第五讲---氯及其重要化合物的性质和应用

1第五讲氯及其重要化合物的性质和应用一、知识梳理（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：氯气是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，均是金属被氧化成高价态）如：①2Na＋Cl2点燃2NaCl（产生白烟）②Cu＋Cl2点燃CuCl2（产生棕黄色的烟）③2Fe＋3Cl2点燃2FeCl3（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＋Cl2点燃2HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸H2＋Cl2光照2HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸②2P＋3Cl2点燃2PCl3（氯气不足，产生白雾）2P＋5Cl2点燃2PCl5（氯气充足，产生白烟）（3）与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO（4）与碱反应：Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）2Cl2＋2Ca(OH)2Ca(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如：①2FeCl2＋Cl22FeCl3②2KI＋Cl22KCl+I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）③SO2＋Cl2＋2H2O2HCl+H2SO4（6）与某些有机物反应如：①CH4＋Cl2光照CH3Cl+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+H2OHCl+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（2）HClO的基本性质②不稳定，2HClO2HCl+O2↑③强氧化性；2④漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。4．氯气的实验室制备氯气的实验室制法：包括四个基本环节即制备（原料、原理、反应发生装置）、净化（除杂、干燥）、收集（收集方法、验满）、尾气处理。（1）原理：2Cl－Cl2↑MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2OMnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O（2）净化：①除杂：用饱和食盐水除氯化氢气体。其中水可吸收除掉氯化氢，而大量食盐存在可以降低氯气在水中的溶解度。②干燥：用浓硫酸除水。（3）收集：①收集方法：向上排空气取气法。②验满：湿润的淀粉KI试纸Cl2+2KII2+2KClI2使淀粉变蓝；或者看颜色。（4）尾气处理：用NaOH溶液。（5）替代制法：MnO2可被KMnO4、KClO3、NaClO等强氧化剂代替，反应常温即可进行；而浓盐酸可以被氯化钠固体和浓硫酸的混合物替代5．氯气的工业制法：（氯碱工业）2NaCl+2H2O电解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+H2SO4NaHSO4+HCl↑(不加热或微热)NaHSO4+NaCl加热Na2SO4+HCl↑(加热到500ºC—600ºC)总反应式：2NaCl+H2SO4加热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．卤族元素包括F、Cl、Br、I、At，位于元素周期表的第VIIA族第2到6周期，随原子序数的递增，呈现出相似性和递变性。2．卤素及化合物的性质比较氟氯溴碘3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3．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。（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。4．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4I黄色沉淀二、课堂精讲例题例题1砹（At）是原子序数最大的卤族元素。砹和砹的化合物最不可能具有的性质是：A．常温下单质是固态，颜色比碘单质深B．HAt是不稳定的弱还原剂C．单质砹易溶于某些有机溶剂D．NaAt溶于水，而AgAt不溶于水搭配课堂训练题题目：甲、乙、丙三种溶液各含一种X-(X-为Cl-、Br-、I-)，甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有()A．Br-、Cl－、I－B．Br－、I－、Cl－C．I－、Br－、Cl－D．Cl－、I－、Br－例题2氰气的分子式为(CN)2，其性质和卤素相似，称为“类卤素”。以下关于(CN)2的叙述中不正确的是A．(CN)2化学性质活泼B．(CN)2不能和NaOH反应C．(CN)2参加反应时常做氧化剂D．(CN)2可以和H2反应搭配课堂训练题题目：1．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＋H2OHBr＋HIO，下列有关IBr的叙述中不正确的是()A．在很多反应中是强氧化剂B．在与水反应时既作氧化剂，又作还原剂C．IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀D．IBr与NaOH反应时，生成NaBr和NaIO2．222(CN)(OCN)(SCN)、、等的性质与卤素单质相似，在化学上被称为“类卤素”，CNOCNSCN、、等的性质与卤素离子相似，称为类卤离子。不同的卤素也可生成卤素互化物，如BrF3。下列关于2(CN)的性质，不像卤素的反应是（）A．在碱溶液中生成CN和OCNB．与卤素反应生成CNClCNBr、等C．可能在空气中燃烧D．可能与银、汞、铅等反应生成难溶盐例题3欲除去液溴中溶解的少量氯气应采用的方法是A．用CCl4萃取B．加入AgNO3溶液C．加入适量KI溶液D．加入适量溴化钠溶液例题4足量的浓硫酸与10g氯化钠和氯化镁的混合物强烈反应，把生成的氯化氢全部被适量水吸收，在所得溶液中加入过量的MnO2，将生成的气体通入碘化钾溶液中得到11.6g碘单质，试计算混合物中氯化钠的质量分数。5搭配课堂训练题题目：碘化钠和氯化钠的混合物10g，跟足量Cl2反应后，经加热、烘干最后得固体6.64g，求混合物中NaCl的质量分数。三、课后自我检测A类题（10道题）：题目：1．下列物质属于纯净物的是（）A．液氯B．碘酒C．漂白粉D．盐酸2．碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因，为解决这一全国性问题，我国已经开始实施“智力工程”，最经济可行的措施是（）A．食盐加碘B．饮用水加碘C．大量食用海带D．注射含碘药剂3．下列化学反应的实验现象描述错误的是（）A．Na在Cl2中燃烧生成白烟B．Cu在Cl2中燃烧生成棕黄色的烟C．红磷在Cl2中燃烧生成白色烟雾D．H2在Cl2中燃烧产生淡蓝色的火焰4．检验稀碘水和稀溴水时，所用的最佳试剂是()A．淀粉溶液B．氯水C．NaOH溶液D．NaBr溶液5．在氯水中加入KI溶液，振荡，再加入CCl4振荡后静置，观察到的现象是()A．液体呈紫色B．液体分两层，上层无色，下层紫色C．液体分两层，上层紫色，下层无色D．液体分两层，上下均为紫色6．下列说法正确的是()A．漂白粉的成分是次氯酸钙B．氟化氢在空气中呈现白雾，这白雾有毒C．KI的水溶液能使淀粉变蓝D．氟气通入水中有HFO生成7．下列物质的保存方法正确的是()A．氢氟酸保存在塑料盖的玻璃瓶中B．氯水保存在棕色细口瓶中C．液溴保存在橡皮塞的玻璃试剂瓶中D．固体碘放在棕色细口瓶中8．氟气是氧化性最强的非金属单质。在加热的条件下，等物质的量的氟气与烧碱完全反应，生成NaF和另一种气体。该气体可能是（）6A．H2B．HFC．O2D．OF29．下列叙述正确的是()A．使用漂白粉时若加少许稀盐酸可增强其漂白性B．液氯有酸性,而氯水也有酸性C．Cl2能氧化有色物质而具漂白性D．Cl－离子比Cl原子活泼10．（1）要除去氯化钠里混有的少量溴化钠和碘，可先将固体混合物，使碘，把碘除去；再将处理过的残渣溶于水，向溶液中先，充分反应后，再加入适量的，分层后进行操作，最后将溶液蒸发结晶，即得纯净的NaCl。（2）盛放溴水的试剂瓶不能用橡胶塞，其原因是；装碘的瓶子不能用铁盖，其原因是________________________________________；不能用自来水配制碘化钾溶液，其原因是___________________________。B类题（10道题）：题目：1．下图中A处通入Cl2，关闭B阀时，C处湿润的红色布条无变化；打开B阀时，C处湿润的红色布条褪色，则D中的溶液是：()A．浓H2SO4B．H2OC．NaOH溶液D．饱和食盐水2．要确认集气瓶中是否集满氯气，正确的操作是()A．将AgNO3溶液滴入集气瓶中,观察是否生成白色沉淀B．用手将湿润的淀粉碘化钾试纸放在集气瓶上方,观察是否变蓝C．将湿润的淀粉碘化钾试纸粘在玻棒一端,伸到集气瓶口附近,观察是否变蓝D．将紫色石蕊液试滴入集气瓶中,观察是否先变红后褪色3．1mol两种卤素单质的混合物与H2在一定条件下完全反应后,生成的卤化氢的平均相对分子质量为38.5，则这两种卤素单质可能是()A．Br2、I2B．Br2、Cl2C．Cl2、F2D．F2、I24．下列各组物质在一定条件下反应，其中生成+3价铁盐的是()A．铁和稀硫酸B.铁和氯化铜溶液C.铁和氯气D.铁和氧气5．溴化碘IBr的化学性质类似卤素单质,它与水反应的化学方程式为()IBr+H2OHBr+HIO，下列关于IBr的叙述不正确的是A．IBr是化合物B．在很多反应中IBr是强氧化剂C．IBr跟水反应时,既是氧化剂又是还原剂D．IBr跟NaOH稀溶液反应生成NaBr和NaIO76．下列说法没有科学性错误的是()A．“白雪牌”漂白精可令所有有色物质黯然失“色”，没有最白，只有更白B．液态氯化氢是100%的盐酸，其氢离子浓度极大C．氯元素有毒，禁入口中D．CaCl2具有吸水性和潮解性，夏日用CaCl2溶液喷洒柏油路，可有效保护路面7．下列变化中，需加入氧化剂才能实现的是()A．Cl－-----Cl2B．4MnO----MnC．NaCl----HClD．24SO----BaSO48