文档内容
第 12 讲 富集在海水中的元素——卤素
目录
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
第三部分：典型例题剖析
高频考点1 考查氯及其重要化合物的性质和应用
高频考点2 考查氯气及含氯化合物的实验室制法
高频考点3 考查含氯消毒剂的性质和应用
高频考点4 考查卤素的性质及应用
高频考点5 考查卤素互化物和拟卤素的性质及应用
正文
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆知识点一 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===H SO ＋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 2②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 2
HClO 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＋、
2 2
微粒 Cl HO、Cl－、H＋、OH－
2 2
OH－
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
2 2 2 2 2 2 2
相对稳定，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 H O,浓酸为浅黄色，有类似硝酸的刺激性气味；稀酸无色，在
3 4 2 2 2
常温时没有气味。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·nH O，式中n＝1，2，2.5，3，3.5，皆为晶体。其
4 2
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[H O][ClO ]。在无
3 4
水的高氯酸中，显然有部分形成这种化合物：3HClO ＝[H O][ClO ]＋ClO 七氧化二氯也易分解：2 Cl O
4 3 4 2 7 2 7
＝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。高氯酸的
2 2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（ClO ˉ）稳定的多。二氧化硫、硫化氢、亚硝酸、氢碘酸、锌、
3
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：2NH ClO =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方面。
4 4 2 2 2 2
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（NH Cl，NHCl
2 2
和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：
NH Cl+H O NH +HClO
2 2 3
NHCl +2H O NH +2HClO
2 2 3
NCl +3H O 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。
知识点二 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 、KCr O、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，稀盐酸与MnO 不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反
2
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，因为澄清石灰水中含Ca(OH) 的量少，
2 2
吸收不完全。
（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
知识点三 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 2
2SO===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：HFBr >I
2 2 2
【变式训练1】（卤素的性质及递变规律）（2021·上海宝山·一模）卤族元素大多存在于海洋中，关于
Cl、Br、I 的说法正确的是
A．原子半径 r：r(Cl)＜ r(Br)＜ r(I) B．非金属性：Cl＜Br＜I
C．从海洋中提取的方法：相同 D．得电子能力：Cl＜Br ＜I
2 2 2
【变式训练2】(卤素单质氧化性的实验探究)（2021·全国·高三专题练习）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
高频考点5 考查卤素互化物和拟卤素的性质及应用
例5．（2021·天津天津·高三期中）“ ”表示不同卤素之间靠共用电子对形成的卤素互化物(非金属性：
)，其化学性质和卤素单质相似。下列说法中正确的是
A．ICl与水反应属于氧化还原反应
B．某温度下，液态 电离： ， 是一个常数，与温度无关
C． 与卤素单质一样都是非极性分子
D． 与 反应生成 和
【变式训练】（拟卤素）（2022·湖南·涟源市第一中学高三阶段练习）(SCN) 称为拟卤素，将几滴KSCN
2
溶液加入酸性的含有Fe3+的溶液中，溶液变为红色，将该红色溶液分为两份：①向其中一份溶液中加入适
量KMnO 溶液，红色褪去；②向另一份溶液中通入SO ，红色也褪去。下列说法中不正确的是
4 2
A．Fe3+与SCN-反应的离子方程式为Fe3++3SCN- Fe(SCN)
3
B．②中红色褪去的原因是SO 2 具有漂白性 ⇌
C．①中现象说明SCN-与Cl-相似，有还原性
D．SCN-在适当条件下可被氧化剂氧化为(SCN)
2
