上海市华东师范大学第二附属中学高三化学一轮复习第2章卤族元素第4节卤族元素习题详解(含解析)
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第二课时卤族元素【考纲要求】1.卤素在性质上的相似性、特性和递变规律。
2 以.卤素知识为载体,判断“拟卤素”具有或不具有的性质,即信息迁移题。
3.综合考查.卤素单质的制备、收集、性质、保存与其它物质反应等实验题计算。
教与学方案【自学反馈】一.相似性1.最外层都是个电子,常见的负化合价为价。
氯、溴、碘的正化合价为+1、+2、+3、+5、+7价。
2. 卤素都是活泼的,具有性。
与水、碱溶液反应时,除氟气外均可发生卤素的自身氧化还原反应。
3.卤化氢为气体,溶与水,在潮湿空气中形成,水溶液都是挥发性的酸。
4. 卤素单质都有颜色。
卤化银见光分解。
二.特性1.Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质,易挥发,蒸气有毒。
保存液溴采用水封法。
2.I2单质易升华,淀粉遇I2变蓝;AgI可用与人工降雨,碘盐可防止甲状腺肿。
3.HClO4是常见含氧酸中最强酸,而HClO是氯的含氧酸中氧化性最强的酸。
4.F2、HF均腐蚀玻璃。
AgF易溶与水。
5.F2不能把氯、溴、碘从氢化物或盐溶液中置换出来,因发生2F2 + 2H2O = 4HF + O2【例题解析】[例1]F2是氧化性最强的非金属单质,在加热条件下,等物质的量的F2与烧碱完全反应,生成NaF、H2O和另一种气体,该气体可能是()A.H2B.HFC.O2D.OF2解题思路: 。
易错点: 。
[例2]在一定条件下,RO3n-和I-发生反应的离子方程式如下:RO3n- + 6I-+ 6H+=R-+3I2+3H2O(1)RO3n-中R元素的化合价是。
(2)R元素的原子最外层电子数是。
解题思路: 。
易错点: 。
【考题再现】1.(上海高考题) 向NaBr、NaI、Na2SO3混合溶液中,通入一定量氯气后,将溶液蒸干并充分灼烧,得到固体剩余物质的组成可能是()A.NaCl 、Na2SO4B.NaCl 、NaBr、Na2SO4C. NaCl 、Na2SO4、I2D. NaCl 、NaI、Na2SO4思维方法: 。
一. 教学内容:卤族元素二. 教学目的:理解氯及其重要化合物的主要性质;掌握氯气的实验室制法;认识氯气及其化合物在消费中的应用;理解卤素单质和化合物的相似性和递变性;掌握X -的检验方法;利用氯、溴、碘单质的氧化性及强弱比拟的方法,理解海水中提取溴的方法。
三. 教学重点、难点:氯及其化合物的性质,卤族元素及其化合物的相似性和递变性,卤离子的检验[教学过程]一、卤族元素的“原子构造——性质〞的关系结论:构造决定性质,性质反映构造。
二、卤族元素的“性质——制备〞的关系卤族元素的化学性质活泼,所以在自然界中以化合态...的形式存在。
1、卤素单质的制备〔Cl 2〕——氧化复原法⑴工业制法:电解饱和食盐水电解熔融氯化钠⑵实验室制法:强氧化剂+浓盐酸反响制取氯气:原理与装置:O H 2Cl MnCl )(HCl 4MnO 2222+↑++加热浓2、卤化氢的制备——难挥发酸制挥发性酸三、卤族元素的“一般——特殊〞的归纳卤族元素的单质及其化合物有许多共性,但也存在诸多特殊之处。
〔一〕单质1Cl 2、Br 2、I 2在水中的溶解才能比拟小,但较易溶于有机溶剂中,常见的有机溶剂有:汽油、苯、四氯化碳、酒精等。
2、化学性质〔主要表达强氧化性〕⑴与金属反响:Fe 、Cu 等,但由于氧化才能不同,产物不完全一样⑵与非金属反响:H 2、P 等都可以与氢化合生成相应的氢化物HX ,但卤族元素按原子序数递增的顺序从上至下,与氢化合的难易程度逐渐增大,产生的气态氢化物的稳定性逐渐减弱,其水溶液的酸性逐渐增强。
⑶与水作用:222422O HF O H F ++=HXO HX O H X ++=22〔X =Cl 、Br 、I 〕⑷与碱作用:O H NaXO NaX NaOH X 222+++=漂白粉的制备,成分及漂白原理:氯气通入石灰乳中:主要成分:2)(ClO Ca 、2CaCl ,有效成分:2)(ClO Ca漂白原理:HClO 2CaCO O H CO )ClO (Ca 3222+↓++=⑸与Fe 2+、SO 2、Na 2SO 3、Na 2S 等复原性物质反响,如:X 2+SO 2+2H 2O =H 2SO 4+2HX ;2Fe 2++Cl 2=2Cl -+2Fe 3+,但:可Fe 3+氧化I -:2I -+2Fe 3+=I 2+2Fe 2+⑹与有机物发生加成、取代反响等。
§4—2 卤族元素重要的含卤化合物高考目标要求:1、掌握卤族元素的原子结构、性质及其变化规律2、了解重要的含卤化合物的性质、用途及碘与人体健康等知识3、了解几种重要的拟卤素(类卤素)和卤素互化物一、卤族元素的原子结构及在元素周期表中的位置1、元素名称及符号氟9F 氯17Cl 溴35Br 碘53I 砹85At2、原子结构简图3、在周期表中的位置【二三四五六周期】ⅦA族4、结构的异同点及递变性相同点:元素原子最外层电子数相同,都是七个电子不同点核电荷数不同(增多);电子层数不同(增加);及递变性:原子半径不同(增大)。
二、卤素单质的物理性质及递变规律单质F2Cl2Br2I2颜色淡黄绿色黄绿色深棕红色紫黑色状态气体气体液体固体密度逐渐增大毒性剧毒有毒有毒弱毒熔沸点依次升高(分子晶体,随M增大分子间作用力增强)在水中的溶剧烈依次减小,反应渐难解性、颜色反应黄绿黄橙深黄褐色有机溶剂易溶橙橙红浅紫紫红深紫溶液颜色物理特性:液溴Br2易挥发,有毒、强腐蚀性,水封密闭,低温保存。
碘I2易升华(用于分离提纯碘I2)三、卤素单质(X2)化学性质的相似性(与Cl2相似)及递变规律1、X2+金属一般生成高价金属卤化物(I2除外)2 M +n X22MX n ( X =F、Cl、Br、I )+92278+1727818+352818+532781832+85( I 2除外, 如: Fe + I 2 △FeI 2 )2、X2 + H 2 2HX (X = F 、Cl 、Br 、I )反应渐难,生成物稳定性渐弱 F 2 冷暗处爆炸;Cl 2 光照或加热燃烧或爆炸;Br 2 加热;I 2 加热,反应可逆。
3、 X 2 + H 2OHX + HXO (X = Cl 、Br 、I )溶解度渐小,反应渐难特例: 2F 2 + 2H 2O 4HF + O 2↑ ( 剧烈反应,甚至爆炸 )4、 X 2 + NaOHNaX + NaXO + H 2O (X = Cl 、Br 、I )( F 例外 ) 5、 X 2 与还原性物质的反应 如:H 2S + X 2 2HX + S SO 2 + 2H 2O + X 2 H 2SO 4+ 2HX6、 X 2 与有机物的反应 —— 卤代和加成7、 卤素单质(X 2)活动性的比较 F 2 >Cl 2 >Br 2 >I 2 按顺序可发生前换后的置换反应,F 2只能从Cl -、Br -、I -的熔融化合物中置换出Cl 2 、Br 2 、I 2 ,不能从水溶液中置换,其余置换可在水溶液中进行。
第三节 氧化还原反应一、选择题1.在反应433225NH NO 2HNO 4N 9H O →+↑+中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )。
A .1∶1B .5∶4C .5∶3D .3∶5 解答:本题考查氧化还原反应的基本概念与计算。
解:在433225NH NO 2HNO 4N 9H O →+↑+的反应中,铵根中氮元素由3-价升高为0价,被氧化;硝酸根中氮元素由5+价降低为0价,被还原,说明氮气既是还原产物也是氧化产物。
根据得失电子守恒,可知被氧化的氮原子与被还原的氮原子物质的量之比为5∶3,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶3。
本题答案为选项C 。
2.反应2223NO O NO H O HNO +++→(未配平)是多组化学计量数的化学方程式,当氧气有13被NO 还原时,此反应各物质化学计量数之比为( )。
A .4∶9∶24∶14∶28 B .1∶1∶1∶1∶2 C .8∶9∶12∶10∶20 D .任意比均可 解答:本题考查氧化还原反应计算。
解:设氧气共9mol (至少是3的倍数,当然设3x 也行),当氧气有13,即3mol 被NO 还原时,反应即为2234NO 3O 2H O 4HNO ++→,则被2NO 还原的氧气为6mol ,222324NO 6O 12H O 24HNO ++→, 将两个化学方程式相加可得:22234NO 9O 24NO 14H O 28HNO +++→, 此反应各物质化学计量数之比为4∶9∶24∶14∶28。
本题答案为选项A 。
3.将2H S 气体通入四种不同浓度的硝酸溶液中,发生下列反应: ①2323H S 2HNO 3S 2NO 4H O +→++ ②234324H S 2HNO 4S NH NO 3H O +→++ ③2322H S 2HNO S+2NO 2H O +→+ ④23225H S 2HNO 5S N 6H O +→++根据上述反应判断四种硝酸溶液的氧化性由强到弱的顺序是( )。
1、检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采纳的方法是A. 用干燥的蓝色石蕊试纸B. 用干燥有色布条C. 将气体通入硝酸银溶液D. 用潮湿的淀粉碘化钾试纸2、特大洪水过后,受灾地区的水源常被严峻污染,下列物质中能对被污染的饮用水起消毒杀菌作用的是A. 生石灰B. 明矾C. 绿矾D. 漂白粉3、用氯气消毒的自来水配制下列溶液时,会使所得溶液变质的是:①NaOH ②AgNO3 ③Na2CO3 ④NaBr ⑤FeCl2A. 只有②④B. 只有④⑤C. 只有①④⑤D. 全部4、用1molMnO2和含HCl为4mol的浓盐酸充分反应(共热),在不考虑HCl挥发的情形下,得到的氯气A. 等于2molB. 等于1molC. 小于1molD. 大于2mol5、市场上销售的“84”消毒液,其商品标识上有如下叙述:①本品为无色液体,呈碱性②使用时加水稀释③可对餐具、衣物进行消毒,可漂白浅色衣物。
其有效成分可能是:A. Cl2B. SO2C. NaClOD. KMn046、将0.2molMn02和50mLl2mol ·L -1盐酸混合后慢慢加热,反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成AgCl 沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发)A. 等于0.3 molB. 小于0.3molC. 大于0.3mol 、小于0.6molD. 以上结论都不正确 7、aL 标准状况下的H2、Cl2混合气体经光照,充分反应后,所得气体恰好使溶液中bmolNaOH 完全转变为盐,则a 、b 的关系不可能 A. 4.22ab = B. 4.22a b < C. 4.22ab > D . 4.22a b ≥8、碘跟氧能够形成多种化合物,其中一种称为碘酸碘,在该化合物中,碘元素呈+3和+5两种价态,这种化合物的化学式是A. I2O3B. I2O4C. I4O7-D. I4O99、砹是第六周期ⅦA 族元素,估量下列单质或化合物的性质中有明显错误的是A. 砹单质为黑色的固体B. 砹的氢化物不稳固C. 砹单质不易溶于水D. 砹的最高价氧化物的水化物为强酸10、把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg 溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀300mg ,则该氯化镁中的杂质可能是A. 氯化钠B. 氯化铝C. 氯化钾D. 氯化钙11、某溶液中Cl -、Br -、I -三者物质的量之比是1:2:3,通入一定量的Cl2,当反应完全后,该比值变为3:2:1,则反应的Cl2和原溶液中I -的物质的量之比是A. 1:2B. 1:3C. 1:4D. 1:612、溴化碘的分子式为IBr ,它的化学性质爽朗,能跟大多数金属反应,也能跟某些非金属单质反应,它跟水反应的化学方程式为:H2O +IBr =HB r +HIO 。
第四节卤族元素一、选择题1.下列实验设计和结论相符的是()。
A .将碘水倒入分液漏斗中,再加适量乙醇,振荡后静置,可将碘萃取到乙醇中B .某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体水溶液一定显碱性C .某无色溶液中加32Ba(NO )溶液,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定有24SOD .在含2FeCl 杂质的3FeCl 溶液中通足量2Cl ,充分加热,除去过量2Cl ,即得到较纯净的3FeCl 溶液解答:本题考查元素化合物的知识。
解:乙醇与水互溶,不可以作为萃取剂,所以选项A 错误;石蕊试纸变蓝,则肯定为碱性,所以选项B 正确;若原溶液中含有23SO ,则会生成3BaSO ,再加入HC1,溶液中的3NO 在酸性条件下的强氧化性,可以氧化3BaSO 至4BaSO ,沉淀不溶解,所以选项C 错误;加热时,会促进3FeCl 水解为氢氧化铁,所以选项D 错误。
本题答案为选项B 。
2.下列单质中,最容易跟氢气发生反应的是()。
A .2O B .2N C .2F D .2Cl 解答:本题考查物质氧化性的大小比较。
解:与H 2反应的难易取决于元素非金属性的强弱,一般来讲非金属性越强,其单质越容易与2H 反应。
这几种单质中最容易跟氢气发生反应的是2F ,所以选项C 正确。
本题答案为选项C 。
3.已知BrCl 能发生下列反应:BrCl2MMCl MBr nn n (M 为n 价的金属元素),2BrClH OHClHBrO 。
以下推论不正确的是()。
A .BrCl 具有和卤素单质相似的化学性质B .BrCl 和M 反应时,BrCl 只作氧化剂C .BrCl 和NaOH 溶液反应生成NaCl 、NaBrO 两种盐D .BrCl 跟4FeSO 溶液反应后,溶液会变成无色解答:本题考查氧化还原反应和卤族互化物的知识。
把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,注意BrCl 中Br 为1价,侧重学生知识迁移应用能力的考查,题目难度中等。
解:BrCl 是卤素互化物,具有和卤素单质相似的化学性质,所以选项A 正确;BrCl 和M 反应时,Br 元素的化合价降低,BrCl 只作氧化剂,所以选项B 正确;BrCl 与2H O 反应时,各元素的化合价不变,则BrCl 既不是氧化剂,又不是还原剂,则BrCl 和NaOH 溶液反应只生成NaCl 、NaBrO 两种盐,所以选项C 正确;BrCl 有强氧化性,会氧化4FeSO ,溶液变成棕黄色,所以选项D 错误。
本题答案为选项D 。
4.已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(1Q 、2Q 均为正值):221H g Cl g 2HCl g Q 222H gBr g2HBr gQ 有关上述反应的叙述中正确的是()。
A .12Q Q B .生成物总能量均高于反应物总能量C .生成1molHCl 气体时放出1Q 热量D .1mol HBr g 具有的能量大于1mol HBr l 具有的能量解答:本题考查化学反应中能量的变化。
解:氯气的氧化性强于溴,因此在与氢气反应中放出的热量更多,即12Q Q ,所以选项A 正确;反应均是放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,所以选项B 错误;根据反应的定量关系,每生成2mol HC1放出热量1Q ,所以生成1mol HC1放出热量10.5Q ,所以选项C 错误;同物质的量的同一物质液态的能量小于气态的能量,所以选项D 正确。
本题答案为选项A 、D 。
5.往含I 和Cl 的稀溶液中滴入3AgNO 溶液,沉淀的质量与加入3AgNO 溶液体积的关系如图2-23所示。
则原溶液中I Clc c 的比值为()。
A .211V V V B .12V V C .121V V V D .21V V 解答:本题考查硝酸银与卤离子的反应。
解:从图像变化情况看,1OV 主要是生成AgI 沉淀,12V V 段主要是生成AgCl 沉淀,所以溶液中121I Clc V V V c 。
本题答案为选项C 。
6.下列关于卤素的叙述中正确的是()。
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,碘化银不具感光性④某溶液与淀粉碘化钾溶液反应出现蓝色,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HF 和2O 生成⑥氯气跟水反应时,水既不是氧化剂也不是还原剂A .①③⑤B .②④⑥C .②⑤⑥D .①③④解答:本题考查卤素单质及其化合物的性质。
解:阴离子还原性:FClBrI ,卤素的钾盐中KI 最容易被氧化,所以①错误;单质氧化性22Cl Br ,溴化钠与氯气反应除去氯气,溴易溶于汽油,利用萃取可分离提纯溴,所以②正确;氯化银、溴化银、碘化银都具有感光性,所以③错误;淀粉一碘化钾溶液反应出现蓝色,说明有碘单质生成,溶液中含有强氧化性物质将碘离子氧化为碘单质,如铁离子等,不一定是氯水或溴水,所以④错误;氟气跟氯化钠水溶液反应的实质是氟气与水反应,即2222F 2H O4HFO ,所以⑤正确;氯气跟水反应生成HCl 和HClO ,水既不是氧化剂也不是还原剂,所以⑥正确。
本题答案为选项C 。
7.方志敏烈士生前在狱中曾用米汤(内含淀粉)给鲁迅先生写信,鲁迅先生收到信后,为了看清信中内容,可使用的化学试剂是()。
A .碘化钾B .溴水C .碘酒D .碘化钾淀粉溶液解答:本题考查碘的检验。
解:米汤中含有淀粉,淀粉遇碘单质变蓝色,碘酒中含有碘单质,能使信纸上的淀粉变蓝色。
本题答案为选项C 。
8.随着卤原子半径增大,下列说法中正确的是()。
A .单质的熔沸点逐渐降低B .卤素离子的还原性逐渐增强C .气态氢化物稳定性逐渐增强D .单质氧化性逐渐增强解答:本题考查同主族元素性质的递变规律。
解:随着卤素原子半径的增大,元素的非金属性F Cl Br I 。
都为分子晶体,随着相对分子质量逐渐增大,分子间作用力增强,则单质的熔沸点逐渐升高,所以选项A 错误;元素的非金属性F Cl Br I ,单质的氧化性逐渐减弱,则对应阴离子的还原性逐渐增强,所以选项B 正确;元素的非金属性FClBrI ,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,所以选项C 错误;元素的非金属性FCl BrI ,单质的氧化性逐渐减弱,所以选项D 错误。
本题答案为选项B 。
9.下列能够检验出KI 中是否含有Br 的实验是()。
A .加入足量的新制氯水,溶液变色则有BrB .加入酸性4KMnO 溶液,观察溶液颜色是否褪去C .加入少量的碘水,再加入4CCl 振荡,有机层有色,则有BrD .加入足量3FeCl 溶液,用4CCl 萃取后,在无色水层中加入氯水,溶液呈橙黄色,则含有Br解答:本题考查离子的检验,注意I 的还原性大于Br ,检验时要先排除I 的干扰。
解:由于I 的还原性大于Br ,加入足量的新制氯水,生成2I ,溶液变色,不能证明含有Br ,所以选项A 错误;由于I 的还原性大于Br ,加入酸性4KMnO 溶液,I 与酸性4KMnO 发生氧化还原反应而使酸性4KMnO 褪色,不能证明含有Br ,所以选项B 错误;加入少量碘水,再加入4CCl 振荡,有机层呈现紫色,为2I 的颜色,不能证明含有Br ,所以选项C 错误;加入少量3FeCl 溶液,由于I 的还原性大于Br ,先生成2I ,用4CCl 萃取后,分离出2I ,在无色的水层中加入新制氯水,溶液呈橙黄色,说明有生成2Br ,则含有Br ,所以选项D 正确。
本题答案为选项D 。
10.某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:①将镁粉投入冷水中,未见任何现象;②将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;③将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。
则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是()。
A .镁粉只与溴水中的溴反应B .镁粉只与溴水中的酸反应C .产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到的D .镁粉在水的催化下与溴发生反应解答:本题考查金属镁和溴的发应。
解:根据实验③将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象知:镁粉不会直接与溴水中的溴反应,所以选项A 错误;根据实验②将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,说明镁粉只与溴水中的部分酸反应,但溴水的颜色褪去,不能说明镁粉只与溴水中的酸反应,所以选项B 错误;根据实验①将镁粉投入冷水中,未见任何现象可知:镁粉与水不能发生反应,所以选项C 错误;根据实验④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕包很快褪去可以知道:镁粉与溴水的反应机理是在水的催化作用下镁与溴发生反应。
所以选项D 正确。
本题答案为选项D 。
二、填空题11.卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物。
XX 型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。
试回答下列问题:(1)卤素互化物BrCl 能发生下列反应:2H O BrCl HBrO HCl 2KBrBrClKClBr ①写出KI 与IBr 反应的化学方程式____________________。
②写出苯66C H 与IC1发生取代反应生成一卤代物的化学方程式______________________________。
(2)图2-24是部分卤素单质和XX 型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。
它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高,其原因是______________________________。
(3)试推测IC1的沸点所处的最小范围____________________。
解答:本题考查卤素互化物的知识。
解:(1)对题给信息“XX 型卤化物与卤素单质结构相似性质相近”及“BrCl 与水和KBr 反应”,迁移应用,可写出KI 与IBr 反应的化学方程式2KIIBrKBrI ,66C H 与IC1发生取代反应生成碘苯和氯化氢。
(2)因卤素互化物原子之间以共价键结合形成的XX ,形成晶体时属分子晶俸、分子间以分子间作用力相结合,再结合图像分析,推出:它们的沸点随相对分子质量的增加而增大。
(3)根据(2)的结论:因IC1的相对分子质量2Br IClIBr M M M ,所以IC1的沸点范围应介于2Br 和IBr 的沸点之间。
本题答案为:(1)2KIIBrKBrI ;6665C H IClC H IHC1。
(2)因卤素互化物原子之间以共价键结合形成XX ,形成晶体时属于分子晶体,分子间以分子间作用力相结合,再结合图像分析,推出:它们的沸点随相对分子质量的增加而增大。
(3)IC1的沸点范围应介于2Br 和IBr 的沸点之间。
12.海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。