高三化学第20讲 卤素一轮复习精品学案

1 / 25高三化学第 20 讲 卤素一轮复习精品学案本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址m 贵州省天赋中学 XX 届高三化学一轮复习精品学案第 20 讲卤素1通过实验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生态环境的影响。(一)卤素1分清氯水、溴水的成分，反应时的作用和褪色的原理。氯水中正因为存在可逆反应 cl2+H2oHcl+Hclo，使其成分复杂且随着条件的改变，平衡发生移动，使成分发生动态的变化。当外加不同的反应物时，要正确判断是何种成分参与了反应。氯水中的 Hclo 能使有色物质被氧化而褪色。反之，也有许多物质能使氯水、溴水褪色，发生的变化可属物理变化（如萃取） ，也可属化学变化，如歧化法（加碱液） 、还原法（如 mg、So2 等） 、加成法（加不饱和的有机物）等。值得一提的是有时虽然发生化学变化，但仍生成有色物，如 Br2 与 Fe 或 kI 反应。2 / 252区分清楚萃取和分液的原理、仪器、操作以及适用范围与其他物质分离方法不同。萃取和分液是物质分离的众多方法之一。每一种方法适用于一定的前提。分液适用于分离互不相溶的两种液体，而萃取是根据一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解性有很大差异从而达到提取的目的。一般萃取和分液结合使用。其中萃取剂的合理选择、分液漏斗的正确使用、与过滤或蒸馏等分离方法的明确区分等是此类命题的重点和解决问题的关键。命题以选择何种合适的萃取剂、萃取后呈何现象、上下层如何分离等形式出现。解题关键是抓住适宜萃取剂的条件、液体是否分层及分层后上下层位置的决定因素。分液操作时注意“先下后上、下流上倒”的顺序。为确保液体顺利流出，一定要打开上部塞子或使瓶塞与瓶颈处的小孔或小槽对齐，与大气相通。第 1 课时氯及其化合物一、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：氯气的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3 / 25价态）如：2Nacl22Nacl（产生白烟）cucl2cucl2（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）（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4 / 25于氯气的检验）So2cl22H2o=2Hcl+H2So4（6）与某些有机物反应如：cH4cl2cH3cl+Hcl（取代反应）cH2=cH2cl2cH2clcH2cl（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5 / 254氯气的制法（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（2）氯气的工业制法：（氯碱工业）2Nacl+2H2o2NaoH+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:Nacl+H2So4=NaHSo4+Hcl(不加热或微热)NaHSo4+NaclNa2So4+Hcl(加热到 500c600c)总反应式:2Nacl+H2So4Na2So4+2Hcl6 / 25(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)【例 1】 （XX 上海卷）右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是A烧瓶中立即出现白烟B烧瓶中立即出现红棕色c烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性D烧杯中的溶液是为了吸收有害气体答案：B解析：此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。分析装置图，可知氨气和氯气接触时发生反应：4NH3+6cl2=2NH4cl+4Hcl+N2，烧瓶中出现白烟，A 对；不能出现红棕色气体，B 错；该反应中氨气中的氮元素化合价升高，表现还原性，c 对；烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体，D 对。知识归纳：对某种元素来讲，其处于最高价时，只有氧化性；处于最低价时，只有还原性；中间价态，则既有氧化性又有还原性。故此对同一种元素可以依据价态判断，7 / 25一般来讲，价态越高时，其氧化性就越强；价态越低时，其还原性就越强；此题中氨气中的氮元素处于最低价，只有还原性。【例 2】 （XX 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，若庄 kl 与 cl2 反应制 kIo3，至少需要消耗 cl2L(标准状况，保留 2 位小数)。答案：1）I2+5cl2+6H2o2HIo3+10Hcl；2）kI、I2；3）红棕、HBro3HIo3；4） 。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 ccl48 / 25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：HBro3HIo3；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：，物质的量为：，则需要消耗 cl2 的体积为：（20g/）3/mol=。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，9 / 25顺利解答。【例 3】 （XX 全国卷13）含有 amolFeBr2 的溶液中，通入 xmolcl2。下列各项为通 cl2 过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是（）Ax，2Fe2+cl22Fe3+2cl-Bx，2Br+cl2Br2+2clcx=a，2Fe2+2Br+2cl2Br2+2Fe3+4clDx=，2Fe2+4Br+3cl22Br2+2Fe3+6cl答案 B解析由于 Fe2的还原性强于 Br，故根据氧化还原反应的先后顺序知，cl2 先氧化Fe2,然后再氧化Br。2Fe2+cl22Fe3+2cl,2Br+cl2Br2+2cl，2FeBr2+3cl22Fecl3+2Br2。当 x/a时，cl2 仅氧化 Fe2，故 A 项正确。当 x/a时,Fe2和 Br合部被氧化，D 项正确；当介于两者之间时，则要分步书写方程式，然后进行叠加得总反应。如 B 项，当 x=时，cl2 刚好把 Fe2全部氧化，而当 x=，显然 cl2 还要氧化 Br，而选项中没有表示，故错。第 2 课时卤族元素卤族元素10 / 251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。11 / 25（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：cl2Br-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12 / 25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【例 1】 （XX 四川理综卷）(16 分)碘被称为“智力元素” ，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(kIo3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题：(1)碘是(填颜色)固体物质，实验室常用方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2+6koH=5kI+kIo3+3H2o，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。13 / 25电解时，阳极上发生反应的电极反应式为；阴极上观察到的实验现象是。(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有 I。请设计一个检验电解液中是否有 I的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。实验方法实验现象及结论(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤的操作名称是，步骤的操作名称是。步骤洗涤晶体的目的是。答案：（1）紫黑色升华（2）有气泡产生（3）14 / 25实验方法实验现象及结论取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。如果不变蓝，说明无。 （如果变蓝，说明有。 ）（4）冷却结晶干燥洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质解析：（1）考查物质的物理性质，较容易。 （2）阳极发生氧化反应失电子。阴极区加入氢氧化钾溶液，电解氢氧化钾实质是电解水。 （3）考查 I-的检验此题借助与碘单质遇淀粉变蓝色这一特性，要设法将碘离子转化为碘单质。（4）考查实验的基本操作。要求考生对整个流程分析透彻。【例 2】(XX 天津卷，3)下列实验设计和结论相符的是（）A.将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性c.某无色溶液中加 Ba(No3)2 溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有 So42-D.在含 Fecl2 杂质的 Fecl3 溶液中通足量 cl2 后，充分加热，除去过量的 cl2,即可得到较纯净的 Fecl3 溶液15 / 25答案 B解析 A 项，乙醇不可以作为萃取剂，错；B 项，石蕊变蓝，则肯定为碱性，正确。c 项，若原溶液中含有 So32，生成 BaSo3，再加入Hcl，则与溶液的 No3结合，相当于 HNo3，则可以氧化BaSo3 至 BaSo4，沉淀不溶解，故错；D 项，加热时，Fecl3 会水解，错。【例 3】 （XX 江苏卷 14）I2 在 kI 溶液中存在下列平衡：某 I2、 、kI 混合溶液中，的物质的量浓度 c()与温度 T 的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态） 。下列说法正确的是（）A反应的H0B若温度为，反应的平衡常数分别为c若反应进行到状态 D 时，一定有D状态 A 与状态 B 相比，状态 A 的 c(I2)大答案 Bc解析随着温度的不断升高，的浓度逐渐的减小，说明反应向逆方向移动，也就意味着该反应是放热反应，所以，所以 A 项错；因为， ，所以当温度升高时，反应向逆方向移动，即；c16 / 25项，从图中可以看出 D 点并没有达到平衡状态，所以它要向 A 点移动，这时的浓度在增加，所以，c 项正确；D 项，从状态 A 到状态 B，的浓度在减小，那么的浓度就在增加。卤素单元测试一、选择题（只有一个合理答案）1市售“家用消毒液发生器”是以精盐和自来水为原料，通电时，发生器内的电极板上产生大量的气泡（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（）2Nacl+2H2o=2NaoH+cl2+H2cl2+2NaoHNacl+Naclo+H2oH2+cl22Hclcl2+H2oHcl+Hclo2Hclo2Hcl+o2A.B.c.D.2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()A1/4B1/2c1/3D2/33下列物质加入溴水，经振荡，不因发生化学反应而使溴水褪色的是（）17 / 25ANa2SBNaoHc甲苯 D裂化汽油4有关卤素的说法正确的是（）A卤素是典型的非金属元素其单质只具有氧化性而无还原性.B卤素单质的熔点随相对分子质量的增大而升高.c卤化银都不溶于水，也不溶于稀硝酸.D卤化氢的水溶液都是强酸5F2 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()AH2BHFcoF2Do2二、选择题（有 12 个合理答案）6下列离子方程式正确的是（）A氯气与水反应：cl2H2o2HclcloB氯气与氢氧化钠溶液反应：cl22oHclcloH2oc向留有残氯(cl2)的水中加一定量的 FeSo4，以除去水中的 cl2：Fe2+cl22clFe3+D漂白粉溶液中通入少量二氧化碳气体：ca22cloH2oco2caco32Hclo7已知 cl2 与 Br、I可发生反应：cl2+2I=I2+2cl、cl2+2Br=Br2+2cl，且 Br、I18 / 25的还原性强弱顺序为：IBr。某溶液中 cl、Br、I的物质的量依次为、 、 ，欲使其 cl、Br、I的物质的量比为111，需通入 cl2，那么通入 cl2 的物质的量是原溶液中 I物质的量的（）A1/2B1/3c2/3D1/68.液氯和氨的反应同氯气与水的反应类似，则氯气通入液氨中，产物可能有（）9下列反应属于氧化还原反应的是（）A.漂白粉吸收空气中的二氧化碳 B.用萤石和浓硫酸制取氟化氢c.氯水使有色布条褪色D.黑白照片的底片在相机里曝光时的反应10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石蕊试剂 B硝酸银 c氢氧化钠 D氯化铝11氯水不稳定，因为氯水中存在如下平衡：cl2+H2oHcl+Hclo，下列措施会降低氯水的稳定性的是（）A通入少量 H2S 气体 B加入少量小苏打 c通入少量Hcl 气体 D增大氯水浓度12某无色气体可能含 Hcl、HBr、So2、co2 中的一种或19 / 25几种。将该气体通入到适量氯水中，恰好完全反应，不再剩余气体。将所得到的无色溶液冷媒装在两支试管中，分别加入酸化的 AgNo3 溶液、酸化的 Bacl2 溶液，均产生白色沉淀。则下列判断正确的是A原气体中一定有 So2，一定没有 HBrB原气体中可能有 So2c原气体中一定有 HclD不能确定有无 Hcl，但一定没有 co213砹(At)是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是（）AHAt 很稳定 BAgAt 不溶于水 c砹是有色固体DHAt 溶液为强酸三、实验题14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：_。15由于用氯气对饮用水消毒，会使水中的有机物发生氯化，生成有机含氯化合物于人体有害，世界环保联盟即20 / 25将全面禁止这种消毒方法。建议采用广谱性具有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯(clo2)。clo2 极易爆炸，生产和使用时尽量用惰性气体稀释，避免光照、震动或加热。(1)在 clo2 中，所有原子是否都满足 8 电子结构?_(填“是”或“否”)。(2)欧洲一些国家用 Naclo3 氧化浓盐酸来制取 clo2，同时有 cl2 生成，且 cl2 的体积为 clo2 的一半。这一反应的化学方程式是_。(3)浓盐酸在上述反应中显示出来的性质是_(填写编号)。A.只有还原性 B.还原性和酸性 c.只有氧化性 D.氧化性和酸性(4)若上述反应产生，转移电子的物质的量为_mol。(5)clo2 为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率(以单位质量得到电子数表示)是 cl2 的_倍。(6)我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠(Naclo2)的柱内制得 clo2，表示这一反应的化学方程式是_。和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是_。16.图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装21 / 25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 Hcl。试写出 D 中反应的化学方程式：。装置 c 的作用是。（3）在 E 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。（4）若将 E 处烧杯中溶液改为澄清石灰水，反应过程现象为。（选填标号） （A）有白色沉淀生成（B）无现象（c）先生成白色沉淀，而后白色沉淀消失（5）D 处反应完毕后，关闭旋塞 k，移去酒精灯，但由于余热的作用，A 处仍有 cl2 产生，此时 B 中的现象是，B的作用是。四、无机题17下图表示的是有关物质 Ay 的转化关系，其中反应除生成 A 之外，还生成一种相对分子质量为 174 的物质。回答下列问题：22 / 25(1)写出反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目:_(2)写出反应的化学方程式：_(3)取液体 F3mL 盛在试管中，向该试管中加入 6mL 苯，用力振荡试管后静置，可观察到的现象是_(4)将沉淀 y 放在日光下晒，可观察到的现象是:_18多原子分子、 、的性质与卤素单质相似，故称它们为类卤人物化合物，它们可以生成酸和盐，见下表：（表中代表、l、r、I）卤素氰硫氰“单质”酸盐23 / 25在表中