高考化学基础知识复习课件11《氯、溴、碘及其化合物》

欢迎进入化学课堂 考试说明 中非金属及其化合物物质的组成 性质和分类部分考试内容主要有 常见非金属元素 如H C N O Si S Cl等 单质及其重要化合物的主要性质及应用 常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 等 元素化合物知识在高考命题中占有很重要的地位 从近几年高考试题分析 其传统题型有选择题 填空题 实验题 但越来越趋向于学科内综合 以非金属元素知识为载体 与化学基本概念 基本理论 化学实验联合起来 取材新颖 关注现实生活 工业生产 环境保护 关注科技新成果 关注焦点问题 常作为进行学科间相互综合 相互渗透考查的内容载体 对以上内容高考中主要设计成灵活的选择题 计算题 实验题考查学生对知识的掌握情况 一 氯气的性质和用途1 物理性质通常情况下 氯气是 色有 气味的气体 密度比空气 有毒 易 能溶于水 通常1体积水约溶解2体积氯气 其水溶液称为氯水 闻有毒气体及未知气体气味的方法是 2 化学性质氯原子的原子结构示意图为 从原子的电子排布分析 氯气在化学反应中容易得到电子而表现出很强的 能与多种金属和非金属直接化合 还能与水 碱等化合物反应 黄绿 刺激性 大 液化 用手在瓶口轻轻扇动 仅使极少量气体进入鼻孔 氧化性 1 与金属反应铜与氯气反应的化学方程式 实验现象 瓶内充满 的烟 加少量水 溶液呈 色 铁与氯气反应的化学方程式 注意 液氯保存在 瓶中 说明干燥的Cl2在常温下与Fe 钠与氯气反应的化学方程式 实验现象 钠在氯气中剧烈燃烧 有大量 生成 点燃 Cu Cl2CuCl2 2Fe 3Cl22FeCl3 钢 不反应 2Na Cl22NaCl 白烟 蓝绿 棕黄色 点燃 2 与非金属反应氢气与氯气反应的化学方程式 点燃时现象 H2在Cl2中燃烧发出 色火焰 有白雾 用于工业制盐酸 氢气和氯气混合气体光照时现象 会发生爆炸 3 Cl2与H2O反应将Cl2通入水中 发生的化学反应为 氯水呈黄绿色 说明氯水中存在Cl2 从而说明Cl2与H2O的反应属于 反应 存在 平衡 氯水中有3种分子 它们是 氯水中有4种离子 它们是 次氯酸不稳定 易分解 次氯酸分解的化学方程式为 点燃或光照 H2 Cl22HCl 苍白 Cl2 H2O HCl HClO 可逆 化学 Cl2 H2O HClO H Cl ClO OH 2HClO2HCl O2 光照 4 与碱反应 与烧碱反应的化学方程式 制取漂白粉 漂白粉的主要成分是 有效成分是 漂白粉的漂白原理是 利用酸性 H2CO3 HClO 产生的HClO具有漂白性和强氧化性 由于HClO见光易分解 所以漂白粉需密封保存 Cl2 2NaOHNaCl NaClO H2O 2Cl2 2Ca OH 2CaCl2 Ca ClO 2 2H2O Ca ClO 2 CaCl2 Ca ClO 2 Ca ClO 2 CO2 H2OCaCO3 2HClO 5 跟还原性物质反应 除FeCl3中的FeCl2 苦卤中提取Br2 用淀粉碘化钾试纸检验Cl2 Cl2 SO2按体积比1 1混合后不具有漂白性 用Na2SO3除废水中的氯气 6 跟有机物反应与CH4发生取代反应 与CH2CH2发生加成反应 3 氯气的用途 制漂粉精 消毒 制盐酸 农药 氯仿等 Cl2 2FeCl22FeCl3 Cl2 2NaBr2NaCl Br2 Cl2 2KI2KCl I2 Cl2 SO2 2H2O2HCl H2SO4 Cl2 Na2SO3 H2O2HCl Na2SO4 Cl2 CH4CH3Cl HCl CH2CH2 Cl2CH2ClCH2Cl 二 氯气的制法1 工业制法工业上制Cl2通常是用电解饱和食盐水的方法 方程式是 2 实验室制法 1 原理 实验室制Cl2通常用浓盐酸和MnO2加热的方法 反应的化学方程式是 在反应中MnO2作 浓HCl表现的性质是 2 装置类型 属于 3 收集方法 氧化剂 向上排空气法或排饱和食盐水法 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 还原性和酸性 固 液气体 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 注意 溴和碘在水中溶解度 易溶于 溴易 应密闭保存 存放在试剂瓶中的溴 需要 碘能 三卤族元素1物理性质 升华 在瓶中加一些水 以减少挥发 挥发 有机溶剂 小 2 结构及化学性质 1 卤素原子结构特点 最外层电子数均为 个 易得到1个电子成为最外层8个电子的稳定结构 但由于核电荷数 电子层数 原子半径的不同 从F I原子半径 得电子能力 单质的氧化性 阴离子的还原性 HX的稳定性 2 通性及规律 与金属的反应Fe与Br2反应的化学方程式 2Fe 3Br22FeBr3 Fe与I2反应的化学方程式 Fe I2FeI2 减弱 增强 减弱 减弱 增大 7 b 与H2O反应将Cl2 或Br2 I2 溶于水 反应的化学方程式为 X2代表卤素单质 X2 H2O HX HXO 按Cl2 Br2 I2顺序反应进行的程度依次降低 与非金属反应a 与H2反应 卤族元素单质的氧化能力逐渐减弱 元素的非金属性依次减弱 依次减弱 c 与碱的反应像Cl2一样 其他卤素单质也都能和碱反应 一般情况下生成卤化物和次卤酸盐两种盐和H2O d 非金属间的置换反应写出下列反应的离子方程式 Cl2与KI Br2与KI 这说明F2 Cl2 Br2 I2的氧化性依次减弱 F Cl Br I 还原性依次增强 e 碘的特性 碘遇淀粉变蓝 利用这个性质 可检验I2 I 等 Br2 2I I2 2Br Cl2 2I I2 2Cl 氯气的化学性质 例1 金华二模 已知 KClO3 6HCl 浓 KCl 3Cl2 3H2O 如下图所示 将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置 实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上 并用表面皿盖好 下表中由实验现象得出的结论完全正确的是 D 解释 A项发生反应 2Fe2 Cl22Fe3 2Cl 说明Cl2具有氧化性 把Fe2 氧化成Fe3 Fe3 遇SCN 显红色 B项可能是Cl2与NaOH反应将NaOH消耗 也可能是Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白性 C项是Cl2与H2O反应生成的HCl具有酸性 酸与石蕊反应先变红 随后HClO对石蕊进行漂白 后褪色 D项发生反应 2I Cl2I2 2Cl 说明Cl2具有氧化性 迁移训练1 2010 潍坊质检 下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中 正确的是 A 氯气的水溶液可以导电 说明氯气是电解质B 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C 氯气可以使湿润的有色布条褪色 但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气D 在滴有酚酞的Na2CO3溶液中 加入BaCl2溶液后溶液的红色褪去 说明BaCl2溶液具有酸性 C 解释 电解质必须是化合物 氯气是单质 既不是电解质 也不是非电解质 A选项错误 漂白粉是利用强氧化性杀菌消毒 而明矾净水原理是利用Al3 水解生成的Al OH 3胶体吸附杂质 B选项错误 加入BaCl2生成BaCO3沉淀 浓度变小 水解产生的c OH 变小 酚酞褪色 D选项错误 氯水的成分及性质 例2 氯水的成分中含Cl2 H2O HCl HClO 在与其他物质反应时 有时以Cl2为主 有时以HCl HClO为主 然后Cl2 H2O HCl HClO平衡发生移动 则新制氯水与下列溶液的反应中属于前者的是 NaHS NaOH KI AgNO3A B C D C 解释 项NaHS与氯水中的Cl2发生反应生成S 反应的离子方程式为HS Cl22Cl S H 项中NaOH和氯水中HCl HClO发生中和反应生成对应的盐 项中KI和氯水中的Cl2反应生成I2 属于置换反应 项中AgNO3和氯水中的HCl反应是复分解反应生成AgCl 迁移训练2 绍兴期末 某化学学习与研究小组的成员经过学习得知 溶于水中的Cl2和H2O发生的化学反应是Cl2 H2O HCl HClO 即既有Cl2跟H2O反应生成HCl和HClO 又有HCl跟HClO反应生成Cl2和H2O HClO比Cl2具有更强的氧化性 漂白性 他们为了探究新制备的饱和氯水的组成和性质而进行了科学实验 先观察了氯水的外观性质以后 再用胶头滴管将新制备的饱和氯水逐滴滴入含有酚酞的红色NaOH溶液中 边滴边振荡 并连续观察现象 结果溶液的红色逐渐褪去 得无色溶液 以下的一些问题需要请你来配合回答 1 请写出新制备的饱和氯水中含有氯元素的物质的化学式 2 若不再进行更多的实验 请说明能证明氯水中含有Cl2的主要依据 3 根据预测 实验中溶液红色褪去的原因可能有两种 请用简要的文字说明之 HClO氧化了酚酞 HCl中和了NaOH 氯水显浅黄绿色 Cl2 HCl 或Cl HClO 4 他们又要通过科学实验探究溶液的红色褪去的原因是上述原因中的 还是 在此之前先做了实验方法 步骤的设计和实验现象与结论的理论分析 请你简要说明实验的方法 现象和结论 先取试管内的无色溶液3mL盛于另一支洁净的试管中 再向试管内滴加2滴NaOH溶液 振荡试管 观察现象 若溶液复现红色 则证明溶液红色褪去的原因是 而不是 若溶液仍为无色 则证明溶液红色褪去的原因是 而不是 解释 1 由题中提供的Cl2与H2O反应的化学方程式可知 溶于水中的Cl2 一部分与H2O发生化学反应生成HCl和HClO 另一部分以Cl2的形态溶解于水中 2 氯水因Cl2的存在而显浅黄绿色 氯水显浅黄绿色就是其中含有Cl2的依据 3 溶液的红色是酚酞与NaOH溶液相互作用的结果 若没有酚酞 NaOH溶液呈无色 若没有NaOH 酚酞溶液也呈无色 由 1 中的分析可知 新制的氯水中既含有以显强酸性为主的HCl 又含有以显强氧化性 漂白性 为主的HClO 4 如果是HCl中和了NaOH而使红色褪去 则溶液中还存在酚酞和HClO 故可通过验证酚酞或HClO存在方法来证明之 可以通过连续加NaOH溶液来验证酚酞的存在 氯气的制取及性质实验 例3 如图所示 是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置 其中各试剂瓶装的试剂为B 氢硫酸 C 溴化亚铁溶液 D 碘化钾淀粉溶液 E 混有二氧化硫的氯化钡溶液 F 水 H 紫色石蕊试液 1 A是氯气发生装置 其化学反应方程式是 2 中b瓶内宜加入的液体最好是 关闭 中的活塞 在选取试剂正确且适量的前提下 制取氯气时a中的液面不明显上升 估计可能的原因是 检查原因的简单方法是 怎样检验这一部分装置的气密性 b 下列装置中的现象是B C D E F 5 G装置的硬质玻璃管内盛有炭粉 发生氧化还原反应 其产物为二氧化碳和氯化氢 写出G中的反应的化学方程式 装置F的作用是 6 在H处 紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色 再变为无色 其原因是 7 若将H处的烧杯中的溶液改为澄清的石灰水 反应过程中的现象为 选填标号 A 有白色沉淀B 无现象C 先生成白色沉淀而后消失 8 G处反应完毕后关闭分液漏斗旋塞 移去酒精灯 但由于余热的作用 A处仍有氯气产生 此时应该怎样操作 装置 中的现象是 装置 的作用是 9 若将F中的水换成氢氧化钠溶液 溶液中不但有NaClO还有NaClO3 其物质的量比为2 1 则氧化剂和还原剂的物质的量比为 解释 9 NaClO与NaClO3的物质的量比为2 1 化合价升高总数为1 2 1 5 7 化合价降低总数7 氧化剂的物质的量 1 则氧化剂的物质的量为7 还原剂的物质的量 2 1 3 则两者比值为7 3 答案 1 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 2H2O Cl2 或2NaCl 2H2SO4 浓 MnO2MnSO4 Na2SO4 2H2O Cl2 或6HCl 浓 KClO3KCl 3H2O 3Cl2 2 饱和食盐水装置漏气用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各接口处 漏气则试纸变蓝关闭分液漏斗旋塞和 处活塞 从a中向容器内加饱和食盐水 当a的下端浸入液面下且a中的液面高于b瓶内液面 并长时间不下降 则说明气密性好 5 C 2H2O 2Cl2CO2 4HCl向G中提供反应所需的水蒸气 6 生成的HCl使紫色石蕊试液变红色 剩余的氯气又与水作用生成次氯酸 次氯酸起漂白作用 使红色褪去 7 B 8 关闭 处活塞 处b瓶内液面下降 a中液面上升贮存多余的氯气 9 7 3 迁移训练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 A 图中 如果MnO2过量 浓盐酸就可全部消耗B 图中 试管中发生了加成反应C 图中 生成蓝色的烟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 D 解释 A项浓盐酸与MnO2反应需要较浓的盐酸才可反应 因此盐酸不会因MnO2过量而完全消耗 B项Cl2与CH4发生了取代反应 C项生成CuCl2是棕黄色烟 D项Cl2被NaOH溶液吸收可生成NaCl NaClO 当加入稀H2SO4时 可发生归中反应生成Cl2 卤族元素单质的性质 例4 向NaBr NaI Na2SO3混合液中通入一定量氯气后 将溶液蒸干并充分灼烧 得到固体剩余物质的组成可能是 A NaCl Na2SO4B NaCl NaBr Na2SO4C NaCl Na2SO4 I2D NaCl NaI Na2SO4 AB 解释 向NaBr NaI Na2SO3混合液中通入一定量氯气后 因阴离子的还原性强弱顺序为SO I Br 依次发生如下反应 Na2SO3 Cl2 H2ONa2SO4 2HCl 2NaI Cl22NaCl I2 2NaBr Cl22NaCl Br2 溶液蒸干灼烧过程中 HCl Br2挥发 I2升华 最后得到的固体剩余物质为NaCl NaBr Na2SO4或NaCl Na2SO4 迁移训练4 某溶液中Cl Br I 三者的物质的量之比是2 3 4 通入一定量的氯气 当反应完全后 该比值变为4 3 2 则反应的氯气和原来溶液中的I 的物质的量之比是 A 1 2B 1 3C 1 4D 1 6 C 解释 Cl Br I 中通入Cl2后 Cl2先与I 反应 等反应完全后再与Br 反应 从题目所给结果看 仍有I 存在 说明Br 并未参加反应 则2I Cl22Cl I2214 2 21推得 反应的氯气和原来溶液中的I 的物质的量之比为1 4 卤离子的检验 例5 某钠盐溶液可能含有阴离子 Cl Br I 为鉴定这些离子 分别取少量溶液进行以下实验 已知 Ag2SO4溶于浓度较高的硝酸 测得混合液呈碱性 加HCl后 生成无色无味气体 该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊 加CCl4 滴加少量氯水 振荡后 CCl4层未变色 加BaCl2溶液产生白色沉淀 分离 在沉淀中加入足量盐酸 沉淀不能完全溶解 加HNO3酸化后 再加过量AgNO3 溶液中析出白色沉淀 1 分析上述5个实验 写出每一实验鉴定离子的结论与理由 实验 实验 实验 实验 实验 2 上述5个实验不能确定是否存在的离子是 解释 1 该溶液可能含有的阴离子无OH 因此只能考虑盐类的水解 是弱酸的阴离子 在溶液中可发生水解使溶液呈碱性 所以 可能存在 至少存在其中的一种 这些阴离子中 只有 能与HCl溶液反应 但与HCl溶液反应时生成的SO2为刺激性气体 而所得气体为无色无味 故一定存在 一定不存在 加入少量的氯水后 用CCl4萃取 CCl4层颜色没有改变 说明原溶液中不存在Br I 因二者均会与Cl2反应生成Br2 I2 导致CCl4层出现橙红色或紫色 加入Ba2 后生成的沉淀部分溶解 说明原溶液中有SO 因为SO与Ba2 反应生成不溶于酸的白色沉淀BaSO4 加入AgNO3时 能生成白色沉淀的离子有SO和Cl 但由于已知Ag2SO4能溶解在浓度较高的硝酸中 所以白色沉淀应该为AgCl 故原溶液中含有Cl 2 整个实验过程中都没有涉及NO的鉴定 故NO无法确定其有无 答案 1 和可能存在 因为它们水解显碱性 肯定存在 因产生的气体是CO2 不存在 因为没有刺激性气味的气体产生 Br I 不存在 因为没有溴和碘的颜色出现 存在 因为BaSO4不溶于盐酸 Cl 存在 因与Ag 形成白色沉淀不溶于HNO3 2 下列能够检验出KI中是否含有Br 的实验是 A 加入足量的新制氯水 溶液变色则有Br B 加入酸性KMnO4溶液 观察溶液颜色是否褪去C 加入少量的碘水 再加入CCl4振荡 有机层有色 则有Br D 加入足量FeCl3溶液 用CCl4萃取后 取无色的水层并加入氯水 溶液呈橙色 则含有Br D 解释 A项 在KI中加入足量新制氯水 也会置换出单质碘而使溶液变色 故不能确定是否含有溴离子 B项 溴离子和碘离子均能使高锰酸钾酸性溶液褪色 C项 加入少量的碘水 再加入CCl4振荡 有机层可能是萃取单质碘而显色 并没有溴单质产生 D项 加入足量FeCl3溶液 KI与Fe3 反应产生单质碘 再用CCl4萃取后 取无色的水层并加入氯水 会置换出单质溴而使溶液呈橙色 1 溴化碘 IBr 的化学性质很像卤素的单质 它能与大多数金属 非金属化合生成卤化物 它也能与水发生以下反应 IBr H2OHBr HIO 下列有关IBr的叙述中 不正确的是 A 在很多反应中IBr是强氧化剂B IBr与水反应时既做氧化剂 又做还原剂C IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀D IBr与NaOH溶液反应时 生成NaBr B 解释 此题是一道信息题 题中给出了三点信息 1 溴化碘 IBr 暗示Br呈 1价 I呈 1价 2 IBr性质与卤素单质相似 3 IBr与水反应生成HIO和HBr 由 2 可知 IBr是一种强氧化剂 分析IBr中各元素的化合价 确定碘为 1价 溴为 1价 再结合 3 可知IBr与水的反应不是氧化还原反应 而是复分解反应 因此 A C D正确 B不正确 2 下列说法不正确的是 A 碘易升华 应该密封保存B 液溴应保存在磨口玻璃塞深棕色细口试剂瓶中 并加少量水进行水封C 酒精与水互溶 所以不能用酒精把碘从碘水中萃取出来D 用加热的方法可以将NH4Cl与碘的混合物分离 解释 碘易升华 溴易挥发 应密闭保存 酒精与水互溶 不能用作碘水中碘的萃取剂 故A B C均正确 加热时碘易升华 NH4Cl易分解 故不能用加热的方法分离二者 D错误 D 3 向溴水中加入下列物质 不能使溴水的颜色变为无色的是 A 加入CCl4多次萃取B 加入适量KI溶液C 加入适量的镁粉D 加入适量的K2CO3溶液 解释 能使溴水褪色的物质有 还原性物质H2S SO2 Na2SO3 Mg粉等 促进Br2与H2O反应的物质有NaOH Na2CO3 AgNO3等 有机溶剂的多次萃取也可使溴水几乎无色 与某些有机物反应等 但有的物质虽可与溴水反应 如KI FeCl2等 由于生成有颜色的物质 I2 Fe3 溴水的颜色不会变为无色 B 4 嘉兴二模 某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理 做了如下四组实验 将镁粉投入冷水中 未见任何现象 将镁粉放入溴水中 观察到只是开始时产生极少量的气泡 但溴水的颜色逐渐褪去 将镁粉放入液溴中 未观察到任何明显现象 向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水 观察到溴的红棕色很快褪去 则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是 A 镁粉只能直接与溴水中的溴反应B 水是镁粉与溴发生反应的催化剂C 中产生的极少量气泡是由于镁粉与水反应得到D 镁粉与溴水中的H 发生反应 导致平衡移动使溴水褪色 B 解释 正确答案为B 多数学生选择了D答案 究其根源 主要是受到用平衡移动原理解释氯水变质这一问题的影响 学生只注意到了镁与溶液中H 的反应 而忽略了镁可以和溴反应这一事实 更没有注意到 2 中所述 镁粉与溴水反应时 只是开始时产生极少量气泡 而溴水的颜色逐渐褪去 这一实验事实 这充分说明了学生没有深入地审题 受到了已有知识的干扰 能够举一反三固然是件好事 但用类推方法得出的结论并不是任何时候都正确的 5 标准状况下的H2 Cl2混合气体aL 经光照充分反应后 所得气体恰好使溶液中bmolNaOH完全转化为盐 加热 则a b关系不可能为 A b a 22 4B ba 22 4D b a 11 2 解释 H2 Cl22HCl112HCl NaOHNaCl H2OV H2 V Cl2 1 1 HCl的物质的量 b 0 b V H2 V Cl2 1 1 设H2的物质的量为xmol 0 x 生成的HCl为2xmol 剩余Cl2物质的量为 2x mol D 而剩余的Cl2将发生反应 3Cl2 6NaOH5NaCl NaClO3 3H2O则有2 2x 2x b 化简得x 又0b 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全