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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 第二講 富集在海水中的元素-鹵素 [考綱展示] 1．了解氯單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用?！?.了解氯單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響?！?.掌握氯氣的實驗室制法(包括所用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法)?！?.了解鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律及與化工生產(chǎn)相結(jié)合的資源綜合利用。 一、氯氣的物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 密度 溶解性 黃綠色 氣體 刺激性氣味 比空氣大 可溶于水 二、氯氣的化學(xué)性質(zhì) 1．與金屬反應(yīng) 2．與非金屬反應(yīng) 3．與水反應(yīng)：H2O＋Cl2HCl＋HClO。 4．與堿液反應(yīng) 5．與還原性物質(zhì)反應(yīng) 三、次氯酸和次氯酸鹽的性質(zhì) 1．次氯酸(HClO) (1)不穩(wěn)定性：見光易分解，化學(xué)方程式為2HClO2HCl＋O2↑。 (2)弱酸性：比碳酸酸性弱，電離方程式為HClOH＋＋ClO－。 (3)強(qiáng)氧化性：具有漂白性。 2．Ca(ClO)2的主要化學(xué)性質(zhì) (1)Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分，它的穩(wěn)定性比HClO強(qiáng)。 (2)水解顯堿性，其水解離子方程式為ClO－＋H2OHClO＋OH－。 (3)與CO2和水反應(yīng)生成HClO，作為漂白或消毒劑的原理可用化學(xué)方程式表示為Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。 (1)氯氣具有強(qiáng)氧化性，與變價金屬反應(yīng)時均生成高價態(tài)的金屬氯化物，如FeCl2不能由兩種單質(zhì)化合生成。 (2)氯氣沒有漂白性，不能使干燥的有色布條褪色，但可使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色，實際起漂白作用的是HClO。 (3)HClO不穩(wěn)定，不能單獨存在，只存在于氯水、次氯酸鹽溶液或次氯酸鹽與酸反應(yīng)的混合物中。 (4)不能用pH試紙測量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性。 (5)工業(yè)上制取漂白粉是用氯氣與石灰乳反應(yīng)制得，而不是用氯氣與石灰水反應(yīng)。 (6)氯水中的HClO見光易分解，通常保存在棕色試劑瓶中并置于陰暗處。 　(xx高考江蘇卷)在探究新制飽和氯水成分的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是(　　) A．氯水的顏色呈淺黃綠色，說明氯水中含有Cl2 B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明氯水中含有Cl－ C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說明氯水中含有H＋ D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明氯水中含有HClO [解析]　A．Cl2的顏色為黃綠色，正因為氯水中溶解了黃綠色的Cl2，才使得氯水顯示了淺黃綠色，A選項正確。B.Cl－與Ag＋結(jié)合生成AgCl白色沉淀，B選項正確。C.Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO，H＋與NaHCO3反應(yīng)生成CO2氣體，C選項正確。D.氯水中的Cl2也能將Fe2＋氧化為Fe3＋，D選項錯誤。 [答案]　D [思維建模]—氯水的成分及性質(zhì)模型 氯水性質(zhì)的多重性：新制氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)，在不同的化學(xué)反應(yīng)中，氯水中參與反應(yīng)的微粒不同。 　1.(xx河北秦皇島模擬)氯水中存在多種分子和離子，可通過實驗的方法加以確定。下列有關(guān)氯水中存在的粒子的說法錯誤的是(　　) 選項 實驗操作及現(xiàn)象 結(jié)論 A 加入含有NaHSO3的石蕊試液，紅色褪去 說明有Cl2分子存在 B 加入有色布條，有色布條褪色 說明有HClO分子存在 C 氯水呈淺黃綠色，且有刺激性氣味 說明有Cl2分子存在 D 加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀 說明有Cl－存在 　　解析：選A。A項NaHSO3溶液顯酸性，能使石蕊試液變紅色，當(dāng)?shù)稳肼人蠹词笻SO被氧化，溶液也顯酸性，之所以褪色說明含有具有漂白性的物質(zhì)，從而證明其中含有HClO；B項HClO具有漂白作用，可漂白有色布條；C項溶于水的Cl2，只有部分Cl2與水反應(yīng)，其余Cl2溶于水，導(dǎo)致氯水呈淺黃綠色，具有刺激性氣味；D項Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO，滴加AgNO3溶液時，產(chǎn)生白色沉淀AgCl。 題組一　氯氣的性質(zhì) 1．(教材改編)(1)如遇到氯氣泄漏應(yīng)如何自救？ (2)將Cl2通入石蕊試液中的現(xiàn)象是什么？能用pH試紙測定氯水的pH嗎？ 答案：(1)用蘸有肥皂水或純堿溶液的毛巾捂住口鼻，并沿逆風(fēng)向往高處轉(zhuǎn)移。 (2)現(xiàn)象是先變紅后褪色。不能用pH試紙測定，因為氯水中的HClO能將pH試紙漂白。 2．(xx山東濰坊高三聯(lián)考)氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì)，它具有較強(qiáng)的氧化性，下列敘述中不正確的是(　　) A．紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，生成棕黃色的煙 B．通常狀況下，干燥的氯氣能和Fe反應(yīng) C．純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，集氣瓶瓶口呈現(xiàn)霧狀；光照H2和Cl2的混合氣體時，因迅速化合而爆炸 D．氯氣能與水反應(yīng)生成HClO和HCl，久置氯水最終變?yōu)橄←}酸 解析：選B。Cl2與鐵的反應(yīng)需要加熱，所以在通常狀況下，干燥的Cl2與Fe不能反應(yīng)。 題組二　氯水的性質(zhì)及變化 3．氯氣溶于水達(dá)到平衡后，若其他條件不變，只改變某一條件，下列敘述正確的是(　　) A．再通入少量氯氣，減小 B．通入少量SO2，溶液漂白性增強(qiáng) C．加入少量固體NaOH，一定有c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－) D．加入少量水，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動 解析：選D。Cl2溶于水后，存在如下平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，HClOH＋＋ClO－，前者程度大，后者程度小，c(H＋)增大的多，c(ClO－)增大的少，增大，A錯；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，溶液漂白性減弱，B錯；加入少量NaOH固體后，當(dāng)溶液pH＝7時選項中式子成立，故C錯；D中加入水后，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動，D對。 4．已知次氯酸是比碳酸還弱的酸，反應(yīng)Cl2＋H2OHCl＋HClO達(dá)到平衡后，要使HClO濃度增大，可加入(　　) A．NaCl固體　　　　　　　 B．水 C．CaCO3固體 D．NaOH固體 解析：選C。加入NaCl(s)，c(Cl－)增大，平衡左移，c(HClO)減小，A錯誤；加水平衡正向移動，但由于體積增大c(HClO)減小，B錯誤；加CaCO3(s)，只消耗HCl，平衡右移，c(HClO)增大，C正確，加入NaOH(s)，可同時消耗HCl和HClO，致使c(HClO)減小。 　 Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡移動的應(yīng)用 向氯水中加入的物質(zhì)(或改變的條件) 濃度變化 平衡移動的方向 應(yīng)用 可溶性氯化物 c(Cl－)增大，c(HClO)減小 左移 ①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl ②用排飽和食鹽水法收集Cl2 鹽酸 c(H＋)和c(Cl－)增大 左移 潔廁劑和“84”消毒液不宜混用 NaOH c(H＋)減小 右移 用NaOH吸收多余的Cl2 光照 c(HClO)減小 右移 氯水應(yīng)避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配 碳酸鈣 c(HClO)增大 右移 制取次氯酸濃度較大的氯水 考 點 二　氯氣的實驗室制法[學(xué)生用書P78] 一、實驗室制取、收集干燥純凈氯氣的裝置 二、驗滿方法 1．將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近收集Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。 2．將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近收集Cl2的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化，則證明已集滿。 氯氣的制取及性質(zhì)實驗中易出現(xiàn)的錯誤 (1)反應(yīng)物的選擇：必須用濃鹽酸，稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸時，反應(yīng)停止，故鹽酸中的HCl不可能全部參加反應(yīng)。 (2)加熱溫度：不宜過高，以減少HCl揮發(fā)。 (3)尾氣吸收：Cl2有毒，必須有尾氣吸收裝置，常用吸收劑為NaOH溶液或堿石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca(OH)2濃度小，吸收慢且吸收不完全。 　(xx高考江蘇卷)下列裝置應(yīng)用于實驗室制氯氣并回收氯化錳的實驗，能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?　　) A．用裝置甲制取氯氣 B．用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫 C．用裝置丙分離二氧化錳和氯化錳溶液 D．用裝置丁蒸干氯化錳溶液制MnCl24H2O [解析]　A．MnO2固體與濃HCl要在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)制取Cl2，缺少加熱裝置。 B．除去Cl2中混有的HCl氣體，應(yīng)將混合氣體從長導(dǎo)氣管通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶洗氣，較純凈的氣體從短導(dǎo)氣管流出。 C．制取Cl2實驗結(jié)束后，將剩余物過濾除去未反應(yīng)的MnO2，得到MnCl2溶液，從而回收MnCl2。 D．MnCl2為強(qiáng)酸弱堿鹽，易發(fā)生水解反應(yīng)，直接蒸發(fā)溶劑，不能得到純凈的MnCl24H2O。 [答案]　C 　2.如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計制取氯氣并以氯氣為反應(yīng)物進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置。 (1)要將C裝置接入B和D之間。正確的接法是a→____→______→d。 (2)實驗開始先點燃A處的酒精燈，打開旋塞K，讓Cl2充滿整個裝置，再點燃D處酒精燈。Cl2通過C裝置后進(jìn)入D，D裝置內(nèi)盛有炭粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成CO2和HCl(g)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________。為了使C裝置發(fā)揮更好的作用，可向燒杯中加入濃硫酸，加入濃硫酸的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)D處反應(yīng)完畢后，關(guān)閉旋塞K，移去兩個酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl2產(chǎn)生，此時B中的現(xiàn)象是________________________________，B的作用是________________________________。 (4)用量筒量取20 mL E中溶液，倒入氣密性良好的分液漏斗中，然后再注入10 mL CCl4，蓋好玻璃塞，振蕩，靜置于鐵架臺上(如圖)，等分層后取上層液和下層液，呈黃綠色的是________(填“上層液”或“下層液”)，再裝入如圖所示的燒杯中，能使有色布條褪色的是________(填“上層液”或“下層液”)。 (5)在A、B、C、D、E裝置中有一處需要改進(jìn)，說明需要改進(jìn)的理由并在方框中畫出改進(jìn)后的裝置圖______________________________________________。 解析：(1)連接的關(guān)鍵是C裝置的作用，由于D中反應(yīng)生成了CO2和HCl，有氫元素存在，說明有水參加反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2Cl2＋C＋2H2O(g)4HCl＋CO2，C裝置的作用是提供水蒸氣，而且Cl2從C中出來帶出水蒸氣，因此應(yīng)該是長進(jìn)短出。(2)C中提供水蒸氣，燒杯中加入濃硫酸，濃硫酸溶于水放熱，有利于水蒸氣生成。(3)K關(guān)閉，此時B相當(dāng)于量氣裝置，生成的氣體將B中水壓入長頸漏斗中。(4)此步操作是鹵素單質(zhì)的萃取，Cl2易溶于CCl4，而使CCl4層呈黃綠色，Cl2無漂白性，上層液中含有Cl2和水反應(yīng)生成的HCl和HClO，HClO具有漂白性，可以使有色布條褪色。(5)由于D中反應(yīng)生成了極易溶于水的HCl，E裝置不正確，會造成E中水倒吸，可以用一個倒置的小漏斗防止倒吸。 答案：(1)c　b (2)2Cl2＋C＋2H2O(g)4HCl＋CO2　加入的濃硫酸溶于水能放出大量的熱，有利于試管中的水變?yōu)樗魵?，從而提供足量的水蒸氣供D中反應(yīng)需要 (3)瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升　貯存少量Cl2，避免Cl2對環(huán)境造成污染 (4)下層液　上層液 (5)D中反應(yīng)生成的HCl氣體極易溶于水，易發(fā)生倒吸　改進(jìn)后裝置為 題組一　氯氣的制備 1．(教材改編)實驗室用MnO2和濃鹽酸來制取氯氣，主要操作有： ①將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上；②把酒精燈放在鐵架臺上，根據(jù)酒精燈確定鐵圈的高度，固定好鐵圈，放好石棉網(wǎng)；③用藥匙向蒸餾燒瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加濃鹽酸，并將導(dǎo)管放入集氣瓶中；④檢查氣密性；⑤在蒸餾燒瓶上裝好分液漏斗，連接好導(dǎo)管。 最好的實驗操作順序是(　　) A．②③④①⑤　　　　　　 B．②①③⑤④ C．②①⑤④③ D．②①③④⑤ 解析：選C。安裝順序從下到上，從左到右，檢查氣密性要在加入試劑之前。 2．實驗室制備氯氣的裝置如下圖。圖中涉及氣體發(fā)生、除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置，其中錯誤的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 解析：選C。裝置③的導(dǎo)氣管長短錯誤，應(yīng)長進(jìn)短出。 題組二　氯氣的制取和性質(zhì)綜合實驗 3．(xx河北邢臺模擬)某學(xué)習(xí)小組通過查閱資料發(fā)現(xiàn)用KClO3和濃鹽酸反應(yīng)也可以制備氯氣。為此該小組利用如圖所示裝置在實驗室中制取Cl2并探究其相關(guān)性質(zhì)。 (1)裝置A中存在一處錯誤，請改正這處錯誤：____________________________。 (2)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。 (3)為了除去氯氣中的氯化氫，需要在裝置A、B之間添加裝置E，裝置E中所盛裝的試劑為________。為了探究使有色布條褪色的是氯氣還是氯氣與水反應(yīng)的生成物，需要在整套裝置中添加裝置E，其中加入濃硫酸，裝置E在整套裝置中的添加位置為________(填序號)。 a．A、B之間 b．B、C之間 c．C、D之間 d．D之后 (4)取下集氣瓶B，將鐵絲加熱至紅熱狀態(tài)，伸入到集氣瓶B中，可以觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________， 能檢驗該反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素價態(tài)的試劑是________(填序號)。 a．氯水 b．蒸餾水和鐵粉 c．氫氧化鈉溶液 d．KSCN溶液 解析：(1)裝置A中如果使用普通漏斗，會造成氯氣的外逸，所以應(yīng)將A中的普通漏斗改為分液漏斗； (2)KClO3與濃鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物有KCl、H2O和Cl2； (3)除去Cl2中所含的HCl應(yīng)選用飽和食鹽水，濃硫酸起到干燥Cl2的作用，所以盛有濃硫酸的裝置E應(yīng)添加在B、C之間； (4)氯氣與鐵反應(yīng)生成紅棕色的FeCl3，檢驗產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)可以選用的試劑有b、c、d，其現(xiàn)象分別是 ①將生成的產(chǎn)物溶解在蒸餾水中，加入鐵粉，如果溶液的顏色由棕黃色變成淺綠色，說明產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)為＋3價； ②將生成的產(chǎn)物加入到NaOH溶液中，如果生成紅褐色沉淀，證明產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)為＋3價； ③如果產(chǎn)物能使KSCN溶液變紅，說明產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)為＋3價。 答案：(1)普通漏斗換為分液漏斗 (2)KClO3＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O (3)飽和食鹽水　b (4)集氣瓶內(nèi)有紅棕色煙產(chǎn)生　bcd 4.實驗室常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2(發(fā)生裝置如右圖所示)。 (1)制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是________________(填序號)。 A．往燒瓶中加入MnO2粉末 B．加熱 C．往燒瓶中加入濃鹽酸 (2)制備反應(yīng)會因鹽酸濃度下降而停止。為測定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學(xué)提出下列實驗方案： 甲方案：與足量AgNO3溶液反應(yīng)，稱量生成的AgCl質(zhì)量。 乙方案：采用酸堿中和滴定法測定。 丙方案：與已知量CaCO3(過量)反應(yīng)，稱量剩余的CaCO3質(zhì)量。 丁方案：與足量Zn反應(yīng)，測量生成的H2體積。 繼而進(jìn)行下列判斷和實驗： ①判定甲方案不可行，理由是________________________________________。 ②進(jìn)行乙方案實驗：準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。 a．量取試樣20.00 mL，用 0.100 0 molL－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗22.00 mL，該次滴定測得試樣中鹽酸濃度為________molL－1； b．平行滴定后獲得實驗結(jié)果。 ③判斷丙方案的實驗結(jié)果________(填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”)。 [已知：Ksp(CaCO3)＝2.810－9、Ksp(MnCO3)＝2.310－11] ④進(jìn)行丁方案實驗：裝置如右圖所示(夾持器具已略去)。 (ⅰ)使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將________轉(zhuǎn)移到________中。 (ⅱ)反應(yīng)完畢，每間隔1分鐘讀取氣體體積，氣體體積逐次減小，直至不變。氣體體積逐次減小的原因是____________________________________(排除儀器和實驗操作的影響因素)。 解析：(1)注意加藥品時先加入固體MnO2，再通過分液漏斗加入濃鹽酸，最后才能加熱。 (2)①根據(jù)反應(yīng)的離子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，可以看出反應(yīng)殘余液中c(Cl－)>c(H＋)，用甲方案測得的是c(Cl－)，而不是c(H＋)。 ②根據(jù)c(鹽酸)V(鹽酸)＝c(氫氧化鈉)V(氫氧化鈉)，c(鹽酸)＝c(氫氧化鈉)V(氫氧化鈉)/V(鹽酸)＝22.00 mL0.100 0 molL－1/20.00 mL＝0.110 0 molL－1。 ③由于Ksp(MnCO3)M(CaCO3)，故最終剩余的固體質(zhì)量增加，導(dǎo)致測得的c(H＋)偏小。 ④Zn與鹽酸反應(yīng)放熱，因此，冷卻后氣體的體積將縮小。 答案：(1)A、C、B(按序號寫出三項) (2)①殘余清液中，n(Cl－)>n(H＋)(或其他合理答案) ②0.110 0?、燮　、?ⅰ)Zn?！堄嗲逡?按序?qū)懗鰞身?　(ⅱ)裝置內(nèi)氣體尚未冷卻至室溫 　 高考實驗中“三大創(chuàng)新”的啟示 (1)制取Cl2原理的創(chuàng)新 實驗室制取Cl2不再用MnO2和濃鹽酸混合共熱，而采用常溫下就能發(fā)生反應(yīng)的濃鹽酸和KMnO4(或KClO3或K2Cr2O7)，使制取Cl2的反應(yīng)更易進(jìn)行。 (2)制取Cl2裝置的創(chuàng)新 (3)化學(xué)實驗微型化的“三大優(yōu)勢” ①儀器微型化：避免了常規(guī)實驗中不同實驗裝置的連接， 可以使實驗在一個一體化實驗裝置內(nèi)完成，從而減少了實驗操作步驟、節(jié)省了資源。 ②試劑微量化：微型化實驗較常規(guī)實驗達(dá)到同等實驗效果節(jié)約試劑用量在以上。 ③減少污染，實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化：由于實驗所用的試劑量較少，產(chǎn)生的有害物質(zhì)少，從而減少了對環(huán)境的污染，實現(xiàn)了化學(xué)實驗的綠色化要求。 (4)微型化實驗示例 如下圖所示，利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)： 實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面，觀察實驗現(xiàn)象。 考 點 三　鹵素性質(zhì)及X－的檢驗[學(xué)生用書P80] 一、結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 鹵素位于元素周期表中第ⅦA族，包括：氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。鹵素原子最外層都有7個電子，都是典型的非金屬元素，其單質(zhì)具有相似的化學(xué)性質(zhì)。 1．鹵素單質(zhì)和H2的反應(yīng)：X2＋H2===2HX。 2．鹵素單質(zhì)和H2O的反應(yīng)：X2＋H2OHX＋HXO(X為Cl、Br)。 3．鹵素間的置換反應(yīng) 將氯水滴入溴化鈉溶液：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。 將溴水滴入碘化鉀溶液：Br2＋2KI===2KBr＋I(xiàn)2。 二、特殊性 鹵素單質(zhì)及其化合物除了具有共性外，都有其特殊性質(zhì)。 1．氟 (1)無正價，非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)－的還原性最弱。 (2)2F2＋2H2O===4HF＋O2，與H2反應(yīng)在暗處即爆炸。 (3)氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應(yīng)保存在鉛制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸點最高。 2．溴 (1)Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)。 (2)Br2易溶于有機(jī)溶劑。 (3)盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞。 3．碘 (1)I2遇淀粉變藍(lán)色。 (2)I2加熱時易升華。 (3)I2易溶于有機(jī)溶劑。 (4)食用鹽中加入KIO3可預(yù)防甲狀腺腫大。 三、鹵素離子的檢驗 1．AgNO3溶液——沉淀法 未知液生成 2．置換——萃取法 未知液 有機(jī)層 3．氧化——淀粉法檢驗I－ 未知液藍(lán)色溶液，表明有I－ (1)鹵族元素單質(zhì)能將同主族原子序數(shù)大的元素從其鹽溶液中置換出來，但氟不能進(jìn)行相應(yīng)的置換，原因是F2能與NaX溶液中的水發(fā)生反應(yīng)。 (2)鹵族元素的單質(zhì)F2、Cl2、Br2均能將Fe氧化為Fe3＋，而I2只能把鐵氧化為Fe2＋。 (3)加碘食鹽中的碘是KIO3而不是I2或KI。 (4)ClO－、ClO、CCl4等微粒中的非離子型氯，不能與Ag＋結(jié)合生成沉淀，故不能用AgNO3溶液直接檢驗。 　(xx高考福建卷)元素周期表中第ⅦA族元素的單質(zhì)及其化合物的用途廣泛。 (1)與氯元素同族的短周期元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________。 (2)能作為氯、溴、碘元素非金屬性(原子得電子能力)遞變規(guī)律的判斷依據(jù)是________(填序號)。 a．Cl2、Br2、I2的熔點 b．Cl2、Br2、I2的氧化性 c．HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性 d．HCl、HBr、HI的酸性 (3)工業(yè)上，通過如下轉(zhuǎn)化可制得KClO3晶體： NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶體 ①完成Ⅰ中反應(yīng)的總化學(xué)方程式：□NaCl＋□H2O===□NaClO3＋□________。 ②Ⅱ中轉(zhuǎn)化的基本反應(yīng)類型是________，該反應(yīng)過程能析出KClO3晶體而無其他晶體析出的原因是________________________________。 (4)一定條件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。 ①D是________(填離子符號)。 ②B→A＋C反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________________________ (用離子符號表示)。 [解析]　(1)根據(jù)題意可知，與Cl同族的短周期元素為F，其原子序數(shù)為9，最外層電子數(shù)為7，電子層數(shù)為2，故其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。 (2)比較元素的非金屬性強(qiáng)弱可以通過比較元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性或者最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定、最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，也可以通過單質(zhì)之間的置換反應(yīng)，故只有b、c正確。 (3)①NaCl中Cl元素的化合價由－1價升高到NaClO3中的＋5價，故必定有一種元素的化合價要降低，經(jīng)分析只能是H元素由＋1價降到0價，因此結(jié)合原子守恒和電子守恒可寫出化學(xué)方程式：NaCl＋3H2O===NaClO3＋3H2↑。 ②由NaClO3和KCl反應(yīng)生成KClO3和NaCl，元素的化合價都沒有變化，故為復(fù)分解反應(yīng)；其他晶體沒有析出，只析出了KClO3，說明KClO3的溶解度較小，小于其他晶體。 (4)①根據(jù)圖示曲線可知Cl元素的化合價越來越高，由曲線可知D中Cl元素的化合價是＋7價，因此ClO中x＝4，即D為ClO。 ②根據(jù)曲線可知A為Cl－、B為ClO－，故化學(xué)方程式為3ClO－===2Cl－＋ClO，結(jié)合曲線可知ClO－相對Cl－的能量為60 kJ，ClO相對Cl－的能量為63 kJ，因此該反應(yīng)的反應(yīng)熱為ΔH＝(63－60) kJmol－1－260 kJmol－1＝－117 kJmol－1。 [答案]　(1) (2)bc (3)①NaCl＋H2O===NaClO3＋H2↑ ②復(fù)分解反應(yīng)　室溫下，氯酸鉀在水中的溶解度明顯小于其他晶體 (4)①ClO　②3ClO－(aq)===2Cl－(aq)＋ClO(aq)　ΔH＝－117 kJmol－1 　3.(xx東北師大附中高三模擬)向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水，CCl4層變成紫色。如果繼續(xù)向試管中滴加氯水，振蕩，CCl4層會逐漸變淺，最后變成無色。 完成下列填空： (1)寫出并配平CCl4層由紫色變成無色的化學(xué)反應(yīng)方程式(如果化學(xué)計量數(shù)是1，不用填寫)： ________＋________＋________===________＋________ (2)整個過程中的還原劑是____________________________________________。 (3)把KI換成KBr，則CCl4層變?yōu)開_______色；繼續(xù)滴加氯水，CCl4層的顏色沒有變化。則Cl2、HIO3、HBrO3的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是__________________。 (4)加碘鹽中含碘量為20～50 mg/kg。制取加碘鹽(含KIO3的食鹽)1 000 kg，若用KI與Cl2反應(yīng)制KIO3，至少需要消耗Cl2________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況，保留2位小數(shù))。 解析：(1)I元素的化合價從0→＋5，升高5價，Cl元素的化合價從0→－1，降低1價，所以I2與Cl2的物質(zhì)的量之比為1∶5；(2)兩個過程的還原劑分別為KI和I2；(3)KI換成KBr時，得到的是溴單質(zhì)，則其在CCl4中呈紅棕色，繼續(xù)滴加氯水時，顏色不變，可知氯水不能將溴單質(zhì)氧化成HBrO3，故氧化性強(qiáng)弱順序為HBrO3>Cl2>HIO3；(4)結(jié)合化學(xué)方程式：KI＋3Cl2＋3H2O===KIO3＋6HCl來計算，按最小值計算時，1 000 kg加碘食鹽中含碘20 g，則需要消耗Cl2的體積為322.4 L/mol＝10.58 L。 答案：(1)I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl　(2)KI、I2　(3)紅棕　HBrO3>Cl2>HIO3　(4)10.58 題組一　鹵素單質(zhì)的性質(zhì) 1．(教材改編)下列敘述中正確的是 (　　) A．碘易升華，所以要保存在有鐵蓋旋緊的密閉容器中 B．液溴應(yīng)保存在磨口玻璃塞棕色細(xì)口試劑瓶中，并加少量水進(jìn)行水封 C．碘易溶于酒精，所以可用酒精從碘水中將碘萃取出來 D．用加熱的方法可將碳酸氫鈉中混有的少量碘除去 解析：選B。碘能與鐵反應(yīng)，不能保存在鐵蓋容器中，故A錯；酒精與水不能分層，故不可萃取碘，C錯；NaHCO3易分解，故不能用加熱法除去少量碘，D錯。 2．下列哪些事實或?qū)嶒災(zāi)苷f明氧化性Cl2>Br2>I2：________。 ①氯水分別滴入KBr、NaI溶液中顏色加深，而溴水滴入NaCl溶液中無明顯變化，滴入KI淀粉溶液中，溶液變藍(lán) ②H2和Cl2的混合氣體光照爆炸，H2和Br2的混合氣體加熱才能反應(yīng)，而H2和I2反應(yīng)更困難 ③Fe分別與Cl2、Br2、I2反應(yīng)生成Fe的化合物的化合價高低 ④HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性越來越差 ⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐漸減小 解析：①顯示Cl2、Br2、I2的置換順序，②表示它們與H2化合的難易程度，④表示它們氫化物的穩(wěn)定性，以上都可反映其單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱，③無法判斷Cl2與Br2的氧化性強(qiáng)弱，因Fe與它們都生成＋3價化合物，⑤中單質(zhì)的水溶性與氧化性強(qiáng)弱無關(guān)。 答案：①②④ 題組二　鹵素離子的檢驗 3．甲、乙、丙三種溶液中各含有一種X－(X－為Cl－、Br－、I－中的一種)，向甲溶液中加入淀粉溶液和新制氯水，則溶液變?yōu)槌壬?，再加入丙溶液，顏色無明顯變化。則甲、乙、丙依次含有的鹵素離子是(　　) A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－ C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－ 解析：選B。根據(jù)鹵素單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱和X－還原性強(qiáng)弱的變化規(guī)律可知，X2的氧化性：Cl2>Br2>I2，X－的還原性：Cl－Br2>I2 B c處先變紅，后褪色 氯氣與水生成了酸性物質(zhì) C d處立即褪色 氯氣與水生成了漂白性物質(zhì) D e處變紅色 還原性：Fe2＋>Cl－ 解析：選D。A項，由現(xiàn)象得氧化性：Cl2>Br2、Cl2>I2，但無法判斷Br2與I2的氧化性強(qiáng)弱；B項，由現(xiàn)象可知在此過程中有酸性物質(zhì)生成，同時生成了漂白性物質(zhì)；C項，在此過程中只能判斷溶液不再顯堿性，無法判斷有無漂白性物質(zhì)生成；D項，此時Fe2＋被Cl2氧化為Fe3＋，而Cl2被還原為Cl－，還原劑Fe2＋的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物Cl－。 3．(xx高考江蘇卷)實驗室從含碘廢液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等)中回收碘，其實驗過程如下： (1)向含碘廢液中加入稍過量的Na2SO3溶液，將廢液中的I2還原為I－，其離子方程式為________________________________________________________________________； 該操作將I2還原為I－的目的是________________________________________________________________________。 (2)操作X的名稱為________。 (3)氧化時，在三頸燒瓶中將含I－的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl2，在40 ℃左右反應(yīng)(實驗裝置如圖所示)。實驗控制在較低溫度下進(jìn)行的原因是____________________________________；錐形瓶里盛放的溶液為________________。 (4)已知：5SO＋2IO＋2H＋=== I2＋5SO＋H2O。某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一種或兩種。請補(bǔ)充完整檢驗含碘廢水中是否含有I－、IO的實驗方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗不出有碘單質(zhì)存在；________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 實驗中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。 解析：(1)I2單質(zhì)被SO還原為I－，SO被氧化為SO，離子方程式為SO＋I(xiàn)2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋；使溶于CCl4中的碘進(jìn)入水層。(2)CCl4不溶于水，因此可以通過分液的方法使其與水分離。(3)溫度較低時Cl2的溶解度大，同時減少I2的升華；在錐形瓶里面加入NaOH溶液吸收尾氣。(4)要證明I－的存在，可以利用Fe3＋將I－氧化為I2，利用淀粉遇I2變藍(lán)色，可以證明反應(yīng)的發(fā)生；要證明IO的存在，可以利用SO的還原性，將其還原為I2，利用淀粉遇I2變藍(lán)色，可以證明反應(yīng)的發(fā)生。 答案：(1)SO＋I(xiàn)2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋　使溶于CCl4中的碘進(jìn)入水層 (2)分液 (3)使氯氣在溶液中有較大的溶解度(或防止I2升華或防止I2進(jìn)一步被氧化)　NaOH溶液 (4)從水層取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有I－；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有I－。另從水層取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有IO；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有IO 4．(高考北京卷)為驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強(qiáng)弱，某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實驗(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗)。 實驗過程：Ⅰ.打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。 Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾。 Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，關(guān)閉活塞a。 Ⅳ.…… (1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體，其電子式是________________________________。 (2)驗證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實驗現(xiàn)象是___________________________。 (3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________。 (4)為驗證溴的氧化性強(qiáng)于碘的，過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是 ______________________________________________。 (5)過程Ⅲ實驗的目的是_____________________________________。 (6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下________________________，得電子能力逐漸減弱。 解析：(1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2。(2)Cl2將KI中的I－氧化生成I2，遇淀粉則顯藍(lán)色。(3)B、C中發(fā)生的反應(yīng)為Cl2氧化Br－生成Br2。(4)將C中的Br2滴入D中，Br2將I－氧化生成I2，用CCl4萃取后，CCl4層呈現(xiàn)紫紅色。(5)Cl2自身為黃色，為避免Cl2氧化I－，故當(dāng)溶液變成棕紅色時，則說明只能為Br2氧化I－。(6)同主族，從上至下，原子半徑依次增大，原子核對電子的吸引能力減弱，得電子能力也減弱，則單質(zhì)的氧化性減弱。 答案：(1)CC　(2)淀粉KI試紙變藍(lán)　(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－　(4)打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩，靜置后CCl4層溶液變?yōu)樽霞t色　(5)確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl2，排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾　(6)原子半徑逐漸增大 一、選擇題 1．(xx黑龍江哈爾濱三中模擬)水處理包括水的凈化、殺菌消毒、蒸餾等。其中常見的殺菌消毒劑包括氯氣、臭氧、漂白粉、活性炭等。游泳場館往往用臭氧、活性炭對游泳池進(jìn)行消毒和凈化。下列說法中正確的是(　　) A．臭氧、活性炭處理水的原理相同 B．氯氣是一種常用的消毒劑，用氯氣消毒的水可以用于配制化學(xué)試劑 C．氯氣和二氧化硫都具有漂白性，等體積的兩者混合會提高漂白的效率 D．漂白粉長期露置在空氣中會失效 解析：選D。臭氧處理水是利用其氧化性，活性炭處理水則是利用其吸附性，A錯誤；用氯氣消毒的水中含有氯氣、鹽酸、次氯酸等成分，配制化學(xué)試劑時可能會使試劑變質(zhì)，B錯誤；氯氣和二氧化硫等體積混合發(fā)生反應(yīng)：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，漂白性降低甚至消失，C錯誤。 2．(xx廣東揭陽檢測)下列實驗現(xiàn)象，與新制氯水中的某些成分(括號內(nèi)物質(zhì))沒有關(guān)系的是(　　) A．向NaHCO3固體中加入新制的氯水，有無色氣泡產(chǎn)生(H＋) B．新制氯水使紅色布條褪色(HClO) C．將AgNO3溶液滴加到新制氯水中，有白色沉淀產(chǎn)生(Cl－) D．向FeCl2溶液中滴加新制氯水，再滴加KSCN溶液，溶液呈紅色(HCl) 解析：選D。A項，新制氯水中存在H＋，能與NaHCO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2；B項，新制氯水中存在HClO，具有漂白性，能使紅色布條褪色；C項，Ag＋與氯水中的Cl－反應(yīng)生成白色沉淀AgCl；D項，因氯水中含有氧化性的HClO和Cl2，可將Fe2＋氧化成Fe3＋，F(xiàn)e3＋與SCN－反應(yīng)使溶液變紅色。 3．新制的飽和氯水與久置氯水的主要區(qū)別是(　　) 序號 新制氯水 久置氯水 A 含氯氣多，黃綠色 含氯氣極少或無氯氣 B 與NaHCO3不反應(yīng)，漂白作用強(qiáng) 能與NaHCO3反應(yīng)，無漂白作用或漂白作用極弱 C 不含氯離子 含較多氯離子 D 酸性強(qiáng) 酸性弱 解析：選A。氯水中HClO在光照條件下發(fā)生分解生成O2、HCl，隨著HClO的分解，溶液中n(H＋)、n(Cl－)均增大，c(HClO)不斷減少，新制氯水和久置氯水中均有HCl，均能與NaHCO3反應(yīng)。 4．下列離子方程式正確的是(　　) ①氯氣與水反應(yīng)：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－ ②氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)： Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O ③濃鹽酸與二氧化錳共熱： MnO2＋4HClMn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O ④漂白粉溶液中通入少量的二氧化碳?xì)怏w： Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 解析：選B。反應(yīng)①生成的HClO為弱酸，應(yīng)用HClO表示；反應(yīng)③中濃鹽酸可全部電離，應(yīng)寫成H＋和Cl－的形式。 5．向盛有Cl2的三個集氣瓶甲、乙、丙中各注入下列液體中的一種，經(jīng)過振蕩，現(xiàn)象如下圖所示，則甲、乙、丙中注入的液體分別是(　　) ①AgNO3溶液?、贜aOH溶液　③水 A．①②③ B．②①③ C．③②① D．①③② 解析：選B。甲中氣體和溶液都無色，說明不存在氯氣，是加入NaOH溶液；乙中氣體無色且溶液中出現(xiàn)白色渾濁，說明不存在氯氣且溶液中生成了白色沉淀，是加入AgNO3溶液；丙中氣體和溶液都呈淺黃綠色，說明存在氯氣分子，是加入水。 6．(xx廣東廣州六校聯(lián)考)實驗室用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，下列有關(guān)說法中正確的是(氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)(　　) A．若提供0.4 mol