届一轮复习鲁科版 第4章 第13讲 氯及其化合物 卤族元素 学案.docx

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届一轮复习鲁科版第4章第13讲氯及其化合物卤族元素学案

第13讲　氯及其化合物　卤族元素

考纲要求

　1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。

2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。

考点一　氯及其化合物的性质和应用

一、氯气的性质

1．氯气的物理性质

颜色

气味

毒性

密度

特性

黄绿色

刺激性气味

有毒

比空气重

易液化

注意　实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：

用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。

（如图所示）

2．从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性

依据氯气的氧化性完成下列方程式：

（1）与金属反应

①Fe：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3，棕红色烟。

②Cu：

Cu＋Cl2

CuCl2，棕黄色烟。

（2）与非金属反应

H2：

H2＋Cl2

2HCl，苍白色火焰；

H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。

（3）与还原性无机化合物反应：

①与碘化钾溶液反应：

Cl2＋2KI===2KCl＋I2。

②与SO2水溶液反应：

Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。

③与FeCl2溶液反应：

Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。

3．从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应

氯气与水或碱反应，氯元素的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。

（1）与水反应

化学方程式：

Cl2＋H2OHCl＋HClO，

离子方程式：

Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。

（2）与碱反应

①与烧碱反应：

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

②制取漂白粉：

2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

4．从平衡的角度理解氯水的成分和性质

氯气能溶于水（1∶2），氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。

（1）氯水中存在三种平衡关系：

①Cl2＋H2OHCl＋HClO

②HClOH＋＋ClO－

③H2OH＋＋OH－

（2）氯水性质的多重性

新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。

注　氯水常代替氯气进行溶液中的实验。

二、次氯酸和次氯酸盐的性质

1．次氯酸

次氯酸见光分解的化学方程式：

2HClO

2HCl＋O2↑。

2．次氯酸盐

（1）“84”消毒液

有效成分为NaClO，它与洁厕灵（主要成分盐酸）混合立即会产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。

（2）漂白粉

①成分：

漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca（ClO）2，其中有效成分是Ca（ClO）2。

②漂白原理：

在潮湿的空气中能吸收CO2，化学方程式为Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。

（1）过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2（　　）

（2）氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质（　　）

（3）新制取的漂白粉是混合物（　　）

（4）氯气可以使湿润的有色布条退色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气（　　）

（5）Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂（　　）

（6）标准状况下，11.2LCl2与水充分反应转移电子数为0.5NA（　　）

（7）“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√　（5）×　（6）×　（7）√

解析　（6）该反应为可逆反应，Cl2不能完全反应。

1．在空气中长时间放置的漂白粉，最终得到的主要固体物质是____________________，

其原因是___________________________________________________________________

（用化学方程式说明）。

答案　CaCO3和CaCl2　Ca（ClO）2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO,2HClO

2HCl＋O2↑，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O

2．根据下列装置图回答问题：

（1）A、B通入Cl2后，观察到的现象是__________________________________________，根据现象可得出的结论是___________________________________________________________。

（2）集气瓶B中发生反应的离子方程式是___________________________________________。

（3）F装置的作用是______________________________________________________________。

（4）实验开始后，观察装置C中的现象是___________________________________________。

（5）装置E中发生反应的离子方程式是_____________________________________________。

（6）通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是____________________________________。

答案　

（1）干燥的红色（或A中）布条不退色，湿润的红色（或B中）布条退色　Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性

（2）Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO

（3）吸收氯气，防止污染环境

（4）溶液先变红色，然后退色

（5）2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

（6）H2O＋SO

＋Cl2===2H＋＋SO

＋2Cl－

题组一　氯气的性质

1．下列说法错误的是（　　）

A．氯气做水的杀菌消毒剂

B．氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明Cl2具有氧化性

C．氯气溶于水的离子方程式为Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－

D．氯气与NaOH溶液反应，Cl2既是氧化剂又是还原剂

答案　C

解析　氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸有强氧化性，能够杀菌消毒，A项正确；氯气与KI发生反应：

Cl2＋2KI===2KCl＋I2，反应中Cl2作氧化剂，B项正确；Cl2溶于水为可逆反应，且生成的HClO为弱电解质，不可拆开，C项错误；Cl2与NaOH溶液发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂，D项正确。

2．（2018·郑州高三测试）某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，下列关于安全处理措施不正确的是（　　）

A．紧急组织群众沿逆风方向疏散

B．消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液

C．处在该环境中的群众，应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼处等待救援

D．处在该环境中的群众，应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移

答案　C

解析　稀氨水挥发出的NH3具有强烈的刺激性气味；氯气的密度比空气的密度大，应往高处转移。

题组二　氯水中的平衡关系及多重性质

3．向新制氯水中加入少量下列物质，增强溶液漂白能力的是（　　）

A．碳酸钙粉末B．稀硫酸

C．氯化钙溶液D．二氧化硫水溶液

答案　A

解析　新制氯水中存在平衡：

Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，要增强溶液的漂白性，需要促进平衡正向移动，提高HClO的浓度。

碳酸钙粉末消耗溶液中的H＋，促进平衡正向移动，HClO的浓度增大，A项正确；加入稀硫酸会增大溶液中H＋的浓度，促进平衡逆向移动，HClO的浓度减小，B项错误；加入CaCl2溶液会增大溶液中Cl－的浓度，促进平衡逆向移动，HClO的浓度减小，C项错误；二氧化硫具有还原性，能与Cl2、HClO发生氧化还原反应，使HClO浓度减小，D项错误。

4．（2018·宜昌高三检测）氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。

下列结论正确的是（　　）

A．加入有色布条，片刻后有色布条退色，说明有Cl2存在

B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在

C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在

D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在

答案　B

解析　A项，氯水能使有色布条退色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性；C项，由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl－，所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中是否存在Cl－；D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。

5．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是（　　）

A．再通入少量氯气，

减小

B．通入少量SO2，溶液漂白性增强

C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强

D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱

答案　C

解析　饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。

氯水的组成及性质在应用中的常见误区

（1）氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增加，无漂白性。

因此，氯水要现用现配。

（2）制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，且1molCl2参加反应，转移电子数为NA。

（3）Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。

（4）ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO

等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。

题组三　其他含氯消毒剂

6．氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4～5倍，下列有关氯胺（NH2Cl）的说法一定不正确的是（　　）

A．氯胺的水解产物为NH2OH（羟氨）和HCl

B．氯胺的电子式为

C．氯胺中氯的化合价为＋1

D．氯胺的消毒原理与漂白粉相似

答案　A

解析　NH2Cl＋H2ONH3＋HClO，反应生成的HClO能杀菌消毒。

该水解反应是一个可逆反应，HClO杀菌后浓度减小，平衡向右移动，氯胺转化成HClO；相反，当HClO浓度较高时，平衡向左移动，转化为氯胺，相当于暂时“贮存”，避免其分解损失，这样就延长了消毒时间。

7．二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水消毒。

下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是（　　）

A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n（氧化剂）∶n（还原剂）＝1∶4

B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO

＋ClO

＋H2O

C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3

D．等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强

答案　C

解析　A项，酸性条件下ClO

发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：

4H＋＋5ClO

===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，等物质的量的ClO2做氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，正确。

含氯消毒剂的共同特点是利用本身的强氧化性，或与水反应产生HClO，杀灭具有生命活性的微生物。

解答这类题目，一般要从氧化性，得电子数目以及平衡移动等角度分析思考。

考点二　氯气的实验室制法

实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。

以Cl2的实验室制法为例（见下图）：

（1）反应原理：

用强氧化剂（如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等）氧化浓盐酸。

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（2）制备装置类型：

固体＋液体

气体

（3）净化方法：

用饱和食盐水除去HCl，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）尾气吸收：

用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收，不用Ca（OH）2溶液吸收的原因是Ca（OH）2溶解度小，溶液浓度低，吸收不完全。

（6）验满方法：

将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后退色，则证明已集满。

（1）含4molHCl的浓盐酸与足量MnO2反应，可制备22.4LCl2（　　）

（2）用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl（　　）

（3）用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2（　　）

（4）可用排饱和食盐水法收集Cl2（　　）

（5）常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2（　　）

（6）用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×

1．Ca（ClO）2、KClO3、KMnO4均能将盐酸中的Cl－氧化成Cl2，试分别写出反应的离子方程式。

（1）________________________________________________________________________。

（2）________________________________________________________________________。

（3）________________________________________________________________________。

答案　

（1）ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O

（2）ClO

＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O

（3）2MnO

＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O

2．下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

思考装置B、C、D的作用分别是：

（1）B________________________________________________________________________；

（2）C________________________________________________________________________；

（3）D________________________________________________________________________。

答案　

（1）向上排空气法收集氯气　

（2）安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中　（3）吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境

题组一　仪器连接及操作注意事项

1．实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时，有如下操作：

①连好装置，检查气密性；②缓缓加热；③加入MnO2粉末；④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收；⑥用向上排气收集氯气。

顺序正确的是（　　）

A．①②③④⑥⑤B．③④②①⑥⑤

C．①④③②⑥⑤D．①③④②⑥⑤

答案　D

解析　制取氯气的正确操作步骤：

先连接装置、检查气密性，然后装入药品：

先向烧瓶中装入二氧化锰，再向分液漏斗中装入浓盐酸，下一步进行加热制取、收集氯气，由于氯气有毒，最后需要进行尾气吸收，故正确的排序为①③④②⑥⑤。

2．（2018·烟台模拟）实验室制备氯气的装置如图。

图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是（　　）

A．①②④B．①②③C．①③④D．②③④

答案　D

解析　②除HCl应用饱和NaCl溶液，③洗气瓶干燥应从长管进气，④应用NaOH溶液。

3．实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法不正确的是（　　）

A．KMnO4的氧化性比MnO2的强

B．制备Cl2的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂

C．用排气法收集Cl2时，不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满

D．用足量MnO2与含有4molHCl的浓盐酸在加热条件下反应，得到Cl2的物质的量小于1mol

答案　B

解析　比较反应的条件即可证明KMnO4的氧化性强于MnO2，A项正确；Cl2有毒，需要用碱溶液吸收尾气，B项错误；当整个集气瓶充满黄绿色气体时表明已收集满，C项正确；浓盐酸变稀后不再与MnO2反应，生成Cl2的物质的量小于1mol，D项正确。

实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点

（1）反应物的选择：

必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。

（2）加热温度：

不宜过高，以减少HCl挥发。

（3）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。

（4）尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca（OH）2的量少，吸收不完全。

题组二　氯气与其他含氯化合物制备的综合

4．（2018·山东济宁教学质量检测）Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。

一种制取Cl2O的装置如图所示。

已知：

Cl2O的熔点为－116℃，沸点为3.8℃；Cl2的沸点为－34.6℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。

下列说法中不正确的是（　　）

A．装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸

B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险

C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O

D．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸

答案　C

解析　制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险，B项正确；装置⑤是收集Cl2O，所以温度低于3.8℃，此时氯气是气体，逸出的气体主要是空气和剩余的Cl2，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。

5．某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉。

（1）装置④中的X试剂为___________________________________________________。

（2）装置③中发生反应的化学方程式为_______________________________________，

该反应是放热反应，反应温度较高时有副反应发生，改进该实验装置以减小副反应发生的方法是_____________________________________________________________________。

答案　

（1）NaOH溶液

（2）2Ca（OH）2＋2Cl2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O　将装置③放于冷水浴中进行实验

考点三　卤素的性质及X－的检验

1．溴、碘单质物理性质比较

性质

Br2

I2

颜色

深红棕色

紫黑色

状态

液体

固体

溶解性

水中

溶解度不大

溶解度不大

有机溶剂中

易溶

易溶

特性

易挥发、有毒

①易升华

②使淀粉溶液变蓝

2.氯、溴、碘单质化学性质比较

（1）与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O（X＝Cl、Br、I）。

（2）氧化性

①都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为2Na＋X2

2NaX（X＝Cl、Br、I）。

②氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性：

Cl－＜Br－＜I－。

Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，其离子方程式：

Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；同理，Br2能置换出I2，其离子方程式：

Br2＋2I－===2Br－＋I2。

③与一些还原性离子反应，如Br2与SO

、Fe2＋反应的离子方程式分别为SO

＋Br2＋H2O===SO

＋2Br－＋2H＋，2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋。

3．卤素离子的检验方法

（1）AgNO3溶液——沉淀法

未知液

生成

（2）置换——萃取法

未知液

有机层呈

（3）氧化——淀粉法检验I－

未知液

蓝色溶液，表明有I－

1．氰（CN）2的结构简式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素（X2）很相似，化学上称之为拟卤素，其氧化性介于Br2和I2之间。

（1）写出（CN）2的电子式_________________________________________________________。

（2）写出（CN）2在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式_______________________________。

（3）在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯气，其离子方程式为__________________。

答案　

（1）

N⋮⋮C

C⋮⋮N

（2）（CN）2＋2NaOH===NaCN＋NaCNO＋H2O

（3）2I－＋Cl2===I2＋2Cl－

2．一氯化碘（ICl）、三氯化碘（ICl3）是卤素互化物，它们的性质与卤素单质相似。

（1）ICl3与水反应的产物可能为________（填化学式）。

（2）ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为______________________________，

该反应是否是氧化还原反应？

______________（填“是”或“否”）。

答案　

（1）HCl、HIO2

（2）ICl＋2OH－===Cl－＋IO－＋H2O　否

题组一　卤素性质的递变规律

1．（2018·深圳中学月考）下列有关卤素的说法错误的是（　　）

A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律

B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强

C．淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，

4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－

D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度

答案　A

解析　元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关，可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较，A错误；I2在KI溶液中存在平衡I2＋I－I

，可使其溶解度增大，D正确。

2．下列关于卤素的叙述正确的是（　　）

①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾

②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯

③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性

④氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成

⑤氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂

A．①③④B．②③⑤

C．②④⑤D．①③

答案　C

解析　①还原性F－

题组二　卤素单质及离子的鉴别

3．下列叙述中正确的是（　　）

A．能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色