高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第2节 富集在海水中的元素-卤素学案-人教版高三全册化学学案

富集在海水中的元素——卤素明考纲1．了解Cl2、HClO、NaClO及氯水的重要性质和应用。2．掌握Cl－的检验方法。3．掌握卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。析考情高考对本节内容的考查主要考点有四个：一是氯气的性质及应用，特别是它的强氧化性；二是氯水、HClO、NaClO的性质及应用，特别是它们的强氧化性和漂白性；三是实验室制取氯气的原理、干燥、收集及验满等，以它为载体，考查实验探究能力；四是Cl－的检验。考点氯及其化合物的性质和应用1．氯气的性质(1)物理性质颜色状态气味密度毒性溶解性黄绿色气体刺激性比空气大有毒1体积水溶解2体积Cl2(2)化学性质①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。a．与钠反应的化学方程式：2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up17(点燃))2NaCl。现象：剧烈燃烧，有白烟(NaCl小颗粒)生成。b．与铜反应的化学方程式：Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up17(点燃))CuCl2。现象：红热的铜丝剧烈燃烧，生成棕黄色烟(CuCl2小颗粒)，溶于水呈绿色。逐渐加水稀释，则溶液颜色经历绿色→浅绿色→浅蓝的颜色变化。c．与铁反应的化学方程式：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up17(点燃))2FeCl3。现象：铁丝燃烧，生成棕色的烟(FeCl3小颗粒)，溶于水得黄色溶液。②与非金属反应与H2反应：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up17(点燃或光照))2HCl。③与某些还原性物质反应(写离子方程式)a．氯气与KI溶液：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－；b．氯气与FeCl2溶液：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－；c．向氯水中通SO2：SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)。④与H2O反应化学方程式：Cl2＋H2OHCl＋HClO，离子方程式：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。(Cl2既是氧化剂又是还原剂)⑤与强碱的反应2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O。离子方程式：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。2．氯的重要化合物(1)次氯酸(HClO)①弱酸性：比碳酸酸性弱，电离方程式为HClOH＋＋ClO－。②不稳定性：见光易分解，化学方程式：2HClOeq\o(=,\s\up17(光照))2HCl＋O2↑，氯水要现用现配，保存在棕色试剂瓶中。③强氧化性：使有色布条褪色，能杀菌消毒，用作漂白剂、消毒剂。(2)漂白粉①制取原理：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。②漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2，有效成分是Ca(ClO)2。③水解呈碱性，其水解的离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－。④与盐酸反应：Ca(ClO)2＋2HCl=CaCl2＋2HClO。⑤作为漂白剂或消毒剂的原理可用化学方程式表示为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO。漂白粉久置失效，必须密封保存。易错警示(1)常温下液态氯与铁不反应，故可用钢瓶贮运液氯。(2)HClO是弱酸，Cl2与水的反应离子方程式不能错写为Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－。(3)Cl2可使湿润的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色，说明Cl2没有漂白性，而是HClO起漂白作用。(4)Cl2可使湿润的石蕊试纸先变红后褪色，原因是Cl2与水反应生成的酸使石蕊先变红，HClO使变色后的石蕊褪色。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质。()(2)新制取的漂白粉是纯净物。()(3)Cl2通入水中的离子方程式为Cl2＋H2O=2H＋＋Cl－＋ClO－。()(4)用pH试纸测定氯水的pH为4。()(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。()(6)过量的铁与氯气在一定条件下反应生成FeCl2。()(7)次氯酸是酸性比碳酸强的弱酸。()(8)漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理是相同的。()提示(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×题组一氯气的性质1.[2015·大庆模拟]某溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,3)、SiOeq\o\al(2－,3)、Br－、COeq\o\al(2－,3)、Na＋，向该溶液中通入过量的Cl2，下列判断正确的是()①反应前后，溶液中离子浓度基本保持不变的有NHeq\o\al(＋,4)、Na＋②有胶状物质生成③有气体产生④溶液颜色发生变化⑤共发生了2个氧化还原反应A．①②③④ B．②③④C．①③⑤ D．①②③④⑤答案A解析本题所涉及的氧化还原反应为3个：Cl2＋H2OHCl＋HClO，Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，Cl2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋2H＋；还涉及：SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓，COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑；反应过程中有胶状物质硅酸生成，因为有溴生成，溶液显橙色；有二氧化碳气体生成，生成气泡。NHeq\o\al(＋,4)、Na＋不发生反应。2．[2015·郑州二检]下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。已知：2KMnO4＋16HCl=2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O对实验现象的“解释或结论”正确的是()选项实验现象解释或结论Aa处变蓝，b处变红棕色氧化性：Cl2>Br2>I2Bc处先变红，后褪色氯气与水生成了酸性物质Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性物质De处变红色还原性：Fe2＋>Cl－答案D解析a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2>I2，Cl2>Br2，无法证明I2与Br2之间氧化性强弱，A错；c处先变红，证明Cl2与水生成酸性物质，后褪色，证明Cl2与水生成具有漂白性的物质，B错；d处立即褪色，也可能是因为Cl2与水生成酸性物质中和了NaOH，C错；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，证明还原性：Fe2＋>Cl－，D项正确。题组二氯水的成分及性质多重性的应用3.[2014·江苏高考]在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO答案D解析氯水中含有“三分四离”[Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－(少)]，含Cl2，溶液呈浅黄绿色，A项正确；含Cl－，加入AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀，B项正确；能与NaHCO3反应生成CO2，说明有H＋，C项正确；氯水中Cl2可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，D项错误。4．[2015·河南统考]常温下，将Cl2缓慢通入水中至饱和，然后向所得饱和氯水中滴加0.1mol·L－1的NaOH溶液。整个实验进程中溶液的pH变化曲线如图所示，下列叙述正确的是()A．实验进程中可用pH试纸测定溶液的pHB．向a点所示溶液中通入SO2，溶液的酸性和漂白性均增强C．c点所示溶液中：c(Na＋)＝2c(ClO－)＋cD．由a点到b点的过程中，溶液中eq\f(cH＋,cClO－)逐渐减小答案C解析A项，由于氯水中有HClO，能将pH试纸漂白，故不能用pH试纸测定溶液的pH。B项，向a点所示溶液中通入SO2时发生下列反应：Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，溶液的酸性增强但漂白性减弱。C项，可由电荷守恒和得失电子守恒导出，电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，由于c点pH＝7，c(H＋)＝c(OH－)，所以c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)①；得失电子守恒：c(Cl－)＝c(ClO－)＋c(HClO)②，将②代入①得c(Na＋)＝2c(ClO－)＋c(HClO)。D项，a点到b点的过程中，存在下列反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，ClO－由HClO电离产生：HClOH＋＋ClO－，随着pH不断减小，c(H＋)逐渐增大，HClO的电离受到抑制，c(ClO－)逐渐减小，因此溶液中eq\f(cH＋,cClO－)逐渐增大。★总结提升1．氯水的成分分析氯水中存在三个平衡关系：(1)Cl2溶于水：Cl2＋H2OHCl＋HClO。(2)HClO电离：HClOH＋＋ClO－。(3)H2O的电离：H2OH＋＋OH－。2．氯水的多重性质氯水的多种成分决定了它具有多重性质：(1)Cl2的强氧化性；(2)HCl的强酸性；(3)HClO的强氧化性、弱酸性；(4)Cl－的性质。在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：所加试剂实验现象参与反应的微粒离子方程式或解释AgNO3溶液白色沉淀Cl－Ag＋＋Cl－=AgCl↓Na2CO3固体有气泡产生H＋COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑有色布条布条颜色褪去HClO发生氧化还原反应FeCl2溶液溶液变棕黄色Cl22Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－续表所加试剂实验现象参与反应的微粒离子方程式或解释SO2黄绿色褪去Cl2、H2OSO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－石蕊溶液先变红后褪色HClO、H＋酸性和漂白性镁粉有气泡产生，氯水褪色Cl2、H＋反应Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑使平衡Cl2＋H2OHClO＋HCl向右移动，导致氯水褪色3.液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水类别纯净物混合物混合物微粒Cl2H2O、Cl2、HClO、ClO－、Cl－、H＋、OH－H2O、Cl－、H＋、OH－颜色黄绿色淡黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性酸性题组三氯水中的平衡移动及应用5.下列关于氯水的叙述正确的是()①氯水中存在两种电离平衡②向氯水中通入SO2，其漂白性增强③向氯水中通入Cl2，eq\f(cH＋,cClO－)减小④加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小⑤加水稀释氯水，水的电离平衡向正反应方向移动⑥向氯水中加入少量Na2CO3粉末，pH增大，溶液漂白性增强⑦光照氯水，有气泡冒出，溶液的导电性减弱A．①③④ B．①⑤⑥C．②⑤⑥ D．⑤⑥⑦答案B解析①氯水中存在H2OH＋＋OH－、HClOH＋＋ClO－两种电离平衡，正确；②向氯水中通入SO2，二者反应生成硫酸和盐酸，其漂白性减弱，错误；③当氯水饱和时再通入Cl2，eq\f(cH＋,cClO－)不变，若氯水不饱和再通入Cl2，酸性增强会抑制HClO的电离，eq\f(cH＋,cClO－)增大，错误；④加水稀释时，c(OH－)增大，错误；⑤加水稀释氯水，酸性减弱，对水的电离抑制作用减弱，水的电离平衡正向移动，正确；⑥加入少量Na2CO3粉末，消耗H＋，使c(HClO)增大，正确；⑦光照氯水，2HClOeq\o(=,\s\up17(光照))2HCl＋O2↑，溶液中离子浓度增大，导电性增强，错误。6．[2015·上饶模拟]饱和氯水与石灰石反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。某兴趣小组进行了如下实验探究：①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水(如图所示)，充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去；②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现滤液比氯水的漂白性更强；③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：笫一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；第三份滤液加热，看到滤液变浑浊且有大量无色气体产生。经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2。依据上述实验可推知：滤液中的溶质除CaCl2、HClO外，还有()A．Ca(ClO)2 B．CaCO3C．Ca(HCO3)2 D．CaO答案C解析氯水中存在平衡：Cl2＋H2OCl－＋H＋＋HClO，加入过量石灰石与盐酸反应，平衡右移生成大量的HClO；由三份滤液发生的反应可知，滤液中还含有Ca(HCO3)2。★总结提升Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡移动的应用向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物c(Cl－)增大c(HClO)减小左移①用饱和食盐水除Cl2中的HCl②用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H＋)和c(Cl－)增大左移洁厕剂和“84”消毒液不宜混用NaOHc(H＋)减小右移用NaOH吸收多余的Cl2光照c(HClO)减小右移氯水应避光保存或现用现配碳酸钙c(HClO)增大右移制取次氯酸浓度较大的氯水题组四次氯酸和次氯酸盐的性质7.[2015·北京零模]实验小组同学看到一则报道：某造纸厂误将槽车中的漂白液(NaCl和NaClO的混合液)倒入盛放饱和KAl(SO4)2溶液的池中，造成中毒事件。该小组同学为探究中毒原因进行了如下实验。(1)小组同学依据漂白液具有漂白消毒的性质推测，漂白液中ClO－具有氧化性。实验如下：Ⅰ.用pH试纸检验，漂白液pH>7，饱和KAl(SO4)2溶液pH<7。Ⅱ.取10mL漂白液，依次加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液，有白色沉淀生成，经检验白色沉淀不溶于盐酸。Ⅲ.另取10mL漂白液，加入品红溶液，溶液红色逐渐变浅，一段时间后褪为无色。Ⅳ.再取10mL漂白液，加入品红溶液，加入少量稀硫酸酸化后，溶液红色立即变为无色。①漂白液pH大于7的原因是(用离子方程式表示)___________________________________________________。②由实验Ⅱ得出ClO－具有氧化性，写出反应的离子方程式：_________________________________________________________。③对比实验Ⅲ和Ⅳ说明ClO－氧化性与溶液酸碱性的关系是)___________________________________________________。(2)小组同学依据(1)中的实验，提出：漂白液在酸性溶液中有Cl2生成。用如图所示的装置继续实验，探究漂白液在酸性溶液中是否能反应生成Cl2。①装置B的作用是________；盛放的药品是)___________________________________________________②若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入硫酸，不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中反应的离子方程式为_______________________________________________________。③若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和KAl(SO4)2溶液，首先观察到产生大量的白色胶状沉淀，不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中反应的离子方程式是_______________________________。(3)上述实验说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl2。若取10mL漂白液与足量BaCl2溶液混合后，不断通入SO2至过量，在实验过程中可能的实验现象是___________________________________。答案(1)①ClO－＋H2OHClO＋OH－②ClO－＋SOeq\o\al(2－,3)=Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓(合并写出也可以)③ClO－的氧化性随c(H＋)增大而增强(2)①吸收Cl2NaOH溶液②ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O③3ClO－＋3Cl－＋2Al3＋＋3H2O=3Cl2↑＋2Al(OH)3↓(3)产生白色沉淀，溶液由无色变为黄绿色，最后溶液变为无色解析(1)漂白液中的NaClO因ClO－的水解而使溶液呈碱性，同时ClO－具有强氧化性，可将SOeq\o\al(2－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，本身被还原为Cl－，也可将品红溶液氧化而使其褪色，当不加硫酸时，褪色过程较慢，加入硫酸后立即褪色，说明ClO－的氧化性随c(H＋)增大而增强。(2)Cl2有毒，装置B显然是尾气处理装置，通常使用NaOH溶液吸收Cl2；漂白液中加入稀硫酸后有黄绿色气体产生，显然是生成了Cl2，这是由于酸性条件下ClO－的氧化性增强，将漂白液中的另一种物质NaCl氧化所致，根据“归中原理”，ClO－被还原为Cl2，据此可写出A中反应的离子方程式；向漂白液中加入KAl(SO4)2溶液时，由于Al3＋和ClO－水解的相互促进，产生大量Al(OH)3沉淀和HClO，反应的离子方程式为Al3＋＋3ClO－＋3H2O=Al(OH)3↓＋3HClO①，生成的HClO又将NaCl中的Cl－氧化为Cl2，离子方程式为2HClO＋Cl－=Cl2↑＋ClO－＋H2O②，将①②合并即可得总反应的离子方程式。(3)将漂白液与BaCl2溶液混合后，不断通入SO2，首先发生下列反应：ClO－＋SO2＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－＋2H＋，SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓，可看到有白色沉淀生成，随着SO2的不断通入，溶液的酸性逐渐增强，还会有下列反应发生：ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，产生的Cl2使溶液由无色变为黄绿色，当ClO－反应完后，SO2又会和Cl2发生下列反应：Cl2＋SO2＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋4H＋，使溶液由黄绿色最终又变为无色。★总结提升次氯酸盐的强氧化性(1)漂白性ClO－是一种弱酸的酸根离子。漂白液或漂白粉暴露于潮湿的空气中，发生反应：2ClO－＋H2O＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋2HClO由于生成了HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。(2)强氧化性ClO－不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应，即ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸盐：Ca2＋＋ClO－＋SOeq\o\al(2－,3)=CaSO4↓＋Cl－。说明：NOeq\o\al(－,3)不同于ClO－，在酸性条件下NOeq\o\al(－,3)具有强氧化性，与Fe2＋、I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不能大量共存，而在碱性条件下，NOeq\o\al(－,3)与I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)能大量共存。考点氯气的实验室制法实验室制取、收集干燥纯净氯气的装置反应原理→用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取Cl2，如MnO2和浓盐酸反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，浓盐酸表现的性质为还原性和酸性易错警示(1)利用上述方法制得的氯气实际产量比理论产量要低，可能的原因有：①盐酸挥发；②随着反应进行，浓盐酸变成稀盐酸，稀盐酸不反应。(2)注意药品与装置的合理选择若用MnO2与浓HCl加热制Cl2、KMnO4与浓HCl制Cl2，二者的装置有所不同。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。()(2)足量的MnO2与40mL10mol·L－1浓盐酸加热条件下反应转移0.2mol电子。()(3)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时，导气管不能伸到液面以下，原因是防止倒吸。()(4)实验室制Cl2的离子方程式：MnO2＋4HCleq\o(=,\s\up17(△))Mn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O。()(5)制取氯气时要缓缓加热，温度过高会导致HCl大量挥发。()(6)一套完整的制气装置包括：发生装置→净化装置→收集或性质验证装置→尾气处理装置。()提示(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√题组一氯气制备原理、装置的考查1.[2013·海南高考]如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()A．a—b—c—d—e—f—g—hB．a—e—d—c—b—h—i—gC．a—d—e—c—b—h—i—gD．a—c—b—d—e—h—i—f答案B解析装置顺序为：制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、物质制备、尾气处理，注意洗气瓶中的导管为“长进短出”。2．[2015·河南测试]将0.2molMnO2和50mL12mol·L－1盐酸混合后缓缓加热，反应完全后，向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成AgCl沉淀的物质的量为(不考虑盐酸的挥发)()A．等于0.3molB．小于0.3molC．大于0.3mol、小于0.6molD．以上结论都不正确答案C解析n(HCl)＝0.6mol，由化学方程式MnO2＋4HCleq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O可知，MnO2过量，若0.6molHCl完全反应，则有0.3molHCl被氧化，所得溶液中剩余0.3molCl－，加入足量AgNO3溶液生成0.3molAgCl；实际上，随着反应的进行，盐酸的浓度变稀，而稀盐酸与MnO2不反应，故实际被氧化的HCl必然小于0.3mol，即溶液中Cl－的量会大于0.3mol，产生的AgCl的量大于0.3mol，当然小于0.6mol。★总结提升实验室制取Cl2时应注意以下四点(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。题组二氯气制备与性质实验的综合考查3.[2015·长宁质检]某学习小组围绕氯气设计了一系列实验。(1)用下图装置A制备氯气。选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸，相关的化学方程式为_______________________________________。(2)装置B中饱和食盐水的作用是________________；同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：____________________________________。(3)为检验氯气是否具有漂白性，使氯气依次通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种物质，物质的顺序正确的是________。ABCDⅠ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条Ⅱ碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条(4)为了进一步比较氧化性强弱，将一定量氯气通入溴化亚铁溶液后，再加入四氯化碳，振荡，静置，整个过程中肯定能观察到的现象是________。A．水层显棕黄色 B．水层无色C．四氯化碳层显红棕色 D．四氯化碳层无色(5)查阅资料后小组发现，氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，但工业上氧化卤水中的I－选择了价格并不便宜的亚硝酸钠，排除环境方面的因素，可能的原因是：____________________。(6)有人提出，工业上为防止污染空气，可用足量的Na2SO3溶液吸收余氯，试写出相应的离子方程式：________________________。判断改用NaHSO3溶液是否可行：________(填“是”或“否”)。答案(1)Ca(ClO)2＋4HCl(浓)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O(2)除去Cl2中的HClB中长颈漏斗中液面上升，形成水柱(3)D(4)A(5)氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾氧化性太强，还能继续氧化I2(6)SOeq\o\al(2－,3)＋Cl2＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋2H＋否解析(1)漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2，它与浓盐酸反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)装置B主要是除杂装置，用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl，同时B还能起到安全瓶的作用，若C中发生堵塞，系统内压强增大，B中的饱和食盐水将被压入长颈漏斗中。(3)若检验Cl2是否有漂白性，一定要让干燥的Cl2和干燥的有色布条接触来看布条是否褪色，才能作出判断，显然A、B项不符合要求；C项中U形管内不能装液体干燥剂，因此只有D正确。(4)Cl2与FeBr2溶液中的Fe2＋和Br－都能发生氧化还原反应，根据“强者优先”规律，Cl2应先与还原性强的Fe2＋反应，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，若Cl2过量，才会继续与Br－反应，所以肯定会看到因生成Fe3＋而使溶液呈现的棕黄色，而Br2的颜色则不一定能看到。(5)工业氧化卤水中的I－是为了获得I2，NaNO2、Cl2、浓硝酸、酸性KMnO4都能将I－氧化，但由于Cl2、浓硝酸、酸性KMnO4都是强氧化剂，容易将I2继续氧化，因而工业上选用了氧化性不太强的NaNO2。(6)NaHSO3具有较强的还原性，遇Cl2发生反应4HSOeq\o\al(－,3)＋Cl2=SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋3SO2＋2H2O，逸出的SO2会污染空气，所以用NaHSO3溶液吸收余氯的方案不可行。考点卤素的性质及X－的检验1．单质的物理性质单质颜色状态水溶液颜色有机溶剂中的颜色F2淡黄绿色气体——Cl2黄绿色气体淡黄绿色黄绿色Br2深红棕色液体橙黄橙→橙红I2紫黑色固体深黄→褐深紫→紫红2.结构与化学性质卤素位于元素周期表中第ⅦA族，包括：氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。卤素原子最外层都有7个电子，都是典型的非金属元素，其单质具有相似的化学性质。(1)递变性(2)相似性①都能与H2反应：X2＋H2=2HX。②都能与大多数金属反应：2Fe＋3Br2eq\o(=,\s\up17(△))2FeBr3；Fe＋I2eq\o(=,\s\up17(△))FeI2。③都能与H2O反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2F2＋2H2O=4HF＋O2,X2＋H2OHX＋HXO))(X代表Cl、Br、I)。④都能与碱溶液反应：X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。(3)卤素间的置换反应将氯水滴入溴化钠溶液：Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2。将溴水滴入碘化钾溶液：Br2＋2KI=I2＋2KBr。3．特殊性卤素单质及其化合物除了具有共性外，都有其特殊性质。氟①无正价，氧化性最强，F－的还原性最弱②2F2＋2H2O=4HF＋O2，暗处即爆炸③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸点最高(由于分子间存在氢键)溴①Br2是深红棕色液体，易挥发②Br2易溶于有机溶剂③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡胶塞碘①I2遇淀粉变蓝色②I2加热时易升华③I2易溶于有机溶剂④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大4.卤素离子的检验方法(1)AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up17(滴加AgNO3,溶液和稀硝酸))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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eq\o(→,\s\up17(加适量新制饱和氯水),\s\do15(振荡))eq\o(→,\s\up17(加入CCl4下层或汽油上层),\s\do15(振荡))有机层呈eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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eq\o(→,\s\up17(加入适量新制饱和氯水双氧水),\s\do15(振荡))eq\o(→,\s\up17(淀粉溶液),\s\do15(振荡))蓝色溶液，表明有I－易错警示(1)由于F2易与水反应生成HF和O2，在水溶液中F2不能发生以下反应：①X2＋H2OHX＋HXO(X代表卤素)。②F2不能置换其他卤素单质。(2)溴水的褪色溴水是一种常用试剂，其颜色为橙色，在许多化学实验过程中溴水会褪色：①被H2S、SO2、Na2SO3、Fe2＋、HI等还原剂还原而褪色。②与NaOH等强碱溶液发生自身氧化还原反应而褪色：Br2＋2NaOH=NaBrO＋NaBr＋H2O。③与较活泼金属(如Mg＋Br2=MgBr2)反应而褪色。④与AgNO3溶液反应而褪色：Br2＋H2OHBr＋HBrOHBr＋AgNO3=AgBr↓＋HNO3。⑤受热挥发或光照而褪色。⑥与含有“CC”或“”(如烯烃、炔烃、二烯烃、烯酸、烯酸酯等)的不饱和有机物发生加成反应而褪色。⑦被有机溶剂萃取后水层颜色接近无色。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3。()(2)F2通入氯化钠溶液中反应置换出Cl2。()(3)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3。()(4)能使湿润的KI­淀粉试纸变蓝的气体一定是Cl2。()(5)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡、静置，下层溶液显紫色，证明原溶液中含有I－。()(6)碘易升华，可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2。()(7)氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深；而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入KI­淀粉溶液中，溶液变蓝。()(8)HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差。()提示(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√(8)√题组一卤族元素的性质及用途1.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，可以用加入溴化钠溶液再用汽油萃取的方法提纯③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性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O2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．②④⑥C．②⑤⑥ D．①③④答案C解析①最难被氧化的是氟化钾，③AgI具有感光性，④碘水也可以。2．碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－的形式存在，几种粒子之间的转化关系如图所示。下列说法中不正确的是()A．用淀粉­KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉­KI试纸会变蓝B．足量Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉­KI试纸褪色的原因可能是5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HClC．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IOeq\o\al(－,3)D．途径Ⅱ中若生成1molI2，则反应中转移的电子数为10NA答案C解析加碘盐中含有IOeq\o\al(－,3)，在酸性条件下可被I－还原生成I2，A选项正确；根据图示转化关系可知B选项正确；根据途径Ⅰ可知氧化性Cl2>I2，根据途径Ⅱ可知氧化性IOeq\o\al(－,3)>I2，根据途径Ⅲ可知氧化性Cl2>IOeq\o\al(－,3)，C选项错误；根据关系式2IOeq\o\al(－,3)～I2～10e－可知D选项正确。题组二卤素单质氧化性强弱的比较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中溶液由黄色变为棕红色时，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。答案(1)eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)(2)淀粉­KI试纸变蓝(3)Cl2＋2Br－=Br2＋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CCl4层变为紫红色(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰(6)原子半径逐渐增大解析(1)A中产生的黄绿色气体为Cl2，其电子式为eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)。(2)氯气遇湿润的淀粉­KI试纸时，发生反应：Cl2＋2KI=I2＋2KCl，产生的I2遇淀粉变蓝，可以证明氯气的氧化性强于碘。(3)B中Cl2与NaBr发生置换反应，离子方程式为Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr与氯气反应生成NaCl和Br2，将C中溶液滴入D中，振荡，发生反应：Br2＋2KI=I2＋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Cl2，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。题组三卤素离子的检验4.[2015·福州质检]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、CCl4③溴水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥氯水、己烯A．①②④ B．②③⑥C．②④⑤ D．④⑤⑥答案C解析氯水中的Cl2分别与NaBr、NaI反应：2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2,2NaI＋Cl2=2NaCl＋I2，均可被CCl4萃取，通过观察CCl4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HNO3，可鉴别，④正确；⑤同②类似，可鉴别，正确。5．甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－(X－为Cl－、Br－、I－中的一种)，向甲溶液中加入淀粉溶液和新制氯水，则溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙溶液依次含有的卤离子是()A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－答案B解析根据卤素单质氧化性强弱和X－还原性强弱的变化规律可知，X2的氧化性：Cl2>Br2>I2，X－的还原性：Cl－<Br－<I－。溴水呈橙色，碘单质能使淀粉变蓝。由此可以推断出：在甲中加入淀粉溶液和新制氯水，溶液不变蓝色，而呈现橙色，可说明甲中有Br－，而无I－，发生反应Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，再加入丙溶液，颜色无明显变化，可证明丙中无I－，由此可知甲中含有Br－，乙中含有I－，丙中含有Cl－。教材实验的创新考查：氯气的制备与性质[高考演变实验][2015·海南高考]工业上，向500～600℃回答下列问题：(1)制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为__________________________________________________________，装置B中加入的试剂是________。(2)制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取________。尾气的成分是________。若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是________、________。(3)若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是________。欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先________，再________。[教材母本实验]eq\a\vs4\al([尝试解题])(1)制备无水氯化铁时，需先制备Cl2，则A中为MnO2与浓盐酸加热制备Cl2的反应，装置B中的试剂应为浓硫酸，用于干燥Cl2。(2)制备无水氯化亚铁时，可用A装置制备HCl气体，装置C中发生反应Fe＋2HCleq\o(=,\s\up17(△))FeCl2＋H2，则所得尾气中含有H2和未反应的HCl。再用D装置处理尾气，由于HCl极易溶于水，会引起倒吸，使C中试管炸裂，且H2不能被吸收，扩散到空气中遇明火易爆炸。(3)检验FeCl3可用KSCN溶液或苯酚溶液，分别出现红色和紫色；若要制得纯净的FeCl2，实验中应先通HCl气体，排除装置中的空气，再点燃酒精灯。[答案](1)MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O浓硫酸(2)氯化氢氯化氢、氢气易发生倒吸没有处理氢气(3)硫氰化钾溶液通入氯化氢(赶尽装置中的空气)点燃C处的酒精灯[迁移发散]高考还可能这样考1．如果遇到Cl2泄漏，应如何自救？提示Cl2的密度比空气大，要逆风向高处转移。由于Cl2易和碱性溶液反应，可用蘸有肥皂水或纯碱溶液的毛巾捂住鼻孔。2．向含酚酞的NaOH溶液中滴加氯水，溶液由红色变为无色，其原因可能有二：一是氯水中含有HClO，因HClO有漂白作用使溶液褪色；二是氯水中含有H＋，因发生中和反应使溶液褪色。请设计简单的实验证明哪种原因是合理的。提示向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H＋的中和作用引起的。[考题集训][2015·惠阳一中模拟]某实验小组用浓盐酸和MnO2制取Cl2并探究其化学性质，设计装置如下图所示：(1)A是氯气发生装置(省略未画)，制备Cl2的化学反应离子方程式是______________________，A装置除了酒精灯、圆底烧瓶外还用到的玻璃仪器有_________________________________。(2)从C装置出来的气体中含有CO2和HCl，则在C装置中发生的化学反应方程式为____________________。(3)同学们在实验中发现，若用稀盐酸代替浓盐酸与MnO2混合加热没有氯气生成，于是开始探究该条件下不能生成氯气的原因。①提出合理假设。假设1：H＋的浓度不够大；假设2：_______________________________________；假设3：_______________________________________。②设计实验方案，进行实验。在下表中写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：蒸馏水、浓H2SO4、NaCl固体、MnO2固体、1mol·L－1稀盐酸、1mol·L－1AgNO3溶液、淀粉­KI溶液。实验步骤预期现象与结论步骤1：取少量1mol·L－1稀盐酸于试管A中，加入少量MnO2，____________________步骤2：取少量1mol·L－1稀盐酸于试管B中，加入少量MnO2，________________________答案(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up17(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O分液漏斗(2)2Cl2＋2H2O＋Ceq\o(=,\s\up17(△))CO2＋4HCl(3)①假设2：Cl－的浓度不够大假设3：Cl－和H＋的浓度均不够大②如下表：实验步骤预期现象与结论滴加几滴浓硫酸，充分振荡，塞紧带导管的胶塞，导管插入淀粉­KI溶液中，加热①若淀粉­KI溶液变蓝，则假设1成立②若淀粉­KI溶液不变蓝，则假设2或假设3成立加入少量NaCl固体，充分振荡，塞紧带导管的胶塞，导管插入淀粉­KI溶液中，加热①若淀粉­KI溶液变蓝，则假设2成立②若淀粉­KI溶液不变蓝，结合步骤1中的结论②，则假设3成立解析(1)本题考查了氯气的制取原理：MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up17(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。制取氯气是固液加热的方式；一般用分液漏斗装液体，烧瓶做为反应容器。(2)氯气在制取过程中只除去了HCl，并没有干燥，在加热条件下Cl2和水蒸气与C反应，产物为CO2和HCl。(3)探究氯气的制取原理：明确了盐酸的浓度，就可以从Cl－的浓度、H＋的浓度对反应的影响进行假设、实验、验证。1.[高考集萃]判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)[2015·山东高考]向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色，结论：Br－还原性强于Cl－。()(2)[2015·重庆高考]I的原子半径大于Br，HI比HBr的热稳定性强。()(3)[2014·课标全国卷Ⅰ]漂白粉在空气中久置变质，是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。()(4)[2014·天津高考]NH4F水溶液中含有HF，因此NH4(5)[2014·四川高考]漂白粉属于纯净物，次氯酸属于强电解质。()(6)[2014·重庆高考]用湿润碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2。()(7)[2013·四川高考]次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌。()(8)[2013·江苏高考]生石灰能与水反应，可用来干燥氯气。()答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√(8)×解析(2)HI比HBr热稳定性差，错误；(3)漂白粉中的Ca(ClO)2能与空气中的CO2和水蒸气反应生成CaCO3和HClO而变质，CaCl2与CO2不反应，错误；(4)正确，因为NH4F可水解生成HF，HF可腐蚀玻璃；(5)漂白粉是CaCl2与Ca(ClO)2的混合物，HClO是弱电解质，错误；(6)Br2(g)与NO2都有氧化性，都能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，错误；(8)生石灰与水反应生成Ca(OH)2，Cl2能与Ca(OH)22．[2015·北京高考]某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中，不合理的是(已知：饱和NaClO溶液的pH约为11)()A．该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2OB．该消毒液的pH约为12：ClO－＋H2OHClO＋OH－C．该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用，产生有毒Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－=Cl2↑＋H2OD．该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH3COOH＋ClO－=HClO＋CH3COO－答案B解析已知饱和NaClO溶液的pH约为11，这是由于ClO－的水解，而该消毒液的pH约为12，主要是因为其中含有一定量的NaOH，B项错误。3．[2014·江苏高考]下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是()A．用装置甲制取氯气B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢C．用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液D．用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O答案C解析MnO2和浓HCl反应制取Cl2需要加热，A项错误；Cl2与NaHCO3溶液反应，除Cl2中的HCl应用饱和食盐水，B项错误；将MnCl2溶液蒸干无法得到MnCl2·4H2O，应选择蒸发浓缩冷却结晶的方法，D项错误。4．[2015·重庆高考]ClO2与Cl2的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。(1)仪器D的名称是________。安装F中导管时，应选用图2中的________。(2)打开B的活塞，A中发生反应：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜________(填“快”或“慢”)。