08 必修1专题2第一单元氯、溴、碘及其化合物.doc

年 级高一学 科化学版 本苏教版内容标题必修1 专题二 第一单元 氯、溴、碘及其化合物（一）编稿老师于骏【本讲教育信息】一、教学内容氯、溴、碘及其化合物（一）二、考点清单1. 了解从海水中提取氯气的基本原理和方法。2. 掌握电解饱和食盐水的实验的操作。3. 了解氯气的物理性质和用途；4. 掌握氯气与金属、氢气、水、碱等反应的化学性质；5. 从氯的原子结构特点和氯气与金属、氢气、水、碱等的反应了解氯气是一种化学性质非常活泼的非金属。三、全面突破知识点（一）氯气的制法1. 工业制法2NaCl2H2O2NaOHCl2H2氢气和氯气混合后在光照或点燃等情况下易爆炸：H2Cl22HCI，氯气有毒，所以，电解的产物氯气和氢气必须隔离，且要防止氯气泄漏。实验现象及结论（1）阳极产生黄绿色气体、用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近，试纸变蓝色，说明是氯气（2）阴极产生无色气体，收集一小试管靠近酒精灯，会听到清脆的“噗”的爆鸣声，说明是氢气。（3）两极滴加酚酞，阴极变红色。说明阴极有碱生成2. 实验室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）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。（3）收集方法：氯气可以用向上排空气法或排饱和食盐水法收集。（4）尾气吸收：氯气有毒，有毒气体必须加以吸收，防止污染空气。一般用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气：Cl22NaOHNaClNaClOH2O（二）氯气的性质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，即用手在瓶口轻轻扇动，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. 化学性质氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，能与多种金属和非金属直接化合，还能跟许多化合物发生反应，潮湿的氯气还具有漂白性。（1）Cl2与金属反应 2Fe3Cl22FeCl3铁丝在氯气中燃烧，产生棕褐色烟，烟为FeCl3固体，由此可见Cl2的氧化性很强，将Fe氧化成3价。但在常温下，干燥的Cl2不与铁反应，故可用钢瓶贮存、运输液氯。Cl2还可以与活泼金属钠及不活泼金属铜等大多数金属反应。（2）Cl2与非金属反应 Cl2H22HCl说明：纯净的H2在Cl2中可以安静地燃烧，发出苍白色火焰，在瓶口处有白雾生成。H2和Cl2混合后光照或点燃都可能爆炸。工业上制取HCl就是利用H2在Cl2中燃烧来制取的。（3）氯气与水反应氯气溶于水后可得到氯水 Cl2H2OHClHClO新制的氯水中存在Cl2、H2O、HClO、ClO、H+、Cl，主要以Cl2分子形式存在。说明：. 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，氢离子浓度增大。新制的氯水与久置的氯水有区别：（1）颜色变浅至无色 （2）酸性增强 （3）无漂白性. 氯水中加入镁粉发生的反应为MgCl2MgCl2（主要反应）Mg2HClMgCl2H2（为次要反应）。HClO HClO具有强氧化性，不稳定性，漂白性和弱酸性。. HClO不稳定，见光或受热易分解。 2HClO2HClO2. 次氯酸具有强氧化性，可使有机色质褪色，具有漂白性。. 次氯酸具有强氧化性，所以可用氯气对自来水进行消毒。Cl2H2OHClHClO HClO能杀死水中的病毒、病菌。. 次氯酸具有弱酸性，酸性比碳酸酸性弱。说明：次氯酸具有强氧化性，可使有机色质褪色（如品红、石蕊等）可使有机色质褪色氯水久置后失去氧化能力，是因为HClO不稳定，受热、光照易分解。氯水要现用现配，不易久置，暂时性保存要避光、密封。氯气与碱反应 1）2Cl22Ca（OH）2CaCl2Ca（ClO）22H2O工业上利用此反应原理来制备漂白粉。说明：. 漂白粉和漂粉精的有效成分都是Ca（ClO）2. 漂白粉和漂粉精在用于漂白时要放置一段时间或加入一定量的稀盐酸，其目的是增强酸性，产生HClO，因为只有HClO才具有漂白作用。2）与NaOH溶液反应 2NaOHCl2NaClNaClOH2O利用此反应可对制取氯气时产生的尾气进行处理，防止氯气污染空气。（4）氯气与溴化物、碘化物的反应实验内容操作方法实验现象化学方程式1. 氯置换溴将少量氯水滴入试管内的KBr溶液中，用力振荡试管试管内的溶液由无色变为橙色2KBrCl2Br22KCl2. 氯置换碘将少量氯水滴入试管内的KI溶液中，用力振荡试管试管内的溶液由无色变为褐色2KICl2I22KCl3. 溴置换碘将少量溴水滴入试管内的KI溶液中，用力振荡试管试管内的溶液由无色变为褐色2KIBr2I22KBr结论氯能从可溶的溴化物和碘化物水溶液中置换出溴和碘，溴能置换出碘，即氯比溴和碘活泼，溴比碘活泼【典型例题】例1、家用消毒液的发生器是以精盐和自来水为反应物，通电时，发生器的电解槽的极板上产生大量气泡，切断电源后，生成液具有强烈的杀菌消毒能力。与该反应器工作原理直接有关的化学方程式是（ ）A、2NaOH +Cl2 = NaCl + NaClO + H2O B、H2 + Cl2 2HClC、2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 D、2HClO2HCl + O2解析：根据发生器的反应物和反应条件，可以推测在发生器中电解食盐水，C中反应会发生。再根据生成液具有强烈的杀菌消毒能力，结合电解食盐水后的产物可以推断Cl2和NaOH发生作用生成了NaClO，A中反应也会发生。答案：A、C例2、ClO2是一种杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3 +H2C2O4 + H2SO4 2ClO2+ K2SO4 +2CO2+2H2O，下列说法正确的是（ ）A、KClO3在反应中得到电子 B、H2C2O4在反应中被氧化 C、ClO2是氧化产物 D、1mol KClO3参加反应有2mol电子转移解析：本题以氧化还原反应为命题背景，考查学生将基本知识与题给信息相联系的应用能力。由题给信息可知，KClO3中氯元素从+5价降低为+4价，1mol KClO3得到1mol电子，KClO3被还原，得还原产物ClO2；H2C2O4中碳元素从+3价升高到+4价，H2C2O4被氧化。答案：A、B例3、当周围空间不慎有大量氯气溢出时，处在该环境中的人可以用浸有一定浓度某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子，以防中毒，最适宜采用的物质是（ ）A、NaOH B、KI C、NH3H2O D、Na2CO3解析：本题用筛选法求解，消除有毒气体毒性时选用试剂的原则是：选用的试剂应该无毒，没有强烈刺激性和腐蚀性；选用试剂不能与所接触物反应产生有毒物或其它有害物。A、不宜，NaOH虽能吸收Cl2，但它本身有强腐蚀性，会灼伤肌肤。B、不宜，KI溶液吸收了Cl2，但产生的I2仍是有毒的。C、不宜，氨本身有腐蚀性，且容易产生氨气，刺激性很强。D、适宜， Cl2+H2OHCl+HClO，2HCl+Na2CO3 = 2NaCl+CO2+H2O答案：D例4、将13.4克KCl和KBr的混合物，溶于水配成500mL溶液，通入过量的Cl2，反应后将溶液蒸干，得固体11.175克。则原来所配溶液中K、Cl、Br的物质的量之比为（ ）A、321 B、123 C、132 D、231解析：方法一 将溶液蒸干后，Br2挥发，所得的固体是KCl。可利用差量法解题2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2 m2mol 2（8035.5）gn（KBr） 13.4g11.175gn（KBr）= 0.05moln（KCl）=（13.4g0.05mol119gmol1）/ 74.5gmol1=0.1mol所以：n（K）n（Cl）n（Br）= 0.15mol0.1mol0.05mol = 321方法二 在任何电解质溶液中，电荷守恒。即n（Cl）+ n（Br）= n（K）答案：A例5、用KMnO4氧化密度为1.19g/cm3，溶质质量分数为36.5的 HCl. 反应方程式如下：2KMnO4 16HCl 2KCl 2MnCl 2 5Cl 2 8H2O（1）15.8g KMnO4能使多少克HCl发生上述反应？有多少克HCl被氧化？（2）上述产生的Cl 2在标准状况下的体积为多少？解析：（1）n（KMnO4）=15.8g158g/mol=0.1mol2KMnO4 16HCl 2mol 1636.5g0.1mol m（HCl）m（HCl）= 29.2g被氧化的HCl = 29.2g= 18.25g（2）Vm =22.4L / mol2KMnO4 5Cl 2 2mol 5mol22.4L/mol0.1mol V（Cl2）V（Cl2）= 5.6 L答：（1）15.8g KMnO4能使29.2克HCl发生上述反应。有18.25克HCl被氧化（2）则产生的Cl 2在标准状况下的体积为5.6L。例6、较低温度下，氯气通入石灰乳中可制得漂白粉，该反应为放热反应。某校甲、乙两化学研究性学习小组均用200 mL 12 mol/L盐酸与17.4 g MnO2在加热条件下反应制备氯气，并将制备的氯气与过量的石灰乳反应制取漂白粉，用稀NaOH溶液吸收残余的氯气。分析实验结果发现：甲、乙两组制得的漂白粉中的质量明显小于理论值甲组在较高温度下将氯气与过量的石灰乳反应，所制得的产品中Ca（ClO3）2的含量较高。试回答下列问题：上述实验中理论上最多可制得多少克？ 实验中所得到的的质量明显小于理论值，试简要分析其可能原因，并写出可能涉及到的化学方程式。解析：据题意：n（HCl）= 12 mol/L0.2 L = 2.4 mol，n（MnO2）= 17.4 g87 g/mol = 0.2 molMnO2 + 4 HCl（浓） MnCl2 + Cl2+ 2H2On（HCl）n （） = 2.4 mol0.2 mol = 121 41所以浓HCl过量，应根据MnO2计算。根据制备氯气的化学方程式 n（Cl 2）= n（MnO2）= 0.2 mol又因为：2Cl2 + 2Ca（OH）2 = Ca（ClO）2 + CaCl2 + 2H2OnCa（ClO）2 = 1/2 n（Cl2）= 1/20.2 mol = 0.1 molmCa（ClO）2 = 143 g/mol 0.1 mol = 14.3 g 随着反应进行，温度升高，会产生副产物Ca（ClO3）2；6Cl2 + 6Ca（OH）2 5CaCl2 + Ca（ClO3）2 + 6H2OCl2未与石灰乳完全反应，残余Cl2被NaOH溶液吸收Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O答案：上述实验中理论上最多可制得Ca（ClO）2的质量为14.3 g 答案见解析。四、应考锦囊氯气是中学化学中一个典型的，重要的非金属单质。也是高考的热点之一。掌握氯气的有关性质要从：氯气和金属的反应；氯气和非金属的反应；氯气和水的反应；氯气和碱的反应，这几个角度去理解、掌握氯气的有关性质；有关氯气的制法，从反应原理、特点到具体的发生装置、收集装置、净化干燥、验满、尾气处理各部分都必须注意到。通过对氯气的性质及制取的学习，逐步掌握学习元素化合物的一般的方法。五、本讲小结：（一）氯气的生产原理1、电解饱和食盐水实验实验现象结论（1）电极周围均有气泡产生通电后有气体物质生成（2）收集到的气体靠近火焰有爆鸣声。有氢气生成（3）湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。有氯气生成（4）阴极的溶液变红色。有碱性物质生成（NaOH）2、反应原理的化学方程式：（二）氯气的实验室制法：1、主要仪器：2、反应原料：浓盐酸与二氧化锰3、实验原理：4HCl（浓）MnO2MnCl22H2OCl24、发生装置：固体+液体气体5、收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法6、尾气处理：氢氧化钠溶液 2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O7、除杂干燥：饱和食盐水：除HCl 浓硫酸：除水蒸气（三）氯水的成分分子：H2O、Cl2、HClO 离子：H+、Cl（ClO） 久置氯水成分：稀盐酸（四）氯水的性质1、酸性 2、氧化性 3、漂白性 4、不稳定性2HClO 2HCl + O2（五）Cl的检验：试剂：AgNO3溶液和稀硝酸现象：产生白色沉淀（不溶于稀硝酸）结论：溶液中有Cl （六）氯气与碱反应。Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO+ H2O （尾气处理）2Ca（OH）2 + 2Cl2 =Ca（ClO）2 + CaCl2 + 2H2OCa（ClO）2 + CO2 + H2O =CaCO3 + 2HClO 2HClO2HCl + O2漂白粉应密封保存六、超前思维：（溴、碘的提取）1. 溴、碘的物理性质：通常情况下，溴是 色 味，易 ，密度比水 的 体，具有强烈的腐蚀性。碘是 色的 体，易 。溴、碘在水中的溶解度都很 ，但易溶于 、 等有机溶剂。2. 氯、溴、碘单质间的置换填写下表 实验实验现象加入少量CCl4化学方程式氯水与溴化钾溶液氯水与碘化钾溶液溴水与碘化钾溶液归纳结论 。3. 溴的提取：从海水中提取溴，通常是将氯气通入提取 后的母液中，将溶液中的 氧化成 。生成的单质溴仍然溶解在水中，鼓入 或 ，能使 挥发出来，冷凝得到 ，精制粗溴可得到高纯度的溴单质。4. 碘的提取工业流程：海洋中某些植物具有富集碘的能力，如 等。所以从 中提取碘是工业上获取碘的一种途径。 灼烧：将食用干海带 ，烧成海带灰后，自然冷却。浸泡：将灼烧所得海带灰 ，不断搅拌， 氧化：在滤液中加入 ，静置。提纯：将所得溶液进行 、 ，从而得到单质碘。【模拟试题】（答题时间：45分钟）一、选择题（每小题有一个或两个选项符合题意）1、海水中含量最多的离子是（ ）A、钠离子B、氯离子 C、钙离子 D、镁离子2、如图所示，接通直流电源，电解饱和食盐水，一段时间后，在碳棒和铁钉表面都有气体生成，其中碳棒表面生成的气体是（ ）A、Cl2 B、O2 C、H2 D、HCl 3、在实验室中，常用于制取Cl2的药品有（ ）A、MnO2固体 B、浓硝酸 C、浓硫酸 D、浓盐酸*4、用下列两种方法制取氯气：用含氯化氢4mol的浓盐酸与足量的二氧化锰反应用1mol二氧化锰与足量的浓盐酸反应，则所得氯气（ ）A、比多 B、比多 C、一样多 D、无法比较5、为了在实验室制得不含氯化氢的干燥的氯气，正确的净化顺序是（ ）A、第一步通过浓硫酸，第二步通过无水氯化钙 B、第一步通过碱石灰，第二步通过浓硫酸C、第一步通过饱和食盐水， 第二步通过无水氯化钙 D、第一步通过水，第二步通过氧化钙6、实验室收集氯气，可供选择的方法有：向上排空气法；向下排空气法；排饱和食盐水法；排烧碱溶液法；多余氯气通入水中；多余氯气直接排入大气中；多余氯气通入氢氧化钠溶液中；应选用的方法是（ ）A、 B、 C、 D、7、下列气体可使淀粉碘化钾溶液变蓝色的是（ ）A、氯化氢 B、氯气 C、碘蒸气 D、氢气8、下列不能用金属跟氯气直接反应来制取的氯化物是（ ）A、氯化铁 B、氯化亚铁 C、氯化铝 D、氯化铜9、下列化学反应的实验现象结论描述错误的是（ ）A、钠在氯气中燃烧发出黄色火焰，生成氯化钠 B、铁在氯气中燃烧生成棕黄色的烟C、氢气在氯气中燃烧产生蓝色的火焰 D、氢气与氯气混合点燃会爆炸10、为了防止储存氯气的钢瓶被腐蚀，钢瓶在装入氯气前必须（ ）A、在钢瓶中充入稀有气体 B、彻底干燥钢瓶内壁C、用盐酸彻底清洁钢瓶 D、除去钢瓶表层的铁锈11、下列说法正确的是（ ）A、Cl和Cl2都是由氯元素组成的 B、Cl2有毒，Cl也有毒C、Cl的离子半径比Cl的原子半径小 D、Cl2和Cl原子都呈黄绿色12、下列物质属于纯净物的是（ ）A、漂白粉 B、盐酸 C、碘酒 D、液氯13、2.4克某金属和足量的氯气充分反应，所得固体比原金属增重7.1克，若该固体为单一价态的氯化物，则其化学式为（ ）A、NaCl B、MgCl2 C、FeCl3 D、CuCl2*14、将NaCl和NaBr的混合物m g溶于足量水中，配制成500mL溶液A，再向A中通入足量氯气，充分反应后，蒸发溶液至干得晶体（m2）g。则A溶液中Na、C1、Br的物质的量之比肯定不正确的是（ ）A、3：2：1 B、3：1：2 C、4：3：1 D、3：1：4二、填空题： 15、2003年4月重庆市天原化工总厂发生了严重的氯气泄漏和爆炸事故，在此次事故中有9人死亡，3人受伤，15万人紧急疏散。根据你所学知识回答下列问题：（1）氯气为黄绿