卤素单质性质递变规律试题

卤素单质性质递变规律试题一、选择题（每题3分，共30分）下列关于卤素单质物理性质递变规律的说法正确的是（）A.沸点：F₂>Cl₂>Br₂>I₂B.颜色：由浅到深依次为F₂（淡黄绿色）、Cl₂（黄绿色）、Br₂（深红棕色）、I₂（紫黑色）C.密度：随原子序数增大逐渐减小D.状态：常温下均为气态答案：B解析：卤素单质的物理性质递变规律为：随原子序数增大，相对分子质量增加，分子间作用力增强，沸点逐渐升高（F₂<-188℃，Cl₂<-34℃，Br₂<59℃，I₂<184℃），状态由气态（F₂、Cl₂）→液态（Br₂）→固态（I₂），A、D错误；颜色随原子序数增大逐渐加深，B正确；密度逐渐增大（F₂：1.69g/L，Cl₂：3.21g/L，Br₂：3.12g/cm³，I₂：4.93g/cm³），C错误。下列关于卤素单质化学性质递变规律的说法错误的是（）A.氧化性：F₂>Cl₂>Br₂>I₂B.与氢气反应的剧烈程度：I₂>Br₂>Cl₂>F₂C.与水反应的能力：F₂>Cl₂>Br₂>I₂D.对应阴离子的还原性：I⁻>Br⁻>Cl⁻>F⁻答案：B解析：卤素单质的氧化性随原子序数增大而减弱，A正确；与氢气反应的剧烈程度体现氧化性强弱，应为F₂（爆炸）>Cl₂（光照爆炸）>Br₂（加热反应）>I₂（持续加热可逆反应），B错误；F₂与水剧烈反应生成HF和O₂，Cl₂与水反应生成HCl和HClO，Br₂、I₂与水反应逐渐减弱，C正确；氧化性越强，对应阴离子还原性越弱，D正确。下列反应不能发生的是（）A.Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂B.Br₂+2KI=2KBr+I₂C.I₂+2KCl=2KI+Cl₂D.F₂+2NaCl=2NaF+Cl₂答案：C解析：氧化性强的卤素单质可置换氧化性弱的卤素单质。Cl₂氧化性强于Br₂（A正确），Br₂强于I₂（B正确），I₂氧化性弱于Cl₂，无法置换Cl₂（C错误）；F₂氧化性最强，可置换出Cl₂，但实际反应中F₂会先与水反应，需在熔融状态下进行（D正确）。关于卤素单质与水反应的产物，下列说法正确的是（）A.F₂与水反应生成HF和HFOB.Cl₂与水反应生成HCl和HClOC.Br₂与水反应生成HBr和HBrO，且反应程度比Cl₂更彻底D.I₂与水不反应答案：B解析：F₂与水发生氧化还原反应：2F₂+2H₂O=4HF+O₂↑，无HFO生成（A错误）；Cl₂与水反应为Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO（B正确）；Br₂、I₂与水反应可逆且程度逐渐减弱，C错误；I₂与水微弱反应生成HI和HIO，D错误。下列关于卤化氢性质的递变规律正确的是（）A.稳定性：HF<HCl<HBr<HIB.酸性：HF<HCl<HBr<HIC.熔沸点：HF<HCl<HBr<HID.还原性：HF>HCl>HBr>HI答案：B解析：卤化氢稳定性随卤素非金属性减弱而减弱，应为HF>HCl>HBr>HI（A错误）；酸性除HF为弱酸外，HCl、HBr、HI均为强酸且酸性逐渐增强（B正确）；HF因分子间氢键熔沸点最高，其余随相对分子质量增大而升高（熔沸点：HF>HI>HBr>HCl），C错误；还原性随卤素离子半径增大而增强，应为HI>HBr>HCl>HF，D错误。实验室制取氯气的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\xlongequal{\Delta}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，下列说法正确的是（）A.HCl在反应中仅作还原剂B.每生成1molCl₂，转移电子数为4molC.可用排水法收集Cl₂D.可用饱和食盐水除去Cl₂中的HCl杂质答案：D解析：HCl中部分Cl⁻被氧化为Cl₂（还原剂），部分生成MnCl₂（酸），A错误；Cl元素由-1价→0价，每生成1molCl₂转移2mol电子，B错误；Cl₂可溶于水且与水反应，应用向上排空气法或排饱和食盐水法收集，C错误；HCl易溶于饱和食盐水，Cl₂在饱和食盐水中溶解度小，D正确。下列关于卤素单质保存方法的说法正确的是（）A.F₂可用玻璃瓶盛装B.Cl₂可用无色试剂瓶盛装C.Br₂需保存在棕色细口瓶中并加水液封D.I₂需保存在敞口容器中答案：C解析：F₂会与玻璃中的SiO₂反应（4F₂+SiO₂=SiF₄+2O₂），应保存在特制合金容器中（A错误）；Cl₂见光不分解，但易挥发，需用棕色试剂瓶避光并密封（B错误）；Br₂易挥发，加水液封可减少挥发，且见光易分解需棕色瓶（C正确）；I₂易升华，需密封保存（D错误）。向含有Br⁻、I⁻的混合溶液中通入Cl₂，充分反应后加入CCl₄振荡，静置后下层溶液的颜色可能是（）A.橙红色B.紫红色C.橙红色或紫红色D.无色答案：C解析：Cl₂先氧化I⁻生成I₂（CCl₄层紫红色），再氧化Br⁻生成Br₂（CCl₄层橙红色）。若Cl₂少量，只氧化I⁻，下层为紫红色；若Cl₂足量，I⁻、Br⁻均被氧化，下层为橙红色；若Cl₂过量，颜色不变。因此可能为紫红色或橙红色，C正确。下列关于HX（X=F、Cl、Br、I）的说法错误的是（）A.HF是唯一的弱酸B.HCl、HBr、HI均为强酸C.HF可用于刻蚀玻璃D.HI在空气中不易变质答案：D解析：HF在水中部分电离为弱酸，A正确；HCl、HBr、HI在水中完全电离为强酸，B正确；HF与SiO₂反应（SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O），可刻蚀玻璃，C正确；HI还原性强，易被空气中O₂氧化（4HI+O₂=2H₂O+2I₂），需现用现配，D错误。下列实验现象描述正确的是（）A.铜丝在Cl₂中燃烧，产生棕黄色烟，加水后溶液呈蓝色B.铁丝在Br₂蒸气中燃烧，生成红棕色FeBr₂C.氢气在I₂蒸气中燃烧，产生苍白色火焰D.将Cl₂通入淀粉-KI溶液中，溶液立即变蓝答案：A解析：Cu与Cl₂反应生成CuCl₂（棕黄色烟），溶于水呈蓝色（A正确）；Fe与Br₂反应生成FeBr₃（B错误）；H₂与Cl₂燃烧呈苍白色火焰，与I₂反应无明显火焰（C错误）；Cl₂通入淀粉-KI溶液中，需先氧化I⁻生成I₂，溶液才变蓝，并非“立即”（D错误）。二、填空题（每空2分，共40分）卤素位于元素周期表第______族，包括______（填元素符号）五种元素，其中______为放射性元素。答案：ⅦA；F、Cl、Br、I、At；At写出下列反应的化学方程式：（1）氟气与水反应：；（2）氯气与氢氧化钠溶液反应（实验室制漂白液）：；（3）溴单质与碘化钠溶液反应：；（4）碘单质与氢气反应：。答案：（1）2F₂+2H₂O=4HF+O₂↑（2）Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O（3）Br₂+2NaI=2NaBr+I₂（4）I₂+H₂$\xlongequal{\Delta}$2HI卤化银中，AgF易溶于水，AgCl为______色沉淀，AgBr为______色沉淀，AgI为______色沉淀，其中______可用于人工降雨，______可用于制作感光材料。答案：白；浅黄；黄；AgI；AgBr工业上电解饱和食盐水制取Cl₂的化学方程式为________________________，该反应中，氧化剂是______，还原剂是______。答案：2NaCl+2H₂O$\xlongequal{电解}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；H₂O；NaCl（解析：反应中Cl⁻（来自NaCl）被氧化为Cl₂（还原剂），H₂O中的H⁺被还原为H₂（氧化剂））。向淀粉-KI溶液中滴加氯水，溶液先变蓝，继续滴加氯水，蓝色褪去。（1）蓝色褪去的原因是Cl₂将I₂氧化为______（填化学式）；（2）写出蓝色褪去反应的离子方程式：________________________。答案：（1）HIO₃（或IO₃⁻）（2）5Cl₂+I₂+6H₂O=10Cl⁻+2IO₃⁻+12H⁺三、实验题（共20分）某实验小组设计实验探究卤素单质的氧化性强弱，实验装置如下：（1）装置A中盛放的试剂是______，作用是______；装置B中盛放的试剂是______，作用是______。（2）装置C中发生反应的离子方程式为________________________，实验现象为________________________。（3）装置D中发生反应的离子方程式为________________________，实验现象为________________________。（4）若将装置C、D中的试剂互换，（填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是__________________。答案：（1）浓盐酸；提供Cl₂；饱和食盐水；除去Cl₂中的HCl杂质（2）Cl₂+2Br⁻=2Cl⁻+Br₂；溶液由无色变为橙红色（3）Br₂+2I⁻=2Br⁻+I₂；溶液由无色变为紫红色（4）不能；Cl₂的氧化性强于Br₂和I₂，若先通入D中，Cl₂会直接氧化I⁻生成I₂，无法证明Br₂的氧化性强于I₂解析：实验目的是验证Cl₂>Br₂>I₂的氧化性顺序。装置A中MnO₂与浓盐酸共热生成Cl₂，通过饱和食盐水除去HCl（Cl₂在饱和食盐水中溶解度小）；Cl₂通入C中氧化Br⁻生成Br₂（橙红色），证明Cl₂>Br₂；生成的Br₂蒸气通入D中氧化I⁻生成I₂（紫红色），证明Br₂>I₂。若互换C、D，Cl₂会优先氧化I⁻，无法判断Br₂是否参与反应，实验失败。四、计算题（共10分）将11.2L（标准状况）Cl₂通入含10.6gNa₂CO₃的溶液中，充分反应后，求：（1）生成的CO₂的体积（标准状况）；（2）溶液中Cl⁻、ClO⁻的物质的量之比（假设Cl₂与水的反应忽略不计，且CO₃²⁻完全反应）。答案：（1）2.24L（2）1:1解析：n(Cl₂)=11.2L/22.4L/mol=0.5mol，n(Na₂CO₃)=10.6g/106g/mol=0.1mol。Cl₂与Na₂CO₃反应的化学方程式为：Cl₂+Na₂CO₃=NaCl+NaClO+CO₂↑（碱性条件下，Cl₂歧化为Cl⁻和ClO⁻）。由方程式可知，1molNa₂CO₃消耗1molCl₂，生成1molCO₂。（1）n(CO₂)=n(Na₂CO₃)=0.1mol，V(CO₂)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L。（2）生成n(NaCl)=0.1mol（Cl⁻），n(NaClO)=0.1mol（ClO⁻），剩余Cl₂=0.5mol-0.1mol=0.4mol（但题目假设忽略Cl₂与水反应，且只考虑CO₃²⁻完全反应，因此溶液中Cl⁻和ClO⁻均来自反应，物质的量之比为0.1mol:0.1mol=1:1。五、综合应用题（共20分）卤族元素在生产生活中应用广泛，请回答下列问题：（1）漂白粉的有效成分为______，其漂白原理是（用化学方程式表示），漂白粉需密封保存的原因是（用化学方程式表示）。（2）碘酒是常用消毒剂，其溶质为______，溶剂为______。（3）AgBr常用于制作胶卷和相纸，其感光原理是（用化学方程式表示）________________________。（4）工业上用Cl₂和石灰乳制取漂白粉，若要制得含有效氯（Cl的质量分数）35%的漂白粉100kg，理论上需要标准状况下的Cl₂多少立方米？（保留一位小数）答案：（1）Ca(ClO)₂；Ca(ClO)₂+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2HClO；2HClO$\xlongequal{光照}$2HCl+O₂↑（2）I₂；酒精（或C₂H₅OH）（3）2AgBr$\xlongequal{光照}$2Ag+Br₂（4）11.2m³解析：（4）漂白粉的主要成分为Ca(ClO)₂和CaCl₂，有效成分为Ca(ClO)₂，有效氯指与HCl反应生成的Cl₂质量占漂白粉质量的百分比。设需要Cl₂的物质的量为xmol，漂白粉中Ca(ClO)₂的物质的量为ymol。反应方程式：2Cl₂+2Ca(OH)₂=CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O，可知n(Cl₂)=2y，n(CaCl₂)=y。有效氯的计算：Ca(ClO)₂+4HCl=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，1molCa(ClO)₂生成2molCl₂，质量为2×71=142g。漂白粉总质量=100kg=10⁵g，有效氯=（142y）/10⁵×100%=35%，解得y=35000/142≈246.48mol。n(Cl₂)=2y≈492.96mol，V(Cl₂)=492.96mol×22.4L/mol≈11042L≈11.0m³（保留一位小数为11.0m³，若按有效氯计算方式不同可能略有差异，此处以标准解法为准）。六、推断题（共20分）A、B、C、D、E为卤族元素及其化合物，它们之间的转化关系如下：A（单质）$\xrightarrow{与H₂反应}$B（气态氢化物）$\xrightarrow{溶于水}$C（酸）$\xrightarrow{+AgNO₃溶液}$D（沉淀）$\xrightarrow{光照}$E（单质）+F（气体）（1）若A为黄绿色气体，则A为______，B为______，C为______，D为______，E为______，F为______。（2）写出D光照分解的化学方程式：。（3）若A为紫黑色固体，则C的浓溶液与MnO₂共热的化学方程式为，该反应中体现了C的______性和______性。答案：（1）Cl₂；HCl；盐酸（或HCl）；AgCl；Ag；O₂（2）2AgCl$\xlongequal{光照}$2Ag+Cl₂↑（3）MnO₂+4HI（浓）$\xlongequal{\Delta}$MnI₂+I₂↑+2H₂O；还原性；酸性解析：（1）黄绿色气体A为Cl₂，与H₂反应生成B（HCl），溶于水为盐酸（C），与AgNO₃反应生成D（AgCl沉淀），AgCl光照分解生成E（Ag）和F（Cl₂），但题目中F为气体，故应为2AgCl$\xlongequal{光照}$2Ag+Cl₂↑（F为Cl₂）。（3）紫黑色固体A为I₂，与H₂反应生成B（HI），溶于水为氢碘酸（C），浓HI与MnO₂共热生成I₂，反应中部分I⁻被氧化（还原性），部分生成MnI₂（酸性）。七、拓展探究题（共20分）某同学发现，将Cl₂通入FeBr₂溶液中，溶液颜色先变为棕黄色，后变为黄色。查阅资料知：Fe²⁺、Br⁻、I⁻的还原性顺序为I⁻>Fe²⁺>Br⁻。（1）写出Cl₂与FeBr₂溶液反应的离子方程式（分步骤）：①________________________；②________________________。（2）设计实验验证Fe²⁺的还原性强于Br⁻：实验