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卤素1.氯气[氯气的物理性质](1)常温下，氯气为黄绿色气体．加压或降温后液化为液氯，进一步加压或降温则变成固态氯．(2)常温下，氯气可溶于水(1体积水溶解2体积氯气)．(3)氯气有毒并具有强烈的刺激性，吸入少量会引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量则会中毒死亡．因此，实验室闻氯气气味的正确方法为：用手在瓶口轻轻扇动，仅使少量的氯气飘进鼻孔．[氯气的化学性质]画出氯元素的原子结构示意图：氯原子在化学反应中很容易获得1个电子．所以，氯气的化学性质非常活泼，是一种强氧化剂．(1)与金属反应：Cu+C12CuCl2实验现象：铜在氯气中剧烈燃烧，集气瓶中充满了棕黄色的烟．一段时间后，集气瓶内壁附着有棕黄色的固体粉末．向集气瓶内加入少量蒸馏水，棕黄色固体粉末溶解并形成绿色溶液，继续加水，溶液变成蓝色．2Na+Cl22NaCl实验现象：有白烟产生．说明①在点燃或灼热的条件下，金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物．其中，变价金属如(Cu、Fe)与氯气反应时呈现高价态(分别生成CuCl2、FeCl3)．②在常温、常压下，干燥的氯气不能与铁发生反应，故可用钢瓶储存、运输液氯．③“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质．如铜在氯气中燃烧，产生的棕黄色的烟为CuCl2晶体小颗粒；钠在氯气中燃烧，产生的白烟为NaCl晶体小颗粒；等等．(2)与氢气反应．H2+Cl22HCl注意①在不同的条件下，H2与C12均可发生反应，但反应条件不同，反应的现象也不同．点燃时，纯净的H2能在C12中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，反应产生的气体在空气中形成白雾并有小液滴出现；在强光照射下，H2与C12的混合气体发生爆炸．②物质的燃烧不一定要有氧气参加．任何发光、发热的剧烈的化学反应，都属于燃烧．如金属铜、氢气在氯气中燃烧等．③“雾”是小液滴悬浮在空气中形成的物质；“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质．要注意“雾”与“烟”的区别．④H2与Cl2反应生成的HCl气体具有刺激性气味，极易溶于水．HCl的水溶液叫氢氯酸，俗称盐酸．(3)与水反应．C12+H2O＝HCl+HClO离子方程式：Cl2+H2O＝H＋+Cl－+HClO说明①C12与H2O的反应是一个C12的自身氧化还原反应．其中，Cl2既是氧化剂又是还原剂，H2O只作反应物．②在常温下，1体积水能溶解约2体积的氯气，故新制氯水显黄绿色．同时，溶解于水中的部分C12与H2O反应生成HCl和HClO，因此，新制氯水是一种含有三种分子(C12、HClO、H2O)和四种离子(H＋、Cl－、ClO－和水电离产生的少量OH－)的混合物．所以，新制氯水具有下列性质：酸性(H＋)，漂白作用(含HClO)，Cl－的性质，C12的性质．注意：新制氯水的性质及所含离子分子是常考点③新制氯水中含有较多的C12、HClO，久置氯水由于C12不断跟H2O反应和HClO不断分解，使溶液中的C12、HClO逐渐减少、HCl逐渐增多，溶液的pH逐渐减小，最后溶液变成了稀盐酸，溶液的pH＜7．④C12本身没有漂白作用，真正起漂白作用的是C12与H2O反应生成的HClO．所以干燥的C12不能使干燥的有色布条褪色，而混有水蒸气的C12能使干燥布条褪色，或干燥的C12能使湿布条褪色．⑤注意“氯水”与“液氯”的区别，氯水是混合物，液氯是纯净物．(4)与碱反应．常温下，氯气与碱溶液反应的化学方程式的通式为：氯气+可溶碱→金属氯化物+次氯酸盐+水．重要的反应有：C12+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O或Cl2+2OH-＝Cl-+ClO-+H2O该反应用于实验室制C12时，多余Cl2的吸收（尾气吸收）．2Cl2+2Ca(OH)2＝Ca(C1O)2＋CaCl2+2H2O说明①Cl2与石灰乳[Ca(OH)2的悬浊液]或消石灰的反应是工业上生产漂粉精或漂白粉的原理．漂粉精和漂白粉是混合物，其主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2，有效成分是Ca(C1O)2②次氯酸盐比次氯酸稳定．③漂粉精和漂白粉用于漂白时，通常先跟其他酸反应，如：Ca(ClO)2+2HCl＝CaCl2+2HClO④漂粉精和漂白粉露置于潮湿的空气中易变质，所以必须密封保存．有关反应的化学方程式为：Ca(ClO)2+CO2+H2O＝CaCO3↓+2HClO2HClO2HCl+O2↑由此可见，漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用．[氯气的用途]①杀菌消毒；②制盐酸；⑧制漂粉精和漂白粉；④制造氯仿等有机溶剂和各种农药．[次氯酸]①次氯酸(HClO)是一元弱酸(酸性比H2CO3还弱)，属于弱电解质，在新制氯水中主要以HClO分子的形式存在，因此在书写离子方程式时应保留化学式的形式．②HClO不稳定，易分解，光照时分解速率加快．有关的化学方程式为：2HClO＝2H＋+2Cl－+O2↑，因此HClO是一种强氧化剂．③HClO能杀菌．自来水常用氯气杀菌消毒(目前已逐步用C1O2代替)．④HClO能使某些染料和有机色素褪色．因此，将Cl2通入石蕊试液中，试液先变红后褪色．[氯气的实验室制法](1)反应原理：实验室中，利用氧化性比C12强的氧化剂[如MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等]将浓盐酸中的Cl-氧化来制取C12。例如：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+C12↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(2)装置特点：根据反应物MnO2为固体、浓盐酸为液体及反应需要加热的特点，应选用“固+液加热型”的气体发生装置．所需的仪器主要有圆底烧瓶(或蒸馏烧瓶)、分液漏斗、酒精灯、双孔橡胶塞和铁架台(带铁夹、铁圈)等．(3)收集方法：氯气溶于水并跟水反应，且密度比空气大，所以应选用向上排气法收集氯气．此外，氯气在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，故氯气也常用排饱和食盐水的方法收集，以除去混有的HCl气体．因此在实验室中，要制取干燥、纯净的Cl2，常将反应生成的C12依次通过盛有饱和NaCl溶液和浓硫酸的洗气瓶．(4)多余氯气的吸收方法：氯气有毒，多余氯气不能排放到空气中，可使用NaOH溶液等强碱溶液吸收，但不能使用石灰水，因为Ca(OH)2的溶解度较小，不能将多余的氯气完全吸收．(5)应注意的问题：①加热时，要小心地、不停地移动火焰，以控制反应温度．当氯气出来较快时，可暂停加热．要防止加强热，否则会使浓盐酸里的氯化氢气体大量挥发，使制得的氯气不纯而影响实验．②收集氯气时，导气管应插入集气瓶底部附近，这样收集到的氯气中混有的空气较少．③利用浓盐酸与足量的MnO2共热制取C12时，实际产生的C12的体积总是比理论值低．主要原因是：随着反应不断进行，浓盐酸会渐渐变稀，而稀盐酸即使是在加热的条件下也不能与MnO2反应．[Cl-的检验]方法向待检溶液中加入AgNO3溶液，再加入稀HNO3，若产生白色沉淀，则原待检液中含有C1－．注意(1)不能加入盐酸酸化，以防止引入C1－（若酸化可用稀HNO3）．(2)若待检液中同时含有SO42-或SO32-时，则不能用HNO3酸化的AgNO3溶液来检验Cl-，因为生成的Ag2SO4也是不溶于稀HNO3的白色沉淀(SO32-能被HNO3氧化为SO42-)．2．卤族元素[卤族元素]简称卤素．包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)．在自然界中卤素无游离态，都是以化合态的形式存在．[卤素单质的物理性质]颜色状态(常态)熔点、沸点溶解度(水中)密度F2浅黄绿色浅深气体低高降低小大Cl2黄绿色气体部分溶于水，并与水发生不同程度反应Br2深红棕色液体易挥发I2紫黑色固体升华说明(1)实验室里，通常在盛溴的试剂瓶中加水(即“水封”)，以减少溴的挥发．(2)固态物质不经液态而直接变成气态的现象，叫做升华．升华是一种物理变化．利用碘易升华的性质，可用来分离、提纯单质碘．(3)Br2、I2较难溶于水而易溶于如汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中．医疗上用的碘酒，就是碘(溶质)的酒精(溶剂)溶液．利用与水互不相溶的有机溶剂可将Br2、I2从溴水、碘水中提取出来(这个过程叫做萃取)．[卤素单质的化学性质](1)卤素的原子结构及元素性质的相似性、递变性．氟F氯Cl溴Br碘I核电荷数9173553原子结构的相似性最外层上的电子数都是7个卤素化学性质的相似性①氟只有－1价，其余卤素有－l、+1、+3、+5、+7价②单质都具有强氧化性，是强氧化剂③单质均能与H2化合生成卤化氢气体，与金属单质化合生成金属卤化物④单质都能与水、强碱反应，Br2、I2的反应与C12类似原子结构的递变性核电荷数电子层数少多原子半径小大化学性质的递变性原子得电子能力强弱单质的氧化性单质与氢气化合易难单质与水反应剧烈缓慢(微弱)对应阴离子的还原性弱强(2)卤素单质与氢气的反应．F2Cl2Br2I2与H2化合的条件冷、暗点燃或光照500℃持续加热反应情况爆炸强光照射时爆炸缓慢化合缓慢化合，生成的HI同时分解产生卤化氢的稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI(3)卤素单质与水的反应．①2F2+2H2O＝4HF+O2(置换反应)注意：将F2通入某物质的水溶液中，F2先跟H2O反应．如将F2通入NaCl的水溶液中，同样发生上述反应，等等．②X2+H2O=HX+HXO(X＝C1、Br、I)．(4)卤素单质间的置换反应．2NaBr+C12(新制、饱和)=2NaCl+Br22Br-+C12=2C1-+Br2说明加入CCl4并振荡后，液体分层．上层为含有NaCl的水层，无色；下层为溶有Br2的CCl4层，显橙色．2NaI+C12(新制、饱和)＝2NaCl+I22I－+Cl2＝2C1－+I2说明①加入CCl4并振荡后，液体分层．上层为含有NaI的水层，无色；下层为溶有I2的CCl4层，显紫红色．②将反应后的溶液加热蒸干灼烧，生成的I2升华，故残留的固体为NaCl(C12足量时)或NaCl和NaI的混合物(C12不足量时)．2NaI+Br2＝2NaBr+I22I－+Br2＝2Br－+I2说明①加入CCl4并振荡后，液体分层．上层为含有NaBr的水层，无色，下层为溶有I2的CCl4层，显紫红色．②将反应后的溶液加热蒸干灼烧，生成的I2升华，故残留的固体为NaBr(Br2足量时)或NaBr和NaI(Br2不足量时)．F2+NaX(熔融)＝2NaF+X2(X＝C1、Br、I)注意将F2通入含Cl－、Br－或I－的水溶液中，不是发生卤素间的置换反应，而是F2与H2O反应．(5)碘单质(I2)的化学特性．I2+淀粉溶液→蓝色溶液说明①利用碘遇淀粉变蓝的特性，可用来检验I2的存在．②只有单质碘(I2)遇淀粉才显蓝色，其他价态的碘无此性质．例如，向NaI溶液中滴加淀粉，溶液颜色无变化．若再滴加新制氯水，因有I2被置换出来，则此时溶液显蓝色．氟化氢性质①有剧毒的无色气体，极易溶于水。氢氟酸为弱酸(其它氢卤酸均为强酸)。②与SiO2反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O注：此反应为HF的特性，换成HCl则与SiO2不反应。氢氟酸能腐蚀玻璃，用于玻璃刻字。氢氟酸应保存在铅制容器或塑料容器中。(2)制法CaF2+H2SO4(浓)=2HF↑+CaSO4此反应不能在玻璃器皿中进行，为什么？CaF2是萤石的主要成分，它不溶于水，是氟元素的重要资源。[卤化银]AgFAgClAgBrAgI颜色白色白色浅黄色黄色逐渐加深溶解性易溶于水难溶于水，也难溶于稀HNO3感光性见光分解：2AgX2Ag+X2(X＝Cl、Br、I)用途①检验X－：Ag＋+X－＝AgX↓(试剂为AgNO3溶液和稀HNO3)②制作感光材料(常用AgBr)③AgI用于人工降雨[碘的化合物]碘的化合物有KIO3(碘酸钾)、KI等．人体中的碘主要存在于甲状腺内，人体如果缺碘，就会患甲状腺肿症(大脖子病)．为防止碘缺乏病，最为方便、有效的方法就是食用加碘盐，通常加入的是碘酸钾．强调：X-的还原性逐渐增强；HXO4酸性逐渐减弱；HF有剧毒能腐蚀玻璃；HClO有漂白性；HF无感光性；HBrHI有还原性，HBrHI不可用浓硫酸制取