第四章 卤素 第二节 卤族元素 （一）网上课堂 1．本讲主要内容 ①掌握卤素单质的重要物理性质及递变规律，溴、碘单质的特性及它们在水中、有机溶剂中的溶解性和颜色。 ②掌握卤素的原子结构以及单质化学性质的相似性和递变性。 ③掌握Cl-，Br-，I-的检验方法。了解一些重要化合物的性质、用途。 ④掌握萃取和分液操作的方法和实验原理。 2．学习指导 一．卤素的原子结构和它们的单质的物理性质: 卤素的原子最外层都有7个电子，易得一个电子成稳定结构。得到电子的能力，从F→I，随着原子序数的递增，电子层数增多，原子半径增大，能力减弱。 原子得到电子的能力，是由其单质在化学反应中获得电子，被还原成卤离子表现出来的，所以我们称其为单质的氧化性，由F2→I2逐渐减弱。 卤素在自然界中以化合态存在，单质均为双原子分子。按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，颜色依次加深，密度依次增大，熔沸点依次升高。其溶解性：F2与水发生剧烈反应（2F2+2H2O=4HF+O2），Cl2、Br2、I2在水中溶解度依次减小，反应程度依次减小。它们溶于水的颜色分别是：氯水呈浅黄绿色，溴水浓度大呈红色，浓度小呈橙黄色，碘水呈棕黄色。它们都易溶于有机溶剂，如CCl4、苯、CS2、汽油等。 实验室保存液溴的方法是密封在带水封的磨口细口瓶中；碘易升华。 二．卤素单质的化学性质: 1．相似性： 除F外最高正价为+7价，其最高价氧化物对应的水化物HXO4均为酸；都能与水作用；都能形成气态氢化物HX。 2．递变性： 从F→I，①单质的氧化性依次减弱；②卤素离子（X-）的还原性依次增强；③单质与水的反应程度依次减小；④气态氢化物的稳定性依次减弱；⑤卤化氢的酸性逐渐增强。 3．特殊性： 氟无正化合价，氟无含氧酸；氟不能把氯、溴、碘从其卤化物溶液中置换出来；氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，常盛放在塑料瓶中。 碘单质（I2）遇淀粉变蓝色，它们互为鉴别试剂，用以检验I2或淀粉的存在。 氟跟稀有气体中的氙、氪等起反应，生成氙、氪的氟化物：XeF2、XeF4、XeF6、KrF2等，它们都是白色固体。 三．卤素的几种化合物: 1．卤化银: 氟化银（AgF）易溶于水，无感光性。而AgCl（白）、AgBr（浅黄）、AgI（黄）既不溶于水又不溶于稀HNO3，这一性质常用于卤离子的检验。这些AgX有感光性，见光会发生分解反应。AgI还可用于人工降雨。 2．碘化物: 碘酸钾、碘化钾等碘的化合物是碘盐中含碘的有效成分。 碘有极其重要的生理作用，人体中的碘主要存在于甲状腺内，甲状腺是一种含碘的氨基酸，它具有促进体内物质和能量代谢、促进身体生长发育、提高神经系统的兴奋性等生理功能。人体中若缺碘，则形成甲状腺肿（即大脖子病）。我国政府为了消除碘缺乏病，在居民的食用盐中均加入了一定量的碘酸钾，以确保人体对碘的正常摄入量。 为了提高对碘化物的作用的认识，97年全国高考21题就考核了该知识点。 三．分液和萃取: 1．分液：把两种不相溶的液体分开的操作叫分液。 必备的仪器是分液漏斗。如图：下层液体从分液漏斗下 口放出，当下层液体刚好放完时，要立即关闭活塞， 不要让上层液体流出。上层液体从分液漏斗上口倒出。 2．萃取：利用一种溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同， 用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的 操作方法叫萃取。 操作步骤：①混合振荡；②静置分层；③分液。 注意：萃取剂必须具备两个条件：①与溶剂不相溶；②溶质在萃取剂中的溶解度较大。 3．例题精讲 例1，下列叙述正确的是（ ） A．Cl2有很强的氧化性，在反应中只能作氧化剂 B．Fe与过量的碘反应产物是FeI3 C．F2通入饱和食盐水中可得到Cl2、NaF D．AgX中，AgF可溶于水，且不易分解 解析，此题主要考查卤素及其化合物的性质，Cl2虽然有很强的氧化性，但在与水反应中既作氧化剂又作还原剂。另外，碘的氧化性弱，跟Fe反应只能生成亚铁盐。F2的氧化性特别强。当通入饱和食盐水中时，F2跟水发生反应生成HF和O2。而AgF是卤化银中唯一易溶于水的物质。 答案：D。 例2．按下述实验过程填空： 写出上述反应的化学方程式及a——d处颜色 ① _______________________________ ② _______________________________ ③ _______________________________ a _______ b ________ c _________ d _________ 解析：当FeBr2溶液中通入Cl2 发生反应 2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2 所以加CCl4分层后，上层是FeCl3水溶液，a为棕黄色，下层是溶有Br2的CCl4，b为橙红色。在上层FeCl3溶液中加入KI淀粉液，发生反应：2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl 生成的I2使淀粉变蓝，c呈现蓝色，下层加入KI淀粉液，发生反应 Br2+2KI=2KBr+I2，但与上层不同，生成的I2被萃取到CCl4中，而呈现了紫色，未见蓝色生成。 答案：①2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2 ②2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl ③Br2+2KI=2KBr+I2 a. 棕黄色 b. 橙红色 c. 蓝色 d. 紫色 例3．将5.00克氯化钠、溴化钠、氯化钙的混和物溶于水中，通入Cl2充分反应后，再把溶液蒸干并灼烧后，残留物质量为4.911克，将残留物再溶于水，并加入足量Na2CO3溶液产生沉淀，又将其过滤，得干燥、纯净沉淀为0.27克，求混合物中各物质的质量分数。 解析：混合物溶液通入氯气，溴化钠再转变为氯化钠和溴，在蒸干灼烧后，溴已挥发，故由溴化钠转变为氯化钠质量减少，据此，可求出溴化钠的质量。再椐残留物溶成溶液与足量碳酸钠溶液生成沉淀0.27克，可求出氯化钙的质量，此问题便可迎刃而解了。 解：设溴化钠的质量为x。 2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2 质量差 206 117 206-117=89 x 5g-4.911g=0.089g
∴x=0.206g ∴
又∵CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl ∴CaCl2的质量为


答：混合物中NaCl%为89.88%，NaBr%为4.12%，CaCl2为6%。 （二）网上能力训练题 1．能力训练部分 A．基础性训练题: 一．选择题: 1．下列微粒半径大小排列顺序正确的是（ ） A．Cl->F->Br->I- B. F->Cl->Br->I- C．F>Cl>Br>I D. I->Br->Cl->F- 2．卤化氢的性质叙述不正确的是（ ） A．卤化氢水溶液都是酸，其中氢氟酸是弱酸 B．卤化氢是无色气体，在空气中形成白雾 C．卤化氢稳定性随核电荷数增加逐渐增强 D．卤化氢越稳定说明卤素单质非金属性越强 3．将KBr、KI的混合溶液中通入过量氯气，把溶液蒸干，残渣灼烧，剩余的物质是（ ） A．I2 B. Br2 C. KCl D. KCl和KBr 4．下列试剂必须保存在棕色的细口试剂瓶中的是（ ） A．氯水 B. 碘 C. 溴化钠 D. 碘化钾 5．在碘水中加入四氯化碳，振荡静置，现象是（ ） A．上层液体呈紫红色，下层液体无色 B．下层液体呈紫红色，上层液体无色 C．溶液不分层，均为紫红色 D．液体无色 6．甲、乙、丙三种溶液各含一种卤素离子，往甲中加淀粉和氯水，则溶液变蓝色，再往丙中加淀粉和氯水，无明显现象。则甲、乙、丙依次含有（ ） A．Br-、I-、Cl- B. Cl-、I-、Br- C. I-、Br-、Cl- D. Br-、Cl-、I- 7．在3BrF3+5H2O=Br2+HBrO3+9HF+O2↑反应中，0.5molH2O能还原的BrF3物质的量是（ ） A．0.3mol B. 0.2mol C.
mol D.
mol 8．在50g含有1.17g氯化钠和0.84g氟化钠的溶液中，滴入过量的AgNO3溶液，充分搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥、称重得2.87g固体，由此可得出的正确结论是（ ） A．氯离子只有一部分参加反应 B．氟离子只有一部分参加反应 C．氟化银难溶于水 D．氟化钠与硝酸银在溶液中无沉淀生成 二．填空题: 1．大气或饮用水被污染时，可能引起人们的牙齿、骨骼变疏松，引起这种污染的元素是_____；医用生理盐水的浓度是______。 2．将下列实验所需的试剂填出： （1）做碘的升华实验后附着在器壁上的碘可用_______洗涤。 （2）用高锰酸钾制取氧气的试管里，残留的黑色物质可用__________洗涤。 （3）O2中混有少量Cl2，为了得到纯净的O2，可用_______除去。 3．据实验步骤的图示回答： 已知①D是焰色反应为紫色（透过蓝色钴玻璃）的盐溶液。 ②固体氯化物与浓硫酸在加热条件下反应可制得氯化氢，同时生成硫酸盐。 写出化学式A ________ B _________ C ?@______ D __________ E_________ F ________ G ___________ 写出各步反应的化学方程式 ① _______________________________ ② _______________________________ ③ _______________________________ ④ _______________________________ 三．计算题: 1．向KI溶液中加入AgNO3溶液，直到反应完全为止。结果反应后溶液的质量恰好等于原碘化钾溶液的质量。求该AgNO3溶液的质量分数。 2．海水里的溴以溴化钠形式存在，而海水里含溴0.07%，求海水里溴化钠的质量分数。 B．提高性训练题: 一．选择题: 1．砹（At）是卤素中核电荷数最多的元素，推测砹或砹的化合物中，下列性质错误的是（ ） A．砹必为有色固体 B. HAt很稳定 C．AgAt不溶于水 D. 砹单质熔沸点高 2．下列结论正确的是（ ） A．氢卤酸都是强酸 B．氢卤酸中加入AgNO3溶液都有沉淀生成 C．HF在空气中象HCl一样形成白雾 D．在卤化氢中极性最强的是碘化氢 3．取相同体积的KI，Na2S和FeBr2溶液，分别通入适量Cl2，当反应恰好完成时，三种溶液耗Cl2体积相同（同温同压下），则KI，Na2S、FeBr2溶液物质的量浓度之比为（ ） A．2:1:2 B. 2:1:3 C. 6:3:2 D. 3:2:1 4．在3Cl2+6KOH=KClO3+5KCl+3H2O的反应中，当有m克的Cl2被氧化时，被还原的Cl2有（ ） A．6m/35.5mol B. 5m/71mol C．3m克 D. 5m克 5．区别溴水与碘水应选用（ ） A．碘化钾淀粉液 B. 淀粉溶液 C．氢氧化钠溶液 D. 四氯化碳 6．不能被Cl2氧化的物质是（ ） A．AgNO3 B. FeCl2 C. Na2SO3 D. AlCl3 7．某溶液中含有Cl-、I-、Fe2+的物质的量浓度相同，为了氧化I-而不使Cl-、Fe2+氧化，根据下列反应，可选用的氧化剂是（ ） ①2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2+8H2O ②2Fe3++2I-=2Fe2++I2 ③2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- A．Cl2 B. 浓盐酸 C. KMnO4 D. FeCl3 二．选择题: 1．实验室部分学生用氯酸钾和二氧化锰制氧气后的残渣，再给你浓硫酸，实验仪器任选，还有可以制备哪些气体，_______________________________。 2．法医用的指纹实验，常用硝酸银溶液喷洒指纹，其原因是（用化学方程式表示） ① ________________________________________ ② ________________________________________ 3．在碘化钾和硫酸的混合溶液中，加入过氧化氢水溶液，迅速发生反应放出大量气体，反应过程可表示如下： ① H2O2+2KI+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O ② H2O2+I2=2HIO ③ H2O2+2HIO=I2+O2↑+2H2O （1）H2O2在反应③中的作用是（ ） A．氧化剂 B．还原剂 C．既是氧化剂又是还原剂 D．不是氧化剂也不是还原剂 （2）有人认为：上述反应说明了碘单质是过氧化氢分解的催化剂。你认为对吗？_______，其理由是_____________________________________________ （3）上述反应说明H2O2、I2、HIO氧化性从强到弱的顺序是__________ 三．计算题: 1．将一定量氯气通入250ml KBr溶液中，反应后将固体蒸干，测知所得固体中含溴元素10克，且K+与Cl-的物质的量之比为2:1。 求（1）通入氯气的体积（标准状况） （2）原溴化钾溶液的物质的量浓度。 2．往100ml溴化亚铁溶液缓慢通入2.24升（标况下）Cl2，反应完成后溶液有1/3的溴离子被氧化成单质的溴，求FeBr2溶液的物质的量浓度（提示Cl2优先氧化Fe2+离子，剩余Cl2氧化Br-） C．研究性习题: 将一定质量KClO3加热使部分分解出氧气，然后向反应混合物中加入足量硫酸加热，反应生成氯气、硫酸钾和水，假设原KClO3为m mol，第一步反应中KClO3分解率为
，两步反应中生成的氧气和氯气总物质的量为n mol。 （1）写出第二步反应的方程式_____________________________________ （2）求当氯元素全部转化为氯气时的
，n值。 （3）讨论当
在不同取值范围内的n值，并与（2）中求得n值比较，确定反应里n的最大值。 2．能力训练题点拨与解答 A．基础性训练题: 一．选择题: 1．D 同一主族元素，其原子或离子随原子序数的增加而增大。 2．C 卤化氢稳定性随核电荷数增加而逐渐减弱。 3．C 2KBr+Cl2=2KCl+Br2 2KI+Cl2=2KCl+I2 将溶液蒸干，残渣灼烧后，Br2、I2均已挥发掉，∴只剩下KCl。 4．A 5．B 碘水中加入CCl4后，由于I2在CCl4中溶解度较大，∴CCl4将I2从碘水中萃取出来，且CCl4比水重，故而下层液体呈紫色，上层液体无色。 6．C 甲中发生反应2I-+Cl2=2Cl-+I2，I2遇淀粉变蓝，而丙中无明显现象，故丙中有Cl-。 7．D 用双线桥法来表示该氧化还原反应： ∴作为还原剂的H2O，还原作为氧化剂的BrF3的关系为 3H2O ~ 2BrF3（得失电子守恒） 3 2 0.5mol n ∴
8．D 设生成AgCl质量为x ∵NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 58.5 143.5 1.17g x x=2.87g 恰巧与混合物生成的沉淀相等。说明没有AgF的沉淀，且AgF本身是溶于水的。故选D。 二．填空题: 1．F 0.9% 2．（1）酒精 I2易溶于酒精中 （2）热的浓盐酸 黑色固体是MnO2
（3）NaOH溶液 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 3．A KCl B I2 C AgCl D KI E Cl2 F HCl G MnO2 ①
②
③
④
三．计算题: 1．解：设AgNO3溶液质量为m，AgNO3的质量分数为x。 ∴KI+AgNO3=KNO3+AgI↓ 170 235
m ∴
∴ x=72.3% 答：AgNO3溶液的质量分数为72.3%。 2．解：若海水质量为100g，则溴元素的质量为0.07g。 设NaBr质量为x NaBr ~ Br 103 80 x 0.07g x=0.09g ∴
答：海水里溴化钠的质量分数为0.09%。 B．提高性训练题: 一．选择题: 1．B At是卤族元素，所以它符合卤族元素性质递变规律。卤族元素（F→At） 单质颜色逐渐加深。且由气→液→固态即熔沸点升高。稳定性逐渐减弱。AgX均不溶于水。 2．C HF是弱酸，AgF是溶于水的，HX中极性最强的是HF。 3．C ∵ 2KI+Cl==2KCl+I2 Na+S+Cl2=2NaCl+S↓ 2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2 且三种溶液耗Cl2的量相等，∴KI、Na2S、FeBr2的物质的量之比为6:3:2，又∵三种液体体积相等，∴它们物质的量之比为6:3:2 4．B、D ∵3Cl2+6KOH=KClO3+5KCl+3H2O 被氧化的Cl与被还原的Cl之间的关系为1:5 ∴ 有Cl2 ~ 5Cl2 1 5
n ∴
质量为5mg 5．B、D 淀粉遇I2变蓝色 而Br2在CCl4中呈现橙红色，I2在CCl4中呈现紫色 6．A、D B选项 2FeCl2+Cl2=2FeCl2+Cl2=2FeCl3 C选项 Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl A选项可以发生反应，生成白色AgCl沉淀，但不是氧化还原反应。D不与Cl2发生反应。 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 2Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2NaCl+H2SO4 故选D。 7．D ∵氧化性 KmnO4>Cl2>Fe3+>I2 二．填空题: 1．Cl2，HCl ∵
∴残渣中有MnO2、KCl

2．①AgNO3+NaCl=NaNO3+AgCl↓ ②2AgCl
2Ag+Cl2 由于人体汗液中含有Cl-，当用AgNO3喷在指纹上时，会与Cl-生成AgCl，AgCl见光分解成黑色Ag，指纹便看得清楚了。 3．（1）B （2）对 反应②③中I2没有消耗，且使H2O2放O2速率加快。 （3） HIO>H2O2>I2 三．计算题: 1．解（1）∵
且n(K+):n(Cl-)=2:1 ∴
又∵2KBr+Cl2=2KCl+Br2 2 1 2 n1

∴
∴
（2）又∵反应掉的KBr为
∴原KBr溶液的物质的量浓度为
答：通入Cl2体积在标况下为1.4L，原KBr溶液的物质的量浓度为1.0mol\L。 2．解：∵
设n(FeBr2)=n ∴
由溴原子守恒
解之 n=0.12mol ∴
答：FeBr2的摩尔浓度为1.2mol/L。 C．研究性习题: 解：（1）KClO3+5KCl+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O （2）由题意
剩余KClO3为m(1-
)mol 当全部的氯元素转化为Cl2时，而KClO3与KCl恰好完全反应 ∴ KClO3 ~ 5KCl 1 5 m(1-
)mol m
mol 即5m(1-
)=m
则
此时生成O2为
生成Cl2为
所以
（3）当
时，产生的Cl2以KClO3计算，
当
时，产生的Cl2以KCl计算，
所以当
时，n=1.75m是最大值。 高考资源网 w。w-w*k&s%5￥u 高考资源网 w。w-w*k&s%5￥u

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