卤族元素教案.doc

_卤素及其化合物一、氯气的性质及用途1物理性质：通常情况下氯气是呈黄绿色的气体，有刺激性气味，有毒易液化，能溶于水（在常温下1体积水约溶解2体积的氯气）。注意：氯气使人中毒的症状是：吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量的氯气会中毒死亡。在实验室里闻氯气气味时，必须十分小心，采用正确的闻气味方法，即用于在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔。在实验室中闻其他气体的气味时，也应采用这种方法。2化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。（1）与金属反应如：2NaCl2 2NaCl（产生白烟） CuCl2 CuCl2（产生棕黄色的烟）2Fe3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）说明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)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“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）与非金属反应如：H2Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）可用于工业制盐酸 H2Cl22HCl（会发生爆炸）不可用于工业制盐酸注意 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“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H2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2P3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）2P5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）（3）与水反应：Cl2H2O = HClHClO（4）与碱反应Cl22NaOH = NaClNaClOH2O（用于除去多余的氯气）2Cl22Ca(OH)2 = Ca(ClO)2CaCl22H2O（用于制漂粉精）Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO（漂粉精的漂白原理）说明Cl2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)2次氯酸盐比次氯酸稳定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+2HClCaCl2+2HClO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+ 2HClO 2HClO2HCl + O2由此可见，漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用（5）与某些还原性物质反应如：2FeCl2Cl2 = 2FeCl32KICl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）SO2Cl22H2O = 2HCl + H2SO4（6）与某些有机物反应如：CH4Cl2 CH3Cl + HCl（取代反应）CH2=CH2Cl2 CH2ClCH2Cl（加成反应）二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 + H2O = HCl + 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(2)氯水显酸性，放置一段时间后酸性增强，其原因是Cl2H2OHClHClO2HClO2HClO2使氯气转化为盐酸，氢离子深度增大。 新制的氯水与久置的氯水有区别：(1)颜色变浅至无色 (2)酸性变大注意: C12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能使湿布条褪色注意“氯水”与“液氯”的区别，氯水是混合物，液氯是纯净物 一元弱酸，比H2CO3弱 (3) HClO的基本性质 不稳定，2HClO = 2HCl + O2 强氧化性； 漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。（4）几种漂白剂的比较漂白剂HClONa2O2（H2O2）SO2活性炭漂白原理氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附漂白品红溶液褪色褪色褪色褪色紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色稳定性稳定稳定不稳定三氯气的制法利用氧化性比氯气强的氧化剂，如MnO2、KMnO4、KClO3等，将Cl氧化成Cl2。（1）反应原理：MnO24HCl（浓）MnCl2Cl22H2O(2)实验步骤：检密装药固定加热收集(3)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(4)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（5）除杂气体：制得的氯气中有氯化氢杂质，常用饱和食盐水洗气。有时要制得干燥的氯气，可以用浓硫酸洗气来除去水蒸气。(6)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(7)应注意的问题：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反应通电（8）氯气的工业制法：（氯碱工业）2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2四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)五、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1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)2卤素单质的化学性(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氟只有1价，其余卤素有l、+1、+3、+5、+7价单质都具有强氧化性，是强氧化剂单质均能与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 （1）X2 + 金属 氧化性：F2 Cl2 Br2 I2（2递变性 还原性：I Br Cl F X2 + H2 稳定性：HF HCl HBr HI （2）X2置换能力: Cl2 Br2 I2 (F2 除外)(3)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HFHClHBrHI3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：Cl2 Br2 I2； 还原性：I- Br- Cl- 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（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 I- 黄色沉淀卤化银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：2AgX 2Ag + X2 (XCl、Br、I)用 途检验X：Ag + XAgX(试剂为AgNO3溶液和稀HNO3)制作感光材料(常用AgBr) AgI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六 练习类型一：氯气1下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是A. CuCl2B. FeCl2C. FeCl3D AlCl32为防止贮存液氯的钢瓶被腐蚀，装氯气之前钢瓶必须 ( ) A充入稀有气体B. 除去铁锈C 彻底干燥D. 放入铁粉3 检验氯化氢气体中是否混有氯气，可采用的方法是( ) A用干燥的蓝色石蕊试纸B. 用干燥的有色布条C将气体通入硝酸银溶液D 用湿润的淀粉碘化钾试纸4为防止吸进氯气中毒,可以用浸有某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子。该物质可以是() ANaOHB Na2CO3C. NH3D. Na2SO35欲除去氯气中少量的氯化氢气体，可选用的试剂是 （ ） A氢氧化钠溶液B. 硝酸银溶液 C 饱和食盐水 D. 饱和碳酸钠溶液6用1mol MnO2和含HCl为4mol的浓盐酸充分反应（共热），在不考虑HCl挥发的情况下，得到的氯气的物质的量 （ ） A等于2molB. 等于1mol C. 小于1molD. 大于2mol类型二：氯水7将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中，当日光照射一段时间后，试管中最后剩余气体的体积约占试管容积的( )A1/4B1/2C1/3D2/38 氯水的漂白作用是通过 ( ) A中和作用B. 氧化作用C. 漂白粉分解D. 还原作用9漂白粉在空气中容易失效的原因是( ) A次氯酸不稳定，易分解B. 氯化钙易潮解CCa(ClO)2易与盐酸反应D. Ca(ClO)2易与空气中的CO2和H2O反应10关于氯水的叙述正确的是( ) A氯水中只含CL2和H2O分子 B. 新制氯水可使红色石蕊试纸先变蓝后褪色C光照氯水有汽泡冒出，该气体是Cl2 D. 氯水放置数天后,pH值变小,几乎无漂白性11下列褪色过程不是因为氧化还原反应而褪色的是( ) ASO2气体通入到溴水中使溴水褪色B氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，加入NaOH后不变红C乙二酸能洗去溅在布条上的蓝墨水D在含有碘单质的淀粉溶液中，加入KOH溶液后蓝色褪去12为了从新制的氯水中制得高浓度的HCLO，可向氯水中加入的试剂是（ ） ANa2CO3B. H2SO4C. CaCO3D. Ca(OH)2类型三卤族元素13不能将溴水、碘水中的溴、碘萃取出来的溶剂是（ ）A四氯化碳 B直馏汽油 C酒精 D苯14能用加热方法除去下列物质中括号内的杂质的是（ ）AKClO3（MnO2） BNa2CO3（NaHCO3） CNaCl（KCl） DKI（I2）15.氟化氢水溶液叫氢氟酸，它应贮存在（ ）A玻璃瓶中 B铅容器中 C瓷瓶中 D塑料瓶中综合16F2是氧化性最强的非金属单质，物质的量相等的F2跟烧碱完全反应，生成NaF、H2O和另一种气体，该气体是下列中的( ) AH2 B HF COF2 DO217用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，当滴到最后一滴时红色突然褪去。试回答下列问题：（1）产生上述现象的原因可能有两种：是由于 ；是由于 。（2）简述怎样用实验证明红色褪去原因是或者：_。18. 图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置：（1）A是氯气发生装置，其中的化学反应方程为 （2）实验开始时，先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处酒精灯，连接上E装置。Cl2通过C瓶后再进入D。D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CO2和HC