第13课卤族元素

1 第13课 卤族元素 （建议2 课时完成） [课程目标] 1．掌握氯气的物理性质和主要化学性质（氯气与金属单质、非金属单质、水及碱的反应）。 2．了解氯气的用途。 3．掌握氯气的实验室制法，了解氯气的工业制法，树立制备气体时根据反应物状态、反应条件选择气体发生装置及根据气体的性质确定收集方法、净化与尾气的处理方法的指导思想。 4．掌握卤族元素结构与性质的相似性和递变性。

[要点精析]

一、氯气的物理性质和化学性质 1、氯气的物理性质 （1）黄绿色有剧烈的刺激性气味的气体 （2）有毒（注意：实验室闻气体气味的方法） （3）易液化（液氯） （4）能溶于水（1：2） （5）ρ氯气>ρ空气 2、氯气的化学性质：是一种非常活泼的非金属单质 （1）与金属单质反应：

Cu+Cl2 点燃CuCl2（剧烈燃烧，生成棕黄色的烟，氯化铜的水溶液呈蓝绿色）。 2Fe+3Cl2点燃2FeCl3（剧烈燃烧，生成棕黄色的烟，氯化铁的水溶液呈黄色）。 （2）与非金属单质反应：与H2反应

燃烧反应：H2+Cl2点燃2HCl（氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾） 氢气和氯气混合光照：H2+Cl2光照2HCl（发生爆炸，瓶口有大量白雾产生） （3）与水反应 氯气能溶于水，溶解的氯气部分与水反应：Cl2 + H2O =HCl+ HclO 表13-1氯水和液氯的比较 氯水 液氯 定义 氯气溶于水后得到的水溶液，呈黄绿色 1.01*105Pa、-34.6℃时氯气变成液氯 组成 氯水中存在的分子有：Cl2、H2O、HClO，氯水中存在的离子有：H+、Cl-、ClO-、OH- 只含有Cl2分子

类别 混合物 纯净物 2

长时间放置后是否发生变化 会发生如下反应: 2 HClO光照2 HCl + O2↑ 氯水颜色变浅,最后溶液变为无色(盐酸) 不会发生变化 保存 棕色瓶冷暗处 密闭 次氯酸（ HClO ）的性质： 1、弱酸，酸性比碳酸弱 2、不稳定，见光易分解 2 HClO 光照2 HCl + O2↑

3、有强氧化性：能杀菌消毒和做漂白剂 （4）与碱反应 Cl2 + 2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O 2Cl2+2Ca(OH)2 = CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 次氯酸盐是一些漂白剂和消毒剂的有效成分，它与稀酸或空气中的CO2和水反应生成次氯酸，起到漂白和消毒的作用。 NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓+ 2 HClO Ca(ClO)2 + 2HCl = CaCl2 + 2 HclO 例题1:把氯气通入紫色石蕊试液中，出现的现象是( ) （A）溶液变红色 （B）溶液变蓝色 （C）溶液不变色 （D）溶液先变红后褪色 （E）溶液先褪色后变红 解析：Cl2通入石蕊试液中，先与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸使石蕊试液变红（速度较快），而次氯酸有强氧化性，能把有色物质氧化成无色（速度较慢）。 答案：D 二、氯气的用途 1、做消毒剂(利用HClO具有强氧化性) 2、制盐酸(用H2与Cl2反应) 3、制漂白粉(Cl2与石灰乳反应) 4、制有机溶剂和农药 例题2：可用氯气给水消毒，对其理由描述正确的是（ ） A、氯气有毒性 B、氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性 C、氯气有漂白性 D、氯气与水反应生成的HCl具有强酸性 解析：氯气给水消毒是利用氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性，使细菌的蛋白质变性达到消毒的目的的。 答案：B

三、氯气的制法 1、氯气的工业制法：电解饱和食盐水

2NaCl + 2H2O 通电2NaOH + H2↑+ Cl2↑ 2、氯气的实验室制法： （1）药品：浓盐酸和二氧化锰 （2）反应条件：加热 3

（3）反应原理： MnO2 +4HCl(浓)加热MnCl2 + Cl2↑+2H2O （4）气体发生装置（固+液加热气体↑）：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗 （5）检验方法：黄绿色气体，且能使湿润的淀粉KI试纸变蓝 发生的反应为：2KI + Cl2 = 2KCl + I2 I2遇淀粉变蓝 （6）干燥与除杂：Cl2中混有的杂质为HCl和水蒸气，若要得到纯净干燥的Cl2，应先通过盛饱和食盐水的洗气瓶除去HCl气体，再通过盛浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气，切不可颠倒顺序。 （7）收集方法：用向上排空气法或排饱和食盐水法收集 （8）尾气吸收：用氢氧化钠溶液吸收尾气 Cl2 + 2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O （9）实验步骤：组装装置→检验装置的气密性→向装置中加药品和试剂→加热制取→收集→实验完毕拆卸装置。 （10）实验装置图：

3、实验室制取气体时装置的选择原则 气体发生装置的选择原则：根据反应物状态、反应条件确定； 收集、净化与尾气的处理方法：根据气体的性质确定（表13-2）。 气体 反应物状态、反应条件 气体发生装置 收集方法 尾气吸收

O2 固+固加热气↑ 铁架台、酒精灯、大试管、单孔塞、导管 排水法 不需要 NH3 固+固加热气↑ 同上 向下排空气法 用稀硫酸吸收 CO2 固+液→气↑ 铁架台、大试管、长颈漏斗、双孔塞、导管 向上排空气法 不需要

H2 固+液→气↑ 同上 排水法或向下排空气法 不需要 Cl2 固+液加热气↑ 铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞、导管 向上排空气法或排饱和食盐水法 用氢氧化钠溶液吸收尾气

图13-1 4

例题3：实验室制取下列各组气体时,常用气体的发生装置相同的是( ) A、H2、O2 B、O2、NH3 C、Cl2、CO2 D、O2、Cl2 解析：根据反应物状态、反应条件确定气体发生装置。在实验室，通常情况下，制氢气用固体锌和稀硫酸溶液，制氧气用氯酸钾固体和二氧化锰固体混合加热或者加热高锰酸钾固体，制氨气用氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热，制氯气用二氧化锰固体和浓盐酸混合加热，制二氧化碳用碳酸钙固体和稀盐酸溶液，其中只有制氧气、制氨气的反应物状态和条件是相同的。 答案：B

四、卤族元素：氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I） 1、原子结构的特点： （1）相似性：最外层电子数相同，都是7个 （2）递变性：随着核电荷数递增，电子层数依次增加， 原子半径依次增大 2、卤素单质的物理性质： （1）相似性：都有颜色和毒性。总体上是不易溶于水，易溶于苯、CCl4等有机溶剂。 （2）递变性（表13-3）： F2 Cl2 Br2 I2 通常状态 气体 气体 液体 固体 通常颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 颜色递变 浅→深 熔、沸点变化 逐渐升高 密度 逐渐增大 （3）溶解性：Br2、I2在水中溶解性不大，均易溶于有机溶剂酒精、CCl4中，所得的溶均有颜色（见表13-4）。 单质溴 单质碘 溶解性 溶液颜色 溶解性 溶液颜色 水中 较小 橙色（橙黄色） 小 褐色（深黄色） 酒精中 易溶 橙红色 易溶 褐色 四氯化碳中 易溶 橙红色 易溶 紫红色

（4）单质溴易挥发，需密闭保存，若存放于试剂瓶中，需加一些水，以减少挥发。 （5）碘的特性：单质碘具有升华的性质。 例题4：如何从沙子和碘的混合物中提纯碘？ 可采有直接加热的方法分离。 3、卤素单质的化学性质： 相似性：元素的最高化合价为+7，最低化合价为-1； 原子得电子能力很强，都是活泼的非金属元素； 元素的最高价氧化物对应的水化物具有很强的酸性； 都能形成气态氢化物； 在氧化还原反应中，它们的单质常做氧化剂。 递变性：从F到I，原子的失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱； 单质的氧化性逐渐减弱。

图13-2 5

（1）卤素单质与氢气的反应（表13-5） 反应方程式 反应条件 （由易到难） 卤化氢稳定性 （由稳定到不稳定） 反应程度 （由剧烈到缓慢） 卤素单质的氧化性 H2+F2== 2HF 暗处 很稳定 剧烈化合，并发生爆炸

由强到弱

H2+Cl2点燃或光照 2HCl 点燃或光照 较稳定 剧烈反应

H2+Br2 === 2HBr 200℃ 较不稳定 反应缓慢

H2+I22HI 高温 很不稳定， 同时发生分解 更缓慢

（2）卤素单质与水的反应（表13-6） 反应方程式 反应程度 卤素单质的氧化性 2F2 + 2H2O =4HF+ O2 由

剧烈到微弱 由强到弱

Cl2 + H2O =HCl+ HClO Br2 + H2O =HBr+ HBrO

I2 + H2O =HI+ HIO （3）卤素单质之间的置换反应 2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2（海水提溴的主要反应） 2KI + Cl2 = 2KCl + I2 2KI + Br2 = 2KBr + I2 氧化性的强弱：Cl2> Br2> I2 （4）碘的特性：碘（I2）遇淀粉呈现特殊的蓝色， 可利用碘的这一特性来检验碘（I2）的存在 例题5：向KBr和KI和混合溶液中通入足量的氯气后，再将溶液蒸干灼烧，最后剩余的固体物质是（ ） A、KCl和KBr B、KCl C、KCl和I2 D、KCl和KI 解析：通氯气后发生如下反应：Cl2+2KBr=Br2+2KCl；Cl2+2KI=I2+2KCl。再将溶液蒸干灼烧，水、溴单质被蒸发掉，碘单质升华，最后剩余的固体物质是KCl。 答案：B

[强化训练](氯气部分) 一、选择题（以下各题只有1个正确答案） 1．下列说法错误的是（ ） A．氯气呈黄绿色，而氯离子在溶液中无色 B．氯气有毒，氯离子没有毒 C．氯水是液体，所以也叫液氯 D．和氢气．氧气相比，氯气最容易液化

高温 200℃