2022年高考化學第一輪復習 專題 鹵族元素學案 蘇教版

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1、2022年高考化學第一輪復習 專題 鹵族元素學案 蘇教版 【本講教育信息】 一. 教學內容： 鹵族元素 二. 教學目標： 了解氯及其重要化合物的主要性質；掌握氯氣的實驗室制法； 認識氯氣及其化合物在生產中的應用； 理解鹵素單質和化合物的相似性和遞變性； 掌握X－的檢驗方法； 利用氯、溴、碘單質的氧化性及強弱比較的方法，理解海水中提取溴的方法。 三. 教學重點、難點： 氯及其化合物的性質，鹵族元素及其化合物的相似性和遞變性，鹵離子的檢驗 ［教學過程］ 一、鹵族元素的“原子結構——性質”的關系 結論：結構決定性質，性質反映結構。 二、鹵族元素的“

2、性質——制備”的關系 鹵族元素的化學性質活潑，所以在自然界中以化合態(tài)的形式存在。 1、鹵素單質的制備（Cl2）——氧化還原法 ⑴工業(yè)制法：電解飽和食鹽水 電解熔融氯化鈉 ⑵實驗室制法：強氧化劑＋濃鹽酸反應制取氯氣： 原理與裝置： 2、鹵化氫的制備——難揮發(fā)酸制揮發(fā)性酸 三、鹵族元素的“一般——特殊”的歸納 鹵族元素的單質及其化合物有許多共性，但也存在諸多特殊之處。 （一）單質 1、物理性質 化學式 F2 Cl2 Br2 I2 顏色 淡黃綠色 黃綠色 深紅棕色 紫黑色 狀態(tài) 氣體 氣體 液體 固體 密度 逐漸增大

3、熔沸點 逐漸升高 水溶液 淺黃綠色 橙色 黃色 CCl4溶液 黃綠色 橙紅色 紫紅色 毒性 劇毒 有毒 劇毒 有毒 Cl2、Br2、I2在水中的溶解能力比較小，但較易溶于有機溶劑中，常見的有機溶劑有：汽油、苯、四氯化碳、酒精等。 2、化學性質（主要體現強氧化性） ⑴與金屬反應：Fe、Cu等，但由于氧化能力不同，產物不完全相同 、、 ⑵與非金屬反應：H2、P等 都可以與氫化合生成相應的氫化物HX，但鹵族元素按原子序數遞增的順序從上至下，與氫化合的難易程度逐漸增大，產生的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，其水溶液的酸性逐漸增強。 ⑶與水作用：

4、 （X＝Cl、Br、I） ⑷與堿作用： 漂白粉的制備，成分及漂白原理： 氯氣通入石灰乳中： 主要成分：、，有效成分： 漂白原理： ⑸與Fe2＋、SO2、Na2SO3、Na2S等還原性物質反應，如： X2＋SO2＋2H2O＝H2SO4＋2HX；2Fe2＋＋Cl2＝2Cl－＋2Fe3＋，但：可Fe3＋氧化I－： 2I－＋2Fe3＋＝I2＋2Fe2＋ ⑹與有機物發(fā)生加成、取代反應等。注意反應條件、反應產物。 ； ⑺鹵素單質間的相互置換 （二）化合物： 1、鹵化氫：鹵化氫均為無色有刺激性氣味的氣體，易溶于水，易揮發(fā)與空氣中水蒸氣 結合形成白霧。

5、HF有劇毒，能腐蝕玻璃： 性質比較： ①熱穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI ②酸性：HF（弱）＜HCl＜HBr＜HI ③還原性：HF＜HCl＜HBr＜HI 2、鹵化銀 鹵化銀 AgF AgCl AgBr AgI 水溶性 可溶 難溶 顏色 白色 淺黃色 黃色 性質 感光性，例： 用途 制作感光材料 膠卷 人工降雨 3、鹵離子的檢驗：用硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察產生沉淀的顏色。 若有CO32－、SO32－、SO42－等離子干擾，應先加入足量的硝酸鋇溶液，取上層清液繼續(xù)實驗。 四、鹵族元素及其重要化合物間的轉化關系

6、 說明： 1、新制氯水的成分：含有Cl2、H2O和HClO以及Cl－、ClO－、H＋及極少量的OH－。久置氯水中由于HClO分解為HCl和O2，因此，久置氯水相當于稀鹽酸。 液氯屬于純凈物，它具有氯氣的性質，不具有漂白性，而氯水屬于混合物，它既具有鹽酸的性質，又具有氯氣和次氯酸的性質，有很強的氧化性和漂白性。 氯水與石蕊試液時先變紅再褪色（氯水顯酸性，使紫色石蕊試液變紅，次氯酸有強氧化性，使有色物質氧化而褪色） 氯水遇濕潤淀粉－KI試紙先變藍再褪色，是由于氯氣氧化I－制得單質I2，當氯氣過量時，繼續(xù)氧化單質碘，生成無色的IO3－。 2、在不同條件下，新制氯水溶液中起作用的物質（或微

7、粒）有所不同。 抓住諸因素對平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO的影響，合理解釋某些具體問題： ⑴當加入可溶性氯化物時，c（Cl－）增大，平衡左移，因此可用排飽和食鹽水的方法收集Cl2，也可以用排飽和食鹽水的方法除去Cl2中的雜質HCl； ⑵當加入濃鹽酸時，c（Cl－）和c（H＋）都增大，平衡左移，因此，可用氯酸鹽和次氯酸鹽與濃鹽酸反應制取或測漂白粉中的“有效氯”，當加入CaCO3和Na2CO3時，c（H＋）減少，平衡右移，可使氯水中的c（HClO）增大，增強漂白效果； ⑶當加入堿溶液時，溶液中c（HClO）和c（H＋）都減少，平衡右移，實驗室常用濃堿液來吸收未反應完的Cl2，防止環(huán)境

8、污染； ⑷氯水光照后，因HClO見光分解，平衡右移，故新制氯水須避光保存，且須現做現配，而久置的氯水就是鹽酸。 3、關于NO2和Br2的鑒別： ⑴不能用KI，要用硝酸銀溶液； ⑵不能用pH試紙，可用濃氨水； ⑶不能用NaOH或水，可用CCl4等有機溶劑。 4、當溶液中存在多種還原性物質時，加入氧化劑，還原性強的物質應先被氧化。如： 在FeBr2溶液中通入少量Cl2氣體： 在FeBr2溶液中通入足量Cl2氣體： 在FeI2溶液中加入少量溴水： 在FeI2溶液中加入足量溴水： 5、使溴水褪色的物質有： ⑴因萃取作用而使溴水褪色的物質：苯、CCl4、直餾汽油等有機溶劑； ⑵

9、能與溴水發(fā)生氧化還原反應的還原性無機化合物：H2S、SO2、Fe2＋、I－等；能與溴水發(fā)生氧化還原反應的還原性有機化合物：含有醛基的化合物等； ⑶能與溴水發(fā)生反應的金屬，如：Na、Mg、Al等； ⑷能與溴水發(fā)生加成反應的不飽和有機化合物； ⑸能與溴水反應的堿性物質，如：NaOH、Na2CO3等。 6、氯氣的制取：裝置適用于：固體（或液體）和液體反應；在實驗前必須檢查裝置的 氣密性：在裝入藥品前，小火加熱，看燒杯中導管口是否有氣泡冒出。 產生氣體后，由于氣體中可能含有揮發(fā)出的HCl和水蒸氣，欲得到純凈干燥的氯氣，防止環(huán)境污染，可采用如下的方法處理： ①除雜：Cl2（HCl）：飽和食

10、鹽水 ②干燥：濃硫酸、P2O5（s）、無水CaCl2等 ③收集：向上排空氣法、排飽和食鹽水法 ④檢驗是否集滿：濕潤的淀粉－KI試紙（變藍色）或濕潤的藍色石蕊試紙（先變紅后褪色） ⑤尾氣處理：堿液吸收（常用NaOH溶液） 7、在制取HBr和HI氣體時，由于濃硫酸可將Br－、I－氧化，所以不能用濃硫酸和NaBr、NaI反應制備HBr、HI。應用難揮發(fā)的濃磷酸代替濃硫酸。 8、特殊性質歸納： ⑴常溫下溴是唯一的液態(tài)非金屬單質，極易揮發(fā)，保存時用水封； ⑵碘易升華，碘單質遇淀粉變藍。碘單質與鐵反應生成FeI2； ⑶CaCl2、CaBr2溶于水，但CaF2（俗稱螢石）不溶于水； ⑷F

11、2和水劇烈反應，所以F2不能將溶液中的 、、氧化，將F2通入某溶液中，應先考慮它和水的反應，再考慮生成的HF能否和溶液中的其它成分反應； ⑸鹵素單質中，只有F2可與稀有氣體反應； ⑹鹵化氫的水溶液中只有氫氟酸是弱酸，但它能腐蝕玻璃，只能保存在塑料瓶中。 9、“類鹵素”如（CN）2、（SCN）2、（OCN）2以及鹵素互化物如IBr、BrCl3等性 質與鹵素單質的氧化性、與堿溶液反應生成鹵化物和次鹵酸鹽、與Ag＋結合的生成物的難溶性等性質相似，但由于上述物質不是由一種元素組成，其組成元素的化合價有差別，以致在參加化學反應時價態(tài)的變化與鹵素單質不完全相同。 【典型例題】 例1. 今有

12、甲、乙、丙三瓶等體積的新制氯水，濃度均為0.1mol/l，如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶體，在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶體，丙瓶不變，片刻后甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物質的量濃度大小關系是〈溶液體積變化忽略不計〉 A. 甲＝乙＞丙 B. 甲＞丙＞乙 C. 丙＞甲＝乙 D. 乙＞丙＞甲 解析：氯水中存在下列平衡：Cl2＋H2O＝HCl＋HClO加入NaHCO3后因為酸性HCl＞H2CO3＞HClO，所以甲瓶中NaHCO3與HCl反應，平衡向右移動，HClO濃度增大，又因HClO具有強氧化性，可將NaHSO3氧化，故乙瓶中HClO濃度下降，而丙瓶中沒有影響平衡的物質，故HClO

13、濃度不變。所以本題答案為B 答案：B 例2. 用滴管將新制的飽和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，當滴到最后一滴時紅色突然褪去，試回答下列問題； （1）實驗室保存飽和氯水的方法是： ； （2）產生上述現象的原因可能有兩種（簡要文字說明）： ①是 ②是 （3）簡述怎樣用實驗證明紅色褪去原因是①或②： 解析：（1）新制氯水中，

14、因HClO見光分解，平衡右移，故新制氯水須避光保存，且須現做現配； （2）能使變紅的酚酞褪色的原因是溶液堿性減弱或過量氯水中的HClO將變紅的酚酞漂白 （3）若要設計實驗證明褪色的可能原因，最簡便的方法就是在褪色后的溶液中再滴加NaOH溶液，若不出現紅色，說明是HClO漂白作用的結果，若再出現紅色，說明是氯水與NaOH反應，堿性減弱的原因。 答案：（1）在陰涼處于棕色試劑瓶中密封保存 （2）一是氯水與NaOH反應生成兩種鹽，堿性減弱。二是氯水過量后HClO的漂白性將溶液變成無色。 （3）向無色溶液中再加入NaOH溶液，若不再出現紅色，應為原因②，若再出現紅色，應為原因①。 例3

15、. 甲、乙、丙三種溶液各含有一種X－（X－為Cl－、Br－、I－）離子，向甲中加淀粉溶液和氯水，則溶液為橙色，再加丙溶液，顏色無明顯變化。則甲、乙、丙依次含有 A. Br－、Cl－、I－ B. Br－、I－、Cl－ C. I－、Cl－、Br－ D. Cl－、I－、Br－ 解析：向甲中加淀粉溶液和氯水，則溶液為橙色，不顯藍色，說明不存在I－，而是Br－，與Cl2作用生成了Br2單質顯橙色；再加丙溶液，無明顯變化，說明丙溶液與Br2不反應，則丙溶液中也不存在I－，只能存在Cl－，則乙中存在I－，本題答案為B 答案：B 例4. 氰（CN）2、硫氰（SCN）2的化

16、學性質與鹵素（X2）很相似，化學上稱為擬鹵素，如（SCN）2＋H2O＝HSCN＋HSCNO。陰離子的還原性強弱為Cl－＜Br－＜CN－＜SCN－＜I－。試寫出： ①（CN）2與KOH溶液反應的化學方程式： ； ②NaBr和KSCN的混合溶液中加（CN）2反應的離子方程式： 。 解析：本題屬于信息題。根據題給信息可知：（CN）2、（SCN）2的化學性質與鹵素（X2）相似，則方程①可寫成：（CN）2＋2KOH＝KCN＋KCNO＋H2O；而且其陰離子的還原性強弱順序為：Cl－＜Br－＜CN－＜SCN－＜

17、I－。根據氧化還原反應規(guī)律，還原劑的還原性大于還原產物的還原性，可知：NaBr和KSCN的混合溶液中加（CN）2，（CN）2可與KSCN反應而不與NaBr反應，方程式為：（CN）2＋2SCN－＝2CN－＋（SCN）2 答案：①（CN）2＋2KOH＝KCN＋KCNO＋H2O； ②（CN）2＋2SCN－＝2CN－＋（SCN）2 例5. 下圖中的每一方格表示有關的一種反應物或生成物，其中粗框表示初始反應物（反應時加入或生成的水，以及生成沉淀J時的其他產物均已略去）。 請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? ⑴物質B是 ，F是 ，J是 。 ⑵反應①的離子方程式是

18、 。 解析：本題屬于框圖題，關鍵在于如何找到切入點。 從飽和食鹽水的電解入手，其反應是：2NaCl＋2H2O＝H2↑＋Cl2↑＋2NaOH產物有A、B、C各三種。從題目所給的框圖可以看出，物質B既能與A反應生成D和E，又能與C反應生成G。從電解食鹽水的3種產物來看，只有氯氣才符合這種特點，它既與氫氣在點燃的條件下生成氯化氫：Cl2＋H2＝2HCl；它又與氫氧化鈉在常溫下生成次氯酸鈉和氯化鈉：Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O。因而，可以確定物質B是氯氣。若將此化學方程式改寫作離子方程式，就是本題②的答案。除了水不計

19、外，框圖還指出，B與A反應得到兩種產物，B與C反應只得到一種產物，可以確定A是氫氧化鈉，C是氫氣。當然，作為B與C反應而得到的生成物G是氯化氫。下一步需確定物質F。F既能與氯氣直接反應生成物質I，又能與氯化氫反應生成物質H和氫氣。如果把氯化氫當作溶液看（即鹽酸），能與氯氣、鹽酸都可以發(fā)生反應的物質估計可能是一種金屬。那么，I和H都應當是此金屬的氯化物，且兩種金屬氯化物之間存在一定的轉化關系，說明該金屬具有兩種可變化合價。從中學范圍內無機化合物的知識來看，只有鐵才有這種特點：與氯氣反應生成＋3價鐵的氯化物：2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3這樣，可以認定物質F應當是金屬鐵，H是氯化亞鐵，至此，框

20、圖的大部分都得到了合理的解釋。 最后需要確定沉淀J。按圖所示，沉淀J可因氯化鐵I與D反應而生成，又可因氯化亞鐵H和D反應而生成，則J必是含鐵的化合物。至此，需反過來對D作出判斷。按前述，物質D應是氯化鈉和次氯酸鈉中的一種，前者不可能分別與鐵的兩種氯化物反應生成沉淀，這樣看來，物質D唯一的可能是次氯酸鈉（溶液）。次氯酸鈉是一種鹽，它除了有鹽的通性以外，還有兩點特點，即：是一種具有強氧化性的氧化劑；是一種由強堿（氫氧化鈉）和弱酸（次氯酸）組成的鹽，因而在水中水解呈堿性。當次氯酸鈉（溶液）與氯化亞鐵H反應時，發(fā)揮了其氧化性和堿性的雙重作用，將氯化亞鐵變成氫氧化鐵；與氯化鐵I反應時，由于Fe3＋離子

21、不會再被氧化，只顯示了其堿性，生成了氫氧化鐵。 答案：（1）B是Cl2（或氯氣），F是鐵（或Fe），J是氫氧化鐵（或Fe（OH）3）。 （2）Cl2＋2OH－＝ClO－＋Cl－＋H2O 例6. 現用濃鹽酸、MnO2共熱制Cl2，并用Cl2和Ca（0H）2反應制少量漂白粉，現已知反應：2Cl2＋2Ca（OH）2＝Ca（C10）2＋CaCl2＋2H20（該反應放熱）溫度稍高即發(fā)生副反應： 6C12＋6Ca（OH）2＝5CaCl2＋Ca（Cl03）2＋6H2O。甲、乙、丙三人分別設計三個實驗裝置，如下圖所示。 （1）請從：a不容易控制反應速率；b容易控制反應速率；c有副反應發(fā)生；d

22、可防止副反應發(fā)生；e污染環(huán)境；f可防止污染環(huán)境；幾個方面對上述甲、乙、丙三套裝置的優(yōu)缺點作出評析，并選擇符合題目要求的選項填在空格內。 優(yōu)點 缺點 甲裝置 乙裝置 丙裝置 （2）上圖中甲由A、B兩部分組成，乙由C、D、E三部分組成，丙由F、G組成，從上述甲、乙、丙三套裝置中選出合理的部分（按氣流從左到右的方向）組裝一套較完善的實驗裝置（填所選部分的編號） 。 （3）實驗中若用1L12mol?l－1濃鹽酸與足量的MnO2反應，最終生成Ca（ClO）2的物質的量總小于0.15mol，其可能的主要原因是 。 解析：本題綜合性較強，既要熟悉Cl2的制法，又要抓住題給信息應用理論知識采取相應的實驗措施。根據題給藥品，制取Cl2應選用裝置C或F，依據題給信息Cl2與Ca(OH)2的反應是放熱反應，且溫度高時易發(fā)生副反應，所以制漂白粉時應采取降溫措施。Cl2有毒，又需進行尾氣處理。 答案：（1）甲：d，ae 乙：b、f， c 丙b，ce ； （2）C（F）、B、E； （3）MnO2只能氧化濃HCl，隨著反應進行，c（Cl—）減小，還原性減弱，反應不能繼續(xù)進行