氯溴碘有答案.doc

辅导讲义课 题氯、溴、碘及其化合物教学目的1了解氯气及其重要化合物的主要性质及在生产中的应用。2认识氯气及其重要化合物对环境质量的的影响。教学内容【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，均是金属氧化成高价态）如：2NaCl2 2NaCl（产生白烟）CuCl2 CuCl2（产生棕黄色的烟）2Fe3Cl22FeCl3（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2P3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾） 2P5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）与水反应： Cl2H2O = HClHClO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）与某些还原性物质反应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与某些有机物反应CH4Cl2 CH3Cl + HCl（取代反应）CH2=CH2Cl2 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 + 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 一元弱酸，比H2CO3弱 （2）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。（3）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4氯气的制法：加热（1）实验室制法 药品及原理：MnO2 + 4HCl（浓） MnCl2 + 2H2O + Cl2强调：MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应。仪器装置：发生装置-收集装置-吸收装置实验步骤：检密装药固定加热收集收集方法：向上排空气法 （或排饱和食盐水法）净化装置：用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥尾气处理：用碱液吸收通电（2）氯气的工业制法：（氯碱工业）2NaCl + 2H2O 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:加热 NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl (不加热或微热) NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl (加热到500C600C)加热总反应式: 2NaCl + H2SO4 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卤素及化合物的性质比较：氟氯溴碘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2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。3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- （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【实例分析】【例1】 （2010上海卷）向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1，不用填写)：2)整个过程中的还原剂是 。3)把KI换成KBr，则CCl4层变为_色：继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是 。4)加碘盐中含碘量为20mg50mgkg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg，若用Kl与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2 L(标准状况，保留2位小数)。【解析】此题考查氧化还原反应的配平、氧化剂和还原剂、氧化性强弱的判断、化学计算知识。分析反应从开始滴加少许氯水时，其将KI中的I元素氧化成碘单质；等CCl4层变紫色后，再滴加氯水时，其将碘单质进一步氧化成碘酸。1）根据氧化还原反应方程式的配平原则，分析反应中的化合价变化，I元素的化合价从0+5，升高5价，Cl元素的化合价从0-1，降低1价，综合得失电子守恒和质量守恒，可配平出：I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl；2）分析整个过程中化合价升高的都是I元素，还原剂为：KI和I2；3）KI换成KBr时，得到的是溴单质，则其在CCl4中呈红棕色；继续滴加氯水时，颜色不变，可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3，故其氧化性强弱顺序为：HBrO3Cl2HIO3；4）综合写出反应方程式：KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl，根据化学方程式计算，按最小值计算时，1000kg加碘食盐中含碘20g，根据质量守恒，可知：换算成碘酸钾的质量为：33.70g，物质的量为：0.16mol，则需要消耗Cl2的体积为：（20g/127g.mol-1）322.4L/mol=10.58L。解法点拨：守恒定律是自然界最重要的基本定律，是化学科学的基础。在化学反应中，守恒包括原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。任何化学反应在反应前后应遵守电荷或原子守恒。电荷守恒即反应前后阴阳离子所带电荷数必须相等；原子守恒（或称质量守恒），也就是反应前后各元素原子个数相等；得失电子守恒是指在氧化还原反应中，失电子数一定等于得电子数，即得失电子数目保持守恒。比如此题中我们就牢牢抓住了守恒，简化了计算过程，顺利解答。【答案】1）I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl；2）KI、I2；3）红棕、HBrO3Cl2HIO3；4）10.58。【例2】 (江苏省扬州市2010届高三四模)氯碱工业的原料饱和食盐水中含有一定量的铵根离子，在电解时会生成性质极不稳定的三氯化氮，容易引起爆炸。（1）三氯化氮易水解，其水解的最初产物除生成氨气外，另一产物为 。（2）为除去饱和食盐水中的铵根离子，可在碱性条件下通入氯气，反应生成氮气。该反应的离子方程式为 。该工艺选择氯气的优点是 。（答一点即可）（3）过量氯气用Na2S2O3除去，反应中S2O32-被氧化为SO42-。若过量的氯气为10-3 mol/L，则理论上生成的SO42-为 mol/L。（4）生产和实验中广泛采用甲醛法测定样品的含氮量。甲醛和铵根离子的反应如下：4NH4+ + 6HCHO （CH2)6N4H+（一元酸）+ 3H+ + 6H2O实验步骤如下：甲醛中常含有微量甲酸，应先除去。可取甲醛b mL于锥形瓶，加入1滴酚酞，用浓度为C mol/L的NaOH溶液中和，滴定管的初始读数V1 mL，当溶液呈微红色时，滴定管的读数V2 mL。向其中加入饱和食盐水试样a mL，静置1分钟。再加12滴酚酞，再用上述NaOH溶液滴定至微红色，滴定管的读数V3 mL。则饱和食盐水中的含氮量为 mg/L。【答案】（1）HClO （2分）（2）3Cl2 + 2NH4+ 8OH- = N2 + 6Cl- + 8H2O。（2分）利用氯碱工业的产品氯气为原料，就近取材；不引入其他杂质离子。（2分）（3）510-4（2分） （4）14000C(V3V2)/a mg/L （2分）1、卤素单质的氧化性实验项目现象反应方程式氧化性KBr(aq) + CCl4 + Cl2(aq)CCl4层变为橙红色至黄色(Cl2过量)2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2(橙红)Cl2 + Br2 = 2BrCl(黄)Cl2 Br2KI(aq) + CCl4 + Cl2(aq)CCl4层变为紫红至无色(Cl2过量)2KI + Cl2 = 2KCl + I2(紫红)5Cl2 + I2 + 6H2O = 10HCl + 2HIO3(无色)Cl2 I2KI(aq) + CCl4 + Br2(aq)CCl4层变为紫红2KI+ Br2 = 2KBr + I2Br2 I2KBr(aq) + KI(aq) +CCl4 + Cl2(aq)CCl4层先变为紫红后又褪为无色，水溶液pH E (Br2/Br-) = 1.07 V E (I2/I-) = 0.54 V碘水+硫化氢碘水褪色，产生黄色沉淀I2+H2S=2HI+S碘硫化氢碘水+硫代硫酸钠紫红色褪去，变为无色2 Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2 NaI碘硫代硫酸钠实验项目现象反应方程式还原性KI(s) + H2SO4(浓)反应激烈，有紫红色碘蒸气挥发，湿润醋酸铅试纸变黄。8KI(s) + 9H2SO4(浓) = 4I2 + H2S+ 4H2O + 8KHSO4I-具有还原性。KBr(s) + H2SO4(浓)反应激烈，产生无色气体, 溶液中出现红色溴，淀粉碘化钾试纸变蓝。KBr(s) + H2SO4 (浓) = HBr + KHSO42HBr + H2SO4 = Br2 + SO2 + 2H2OBr-具有还原性。NaCl(s) + H2SO4(浓)+氨水反应激烈，产生无色气体，用氨水后有白色浓雾。NaCl + H2SO4 (浓) = HCl + NaHSO4Cl-还原性很弱，不能被浓硫酸氧化。2、卤素离子的还原性卤离子还原性：I- Br- Cl-3、3、卤素含氧酸盐的氧化性实验项目现象解释或反应方程式查表求各电极电势次氯酸盐的氧化性:Ca(ClO)2 + 品红Ca(ClO)2 + HClCa(ClO)2 + H2SO4 + KI-淀粉溶液品红褪色;产生刺激性气味气体,该气体遇KI-淀粉试纸变蓝;溶液变为黄色；品红色素被氧化破坏而褪色;NaClO + 2HCl = Cl2 + H2O + NaClNaClO + H2SO4 + 2KI = I2 + NaCl + H2O + K2SO4EA(HClO /Cl- ) = 1.49VEA(HClO /Cl2 ) = 1.63VEA(Cl2 /Cl- ) = 1.36V氯酸钾的氧化性 (1) KClO3 + 品红(2) KClO3 + HCl(浓)(3) KClO3 + KI +CCl4 + H2SO4(1无反应现象;(2) 产生刺激性气味气体,该气体遇KI-淀粉试纸变蓝;(3) 四氯化碳层变为紫红色。ClO3-的氧化能力比ClO-小。5KClO3 + 6HCl(浓) = 5KCl + 3Cl2 + 3H2O KClO3 + 6KI + H2SO4 = KCl + 3I2 + 3H2O + 3K2SO4查表知各电极电势:EA(ClO3-/Cl2) = 1.47 VEA(ClO3-/Cl-) = 1.45 V碘酸钾的氧化性KIO3 + Na2SO3 KIO3 + Na2SO3 + H2SO4在中性溶液中，KIO3与Na2SO3无反应现象，在酸性溶液中反应生成I2或I-，当IO3过量时，生成I2，当SO2-过量时，生成I-离子。5Na2SO3 + 2KIO3 (过量)+ H2SO4 = I2 + 5Na2SO4 + K2SO4 + H2OEA(IO3-/I2) = 1.20VEA(IO3-/I-) = 1.09VEA(SO42-/SO32-) = 0.172V一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1.（湖北省部分重点高中2010届高三联考）下列有关实验的现象描述正确的是 A氢气在氯气中燃烧，火焰呈苍白色，瓶口出现大量白雾。B磷在氯气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生大量白色烟雾。C铜在氯气中燃烧，产生白烟，加水溶解后可得蓝绿色溶液。D用洁净的铂丝沾取碳酸钾粉末在酒精灯火焰上灼烧，可观察到明亮的紫色火焰。【答案】A2. (湖南省师大附中2010届高三第三次月考)在预防甲型H1N1流感疫情时，防疫部门使用了含氯类消毒剂，其中的氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的45倍，下列有关氯胺（NH2Cl）的说法一定不正确的是A氯胺水解产物最初为NH2OH（羟氨）和HCl B氯胺的消毒原理与漂白粉相似C氯胺中氯的化合价为1D氯胺的电子式为【答案】A3.（吉林省长春市十一中2010届高三上学期期中考试）“84”消毒液在日常生活中被广泛使用。该消毒液无色，PH大于7，对某些有色物质有漂白作用。也可进行环境消毒，预防H1N1流感。你认为它可能的有效成分是 A.SO2 B.KMnO4 C.Na2CO3 D.NaClO【答案】D4下列实验现象描述正确的是 ()A碘水中加入少量裂化汽油振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为紫红色B红热的铜丝在氯气中燃烧，产生了棕黄色的雾C电解氯化钠饱和溶液，将阴极气体产物通入碘化钾淀粉溶液中，溶液变蓝D溴化钠溶液中加入少量新制的氯水振荡，再加入少量四氯化碳溶液振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为橙红色解析：A项碘水与裂化汽油发生加成反应，B项为烟而不是雾，C项阳极产生Cl2.【答案】D5.(2010盐城模拟)下列物质的溶液在空气中长期放置，其pH的变化与图示相符的是()Ca(ClO)2H2SO3氯水NaOH浓HClA B C D【解析】Ca(ClO)2水解呈碱性，H2SO3被氧化为H2SO4，最终变为HCl，呈碱性，不断挥发，pH增大【答案】C6(2009广州测试)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为证明氯水中含Cl，可先加盐酸酸化，再加入AgNO3溶液【解析】A项，电解质必须是化合物；B项，漂白粉是利用强氧化性消毒，而明矾净水是利用Al3水解生成的Al(OH)3胶体吸附杂质；D项加盐酸时引入Cl，干扰实验【答案】C7(2010泰安模拟)氯化溴是由两种卤素互相结合而成的卤素化合物，其化学性质与Cl2相似，能与金属和非金属反应生成卤化物，能与水反应：BrClH2O=HBrOHCl.下列有关BrCl的性质的叙述中不正确的是 ()A是较强的氧化剂B是一种化合物C能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝DBrCl与水反应中，BrCl既是氧化剂又是还原剂【解析】BrCl的化学性质与Cl2相似，应是较强的氧化剂，可氧化KI生成I2，I2遇淀粉变蓝BrCl由两种元素组成，显然属于化合物BrCl分子中，Cl原子吸引电子的能力强，故电子对偏向Cl，使Cl显1价，Br显1价，根据反应BrClH2O=HBrOHCl，BrCl中各元素化合价未变，故此反应不是氧化还原反应【答案】D8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完B图中：生成蓝色的烟C图中：量筒中发生了加成反应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【解析】A项随盐酸浓度变小，不再与MnO2反应，B项产生棕色的烟，C项发生取代反应，D项发生反应：ClClO2H=Cl2H2O.【答案】D9浓盐酸和Ca(ClO)2能发生反应：Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O.用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是 ()CO2HClH2OO2A B C D【解析】贮存很久的漂白粉中有CaCO3，故制得的Cl2中含有CO2、挥发的HCl和水蒸气【答案】A10某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO与ClO的浓度之比为13，则Cl2与NaOH溶液反应时参加反应的Cl2与被氧化的氯气的物质的量之比为 ()A215 B113C31 D51【解析】设ClO和ClO分别为1 mol和3 mol，则被氧化的Cl2为2 mol，再根据电子得失守恒，被还原生成Cl的Cl2共为(135)/28 mol，参加反应的Cl2共8 mol2 mol10 mol.所以选D.【答案】D11将0.03 mol Cl2缓缓通入含0.02 mol H2SO3和0.02 mol HBr的混合溶液中，在此过程溶液的c(H)与Cl2用量的关系示意图是(溶液的体积视为不变) ( )【解析】因还原性H2SO3HBr，氯气先氧化H2SO3.根据Cl2H2SO3H2O=H2SO42HCl知，通入0.02 mol Cl2时，H2SO3全部被氧化，生成0.04 mol H，剩余0.01 mol Cl2，又继续氧化HBr，Cl22HBr=2HClBr2直到0.01 mol Cl2全部消耗，与HBr反应时H不再增多，符合此过程的图象为A.【答案】A12(2010诸城模拟)某学生做如下实验：第一步，在淀粉KI溶液中滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即变蓝；第二步，在上述蓝色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，蓝色逐渐消失下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不正确的是 ()A第一步反应的离子方程式为：ClO2I2H=I2ClH2OB淀粉KI溶液变蓝是因为I被氧化为I2，I2遇淀粉变蓝色C蓝色逐渐消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性D粒子的氧化性由强到弱的顺序是：ClOI2SO【解析】蓝色逐渐消失，原因是I2逐渐被反应掉，即SO被I2氧化为SO，同时I2被还原为I，不能再使淀粉变蓝色【答案】C二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13(10分)目前H1N1甲型流感病毒蔓延，某些疫区为防止疫情流行，需要用大量的消毒剂、漂白剂等对环境进行消毒处理请回答下列问题：(1)某消毒液标签上有如下文字：本品为无色溶液；使用时可加水稀释；可对铁制餐具进行消毒根据上述内容，你认为该消毒液可能是_(填字母)A碘酒 B氯水 C高锰酸钾溶液 D次氯酸钠溶液(2)上述消毒液会吸收空气中的CO2得到一种强氧化性弱酸，该弱酸分解的化学方程式为_.(3)ClO2和Cl2一样，在消毒时氯元素最终都变为Cl.现对某水样进行消毒，消耗ClO2 100 g，若要达到相同的消毒效果，则需消耗_L(标准状况下)Cl2.【解析】(1)A、B、C均有颜色，D项NaClO无色符合题意(2)生成HClO分解生成HCl和O2.(3)100 g ClO2转移的电子数为57.41 mol，需要的Cl2体积为22.4 L/mol82.96 L.【答案】(1)D(2)2HClO2HClO2(3)82.9614(14分)根据下列反应框图填空，已知反应是工业上生产化合物D的反应，反应是实验室鉴定化合物E的反应 (1)单质L是_.(2)化合物B是_.(3)图中除反应以外，还有两个用于工业生产的反应，是_和_(填代号)它们的化学反应方程式分别是_和_.【解析】在中学化学常见的重要反应中，工业上按分解反应类型来生产物质的反应，很容易想到用碳酸钙分解反应制备CaO和CO2；经反应检验E，同时又生成CaCO3，则E为CO2，G为Ca(OH)2，B为H2O；又有反应电解A的水溶液得到三种物质，结合电解原理知，A和H2O中各有一种离子在电极上放电而得到两种单质，又由H可与Ca(OH)2反应生成三种物质，不难联想到工业上制取漂白粉的反应原理2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O，则H为Cl2，A为NaCl，L为H2，反应的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2.【答案】(1)H2(2)H2O(3)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22Ca(OH)22Cl2=Ca(ClO)2CaCl22H2O15(16分)某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题(1)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是_.(2)装置B中盛放的试剂名称为_，作用是_，现象是_.装置D和E中出现的不同现象说明的问题