第一章 卤 素
一、考纲要求
1.掌握氯气、氯化氢的性质、用途和实验室制法,继而认识卤素的重要性质,用途和实验室制法。
+2.掌握漂白粉、氯化钠的生产和用途。 3.掌握次氯酸的重要性质。
4.掌握鉴别氯、溴、碘和卤化物的技能。
5.会用化合价变化和电子转移的观点理解氧化、还原、氧化剂、还原剂等概念,并能判断氧化还原反应。
6.掌握卤化氢的性质、用途、制法,掌握溴化银和碘化银的性质和用途。 7.掌握有一种反应物过量的化学方程式的计算。 二、知识结构
1.卤族元素原子结构、单质性质、制法和用途: 元素名称和符号 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I) 原子序数 9 17 35 53 原子 结构示意图 结构 电子式 主要化合价 相同点 不同点 原子半径 阴离子半径 非金属活动性 原子氧化能力 阴离子还原能力 颜色和状态 ·??∶ -1 ·??∶ · ·??∶ ??F??C?r?B??∶ ??I-1,+1,+3,+5,-1,+1,+3,+5 -1,+1,+3,+5 +7 最外层电子数相同,都是7个电子 原子核外电子层数不同,依次增大 ————————递增————————→ ————————递增————————→ ————————递增————————→ ————————递增————————→ ————————递增————————→ 浅黄绿色气体 1.69克/升 黄绿色气体 3.214克/升 红棕色液体易挥发 3.119克/3厘米 紫黑色固体易升华 4. 93克/厘米 3物 密度 理性 质 熔点(℃) 沸点(℃) 水中溶解性 有机溶剂 化学反应` 与金属反应 与H2反应 与磷反应 ————————递增————————→ ————————递增————————→ 分解水 分解溶剂 nX2+2MX2+H2————————递减————————→ ———————溶解性增大—————→ 2MXn 与大多数金属反应 反应快慢F2>Cl2>Br2>I2 2HX 反应剧烈程度 F2>Cl2>Br2>I2 2PX5(X2足量) 2P+3X22PX3(X2不足量) 2P+5X2 现象:白色烟雾 与H2O反应 2H2O+2F24HF+O2 (使水迅速分解) 4NaF+O2+ Cl2+H2O Br2+2H2OHBr I2+H2O H Cl+HclO +HbrO HI+HIO (反应较慢) (反应很慢) (反应不明显) X2+2NaOHNaX+NaXO+H2O (X=Cl,Br,I) X2+2YI2) -与NaOH反应 2F2+4NaOH2H2O 置换反应 制法 分解水 2X+Y2 (Y=Cl,Br,I)置换能力(Cl2>Br2>2NaCl+Br2 Br22KI+Cl22KCl+I2 -2KHF2F22NaCl+2H2O↑+Cl2↑(工业) MnO2+4HCl(浓)2NaOH+H22NaBr+Cl2 ↑+H2↑+2KF 2NaBr+MnO2+3H2SO4Cl2↑+2NaHSO4+MnSO4+2H2O 2NaI+H2SO4+MnO2MnSO4+2NaHSO4+I2+2H2O ↑+MnCl2+2H2O(实验室) 特性F2:能跟氙、Cl2:本身呈黄绿色,氯水与检氡等惰性气常用于杀菌消毒,与AgNO3验: 体反应生成反应生成AgCl白色沉淀 XeF2,KrF2,通入水中产生O2 用提炼铀 途: Br2:与皮肤接触产生疼痛而难治愈,与AgNO3反应生成淡黄色AgBr沉淀 I2:使淀粉溶液变蓝,与AgNO3溶液反应生成黄色AgI沉淀 制盐酸、塑料农药、漂白粉 染料工业、制AgBr制溴化物 碘酒、AgI、碘仿 制碘化物 2.卤化氢的结构、性质、制法和用途 元素名称和符号 HF(氟化氢、HCl(氯化氢、氢氢氟酸) 氯酸) 结构与晶体 直线型分子、直线型分子、分HBr(溴化氢、氢溴 HI(碘化氢、氢碘酸) 酸) 直线型分子、分子晶体 直线型分子、分子晶体 结分子晶体 子晶体 构 键的极性 ———————极性递减—————→ 分子的极性 ———————极性递减—————→ 键能 物稳定性 理熔点、沸点 性质 水溶液酸性 与金属反应 化学性质 与碱性氧化物反应 与碱反应 与AgNO3反应 2+———————递 减—————→ 最稳定 -83.0℃, 19.5℃ 弱酸 盐+H2 盐+H2O 盐+H2O 不反应 2+稳定 -114.6℃, -84.1℃ 强酸 盐+H2 盐+H2O 盐+H2O Ag+ClAgCl↓(白色) 不反应 很弱 2NaCl+H2SO4(浓) +-不太稳定 -88.5℃ -67℃ 强酸 盐+H2 盐+H2O 盐+H2O Ag+Br(淡黄) 不反应 较强 NaBr+H3PO4(浓) +-不太稳定 -50.9℃ -35.0℃ 强酸 盐+H2 盐+H2O 盐+H2O AgBr↓Ag+I色) +-AgI(黄与Ca反应 Ca+2HF +CaF2↓+2H X的还原性 很弱 制CaF2+H2SO4(浓) -不反应 较强 NaI+H3PO4(浓) 法 H2+ F2CaSO4+2HF↑2HF H2+Cl2Na2SO4+2HCl↑2HCl ↑ H2+Br2NaH2PO4+HBr↑H2+I2 NaH2PO4+HIHI(难) 2HBr 用制氢氟酸、工艺业 途 银溶于水 特盐 性 钙不溶于水 盐 检验 制盐酸、H2、氯化物 制氢溴酸、溴化物 制氢 碘酸、碘化物 不溶于水 溶于水 CaF2Ag+Cl(白) 不溶于水 溶于水 AgCl↓Ag+Br(淡黄) 不溶于水 溶于水 AgBr↓Ag+I(黄) Ca+2F↓(白) 2+-+-+-+-AgI↓3.卤化物的性质和制法 项 目 化学性质 跟金属反应 (氧化性) 跟非金属反应(置换反应) 跟碱反应 (复分解反应) 跟酸反应(复分解反应) Fe+CuCl22FeCl3+Cu 制备方法 2AlCl3 2FeCl3 2AlCl3+3H2 FeCl2+H2 2FeCl3+3H2O CuCl2+H2O Cu+FeCl2 金属与卤 2Al+3Cl22Fe Cl2+CuCl2 素反应 2Fe+3Cl22NaBr+Cl22KI+Br22NaCl+Br2 2KBr+I2 2NaCl+ 金属与氢2Al+6HCl卤酸反应 Fe+2HClFe2O3+6HClCuO+2HClMgCl2+2NaOHMg(OH)2↓ CuBr2 +2NaOH+2NaBr CaF2+H2SO4(浓) 金属氧化物与氢卤Cu(OH)2↓ 酸反应 盐与氢卤酸反应 CaCO3+2HClAgNO3+HClCaCl2+H2O+CO2↑ AgCl↓+HNO3 CaSO4+2HF↑ 2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑ 跟盐反应(复分解反应) 分解反应 NaCl+AgNO3+NaNO3 CaCl2+2NaF+2NaCl 2AgBr2AgIAgCl↓CaF2↓盐与卤素反应 MgSO4+BaCl2AgNO3+KBrMgCl2+BaSO4↓ AgBr↓+KNO3 2Ag+Br2 2Ag+I2 碱与氢卤酸反应 NaOH+HClNaCl+H2O Mg(OH)2+2HBrMgBr2+2H2O 4.氯的含氧酸及其钠盐的性质 化合价 酸分子式 酸的强度 热稳定性 氧化性 盐的化学热稳定性 氧化性 式 +1 +3 +5 +7 热稳定性 HclO HClO2 HClO3 HClO4 | 增 | 强 | ↓ | 增 | 强 | ↓ | 减 | 弱 | ↓ NaClO NaClO2 NaClO3 NaClO4 | 增 | 强 | ↓ | 减 | 弱 | ↓ 酸<盐 氧化性 酸>盐 三、知识点、能力点提示 1.次氯酸的性质:
可用来杀菌、消毒、作漂白剂:(氧化漂白) 是一种强氧化剂。 HXO(F除外) 2.漂白粉:
制取:Cl2、消石灰 2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 原因:比次氯酸稳定,易保存 使用:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO 四、能力训练
1.为实现中国在2000年消除碘缺乏病的目标,卫生部规定食盐必须加碘,其中的碘以碘酸
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钾 (KIO3)形式存在。已知在溶液中IO3可和I发生反应:IO3+5I+6H3I2+3H2O,根据此
-反应,可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验,证明在食盐 中存在IO3。可供选用的物质有:①自来水;②蓝色石蕊试纸;③碘化钾淀粉试纸;④ 淀粉;⑤食糖;⑥食醋;⑦白酒。进行上述实验时必须使用的物质是( )
A.①③ B.③⑥ C.②④⑥ D.①②④⑤⑦ 知识点:碘在生理方面的作用。 能力点:解决实际问题的能力。 2.用自来水养金鱼,在将水注入鱼缸之前,常需把水在阳光下曝晒一段时间,其目的是( ) A.增加水中含氧量 B.起到杀菌作用 C.使水中的次氯酸分解 D.使水中的硬度减小 知识点:氯气与水的反应。 能力点:次氯酸的性质。
3.市售“家用消毒液发生器”是以精盐和自来水为原料,通过时发生器内的电极板上产生大量气泡(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,且不致对人体造成伤害,该发生器配制消毒液所涉及到的化学反应有( ) ①2NaCl+2H2O②Cl2+2NaOH③H2+Cl2④Cl2+H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑ NaCl+NaClO+H2O 2HCl HCl+HClO
⑤2HClO2HCl+O2↑
A.①④⑤ B.①② C.③④⑤ D.②③④ 知识点:考查氯气的化学性质
能力点:培养学生的分析鉴别能力和联系实际的能力
4.1995年的诺贝尔化学奖授予了致力研究臭氧层被破坏问题的三位化学家。大气中的臭氧层 可滤除大量的紫外光,保护地球上的生物。氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解,产生Cl原子。Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反应为: O3
??ClO+O2 ClO+O???Cl+O2 O2+O Cl+O3?总反应: 2O33O2
(1)在上述臭氧变为氧气的反应过程中,Cl是( )
A.反应物 B.生成物 C.中间产物 D.催化剂 知识点:催化剂的定义。
能力点:对催化剂的判断能力。 (2)O3和O2是( )
A.同分异构体 B.同系物 C.氧的同素异形体 D.氧的同位素 知识点:同素异形体的定义。 能力点:多个概念的分辨能力。 5.工业上常用氯气给自来水消毒。某学生用自来水配制下列物质的溶液,不会产生明显药品 变质的是( )
A.石蕊 B.硝酸银 C.亚硫酸钠 D.氯化铝 知识点:氯水中的成分。
能力点:氯水中各微粒性质的判断能力。
6.氯气是有毒的,曾被法西斯制成毒气弹用于侵略战争。当这种毒气弹顺风爆炸时,通常可用的防御方法是( )
A.人、畜应躲到低洼的地方 B.人、畜应到较高的地方去 C.人、畜应多饮豆浆和牛乳 D.可用肥皂水或尿浸湿软布蒙面 知识点:氯气的物理性质。
能力点:理论在实际中的应用能力。
7.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+O22HCl+2COCl2(光气),光气有剧毒。为防止事故的发生,用来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 知识点:氯化氢的检验。 能力点:分析问题的能力。
------8.某溶液中的Cl、Br、I的物质的量之比是2∶3∶4,要使溶液中的Cl、Br 、I离子数
-比为4∶3∶2,则通入Cl2的分子数是原溶液中I离子个数的( )
A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/5
---知识点:氯气的氧化性及Cl、Br、I的还原性。 能力点:综合能力。
9.向NaBr、NaI的混合溶液中通入足量Cl2之后加热,将溶液蒸干,并灼烧片刻,最后残留的物质是( )
A.NaCl B.NaCl、NaBr、NaI C.NaBr、NaI D.NaCl、I2 知识点:氯气的氧化性及单质溴、碘的物理性质。 能力点:分析问题的能力。
10.饱和氯水长期放置后,下列微粒在溶液中不减少的是( )
-A.Cl2 B.HclO C.Cl D.H2O 知识点:次氯酸见光易分解及氯气与水的反应 能力点:分析问题的能力
11.工业上制备单质碘的方法之一是从碘酸盐开始的。第一步先用适量的亚硫酸氢盐将碘酸
??I+SO4+H。第二步将第一步得到的酸性碘盐还原成碘化物,离子方程为:IO3+HSO3?化物溶液再跟适量的碘酸盐溶液混合,发生反应析出了碘。试问:(1)第二步发生反应的离子方程式是 。
(2)若要使碘酸盐的利用率最高,碘酸盐在第一步和第二步反应中的用量之比应为 。 知识点:单质碘的制备方法。 能力点:知识的迁移能力。
12.对某宇航员从天外某星球空间取回的样品进行如下实验:①将气体样品溶于水发现其主
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