1、必修部分第一单元 氯、溴、碘及其化合物课 时 1 氯气的性质、溴和碘的提取1了解氯、溴、碘及其化合物的主要性质和重要应用。认识化学在海水、金属矿物等自然资源综合利用方面的重要作用。2了解氯气的实验室制法。3了解海水的综合利用。1.工业制法工业上制Cl2通常是用电解饱和食盐水的方法,方程式是_。2实验室制法(1)原理:实验室制Cl2通常用浓盐酸和MnO2加热的方法,反应的化学方程式是_。在反应中_作氧化剂,HCl表现的性质是_和酸性。氯气的生产原理2阿伏加德罗常数(1)概念:把含有_个粒子的任何粒子集体计量为1 mol,_称为阿伏加德罗常数。(2)符号:_。(3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(
2、NA)与微粒数(N)间的关系为:_。(2)装置类型:属于固液气体。(3)收集方法:向_排空气法或排_法。(4)除杂:实验室制得的Cl2常含有HCl、H2O等杂质,通常使混合气体通过饱和食盐水,以除去_,再通过浓硫酸以除去_。(5)尾气处理:实验室制取Cl2时应防止尾气对空气的污染,多余的Cl2用NaOH溶液吸收,反应的化学方程式是_。(6)装置展示:实验室制氯气装置如下:提醒:实验室制氯气时应注意:为了减少制得的Cl2中HCl的含量,所以加热时温度不宜过高,减少HCl挥发必须用浓盐酸,稀盐酸不反应实验结束后,先使反应停止并排出残留Cl2,再折卸装置,避免污染空气尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收
3、Cl2,因为溶液中含Ca(OH2)量少,吸收不完全我们可以采用哪些方法验证氯气是否收集满?(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。(3)实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满氯气的性质1.氯气的主要物理性质氯气呈_色,有_气味,有毒,通常情况下1体积水能溶解_体积Cl2,氯气_液化。2氯气的重要化学性质(1)与金属反应填写下列金属与Cl2反应的现象和化学方程式:反应现象化学方程式NaCl2剧烈燃烧,_色火焰,大量_FeCl2剧烈燃烧,_色烟Cu
4、Cl2剧烈燃烧,_色烟,加水,溶液呈_色(2)Cl2与H2的反应在空气中点燃H2,火焰呈淡蓝色。将点燃H2的导管伸进充满Cl2的集气瓶中,H2在Cl2中安静地燃烧,火焰呈_色,同时集气瓶口有_,反应的化学方程式是_。(3)Cl2与H2O的反应将Cl2通入水中时,发生的化学反应为:_。氯水呈_色,说明氯水中存在_。从而说明Cl2与H2O的反应属于_反应,存在_平衡。氯水中有三种分子,它们是_;氯水中有4种离子,它们是_。(4)Cl2与碱的反应完成方程式:Cl2_NaOH=_,_Cl2_Ca(OH)2=_。漂白粉的主要成分是_,有效成分是_,漂白粉如保存不当会发生变质,变质的化学方程式是_,_。溴
5、、碘的提取地球上_%的溴元素以_的形式存在于海水中,所以人们把溴称为“海洋元素”。1溴的提取(2)有关反应的离子方程式2BrCl2=_SO2Br22H2O=_2碘的提取(1)流程(2)有关反应的离子方程式2ICl2=_答案:知识点 112NaCl2H2O=通电 2NaOHH2Cl22(1)MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O MnO2还原性(3)上 饱和食盐水(4)HCl H2O(5)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O知识点2:1黄绿 刺激性 2 易2(1)黄 白烟 2NaCl2=点燃 2NaCl 棕 2Fe3Cl2=点燃 2FeCl3 棕黄 蓝 CuCl2=点燃 CuCl
6、2(2)苍白 白雾 H2Cl2=点燃2HCl(3)Cl2H2OHClHClO 淡黄绿 Cl2分子 可逆 化学 Cl2、HClO、H2OH、Cl、ClO、OH(4)2 NaClNaClOH2O 2 2 CaCl2Ca(ClO)22H2O CaCl2和Ca(ClO)2Ca(ClO)2 Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO 2HClO=光照 2HClO2知识点3:99 Br12ClBr2 4H2BrSO24 2.(2)I22Cl1氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是()A灼热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,产生棕黄色的烟B通常状况下,干燥的氯气能和Fe
7、反应C纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口呈现雾状;光照H2和Cl2的混合气体时,迅速化合而爆炸D氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸解析灼热的铁丝和铜丝在氯气中燃烧均产生棕黄色的烟,干燥的氯气与铁不反应,C、D项所述Cl2与H2和水的反应及相关现象均正确。答案B2检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采用的方法是()A用干燥的蓝色石蕊试纸B用干燥有色布条C将气体通入硝酸银溶液D用湿润的淀粉碘化钾试纸解析HClO具有漂白性,而Cl2不具有,A、B两项中是在干燥环境下,Cl2都不能转变为HClO,因而无漂白性,无法与HCl气体区别。C中将气体通入AgNO3溶
8、液都产生白色沉淀,因为Cl2与H2O反应也产生Cl。D中Cl2与KI反应产生I2,I2遇淀粉变蓝,可以与HCl区别开。答案D3相同质量的钠、镁、铝分别跟氯气发生反应,消耗氯气的物质的量由大到小的顺序是()ANaMgAl BMgAlNaCAlNaMg DAlMgNa解析设质量都是1 g,则Na、Mg、Al与Cl2反应所需Cl2的物质的量分别为:1 g23 g/mol12 146mol,1 g24 g/mol1 124 mol,1 g27 g/mol32 118 mol。答案D4漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是()ACa(ClO)2不稳定,易分解BCa(ClO)2易吸收水分而潮解CCa(ClO
9、)2跟空气中的水和CO2反应DCa(ClO)2跟空气中的CO2反应解析漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是CO2和水可以与Ca(ClO)2反应生成HClO,次氯酸不稳定,在光的作用下易分解,使漂白粉失效。Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO,2HClO=光照 2HClO2。答案C5许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()A氯、溴、碘B钠、镁、铝C烧碱、氢气D食盐、淡水解析本题考查海水资源的综合利用,不发生化学变化的只有D项。食盐提取利用蒸发、淡水获得利用蒸馏,两者均为物理变化。Na、Mg、Al、Cl2、Br2、I2、烧碱、H2获取,用到置换
10、或电解等化学方法。答案D6工业上用Cl2和碱制漂白粉、漂粉精及漂白液。请回答下面的问题:(1)工业上将氯气制成漂粉精的主要目的是_,制漂粉精的主要反应的化学方程式是_。(2)下列物质露置在空气中会变质,在变质过程中既有非氧化还原反应发生,又有氧化还原反应发生的是_。A生石灰B漂白粉CNaOH DNa2SO3(3)用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是_(填编号)。HCl O2 CO2 H2O(气)答案(1)漂粉精比HClO(Cl2)稳定,且便于贮存和运输2Ca(OH)22Cl2=Ca(ClO2)CaCl22H2O(2)B(3)实验室制取氯气可以选择哪些氧化剂?所用浓盐
11、酸为什么过量?实验室中,利用氧化性比Cl2强的氧化剂如MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等将浓盐酸中的Cl氧化来制取Cl2。常用方法:MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O。氯气的制取还可用:2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2OKClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2OCa(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O。本实验中浓盐酸要过量,因随着反应的进行,盐酸的浓度降低,而MnO2与稀盐酸不反应,则反应中盐酸不可能完全消耗。(2011全国大纲卷,29)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。(1)下图是用KMnO4与浓盐酸
12、反应制取适量氯气的简易装置。装置 B、C、D 的作用分别是B_;C_;D_。A 中发生的反应方程式为_;D 中反应的离子方程式为:_。(2)将氯气通入到紫色石蕊溶液中,可观察到溶液先变红后褪色的现象,出现这种现象的原因是_。(3)高锰酸钾和浓盐酸混合后,在室温下很快就能放出氯气,由此可说明二氧化锰比高锰酸钾的氧化性_。(4)人若吸入大量氯气会中毒死亡。某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏,周围被疏散的群众应采取的防御自救措施是_。解析(1)B为收集氯气的装置,C可以储存剩余氯气,同时也有防倒吸功能。氯气有毒,不能排放到大气中,D的作用则是吸收尾气。A中制取Cl2,反应为2KMnO416HCl(浓)=
13、2KCl2MnCl25Cl28H2O;D为吸收Cl2,离子方程式为:Cl22OH=ClClOH2O,(2)Cl2H2OHClHClO,溶液呈酸性,但是HClO具有强氧化性,能漂白指示剂;(4)由于Cl2密度大于空气,所以应去地势高的地方,还可以利用Cl2与碱液反应的性质来吸收Cl2。答案(1)向上排气收集氯气安全作用,防止D中的液体倒吸进入集气管B中吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O;Cl22OH=ClClOH2O(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,酸能使溶液变红,次氯酸又能使溶液褪色(3)弱(4)先用水或弱碱性溶液将毛巾润
14、湿后捂住口鼻,然后尽量沿逆风方向向地势较高处跑某化学小组用上图所示装置制取氯气。下列说法正确的是()A该装置图中至少存在三处明显错误B该实验中收集氯气的方法不正确C如果需要得到干燥纯净的Cl2,只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可D含有2molHCl的某浓盐酸与足量MnO2混合,在一定条件下反应,转移1 mol电子解析选项A,该装置错误:没有用酒精灯加热,MnO2不与浓盐酸发生反应,从而得不到Cl2,装置中没有用分液漏斗而采用长颈漏斗导致气体外逸和HCl的挥发,没有进行尾气处理等。选项B,Cl2的密度比空气大,该收集方法正确。选项C,要得到干燥纯净的Cl2,首先应将气
15、体通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气。选项D,根据反应:MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O,盐酸浓度变稀后便不再发生反应生成Cl2,使产生的Cl2的物质的量小于0.5 mol,转移的电子小于1 mol。答案A氯气的性质1.新制氯水有哪些方面的性质?参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释Cl硝酸酸化的AgNO3溶液白色沉淀ClAg=AgClHNa2CO3固体有气泡产生2HCO23=CO2H2O参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释HClO有色布条布条颜色褪去HClO有漂白性Cl2FeCl2溶液溶液由浅绿色变黄色2Fe2Cl2=2Fe32ClCl2、H2
16、OSO2黄绿色褪去SO2Cl22H2O=4H2ClSO24HClO、H石蕊试液先变红后褪色酸性和漂白性2.如何利用平衡移动原理确定氯气与水反应(Cl2H2OHClHClO)的平衡移动方向?并举例说明这种移动的具体应用。向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物c(Cl)增大左移a.用饱和食盐水除去Cl2中的HClb用排饱和食盐水法收集Cl2向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用稀酸c(H)增大左移次氯酸与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H)减小右移用NaOH溶液吸收多余的Cl2Ca(OH)2c(H)减小右移制漂白粉CaCO3c(H)减小右移制高浓度HClO溶液光照c(HClO
17、)减小右移氯水避光保存或现用现配(2011江苏,9)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(见下图)。下列说法正确的是()A25,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂C常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存,所以Cl2不与铁反应D上图所示转化反应都是氧化还原反应解析该题考查了元素化合物知识。因为碳酸氢根离子之间的缔合作用导致其溶解度比碳酸钠小,A错误。因为该反应属于氯元素的歧化反应,其化合价同时升高和降低,B正确。因为该说法将化学知识表面化了,不是二者不反应,而是类似钝化作用,反应产物的覆盖和隔离作用阻碍了反应的进一步进行,C错误。因为
18、生成苏打、小苏打的两个反应都不是氧化还原反应,D错误。答案B下列关于氯水的表述不正确的是()A向氯水中加入碳酸钙粉末能提高溶液中HClO的浓度B用强光照射装满次氯酸的试管(倒置于水槽中)可收集到两种气体C漂白粉和次氯酸溶液都是混合物D向漂白粉中加入浓盐酸可产生黄绿色气体解析选项A,氯水中存在如下平衡:Cl2H2OHClHClO,加入CaCO3粉末会与HCl反应,从而使平衡向着生成HClO的方向移动,从而提高HClO的浓度。选项B,HClO在强光照射下发生分解反应生成HCl、O2,由于HCl极易溶于水,实际上只能收集到O2。选项C,漂白粉中还含有CaCl2等,它是一种混合物,HClO溶液也是混合
19、物。选项D,漂白粉中的Ca(ClO)2在酸性条件下具有强氧化性,浓盐酸具有还原性,二者发生氧化还原反应产生黄绿色的Cl2:ClOCl2H=Cl2H2O。答案B溴、碘的性质及提取1.举例说明卤素单质的化学性质有何异同?(1)能与大多数金属反应2Fe3X2=2FeX3(XCl、Br)(同)FeI2=FeI2(异)(2)与非金属反应卤素单质在一定条件下能与H2化合,其反应方程式为:H2F2=2HF H2Cl2=光照或点燃2HClH2Br2=5002HBr H2I2 2HI说明:从F2到I2与H2化合的剧烈程度逐渐减弱;从FI,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强;氢化物水溶液的酸性逐渐增强。(
20、3)与H2O反应2F22H2O=4HFO2(异)X2H2O=HXHXO(XCl、Br、I)(同)(4)与碱反应X22OH=XXOH2O(XCl、Br、I)(同)(5)与还原性物质反应X2SO22H2O=H2SO42HX(XCl、Br、I)(同)(6)特性:F2能与水反应放出O2,故F2不能从其他卤素化合物的水溶液中将卤素单质置换出来。Br2常温下呈液态,且是唯一的液态非金属单质。Cl2易液化。液态Br2有剧毒,易挥发,故要用蜡密封保存在磨口玻璃瓶中,还可加少许水作保护剂抑制Br2挥发,不能用橡胶塞。碘水能使淀粉变蓝,I2晶体易升华,是常温下固体单质中唯一的双原子分子,与Fe反应生成FeI2而非
21、FeI3(因I2的氧化性弱)。某化学研究性学习小组在实验中模拟海水提取溴的过程,其实验流程如下:海水 除去悬浮杂质浓缩 氧化剂氧化 热空气Br2(g)Na2CO3溶液吸收NaBrNaBrO3 H2SO4Br2(1)取24 L除去悬浮杂质后的海水,浓缩至2 L;(2)向其中通入足量Cl2,反应的离子方程式:_,通往热空气的目的:_;(3)将吹出的Br2用纯碱溶液吸收,反应得到NaBr、NaBrO3和CO2,反应的化学方程式:_,产生的CO2通入足量澄清石灰水中,得到1 g白色沉淀;(4)将吸收Br2的溶液用足量硫酸处理得到Br2单质,反应的化学方程式:_,理论上可以得到Br2的质量为_;(5)请
22、计算海水中溴的浓度为_g/L。解析通过反应Cl22Br=Br22Cl置换出溴单质后,一般用热空气或水蒸气将Br2吹出;根据各步反应,可确定如下关系:Br2CO2CaCO3,根据CaCO3的质量可求出原24 L海水中Br2的质量为 160 g/mol1 g100 g/mol1.6 g,则海水中溴的浓度为1.6 g24 L0.07 g/L。答案(2)Cl22Br=Br22Cl将 Br2 吹出(3)3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2(4)5NaBr NaBrO3 3H2SO4=3Br2 3Na2SO4 3H2O16 g(5)0.07已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按如图所
23、示装置进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是()选项A黄绿色橙色蓝色白色B无色橙色紫色白色C黄绿色橙色蓝色无色D黄绿色无色紫色白色解析由题意知处产生氯气,呈黄绿色,处发生反应:Cl22NaBr=2NaClBr2,棉球应呈橙色,处发生反应:Cl22I=2ClI2或Br22I=2BrI2,使淀粉KI溶液呈蓝色,处发生反应:X22NaOH=NaXNaXOH2O(X为Cl、Br、I),产物无色,故棉球仍呈白色。答案A1实验过程中,不会产生气体的是()答案C2常用氯气给自来水消毒,某学生用自来水配制下列物质的溶液,不会产生明显药品变质的
24、是()A石蕊B硝酸银C亚硫酸钠 D氯化铝解析用氯气给自来水消毒,所得自来水相当于极稀的氯水,因此其含有的HClO会将石蕊氧化而变质,Cl与Ag作用生成AgCl沉淀,Cl2会将SO 23 氧化,因此A、B、C三项会产生明显药品变质,故选D。答案D3下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有直接关系的是()A将NaHCO3固体加入新制的氯水中,有气泡产生(H)B新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰(Cl2)C将AgNO3溶液滴加到新制氯水中,有白色沉淀产生(Cl)D新制氯水使淀粉KI试纸变蓝(Cl2)解析氯水中的H与NaHCO3反应生成CO2,A对。新制氯水使红玫瑰变成白玫瑰是HClO的强氧化性
25、所致,不是Cl2,B错。Cl与Ag反应生成AgCl沉淀,C对。Cl2与KI反应生成I2,从而使KI淀粉试纸变蓝,D对。答案B4下图是一个实验制得氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置。(1)A是氯气发生装置,其中反应的离子方程式为_。(2)实验开始时,先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处酒精灯,Cl2通过C瓶后再进入D。D装置的硬质玻璃管内盛有炭粉,发生氧化还原反应,其产物为CO2和HCl。则该反应的化学方程式为_。(3)该装置图尚未画完,请在E处补充完整,并注明试剂名称。(4)D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有Cl2产生,则B的作用是
26、_。(5)若实验中使用12 molL1的浓盐酸10 mL与足量的MnO2反应,则生成的Cl2的物质的量总是小于0.03 mol,试分析可能存在的原因是_。解析(1)根据Cl2的实验室制法由原理不难写出反应的离子方程式,离子方程式的书写见答案。(2)由Cl2与炭粉的反应产物为CO2和HCl知Cl2是氧化剂,C是还原剂,从而得出该反应的方程式为:2Cl22H2OC=CO24HCl,由装置C处来提供水蒸气。(3)因为产生的HCl极易溶于水,所以尾气吸收装置应用防倒吸装置。(5)浓盐酸变为稀盐酸后,不再与MnO2发生反应,故即使有足量MnO2,产生的Cl2的量也小于理论值。答案(1)MnO24H2Cl=Mn2Cl22H2O(2)2Cl22H2OC=CO24HCl(3)(4)储存Cl2(5)盐酸变稀后与MnO2不反应,HCl挥发