卤族元素教案

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卤素及其化合物一、氯气的性质及用途1．物理性质：通常情况下氯气是呈黄绿色的气体，有刺激性气味，有毒易液化，能溶于水（在常温下1体积水约溶解2体积的氯气）。注意：①氯气使人中毒的症状是：吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量的氯气会中毒死亡。②在实验室里闻氯气气味时，必须十分小心，采用正确的闻气味方法，即用于在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔。在实验室中闻其他气体的气味时，也应采用这种方法。2．化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。（1）与金属反应如：①2Na＋Cl2NaCl（产生白烟）②Cu＋ClCuCl（产生棕黄色的烟）222③2Fe＋3Cl2FeCl（产生棕色的烟）23说明①在点燃或灼热的条件下，金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物．其中，变价金属如(Cu、Fe)与氯气反应时呈现高价态(分别生成CuCl、FeCl)．23②在常温、常压下，干燥的氯气不能与铁发生反应，故可用钢瓶储存、运输液氯．③“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质．如铜在氯气中燃烧，产生的棕黄色的烟为CuCl晶体小颗粒；钠在氯气中燃烧，产生的白烟为NaCl晶体小颗粒；等等．2（2）与非金属反应如：①H＋Cl2HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸22H＋Cl2HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸22注意①在不同的条件下，H与C1均可发生反应，但反应条件不同，反应的现象也不同．点22燃时，纯净的H能在C1中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，反应产生的气体在空气中形22成白雾并有小液滴出现；在强光照射下，H与C1的混合气体发生爆炸．②物质的燃烧不22一定要有氧气参加．任何发光、发热的剧烈的化学反应，都属于燃烧．如金属铜、氢气在氯气中燃烧等．③“雾”是小液滴悬浮在空气中形成的物质；“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质．要注意“雾”与“烟”的区别．④H与Cl反应生成的HCl气体具有刺激性气味，极22易溶于水．HCl的水溶液叫氢氯酸，俗称盐酸．②2P＋3Cl2PCl（氯气不足；产生白雾）2P＋5Cl2PCl（氯气充足；产生白烟）2325（3）与水反应：Cl＋HO=HCl＋HClO22（4）与碱反应Cl＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋HO（用于除去多余的氯气）222Cl＋2Ca(OH)=Ca(ClO)＋CaCl＋2HO（用于制漂粉精）22222Ca(ClO)＋CO＋HO=CaCO↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理）2223说明①Cl与石灰乳[Ca(OH)的悬浊液]或消石灰的反应是工业上生产漂粉精或漂白粉的原22理．漂粉精和漂白粉是混合物，其主要成分为Ca(ClO)和CaCl，有效成分是Ca(C1O)222

1②次氯酸盐比次氯酸稳定．③漂粉精和漂白粉用于漂白时，通常先跟其他酸反应，如：Ca(ClO)+2HCl＝CaCl+2HClO22④漂粉精和漂白粉露置于潮湿的空气中易变质，所以必须密封保存．有关反应的化学方程式为：Ca(ClO)+CO+HO＝CaCO↓+2HClO2HClO2HCl+O↑22232由此可见，漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用．（5）与某些还原性物质反应如：①2FeCl＋Cl=2FeCl223②2KI＋Cl=2KCl+I（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）22③SO＋Cl＋2HO=2HCl+HSO22224（6）与某些有机物反应如：①CH＋ClCHCl+HCl（取代反应）423②CH=CH＋Cl→CHClCHCl（加成反应）22222二．氯水的成分及性质氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl+HO=22HCl+HClO(次氯酸)，大部分是以Cl分子状态存在于水中。2注意：(1)在新制的氯水中存在的微粒有：HO、Cl、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-；久置氯22水则几乎是盐酸溶液(2)．氯水显酸性，放置一段时间后酸性增强，其原因是Cl＋HOHCl＋HClO222HClO2HCl＋O↑使氯气转化为盐酸，氢离子深度增大。2新制的氯水与久置的氯水有区别：(1)颜色变浅至无色(2)酸性变大注意:C1本身没有漂白作用，真正起漂白作用的是C1与HO反应生成的HClO．所以干222燥的C1不能使干燥的有色布条褪色，而混有水蒸气的C1能使干燥布条褪色，或干燥的22C1能使湿布条褪色．注意“氯水”与“液氯”的区别，氯水是混合物，液氯是纯净物．2①一元弱酸，比HCO弱23(3)HClO的基本性质②不稳定，2HClO===2HCl+O↑2③强氧化性；④漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。（4）几种漂白剂的比较漂白剂HClONaO（HO）SO活性炭22222漂白原理氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附漂白品红溶液褪色褪色褪色褪色紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色稳定性稳定稳定不稳定——三．氯气的制法

2利用氧化性比氯气强的氧化剂，如MnO、KMnO、KClO等，将Cl－氧化成Cl。2432（1）反应原理：MnO＋4HCl（浓）MnCl＋Cl↑＋2HO2222(2)实验步骤：检密—装药—固定—加热—收集(3)装置特点：根据反应物MnO为固体、浓盐酸为液体及反应需要加热的特点，应选用“固+2液加热型”的气体发生装置．所需的仪器主要有圆底烧瓶(或蒸馏烧瓶)、分液漏斗、酒精灯、双孔橡胶塞和铁架台(带铁夹、铁圈)等．(4)收集方法：氯气溶于水并跟水反应，且密度比空气大，所以应选用向上排气法收集氯气．此外，氯气在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，故氯气也常用排饱和食盐水的方法收集，以除去混有的HCl气体．因此在实验室中，要制取干燥、纯净的Cl，常将反应生成的C1依次22通过盛有饱和NaCl溶液和浓硫酸的洗气瓶．（5）除杂气体：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。(6)多余氯气的吸收方法：氯气有毒，多余氯气不能排放到空气中，可使用NaOH溶液等强碱溶液吸收，但不能使用石灰水，因为Ca(OH)的溶解度较小，不能将多余的氯气完全2吸收．(7)应注意的问题：①加热时，要小心地、不停地移动火焰，以控制反应温度．当氯气出来较快时，可暂停加热．要防止加强热，否则会使浓盐酸里的氯化氢气体大量挥发，使制得的氯气不纯而影响实验．②收集氯气时，导气管应插入集气瓶底部附近，这样收集到的氯气中混有的空气较少．③利用浓盐酸与足量的MnO共热制取C1时，实际产生的C1的体积总是比理论值低．主222要原因是：随着反应不断进行，浓盐酸会渐渐变稀，而稀盐酸即使是在加热的条件下也不能与MnO反应．2（8）氯气的工业制法：（氯碱工业）通电2NaCl+2HO2NaOH+H↑+Cl↑222－四[Cl的检验]方法向待检溶液中加入AgNO溶液，再加入稀HNO，若产生白色沉淀，则原待检液中33－含有C1．－注意(1)不能加入盐酸酸化，以防止引入C1（若酸化可用稀HNO）．3－－－(2)若待检液中同时含有SO2或SO2时，则不能用HNO酸化的AgNO溶液来检验Cl，4333－－因为生成的AgSO也是不溶于稀HNO的白色沉淀(SO2能被HNO氧化为SO2)．243334五、卤族元素[卤族元素]简称卤素．包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)．在自然界中卤素无游离态，都是以化合态的形式存在．

31卤素单质的物理性质状态颜色熔点、沸点溶解度(水中)密度(常态)F浅黄绿色浅气体低降小2Cl黄绿色气体部分溶于2Br深红棕色液体易挥发水，并与2深高低水发生不大I紫黑色固体升华同程度反2应说明(1)实验室里，通常在盛溴的试剂瓶中加水(即“水封”)，以减少溴的挥发．(2)固态物质不经液态而直接变成气态的现象，叫做升华．升华是一种物理变化．利用碘易升华的性质，可用来分离、提纯单质碘．(3)Br、I较难溶于水而易溶于如汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中．医疗上用的碘22酒，就是碘(溶质)的酒精(溶剂)溶液．利用与水互不相溶的有机溶剂可将Br、I从溴水、碘22水中提取出来(这个过程叫做萃取)．2卤素单质的化学性(1)卤素的原子结构及元素性质的相似性、递变性．氟F氯Cl溴Br碘I核电荷数9173553原子结构的相似性最外层上的电子数都是7个①氟只有－1价，其余卤素有－l、+1、+3、+5、+7价②单质都具有强氧化性，是强氧化剂③单质均能与H化合卤素化学性质的相似性2生成卤化氢气体，与金属单质化合生成金属卤化物④单质都能与水、强碱反应，Br、I的反应与C1类似222核电荷数原子结构的少多电子层数递变性原子半径小大（1）X+金属氧化性：F>Cl>Br>I22222（2递变性还原性：I>Br>Cl>FX+H稳定性：HF>HCl>HBr>HI22（2）X置换能力:Cl>Br>I(F除外)22222(3)卤素单质与氢气的反应．FClBrI2222与H化合的条2冷、暗点燃或光照500℃持续加热件强光照射时爆缓慢化合，生成反应情况爆炸缓慢化合炸的HI同时分解产生卤化氢HF＞HCl＞HBr＞HI的稳定性3．卤素元素的有关特性：（1）F遇水发生置换反应，生成HF并放出O。22（2）HF是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃4HF+SiO==SiF↑+2HO；HF由于形成分子间氢242键相互缔合，沸点反常的高。（3）溴是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封。（4）碘易升华，遇淀粉显蓝色；碘的氧化性较弱，它与变价金属反应时生成低价化合物。（5）AgX中只有AgF溶于水，且不具有感光性；CaF中只有CaF难溶。22

44．卤素间的置换反应及X-离子的检验：（1）Cl+2Br-=Br+2Cl-Cl+2I-=I+2Cl-Br+2I-=I+2Br-222222结论：氧化性：Cl>Br>I；还原性：I->Br->Cl-222注意将F通入含Cl－、Br－或I－的水溶液中，不是发生卤素间的置换反应，而是F与22HO反应．2（2）溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀到浓）的颜色变化溶剂水苯汽油四氯化碳溶质Br黄→橙橙→橙红橙→橙红橙→橙红2I深黄→褐淡紫→紫红淡紫→紫红紫→深紫2密度比水轻比水轻比水重（3）X-离子的检验Cl-白色沉淀Br-+AgNO+HNO浅黄色沉淀33I-黄色沉淀[卤化银]AgFAgClAgBrAgI白色白色浅黄色黄色颜色逐渐加深溶解性易溶于水难溶于水，也难溶于稀HNO3感光性见光分解：2AgX2Ag+X(X＝Cl、Br、I)2①检验X－：Ag＋+X－＝AgX↓(试剂为AgNO溶液和稀HNO)用途33②制作感光材料(常用AgBr)③AgI用于人工降雨[碘的化合物]碘的化合物有KIO(碘酸钾)、KI等．人体中的碘主要存在于甲状腺内，人体3如果缺碘，就会患甲状腺肿症(大脖子病)．为防止碘缺乏病，最为方便、有效的方法就是食用加碘盐，通常加入的是碘酸钾．六练习类型一：氯气1．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是A.CuClB.FeClC.FeClDAlCl22332．为防止贮存液氯的钢瓶被腐蚀，装氯气之前钢瓶必须()A．充入稀有气体B.除去铁锈C彻底干燥D.放入铁粉3．检验氯化氢气体中是否混有氯气，可采用的方法是()A．用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥的有色布条C．将气体通入硝酸银溶液D用湿润的淀粉碘化钾试纸4．为防止吸进氯气中毒,可以用浸有某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子。该物质可以是()A．NaOHBNaCOC.NHD.NaSO23323

55．欲除去氯气中少量的氯化氢气体，可选用的试剂是（）A．氢氧化钠溶液B.硝酸银溶液C饱和食盐水D.饱和碳酸钠溶液6．用1molMnO和含HCl为4mol的浓盐酸充分反应（共热），在不考虑HCl挥发的情2况下，得到的氯气的物质的量（）A．等于2molB.等于1molC.小于1molD.大于2mol类型二：氯水7．将一盛满Cl的试管倒立在水槽中，当日光照射一段时间后，试管中最后剩余气体的体2积约占试管容积的()A．1/4B．1/2C．1/3D．2/38．氯水的漂白作用是通过()A．中和作用B.氧化作用C.漂白粉分解D.还原作用9．漂白粉在空气中容易失效的原因是()A．次氯酸不稳定，易分解B.氯化钙易潮解C．Ca(ClO)易与盐酸反应D.Ca(ClO)易与空气中的CO和HO反应222210．关于氯水的叙述正确的是()A．氯水中只含CL和HO分子B.新制氯水可使红色石蕊试纸先变蓝后褪色22C．光照氯水有汽泡冒出，该气体是ClD.氯水放置数天后,pH值变小,几乎无漂白性211．下列褪色过程不是因为氧化还原反应而褪色的是()A．SO气体通入到溴水中使溴水褪色2B．氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，加入NaOH后不变红C．乙二酸能洗去溅在布条上的蓝墨水D．在含有碘单质的淀粉溶液中，加入KOH溶液后蓝色褪去12．为了从新制的氯水中制得高浓度的HCLO，可向氯水中加入的试剂是（）A．NaCOB.HSOC.CaCOD.Ca(OH)232432类型三卤族元素13．不能将溴水、碘水中的溴、碘萃取出来的溶剂是（）A．四氯化碳B．直馏汽油C．酒精D．苯14．能用加热方法除去下列物质中括号内的杂质的是（）A．KClO（MnO）B．NaCO（NaHCO）C．NaCl（KCl）D．KI（I）32233215.氟化氢水溶液叫氢氟酸，它应贮存在（）A．玻璃瓶中B．铅容器中C．瓷瓶中D．塑料瓶中综合16．F是氧化性最强的非金属单质，物质的量相等的F跟烧碱完全反应，生成NaF、HO222

6和另一种气体，该气体是下列中的()A．HB．HFC．OFD．O22217．用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，当滴到最后一滴时红色突然褪去。试回答下列问题：（1）产生上述现象的原因可能有两种：①是由于；②是由于。（2）简述怎样用实验证明红色褪去原因是①或者②：_____________________________。18.图是一个制取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，其中的化学反应方程为（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，连接上E装置。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。试写出D中反应的化学方程式：。装置C的作用是。（3）在E处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是。（4）若将E处烧杯中溶液改为澄清石灰水，反应过程现象为。（选填标号）（A）有白色沉淀生成（B）无现象（C）先生成白色沉淀，而后白色沉淀消失（5）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，此时B中的现象是，B的作用是。14．（1）①氯水与NaOH发生反应生成两种盐和水，溶液碱性减弱，红色褪去；②氯水中的HClO氧化漂白作用而褪色。（2）向褪色后的溶液中再滴加NaOH溶液，若不再出现红色，应为原因②，若重新出现红色，应为原因①。15（1）4HCl+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑（2）2Cl2+2H2O（气）+C4HCl↑+CO2↑吸收Cl2中的HCl气体，提供D处所需水蒸气。（3）生成的HCl气体使紫色石蕊溶液变红，因未反应完的Cl2与H2O作用产生的HClO的漂白作用使红色消失。（4）B（5）瓶中液面下降，长颈

7漏斗内液面上升，贮存少量Cl2。19．根据右图的实验，填空和回答问题：（1）烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是装置（B）的烧杯中冷水所起的作用是装置（C）的烧杯中冷水所起的作用是（2）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靠紧，这是因为（3）装置（C）的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸，试简述其原因。