稀硝酸，故在检验Cl－之前，需先用Ba(NO3)2溶液除去SOeq\o\al(2－,4)，再加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl－的存在。[例1]下面是两位同学设计的证明碳酸钠样品中含氯化钠的实验方案。甲：取样品少许加入试管中，加入适量的蒸馏水使之溶解，配成溶液，然后加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。乙：取样品少许加入试管中，加入适量的自来水使之溶解，配成溶液，然后滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。(1)两个方案均有不合理之处，请指出：甲_________________________________。乙_________________________________。(2)合理的实验方案为_________________________________。[思路分析]解答本题要注意杂质离子对Cl－检验的干扰。[解析]甲方案中没有用稀硝酸排除COeq\o\al(2－,3)的干扰，Ag2CO3也是白色沉淀。乙方案中用自来水配制溶液，自来水用氯气消毒，含有Cl－，影响检验。[答案](1)AgNO3溶液没有用稀硝酸酸化，不能排除COeq\o\al(2－,3)的干扰用自来水配制溶液引入Cl－，影响检验(2)取样品少许加入试管中，加入适量的蒸馏水配成溶液，然后加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成有一包白色固体，它可能含有KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：①溶于水，得无色溶液；②往溶液中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀；③再滴加稀硝酸，沉淀减少但不完全消失，同时有气泡生成。根据上述现象判断：(1)白色固体一定含有的成分是KCl和K2CO3，可能含有的成分是KNO3。(2)写出上述实验中有关反应的离子方程式Ag＋＋Cl－=AgCl↓，2Ag＋＋COeq\o\al(2－,3)=Ag2CO3↓，Ag2CO3＋2H＋=2Ag＋＋H2O＋CO2↑。解析：由②产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种；由③沉淀量减少且有气泡生成知，一定含有K2CO3；由沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。知识点二成盐元素——卤素1．概念第ⅦA族的元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合生成盐，所以统称为卤素(成盐元素之意)。2．原子结构①结构相似性：最外层电子数均为7。②结构与元素性质的递变性：从F→I，核电荷数逐渐增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。3．卤素单质的特性(1)液溴易挥发，应密封保存，试剂瓶中的溴常加水液封，盛溴的试剂瓶不可选用橡胶塞。(2)碘易升华，这是物理变化，可用于分离、提纯I2。(3)卤素单质不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。4．卤素的结构和性质的比较[例2]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，对图中指定部位颜色描述正确的是()①②③④A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[思路分析]卤素单质的氧化性及特性是高考考查的热点，要掌握基础知识，然后加以综合应用。实验颜色变化反应向KBr溶液中滴加氯水无色→橙色Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－向KI溶液中滴加氯水无色→黄色Cl2＋2I－=I2＋2Cl－向KI溶液中滴加溴水无色→黄色Br2＋2I－=I2＋2Br－[解析]本题考查化学反应事实，情境新颖、简洁清晰，属于创新实验设计。该实验运用氧化还原反应及卤素单质的物理特性，考查卤素间的置换反应。由①处产生的Cl2通过②时发生Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，通过③时发生Cl2＋2KI=2KCl＋I2，通过④时发生Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。Cl2为黄绿色，Br2为橙色，I2使淀粉变蓝，Cl2遇碱产生无色的NaCl、NaClO，但棉球仍呈白色。故正确答案为A。[答案]A溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，也能与水发生如下反应：IBr＋H2O=HBr＋HIO。下列有关IBr的叙述中不正确的是(B)A．在很多反应中是强氧化剂B．在与水反应时既做氧化剂，又做还原剂C．IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀D．IBr与NaOH反应时，生成NaBr、H2O和NaIO解析：题中给出了三个信息：①化学式IBr暗示Br呈－1价，I呈＋1价；②IBr性质与卤素单质相似；③IBr与水反应生成HBr和HIO。由②可知IBr是一种强氧化剂。再结合③可知IBr与H2O的反应是一个复分解反应，而不是氧化还原反应。1．按照氟、氯、溴、碘的顺序，下列递变规律中正确的是(C)A．单质的熔、沸点逐渐降低B．与H2反应越来越容易C．F－、Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强D．单质的氧化性逐渐增强解析：从F2→I2，卤素单质溶、沸点逐渐升高，F2、Cl2常温下为气态，Br2为液态，I2为固态，A项错误；卤素单质与H2反应越来越难，B项错误；单质氧化性逐渐减弱，如Cl2＋2KI=2KCl＋I2，D项错误。2．检验某溶液中是否含有Cl－，正确的操作是(D)A．取样，滴加AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成B．取样，先加盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成C．取样，加入少量AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再加稀HCl，看白色沉淀是否消失D．取样，先加稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成解析：检验Cl－时加盐酸酸化会引入Cl－干扰检验，常加稀HNO3酸化，主要是排除COeq\o\al(2－,3)等离子的干扰。3．取四份碘水于试管中，依次编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，分别加入汽油、CCl4、酒精、NaCl溶液，振荡后静置，下列对现象的描述正确的是(B)A．Ⅰ中溶液分层，下层呈紫红色B．Ⅱ中溶液分层，下层呈紫红色C．Ⅲ中溶液分层，下层呈棕黄色D．Ⅳ中溶液不分层，溶液呈无色解析：Ⅰ中溶液分层，由于汽油的密度比水小，故汽油层在上层，上层呈紫红色，A项错误；Ⅱ中溶液分层，由于CCl4的密度比水大，故CCl4层在下层，下层呈紫红色，B项正确；酒精溶于水，Ⅲ中溶液不分层，C项错误；Ⅳ中溶液不分层，溶液呈黄色，D项错误。4．下列关于卤素的叙述中，正确的是(C)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氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂A．①③B．②④⑤C．②⑤D．①③④5．现有盐酸、氯化钠、氢氧化钠和氯水四种溶液，可用来区别它们的一种试剂是(C)A．AgNO3溶液 B．酚酞试液C．紫色石蕊试液 D．饱和食盐水解析：盐酸使紫色石蕊试液变红，NaCl遇石蕊试液无明显现象，NaOH溶液使紫色石蕊试液变蓝，而Cl2使紫色石蕊试液先变红后褪色。6．下列物质与其用途相符的是(D)①Cl2——作消毒剂②AgBr——制胶卷、感光纸③AgI——用于人工降雨④加碘食盐——预防甲状腺肿大⑤淀粉——检验I2的存在⑥NaClO——漂白纺织物A．仅②③④⑤⑥ B．仅①②③④⑤C．仅②③④⑤ D．全部解析：氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性，所以氯气可作消毒剂；AgBr具有感光性，所以可以制胶卷、感光纸；AgI可用于人工降雨；人体缺碘易引发甲状腺肿大，在食盐中加碘，可预防甲状腺肿大；淀粉遇碘单质变蓝