名师高徒高三化学第9讲.docx
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名师高徒高三化学第9讲
第九讲卤素及其化合物的性质与应用
适用学科
化学
适用年级
高三
适用区域
全国
本讲时长
90min
知识点
氯气的性质及制取
氯的化合物的性质及用途
学习目标
1.识记有关的化学方程式；
2.掌握非金属元素氯及其化合物之间的转化关系；
3.以氯为例，掌握第
A族元素性质递变规律。
学习重难点
重点：
卤族元素及其化合物之间的转化关系
氯气的实验室制法
难点：
第
A族元素性质递变规律
学习过程
一、复习预习
1、复习硅、硫的相关性质及化学方程式；
2、复习元素周期表及元素周期律的相关知识。
二、知识讲解
考点1、氯气的性质及用途
1．物理性质：
氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水（1:
2）、密度比空气大、易液化的有毒气体。
2．化学性质：
氯气是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，均是金属氧化成高价态）
如：
2Na＋Cl2
2NaCl（产生白烟）
Cu＋Cl2
CuCl2（产生棕黄色的烟）
2Fe＋3Cl2
2FeCl3（产生棕色的烟）
（2）与非金属反应：
如：
H2＋Cl2
2HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）
H2＋Cl2
2HCl（会发生爆炸，不可用于工业制盐酸）
2P＋3Cl2
2PCl3（氯气不足；产生白雾）
2P＋5Cl2
2PCl5（氯气充足；产生白烟）
（3）与水反应：
Cl2＋H2O
HCl＋HClO
（4）与碱反应：
Cl2＋2NaOH
NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）
2Cl2＋2Ca（OH）2
Ca（ClO）2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂白粉）
Ca（ClO）2＋CO2＋H2O
CaCO3↓＋2HClO（漂白粉的漂白原理）
（5）与某些还原性物质反应：
2FeCl2＋Cl2
2FeCl3
2KI＋Cl2
2KCl+I2（使湿润的淀粉－KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）
SO2＋Cl2＋2H2O
2HCl+H2SO4
特别提示：
1．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．漂白粉的保存—密封保存（与空气中的水蒸气、二氧化碳反应而变质）
3．氯气通入紫色石蕊试液中，试液先变红，后褪色。
不能用pH试纸测定氯水的pH值，pH试纸遇氯水褪色，不能读出氯水的pH值。
考点2、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。
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。
2．HClO的基本性质：
①一元弱酸，比H2CO3弱
②不稳定，2HClO
2HCl+O2↑
③强氧化性
④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
HClO
Na2O2（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
——
考点3、氯气的制法
1．实验室制法
①药品及原理：
强氧化剂氧化浓盐酸
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+2H2O+Cl2↑
2KMnO4＋16HCl（浓）
2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
KClO3＋6HCl（浓）
KCl＋3Cl2↑＋3H2O
K2Cr2O7也可以
②实验装置
特别提示：
①MnO2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。
②收集方法：
向上排空气法（或排饱和食盐水法）；
③净化装置：
用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸除水蒸气；
④尾气处理：
用碱液吸收。
但不能用澄清石灰水，因为溶液中Ca（OH）2含量少，吸收不完全。
2．氯气的工业制法：
（氯碱工业）
化学方程式：
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
离子方程式：
2Cl－＋2H2O
2OH－＋H2↑+Cl2↑
考点4、卤族元素
1．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
浅黄绿色
黄绿色
红棕色
紫黑色
密度
密度逐渐增大
X2与H2化和
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+O2
X2+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。
（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。
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：
Cl2>Br2>I2；还原性：
I－>Br－>Cl－
此处常考离子还原性顺序为：
S2－>SO32－>I－>Fe2＋>Br－>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
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
三、例题精析
【例题1】
【题干】下列关于氯气性质的叙述正确的是（）
A．钠在氯气中燃烧产生白色烟雾
B．红热的铜丝可以在氯气中燃烧，产生棕黄色烟雾
C．纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰
D．氯气可用于漂白，这是氯气的漂白作用
【答案】D
【解析】A中钠在氯气中燃烧，生成NaCl固体小颗粒，形成白烟，没有雾出现（雾为小液滴），A不正确。
B项中红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2固体小颗粒，生成棕黄色的烟，但没有雾，所以B项也不正确。
C项中的说法完全符合实验事实，因此是正确答案。
D项中氯气用于漂白，这是对的，但起漂白作用的不是氯气本身，而是它与水反应后生成的次氯酸具有强氧化性，使有机色素氧化而褪色，D项的说法不正确。
【例题2】
【题干】已知：
①向KClO3晶体中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体，发生反应：
KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O；
②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体，溶液变黄色；
③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝色。
下列判断正确的是（）
A．实验①生成的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
B．①中反应被氧化和被还原的氯元素的质量比为6：
1
C．实验②生成溶液中加入KSCN溶液，产生血红色沉淀
D．实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
【答案】A
【解析】A、根据氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物，氧化性：
氧化剂＞氧化产物，还原性：
还原剂＞还原产物，则由反应①可知氧化性KClO3＞Cl2，由反应②可知Cl2＞Fe3+，由反应③可知Fe3+＞I2，则可得氧化性Cl2＞I2，所以将氯气通入湿润的淀粉KI试纸中，氯气能置换出碘单质，试纸变蓝，故A正确；B、在反应KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O中，KClO3中Cl元素的化合价由+5价降到0价，1molKClO3在反应中得到5mol电子，HCl中Cl元素的化合价由－1价升高到0价，根据氧化还原反应得失电子数目相等可知，1molKClO3氧化5molHCl，则反应呗氧化和被还原的氯元素的质量比为5：
1，故B错误；C、实验②生成溶液中含有Fe3+离子，加入KSCN溶液，生成Fe（SCN）3，为溶于水的血红色物质，故C错误；D、在实验②中，Fe2+被氧化产生Fe3+离子，表现出Fe2+离子的还原性，故D错误。
故选A。
【例题3】
【题干】已知氧化性Br2＞Fe3+。
FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为：
aFe2++bBr－+cCl2→dFe3++eBr2+fCl－
下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是（）
A．243226B．021012
C．201202D．222214
【答案】B
【解析】由题意知，将Cl2通入FeBr2溶液中先氧化Fe2＋，然后再氧化Br－。
若a、b、c为2、4、3时，溶液中Fe2＋、Br－恰好完全被氧化，则利用原子守恒知d、e、f是2、2、6；若a、b为0、2，则说明反应先氧化Br－，与事实不符；若a、b、c为2、0、1时，即溶液中Fe2+恰好氧化完全，则利用原子守恒知d、e、f是2、0、2；若a、b、c为2、2、2时，即溶液中Fe2+完全氧化、Br－刚好有一半被氧化，则利用原子守恒知d、e、f是2、1、4，故答案为：
B。
【例题4】
【题干】某化学兴趣小组在实验室利用氯气与石灰乳【Ca（OH）2】制取漂白粉。
已知2Cl2+2Ca（OH）2═CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
该兴趣小组设计了下列实验装置，进行如下实验：
请回答下列问题：
（1）实验室用甲装置用于制备氯气，其反应的化学方程式是___________________________________；
（2）工业上电解饱和食盐水来制备氯气，其化学方程式是_____________________________________；
（3）乙装置的作用是___________________，丁装置的作用是____________________________。
（4）该兴趣小组用足量的浓盐酸与8.7gMnO2制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得Ca（ClO）2____________g。
但小组成员发现，实际上产物中Ca（ClO）2的质量明显小于理论值。
为了探究其原因，小组成员查阅了相关资料得到：
氯气和碱的反应为放热反应；温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应：
6Cl2+6Ca（OH）2
5CaCl2+Ca（ClO3）2+6H2O。
（5）为了提高Ca（ClO）2的产率，可对丙装置作适当改进。
请你给出一种改进方法：
_________________。
【答案】
（1）MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
（2）2NaCl+2H2O
H2↑+Cl2↑+2NaOH
（3）除去Cl2中混有的HCl气体进行尾气处理
（4）7.15
（5）将丙装置置于装有冷水的容器中
【解析】
（1）实验室制取氯气是用浓盐酸和二氧化锰发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）工业上电解饱和食盐水来制备氯气，是氯化钠和水在通电条件下电解反应生成氢氧化钠、氯气和氢气，反应的化学方程式为：
2NaCl+2H2O
H2↑+Cl2↑+2NaOH；
（3）浓盐酸和二氧化锰反应过程中会发出氯化氢气体，所以通过饱和食盐水的作用是除去Cl2中混有的HCl气体；烧杯中的氢氧化钠溶液是吸收过量氯气，避免排放到空气中污染环境，进行尾气处理；
（4）足量的浓盐酸与8.7gMnO2制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得Ca（ClO）2；可以依据反应MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O；2Cl2+2Ca（OH）2═CaCl2+Ca（ClO）2+
2H2O，得到定量关系：
8.7gMnO2物质的量为0.1mol；
2MnO2～Ca（ClO）2
21
0.1mol0.05mol
所以理论上最多可制得Ca（ClO）2质量=0.05mol×143g/mol=7.15g；故答案为：
7.15；
（5）依据（4）中信息反应在高温度下发生副反应，所以改进措施可以把丙装置放入冰水中，避免发生反应，6Cl2+6Ca（OH）2
5CaCl2+Ca（ClO3）2+6H2O；故答案为：
将丙装置置于装有冷水的容器中。
四、课堂运用
【基础】
1．盐酸与氯气均可以和铁反应，从产物中比较可得出氯气比盐酸强的性质是（）
A．氧化性B．还原性C．酸性D．金属性
2．有关液氯和新制氯水的叙述中正确的是（）
A．液氯和氯水都是纯净物B．液氯无酸性，氯水有酸性
C．液氯较氯水有更强的漂白性D．氯水久置后漂白性增强
3．不能用单质与氯气直接化合制取的物质是（）
A．NaClB．FeCl2C．FeCl3D．CuCl2
4．对于卤族元素的叙述中不正确的是（）
A．沸点HF＞HCl＞HBr＞HI
B．还原性HI＞HBr＞HCl＞HF
C．热稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI
D．氧化性F2＞Cl2＞Br2＞I2
【巩固】
1．从海水中可以提取溴，但得到的液溴中常溶有少量氯气，除去氯气应该采用的方法是（）
A．加入适量的KI溶液
B．通入溴蒸气
C．加入适量的氢氧化钠溶液
D．加入适量的溴化钠溶液
2．某化学小组用如图所示装置制取氯气，下列说法不正确的是（）
A．该装置图中至少存在两处明显错误
B．将烧瓶中的MnO2换成KMnO4可制得Cl2
C．在乙后连一盛有饱和食盐水的烧杯进行尾气处理
D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出
3．实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，下列说法中正确的是（气体体积均在标准状况下测定）（）
A．若提供0.4molHCl，MnO2不足量，则转移电子数为0.2mol
B．若提供0.4molHCl，MnO2过量，则可制得氯气2.24L
C．若有0.4molHCl参与反应，MnO2不足量，则可制得氯气2.24L
D．若有0.4molHCl被氧化，MnO2不足量，则可制得氯气2.24L
【拔高】
1．（2013海南卷）溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料组燃剂等，回答下列问题：
（1）海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入_________________，将其中的Br－氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br-和BrO3-，其离子方程式为______________________________。
（2）溴与氯能以共价键结合形成BrCl。
BrCl分子中，______________________显正电性。
BrCl与水发生反应的化学方程式为______________________________________。
（3）CuBr2分解的热化学方程式为：
2CuBr2（s）=2CuBr（s）+Br2（g）△H=+105.4kJ/mol
在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热分解，平衡时p（Br2）为4.66×103Pa。
①如反应体系的体积不变，提高反应温度，则p（Br2）将会_____________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
②如反应温度不变，将反应体系的体积增加一倍，则p（Br2）的变化范围为__________________。
2．海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。
实验室里从海藻中提取碘的流程如图：
（1）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：
①______________，③_____________；
（2）提取碘的过程中，可选择的有机试剂是_________________。
A．酒精B．四氯化碳C．苯
（3）实验操作③中，实验室已有烧杯、玻璃棒以及必要的夹持仪器，尚缺少的玻璃仪器是___________。
（4）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还须经过蒸馏，指出实验装置图中的错误之处：
①____________；②______________________；③_____________________________。
（5）进行上述蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是：
__________________，最后晶态碘在____________
___里聚集（填仪器名称）。
课程小结
※构建元素化合物的知识主线
HCl
Cl2
HClO
NaClO，Ca（ClO）2
课后作业
【基础】
1．下列有关氯气的说法正确的是（）
A．氯气是黄绿色气体，有毒，有刺激性气味，可以用来消毒杀菌
B．液氯就是氯气的水溶液，它能使干燥的红色布条褪色
C．红热的铜丝在氯气中燃烧时产生棕色的烟雾；H2在Cl2中燃烧火焰呈淡蓝色
D．氯水久置会变质，是因为氯气挥发，剩下的就是水
2．除去氯气中混有的氯化氢气体，常采用的方法是将混合气体（）
A．通过氢氧化钠溶液B．通过澄清石灰水
C．通过浓硫酸D．通过饱和食盐水
3．关于次氯酸性质的描述，错误的是（）
A．不稳定，易分解放出氧气
B．能使潮湿的有色布条褪色
C．具有漂白作用和消毒作用
D．是一种比碳酸酸性强的酸
4．下列关于碱金属元素和卤族元素的说法正确的是（）
A．碱金属元素的熔点从上至下逐渐升高
B．碱金属元素都是第ⅠA族的元素
C．卤族元素的单质的熔点、沸点从上至下逐渐升高
D．卤族元素的非金属性从上至下逐渐增强
【巩固】
1．实验室制取氯气可以有以下途径，用化学方程式表示如下．若制取等质量的氯气，消耗盐酸最少的是（）
A．8HCl+K2Cr2O7═2KCl+Cr2O3+4H2O+Cl2↑
B．16HCl+2KMnO4═2MnCl2+8H2O+2KCl+5Cl2↑
C．4HCl+MnO2
MnCl2+2H2O+Cl2↑
D．6HCl+KClO3═KCl+3H2O+3Cl2↑
2．下列关于二氧化硫和氯气的说法中，错误的是（）
A．二氧化硫能漂白某些物质，说明它具有和氯气相同的性质（氧化漂白性）
B．二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊变红，说明它能和水反应生成亚硫酸
C．实验室可用氢氧化钠溶液处理含有二氧化硫和氯气的尾气
D．将二氧化硫气体通入装有品红溶液的试管中，红色逐渐褪去，给试管加热溶液又变红色
3．在实验室中，常用KMnO4代替MnO2与浓盐酸反应制取氯气，其反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl（浓）=2MnCl2+5Cl2↑+2KCl+8H2O下列叙述中正确的是（）
A．反应中KMnO4被氧化
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为5﹕1
C．每生成1 mol Cl2时，反应中转移的电子为2mol
D．每消耗16 mol HCl时，其中做氧化剂的HCl是10mol
【拔高】
1．“84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气（NaClO+NaCl+H2SO4═Na2SO4+Cl2↑+H2O）为探究氯气的性质，某同学利用此原理制氯气并设计了如图1所示的实验装置。
请回答：
（1）从图2装置中选择合适的制气装置（A处）_____________（填写序号）。
（2）装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是______________________________________，说明该装置存在明显的缺陷，请提出合理的改进的方法______________________________________。
（3）为了验证氯气的氧化性，将氯气通Na2SO3溶液中，写出氯气与Na2SO3溶液反应的离子方程式
_________________________________________________。
（4）氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性盐酸＞碳酸＞次氯酸，该实验证明氯气与水反应的生成物中含有____________________________。
2．（2013福建卷）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42－等杂质。
其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42－，其原因是___________【已知：
Ksp（BaSO4）=1.1×10-10Ksp（BaCO3）=5.1×10-9】
②该法工艺原理如右。
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有____________（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为__________
_____________________________________。
（2）纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：
纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式：
□（D）+24NaClO3+12H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□_________
（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl－。
处理含CN－相同量得电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍。
课后评价表：
一出勤情况
准时（）迟到（）旷课（）
__________________________________________________________________
二课上表现情况
优（）良（）差（）
________________________________________________________________________________________________________________________________________________
三课后作业完成情况
全部完成（）部分完成（）未完成（）
________________________________
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