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2021新高考化学鲁科版一轮复习学案：第4章第12讲氯及其化合物 卤族元素
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第12讲 氯及其化合物 卤族元素
目标要求 1.结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解卤素及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2.结合实例认识卤素及其化合物性质的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
一、氯气的性质
1．氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
注意 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)
2．从“价类”二维角度理解Cl2的化学性质
(1)氧化性
原子结构：
类别：Cl2是活泼的非金属单质，能氧化许多金属、非金属以及一些具有还原性的物质。
(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，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
3．从平衡的角度理解氯水的成分和性质
氯气能溶于水(1∶2)，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。
(1)氯水中存在三种平衡关系：
①Cl2＋H2OHCl＋HClO
②HClOH＋＋ClO－
③H2OH＋＋OH－
(2)氯水性质的多重性
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。
注：氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
问题思考
(1)将Cl2通入石蕊溶液中的现象是什么？能用pH试纸测定氯水的pH吗？
答案 将Cl2通入石蕊溶液中的现象是先变红后退色。不能用pH试纸测定氯水的pH，因为氯水中的HClO能将pH试纸漂白。
(2)①向新制氯水中加入碳酸钙粉末，能增大氯水中HClO的浓度吗？为什么？
答案 能；原因是氯水中存在平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO。加入的CaCO3粉末会与HCl反应，从而使平衡右移，增大HClO的浓度。
②若将碳酸钙改为亚硫酸钙，情况又如何？
答案 亚硫酸钙具有还原性，会将Cl2、HClO等还原为Cl－。
二、次氯酸和次氯酸盐的性质
1．次氯酸
次氯酸见光分解的化学方程式：2HClO2HCl＋O2↑。
2．次氯酸盐
(1)“84”消毒液
有效成分为NaClO，它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。
(2)漂白粉
①成分：漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其中有效成分是Ca(ClO)2。
②漂白原理：在潮湿的空气中能吸收CO2，化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。
问题思考
在空气中长时间放置的漂白粉，最终得到的主要固体物质是_____________________，
其原因是________________________________________________________。
(用化学方程式说明)
答案 CaCO3和CaCl2 Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2( )
(2)氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质( )
(3)新制取的漂白粉是混合物( )
(4)氯气可以使湿润的有色布条退色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气( )
(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂( )
(6)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA( )
(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)√
解析 (6)该反应为可逆反应，Cl2不能完全反应。
题组一 氯气的性质及应用
1．(2020·银川高三测试)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，下列关于安全处理措施不正确的是( )
A．紧急组织群众沿逆风方向疏散
B．消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液
C．处在该环境中的群众，应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼处等待救援
D．处在该环境中的群众，应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移
答案 C
解析 稀氨水挥发出的NH3具有强烈的刺激性气味；氯气的密度比空气的密度大，应往高处转移。
2．已知：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，如下图所示，将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置，实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上，并用表面皿盖好。下表中由实验现象得出的结论完全正确的是( )
选项
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液退色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液先变红后退色
Cl2具有漂白性
D
淀粉KI溶液变成蓝色
Cl2具有氧化性
答案 D
解析 Cl2本身没有酸性，溶液退色，可能是Cl2与水反应生成的HCl和HClO与NaOH溶液发生中和反应生成盐而使溶液退色，也可能是生成的HClO的漂白性使溶液退色，B项错误；Cl2本身不具有漂白性，而是Cl2与H2O作用生成的HClO具有漂白性，C项错误。
3．根据下列装置图回答问题
(1)A、B通入Cl2后，观察到的现象是____________________________________________
_____________________________________________________，根据现象可得出的结论是
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是________________________________________
______________________。
(3)实验开始后，观察装置C中的现象是________________________________________
______________________。
(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是_______________________________
________________________________________________________________________。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)F装置的作用是_________________________________________________________。
答案 (1)干燥的红色(或A中)布条不退色，湿润的红色(或B中)布条退色 Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性 (2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO (3)溶液先变为红色，然后退色 (4)H2O＋SO＋Cl2===2H＋＋SO＋2Cl－ (5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (6)吸收氯气，防止污染环境
题组二 氯水中的平衡关系及多重性质(不定项选择题)
4．(2020·宝鸡高三检测)氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是( )
A．加入有色布条，片刻后有色布条退色，说明有Cl2存在
B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在
C．加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在
D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在
答案 BC
解析 A项，氯水能使有色布条退色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性； D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。
5．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )
A．再通入少量氯气，减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
答案 C
解析 饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使B项所述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。
氯水的组成及性质在应用中的常见误区
(1)氯水中因HClO见光分解，随着HClO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。
(2)制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂。
(3)Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
(4)ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
题组三 其他含氯化合物的性质与探究(不定项选择题)
6．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水消毒。下列有关ClO2的制备与杀菌的说法不合理的是( )
A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4
B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是
2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．等物质的量的Cl2杀菌效果比ClO2强
答案 CD
解析 A项，酸性条件下ClO发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，等物质的量的ClO2作氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，错误。
7．某研究小组为了探究NaClO溶液的性质，设计了下列实验，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
0.2 mol·L－1
NaClO溶液
饱和Ag2SO4溶液
产生白色沉淀
②
CH3COOH溶液
光照管壁有无色气泡产生
③
0.2 mol·L－1 FeSO4酸性溶液和KSCN溶液
溶液变红
④
0.2 mol·L－1AlCl3溶液
产生白色沉淀
则以下判断错误的是( )
A．实验①：发生的反应为Ag＋＋ClO－＋H2O===AgCl↓＋2OH－
B．实验②：无色气体为O2
C．实验③：还原性强弱顺序：Fe2＋＞Cl－
D．实验④：ClO－与Al3＋的水解相互促进
答案 A
解析 A项没有还原剂，不可能将ClO－还原为Cl－，错误；B项生成HClO，光照分解产生O2，会产生气泡，正确。
1．制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
2．制取过程
3．实验装置
4．注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2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HCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。
问题思考
(1)含0.4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2共热，能否得到0.1 mol Cl2？为什么？
答案 不能。随着反应进行，浓盐酸变为稀盐酸，不能再被MnO2氧化，同时由于盐酸具有挥发性，反应过程中HCl也会挥发。
(2)Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4均能将盐酸中的Cl－氧化成Cl2，试分别写出反应的离子方程式。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
答案 ①ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
②ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
③2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
(1)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4( )
(2)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl( )
(3)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2( )
(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2( )
(5)常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2( )
(6)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
题组一 氯气的制备与性质实验的综合
1．实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法不正确的是( )
A．KMnO4的氧化性比MnO2的强
B．制备Cl2的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂
C．用排气法收集Cl2时，不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满
D．用足量MnO2与含有4 mol HCl的浓盐酸在加热条件下反应，得到Cl2的物质的量小于1 mol
答案 B
解析 比较反应的条件即可证明KMnO4的氧化性强于MnO2，A项正确；Cl2有毒，需要用碱溶液吸收尾气，B项错误；当整个集气瓶充满黄绿色气体时表明已收集满，C项正确；浓盐酸变稀后不再与MnO2反应，生成Cl2的物质的量小于1 mol，D项正确。
2．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置(数量可满足需要，不含制气装置)如下。下列说法正确的是( )
A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbe
B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabae
C．装置e的主要用途是制备NaClO
D．若实验中用到装置c且布条退色，则说明湿润的氯气有漂白性
答案 B
解析 为确定氯气有无漂白性，需要进入装置b的氯气中不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水，为防止装置e中的水蒸气进入装置b中，在装置b、e之间还应加装一个装置a，尾气用NaOH溶液吸收，A、C两项错误，B项正确；本实验不需要装置c，且由装置b中现象可判断Cl2无漂白性，湿润有色布条退色是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性，D项错误。
3．(2019·郑州模拟)某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中A部分的装置是________(填字母)。
(2)装置B中的现象是_________________________________________________________。
(3)请写出装置D中反应的离子方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________，装置E的作用是
________________________________________________________________________。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法：___________
__________________________________________________________(用化学方程式表示)。
答案 (1)b
(2)溶液变蓝色
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 吸收多余的Cl2，防止污染空气
(4)取少量C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明C中亚硫酸钠已被氧化
(5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
解析 (1)从方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉遇碘变蓝色。(3)装置D中反应的离子方程式：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，装置E的作用是吸收多余的Cl2，防止污染空气。(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SO的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SO的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。(5)实验室通过不加热装置制备氯气，可以用高锰酸钾与浓盐酸反应，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
题组二 氯气与其他含氯化合物制备的综合
4．(2020·咸阳检测)Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知：Cl2O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃；Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。
下列说法中不正确的是( )
A．装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险
C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
答案 C
解析 制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险，B项正确；⑤是收集Cl2O的装置，所以温度低于3.8 ℃，此时氯气是气体，逸出的气体主要是空气和剩余的Cl2，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。
5．(2019·烟台期末)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3的熔点为33 ℃，沸点为73 ℃，有吸湿性，遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。
(1)按照气流方向连接接口顺序为a→___________________________________________。
装置A中导管m的作用是____________________________________________________。
(2)装置C用于除杂，同时作为安全瓶，能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞，若发生堵塞，C中的现象为_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，则装置E适宜的加热方式为________________________________________________________________________。
装置E中发生反应的化学方程式：___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该装置存在的明显缺陷是_________________________________________________。
答案 (1)d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换) 使浓盐酸顺利滴下
(2)锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升
(3)水浴加热 3Cl2＋I22ICl3
(4)缺少尾气处理装置
解析 (1)在装置A中用浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2，浓盐酸易挥发，制取的氯气中会含有氯化氢、水蒸气等杂质，通过装置C除去HCl杂质，再通过装置B干燥，得到干燥、纯净的氯气，然后在装置E中氯气与碘单质反应制得ICl3；为防止ICl3潮解，在E后面连接盛有干燥剂的装置D，防止空气中的水蒸气进入E装置。故按照气流方向连接装置接口顺序为：a→d→e→b→c→g→h→f，(接口b与c、g与h可互换)；在装置A中导管m使分液漏斗中的液体上下压强一致，这样分液漏斗中的浓盐酸可以顺利滴下。(2)装置C也是安全瓶，监测实验E中是否发生堵塞，若装置E发生堵塞，则C中气体压强增大，液体会进入长颈漏斗中，使锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升。(3)因水浴加热能简便控制加热的温度，且能使反应装置受热均匀，又因为氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，故应采取水浴加热的方式；在装置E中Cl2与I2在低于70 ℃下发生反应：3Cl2＋I22ICl3。(4)Cl2是有毒气体，通过盛有无水氯化钙的干燥管只能吸收水分，不能吸收氯气，这样就会造成大气污染，故该装置的缺陷是缺少尾气处理装置。
1．卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。
(3)都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外)。
(4)都能与碱溶液反应：X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。
2．卤素单质的递变性
颜色逐渐加深
熔、沸点逐渐升高
密度――――――――――――→逐渐增大
氧化性逐渐减弱
还原性(X－)――――――――――――→逐渐增强
3.卤素单质的特殊性
(1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封保存。
(2)I2易升华，淀粉遇I2变蓝。
(3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯)萃取。
(4)F无正价，F2与水剧烈反应：2F2＋2H2O===4HF＋O2。
4.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液 生成
(2)置换——萃取法
未知液
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I－
未知液 蓝色溶液，表明有I－
问题拓展
(1)氰[(CN)2]的结构简式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素(X2)很相似，化学上称之为拟卤素，其氧化性介于Br2和I2之间。
①写出(CN)2的电子式__________________________________________________________。
②写出(CN)2在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
③在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯气，其离子方程式为_______________。
答案 ①
②(CN)2＋2NaOH===NaCN＋NaCNO＋H2O
③2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
(2)一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是卤素互化物，它们的性质与卤素单质相似。
①ICl3与水反应的产物可能为________(填化学式)。
②ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为___________________________________
________________________________________________________________________，
该反应是否是氧化还原反应？______(填“是”或“否”)。
答案 ①HCl、HIO2
②ICl＋2OH－===Cl－＋IO－＋H2O 否
(1)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞( )
(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中有I－( )
(3)卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO( )
(4)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸( )
(5)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3( )
(6)浓硫酸不能干燥HBr、HI( )
(7)加碘盐能使淀粉变蓝( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)×
题组一 卤素的性质及递变规律
1．下列关于卤素的叙述正确的是( )
①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾 ②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯 ③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性 ④某溶液与淀粉KI溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水 ⑤氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成 ⑥氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂
A．①③⑤ B．②③⑥
C．②⑤⑥ D．①③④
答案 C
解析 易被氧化的物质应具有较强的还原性，各卤素离子中，I－的还原性最强，故卤素的钾盐中，最易被氧化的是KI，①错误；卤化银中除AgF外均有感光性，③错误；能与淀粉KI溶液反应出现蓝色现象的，除氯水或溴水外，还可以是碘水等，④错误。
2．某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次)：a.KI溶液；b.淀粉溶液；c.NaOH溶液；d.稀硫酸；e.氯水。发现溶液颜色按如下顺序变化：①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。下列对此过程进行的分析中错误的是( )
A．加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d
B．③→④反应的化学方程式为3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O
C．溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色
D．④→⑤反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
答案 D
解析 溶液颜色变化：①无色→②棕黄色说明有碘生成，②棕黄色→③蓝色说明是淀粉溶液遇碘显色，③蓝色→④无色说明碘被消耗，④无色→⑤蓝色说明又生成了碘，此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还原反应。
3．向溶质为FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述不正确的是( )
A．原溶液中的Br－不一定被氧化
B．通入氯气之后原溶液中的Fe2＋一定被氧化
C．不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2＋
D．若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，能产生淡黄色沉淀
答案 D
解析 还原性：I－ >Fe2＋>Br－，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，说明Fe2＋部分或全部被氧化，Br－可能被氧化，A、B正确；通入氯气之后原溶液中的Fe2＋部分或全部被氧化，所以不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2＋，C正确；如Br－被氧化生成Br2，则萃取后加入硝酸银，没有淡黄色沉淀生成，D错误。
题组二 单质氧化性的实验探究
4．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(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_________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是
________________________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ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。
答案 (1)
(2)湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(4)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层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
解析 A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
1．下列说法不正确的是( )
A．液氯可以储存在钢瓶中(2019·浙江4月选考，8A)
B．用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20 mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色
(2019·浙江4月选考，11A)
C．电解饱和食盐水可制取氯气(2018·浙江11月选考，8B)
D．碘酒可用于皮肤外用消毒(2019·全国卷Ⅲ，7D)
答案 B
解析 氯气可溶于水，在常温时，1体积水大约能溶解2体积氯气，因而20 mL水大约能溶解40 mL氯气，气体大约剩余40 mL未溶解，B项错误。
2．下列说法不正确的是( )
A．漂白粉可用于生活用水的消毒(2018·全国卷Ⅱ，7B)
B．石蕊溶液滴入氯水中，溶液变红，随后迅速退色，不涉及氧化还原反应(2018·北京，9B)
C．氯水具有较强的氧化性，可用于漂白纸张、织物等(2018·海南，5D)
D．清洗碘升华实验所用试管，先用酒精清洗，再用水清洗(2017·全国卷Ⅲ，9B)
答案 B
解析 B项，红色退去是HClO表现强氧化性，错误；D项，碘易溶于酒精，可用酒精清洗碘，又由于酒精与水互溶，再用水清洗即可洗净，正确。
3．下列有关说法正确的是( )
A．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒(2017·江苏，3B)
B．向含I－的无色溶液中滴加少量新制氯水，再滴加淀粉溶液，加入淀粉后溶液变成蓝色，则氧化性：Cl2>I2(2015·广东理综，22C)
C．为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可
(2015·浙江理综，8A)
D．启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气(2017·全国卷Ⅰ，10D)
答案 B
解析 因二氧化氯具有氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，A项错误；向含I－的无色溶液中滴加少量新制氯水，发生反应Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，淀粉遇碘变蓝，说明氧化性：Cl2>I2，B项正确；氯水具有漂白性，pH试纸变色最后会被漂白，所以不能用pH试纸测氯水的pH，C项错误；启普发生器不能加热，适合块状固体与液体在常温下反应，而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热，且二氧化锰是粉末状固体，故不能用启普发生器制备氯气，D项错误。
4．(2015·全国卷Ⅱ，12)海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
答案 C
解析 A项，向苦卤中通入Cl2 时发生反应Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，故其目的是为了提取溴，正确；B项，可将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质，然后向滤液中加入沉淀剂，过滤后调节滤液pH以除去可溶性杂质，最后重结晶可得精盐，正确；C项，工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂，错误；D项，由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小，因此利用Br2的挥发性，可先用热空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原为HBr进行富集，正确。
5．(2020·山东等级模拟考，10)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下：
下列说法错误的是( )
A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物
C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O2
答案 C
解析 C选项，反应②中H2O2为还原剂，NaClO4无还原性。
第12讲 氯及其化合物 卤族元素
目标要求 1.结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解卤素及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2.结合实例认识卤素及其化合物性质的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
一、氯气的性质
1．氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
注意 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)
2．从“价类”二维角度理解Cl2的化学性质
(1)氧化性
原子结构：
类别：Cl2是活泼的非金属单质，能氧化许多金属、非金属以及一些具有还原性的物质。
(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，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
3．从平衡的角度理解氯水的成分和性质
氯气能溶于水(1∶2)，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。
(1)氯水中存在三种平衡关系：
①Cl2＋H2OHCl＋HClO
②HClOH＋＋ClO－
③H2OH＋＋OH－
(2)氯水性质的多重性
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。
注：氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
问题思考
(1)将Cl2通入石蕊溶液中的现象是什么？能用pH试纸测定氯水的pH吗？
答案 将Cl2通入石蕊溶液中的现象是先变红后退色。不能用pH试纸测定氯水的pH，因为氯水中的HClO能将pH试纸漂白。
(2)①向新制氯水中加入碳酸钙粉末，能增大氯水中HClO的浓度吗？为什么？
答案 能；原因是氯水中存在平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO。加入的CaCO3粉末会与HCl反应，从而使平衡右移，增大HClO的浓度。
②若将碳酸钙改为亚硫酸钙，情况又如何？
答案 亚硫酸钙具有还原性，会将Cl2、HClO等还原为Cl－。
二、次氯酸和次氯酸盐的性质
1．次氯酸
次氯酸见光分解的化学方程式：2HClO2HCl＋O2↑。
2．次氯酸盐
(1)“84”消毒液
有效成分为NaClO，它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。
(2)漂白粉
①成分：漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其中有效成分是Ca(ClO)2。
②漂白原理：在潮湿的空气中能吸收CO2，化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。
问题思考
在空气中长时间放置的漂白粉，最终得到的主要固体物质是_____________________，
其原因是________________________________________________________。
(用化学方程式说明)
答案 CaCO3和CaCl2 Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2( )
(2)氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质( )
(3)新制取的漂白粉是混合物( )
(4)氯气可以使湿润的有色布条退色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气( )
(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂( )
(6)标准状况下，11.2 L Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA( )
(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)√
解析 (6)该反应为可逆反应，Cl2不能完全反应。
题组一 氯气的性质及应用
1．(2020·银川高三测试)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，下列关于安全处理措施不正确的是( )
A．紧急组织群众沿逆风方向疏散
B．消防队员向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液
C．处在该环境中的群众，应用浸有稀氨水的毛巾捂住鼻子，趴在低洼处等待救援
D．处在该环境中的群众，应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移
答案 C
解析 稀氨水挥发出的NH3具有强烈的刺激性气味；氯气的密度比空气的密度大，应往高处转移。
2．已知：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，如下图所示，将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置，实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上，并用表面皿盖好。下表中由实验现象得出的结论完全正确的是( )
选项
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液退色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液先变红后退色
Cl2具有漂白性
D
淀粉KI溶液变成蓝色
Cl2具有氧化性
答案 D
解析 Cl2本身没有酸性，溶液退色，可能是Cl2与水反应生成的HCl和HClO与NaOH溶液发生中和反应生成盐而使溶液退色，也可能是生成的HClO的漂白性使溶液退色，B项错误；Cl2本身不具有漂白性，而是Cl2与H2O作用生成的HClO具有漂白性，C项错误。
3．根据下列装置图回答问题
(1)A、B通入Cl2后，观察到的现象是____________________________________________
_____________________________________________________，根据现象可得出的结论是
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是________________________________________
______________________。
(3)实验开始后，观察装置C中的现象是________________________________________
______________________。
(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是_______________________________
________________________________________________________________________。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)F装置的作用是_________________________________________________________。
答案 (1)干燥的红色(或A中)布条不退色，湿润的红色(或B中)布条退色 Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性 (2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO (3)溶液先变为红色，然后退色 (4)H2O＋SO＋Cl2===2H＋＋SO＋2Cl－ (5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (6)吸收氯气，防止污染环境
题组二 氯水中的平衡关系及多重性质(不定项选择题)
4．(2020·宝鸡高三检测)氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是( )
A．加入有色布条，片刻后有色布条退色，说明有Cl2存在
B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在
C．加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明有Cl－存在
D．加入NaOH溶液，氯水的浅黄绿色消失，说明有HClO存在
答案 BC
解析 A项，氯水能使有色布条退色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性； D项，因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应，所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。
5．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )
A．再通入少量氯气，减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
答案 C
解析 饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使B项所述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。
氯水的组成及性质在应用中的常见误区
(1)氯水中因HClO见光分解，随着HClO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。
(2)制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂。
(3)Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
(4)ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
题组三 其他含氯化合物的性质与探究(不定项选择题)
6．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水消毒。下列有关ClO2的制备与杀菌的说法不合理的是( )
A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4
B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是
2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．等物质的量的Cl2杀菌效果比ClO2强
答案 CD
解析 A项，酸性条件下ClO发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，正确；B项，方程式符合歧化反应化合价的变化，正确；C项，ClO2易溶于水，不能用饱和食盐水除杂，错误；D项，等物质的量的ClO2作氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，错误。
7．某研究小组为了探究NaClO溶液的性质，设计了下列实验，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
0.2 mol·L－1
NaClO溶液
饱和Ag2SO4溶液
产生白色沉淀
②
CH3COOH溶液
光照管壁有无色气泡产生
③
0.2 mol·L－1 FeSO4酸性溶液和KSCN溶液
溶液变红
④
0.2 mol·L－1AlCl3溶液
产生白色沉淀
则以下判断错误的是( )
A．实验①：发生的反应为Ag＋＋ClO－＋H2O===AgCl↓＋2OH－
B．实验②：无色气体为O2
C．实验③：还原性强弱顺序：Fe2＋＞Cl－
D．实验④：ClO－与Al3＋的水解相互促进
答案 A
解析 A项没有还原剂，不可能将ClO－还原为Cl－，错误；B项生成HClO，光照分解产生O2，会产生气泡，正确。
1．制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
2．制取过程
3．实验装置
4．注意事项
(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2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HCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。
问题思考
(1)含0.4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2共热，能否得到0.1 mol Cl2？为什么？
答案 不能。随着反应进行，浓盐酸变为稀盐酸，不能再被MnO2氧化，同时由于盐酸具有挥发性，反应过程中HCl也会挥发。
(2)Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4均能将盐酸中的Cl－氧化成Cl2，试分别写出反应的离子方程式。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
答案 ①ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
②ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
③2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
(1)用MnO2和浓盐酸制取Cl2的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4( )
(2)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl( )
(3)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2( )
(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2( )
(5)常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2( )
(6)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
题组一 氯气的制备与性质实验的综合
1．实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法不正确的是( )
A．KMnO4的氧化性比MnO2的强
B．制备Cl2的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂
C．用排气法收集Cl2时，不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满
D．用足量MnO2与含有4 mol HCl的浓盐酸在加热条件下反应，得到Cl2的物质的量小于1 mol
答案 B
解析 比较反应的条件即可证明KMnO4的氧化性强于MnO2，A项正确；Cl2有毒，需要用碱溶液吸收尾气，B项错误；当整个集气瓶充满黄绿色气体时表明已收集满，C项正确；浓盐酸变稀后不再与MnO2反应，生成Cl2的物质的量小于1 mol，D项正确。
2．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置(数量可满足需要，不含制气装置)如下。下列说法正确的是( )
A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbe
B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabae
C．装置e的主要用途是制备NaClO
D．若实验中用到装置c且布条退色，则说明湿润的氯气有漂白性
答案 B
解析 为确定氯气有无漂白性，需要进入装置b的氯气中不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水，为防止装置e中的水蒸气进入装置b中，在装置b、e之间还应加装一个装置a，尾气用NaOH溶液吸收，A、C两项错误，B项正确；本实验不需要装置c，且由装置b中现象可判断Cl2无漂白性，湿润有色布条退色是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性，D项错误。
3．(2019·郑州模拟)某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。请回答下列问题：
(1)该实验中A部分的装置是________(填字母)。
(2)装置B中的现象是_________________________________________________________。
(3)请写出装置D中反应的离子方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________，装置E的作用是
________________________________________________________________________。
(4)请帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)制取Cl2的方法有多种，若A部分的装置是a，请再写出一种制备方法：___________
__________________________________________________________(用化学方程式表示)。
答案 (1)b
(2)溶液变蓝色
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 吸收多余的Cl2，防止污染空气
(4)取少量C中溶液于小试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡后滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成且沉淀不消失，则证明C中亚硫酸钠已被氧化
(5)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
解析 (1)从方程式可知反应物是固体和液体，反应条件是加热，所以应选固液混合加热型装置。(2)氯气具有强氧化性，与碘化钾反应：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，淀粉遇碘变蓝色。(3)装置D中反应的离子方程式：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，装置E的作用是吸收多余的Cl2，防止污染空气。(4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只要验证SO的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验SO的存在选用稀盐酸和氯化钡溶液。(5)实验室通过不加热装置制备氯气，可以用高锰酸钾与浓盐酸反应，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
题组二 氯气与其他含氯化合物制备的综合
4．(2020·咸阳检测)Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。
已知：Cl2O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃；Cl2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。
下列说法中不正确的是( )
A．装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸
B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险
C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D．装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸
答案 C
解析 制取Cl2O需要干燥纯净的氯气，所以②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，A项正确；高浓度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释，减小爆炸危险，B项正确；⑤是收集Cl2O的装置，所以温度低于3.8 ℃，此时氯气是气体，逸出的气体主要是空气和剩余的Cl2，C项错误；Cl2O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡胶管连接，是为了防止橡胶管燃烧和爆炸，D项正确。
5．(2019·烟台期末)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3的熔点为33 ℃，沸点为73 ℃，有吸湿性，遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。
(1)按照气流方向连接接口顺序为a→___________________________________________。
装置A中导管m的作用是____________________________________________________。
(2)装置C用于除杂，同时作为安全瓶，能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞，若发生堵塞，C中的现象为_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，则装置E适宜的加热方式为________________________________________________________________________。
装置E中发生反应的化学方程式：___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该装置存在的明显缺陷是_________________________________________________。
答案 (1)d→e→b→c→g→h→f(接口b与c、g与h可互换) 使浓盐酸顺利滴下
(2)锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升
(3)水浴加热 3Cl2＋I22ICl3
(4)缺少尾气处理装置
解析 (1)在装置A中用浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2，浓盐酸易挥发，制取的氯气中会含有氯化氢、水蒸气等杂质，通过装置C除去HCl杂质，再通过装置B干燥，得到干燥、纯净的氯气，然后在装置E中氯气与碘单质反应制得ICl3；为防止ICl3潮解，在E后面连接盛有干燥剂的装置D，防止空气中的水蒸气进入E装置。故按照气流方向连接装置接口顺序为：a→d→e→b→c→g→h→f，(接口b与c、g与h可互换)；在装置A中导管m使分液漏斗中的液体上下压强一致，这样分液漏斗中的浓盐酸可以顺利滴下。(2)装置C也是安全瓶，监测实验E中是否发生堵塞，若装置E发生堵塞，则C中气体压强增大，液体会进入长颈漏斗中，使锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升。(3)因水浴加热能简便控制加热的温度，且能使反应装置受热均匀，又因为氯气与单质碘需在温度稍低于70 ℃下反应，故应采取水浴加热的方式；在装置E中Cl2与I2在低于70 ℃下发生反应：3Cl2＋I22ICl3。(4)Cl2是有毒气体，通过盛有无水氯化钙的干燥管只能吸收水分，不能吸收氯气，这样就会造成大气污染，故该装置的缺陷是缺少尾气处理装置。
1．卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。
(3)都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外)。
(4)都能与碱溶液反应：X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。
2．卤素单质的递变性
颜色逐渐加深
熔、沸点逐渐升高
密度――――――――――――→逐渐增大
氧化性逐渐减弱
还原性(X－)――――――――――――→逐渐增强
3.卤素单质的特殊性
(1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封保存。
(2)I2易升华，淀粉遇I2变蓝。
(3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯)萃取。
(4)F无正价，F2与水剧烈反应：2F2＋2H2O===4HF＋O2。
4.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液 生成
(2)置换——萃取法
未知液
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I－
未知液 蓝色溶液，表明有I－
问题拓展
(1)氰[(CN)2]的结构简式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素(X2)很相似，化学上称之为拟卤素，其氧化性介于Br2和I2之间。
①写出(CN)2的电子式__________________________________________________________。
②写出(CN)2在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
③在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯气，其离子方程式为_______________。
答案 ①
②(CN)2＋2NaOH===NaCN＋NaCNO＋H2O
③2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
(2)一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是卤素互化物，它们的性质与卤素单质相似。
①ICl3与水反应的产物可能为________(填化学式)。
②ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为___________________________________
________________________________________________________________________，
该反应是否是氧化还原反应？______(填“是”或“否”)。
答案 ①HCl、HIO2
②ICl＋2OH－===Cl－＋IO－＋H2O 否
(1)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞( )
(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中有I－( )
(3)卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO( )
(4)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸( )
(5)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3( )
(6)浓硫酸不能干燥HBr、HI( )
(7)加碘盐能使淀粉变蓝( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)×
题组一 卤素的性质及递变规律
1．下列关于卤素的叙述正确的是( )
①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾 ②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯 ③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性 ④某溶液与淀粉KI溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水 ⑤氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成 ⑥氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂
A．①③⑤ B．②③⑥
C．②⑤⑥ D．①③④
答案 C
解析 易被氧化的物质应具有较强的还原性，各卤素离子中，I－的还原性最强，故卤素的钾盐中，最易被氧化的是KI，①错误；卤化银中除AgF外均有感光性，③错误；能与淀粉KI溶液反应出现蓝色现象的，除氯水或溴水外，还可以是碘水等，④错误。
2．某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次)：a.KI溶液；b.淀粉溶液；c.NaOH溶液；d.稀硫酸；e.氯水。发现溶液颜色按如下顺序变化：①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。下列对此过程进行的分析中错误的是( )
A．加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d
B．③→④反应的化学方程式为3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O
C．溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色
D．④→⑤反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
答案 D
解析 溶液颜色变化：①无色→②棕黄色说明有碘生成，②棕黄色→③蓝色说明是淀粉溶液遇碘显色，③蓝色→④无色说明碘被消耗，④无色→⑤蓝色说明又生成了碘，此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还原反应。
3．向溶质为FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述不正确的是( )
A．原溶液中的Br－不一定被氧化
B．通入氯气之后原溶液中的Fe2＋一定被氧化
C．不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2＋
D．若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，能产生淡黄色沉淀
答案 D
解析 还原性：I－ >Fe2＋>Br－，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，说明Fe2＋部分或全部被氧化，Br－可能被氧化，A、B正确；通入氯气之后原溶液中的Fe2＋部分或全部被氧化，所以不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2＋，C正确；如Br－被氧化生成Br2，则萃取后加入硝酸银，没有淡黄色沉淀生成，D错误。
题组二 单质氧化性的实验探究
4．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(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_________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是
________________________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ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。
答案 (1)
(2)湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(4)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层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
解析 A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
1．下列说法不正确的是( )
A．液氯可以储存在钢瓶中(2019·浙江4月选考，8A)
B．用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20 mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色
(2019·浙江4月选考，11A)
C．电解饱和食盐水可制取氯气(2018·浙江11月选考，8B)
D．碘酒可用于皮肤外用消毒(2019·全国卷Ⅲ，7D)
答案 B
解析 氯气可溶于水，在常温时，1体积水大约能溶解2体积氯气，因而20 mL水大约能溶解40 mL氯气，气体大约剩余40 mL未溶解，B项错误。
2．下列说法不正确的是( )
A．漂白粉可用于生活用水的消毒(2018·全国卷Ⅱ，7B)
B．石蕊溶液滴入氯水中，溶液变红，随后迅速退色，不涉及氧化还原反应(2018·北京，9B)
C．氯水具有较强的氧化性，可用于漂白纸张、织物等(2018·海南，5D)
D．清洗碘升华实验所用试管，先用酒精清洗，再用水清洗(2017·全国卷Ⅲ，9B)
答案 B
解析 B项，红色退去是HClO表现强氧化性，错误；D项，碘易溶于酒精，可用酒精清洗碘，又由于酒精与水互溶，再用水清洗即可洗净，正确。
3．下列有关说法正确的是( )
A．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒(2017·江苏，3B)
B．向含I－的无色溶液中滴加少量新制氯水，再滴加淀粉溶液，加入淀粉后溶液变成蓝色，则氧化性：Cl2>I2(2015·广东理综，22C)
C．为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可
(2015·浙江理综，8A)
D．启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气(2017·全国卷Ⅰ，10D)
答案 B
解析 因二氧化氯具有氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，A项错误；向含I－的无色溶液中滴加少量新制氯水，发生反应Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，淀粉遇碘变蓝，说明氧化性：Cl2>I2，B项正确；氯水具有漂白性，pH试纸变色最后会被漂白，所以不能用pH试纸测氯水的pH，C项错误；启普发生器不能加热，适合块状固体与液体在常温下反应，而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热，且二氧化锰是粉末状固体，故不能用启普发生器制备氯气，D项错误。
4．(2015·全国卷Ⅱ，12)海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
答案 C
解析 A项，向苦卤中通入Cl2 时发生反应Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，故其目的是为了提取溴，正确；B项，可将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质，然后向滤液中加入沉淀剂，过滤后调节滤液pH以除去可溶性杂质，最后重结晶可得精盐，正确；C项，工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂，错误；D项，由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小，因此利用Br2的挥发性，可先用热空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原为HBr进行富集，正确。
5．(2020·山东等级模拟考，10)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下：
下列说法错误的是( )
A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物
C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O2
答案 C
解析 C选项，反应②中H2O2为还原剂，NaClO4无还原性。
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