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第四章 非金属及其化合物
第12讲 富集在海水中的元素——卤素(精讲)
【考情分析】
本讲内容与化工生产、日常生活、科学技术等方面有着广泛的联系,如氯碱工业、漂白粉应用、饮
用水消毒、环境保护等,往往与氧化还原反应、离子反应、化学实验方案的设计与评价等知识结合出现。
预计今后:1.以氯单质及其重要化合物的性质、用途设计选择题;2.以制取氯气设计有关实验题;3.根据
同主族元素性质的相似性设计信息题,考查溴、碘及其重要性质和用途。
【核心素养分析】
1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题,在卤素学习过程中,使用
“宏观—微观—结合”来认识物质及其递变规律,形成科学的方法论。
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。
【网络构建】
【知识梳理】
智能点一 氯气及其重要化合物
(一)氯气
1.物理性质
颜色 状态 气味 密度 溶解性
1体积水溶
黄绿色 气体 刺激性 比空气大
解约2体积Cl
2
【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.化学性质
1)从氯的原子结构认识氯气的氧化性:
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===HSO +2HCl。
2 2 2 2 2 4
③与FeCl 溶液反应:Cl+2FeCl ===2FeCl 。
2 2 2 3
2)从化合价的角度认识Cl 的歧化反应
2
Cl 中氯元素化合价为0,为中间价态,可升可降,氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因
2
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+HO HCl+HClO,
2 2
离子方程式:Cl+HO 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
(3)从平衡的角度理解氯水的成分和性质
①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,氯水中存在一个完全
电离和三个平衡:
HCl===H++Cl-
Cl+HO HCl+HClO
2 2HClO H++ClO-
HO H++OH-
2
②根据可逆反应的特点,氯水中存在着上述关系中的各种微粒:
③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。
④液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯 新制氯水 久置氯水
类别 纯净物 混合物 混合物
HO、Cl、HClO、ClO-、Cl-、H+、OH
微粒 Cl 2 2 HO、Cl-、H+、OH-
2 - 2
颜色 黄绿色 淡黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性 酸性
【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+HO HCl+HClO,反应中Cl 既是氧化剂,又是还原剂,且1 mol Cl 参加
2 2 2 2
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)氯的常见氧化物
1.一氧化二氯①性质:次氯酸的酸酐,溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。
②外观与性状:棕黄色气体,有刺激性气味。
③制法:用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯:
2HgO+2Cl===ClO+HgCl·HgO;
2 2 2
也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取:
2NaCO+HO+2Cl===2NaCl+2NaHCO+ClO。
2 3 2 2 3 2
2.二氧化氯
①物理性质:是一种黄绿色到橙黄色的气体,极易溶于水。
②制取:Cl+2NaClO===2ClO+2NaCl
2 2 2
或:5NaClO+4HCl===4ClO↑+5NaCl+2HO。
2 2 2
③用途:是一种广谱、高效的灭菌剂。
(三)氯的含氧酸及其盐
1.氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
HClO(次氯酸)、HClO(亚氯酸)、HClO(氯酸)、HClO(高氯酸)。
2 3 4
(2)氯的含氧酸的性质
酸性:HClO>HClO>HClO>HClO
4 3 2
氧化性:HClO>HClO>HClO>HClO。
2 3 4
(3)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↑,氯水要现用现配,且保存在棕色试剂瓶中,并
2
置于冷暗处。
②强氧化性
a.能将有机有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
b.杀菌、消毒。
③弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO,离子方程式为ClO-+CO+HO===HCO-+HClO。
2 2 2 3
(4)亚氯酸
亚氯酸(HClO,英文名:chlorous acid)氧化性很强,比氯酸和高氯酸,氧化性HClO>HClO>HClO
2 2 3
>HClO。是目前所知唯一的亚卤酸。同时,它也是氯的含氧酸中最不稳定的。亚氯酸很不稳定,容易分
4
解,在几分钟之内便可生成Cl、ClO 和HO,8HClO=Cl+6ClO+4HO ,但生成的盐类——亚氯酸盐相对
2 2 2 2 2 2 2
稳定,亚氯酸钠是生产二氧化氯的原料之一1)制备
①ClO 在水中分解:2ClO+HO=HClO+HClO
2 2 2 2 3
②通ClO 于NaO 或NaOH与HO 可得亚氯酸盐
2 2 2 2 2
2ClO+NaO=2NaClO+O;2ClO+HO+OH-=2ClO-+O+HO
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
③HClO 可由亚氯酸钡与稀硫酸的反应制备:Ba(ClO)+HSO=BaSO+2HClO
2 2 2 2 4 4 2
滤去硫酸钡沉淀即可得亚氯酸溶液。
2)性质与用途
①非常不稳定的化合物,但亚氯酸盐较稳定。
②具有漂白性(HClO,HClO,HClO 都有漂白性,一般用NaClO 加到水中从而生成HClO)
2 3 2 2
(5)氯酸
化学式HClO,仅存在于稀溶液中。水溶液在真空中可浓缩到质量百分浓度为40%,加热到40°C时
3
即分解爆炸:仅存在于稀溶液中。水溶液在真空中可浓缩到质量百分浓度为40%,加热到40°C时即分解
爆炸:26 HClO=10 HClO+15O+8Cl+8 HO,浓酸为浅黄色,有类似硝酸的刺激性气味;稀酸无色,在常
3 4 2 2 2
温时没有气味。有强烈氧化性,当与纸张、棉花等接触时就燃烧。氯酸是强酸,它的电离近似硝酸和盐
酸。当将稀的氯酸溶液剧烈冷却时,它将变得粘稠但不结晶。氯酸钡与硫酸作用后经过滤蒸馏而得氯酸。
其酸的重要盐类是钾盐和钠盐,氯酸钾不潮解,氯酸钠潮解。
(6)高氯酸
化学式HClO ,通常是无色 、极易吸湿的液体,在空气中强烈冒烟,熔点为-112°C,沸点为16°C
4
(2.4×103Pa)。无水高氯酸不稳定,储藏时有时会爆炸,因此应特别注意!但它的水溶液是稳定的。溅
于皮肤上会引起灼伤。高氯酸与水结合形成水合物 HClO·nHO,式中n=1,2,2.5,3,3.5,皆为晶体。
4 2
其中最稳定的为1水合物,熔点为50°C,沸点为110°C,热到近沸点也不分解,它可写为[HO][ClO]。
3 4
在无水的高氯酸中,显然有部分形成这种化合物:3HClO =[HO][ClO]+ClO 七氧化二氯也易分解:2
4 3 4 2 7
ClO =4ClO +3O 这就是无水酸易爆炸的原因。高氯酸是普通含氧酸中的最强者,在水中完全电离。高氯
2 7 2 2
酸的氧化力不如氯酸强,但在加热与高浓度时为强氧化剂,与有机物质发生猛烈作用。高氯酸根离子非常
稳定,它的结构是正四面体形,故较氯酸根离子(ClOˉ)稳定的多。二氧化硫、硫化氢、亚硝酸、氢碘酸、
3
锌、铝等皆不能使它还原,氯酸却为这些还原剂还原。但低价钛、钒、钼等化合物可以使之还原,高氯酸
根离子还有一种特性,即对金属离子的配位作用很弱,所以在研究溶液的反应时,为保持溶液的离子强度
不变,常用它作稀释剂。高氯酸盐的溶解度有些异常,高氯酸的锂、钙、镁等盐在水中溶解度很高,而钾、
铷、铯的盐皆难溶于水。高氯酸镁、高氯酸钡的去水作用很强,故为优良的脱水剂。高氯酸铵分解放出大
量氧等气体,如:2NHClO=N↑+Cl↑+2O↑+4HO,它可作火箭推进剂,高氯酸可用于医药和电镀铅等
4 4 2 2 2 2
方面。高氯酸钾与浓硫酸在140~190°C的油浴上减压蒸馏可的高氯酸。2.氯的含氧酸盐
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化学性质:水解呈碱性,具有强氧化性。
③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
④久置失效原理:Ca(ClO) +CO+HO===2HClO+CaCO ↓;2HClO=====2HCl+O↑,必须密封保存。
2 2 2 3 2
3)NaClO(亚氯酸钠)
2
①性质:呈碱性,是一种强氧化剂,遇酸放出ClO 气体。
2
②用途:是一种高效氧化性漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼
药制造。
(四)氯胺
1.氯胺的种类
氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NHCl,NHCl 和
2 2
NCl),是常用的饮用水二级消毒剂。
3
2.氯胺的化合价:氯胺中氯为+1,N为-3,H为+1。
3.氯胺的消毒原理:氯胺在水中发生缓慢水解生成次氯酸,发挥消毒杀菌作用,水解方程式如下:
NHCl+HO NH+HClO
2 2 3
NHCl+2HO NH+2HClO
2 2 3
NCl+3HO NH+3HClO
3 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↓+
2 2 2 2 3
2HClO。
②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。
④84消毒液(主要成分NaClO)和洁厕灵(主要成分HCl)不能混合使用,否则会产生有毒气体——氯气。
⑤氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的是HClO。
⑥常温下干燥的氯气或液氯均不与铁反应,故液氯通常储存在钢瓶中。
智能点二 氯气的制法
(一)氯气的实验室制法1.制取原理
实验室通常用强氧化剂MnO、KMnO、KCrO、KClO、Ca(ClO) 等氧化浓盐酸制取氯气。
2 4 2 2 7 3 2
(1)用MnO 制取Cl 的化学方程式:MnO+4HCl(浓)=====MnCl+Cl↑+2HO。
2 2 2 2 2 2
(2)其他制备Cl 的化学反应原理(特点:不需要加热)
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
2.实验装置
注:实验装置改进
(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
改进作用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。
(2)干燥装置
改进作用:用无水氯化钙或五氧化二磷固体同样能吸收氯气中的水蒸气,且操作方便安全,但不能用碱石
灰。
3.制取流程
(1)制备装置类型:固体+液体――→气体
(2)净化方法:用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。
(3)收集方法:①氯气的密度比空气大,可用向上排空气法收集②氯气在饱和食盐中的溶解度较小,可用排
饱和食盐水法收集。
(4)验满方法:①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;②将
2
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;③根据氯气的颜
2
色,装置充满了黄绿色气体,则证明已集满。
(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,溶液
2 2
浓度低,吸收不完全。
【特别提醒】实验室制取氯气的注意事项
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸。
(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,吸收不完
2 2全。
(二)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
智能点三 卤素的性质和卤素离子的检验
(一)卤素的性质
1.溴、碘单质的物理性质
性质 Br I
2 2
颜色 深红棕色 紫黑色
状态 液体 固体
溶解性及 水中 溶解度不大,橙色 溶解度不大,黄色
溶液颜色
有机溶剂中 易溶,橙红色 易溶,紫红色
①易升华
特性 易挥发、有毒
②使淀粉溶液变蓝
2.卤素单质化学性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应,如溴与铁反应生成FeBr,但I 与Fe反应生成FeI。
3 2 2
(2)都能与H 反应生成HX(X代表F、Cl、Br、I)。
2
(3)都能与水反应:X+HOHX+HXO(X代表Cl、Br、I)。
2 2
(4)都能与碱溶液反应。
3.卤素单质性质的递变性
(1)颜色 逐渐加深
(2)熔、沸点 逐渐升高
(3)密度―→逐渐增大
(3)氧化性 逐渐减弱
4.卤素性质的特殊性
(1)氟①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱;②F 与H 反应在暗处即爆炸,F 与水剧烈反应,化学
2 2 2
方程式:2F+2HO===4HF+O;③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中。
2 2 2
(2)溴:①Br 是常温下唯一呈液态的非金属单质;②Br 易溶于有机溶剂;③液态Br 有剧毒,易挥发,故
2 2 2
盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞
(3)碘:①淀粉遇I 变色;②I 加热时易升华;③I 易溶于有机溶剂;④I 易与NaSO 反应:I+
2 2 2 2 2 2 3 22SO===2I-+SO,此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量。
2 4
(4)卤化银:AgBr、AgI均具有感光性,见光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光纸,AgI可用于人工降
雨。
5.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
6.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,HCl、HBr、
氢化物 还原性:HF<HCl<HBr<HI
HI均为强酸
水溶液的酸性:F<HCl<HBr<HI
卤素离子的还原性: I-的还原性很强,能被Fe3+、HNO、MnO(H
金属卤化物 3
F-<Cl-<Br-<I- +)、H
2
O
2
、O
2
、ClO-、ClO等氧化剂氧化
次卤酸盐(XO 均具有氧化性(填“氧化”或“还 次卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质
-、F除外) 原”) (F除外):如ClO-+Cl-+2H+===Cl ↑+HO
2 2
卤酸盐(XO、
均具有氧化性(填“氧化”或“还 卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F
F除外) 原”) 除外):如ClO+5Cl-+6H+===3Cl 2 ↑+3H 2 O
(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】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 2
②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SO+
2
Br+HO===SO+2Br-+2H+、2Fe2++Br===2Fe3++2Br-。
2 2 2
③卤族元素的单质F、Cl、Br 均能将Fe氧化为Fe3+,而I 只能将铁氧化为Fe2+。
2 2 2 2
④加碘食盐中的碘是KIO 而不是I 或KI。
3 2
⑤实验室里常用萤石(CaF )与浓HSO 反应在铅皿中制取HF,反应的化学方程式为CaF +
2 2 4 2
HSO =====CaSO+2HF↑;氢氟酸保存在塑料瓶中。
2 4 4
7.卤素互化物
由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。如IBr、ICl、BrF、ClF。
3 3
卤素互化物与卤素单质的性质相似,有较强的氧化性,如能与金属、HO、NaOH 等反应:2IBr+
22Mg===MgBr+MgI。
2 2
注意:卤素互化物中,非金属性弱的元素显正价,如:ICl中,I显+1价,Cl显-1价,所以卤素互化物
与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应:
IBr+HO===HBr+HIO,IBr+2NaOH===NaBr+NaIO+HO。
2 2
8.拟卤素
有些多原子分子与卤素单质性质相似,其阴离子与卤素阴离子性质相似。如:氰(CN) 、硫氰(SCN) 、
2 2
氧氰(OCN) 。解答这类题目时可用换元法,如把(SCN) 当作X ,把SCN-当作X-。卤素单质和“类卤素”的
2 2 2
氧化性由强到弱的顺序为:F、(OCN)、Cl、Br、(CN)、(SCN)、I
2 2 2 2 2 2 2
(二)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-
未知液未知液――――――――――――――→ ――→蓝色溶液,表明有I-
【典例剖析】
高频考点1 考查氯及其重要化合物的性质和应用
例1.(2020·黑龙江伊春二中高三期中)下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e 是浸有相关
溶液的滤纸。向 KMnO 晶体 滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知:
4
2KMnO+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl+5Cl↑+8HO
4 2 2 2
对实验现象的“解释或结论”正确的是
选项 实验现象 解释或结论
A a处变蓝,b处变红棕色 氧化性:Cl>Br>I
2 2 2
B c处先变红,后褪色 氯气与水生成了酸性物质
C d处立即褪色 氯气与水生成了漂白性物质
D e处变红色 还原性:Fe2+>Cl-
A.A B.B C.C D.D
【解析】A.Cl 分别与KI、NaBr作用生成I、Br,a处变蓝、b处变橙色,可证明氧化性:Cl>I、Cl>
2 2 2 2 2 2
Br,无法证明I 与Br 之间氧化性的强弱,A错误;B.氯气与水反应Cl+HO=H++Cl-+HClO,H+使试纸变红,
2 2 2 2 2HClO具有漂白性,可使试纸褪色,则c处先变红,后褪色,能证明氯气与水生成了酸性物质和漂白性物质,
B错误;C.Cl 和NaOH反应生成NaCl、NaClO和HO,反应消耗了NaOH,使溶液的碱性减弱导致溶液的红
2 2
色褪去,不能证明生成物质具有漂白性,C错误;D.Cl 将Fe2+氧化为Fe3+,试纸变为红色,反应的离子方
2
程式2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-;Fe3++3SCN-=Fe(SCN),证明还原性:Fe2+>Cl-,D正确;故答案为D。
2 3
【答案】D
【变式训练1】 (氯水的性质)(2021·甘肃武威十八中高三期末)氯气溶于水达到平衡后,若其他条件不
变,只改变某一条件,下列叙述正确的是
A.加入少量水,水的电离平衡向电离的方向移动
B.再通入少量氯气, 减小
C.通入少量SO,溶液的漂白性增强
2
D.加入少量固体NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)
【解析】A. 氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,抑制水的电离,加入少量水,溶液中的氢离子浓度减小,
对水的电离的抑制程度减弱,则水电离平衡正向移动,故A正确;B. 通入少量氯气,反应
平衡正向移动,氢离子的浓度增大的程度比次氯酸根离子增大的程度大,则
增大,故B错误;C. 通入少量二氧化硫,氯气和二氧化硫反应生成硫酸和盐酸,溶液的次氯酸
减少,漂白性减弱,故C错误;D. 溶液中有电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+ c(OH-),当溶液呈
中性时,c(H+)= c(OH-),则c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-),而当加入少量固体氢氧化钠时,溶液呈酸性,则
c(Na+)<c(Cl-)+c(ClO-),一定没有c(Na+)=c(Cl-),故D错误;故选A。
【答案】A
【变式训练2】 (氯的化合物)(2020·山东等级模拟考)亚氯酸钠(NaClO)是一种高效的漂白剂和氧化剂,
2
可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A.反应①阶段,参加反应的NaClO 和SO 的物质的量之比为2∶1
3 2B.若反应①通过原电池来实现,则ClO 是正极产物
2
C.反应②中的HO 可用NaClO 代替
2 2 4
D.反应②条件下,ClO 的氧化性大于HO
2 2 2
【解析】由题给流程图可知,NaClO 反应后生成ClO,SO 反应后生成NaHSO,根据得失电子守恒可知,参
3 2 2 4
加反应的NaClO 和SO 的物质的量之比为2∶1,A项正确;反应①中ClO 为还原产物,原电池的正极发生
3 2 2
还原反应,B项正确;反应②中的HO 是还原剂,ClO 被还原为NaClO ,而NaClO 中Cl是最高价态,无还
2 2 2 2 4
原性,则反应②中的HO 不能用NaClO 代替,C项错误;反应②中ClO 是氧化剂,HO 是还原剂,故反应
2 2 4 2 2 2
②条件下,ClO 的氧化性大于HO,D项正确。
2 2 2
【答案】C
高频考点2 考查氯气及含氯化合物的实验室制法
例2.(2020·河南高三)某同学欲利用浓盐酸、MnO、Fe等试剂制取无水氯化铁、收集一定量的氯气并
2
验证其某些性质,实验装置如图所示(制气装置省略)。下列说法错误的是
A.④中a导管应向下延伸至接近瓶底
B.若撤去⑥,则⑤中可能有FeO 生成
2 3
C.当⑤中充满黄绿色气体时再点燃⑤处酒精灯
D.③中试纸若是湿润的,则根据产生的现象可证明氯气有酸性,漂白性
【解析】A. 氯气的密度比空气的大,应采用向上排空气法收集,故需要将a导管延长至接近瓶底,A正确;
B. 若撤去⑥,则⑦中的水蒸气逆向进入⑤中,导致FeCl 水解生成Fe(OH),Fe(OH) 受热分解变为FeO,
3 3 3 2 3
B正确;C. 加热时装置中的空气会与与Fe反应,故应先通入一段时间Cl,以排尽装置中的空气,防止加
2
热时被被空气氧化,C正确;D. 干燥的氯气无漂白性、酸性,D错误;故合理选项是D。
【答案】D
【变式训练】(2020·哈尔滨市第一中学校高三期中)某研究性学习小组的同学利用MnO、浓盐酸反应来
2
制取干燥的氯气并验证其有无漂白性,所用装置如图所示(可重复使用,不含制气装置)。下列说法正确的
是( )A.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为DACBE
B.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为DABAE
C.装置E的主要用途是制备NaClO
D.若实验中使用到装置C且有色布条褪色,则说明湿润的氯气有漂白性
【解析】A、用浓盐酸与MnO 混合加热制取Cl,由于盐酸具有挥发性,在Cl 中含有杂质HCl及水蒸气,
2 2 2
先通过D装置除去HCl,再通过A装置除去水蒸气,得到干燥纯净的氯气,然后通过B验证Cl 是否具有漂
2
白性,再通过C验证潮湿的氯气具有漂白性,由于氯气会导致大气污染,因此最后通过NaOH溶液进行尾气
处理,故使用的装置的先后顺序为DABCE,故A错误;B、根据A项分析可知,装置连接顺序依次为为
DABCE,故B错误;C、装置E的主要用途是吸收多余的氯气,防止污染空气,故C错误;D、由装置B中现
象可判断Cl 无漂白性,湿润有色布条褪色是因氯气与水反应生成的HClO引起的,故D正确;答案选D。
2
【答案】D
高频考点3 考查含氯消毒剂的性质和应用
例3.(2020·天津一中高三月考)氯胺(NHCl)是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能
2
力是一般含氯消毒 剂的 4~5 倍。下列有关氯胺的说法一定不正确的是( )
A.氯胺中氯元素的化合价为+1 价
B.氯胺的电子式为
C.氯胺的水解产物为 NHOH(羟氨)和 HCl
2
D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似
【解析】A.NHCl是用Cl替代了NH 中的一个H得到的,所以Cl的化合价为+1价,说法正确,A想错误;
2 3
B.根据有机物的成键规则,N形成三条键,Cl和H分别形成一条键,并且电子式中的每个原子应当达到自
己相对应的稳定结构,所以电子式是正确的,说法正确,B项错误;C.Cl为正一价,应当结合水电离出来的
OH-形成HClO,另一个产物是NH,说法错误,C项正确;D.根据分析,氯胺和漂白粉都是因为产生了HClO
3
才具有杀菌消毒作用,说法正确,D项错误。
【答案】C
【点睛】本题考查物质结构、性质等知识点,侧重考查学生分析判断及获取信息解答问题能力,利用氯胺
性质确定氯胺水解产物成分。易错点为A选项,氯的常见化合价为-1,故而认为氯胺中氯元素的化合价为-1价,因此错选A。
【变式训练1】(氯的氧化物)二氧化氯(ClO)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水的消毒。下
2
列有关ClO 制备与杀菌的说法不合理的是( )
2
A.NaClO 在酸性条件下歧化生成ClO 和NaCl,则n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶4
2 2
B.ClO 在强碱性环境中使用失效,可能的原因是2ClO+2OH-===ClO+ClO+HO
2 2 2
C.可用饱和食盐水除去ClO 中的NH
2 3
D.等物质的量的ClO 杀菌效果比Cl 强
2 2
【解析】A项,酸性条件下ClO发生歧化反应,生成Cl-和ClO ,离子方程式为:4H++5ClO===Cl-+
2
4ClO↑+2HO,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4,正确;B项,化学方程式符合歧化反应化合价的
2 2
变化,正确;C项,ClO 易溶于水,不能用饱和食盐水除杂,错误;D项,等物质的量的ClO 做氧化剂时得
2 2
电子数比Cl 得电子数多,正确。
2
【答案】C
【变式训练2】(氯的含氧酸盐)(2021·广东执信中学高三月考)NaClO 是一种重要的杀菌消毒剂,也
2
常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:下列有关说法不正确的是
A.NaClO 中Cl的化合价+3价
2
B.“反应”步骤中生成ClO 的化学方程式2NaClO+SO+HSO=2ClO+2NaHSO
2 3 2 2 4 2 4
C.“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为NaOH溶液
和NaCO 溶液
2 3
D.“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO,反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
2
【解析】由制备流程可知,NaClO 和SO 在HSO 酸化条件下生成ClO,其中NaClO 是氧化剂,回收产物为
3 2 2 4 2 3
NaHSO,说明生成硫酸氢钠,且产生ClO,根据得失电子守恒可知此反应的化学方程式;选择NaOH除去食
4 2
盐水中的Mg2+,选择碳酸钠除去食盐水中的Ca2+,然后电解装置中阴极ClO 得电子生成ClO-,阳极Cl-失电
2 2
子生成Cl,含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO,最后NaClO 溶液结晶、干燥得到产品。A.在NaClO 中
2 2 2 2
Na为+1价,O为-2价,根据正负化合价的代数和为0,可得Cl的化合价为+3价,A正确; B.NaClO 和
3
SO 在HSO 酸化条件下生成ClO,其中NaClO 是氧化剂,还原产物为NaCl,回收产物为NaHSO,说明生成
2 2 4 2 3 4
硫酸氢钠,且产生ClO,根据得失电子守恒可知,此反应的化学方程式为:2NaClO+SO+HSO=2ClO+
2 3 2 2 4 22NaHSO,B正确;C.食盐中混有Mg2+和Ca2+,除去时需要加入的试剂分别为NaOH溶液和NaCO 溶液,C
4 2 3
正确;D.依据图示可知,利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO,产物为NaClO,则此反应中ClO 为
2 2 2
氧化剂,还原产物为NaClO,化合价从+4价降为+3价,HO 为还原剂,氧化产物为O,依据电子守恒可知
2 2 2 2
氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,D错误;答案选D。
【答案】D
高频考点4 考查卤素的性质及应用
例5. (2020·哈师大附属中学模拟)氯气性质的微型实验装置如图所示。①是浓盐酸,⑥是高锰酸钾,②~⑤
是滤纸条,依次滴有石蕊溶液、淀粉KI溶液、KBr溶液、含KSCN的FeCl 溶液,实验时滴几滴浓盐酸,
2
下列说法不正确的是( )
A.产生氯气的离子方程式为16H++10Cl-+2MnO===2Mn2++5Cl↑+8HO
2 2
B.⑤处变红色,发生的反应为2Fe2++Cl===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)
2 3
C.②处先变红后褪色,说明氯气溶于水后,溶液有酸性和强氧化性
D.③处变蓝色,④处变橙色,说明氧化性:Cl>Br >I
2 2 2
【解析】高锰酸钾和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,反应的离子方程式为16H++10Cl-+
2MnO===2Mn2++5Cl↑+8HO,A正确;氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁,铁离子遇到硫氰化钾溶液显红色,
2 2
发生的反应为2Fe2++Cl===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN) ,B正确;氯气与水反应生成盐酸和
2 3
次氯酸,遇到石蕊溶液先变红后褪色,C正确;氯气和碘化钾反应生成碘单质,淀粉遇碘单质变蓝色,氯
气和溴化钾反应生成溴单质,溶液变橙色,上述反应说明氯气的氧化性大于碘单质和溴单质,但不能说明
溴单质的氧化性大于碘单质,D错误。
【答案】D
【变式训练1】(卤素的性质及递变规律)下列关于卤族元素的比较中,不正确的是( )
A.卤族元素的原子半径:F<Cl<Br<I
B.从上到下,卤素原子的电子层数依次增多,半径依次增大
C.单质与氢气化合的难易:F>Cl>Br>I
2 2 2 2
D.氢卤酸的酸性:HF>HCl>HBr>HI【解析】A.卤族元素从上到下,随着原子序数的增大,原子半径逐渐增大,所以原子半径:F<Cl<Br<
I,不选A;B.卤族元素从上到下,随着原子序数的增大,原子半径逐渐增大,不选B;C.卤族元素从上到
下,随着原子序数的增大,非金属性减弱,与氢气化合越来越难化合,所以单质与氢气化合的难易:
F<Cl<Br<I,不选C。D. 卤族元素从上到下,随着原子序数的增大,非金属性减弱,气态氢化物越来越
2 2 2 2
不稳定,在水中越来越容易电离,氢卤酸的酸性:HF<HCl<HBr<HI,选D;答案:D。
【答案】D
【变式训练2】(卤素单质氧化性的实验探究)(2020·黑龙江大庆实验中学高三月考)证明卤族元素的
非金属性强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检查)。实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。
Ⅳ. 打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡。
下列说法错误的是
A.淀粉碘化钾试纸变蓝可验证氯气的氧化性强于碘。
B.B中发生反应的离子方程式是Cl+2Br-= Br+2Cl-。
2 2
C.Ⅳ中的实验现象是四氯化碳层溶液变为橙红色。
D.过程Ⅲ实验的目的是确认C的黄色溶液中无氯气,排除氯气对溴置换碘实验的干扰
【解析】浓盐酸与KMnO 固体反应制取Cl,Cl 与NaBr反应生成NaCl和Br,B装置中继续通Cl,溶液颜
4 2 2 2 2
色加深,表明起初B、C中NaBr没有与Cl 完全反应,也表明溶液中不存在多余的氯气;Br 水加入KI溶液
2 2
中,生成的I 被CCl 萃取,从而进入CCl 层。
2 4 4
A.淀粉碘化钾试纸中的KI与Cl 发生置换反应生成I,从而使试纸变蓝,可验证氯气的氧化性强于碘,A
2 2
正确;B.B中,Cl 与NaBr反应生成NaCl和Br,发生反应的离子方程式是Cl+2Br-= Br+2Cl-,B正确;
2 2 2 2
C.Ⅳ中,Br 水加入KI溶液中,生成的I 被CCl 萃取,从而进入CCl 层,所以实验现象是四氯化碳层溶
2 2 4 4
液变为紫红色,C不正确;D.过程Ⅲ,B装置中继续通Cl,溶液颜色加深,表明溶液中不存在多余的氯气,
2
从而排除氯气对溴置换碘实验的干扰,D正确;故选C。
【答案】C高频考点5 考查卤素互化物和拟卤素的性质及应用
例5.(2020·安徽省怀宁中学高三月考)卤素间形成的化合物如“ 、 、 ”等称为卤素互化
物,化学性质与卤素单质类似,则下列关于卤素互化物的性质的描述及发生的相关反应不正确的是
( )
A. 是一种化合物 B.
C. 的氧化性强于 D. 可以与 溶液反应生成2种盐
【解析】化合物是由两种元素组成的纯净物;氧化性Fe3+>I,氧化剂的氧化性大于氧化产物;Cl、Br的
2
非金属性比I强,BrCl的氧化性强于I;卤素间形成的化合物称为卤素互化物,化学性质与卤素单质类似,
2
故 可以看作是氯气。A. 由碘和氟两种元素组成,是化合物,故A正确;B.氧化性Fe3+>I,IBr
2
与铁反应生成FeI,故B错误;C.Cl、Br的非金属性比I强,BrCl的氧化性强于I,介于氯气和溴之间,
2 2
故C正确;D.IBr可以与NaOH溶液生成NaIO和NaBr,故D正确;答案选B。
【答案】B
【名师点睛】根据已知信息:卤素间形成的化合物称为卤素互化物,将未知化合物用卤素单质代换并进行
分析。但分析时也要注意与卤素单质组成和性质上的区别。如:ICl中,I显+1价,Cl显-1价,所以卤
素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应:IBr+HO===HBr+HIO,IBr+2NaOH===NaBr+NaIO+
2
HO。
2
【变式训练】(拟卤素)(2020·四川邻水实验学校高三开学考试)(CN)、(OCN)、(SCN) 等化合物的性
2 2 2
质与卤素单质相似,称为“类卤素”。已知卤素单质和“类卤素”的氧化性由强到弱的顺序为:F、
2
(OCN)、Cl、Br、(CN)、(SCN)、I。下列叙述正确的是( )
2 2 2 2 2 2
A.反应I2SCN-2I-(SCN) 能自发进行
2 2
B.反应Cl2CN-2Cl-(CN) 不能自发进行
2 2
C.还原性:F-OCN-Br-SCN-
D.“类卤素”在碱性溶液中不能发生自身的氧化还原反应
【解析】在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物;A.根据I+2SCN-=2I-+(SCN) 可知氧化性I
2 2 2
强于(SCN),由信息可知,氧化性(SCN) 强于I,所以该反应不能自发进行,故A错误;B.Cl+2CN-=2Cl-+
2 2 2 2
(CN) 可知,氧化性Cl 强于(CN),与信息一致,所以该反应可以自发进行,故B错误;C.氧化性越强,
2 2 2
则其对应的还原产物的还原性越弱,氧化性由强到弱为F、(OCN)、Br、(SCN),所以还原性为F-<OCN-
2 2 2 2
<Br-<SCN-,故C正确;D.卤素在氢氧化钠溶液中会发生X+2OH-=X-+XO-+HO(X为Cl、Br和I),该反应为
2 2氧化还原反应,由此可知,类卤素具有相似的性质,即在碱性溶液中发生自身氧化还原反应,故D错误;
故答案为:C。
【答案】C