2025届高考化学一轮复习 专题四 第1讲 氯、溴、碘及其化合物学案苏教版

同学们，一轮复习的核心在于夯实基础、构建知识网络。今天我们一同走进卤族元素——氯、溴、碘及其化合物的世界。这部分内容是元素化合物知识的重要组成，在高考中频繁出现，既有对基础知识的直接考查，也有与化学实验、化学计算、氧化还原反应等知识的综合应用。希望通过本次复习，大家能系统梳理知识，掌握重点，突破难点，提升解题能力。一、考纲要求与复习目标考纲要求（简述）：1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.理解卤族元素（单质、化合物）的相似性和递变性。4.了解卤素离子的检验方法。5.掌握氯气的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。复习目标：1.能准确描述氯气的物理性质，熟练书写氯气与金属、非金属、水、碱等反应的化学方程式，并理解其意义。2.掌握氯水的成分和性质，理解次氯酸的漂白性和不稳定性。3.熟知溴、碘单质的物理性质（颜色、状态、溶解性等）及其重要化合物的性质。4.掌握Cl⁻、Br⁻、I⁻的检验方法，并能设计简单实验进行鉴别。5.理解卤素单质的氧化性强弱顺序及卤素离子的还原性强弱顺序，并能用于解释相关化学反应。6.掌握氯气的实验室制法，包括装置选择、除杂、干燥、收集、尾气处理等环节。7.了解卤族元素在生产生活中的应用及对环境的影响，培养绿色化学理念和社会责任感。二、知识梳理与体系构建（一）卤族元素概述卤族元素包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At，放射性）。它们在元素周期表中位于第ⅦA族，原子最外层均有7个电子，在化学反应中容易得到1个电子，表现出较强的非金属性。随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。（二）氯气及其化合物1.氯气（Cl₂）*物理性质：黄绿色有强烈刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，能溶于水（1体积水约溶解2体积氯气），易液化。*化学性质：*与金属反应：几乎能与所有金属反应，生成高价金属氯化物。例如：与钠反应（现象：剧烈燃烧，黄色火焰，白烟）；与铁反应（现象：剧烈燃烧，棕褐色烟）；与铜反应（现象：剧烈燃烧，棕黄色烟）。*与非金属反应：如与氢气反应（安静燃烧，苍白色火焰，瓶口有白雾；或光照爆炸）。*与水反应：这是一个可逆反应，生成盐酸和次氯酸。次氯酸具有弱酸性、强氧化性（漂白性）和不稳定性。*与碱反应：与氢氧化钠溶液反应（常用于氯气的尾气吸收，生成氯化钠、次氯酸钠和水）。与石灰乳反应（工业上用于制取漂白粉，主要成分是氯化钙和次氯酸钙，有效成分是次氯酸钙）。*制法：*工业制法：电解饱和食盐水（氯碱工业）。*实验室制法：常用二氧化锰与浓盐酸共热反应；或用高锰酸钾与浓盐酸（不需加热）反应。*用途：消毒、杀菌、漂白、制盐酸、农药、塑料等。2.氯水*成分：氯气溶于水后，部分与水反应，存在的分子有Cl₂、H₂O、HClO；离子有H⁺、Cl⁻、ClO⁻（少量）、OH⁻（极少量）。*性质：氯水具有多重性质，如Cl₂的强氧化性、HCl的酸性、HClO的漂白性和弱氧化性。新制氯水和久置氯水在成分和性质上有显著差异，久置氯水主要成分为盐酸，漂白性消失。3.重要的含氯化合物*氯化氢（HCl）：无色有刺激性气味的气体，极易溶于水（喷泉实验），其水溶液为盐酸，具有强酸的通性。*次氯酸（HClO）：弱酸，不稳定，见光或受热易分解，具有强氧化性和漂白性。*次氯酸盐（如NaClO、Ca(ClO)₂）：是常用的漂白剂和消毒剂。其漂白原理是在酸性条件下生成HClO。漂白粉在空气中久置会失效，原因是与二氧化碳和水反应生成HClO，HClO再分解。（三）溴、碘及其化合物1.溴单质（Br₂）*物理性质：深红棕色液体，有刺激性气味，易挥发（应密封保存，通常加水液封），密度比水大，微溶于水，易溶于有机溶剂（如四氯化碳、苯等，形成橙红色溶液）。*化学性质：与氯气相似，但活泼性稍弱。能与金属、非金属、水、碱等反应。2.碘单质（I₂）*物理性质：紫黑色固体，有金属光泽，易升华（这一性质常用于碘的提纯），密度比水大，微溶于水（形成棕黄色溶液），易溶于有机溶剂（如四氯化碳、苯等，形成紫红色溶液）。遇淀粉变蓝色（这是碘单质的特性，常用于检验碘单质）。*化学性质：与氯气、溴相似，但活泼性更弱。3.溴、碘的化合物*溴化氢（HBr）、碘化氢（HI）：均为无色有刺激性气味的气体，易溶于水，水溶液为氢溴酸、氢碘酸，均为强酸，且还原性比HCl强，HI的还原性更强，易被氧化。*重要的盐：如溴化钠、碘化钾等，常用于制备相应的单质或作为分析试剂。4.卤素离子的检验（Cl⁻、Br⁻、I⁻）*AgNO₃溶液和稀硝酸法：分别加入硝酸银溶液，产生白色沉淀（AgCl）、浅黄色沉淀（AgBr）、黄色沉淀（AgI），且沉淀均不溶于稀硝酸。*置换-萃取法：向待测溶液中加入适量氯水（或溴水），再加入四氯化碳（或苯）振荡。若有机层呈橙红色，则原溶液含Br⁻；若呈紫红色，则原溶液含I⁻。（四）卤族元素的递变性与相似性1.原子结构：最外层均为7个电子，电子层数依次增多，原子半径依次增大。2.单质物理性质：从F₂到I₂，颜色逐渐加深，状态由气态→液态→固态，密度逐渐增大，熔沸点逐渐升高。3.单质化学性质：*相似性：都具有较强的氧化性，能与金属、非金属、水、碱等反应。*递变性：从F₂到I₂，氧化性逐渐减弱。具体表现为：与氢气化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱（HF>HCl>HBr>HI）；最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱（HClO₄是已知最强的无机含氧酸）；卤素单质间的置换反应（活泼的卤素单质能将不活泼的卤素从其卤化物溶液中置换出来）。例如，氯水能将溴离子、碘离子氧化为溴单质、碘单质；溴水能将碘离子氧化为碘单质。三、核心考点突破（一）氯水的成分与性质探究氯水成分的复杂性决定了其性质的多样性。复习时要明确新制氯水中各微粒的来源及各自表现的性质，并能设计实验验证。例如，H⁺的酸性可用pH试纸或碳酸盐检验；Cl⁻用AgNO₃和稀硝酸检验；Cl₂的氧化性可通过与Fe²⁺、Br⁻等还原性离子的反应来体现；HClO的漂白性可通过使有色布条褪色来验证。同时要注意，氯水的多种性质可能会同时表现，需注意反应的先后顺序和主次关系。（二）氯气的实验室制法与性质实验的综合考查实验室制取气体的装置通常包括发生装置、净化装置、收集装置、尾气处理装置。对于氯气的制取：*发生装置：根据反应物状态（固体+液体）和反应条件（加热）选择合适的气体发生装置，如圆底烧瓶和分液漏斗的组合。*净化装置：浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中常混有HCl气体和水蒸气。通常先用饱和食盐水除去HCl（因为饱和食盐水能溶解HCl而抑制Cl₂的溶解），再用浓硫酸干燥。*收集装置：氯气密度比空气大且能溶于水，故用向上排空气法收集，也可用排饱和食盐水法收集（可得到更纯净的氯气，但含有水蒸气）。*尾气处理：氯气有毒，需用NaOH溶液吸收，防止污染空气。*验满：可将湿润的淀粉碘化钾试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明已收集满。在复习时，不仅要记住这些知识点，更要理解选择的依据，并能迁移应用到其他气体的制备中。同时，氯气的性质实验也常与制取实验结合，考查实验设计与评价。（三）卤素单质氧化性强弱比较与卤素离子还原性强弱比较这是卤族元素递变性的核心内容，也是高考的常考点。*氧化性：Cl₂>Br₂>I₂。可通过置换反应来证明，如Cl₂能置换出Br⁻、I⁻；Br₂能置换出I⁻。*还原性：I⁻>Br⁻>Cl⁻。也可通过与同一氧化剂反应的难易程度或产物来判断。*应用：判断氧化还原反应能否发生；解释卤素单质与变价金属反应时产物的价态（如Fe与Cl₂反应生成FeCl₃，而与I₂反应生成FeI₂）。（四）卤素离子的检验与物质鉴别Cl⁻、Br⁻、I⁻的检验是经典的离子检验题型。除了掌握AgNO₃溶液和稀硝酸法外，还要理解不同方法的原理和可能的干扰因素。例如，若溶液中同时存在SO₄²⁻，会对Cl⁻的检验产生干扰，需先排除。置换-萃取法不仅能检验，还能比较卤素单质氧化性的强弱。在物质鉴别题中，常结合卤素单质的颜色、状态变化以及特性（如I₂遇淀粉变蓝）进行。四、典例精析与方法总结例题1：下列关于氯及其化合物的说法正确的是（）A.氯气能使干燥的有色布条褪色B.氯水长期放置后，溶液的酸性增强，漂白性减弱C.实验室制取氯气时，可用澄清石灰水进行尾气处理D.向某溶液中加入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，则该溶液中一定含有Cl⁻解析：A项，干燥的氯气没有漂白性，不能使干燥的有色布条褪色，A错误；B项，氯水中的HClO不稳定，久置会分解生成HCl和O₂，导致溶液中H⁺浓度增大，酸性增强，同时HClO浓度减小，漂白性减弱，B正确；C项，澄清石灰水浓度较小，吸收氯气的效果不好，实验室通常用浓NaOH溶液吸收尾气，C错误；D项，能与AgNO₃反应生成白色沉淀的离子不一定是Cl⁻，如SO₄²⁻也能与Ag⁺生成微溶的Ag₂SO₄白色沉淀，且未用稀硝酸酸化，CO₃²⁻等也会干扰，D错误。故答案为B。方法总结：解答此类选择题，需要对氯及其化合物的性质有准确的记忆和深刻的理解，注意相似概念的辨析（如液氯和氯水）、物质性质的条件限制（如干燥氯气与湿润氯气的漂白性差异）以及实验操作的规范性（如离子检验时的酸化）。例题2：海带中含有丰富的碘元素，某化学兴趣小组设计了如下实验流程从海带中提取碘：海带→灼烧→浸泡→过滤→氧化→萃取分液→蒸馏→碘单质回答下列问题：（1）灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是________（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）。A.烧杯B.坩埚C.表面皿D.泥三角E.酒精灯F.干燥器（2）步骤③的实验操作名称是________；步骤④中加入的氧化剂可以是________（填化学式），反应的离子方程式为________。（3）步骤⑤中所用的主要玻璃仪器是分液漏斗，简述如何检验该分液漏斗是否漏水：________。（4）步骤⑥的目的是从含碘的四氯化碳溶液中分离出单质碘和回收四氯化碳，该步骤的实验操作名称是________。解析：（1）灼烧固体物质一般使用坩埚，坩埚需放在泥三角上，用酒精灯加热，三脚架是支撑仪器。故所需仪器为B、D、E。（2）浸泡后得到悬浊液，过滤可分离出残渣和含I⁻的溶液。步骤④是将I⁻氧化为I₂，常用的氧化剂有Cl₂、H₂O₂、KMnO₄（酸性条件）等。例如，加入H₂O₂的离子方程式为：2I⁻+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O。（3）检验分液漏斗是否漏水的方法是：关闭分液漏斗的活塞，向其中加入适量的水，倒置漏斗观察是否漏水，若不漏水，将活塞旋转180°后再倒置观察，若仍不漏水，则分液漏斗不漏。（4）碘的四氯化碳溶液中，碘和四氯化碳的沸点不同，可用蒸馏的方法分离。方法总结：本题以海带提碘为背景，综合考查了物质分离提纯的基本操作（灼烧、过滤、萃取分液、蒸馏）、仪器选择、氧化还原反应的应用等。解答此类实验题，首先要明确实验目的和原理，然后根据每一步的操作要求选择合适的仪器和试剂，理解各步骤的作用。对于实验操作的描述，要注意规范性和准确性。五、易错警示与方法总结1.氯水性质的多重性与先后顺序：氯水参与反应时，若溶液中存在多种还原性微粒（如Fe²⁺、Br⁻、I⁻），Cl₂会按还原性由强到弱的顺序依次反应。例如，向FeBr₂溶液中通入少量Cl₂，先氧化Fe²⁺；向FeI₂溶液中通入少量Cl₂，先氧化I⁻。2.溴、碘在不同溶剂中的颜色记忆：溴单质在水中呈橙黄色，在有机溶剂中呈橙红色；碘单质在水中呈棕黄色，在有机溶剂中呈紫红色。颜色记忆不准易导致判断失误。可结合“溴橙碘紫”的口诀，并注意水层与有机层颜色的区分。3.忽视反应条件对产物的影响：如Cl₂与NaOH反应，常温下生成NaCl、NaClO和H₂O，加热条件下则可能生成NaCl、NaClO₃和H₂O。4.实验室制取氯气时浓盐酸的作用：浓盐酸在反应中既表现还原性（被氧化为Cl₂），又表现酸性（生成MnCl₂）。随着反应进行，浓盐酸变稀，反应可能停止。5.学习方法：学习元素化合物知识，要坚持“结构决定性质，性质决定用途、制备和存在”的认知逻辑。对于卤族元素，要抓住其原子结构的相似性（最外层7e⁻）和递变性（电子层数增多），理解并记忆其单质及化合物性质的相似性和递变性。同时，要重视实验，通过实验现象加深对物质性质的理解和记忆，并学会从实验现象分析物质性质。六、课堂小结通过本节课的复习，我们系统梳理了氯、溴、碘及其化合物的核心知识，包括它们