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文档简介
非金属元素及其化合物:氯及其化合物卤素
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核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、归纳重点
考点1氯气及含氯化合物的结构与性质★★☆☆☆
考点2卤族元
(星级越高,重要程度越高)
W真题挑战场:感知真题,检验成果,考点追溯
考点1氯气及含氯化合物的结构与性质
知识点一氯原子的结构和氯气分子的结构
1.氯原子与氯离子的结构示意图
2.氯气分子的电子式和结构式
电子式::0:口:,结构式:ci-a,是非极性(填“极性”或“非极性”)分子,属于分子晶体。
知识点二氯气的物理性质
氯气是具有刺激性气味的黄绿色有毒气体,密度比空气大,常温常压下,1体积水能溶解约2体积Cb。
知识点三氧气的化学性质
1.氯气的氧化性
(1)与金属反应
2Fe+3Cb^^=2FeCh;
Cu+Cb^^CuCl2o
注意:Cb的氧化性强,与变价金属反应生成高价态的金属氯化物。
⑵与H2反应
_占燃
①H2+CI2生-2HC1(用于工业制盐酸)
现象:苍白色火焰,瓶口有白雾。
②H2+CI2金%2HC1(易发生爆炸)
⑶与P反应
点燃点燃
2P+3C12^=2PC13>PC13+C12^^PC15
(4)与还原性物质反应(完成化学或离子方程式)
CI2+2NaBr=2NaCl+Br?;
C19+2KI=2KC1+I2;
(检验Cl2:Cb能使使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)
Cb+2Fe2+=2Fe3++2CP;
CI2+SO2+2H2O=H2SOW+2HC1(或SO/+2C「+4H:+);
ch+soT+均。=2任1+2cr+soy;
Cl2+H,S=2HC1+SI(或2H++2C1+SJ)(氧化性:C12>S)
CL+HQ,=2HC1+C)2(或2H++2C1+0?);
3Cb+8NH^=N2+6NH4CI
(检验输氯管道是否发生泄漏)。
2.氯气的歧化反应(Ch既显氧化性又显还原性)
(1)与水反应
化学方程式:Cl?+H?O□□HC1+HC1O
(离子方程式:C1?+出。□□»:++OF+HC1O)。
(2)与碱反应
①与NaOH反应(写化学方程式,下同):
Cb+2Na0H=NaCl+NaC10+H9
(吸收尾气或制漂白液)。
②与Ca(OH)2反应:2C1?+2Ca(OH”=CaCl?+Ca(ClO)2+2H20(工业制漂白粉或漂粉精)。
【考法归纳】
(1)次氯酸(HC1O,结构式为H—O—CL电子式为±21fL)
①HC1O具有不稳定性,见光易分解:2HC1O^B=2HC1+C)2t,久置的氯水会变成稀盐酸。
②HC1O具有较强氧化性:作杀菌消毒剂、漂白剂。干燥的氯气不具有漂白性。
③HC1O是弱酸,酸性比碳酸襄(填“强”或“弱”)。
(2)NaC10
①NaClO(ClCT)具有强氧化性,能杀菌消毒,可以漂白棉、麻、纸张等。
②“84”消毒液(有效成分是NaClO)与洁厕灵(有效成分是HC1)混合立即会产生氯气,其离子方程式:
ClCr+C「+2H+=C12t+H?Oo
(3)漂白粉
①工业上制取漂白粉的原料是氯气与石灰乳。
②漂白粉的漂白原理(写化学方程式):
Ca(C10)2+CC)2+H20=2HC10+CaC033。
③漂白粉露置于空气中发生反应的化学方程式为Ca(C10)2+C02+H20=2HC10+CaCC)33、2HC1Q^=
2HC1+O2to漂白粉,需要密封保存。
【知识拓展】
氯水及其成分的检验
氯水中含氯微粒主要为Cl2,只有少量Cl2与水反应生成HC1和HClOo氯水中存在三种平衡:①ch+
+_
H2onnHci+Hcio,②Hcioci[ZiH++cKr,®H2onnH+oHo氯水中存在三种分子(CE、H2O,HC1O)
和四种离子(C「、CIO>H+、OH)O
「■(检验Ch分子I使淀粉碘化钾溶液变蓝)
检验FT)―(加入Zn、Nae、NaHCO性成气困
[氯水的成分检验)--(检验HC1OH使鲜花、有色布条或品红褪色)
T检验H♦和HC1O分子H使石蕊溶液先变红后褪色]
T检验C1]~~(加入AgNO,溶液,有白色沉淀碗]
知识点四氧气的制法
1.实验室制法
(1)实验装置图
(2)实验原理:MnO2+4HCl(浓)^^MnCb+CLt+2H?O
(写化学方程式)。
(3)净化方法:先用饱和食盐水除去HC1,再用浓硫酸除去水蒸气。
(4)收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法。
(5)验满方法
①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cb的集气瓶口,若观察到试纸变蓝,证明已收集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Ck的集气瓶口,若观察到试纸先变红后褪色,证明已集满。
(6)尾气吸收:用氢氧化钠(答案合理即可)溶液吸收氯气。
(7)注意事项
①反应物盐酸必须用浓盐酸;发生装置中须有加热措施。
②随着反应进行,浓盐酸将逐渐变稀,MnC)2与稀盐酸不反应,HC1不可能完全反应。
【考法归纳】实验室制取氯气的其他方法:
的__________________强氧化剂__________________J.
<)除MnCh外,还有KM11O4、KCIO3、KzC^Ch等2
(l)KMnCU与浓盐酸反应制氯气
①原理:2MnO工+16H++10C「=2Mn2++5Cl?t+8H?0(写离子方程式)。
②发生装置如图所示。不需要加热措施。
(2)K2Cr2O7与浓盐酸反应制氯气
离子方程式:Cr2。无+14『+6。-=2(2产+3。2t+7见0。
(3)KC1O3与浓盐酸反应制氯气
化学方程式:KC10a+6HCl(浓)=KC1+3C1"+3HQ。
2.CL的工业制法
电解饱和食盐水:2NaCl+2HJJn^ZNaOH+H?t+C1?t(写化学方程式)=
3.粗盐的精制
海水一粗盐(含Fe3+、Mg2+、Ca2\SO『)溶解、过滤上过滤二二蒸发结晶
其中,①依次力口NaOH、BaCl2>Na中Oa或依次加BaCl?、NaOH、Na2co&或依次加BaCl?、Na2co3、NaOH;
②过滤后,在溶液中滴入盐酸,调节溶液的pH=7。
知识点三02的用途
制漂白粉、消毒、制盐酸、农药、氯仿等。
【知识拓展】
卤素的歧化反应与归中反应及其应用
1.碱性歧化
价态变化规律为“中间价一高价+低价”。
(1)C12+20H=cr+C10"+H2O
(2)3C12+6OIT(浓)^^5Cr+ClO?+3%0(在加热条件下,氯元素的化合价升高为+5)
2.酸性归中
价态变化规律为“高价+低价一中间价”。
+-
(l)2H+cr+C10=Cl2t+H2O
(2)5CF+C10F+6H-=3C12t+3H2O
3.应用
⑴从海水中提取澳
[w]
富集漠
提取澳涉及的步骤和相关反应:
①氧化:向母液中通入C12,将B「氧化为Br2(Cb+2Br-=Br2+2C「)。
②吹出:利用澳的挥发性,通入热空气或水蒸气,吹出澳蒸气。
③吸收:3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2t(也可用SO2吸收)。
④制粗澳:5B制+BrQ丁+6H+=3Br2+3H2。
(写离子方程式)。
⑤精制:粗澳精制后得到高纯度澳。
(2)从海带中提取碘
ccu
丽
提取碘涉及的离子方程式:
+
2F+2H+H2O2=I2+2H2O.
3I2+6OH=5r+lOf+3H2O^
+
51+10r+6H=3I2+3H2OQ
[易错提醒]
①从b的CCL溶液中分离出12,采用蒸储法分离不合理,因为b易与CCL形成共沸物,且12易升华,会
导致碘损失。②海带要放在用烟中灼烧,不可用烧杯或蒸发皿灼烧。
考点2卤族元素
知识点一卤族元素性质比较
L卤素单质的物理性质
卤素
F2«2Br212
气体气体液体固体
状态
熔、沸点逐渐升高,
颜色浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色
2.卤素单质的化学性质
⑴与H2反应:
H2+F2=2HF(暗处爆炸)、
H2+CI2点照2HC1、
H2+Br2^^2HBr>H2+l2nEttlD2HI
F2、Cb、B、、b与氢气反应越来越困难,稳定性:HF>HCl>HBr>HI(JM">”或“<",下同),说明非
金属性:F>Cl>Br>L
(2)与水反应
X2+H2OnnHX+HXO(X=CkBr、I)
特例:2F2+2H2O=4HF+C)2
⑶与碱(如NaOH)反应(写离子方程式)
①Ch与碱反应:Cb+2OH=C1+C1O+比0。
CL与碱在加热的条件下的反应:3Cb+6OH-(浓)^^5Cr+C10『+3H20。
②Bn、b与碱反应:3Br2+6OH—=5B1+BrO^+3H2。、3F+6OH-=5「+10:+3比0。
③B»与碳酸钠溶液反应:3Br2+3CO^=5Br-+BrOF+3c。2)。
⑷与Fe反应
2Fe+3X2^^2FeX3(X=Cl、Br)
特例:Fe+l2^^FeI2
(5)与SO2、4。反应
X2+SO2+2H2O=2HX+H2SO4
(X=C1、Br、I)
【考法归纳】
⑴Cb能置换出Br2(C12+2Br「=2C「+Br2),同理,Br?也能置换出L(Br2+21=2Br「+l2),可证明氧化
性:Cl2>Br2>I2,阴离子的还原性:Cr<Br-<ro
(2)HF的特性
①HF是有剧毒的气体。
②HF的水溶液是氢氟酸,氢氟酸是弱酸(氢澳酸和氢碘酸是强酸)。
③氢氟酸能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中。
(3)液澳有剧毒,易挥发,存放在带磨口的棕色细口瓶中,加水液封。液澳有强氧化性,不能使用橡胶塞。
(4)常温常压下,碘&)是紫黑色的固体,加热升华,遇淀粉溶液变蓝。食用盐中加入的是KIQs(填化学式),
可防治甲状腺肿大。
(5)卤化银:一般AgX难溶于水,但AgF可溶于水;AgBr和Agl可用作感光材料;Agl可用于人工降雨。
知识点二卤素离子的检验方法
LAgNC)3溶液——沉淀法
‘白色沉淀,则有c「
生成《浅黄色沉淀,则有Br一
待测液
AgNCh浴液
、黄色沉淀,则有:F
2.置换——萃取法
力口新制饱和氯水加CCM下层)或若(上层)右扪尸口!橙黄(或橙红)色,表明有Br
待测液»一*»^包机层壬[紫(红)色,表明有「
3.「的其他检验方法:
待测液加入适量新吧及水(或双氧切智溶液变蓝,表明有「
【考法归纳】
滨水和碘水的萃取
[易错提醒]
①酒精易溶于水,不能作萃取卤素单质的萃取剂;
②直储汽油可作萃取卤素单质的萃取剂,裂化汽油分子中含有不饱和键,不能作萃取卤素单质的萃取剂。
知识点三HF、HCI的制备
l.CaFz+H2soK浓)^^CaSC)4+2HFt(反应在铅皿中进行)
2.H2so4(浓)+NaCl=^=NaHSO4+HClf
【考法归纳】
①制备原理:难挥发性酸制挥发性酸或高沸点酸制低沸点酸。
②HBr、HI可被浓硫酸氧化成单质,不能用NaBr、Nai与浓硫酸共热制HBr、HE可以利用无氧化性的浓
磷酸代替浓硫酸,在加热条件下制备。
知识点四卤素互化物
1.概念:由两种或三种卤素组成的共价型化合物。如:IBr、IChICb、BrF3,CIF3等。
2.化学性质
(1)强氧化性
2Mg+2IBr=Mg12+MgBn
⑵易水解
IC1+H2O=HC1+HIO
注意:该反应是非氧化还原反应。
【真题挑战】
一、单选题
1.(2025•山东・高考真题)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明矶净化黄河水B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
【答案】B
【详解】A.明矶水解生成氢氧化铝胶体可吸附水中悬浮杂质,可用于净水,用法合理,A正确;
B.漂白粉含次氯酸钙,其强氧化性会破坏蚕丝(蛋白质)结构,导致丝制品损坏,用法不合理,B不正
确;
C.食醋中的醋酸与水垢(碳酸钙、氢氧化镁)反应生成可溶物,可用于除水垢,用法合理,C正确;
D.小苏打(碳酸氢钠)受热分解产生CO2使糕点疏松,可用于烘焙糕点,用法合理,D正确;
故选B。
2.(2025・广东・高考真题)下列陈述I与陈述II均正确,且两者间具有因果关系的是
选项陈述I陈述n
A浓硝酸保存在棕色试剂瓶中浓硝酸具有强氧化性
B向蔗糖中加适量浓硫酸,蔗糖变黑浓硫酸具有脱水性
2+
CFe与K3[Fe(CNM可生成蓝色物质KSCN溶液可用于检验Fe3+
DMnO?与浓盐酸共热,生成黄绿色气体Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HC1
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【详解】A.浓硝酸保存在棕色试剂瓶中是因为其见光易分解,而非因其强氧化性,陈述I正确但因果关系
错误,A不符合题意;
B.浓硫酸使蔗糖变黑体现其脱水性,陈述I和II均正确且存在因果关系,B符合题意;
C.Fe?+与K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀用于检验Fe?+,而KSCN用于检验Fe3+,两者无直接因果关系,C不
符合题意;
D.MnCh与浓盐酸生成Cb是独立反应,与Ck和SO?的反应无因果关系,D不符合题意;
故选B。
3.(2025•北京•高考真题)25(时,在浓NaOH溶液中通入过量Cl?,充分反应后,可通过调控温度从反
应后的固液混合物中获得NaCl和NaClO固体。已知:NaOH、NaClO、NaCl溶解度(S)随温度变化关系
如下图。
下列说法不无碉的是
A.通入CL后开始发生反应:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
B.25℃时,随反应进行NaCl先析出
C.将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出NaClO固体
D.在冷却结晶的过程中,大量NaOH会和NaClO一起析出
【答案】D
【详解】A.氯气与氢氧化钠反应,生成氯化钠,次氯酸钠和水,开始发生反应为
Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,A正确;
B.25℃时,氯化钠溶解度最小,随反应进行,NaCl逐渐增多,则最先析出,B正确;
C.由于次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出NaClO固
体,C正确;
D.由于氢氧化钠的溶解度随温度的变化趋势较小,次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,在冷却结
晶的过程中,NaClO会大量析出,氢氧化钠则不会,D错误;
故选D。
4.(2025•浙江・高考真题)关于实验室安全,下列说法不正硬的是
A.若不慎盐酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%NaHCC)3溶液冲洗
B.实验室制备CL时,可用NaOH溶液吸收尾气
C.水银易挥发,若不慎有水银洒落,无需处理
D.PbS难溶于水,可用Na2s处理废水中的Pb2+,再将沉淀物集中送至环保单位进一步处理
【答案】C
【详解】A.不慎将强酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,将其稀释,然后用弱碱性物质如3%~5%的
NaHCCh溶液进行中和,A正确;
B.Cb是有毒气体,可根据其能够与碱反应的性质,利用NaOH溶液进行尾气处理,B正确;
C.水银是重金属,有毒,硫能与汞反应生成硫化汞,若不慎有水银洒落,可撒上硫粉进行处理,C错误;
D.PbS难溶于水,Na2s可与Pb?+反应生成硫化物沉淀,因此处理废水中Pb?+等重金属离子常用沉淀法,
D正确;
故选C。
5.(2024.福建・高考真题)多卤离子耳、IBr]、IC1:在水溶液中的分解反应及平衡常数值如下:
离子分解反应平衡常数值
1.4x10-3
I;(aq)I-(aq)=I2(aq)+r(aq)
ICl;(aq)ICl"(aq)=ICl(aq)+CK(aq)6.0x10-3
IBr;(aq)IBr-(aq)=IBr(叫)+Br-(aq)K
下列说法臂送的是
A.K<6.0x10-3
B.上述分解反应均为氧化还原反应
C.共价键极性:IC1>IBr
D.BrCl;(aq)可分解为BrCl(aq)和CF(aq)
【答案】B
【详解】A.已知电负性Cl>Br,因此氯在化合物中更容易吸引电子,导致I-C1比I-Br更容易断裂,所
以电离程度K<6.0xl0-\A正确;
B.每个碘离子可以与一个碘分子结合,形成耳,这个过程中,I;离子能够离解成碘和碘离子,形成平衡
反应:I+LD写,所以溶液中存在I;(aq)匚叫)+「(aq)的电离平衡,此变化不是氧化还原反应,©?、
IC1中碘元素是+1价,氯元素是-1价,IBr;和IBr中,碘元素是+1价,澳元素是-1价;三个变化过程中,
各元素化合价都没有改变,不是氧化还原反应,B错误;
C.同主族元素从上往下,电负性逐渐减小,因此氯的电负性大于澳的电负性,形成共价键的两元素之间
的电负性的差值越大,则键的极性越强,因此共价键极性的大小关系为ICl>IBr,C正确;
D.已知电负性Cl>Br,因此氯在化合物中更容易吸引电子,导致Br-Cl容易断裂产生为BrCl(aq)和C「(aq),
D正确;
故故选B。
6.(2024.浙江.高考真题)工业上将Ck通入冷的NaOH溶液中制得漂白液,下列说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是NaClOB.ClCr水解生成HC1O使漂白液呈酸性
C.通入C
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