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第一单元氯、溴、碘及其化合物,一 氯气的性质,二 氯气的制法,教材研读,突破一对氯水性质多样性的分析,突破二卤素离子的检验方法,重难突破,突破三从海水中提取物质的思路,一、氯气的性质 1.物理性质 氯气是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化。氯气能溶于水,常温下,1体积水中能溶解约2体积的氯气。水中加NaCl固体,可以降低Cl2在水中的溶解度,可用排饱和食盐水法收集氯气。,教材研读,2.化学性质 氯原子最外层有7个电子,在反应中很容易得到电子,所以氯气是一种很活泼的单质,表现出较强的氧化性。 (1)与金属反应 Cl2+2Na 2NaCl。现象:产生黄色火焰和大量白烟,产 物溶于水,溶液呈无色。 Cl2+Cu CuCl2。现象:产生棕黄色的烟,CuCl2的稀溶 液呈蓝色。,3Cl2+2Fe 2FeCl3。现象:产生棕红色的烟,溶于水溶液呈 黄色。 (2)与非金属反应 Cl2+H2 2HCl 纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,并产生大量的 白雾;H2和Cl2混合后,在强光照射下,能迅速化合而爆炸。 3Cl2+2P 2PCl3Cl2+PCl3 PCl5,磷在氯气中燃烧生成三氯化磷和五氯化磷。由于三氯化磷为液 体,五氯化磷为固体,所以燃烧时产生大量的白色烟雾。 (3)与水反应:化学方程式为Cl2+H2O HCl+HClO。 新制氯水呈黄绿色,含有的微粒有Cl2、H2O、 HClO、H+、Cl-、ClO-和极少量的OH-。,3.次氯酸的性质 (1)弱酸性:酸性比碳酸还弱,Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO。 (2)不稳定性:化学方程式为2HClO 2HCl+O2。氯水久置 后变成稀盐酸,化学方程式为Cl2+H2O HCl+HClO, 2HClO 2HCl+O2。 (3)强氧化性:HClO能氧化许多物质,具有漂白作用。,1.实验室制法 (1)反应原理:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O。随着反应的进行,浓盐酸变成稀盐酸,而稀盐酸与MnO2不能反应。HCl在反应中显还原性和酸性。 (2)氯气的净化:实验室制取的氯气中含有少量HCl气体和水蒸气,可依次用饱和食盐水和浓硫酸除去。 (3)收集方法:用向上排空气法或排饱和食盐水法收集。,二、氯气的制法,(4)验满方法:除用湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉碘化钾试纸外,还可以将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口,如果集满,现象是红色石蕊试纸褪色。 (5)尾气的吸收:用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,化学方程式为 Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。,2.工业制法 电解饱和食盐水生产氯气和烧碱,化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2。,三、卤族元素 1.原子结构:卤族元素包括氟F、氯Cl、溴Br、碘I等元素(写元素名称和元素符号),原子最外层上都有7个电子,容易得到1个电子而呈-1价。,2.存在:卤素在自然界中都以化合态形式存在。,3.保存:液氯用钢瓶储存,氯水应盛放在棕色瓶中。液溴存放时应用水覆盖。漂白粉应密封保存。,4.物理性质 卤素单质的固体是分子晶体,随着核电荷数的递增,相对分子质 量逐渐增大,范德华力逐渐增大,密度逐渐增大, 熔、沸点逐渐升高,颜色逐渐加深。 常温下,氟单质是浅黄绿色气体,氯单质是黄绿色气体,溴 单质是深红棕色液体,碘单质是紫黑色固体。液溴易 挥发,固态碘易升华。卤素单质在水中的溶解度较小,但易 溶于有机溶剂,溴水呈橙黄色,碘水呈淡黄色,Br2的,CCl4溶液呈橙红色,I2的CCl4溶液呈紫红色。,5.制取 从海水中提取溴,通常是将氯气通入提取粗盐后的母液中,将溶 液中的溴离子氧化成溴单质,鼓入热空气或水蒸气 使溴从溶液中挥发出来,冷凝后得到粗溴,精制粗溴可得到高纯度的溴单质。,6.卤族元素氢化物性质的递变性 稳定性由强至弱的顺序为HFHClHBrHI。 沸点由高至低的顺序为HFHIHBrHCl。 还原性由强至弱的顺序为HIHBrHClHF。 水溶液酸性由强至弱的顺序为HIHBrHClHF。,1.在氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论正确的是(B) A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2分子存在 B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在 C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在 D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在,2.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)(B) A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O B.该消毒液的pH约为12:ClO-+H2O HClO+OH- C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒气体Cl2:2H+Cl-+ ClO- Cl2+H2O D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-,HClO+CH3COO-,3.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。,下列说法正确的是(D) A.图中:如果MnO2过量,浓盐酸就可全部被消耗 B.图中:量筒中发生了加成反应 C.图中:发生的反应不是燃烧反应 D.图中:湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸 性,结果有Cl2生成,突破一对氯水性质多样性的分析 氯水在与不同物质发生反应时,表现出成分的复杂性和性质的多样性。,重难突破,典例1氯气对水杀菌消毒体系中起杀菌作用的主要是HClO。25 时氯气氯水体系中存在以下平衡关系: Cl2(g) Cl2(aq)K1=10-1.2 Cl2(aq)+H2O HClO+H+Cl-K2=10-3.4 25 时,将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后向所得饱和氯水中滴加0.1 molL-1的NaOH溶液,溶液pH变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是(),A.用氯气对水杀菌消毒,夏季要比冬季好 B.Cl2(g)+H2O HClO+H+Cl-K=10-4.6 C.图中的变化,两个平衡均向右移动,Cl2(aq)的浓度减小,HClO的浓度增大,D.图中点所示溶液中饱和氯水恰好与NaOH反应,溶质只有NaCl和NaClO,解析A项,温度越高,HClO越不稳定,所以用氯气对水杀菌消毒,冬季比夏季效果好,错误;B项,的总反应为Cl2(g)+H2O HClO+H+Cl-,K =K1K2=10-4.6,正确;C项,的过程中,溶液的pH逐渐减小,时pH最小,说明该过程中Cl2逐渐溶解,时氯水达到饱和,两个平衡均向右移动,Cl2(aq)的浓度逐渐增大,HClO的浓度也逐渐增大,错误;D项,若氯水恰好与NaOH完全反应,此时溶质只有NaCl和NaClO,由于ClO-的水解应该使溶液呈碱性,而图中点处pH=7,说明氯水过量,错误。,答案B,温馨提示氯水成分寻找方法 氯水中存在三个平衡关系: (1)Cl2+H2O HCl+HClO (2)HClO H+ClO- (3)H2O H+OH- 根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在的各种微粒。,1-1向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种,经过振荡,现象如图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是(B) AgNO3溶液NaOH溶液水 A.B. C.D.,解析甲中气体和溶液都为无色,说明不存在Cl2,注入的液体是NaOH溶液;乙中气体为无色且溶液中出现白色浑浊,说明不存在Cl2且溶液中生成了白色沉淀,注入的液体是AgNO3溶液;丙中气体和溶液都呈浅黄绿色,说明存在Cl2,注入的液体是水。,1-2在新制饱和氯水中,若只改变某一条件,下列叙述正确的是(C ) A.再通入少量氯气,减小 B.通入少量SO2,溶液漂白性增强 C.加入少量的碳酸氢钠粉末,pH增大,溶液漂白性增强 D.光照过程中,有气泡冒出,溶液的导电性减弱,解析饱和氯水不能再溶解Cl2,各成分的浓度不变,A错误;SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4,Cl2+H2OH+Cl-+HClO,通入少量SO2,平衡左移, HClO的浓度减小,漂白性减弱,B错误;加入少量NaHCO3粉末,消耗H+,pH增大,使Cl2+H2OH+Cl-+HClO平衡正向移动,HClO的浓度增大,溶液 漂白性增强,C正确;光照过程中,HClO分解生成O2和HCl,溶液中的离子浓度增大,导电性增强,D错误。,突破二卤素离子的检验方法,1.AgNO3溶液沉淀法 未知液,2.置换萃取法 未知液 有机层呈,3.氧化淀粉法检验I- 未知液 蓝色溶液,表明 有I-,典例2下列实验操作、现象和结论均正确的是(B),解析A项,KI-淀粉溶液一般作为指示剂,设计用双氧水滴定淀粉KI溶液无法判定终点,实验不合理,错误;B项,在酸性环境中,KIO3与KI反应生成I2,I2的CCl4溶液呈紫红色,正确;C项,NO2溶于水生成硝酸,硝酸也具有强氧化性,也可使淀粉碘化钾试纸变蓝,错误;D项,加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱,错误。,2-1下列叙述中正确的是(C) A.加碘食盐可用淀粉溶液检验其中的碘 B.某溶液加入氯水后振荡,再加入CCl4振荡,下层显示紫色,说明原溶液中一定含有I- C.某溶液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸,产生淡黄色沉淀,说明原溶液中一定含有Br- D.要除去KBr溶液中混有的Br2,可用酒精萃取除去,解析加碘食盐中加入的是KIO3,KIO3不能使淀粉溶液变蓝,A错误;若原溶液中含有I2,也会产生同样现象,B错误;由于酒精与水互溶,因此不能用酒精萃取KBr溶液中的Br2,D错误。,2-2某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次):a.KI溶液;b.淀粉溶液;c.NaOH溶液;d.稀硫酸;e.氯水。发现溶液颜色按如下顺序变化:无色棕黄色蓝色无色蓝色。下列对此过程进行的分析中错误的是(D) A.加入以上药品的顺序是aebcd B.反应的化学方程式为3I2+6NaOH 5NaI+NaIO3+3H2O C.溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色 D.反应的离子方程式为2I-+Cl2 I2+2Cl-,解析溶液颜色变化:无色棕黄色,说明有碘生成;棕黄色蓝色,说明是淀粉溶液遇碘变蓝色;蓝色无色,说明碘被消耗,反应的化学方程式为3I2+6NaOH 5NaI+NaIO3+3H2O;无色蓝色,说 明又生成了碘,此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还原反应,离子方程式为I+5I-+6H+ 3I2+3H2O。,突破三从海水中提取物质的思路 从海水中提取物质的思路如下图:,特别提醒注意生产过程中的节能减排与使用绿色化学工艺;尽 量做到物质提取过程中生产工艺的简捷。,典例3我国有广阔的海岸线,建设海峡经济区,海水的综合利用大有可为,如图所示为海水综合利用部分流程,有关说法正确的是(),A.上述工艺流程中涉及化合、分解、复分解和置换反应 B.只发生了化学变化,是用电解熔融NaCl制备Cl2 C.涉及的反应均为氧化还原反应,只需要蒸馏即可得到单质Br2 D.中反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O 4H+S+2Br-,解析题述工艺流程中电解熔融氯化钠制取氯气属于分解反应,属于置换反应,上述工艺流程中没有涉及化合、复分解反应,故A错误;只发生了物理变化,是用电解熔融NaCl制备Cl2,故B错误;涉及的反应均为氧化还原反应,故C错误;中反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O 4H+S+2Br-,故D正确。,答案D,3-1从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海水制碘的说法中,不正确的是(A) 干海带 海带灰 悬浊液 滤液含碘水溶液I2的 CCl4溶液 I2 A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌 B.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应 C.在含碘水溶液中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色 D.含碘水溶液中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取、分液”,解析A项,灼烧固体应在坩埚中进行;B项,H2O2能将I-氧化为I2,碘元素发生氧化反应;C项,碘单质遇到淀粉溶液变蓝色;D项,I2在CCl4中的溶解度比在水中大,常用CCl4萃取含碘水溶液中的碘,萃取后分液即得I2的CCl4溶液。,3-2从淡化海水中提取溴的流程如下: 淡化海水低浓度Br2含Br-等的溶液 Br2的浓溶液液溴 下列有关说法不正确的是(C) A.X试剂可以为Na2SO3饱和溶液 B.步骤的离子反应:2Br-+Cl2 2Cl-+Br2 C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L,D.步骤包含萃取、分液和蒸馏,解析Na2SO3+Br2+H2O Na2SO4+2HBr,A项正确;步骤利用氯气的 氧化性比溴单质的强,利用置换反应原理制取Br2,B项正确;反应和反应均用到Cl2,故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气,但未标明氯气所处的温度和压强,C项错误;从浓溴水中提取溴,可利用有机溶剂(如苯)萃取溴,然后分液得到含溴单质的有机溶液,再经蒸馏可得到纯净的溴单质,D项正确。,
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