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1、第9讲 氯、溴、碘及其化合物,一、氯气的工业制法：电解饱和食盐水 1海水中氯化物的含量非常高，主要是氯化钠，其次是氯化镁、氯化钙和氯化钾等。 2电解饱和食盐水的实验现象和结论,续表,3.电解饱和食盐水的化学方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 4阳离子交换膜电解槽的简单构造：由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜(或石棉隔膜)、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。 5阳离子交换膜的作用：能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸；能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质
2、量。,电解,完全免费,无需注册,天天更新！,6精制食盐水：工业上使用的原料粗盐中常含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、 等杂质，在碱性溶液中会形成沉淀，损坏离子交换膜，所以必须要对粗盐水进行净化后制成饱和食盐水再电解。 7氯碱工业的概念：以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为氯碱工业。 二、氯气的实验室制法 1反应原理： MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O 2发生装置：粉末状固体+液体 气体,3气体除杂：制得的氯气中有氯化氢杂质，常用饱和食盐水洗气。有时要制得干燥的氯气，可以用浓硫酸洗气来除去水蒸气。 4收集方法：氯气可以用向上排空气法或排饱和食盐水法收集。 5
3、尾气吸收：一般用NaOH溶液吸收多余的氯气。有关反应方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,三、氯气的物理性质 通常情况下，氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。易液化形成液氯。氯气能溶解于水，在常温下，1体积的水约能溶解2体积的氯气。 四、氯气的化学性质 氯原子最外层有7个电子，很容易结合1个电子达到8电子的稳定结构，因此Cl2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，能与多种金属和非金属直接化合，还能与水、碱等化合物起反应。,1与金属反应 (1)与钠反应：2Na+Cl2=2NaCl 现象：Na在Cl2里燃烧；生成白色晶体 (2)与铜反应：Cu+Cl2 =
4、CuCl2 现象：红色的Cu丝剧烈反应；集气瓶里充满棕色的烟,点燃,(3)与铁反应：3Cl2+2Fe=2FeCl3 铁丝在氯气中燃烧，棕色的烟为FeCl3固体，由此可见Cl2具有很强的得电子能力，与变价金属反应生成高价化合物。但在常温下，干燥的Cl2不与铁反应，故可用钢瓶贮存，运输液氯。 2与非金属氢气的反应：H2+Cl2 = 2HCl 现象：安静地燃烧；发出苍白色的火焰；产生白雾。 燃烧不一定要有氧气参加。任何发光、发热的剧烈的化学反应都可以叫做燃烧。,点燃,点燃,3氯气与水反应 氯气溶于水后可得到氯水，氯水是浅黄绿色的。反应方程式表示为：Cl2+H2O=HCl+HClO 次氯酸是一种具有强
5、氧化性的弱酸，具有漂白、杀菌、消毒等作用。 4氯气和碱的反应 实验室常用氢氧化钠溶液吸收氯气尾气： 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 工业用氯气和石灰乳制漂白粉： 2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 规律：Cl2和碱反应是建立在与水反应的基础上的，因此反应的形式为：Cl2+碱金属氯化物+次氯酸盐+水,五、溴、碘的提取 1从海水中提取溴，通常是将氯气通入提取粗食盐后的母液中，将溶液中的溴离子氧化成溴单质。生成的单质溴仍然溶解在水中，鼓入热空气或水蒸气，能使溴从溶液中挥发出来，冷凝得到粗溴，精制粗溴可得到高纯度的溴单质。 2海洋中某些植物具有富集碘的
6、能力，如海带等。所以从海产品中提取碘是工业上获取碘的一种途径。,六、溴、碘的性质,七、氯、溴、碘单质间的置换,考点一 氯气及其化合物的性质,例1 下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是() 氯气液氯新制氯水氯气的四氯化碳溶液盐酸盐酸与少量漂白粉的混合溶液 A B C D,C,【解析】本题考查HClO的漂白性及酸性以及Cl2、漂白粉漂白的原理。能使干燥的石蕊试纸先变红后褪色，要求该物质具有酸性和漂白性。酸性需有较多的H+，漂白性要有HClO。和中只有Cl2分子，中Cl2分子与CCl4溶剂之间不反应，产生不了H+和HClO。中HCl只有酸性无漂白性，中Cl2和水反应生成HCl和HClO，中
7、发生反应：Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO，且少量漂白粉反应盐酸过量。,【方法技巧点拨】本题概念性强，干扰项的迷惑性也大，一定要认真分析抓住本质。漂白性需看能否产生HClO。Cl2、Ca(ClO)2等本身不具有漂白性。容易错选D，因为误解Cl2的纯净物不具有漂白性，而变成溶液就具备了，关键是Cl2在CCl4、酒精中不产生HClO。若此题将干燥的试纸改成湿润试纸，则均选。,考点二 氯水成分的探究,例2 新制氯水中含有多种粒子，某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质，做了如下实验，请你帮助完成： (1)HClO不稳定，见光易分解生成HCl和O2。请设计实验证明有O2生成_。,(
8、2)氯气能使湿润的红色布条褪色。对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能。请你设计实验，得出正确结论。,(3)平衡常数表明了封闭体系的可逆反应在给定的温度下进行的程度，对于同一个类型的反应，平衡常数越大，表明反应进行的程度越大。 H2CO3 +H+ Ka1(H2CO3)=c( ) c(H+)/c(H2CO3)=4.4510-7 +H+ Ka2(H2CO3)=c( ) c(H+)/c( )=5.6110-11 HClO H+ClO- Ka(HClO)=2.9510-8,请依据以上碳酸和次氯酸的电离平衡常数，写出在下列条件下所发生反应的离子方程式： 将少量的氯
9、气通入到过量的碳酸钠溶液中_； 氯气和碳酸钠按照11的比例恰好反应_； 将过量的氯气通入到少量的碳酸钠溶液_。,【解析】(1)要证明O2的生成，是用带火星的木条检验，能使带火星的木条复燃，说明生成了O2。O2的收集，用盛满氯水的瓶子倒置在水槽中，光照一段时间后，收集到无色气体来验证。 (2)提出的假设是由收集到的资料结合所学知识进行假设。氯气有氧化性，那假设氯气使布条褪色，氯气和水生成盐酸和次氯酸，假设盐酸或次氯酸能褪色，实验就是验证它们的，验证谁更简单，当然是盐酸了，所以实验是把红色布条放到稀盐酸中，红色布条不褪色。氯水中的氯气、稀盐酸、水均不能使红色布条褪色，说明是HClO使红色布条褪色。
10、,(3)观察平衡常数的表达式可知平衡常数是用已电离出的离子浓度的乘积除以未电离的离子浓度，说明平衡常数越大，电离程度就越大，对应的酸性就越强。则酸性强弱顺序为：HClH2CO3HClONaHCO3。方程式的书写就是根据强酸制弱酸的原则。氯气通入水中会生成盐酸和次氯酸。盐酸可以和碳酸钠发生两步反应，先生成碳酸氢钠，酸过量生成氯化钠和二氧化碳。次氯酸也可以和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，而不和碳酸氢钠反应。,【答案】(1)将盛满氯水的无色溶液倒置在水槽中，光照一段时间后，瓶底有无色气体生成。将瓶子倒转过来，用带火星的木条在瓶口检验气体，若木条复燃，证明HClO分解生成的气体为氧气。 (2)提出假设：氯气
11、使布条褪色HClO使布条褪色盐酸使布条褪色 验证假设：把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色 结论：次氯酸使布条褪色 (3)Cl2+2CO+H2O=2HCO+Cl-+ClO- Cl2+CO+H2O=HCO+Cl-+HClO 2Cl2+CO+H2O=CO2+2Cl-+2HClO,【方法技巧点拨】探究型实验题的一般解题思路为：先通过对比找出实验的不同之处(操作、现象等)，再揭示实验现象不同的本质，然后从本质上设计相应的实验来验证。还有一些题目将基本的理论、原理置于实验探究活动之中，只要熟练掌握基础知识，理解其原理，此类题目就会迎刃而解。,例3 (2009海南)有关物质存在如图所示的转化关系(部分产
12、物已省略)。通常C为气体单质，G为紫黑色固体单质。实验室中，常用固体E在B的催化下加热制取气体单质H。,考点三 无机转化框图,请回答下列问题： (1)反应的化学方程式为_。 (2)反应的离子方程式为_。 (3)写出另外一种实验室制取H的化学方程式_。 (4)D溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀，此沉淀的Ksp=7.010-9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2溶液混合，若D的浓度为1.010-2mo1/L，则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为_。,6I-+ +6H+=3I2+Cl-+3H2O,5.610-4 molL-1,【解析】首先得破框图，G为紫黑色固体单质，一般可预测为碘
13、单质，可推得C物质为氯气，则A为盐酸、B为二氧化锰；E在二氧化锰的催化下制取H，则E为氯酸钾、H为氧气；F为氯化钾；于是D一定为碘化钾。所以推出A盐酸、B二氧化锰、C氯气、D碘化钾、E氯酸钾、F氯化钾、G碘、H氧气。 D溶液与Pb(NO3)2反应生成沉淀为PbI2，PbI2 Pb2+2I- Ksp=c(Pb2+) c(I-)2=c(Pb2+) 2(10-22)2=7.010-9 所以c(Pb2+)=5.610-4 molL-1。,【方法技巧点拨】此题将沉淀溶解平衡融合于典型的无机框图题中，不偏不怪，恰到好处。,考点四 验证卤素单质氧化性的相对强弱 例4 (2010北京)为验证卤素单质氧化性的相
14、对强弱，某小组用下图所示装置进行试验(部分夹持仪器已略去，气密性已检验)。,试验过程： .打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 .当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。 .当B中溶液由黄色变为棕色时，关闭活塞a。 . (1)A中产生黄绿色气体，其电子式是_。 (2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_。 (3)B中溶液发生反应的离子方程式是_。,淀粉KI试纸变蓝,Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程的操作和现象是_ _。 (5)过程实验的目的是_ _。 (6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下_，得电子能力逐渐减弱。,确认C的黄色溶液
15、中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰,原子半径逐渐增大,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，静置后CCl4层变为紫色,【解析】本题通过实验探究，验证了卤素单质氧化性的相对强弱，综合考查了电子式的书写、离子方程式的书写、及卤素单质递变规律的实质。原理：在A装置中产生Cl2，因非金属是ClBrI，所以Cl2能置换出I2使淀粉碘化钾试纸变蓝第(2)问，能置换出单质Br2(在B、C中出现黄色)；Br2能转换出I2(在D的CCl4中出现紫色)。,【方法技巧点拨】易错之处：(4)此问考查的是基本操作，但极易回答不完整：“把C中溶液滴入D，在CCl4层出现紫色”，漏答“关闭活塞
16、b、取下D振荡、静置”。突破的方法，就是“模拟操作”，想象实际操作过程，把每一过程都表达出来。难答之处：(5)由于在通氯气时如果氯气过量，也可将碘单质置换出来，从而对溴的氧化性强于碘的实验现象造成干扰；为严密、慎重起见，设计了此步。,1.(2010全国卷)一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25 g磷消耗掉314 mL氯气(标准状况)，则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于() A31 B53 C23 D12 【解析】磷的物质的量为0.008 mol，氯气的物质的量为0.014 mol。则有： 根据磷元素守恒：n(PCl3)+n(PCl5)=0.008 mol 根据氯元素守恒：3n(PC
17、l3)+5n(PCl5)=0.028 mol 解得：n(PCl3)=0.006 moln(PCl5)=0.002 mol。,A,2.(2011江苏)NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质。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图中所示转化反应都是氧化还原反应,【解析】25 ，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的要小；石灰乳与Cl2的反应中氯发生歧化反应，Cl2既是氧化剂，又是还原剂；常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存仅代表常温Cl2不与
18、铁反应，加热、高温时可以反应；在侯氏制碱法中不涉及氧化还原反应。,【答案】B,D,3.某无色溶液中，若加入NaClO溶液或适量HCl溶液，均能产生淡黄色沉淀。则该溶液中可能大量存在的离子组是() ANa+、K+、S2-、Cl- BH+、Na+、S2-、 CK+、Ca2+、S2-、 DNa+、S2-、 、,【解析】ClO-具有强氧化性。A组中加入NaClO会产生S沉淀，但加HCl会生成H2S气体。B组中不能大量共存，酸性条件下 会氧化S2-。C组中Ca2+和 生成沉淀而不能大量共存。D组中加入NaClO氧化S2-生成S沉淀，加入稀盐酸发生反应：2S2-+ +6H+=3S+3H2O生成S沉淀。,4
19、.实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，下列有关说法中正确的是(气体体积在标准状况下测定)() A若提供0.4 mol HCl，MnO2不足量，则可制得氯气2.24 L B若提供0.4 mol HCl，MnO2过量，则可制得氯气2.24 L C若有0.4 mol HCl参与反应，则可制得氯气2.24 L D若有0.4 mol HCl被氧化，则可制得氯气2.24 L,C,【解析】本题考查了卤素的性质和分析能力。本题的关健是随着反应进行，浓盐酸逐渐变稀，稀盐酸不和MnO2反应生成氯气。,5.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。下列说法错误的是() A加入含有NaOH的酚酞试液，红
20、色褪去，说明有H+离子存在 B加入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在 C氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在 D加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl-离子存在,A,【解析】氯水中加入含有有NaOH的酚酞试液，红色褪去，除了有H+这种可能外还可能是由于HClO具有强氧化性使酚酞漂白。,6.(2011衢州三模)卤素原子之间可以形成类似卤素单质的分子，如溴化碘(IBr)能跟大多数金属反应生成金属卤代物，能跟水反应其化学方程式为：IBr+H2O=HBr+HIO。下面有关IBr的叙述中不正确的是() A在很多反应中IBr是强氧化剂 BIBr与H2O反应时，其
21、氧化产物是HBr，还原产物是HIO CIBr跟NaOH溶液反应生成NaBr、NaIO和H2O DIBr跟金属锌反应生成ZnBr2和ZnI2,B,【解析】由题给信息知溴化碘(IBr)具有强氧化性，故AD正确。根据溴的非金属性比碘强可知，溴化碘(IBr)中I为+1价、Br为-1价，它与水及氢氧化钠反应为非氧化还原反应，故C正确、B错误。,三星学科,教师助手,学生帮手,家长朋友！,7.多原子分子氰(CN)2、硫氰(SCN)2和(OCN)2的性质与卤素单质相似，故称它们为拟卤素。它们可以生成酸和盐(见下表，表中X代表F、Cl、Br或I)。,(1)在表中空格处应分别填写_、_、_。 (2)完成下列反应的
22、化学方程式或离子方程式。 (CN)2和KOH溶液反应的化学方程式为：_。 已知阴离子的还原性强弱为：Cl-Br-CN-SCN-I-。试写出在NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2反应的离子方程式：_。,氧氰,HSCN,KOCN,(CN)2+2KOH=KCN+KOCN+H2O,(CN)2+2SCN-=CN-+(SCN)2,.用二氧化氯(ClO2)、铁酸钠(Na2FeO4摩尔质量为166 g mol-1)等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl-和Fe3+。 (1)如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示
23、消毒效率，那么，ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是_。 (2)铁酸钠之所以能净水，除它本身具有强氧化性外，另一个原因可能是：_ _。,ClO2,Cl2,Na2FeO4,铁酸钠的还原产物Fe3+能水解生成Fe(OH)3胶体，能吸附水中悬浮物，从而净水。,【解析】.此题主要考查“运用已学知识进行类推思维的能力”。解题时可用熟知的Cl2、HCl、KCl等物质作参照物。由还原性Br-(CN)2(SCN)2，因而可判断(CN)2只能与KSCN反应，不能与NaBr反应，亦即由物质的氧化性和还原性的强弱，可以判断氧化还原反应能否发生。,.(1)设ClO2、Na2FeO4、Cl2的质量均为1 g，则被还原时，它们得到电子的物质的量分别为：ClO2： 5=0.074 mol；Na2FeO4： 3=0.018 mol；Cl2： 2=0.028 mol。故三种物质的消毒效率由大到小的顺序是ClO2Cl2Na2FeO4。 (2)铁酸钠在消毒时，被还原为Fe3+，Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+，水解生成的Fe(OH)3胶体表面积较大，具有吸附性能，可吸附水中悬浮的杂质。,完全免费,无需注册,天天更新！,