高中化学----卤素

高考复习——元素化合物非金属部分北京十二中赵虹华非金属元素化合物的特点重点元素多非金属元素(除稀有气体外)只有15种，元素种类少，但中学阶段作为重点讲解的就有7种(Cl、H、O、S、N、C、Si)。突出族的规律性和递变性与概念、理论、实验、计算联系紧密知识主线：氢化物单质氧化物对应酸对应盐HClCl2ClO2HClONaCl/KClO3H2SSSO2H2SO3Na2SO3SO3H2SO4BaSO4NH3N2NO/NO2HNO3NH4NO3CH4CCO/CO2H2CO3Na2CO3SiSiO2H2SiO3Na2SiO31.非金属元素在元素周期表中的位置碳族、氮族、氧族、卤素HBCNOFSiPSClIAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA123BrIAtSeTeAs2.非金属单质的物理性质⑴常温下状态：⑵晶体类型：⑶溶解性：气态H2、N2、O2、F2、Cl2；液态Br2；其余为固态原子晶体C、Si；其他均为分子晶体。F2、Cl2、Br2反应；其他多难溶于水。3.非金属单质的化学性质⑴氧化性：⑵还原性：①与氢气反应②与金属反应③非金属间的置换④与还原性化合物反应强氧化性：F2、O2、Cl2、Br2；以氧化性为主：N2、I2、S；以还原性为主：C、Si、P；强还原性：H24.非金属单质的制备⑴实验室制备：⑵工业制法：①还原法：H2②氧化法：Cl2③加热分解法：O2④分离法：N2①电解法：H2、Cl2②还原法：H2、Si③氧化法：Br2④分离法：N2、O2㈠卤素代表性相似性递变性特殊性F(氟)Cl(氯)Br(溴)I(碘)At(砹)卤素单质的物理性质黄绿色气体深红棕色液体紫黑色固体升高结构与性质的关系相同点最外层7个电子不同点核电荷数电子层数原子半径与金属与非金属与水与碱与H2难易与水难易置换反应相似性强氧化性递变性F2Cl2Br2I2与氢气反应的递变性反应越容易，生成的气态氢化物越稳定1.相似性⑴卤族元素在周期表中的位置：ⅦA族⑵原子结构的相似性：价电子数相同；常见化合价：＋7、＋1、＋3、＋5、0、－1(F无正价)⑶单质的相似性：①组成:单质均为双原子分子②物理性质:单质有色，一般易溶于有机溶剂③化学性质:与金属、非金属、水、强碱、还原性物质、有机物等发生反应。⑷卤化氢的性质：无色有刺激性气味气体，易溶于水，在空气中易形成白雾。2.递变性单质氧化性——卤离子还原性——气态氢化物的稳定性——气态氢化物的还原性——氢卤酸的酸性——减弱增强减弱增强增强(HF：弱酸)气态氢化物的沸点：HF分子间有氢键3.特殊性强氧化性、氢氟酸、F2与水、AgF、CaF2Br2状态、挥发性、保存I2升华、与淀粉反应、与Fe反应氟：溴：碘：Br2、I2溶液的颜色：颜色水溶液有机溶剂Br2I2橙黄橙红棕黄紫红萃取：苯、CCl4有关实验氯溴碘单质间的置换反应4.氯及化合物的代表性（知识网络）Cl2与单质反应金属非金属NaFeCuH2PSiNaOHCa(OH)2与无机化合物反应NaBr、NaIFeCl2Na2SH2SSO2H2OMSO3+H2ONH3H2O与有机化合物反应取代反应烷烃芳烃苯环侧链苯酚加成反应烯炔芳烃浓盐酸MnO2KMnO4KClO3以氯为中心的物质转化关系Cl2NaCl、FeCl3、CuCl2HClPCl3、PCl5Ca(ClO)2HClOCH3Cl、CCl4氧化性S、I2氯气的用途：自来水厂用氯气来杀菌、消毒。氯气制漂白液、漂白粉、漂白精。氯气是化学工业的重要物质，制备多种多样的含氯化合物。SiCl4、GeCl4、TiCl4分别是制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。氯气是一种有毒气体，被列为“毒气”之列。使用氯气要十分注意安全。『问题1』Cl2＋H2OHCl＋HClO由此你想到了什么？知识点归纳：①氯气的性质——与水反应②可逆反应，在一定条件下建立化学平衡③新制氯水的成分和性质Cl2——氧化性H2O——反应物和溶剂HClO、ClO-——氧化性、漂白性H+——酸性Cl-——与Ag+反应④久置氯水的成分和性质：H+——酸性；Cl-——与Ag+反应⑤盐酸是强酸，次氯酸是弱酸，离子方程式：Cl2+H2OH++Cl-+HClO⑥是氧化还原反应⑦在实验室中的保存方法——棕色瓶⑧Cl2的收集和除杂方法——排饱和食盐水⑨尾气处理方法——NaOH溶液吸收结论：氯水中存在着一平衡体系，是一种多成分的混合物，具有强氧化性、漂白性。练习1：自来水可以用氯气消毒，某学生用这种自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显的药品变质问题的是A.AgNO3B.FeCl2C.Na2SO3D.AlCl3答案：D练习2：如图所示装置，将氯气通入。若打开活塞b，则小试管里干燥的品红试纸c不褪色。若关闭活塞b，则c不久褪色则a溶液是：A．浓盐酸B．浓硫酸C．饱和食盐水D．NaOH溶液Cl2bca答案：AC练习3：关于氯水的叙述错误的是A.向氯水中滴加AgNO3溶液，有白色沉淀B.长期放置会变成无色液体C.光照氯水，因HClO分解，酸性减弱，使pH变大D.氯水中滴加石蕊试剂变红，后又褪色答案：C两瓶新制的氯水浓度均为0.1mol/L，如果向甲中加入适量碳酸氢钠晶体，片刻后，甲、乙两瓶中HClO的物质的量的浓度关系是A．甲乙B．甲乙C．甲=乙D．无法确定答案：A练习4：『问题2』氯气和碱的反应用途Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O⑴实验室：吸收残余的氯气⑵工业：制备漂白粉2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O•为增加漂白作用，可加入何种物质？•敞口久置，如何变质？『实验设计』制取漂白粉已知：实验室用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉；又知此反应是放热反应，温度稍高即发生副反应：6Cl2＋6Ca(OH)25CaCl2＋Ca(ClO3)2＋6H2O请你设计一套装置完成此实验。设计思路：制气净化主反应尾气处理2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O制Cl2除HCl制漂白粉除Cl2『装置图』饱和食盐水浓盐酸MnO2石灰乳冷水NaOH溶液复习：设计实验的原则•科学性•可行性•安全性•简约性复习：Cl2、HCl气体的实验室制备•制备原理：Cl2：氧化盐酸法HCl：由不挥发性酸制备挥发性酸•气体发生装置由反应物与反应条件确定Cl2的实验室制法1.反应原理2.除杂方法3.收集方法4.验满方法5.尾气处理6.实验装置7.实验步骤△MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O向上排气法、排饱和食盐水法HCl——饱和食盐水;H2O——浓硫酸NaOH湿的淀粉KI试纸Cl-、Br-、I-的检验1.银盐法试剂：AgNO3、稀硝酸Ag+＋Cl－＝AgCl↓(白色)Ag+＋Br－＝AgBr↓(浅黄色)Ag+＋I－＝AgI↓(黄色)2.置换－萃取法试剂：新制氯水、CCl4Cl2+2Br－＝Br2(CCl4橙红色)＋2Cl－Cl2+2I－＝I2(CCl4紫红色)＋2Cl－制备HCl气体，下列方法中可行的是①NaHSO4+MnCl2(固)共热②H2SO4(浓)+浓盐酸共热③H2SO4(浓)+KCl(固)共热④H2SO4(浓)+NaCl(固)+MnO2共热A．①③B．①②③C．①③④D．全部练习5：答案：B⑴烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式为：；装置Ⅱ的烧杯中冷水的作用是：；装置Ⅲ的烧杯中液体的作用是：。⑵进行此实验时烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，这是因为。⑶装置Ⅲ的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸，试简述其理由。浓硫酸MnO2和NaBr冷水ⅠⅡⅢ练习6：根据实验，填空和回答问题MnO2+2H2SO4+2NaBr→Na2SO4+MnSO4+2H2O+Br2↑冷凝溴蒸汽吸收未冷凝的气体溴蒸汽会腐蚀橡皮管和橡皮管当气体被吸收时，液体上升到漏斗中。由于漏斗的容积较大，导致烧杯中液面明显下降，使漏斗口脱离液面，液体又流回到烧杯中。练习7：某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。⑴提出问题：Fe3+、Br2谁的氧化性更强？⑵猜想：①甲同学认为氧化性：Fe3+Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含_____所致。②乙同学认为氧化性：Br2Fe3+，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含所致。⑶设计实验并验证丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点确实是正确的。Br2Fe3+供选用的试剂：a)酚酞试液；b)CCl4；c)无水酒精；d)KSCN溶液。请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。（试剂填序号）选用试剂实验现象方案1方案2⑷结论：氧化性：Br2Fe3+。在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，所发生的离子反应方程式为__。⑸实验后的思考：①根据上述实验推测，若在溴化亚铁溶液中通入氯气，首先被氧化的离子是_______。②在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2(标准状况)，溶液中有1/2的Br-被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量的浓度为_______________。b溶液分层，上层黄色，下层无色d溶液变为红色2Fe2+＋Br2＝2Fe3+＋2Br－Fe2+1mol/L练习8:实验室可用氯气与铁反应制备无水FeCl3，该化合物呈棕色、易潮解，100℃左右时升华。请你设计一套实验装置制取少量无水FeCl3固体。实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色、易潮解，100℃左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置、左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示。试回答：（1）B中反应方程式为（2）D中反应方程式为：（3）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是；（4）装置（Ⅰ）的主要缺点是：（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：(3)B中反应进行一段时间后,看到黄绿色充满装置,再开始加热D(4)导管易被产品堵塞,尾气排入空气造成污染(5)产品易受潮解;在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置练习9：关于卤素的描述正确的是A.用X表示卤素，则卤素单质与水反应的方程式可写为：X2+H2O=HX+HXOB.氯、溴、碘的单质在水中的溶解度远小于在有机溶剂里的溶解度C.氟、氯、溴元素的非金属性都强于碘，所以均可以从KI溶液中置换出I2D.储存液氯的钢瓶，装氯之前必须彻底干燥答案：BD练习10：(CN)2、(SCN)2、(OCN)2称“拟卤素”，与卤素单质性质相似，其阴离子性质也相似，又知拟卤素氧化性一般比卤素弱，下列反应错误的是A.(OCN)2+H2O＝HOCN+HOCNOB.MnO2+4HSCN＝Mn(SCN)2+(SCN)2↑+2H2OC.(CN)2＋2NaOH＝NaCN+NaOCN+H2OD.2NaI+(CN)2＝2NaCN+I2△答案：D某些金属卤化物可以跟其卤素反应，如：KI＋I2KI3，则下列推断错误的是A.将氯气通入KI3溶液中，I3－的浓度不会发生变化B.I3－在溶液中存在如下平衡：I3－I2+I－C.配制碘水时加入KI是为了增大I2的溶解度D.在KI3溶液中加入淀粉可变蓝色练习11：答案：A由于氯气对饮用水消毒，会与水中的有机物发生反应，生成含氯有机物，对人体有害，世界环保联盟即将全面禁止使用这种消毒方法，建议采用广谱性具有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯(ClO2)。ClO2极易爆炸，生产和使用时尽量用惰性气体稀释，避免光照、震动或加热。⑴在ClO2分子中氯元素的化合价是；⑵欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取ClO2同时有Cl2生成，且Cl2体积是ClO2的一半。方程式.+42NaClO3+4HCl→2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O练习12：⑶我国广泛采用经干燥空气