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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
【答案】D
【解析】工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，反应方程式为N+3H
2 2
2NH ，A正确；工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，反应方程式为
3
H+Cl=======2HCl，B正确；工业制粗硅是将SiO 与C在高温下反应生成粗硅，反应方程式为
2 2 2
SiO+2C=======Si+2CO，C正确；冶炼金属镁是电解熔融氯化镁，反应方程式为MgCl (熔
2 2
融)=======Mg+Cl ↑，D错误；故选D。
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
【答案】B
【解析】空气的相对分子量为29，氯气的密度比空气大，故A正确；氯气是黄绿色的气体，故B错
误；
氯气能与水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以湿润的布条褪色，故C正确；氯气与氢氧化钠反应
生成氯化钠和次氯酸钠，所以氯气可与NaOH溶液反应，故D正确。答案选B。
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
【答案】D
【解析】HClO受热易分解，升高温度，HClO分解，平衡正向移动，c(HClO)减小，A正确；氯水中
加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，
c(HClO)增大，B正确；氯水稀释，平衡正向移动，而c(HClO)和c(Cl-)均减小，但HClO本身也存在电离平
衡HClO⇌H++ClO-，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)减少更多，因此 增大，C正确；氯水中
加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明生成了碘单
质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物共存，即不能证
明上述反应存在限度，D错误；故选D。
【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【答案】D
【解析】氯水中存在如下平衡：①Cl
2
+H
2
O⇌H++Cl-+HClO、②HClO⇌H++ClO-，HClO不稳定发生
2HClO 2HCl+O
2
↑，而随着HClO的分解，水中的Cl
2
+H
2
O⇌H++Cl-+HClO平衡会向右移动，最终会变
为盐酸，溶液pH不断减小，与图不符，故A错误；随着HClO的分解，水中的Cl
2
+H
2
O⇌H++Cl-+HClO平
衡会向右移动，氯离子浓度不断增大，与图不符，故B错误；溶液中离子浓度增大，溶液的导电能力与离
子浓度成正比，电导率不断增大，最终会变为盐酸，电导率不变，与图不符，故C错误；反应生成氧气，
氧气体积分数不断增大，与图一致，故D正确；故选D。
【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
【答案】B
【解析】新制氯水中含有HCl和HClO，HCl能使石蕊试液变红，HClO具有漂白性，因此加入石蕊试
液，溶液先变红后褪色，说明溶液中含有HCl、HClO，故A错误；新制氯水中含有HClO，HClO不稳
定，见光分解为氧气和HCl，因此光照新制氯水有气泡逸出，该气体一定是氧气，故B正确；新制氯水因
含HClO而具有漂白性，氯气没有漂白性，故C错误；酸性强弱：HCl＞HCO＞HClO，向碳酸钠溶液中
2 3
滴加新制氯水，有气泡冒出，该气体为CO，说明溶液中有HCl，故D错误；答案为B。
2
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
【答案】C
【解析】SO 具有漂白性，能使某些色素褪色，选项A正确；钠导热性好，液态钠可用作核反应堆的
2
传热介质，选项B正确；NaClO溶液可用于杀菌消毒，并不是由于其具有碱性，而是因为其具有强氧化
性，选项C不正确；Fe O 的颜色是红色,可用作红色颜料，选项D正确；答案选C。
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
【答案】D
【解析】ClONO 里面含有正一价的氯元素和正五价的氮元素，具有强氧化性，A正确；ClONO 可与
2 2
NaOH溶液反应可生成次氯酸盐和硝酸盐，B正确；ClONO 可与盐酸发生归中反应生成氯气，C正确；
2
ClONO 发生水解反应生成次氯酸和硝酸，D错误。
2
【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
【答案】C
【解析】MnO 和浓盐酸反应制备Cl 需加热，故A错误；漂白粉的成分是Ca(ClO) 和CaCl ，应由Cl
2 2 2 2 2
和Ca(OH) 制备，故B错误；该反应放热，为避免次氯酸钙受热分解，需用冰水浴降低温度，故C正确；
2
饱和碳酸氢钠溶液会吸收Cl，且有二氧化碳产生，应用饱和氯化钠溶液吸收Cl 中的HCl，故D错误。
2 2
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
【答案】D
【解析】MnO 固体加热条件下将HCl氧化为Cl，固液加热的反应该装置可用于制备Cl，A项正确；
2 2 2
C H 不溶于水，可选择排水收集，B项正确；挤压胶头滴管，水进入烧瓶将NH 溶解，烧瓶中气体大量减
2 4 3
少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉，红色喷泉证明NH 与水形成碱性物质，C项
3
正确；NaCO 与HCl、CO 发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和NaHCO 溶液，D项错误；故
2 3 2 3
选D。
【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
【答案】D
【解析】浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl 可用浓硫酸干燥，A
2
装置能达到实验目的，故A不符合题意；氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯
气，故B不符合题意；湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故
C不符合题意；氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符
合题意；答案选D。
【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
2A．制取 B．除去杂质 C．测量氯水pH D．吸收尾气的Cl
2
【答案】D
【解析】用 和浓盐酸制取 需要加热，A错误；除去 中的 ，应该用饱和食盐水，用饱
和 溶液会产生 杂质，B错误；氯水具有漂白性，不能用 试纸测氯水的 值，C错误；
有毒，能与 溶液反应，故可用 溶液处理尾气中的 ，D正确；故选D。
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
【答案】A
【解析】向碘的四氯化碳溶液中加入等体积浓碘化钾溶液，振荡，静置，溶液分层，下层由紫红色变
为浅粉红色，上层呈棕黄色说明碘的四氯化碳溶液中的碘与碘化钾溶液中碘离子反应生成碘三离子使上层
溶液呈棕黄色，证明碘在浓碘化钾溶液中的溶解能力大于在四氯化碳中的溶解能力，故A正确；次氯酸钠
溶液具有强氧化性，会能使有机色质漂白褪色，无法用pH试纸测定次氯酸钠溶液的pH，故B错误；由题意可知，向硝酸银溶液中加入氯化钾溶液时，硝酸银溶液过量，再加入碘化钾溶液时，只存在沉淀的生
成，不存在沉淀的转化，无法比较氯化银和碘化银的溶度积大小，故C错误；新制氯水中的氯气和次氯酸
都能与碘化钾溶液反应生成使淀粉变蓝色的碘，则溶液变蓝色不能说明溶液中存在氯气分子，无法证明氯
气与水的反应存在限度，故D错误；故选A。
【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
_________。
【答案】（1）< （2）除去I-，防止干扰后续实验
3
、
（3） 或 白色沉淀逐渐溶解 溶液变为无色铜与碘的反
应为可逆反应(或I-浓度小未能氧化全部的Cu)
3
（4）铜、含nmolI 的4mol·L-1的KI溶液
2
（5）在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu+可以进一步与I-结合生成CuI沉淀或 ，Cu+浓度减小使
得Cu2+氧化性增强，发生反应 和 。
【解析】因I 溶解度较小，Cu与I 接触不充分，将转化为I-可以提高Cu与I-的接触面积，提高反应
2 2 3 3
速率。加入 ， 平衡逆向移动，I 浓度减小，I-浓度增加， 浓度增加，加入氨水
2
后转化为 ，被氧化为 ，故而产生无色溶液变为蓝色溶液的现象。
（1）提高KI浓度，便于提高I-的浓度，与Cu接触更加充分，Cu与I-的反应速率加快，故实验Ⅰ<
3 3
实验Ⅱ。
（2）加入 ， 平衡逆向移动，I 浓度减小，I-浓度增加，其目的为：除去I-，防止
2 3干扰后续实验。加入氨水 浓后转化为 无色的 被氧化为蓝色的
，方程式为 、
。
（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
或 ； 反应为可逆反应，加入浓KI溶液，I 浓度减小，
2
CuI转化为Cu和I，故产生白色沉淀溶解，出现红色固体的过程。
2
（4）要验证I 能将Cu氧化为Cu2+，需设计原电池负极材料为Cu，b为含nmolI 的4mol·L-1的KI溶
2 2
液。
（5）含nmolI 的4mol·L-1的KI溶液铜与碘反应的体系在原电池装置中，I 将Cu氧化为Cu2+；而在实
2 2
验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中Cu以Cu+形式存在，这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu+可以进一步与I-
结合生成CuI沉淀或 ，Cu+浓度减小使得Cu2+氧化性增强，发生反应 和
。
【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
【答案】D
【分析】由题给流程可知，向卤水中加入稀硫酸酸化后，通入氯气将溶液中的碘离子氧化为单质碘，用高分子吸附树脂吸附溶液中的碘，向树脂中加入亚硫酸钠溶液，将碘还原为碘化钠而脱离高分子树脂，
向所得的溶液中加入氯酸钾溶液，将碘化钠氧化为单质碘，单质碘经分离提纯得到碘产品。
【解析】由分析可知，流程中①和④为碘元素的富集过程，则流程中①和④所得溶液中碘离子的物质
的量相同，但④所得溶液碘离子浓度大于①，故A正确；由分析可知，流程②为通入氯气将溶液中的碘离
子氧化为单质碘，为防止过量的氯气将碘氧化，通入的氯气不宜过量，故B正确；由分析可知，加入氯酸
钾溶液的目的是将碘化钠氧化为单质碘，由得失电子数目守恒可知，制备10mol碘，理论上需要氯酸钾的
质量为10mol× ×122.5g/mol=408g，故C正确；由分析可知，流程中④为向树脂中加入亚硫酸钠溶液，将
碘还原为碘化钠而脱离高分子树脂，故D错误；故选D。
