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第五单
非金属及其重要化合物
元
第1讲
氯及其重要化合物
复习目标,1.了解氯气的物理性质和用途。2理解与辨析氯气及其常见化合物的性质及应
用。3掌握氯气的实验室制法。4理解与辨析卤族元素的组成元素及其结构特点、性质递变规
律,进而掌握其单质及化合物的性质。5知道海水资源综合利用的方式,掌握B2、2的提取
方法。
考点一氯及其重要化合物
必备知识梳理
一、氯气的性质及制法
1.氯气的物理性质
常温下,氯气是supl(O1)黄绿色气体,有supl(O2)刺激性气味,有毒,密度比空气的1
supl(O3大,s\up1(O4能溶于水,常温下,1体积水溶解约2体积C2。
2.氯气的化学性质—从“价一类”角度理解
(1)氣化性
氯的原子结构示意图为supl(O1
由此可知氯原子最外电子层上有supl02Z个电子
,在化学反应中很容易supl(O3)得到1个电子形成supl(04氢离子(C),表现出典型的例
supl(O5非金屈性,其单质具有氧化性。
①与金属反应:与变价金属反应生成高价态金属氯化物。
i.与铁反应:supl(O62Fe+3C2FeCl(生成supl(07棕褐色的烟)。
i,与闱反应:up1OSXCu+C,cuC(生成supl09棕黄色的烟.
②与非金属反应
点然或光照
i与H2反应:supl10H+C
HCI
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燃烧时安静燃烧,发出四苍白色火焰,瓶口
有回白雾生成
现象
光雌时剧烈反应,发生☒爆炸,瓶口有4白
雾生成
点燃
i.与磷反应:2P+3C2
2PCls
点燃
2P+5Cl2PCI
(2)歧化反应
氯气与水或碱反应,氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氣气既表现氧化性又表现还原
性。
①与水反应:supl15C+HOHC+HCQ
②Cl2与NaOH溶液反应制漂白液:s'upl(16C+2NaOH一NaCl+NaClo+HQ。
③制取漂白粉:supl(172C丛+2Ca(OH2CaC+Ca(ClO2十2HQ。
(3)与还原性无机化合物反应
①与S02反应:Cl2+SO2+2H20一H2S04十2HC1。
②与Na2SO3溶液反应:C2十Na2SO3十HO=Na2SO4+2HC1。
③与NaBr溶液反应:supl18C+2NaBr一2NaC+B
④与FeCl2溶液反应:supl19CL十2FeC=2FeC
⑤与Fel溶液反应:Fel2+Clz(不足)一FeC2+I2、2Fel2+3Clz(过量)一2FeCl,+2Iz
3.氯气的制法
电解
(1)工业制法:电解饱和食盐水s\upl(O1)2NaC+2HOC2↑+H2↑+2NaOH或2NaCl(熔
剑电解
2Na+Cl2↑。
(2)实验室制法:supl02MnO2+4HCl(浓)MnC2+CL↑+2HQ。
二、次氯酸、次氯酸盐
1.次氣酸HC1O)
(I)弱酸性:酸性supl(O1)弱于碳酸。
光照
(2)不稳定性:stupl(022HCI02HC1+O,土,
(3)强氧化性:具有杀菌消毒作用和supl(03)漂白性,常用作消毒剂、漂白剂。
2
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2.漂白粉
(I)组成:主要成分是supl(01Ca(ClOh和CaCL2,有效成分是supl(02)Ca(CIOh
(2)白原理:supl(03Ca(Cl1Oh十HO+CO2一CaCO十2HClO
(3)失效原因:在潮湿空气中Ca(CO)2与CO2、H2O反应生成HC1O,HC1O易分解,失去漂
白性,故漂白粉需避光密封保存。
易错辨析判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)C2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂。(×)
错因:C2中氯元素的化合价是0价,能升高也能降低,既能作氧化剂,又能作还原剂。
(2)制氯气时,用饱和NaHCO,溶液和浓硫酸净化气体。(×)
错因:制氟气时,用饱和NaC溶液和浓硫酸净化气体。
(3)可以用pH试纸测定氯水的pH。(×)
错因:氯水有漂白性,能使pH试纸褪色,用p试纸无法测其pH。
(4)可用浓硫酸或碱石灰干燥C2。(×)
错因:碱石灰与C,反应,不能用碱石灰干燥C
(⑤)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验C2是否收集满。(×)
错因:用湿润的淀粉碘化钾试纸验满。
(⑥工业上利用C2与石灰水反应制取漂白粉。(×)
错因:不能用石灰水来制取漂白粉,因C(OH2浓度较小,应用石灰乳。
名师思维建模
一、氯气的实验室制法
1.制备原理:用MnO2、KMnO4、KClO,、K2Cr2O、Ca(ClO)2等强氧化剂与浓盐酸反应(若
无浓盐酸,可用浓硫酸与NaCl晶体)。
MnO2+4HC(浓)MnC2+C2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)一2KC1+2MnC2+5C12↑+8H2O
KC1O3+6HC浓)KC1+3C2↑+3H2O
K2CrO,+14HC1(浓)=2KC1+2CrCl3+3C2↑+7H2O
Ca(ClO)+4HCI)-CaCl+2Cl,t+2H2O
2.实验过程:以MO2与浓盐酸反应制备氯气为例。
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装置特点
·固体+液休△气体
净化方法
用饱和食盐水除去HC]气体,再用浓硫
广酸除去水蒸气
①C的密度比空气的大,可用向上排
空气法收集
收集方法
②C1能溶于水,且能和水发生反应,
,但在饱和食盐水中的溶解度较小,可
用排饱和食盐水法收集
①用湿润的淀粉-KI试纸放于集气瓶
口,试纸变蓝
验满方法
②用湿润的品红试纸放于集气瓶口,
试纸褪色
多余的Cl,须用强碱溶液(如NaOH溶
尾气处理
液)吸收
3.实验装置
浓盐酸
MnO.
饱
NaOH
除HC1气体除HO
吸收多余氢气
发生装置
净化装置
收集装置尾气吸收装置
4.实验注意事项
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为
稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCI不可能全部参加反应。
(2)加热:小火加热,温度不宜过高,以减少HC1挥发。
(3)尾气处理:吸收尾气时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中C(OH2含量少,吸收
不完全。应该用NaOH溶液吸收。
(④实验结束后,先使反应停止并排出残留的C2后,再拆御装置,避免污染空气。
二、氯水的成分和性质—从平衡的角度理解
氯气能溶于水,氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氣气只有少量与水反应。
1.氯水中存在的平衡关系
(1)Cl2+H2O HCI+HCIO.
(2)HC10H++C1O。
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(3)H2OBH++OH-。
2.氯水中存在的微粒
HO
H
Cr
四
分
Cl
氯水
子
CIO
HCIO
OH
3.氯水的性质
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。
C
氧化性
能够氧化Fe2、Br、I等
CI
生成
加入AgNO,溶液产生白色沉淀
沉淀
新
不稳
在强光照射下新制氯水中有
-HCIO-
定性
气泡产生
水
使湿润的有色布条或品红
溶液褪色
HCIO-
漂白性
使紫色石蕊溶液先变红后
褪色
H
酸性
加活泼金属、碳酸盐等产
生气泡
注意:①氟水中因HCIO见光分解,随着HCO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增
强,无漂白性,因此,氯水要现用现配。
②C2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,湿润的C2具有漂白性是因为C2与水反应生成
了强氧化性的HClO。
③不能用pH试纸测定氯水的pH。
三、次氨酸盐
1.K,(HzCO)>K,(HCIO)K,(H2CO),向NaCO溶液中通入CO2(无论是少量还是过量),均
生成HCO-3和HClO。
2.向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,发生的反应为Ca2++2ClO-+C02+H,O-Caco3,
+2HCo。
3.向Ca(ClO)2溶液中通入SO2,生成的是CaSO4而不是CaSO3o
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4.次氯酸盐(CO一)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厂、
Fe2+、S02-3、S2-等还原性离子。
关键能力提升
角度一理解与辨析氯气、氯水的性质
1.如图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KMnO4晶体滴
加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。对实验现象的“解释或结论”正确的是()
淀粉KI
FeCl.+KSCN
NaBr-
-KMnO,+浓盐酸
湿涧的蓝色
NaOH+胎酞
石蕊试纸
选项
实验现象
解释或结论
9
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:C2>Br2L
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+>C1
答案:D
2.在氯水中存在多种分子和离子,可通过实验的方法加以确定,下列说法中可能错误的是
()
A.加入含有NaOH的酚酞试液,红色褪去,说明有H+存在
B.加入有色布条后,有色布条褪色,说明有HC1O分子存在
C.氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有C2分子存在
D.加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有C一存在
答案:A
解析:含有NaOH的酚酞试液红色褪去,可能是氯水中的H+中和OH,也可能是HCIO起
漂白作用,A错误。
角度二探究与创新氯气的实验室制法
3.氯气在生产生活中具有广泛应用。舍勒发现将软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气,该方
法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一。下列装置能达到相应实验目的的是()
A
B
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令旅盐酸
气体
制备C2
净化C2
C
D
NaO
☒溶液
收集C2
尾气处理
答案:D
解析:A项,缺少加热装置:B项,应先通过饱和食盐水除去HCL,再通过浓硫酸除去HzO:
C项,集气瓶不能密封,否则无法排出空气。
4.某化学学习小组用如图所示装置制备、收集C2,并进行性质验证实验(夹持装置咯去)。
下列说法正确的是(
溶
3
A.用KMnO4和浓盐酸制备CL,时,只选①
B.③用于Cl2收集时,a为进气口
C.④中加入NaBr溶液和CCl4,通入C2反应后振荡、静置,下层溶液呈橙红色
D.⑤中通入C使品红溶液褪色后,取出溶液加热可恢复红色
答案:C
角度三理解与辨析次氯酸、次氯酸盐的性质
5.某研究小组为了探究NaClo溶液的性质,设计了以下实验,并记录实验现象。
实验装置
实验序号
滴管试剂
试管试剂
实验现象
①
0.2mol·L-1
饱和Ag2SO4溶液
产生白色沉淀
②
NaClO溶液
CH;COOH溶液
光照管壁有无色
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气泡产生
0.2molL-1FeSO4酸
③
溶液变红
性溶液和KSCN溶液
0.2molL-1A1C3溶
④
产生白色沉淀
液
则以下判断错误的是(
A.实验①:发生的反应为Ag++CIO-+H2O一AgC1↓+2OH
B.实验②:无色气体为O2
C.实验③:还原性强弱顺序为Fe2+>C1
D.实验④:CO一与A3+的水解相互促进
答案:A
6.(2025山东实验中学模拟锥形瓶中装有部分变质的漂粉精粉末和红色纸花,向其中注射
浓盐酸,观察到纸花褪色,并有黄绿色气体生成,该实验可以得到的结论是()
红色纸花
源粉精
A.说明Ca(ClO)2具有漂白性
B.实验中发生了氧化还原反应和化合反应
C.浓盐酸中HC被氧化
D.反应中生成的气体只有C12
答案:C
考点二
卤族元素卤素离子的检验
必备知识梳理
1.卤族元素的原子结构特点
(I)在周期表的位置:位于周期表中stupl(O1)第IA族,包括s\upl(O2)氟)、氢(C、溴Br、
硬①、砹(A)、(Ts)六种元素。
(2)原子结构特点:其最外层均有supl03)Z个电子,容易supl(04得到1个电子达到8个电
子的稳定结构,但随着电子层数的递增,原子半径逐渐sulO5增大,原子核对最外层电子
的吸引力逐渐supl(O6O减弱,其得电子的能力也逐渐supl(O7)减弱,单质的氧化性逐渐1
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supl(08)减强。
2.卤素单质性质的相似性和递变性
()卤素单质性质的相似性
①都易溶于有机溶剂。
②都能与大多数金属反应,如2Fe十3Br2一2FeBr3,但I2与Fe反应生成s\up1(01DFL
③都能与H2反应生成X:supl02X十H=2HXL与H2:H2十L五22HD:
④都能与水反应:supl(03X2+HODX十HXO(但2F2十2H2O一4HF+O2).
⑤都能与碱溶液反应:如X2十2NaOH一supl(04NaX十NaXO+HQF2、I2例外,F2与H2O
剧烈反应;2与NaOH溶液:3L2十6NaOH一5NaI+NaIO3+3H2O)
2)卤素单质性质的递变性
卤素单质
F2
Ck
Br2
规律
性质
supl(05淡
supl(06黄
supl(O7深
supl(O8)紫
颜色逐渐supl(O9)
颜色
黄绿色
绿色
红棕色
黑色
加深
熔、沸点逐
状态
气体
气体
液体
固体
supl(10)升高
与氢气化合或与水反应由易到难
①CL2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子方程式为supl(1IDC+2Br—2C
氧化性
二十B:
②Br2能从I-的溶液中置换出12:离子方程式为supl12B十2L二一2Br二+L
③氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是supl13)CBrL
3卤素及其化合物的特性
①氧化性最强,F一的还原性最弱:
氟
②与H2反应在暗处即爆炸,F2与盐溶液反应时,F2先与HO反应:
③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿l或supl(O1)塑料瓶中;有毒
①Br2易挥发:
溴
②CCl4、苯可作Br2的萃取剂:
③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用supl(02)橡胶塞:
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④AgBr具有感光性,见光易分解,可用于照相的底板
①L2遇淀粉变supl(03)蓝色
②L2加热时易升华;
碘
③食用盐中加入KIO3可用于补碘,防止甲状腺肿大:
④Ag具有感光性,见光易分解,可用于人工降雨
易错辨析
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸。(×)
错因:氢痕酸是弱酸。
(2)类比Fe与C2的反应判断Fe与2反应时生成Fel3。(×)
错因:Fe与反应生成FcL:
(3)向无色溶液中滴加CC14,振荡,静置,通过溶液的颜色判断是否含有I一。(×)
错因:不溶于CCL4。
(4浓H2SO4能干燥HCl,所以浓H2SOa也能干燥HBr、H。(×)
错因:浓HSO,能氧化HBr、HⅢ。
(⑤)碘易升华,可用加热法除去NH,CI中混有的12。(×)
错因:NHCI受热分解成NH和HCl,遇冷NH和HCl又化合成NHCl。
名师思维建模
一、卤素离子的检验方法
1.沉淀法一AgNO,溶液、稀硝酸
未知液滴加稀硝酸和gO3溶液
观察生成沉淀的颜色。
若生成白色沉淀,表明原溶液中含有C一:
若生成淡黄色沉淀,表明原溶液中含有B:
若生成黄色沉淀,表明原溶液中含有I一。
注意:①先用稀硝酸酸化,目的是排除CO2-3、SiO2-3等离子的千扰。不能用盐酸酸化,
因盐酸会引入C一。
②稀硝酸不能排除SO2一3等离子的千扰。在设计实险方案时要具体问题具体分析。
2.萃取法—置换反应
未知液
加适量新制饱和氯水振荡
加入CC4(下层)或苯(上
10