第15课-卤族元素-高考一轮复习

1（13）第15课卤族元素（建议2课时完成）[考试目标]1．掌握氯气及其重要化合物的主要性质，并了解其在生产生活中的应用。2．掌握氯气的实验室制法，了解氯气的工业制法。3．了解卤族元素的重要性质及其重要化合物的用途；理解卤族元素性质的相似性和递变性。4．掌握卤素离子的检验方法。5．了解氯气及其重要化合物对环境质量的影响，[要点精析]一、氯气的性质及用途1、物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。2、化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）如：①2Na＋Cl22NaCl（产生白烟）②Cu＋Cl2CuCl2（产生棕黄色的烟）③2Fe＋3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。（2）与非金属反应如：①H2＋Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸H2＋Cl22HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸②2P＋3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）2P＋5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）（3）与水反应：Cl2＋H2O=HCl＋HClO（4）与碱反应Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精）Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理）（5）与某些还原性物质反应2（13）如：①2FeCl2＋Cl2=2FeCl3②2KI＋Cl2=2KCl+I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）③SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl+H2SO4（6）与某些有机物反应如：①CH4＋Cl2CH3Cl+HCl（取代反应）②CH2=CH2＋Cl2→CH2ClCH2Cl（加成反应）3、氯水的成分及性质氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl2+H2O=HCl+HClO(次氯酸)，大部分是以Cl2分子状态存在于水中。注意：（1）在新制的氯水中存在的微粒有：H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-；久置氯水则几乎是盐酸溶液①一元弱酸，比H2CO3弱光（2）HClO的基本性质②不稳定，2HClO===2HCl+O2↑③强氧化性；④漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色，故氯水可用作自来水消毒。（3）几种漂白剂的比较漂白剂HClONa2O2（H2O2）SO2活性炭漂白原理氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附漂白品红溶液褪色褪色褪色褪色紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色稳定性稳定稳定不稳定——例1、(1)液氯和氯水是一种物质吗？答案：不是。液氯是Cl2在加压或冷却时变成的液态Cl2，是纯净物，而氯水是氯气溶于水中形成的溶液，是混合物。(2)①怎样证明新制氯水中含有大量Cl2？②用实验证明氯气能与水反应。答案：①观察氯水颜色，呈黄绿色，此即氯气的颜色，说明新制氯水中含大量Cl2。②向新制的氯水中加AgNO3溶液．若产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－，即有部分氯气与水反应了。Cl2＋H2O＝HCl＋HClO，AgNO3＋HCl＝AgCl↓＋HNO3另法：也可向新制氯水中放入一红布条或滴入几滴品红溶液，若布条或品红褪色，说明新制氯水中有HClO，即Cl2与水发生了反应。(3)氯水中有多种化学物质，故性质较复杂。下列现象各是基于哪种物质的什么性质?①氯水能使紫色石蕊试液先变红后褪色。②向氯水中滴加饱和NaHCO3溶液，有气泡出现。③向氯水中滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀。答案：①H＋、HClO②H＋③Cl－4、氯气的制法3（13）（1）实验室制法∆药品及原理：MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+2H2O+Cl2↑强调：MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应。仪器装置：发生装置---收集装置---吸收装置实验步骤：检密—装药—固定—加热—收集收集方法：向上排空气法（或排饱和食盐水法）净化装置：用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥尾气处理：用碱液吸收（2）氯气的工业制法：（氯碱工业）通电2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑二、氯化氢的性质和实验室制法1、物理性质:无色、有刺激性气味的气体；极易溶于水(1:500)其水溶液为盐酸。2、盐酸的化学性质:(挥发性强酸的通性)3、氯化氢的实验室制法(1)药品及反应原理:NaCl+H2SO4===NaHSO4+HCl↑(不加热或微热)△NaHSO4+NaCl===Na2SO4+HCl↑(加热到500ºC—600ºC)△总式:2NaCl+H2SO4===Na2SO4+2HCl↑(2)装置:与制氯气的装置相似(3)收集方法:向上排空气法(4)检验方法:用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生(5)尾气处理:用水吸收(倒扣漏斗)三、卤族元素1、卤素及化合物的性质比较:氟氯溴碘单质物理性质状态气气（易液化）液（易挥发）固（易升华）熔、沸点熔、沸点逐渐升高颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色密度密度逐渐增大X2与H2化合条件冷暗处光照加热持续加热程度剧烈爆炸爆炸缓慢化合同时分解X2与H2O化合反应2F2+2H2O=4HF+O2X2+H2O=HX+HXO程度剧烈缓慢微弱极弱水溶性反应生成氢氟酸水溶性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大化合价只有-1价有-1、+1、+3、+5、+7等含氧酸化学式无含氧酸有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等强弱程度同一价态的酸性依次减弱卤化银颜色AgF（白）AgCl（白）AgBr（淡黄）AgI（黄）水溶性易溶均难溶，且溶解度依次减小感光性难分解见光均易分解，且感光性逐渐增强2、卤素元素的有关特性：（1）F2遇水发生置换反应，生成HF并放出O2。（2）HF是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O；HF由于形成分子间氢键相互缔合，沸点反常的高。4（13）（3）溴是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封。（4）碘易升华，遇淀粉显蓝色；碘的氧化性较弱，它与变价金属反应时生成低价化合物。（5）AgX中只有AgF溶于水，且不具有感光性；CaF2中只有CaF2难溶。3、卤素间的置换反应及X-离子的检验：（1）Cl2+2Br-=Br2+2Cl-Cl2+2I-=I2+2Cl-Br2+2I-=I2+2Br-结论：氧化性：Cl2Br2I2；还原性：I-Br-Cl-（2）溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀到浓）的颜色变化溶剂溶质水苯汽油四氯化碳Br2黄→橙橙→橙红橙→橙红橙→橙红I2深黄→褐淡紫→紫红淡紫→紫红紫→深紫密度比水轻比水轻比水重（3）X-离子的检验Cl-白色沉淀Br-+AgNO3+HNO3浅黄色沉淀I-黄色沉淀四、过量问题的计算1、一般的过量计算：两种物质反应，两反应物的量皆已知，求生成物的量，这是最简单的过量问题。这种题的解题思路是先选量，然后以完全反应的反应物的量计算有关量。选量的方法有多种，以采用物质的量进行比较为好。2、过量计算问题的判断法(1)计算法(2)比较法(3)极限判断法(4)中值判断法(过量讨论)例2：58.5g氯化钠跟17g硝酸银在水溶液里发生反应，可生成多少摩氯化银沉淀？解析：这是最简单的过量问题。这种题的解题思路是先要选量。选量的目的是确定反应物中过量物质和完全反应的物质。然后以完全反应的物质的量计算有关的量。要从物质的量观点去选量为好，可用物质的量的关系确定完全反应的物质和过量的物质。nNaCl＝)NaCl()NaCl(Mm＝58.5g/molg5.58＝1mol，nAgNO3＝)AgNO()AgNO(33Mm＝170g/molg17＝01mol，由NaCl＋AgNO3＝NaNO3＋AgCl可知：NaCl过量，应以AgNO3计算。nAgCl＝nAgNO3＝01mol答：能生成01mol氯化银沉淀。当然更为简单的方法是比较大小，而不直接算出具体的数字。如：58.5g/molg5.58＞170g/molg17，NaCl过量，应以AgNO3计算。例3：将agH2与bgCl2合成制得HCl气体，将反应所得的混合气体用足量NaOH溶5（13）液充分吸收。求：1剩余气体的质量；2混合气体与NaOH溶液反应所得NaCl的质量。解析：这是属于第二种类型的一般过量讨论题。由于H2与Cl2的量皆已知，因此，反应后就存在三种情况：。完全反应、H2过量，Cl2过量。而反应后生成的HCl与Cl2能与NaOH溶液反应。Cl2＋H2＝2HClHCl＋NaOH＝NaCl＋H2OCl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O讨论：①若氢气与氯气恰好完全反应(或a∶b＝1∶35.5)时，无剩余气体，生成NaCl质量为：117b/71(g)；②若Cl2过量(或a∶b＜1∶35.5＝时，无气体剩余，生成NaCl质量为：58.5(35.5a＋b)/71(g)；③若氢气过量(或a∶b＞1∶35.5)时，剩余气体为：(a－b/35.5)g，生成NaCl质量为：117b/71(g)[过关训练]（第一课时）一、单项选择题1．下列关于氯气的说法不正确的是（）A.尽管氯气的化学性质很活泼，但是干燥的液氯能用钢瓶贮存。B.氯气和液氯是两种不同的物质C.可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气。D.氯气有毒，它曾在战争中被用于制造毒气弹。2．氯仿（CHCl3）可用作麻醉剂，但常因保存不慎而被空气氧化，产生光气：2CHCl3+O2==2HCl+2COCl2（光气）。光气有剧毒，为防止事故发生，用以检验氯仿是否变质的试剂是（）A.澄清石灰水B.硝酸银溶液C.漂白粉溶液D.氢氧化钠溶液3．市售“家用消毒液发生器”是以精盐和自来水为原料，通电时，发生器内的电极板上产生大量的气泡（同时使产生的气体充分与电解液接触），所制得的混合液具有强烈的杀菌能力，且不对人体造成伤害。该发生器配制消毒液所涉及到的化学反应有（）①2NaCl+2H2O==2NaOH+Cl2↑+H2↑②Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O③H2+Cl2＝2HCl④Cl2+H2O＝HCl+HClO⑤2HClO＝2HCl+O2↑A.①④⑤B.①②C.③④⑤D.②③④4．某城市以“液氯泄漏”作为应急预警演习的项目，演习时下列防护措施合理的是（）①及时向上风口和地势较高处转移疏散人群；②及时戴上用浓烧碱溶液湿润过的口罩；③用高压水枪向泄露口附近喷洒稀碱液并设法控制氯气泄漏；④及时戴上用稀纯碱溶液湿润过的口罩；⑤及时用毛巾包裹活性炭捂住口鼻；⑥就近向地下商场转移。A．②③④⑤B．①②④⑤C．①③④⑤D．①③④⑥5．实验室用浓盐酸与MnO2反应制取氯气，其反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。下列有关说法中正确的是（）（气体体积在标准状况下测定）A．若提供0.4molHCl，MnO2不足量，则可制得氯气2.24LB．若提供0.4molHCl，MnO2过量，则可制得氯气2.24LC．若有0.4molHCl参与反应，则可制得氯气2.24LD．若有0.4molHCl被氧化，则可制得氯气2.24L6．已知HCl难溶于CCl4，如下图所示，下列装置中，不适宜于HCl气体尾气吸收的是（）6（13）7．检验氯化氢气体中是否混有Cl2可采用的方法是（）A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥有色布条C.将气将体通入硝酸银溶液D.用湿润的淀粉碘化钾试纸8．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是A．CuCl2B．FeCl2C．FeCl3D．AlCl39．将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中，当日光照射一段时间后，试管中最后剩余气体的体积约占试管容积的()A．1/4B．1/2C．1/3D．2/310．ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂，工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO