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第 10 讲 氯及其化合物
【化学学科素养】
1.宏观辨识与微观探析：能从氯原子的结构理解Cl 的性质，形成“结构决定性质”的观念。
2
2.科学探究与创新意识：能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进氯及其化合物的制备
及性质实验的设想，培养勇于质疑和批判的创新精神。认识科学探究是进行科学发现、创造和应用的科学
实践活动；能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，获得卤素单质的提取方法。
3.科学态度与社会责任：认识氯及其化合物对环境的影响，形成绿色环保的意识。关注与化学有关的
社会热点问题。了解环境保护与资源开发的关系.具有绿色化学观念。勇于承担责任，权衡利弊，积极参与
化学问题的社会决策。
【必备知识解读】
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
【特别提醒】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。
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＋3Cl=====2FeCl ，棕红色烟。
2 3
②Cu：Cu＋Cl=====CuCl ，棕黄色烟。
2 2
(2)与非金属反应
H：H＋Cl=====2HCl，苍白色火焰；
2 2 2
H 和Cl 的混合气体光照时会发生爆炸。
2 2
(3)与还原性无机化合物反应：
①与碘化钾溶液反应：Cl＋2KI===2KCl＋I。
2 2
②与SO 水溶液反应：Cl＋SO ＋2HO===H SO ＋2HCl。
2 2 2 2 2 4
③与FeCl 溶液反应：Cl＋2FeCl ===2FeCl 。
2 2 2 33．从化合价的角度认识Cl 的化学性质——歧化反应
2
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：Cl＋H O HCl＋HClO，
2 2
离子方程式：Cl＋H O H＋＋Cl－＋HClO。
2 2
(2)与碱反应
①与烧碱反应：Cl＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋HO。
2 2
②制取漂白粉：2Cl＋2Ca(OH) ===CaCl ＋Ca(ClO) ＋2HO。
2 2 2 2 2
二、次氯酸和次氯酸盐的性质
1．次氯酸
(1)不稳定性
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO=====2HCl＋O↑。
2
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO，离子方程式为
2
ClO－＋CO＋HO===HCO＋HClO。
2 2
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＋===Cl ↑＋HO。
2 2
(2)漂白粉
①成分：漂白粉的主要成分是CaCl 和Ca(ClO) ，其中有效成分是Ca(ClO) 。
2 2 2
②漂白原理：在潮湿的空气中能吸收CO，化学方程式为Ca(ClO) ＋CO＋HO===2HClO＋CaCO ↓。
2 2 2 2 3
【特别提醒】
①向Ca(ClO) 溶液中通入少量CO，发生的反应为Ca2＋＋2ClO－＋CO＋HO===CaCO↓＋2HClO。
2 2 2 2 3②向Ca(ClO) 溶液中通入SO ，生成的是CaSO 而不是CaSO。
2 2 4 3
③次氯酸盐(ClO－)无论是在酸性、碱性还是中性条件下，均具有强氧化性，均能氧化I－、Fe2＋、SO、
S2－等还原性离子。
三、卤素的性质及X－的检验
1.卤素单质的递变性
F Cl Br I
2 2 2 2
颜色
―――――――――――――――――――――――→
熔、沸点 ―――――――――――――――――――――――→
密度 ――→
水溶性 ―――――――――――――――――――→
―――――――――――――――――→
氧化性
氧化性Cl>Br >I
2 2 2
阴离子还原性由强到弱顺序是I－>Br－>Cl－
还原性(X －) ①Cl 通入NaBr溶液中的离子反应：Cl＋2Br－===Br ＋2Cl－
2 2 2
②Br 加入KI溶液中的离子反应：Br ＋2I－===I ＋2Cl－
2 2 2
2.相似性
①都能与大多数金属反应：2Fe＋3Br ===2FeBr ；I＋Fe===FeI ；
2 3 2 2
②都能与H 反应：H＋X===2HX；
2 2 2
③都能与HO反应：X＋H O HX＋HXO(F 例外)；
2 2 2 2
④都能与碱液反应：X＋2NaOH===NaX＋NaXO＋HO(F 例外)。
2 2 2
3.性质的特殊性
①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱
氟 ②2F ＋2HO===4HF＋O，与H 反应在暗处即爆炸
2 2 2 2
③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中
①Br 常温下是深红棕色液体，是唯一的液态非金属单质
2
②Br 易溶于有机溶剂
溴 2
③液态Br 有剧毒，易挥发，故盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能
2
用橡胶塞
①淀粉遇I 变色
2
②I 加热时易升华
2
碘 ③I 易溶于有机溶剂
2
④I 易与NaSO 反应：I＋2SO===2I－＋SO，此反应常用于滴定法(以淀粉为指
2 2 2 3 2 2 4
示剂)来定量测定碘的含量
【特别提醒】
①F 能与水反应放出O，故F 不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。
2 2 2②氯、溴单质的氧化性较强，能与一些还原性离子反应，如Br 与SO、Fe2＋反应的离子方程式分别为
2
SO＋Br ＋HO===SO＋2Br－＋2H＋、2Fe2＋＋Br ===2Fe3＋＋2Br－。
2 2 2
4.卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色
单质 水 CCl 汽油(或苯) 酒精
4
Cl 淡黄→黄绿 黄绿 黄绿 黄绿
2
Br 黄→橙 橙→橙红 橙→橙红 橙→橙红
2
I 深黄→褐 紫→深紫 淡紫→紫红 淡紫→紫红
2
5.氯离子的检验方法
检验试剂：硝酸银和稀硝酸。
实验步骤：向待测溶液中先加入AgNO 溶液，然后加入稀硝酸。
3
实验现象：产生白色沉淀；白色沉淀不溶于稀硝酸。
原理：溶液中的Cl-与AgNO 反应生成AgCl白色沉淀，AgCl白色沉淀遇稀硝酸不溶解。
3
实验结论：待测溶液中含有Cl-。
有关反应：Ag+＋Cl- = AgCl↓
干扰离子：CO2-、OH-：它们Ag+反应生成Ag CO 白色沉淀，但此白色沉淀溶于稀硝酸中。PO 3-：也
3 2 3 4
能与Ag+ 发生反应生成Ag PO 的黄色沉淀，此沉淀也可溶于稀硝酸。
3 4
SO 2-：由于SO 2-可以与Ag+ 生成白色微溶物Ag SO 且不溶于稀硝酸，则在检验Cl- 之前，需先用
4 4 2 4
Ba(NO ) 溶液除去SO，再加入硝酸酸化的AgNO 溶液检验Cl-的存在。
3 2 3
四、氯、溴、碘的提取
1．氯的提取——氯碱工业
海水―→粗盐――→饱和食盐水――→
(1)电解NaCl溶液
2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H↑＋Cl↑；
2 2 2
(2)产物制盐酸：H＋Cl=====2HCl；
2 2
(3)制漂白液：Cl＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋HO。
2 2
2．海水提溴
(1)工艺流程(2)基本步骤及主要反应
①浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中Br－得到浓缩。
②氧化：向浓缩的海水中通入Cl，将Br－氧化为Br ，反应的离子方程式为Cl＋2Br－===Br ＋2Cl－。
2 2 2 2
③富集：利用溴的挥发性，通入热空气或水蒸气，吹出的溴蒸气用SO 吸收。反应的化学方程式为Br
2 2
＋SO ＋2HO===2HBr＋HSO 。
2 2 2 4
④提取：再用Cl 将HBr氧化得到产品溴。
2
3．碘的提取
(1)海带中碘元素的检验
①实验步骤及证明方法
②反应原理：2H＋＋2I－＋HO===I ＋2HO
2 2 2 2
(2)海带提碘
①工艺流程
②两种原理
化学原理： Cl＋2KI===2KCl＋I。
2 2
物理原理：单质碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
【关键能力拓展】
一、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：
①Cl＋H O HCl＋HClO
2 2
②HCl O H＋＋ClO－
③H O H＋＋OH－
2(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。
【易错警示】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Cl＋H O HCl＋HClO，反应中Cl 既是氧化剂，又是还原剂，且1 mol Cl
2 2 2 2
参加反应，转移电子数为N 。
A
(3)Cl 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Cl 与水反应生成了强氧化性的
2 2
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。
二、氯气的实验室制法
1.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Cl 的实验室
2
制法为例(见下图)：
(1)反应原理：用强氧化剂(如KMnO 、KCr O、KClO、MnO 等)氧化浓盐酸。
4 2 2 7 3 2MnO ＋4HCl(浓)=====MnCl ＋Cl↑＋2HO
2 2 2 2
(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) 溶液吸收的原因是Ca(OH) 溶解度小，
2 2
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Cl 的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满；或
2
将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl 的试剂瓶口，观察到试纸先变红后退色，则证明已集满。
2
【特别提醒】实验室用MnO 和浓盐酸制取Cl 时应注意以下四点
2 2
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO 不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸
2
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Cl 后，再拆卸装置，避免污染空气。
2
(4)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH) 的量少，吸收
2 2
不完全。
2.其他制备Cl 的化学反应原理
2
①14HCl(浓)＋KCr O===2KCl＋2CrCl ＋7HO＋3Cl↑
2 2 7 3 2 2
②16HCl(浓)＋2KMnO ===2KCl＋2MnCl ＋8HO＋5Cl↑
4 2 2 2
③6HCl(浓)＋KClO===KCl＋3HO＋3Cl↑
3 2 2
④4HCl(浓)＋Ca(ClO) ===CaCl ＋2Cl↑＋2HO
2 2 2 2
3．装置拓展
(1)制备装置
橡皮管a的作用：使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等，保证液体顺利流下。
(2)净化装置问题：
①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外，还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞
现象为：长颈漏斗中液面上升。
②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。
4．工业制法
电解饱和食盐水，反应的化学方程式为2NaCl＋2HO=====2NaOH＋Cl↑＋H↑。
2 2 2
三、卤族化合物的相似性和递变性
1.卤素化合物的性质
化合物 性质 备注
稳定性：HF>HCl>HBr>HI
HF几乎没有还原性；HF为弱酸，
氢化物 还原性：HF<HCl<HBr<HI
HCl、HBr、HI均为强酸
水溶液的酸性：F<HCl<HBr<HI
I－的还原性很强，能被Fe3＋、
金属卤 卤素离子的还原性：
HNO、MnO(H＋)、HO、O、ClO－、
3 2 2 2
化物 F－<Cl－<Br－<I－
ClO等氧化剂氧化
次卤酸
次卤酸盐能氧化相应的卤素离子生
均具有氧化性(填“氧化”或“还
盐(XO－、 成卤素单质(F除外)：如ClO－＋Cl－＋
原”)
2H＋===Cl ↑＋HO
F除外) 2 2
卤酸盐
卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成
均具有氧化性(填“氧化”或“还
(XO、 卤素单质(F除外)：如ClO＋5Cl－＋6H
原”)
＋===3Cl ↑＋3HO
F除外) 2 2
2.卤化银的性质
溶解性 AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸，而AgF可溶于水
颜色 AgF、AgCl均为白色，AgBr为浅黄色，AgI为黄色
感光性 除AgF外，均有感光性，其中AgBr常作感光材料
【特别提醒】实验室里常用萤石(CaF )与浓HSO 反应来制取HF，反应的化学方程式为CaF ＋
2 2 4 2
HSO =====CaSO＋2HF↑。
2 4 4
四、卤素离子的检验方法
1.AgNO 溶液——沉淀法
3
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－
【核心题型例解】
高频考点一 氯气的性质
例1.（2023·辽宁卷第3题）下列有关物质的工业制备反应错误的是（ ）
A. 合成氨：N+3H 2NH B. 制HCl：H+Cl=======2HCl
2 2 3 2 2
C. 制粗硅：SiO+2C=======Si+2CO D. 冶炼镁：2MgO(熔融)=======2Mg+O↑
2 2
【变式探究】下列关于氯气性质的说法不正确的是
A．密度比空气大 B．是无色无味的气体
C．能使湿润的有色布条褪色 D．可与NaOH溶液反应
高频考点二 氯水的性质
例2.（2022·浙江卷）关于反应 ，达到平衡
后，下列说法不正确的是
A.升高温度，氯水中的 减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动， 增大
C.取氯水稀释， 增大
D.取两份氯水，分别滴加 溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证
在
明上述反应存 限度
【方法技巧】液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯 新制氯水 久置氯水
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性粒子 Cl、HClO、HO、H＋、 HO、H＋、
2 2 2
Cl
2
种类 Cl－、ClO－、OH－ Cl－、OH－
【变式探究】 某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水在光照过程中的变化进行检测，所得相关图
如下表所示，其中正确的是
A B C D
氯水的pH随时间 溶液中氯离子浓度 氯水的电导率随时 液面上方氧气体积分
的变化 随时间的变化 间的变化 数随时间的变化
【举一反三】在新制氯水中存在多种分子和离子，下列实验现象和结论一致且正确的是
A．加入石蕊试液，溶液先变红后褪色，说明溶液中有HCl
B．光照新制氯水有气泡逸出，该气体一定是O
2
C．使红色布条褪色，说明有Cl
2
D．向碳酸钠溶液中滴加新制氯水，有气泡产生，说明溶液中有HClO
高频考点三 氯的化合物
例3.（2023·浙江选考1月第4题）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是（ ）
A. SO 能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B. 金属钠导热性好，可用作传热介质
2
C. NaClO溶液呈碱性，可用作消毒剂 D. Fe O 呈红色，可用作颜料
2 3
【变式探究】(2021·浙江6月选考)关于化合物ClONO 的性质，下列推测不合理的是( )
2
A．具有强氧化性
B．与NaOH溶液反应可生成两种钠盐
C．与盐酸作用能产生氯气
D．水解生成盐酸和硝酸
【规律总结】
(1)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。
(2)ClO 主要表现氧化性，做氧化剂时本身被还原为Cl－，可做消毒剂、漂白剂。
2
【变式探究】如图是制备漂白粉的实验装置，下列说法正确的是A．将MnO 和浓盐酸置于锥形瓶中反应制备Cl
2 2
B．三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cl+2NaOH=NaCl+NaClO+H O
2 2
C．冰水浴的作用是降低反应温度，防止发生副反应
D．锥形瓶和三颈烧瓶之间应加装一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
高频考点四 氯气的实验室制法
例4.（2023·北京卷第8题）完成下述实验，装置或试剂不正确的是
A. 实验室制Cl B. 实验室收集C H
2 2 4
C. 验证NH 易溶于水且溶液呈碱性 D. 除去CO 中混有的少量HCl
3 2
【变式探究】（2022·广东卷）实验室用 和浓盐酸反应生成 后，按照净化、收集、性质检验
及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
【变式探究】实验室制取少量Cl 并研究其性质，下列实验装置和操作能达到实验目的的是
2
A．制取 B．除去杂质 C．测量氯水pH D．吸收尾气的Cl
2高频考点五 卤族元素性质
例5. （2023·浙江卷6月第16题）探究卤族元素单质及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论
都正确的是
实验方案 现象 结论
分层，下层由紫红色变
往碘的CCl 溶液中加入等体积浓KI溶 碘在浓KI溶液中的溶解能力
A 4 为浅粉红色，上层呈棕
液，振荡 大于在CCl 中的溶解能力
黄色 4
用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸
B 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性
上
向 溶液中先滴
先产生白色沉淀，再产 AgCl转化为AgI，AgI溶解度
C 加4滴 溶液，再滴加4
生黄色沉淀 小于AgCl溶解度
滴 溶液
取两份新制氯水，分别滴加AgNO 溶液和 前者有白色沉淀，后者
D 3 氯气与水的反应存在限度
淀粉KI溶液 溶液变蓝色
【变式探究】（2023·北京卷第19题）资料显示，I 可以将Cu氧化为Cu2+。某小组同学设计实验探究
2
Cu被I 氧化的产物及铜元素的价态。
2
已知：I 易溶于KI溶液，发生反应 (红棕色)；I 和I-氧化性几乎相同。
2 2 3
I.将等体积的KI溶液加入到 nmol铜粉和nmolI(n＞m)的固体混合物中，振荡。
2
实验记录如下：
实验现象
实验 极少量I 溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉
0.01mol·L-1 2
Ⅰ 淀，溶液仍为淡红色
实验 部分I 溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，
0.1mol·L-1 2
Ⅱ 溶液仍为红棕色
实验 I 完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液
4mol·L-1 2
Ⅲ 为深红棕色
（1）初始阶段，Cu被氧化的反应速率：实验Ⅰ__________(填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。
（2）实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有 (蓝色)或 (无
色)，进行以下实验探究：
步骤a．取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl ，多次萃取、分液。
4步骤b．取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。
ⅰ．步骤a的目的是_____________________。
ⅱ．查阅资料， ， (无色)容易被空气氧化。用离子方程式解
释步骤b的溶液中发生的变化：______________。
（3）结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是
____________________。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液，
__________(填实验现象)，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是____________________。
（4）上述实验结果，I 仅将Cu氧化为+1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了I 能将Cu
2 2
氧化为Cu2+。装置如图所示，a、b分别是_____________。
（5）运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被I 氧化的产物中价态不同的原因：
2
_________。
【举一反三】用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以 形式存在)的工艺流程如下
下列说法不正确的是
A．流程中①和④所得溶液中，后者c( )大
B．流程中②中 不宜过量，防止 进一步氧化
C．制备 ，理论上需 的质量约为408g
D．流程中④的作用是将吸附的碘氧化而脱离高分子树脂
