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1高中化学 58 个考点精讲11、卤素1 复习重点1卤素单质在物理性质和化学性质上的主要差异及递变规律;2卤族元素的化合物性质的递变性;3卤化银的性质、用途及碘与人体健康的关系。4重点考查卤素性质的变化规律。2难点聚焦1.卤族元素卤族元素包括:F、Cl 、Br、I、At。 它们的原子最外电子层都有 7 个电子, 因此它们的化学性质相似,都具有强氧化性。由于原子核外电子层数不同, 因此它们的性质也存在着差异。(1)相似性与金属反应:2Fe+3Br 22FeBr 3,Fe+I 2=FeI2与非金属反应:H 2+F22HF,2P+3Br 22PBr 3与水反应:H 2O+Br2=HBr+HBrO(程度更小);2F 2+2H2O4HF+O 2(剧烈、完全) 与碱反应:2NaOH+Br 2NaBr+NaBrO+H 2O;2NaOH+I 2NaI+NaIO+H 2O(注:也可生成 NaI 和 NaIO3)(2) 相异性(变化规律 )注意点:F 2 的氧化性特别强,因此 F-的还原性特别弱。Br-、I- 都有较强的还原性,都能被浓 H2SO4 和 HNO3 氧化,因此用 NaBr 和浓 H2SO4 反应制 HBr 时,其中含有 Br2 蒸气和 SO2 气体,应用浓 H3PO4 代替浓 H2SO4 制 HBr。用浓 H2SO4 几乎不能制取 HI, 所以必须用浓 H3PO4 和 KI 等反应制 HI。HX 都极易溶于水,在空气中形成白雾。2两类置换反应(1)金属间的置换: 活泼金属置换不活泼金属。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 反应意义:说明金属活动性强弱;制备金属。(2) 非金属间的置换:活泼非金属置换不活泼非金属。2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2;2KI+Br 2=2KBr+I2;2F 2+2H2O4HF+O 2意义:比较非金属单质活泼性强弱;制备非金属单质。溴和碘在水中溶解性均很弱,而在某些有机溶剂中(如:苯、汽油、四氯化碳) 则易溶。注: 溶液的颜色与浓稀有关,浓溶液颜色深,稀溶液颜色浅,如饱和溴水为红棕色,而很稀的溴水则为浅黄色。4萃取(1)原理: 利用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。(2)操作步骤:混合振荡,静置分层,分液。使用的仪器是分液漏斗。2(3)注意点:萃取剂必须具备两点:a与溶剂不相溶,b溶质在萃取剂中的溶解度较大。注:酒精易溶于水不能做水溶液萃取剂,苯和汽油比水轻,CCl4 比水重。萃取常在分液漏斗中进行,分液是萃取操作中的一个步骤。 分液时,打开分液漏斗的活塞,将下层液体从漏斗颈放出,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。5氟化氢(1)性质有剧毒的无色气体,极易溶于水。氢氟酸为弱酸(其它氢卤酸均为强酸) 。与 SiO2 反应:SiO 2+4HF=SiF4+2H2O 注: 此反应为 HF 的特性, 换成 HCl 则与 SiO2 不反应。 氢氟酸能腐蚀玻璃,用于玻璃刻字。 氢氟酸应保存在铅制容器或塑料容器中。(2)制法 CaF2+H2SO4(浓)=2HF+CaSO 4 此反应不能在玻璃器皿中进行,为什么? CaF2 是萤石的主要成分,它不溶于水,是氟元素的重要资源。6卤化银除 AgF 外, 其它卤化银均不溶于水和稀 HNO3,是检验 X-的原理。Ag+Cl-=AgCl(白色);Ag +Br-AgBr(浅黄色) ;Ag +I-AgI( 黄色)注意点:3Ag +PO43-=Ag3PO4 (黄色) 。但 Ag3PO4 溶于 HNO3:Ag 3PO4+2H+3Ag+H 2PO4-AgX( 除 AgF) 见光易分解成银和卤素单质。 AgBr 和 AgI 可做感光材料或变色镜。反应及现象为:2AgCl = 2Ag+Cl2;2AgBr = 2Ag+Br2;2AgI = 2Ag+I2 固体逐渐变成黑色,这是单质银的小颗粒。1卤素单质在不同的溶剂中分别呈什么颜色?Cl 2 在水中溶解度较大,它在水中和有机溶剂中均呈黄绿色,与气态颜色相近。Br 2、I 2 在水中溶解度较小,所以它们在水中颜色较在有机溶剂中的颜色浅。具体为:3例题精讲【例 1】在 100mL 含等物质的量 HBr 和 H2SO3 的溶液里通入 0.01molCl2,有一半 Br-变为 Br2。原溶液中HBr 和 H2SO3 的浓度都等于 ( )A.0.0075mol/L B.0.0018mol/L C.0.075mol/L D.0.08mol/L【解析】解此题时首先要明确:H 2SO3 的还原性比 Br-强,氯气先氧化 H2SO3,再氧化 Br-,设原溶液中 HBr和 H2SO3 的浓度都为 x,则: ,x=0.08mol/L 。01.21.0. xx【答案】D【评析】卤素单质(氯、溴、碘)能和 SO2 在水溶液中发生氧化还原反应:X 2+SO2+2H2O=HX+H2SO4,由方程式可知氧化性 X2SO 2(H 2SO3) 。【关键词】卤族元素/氧族元素【例 2】双球洗气管是一种多用途仪器,常用于去除杂质、气体干燥、气体吸收(能防止倒吸)等实验操作。右图是用水吸收下列某气体时的情形,根据下面附表判断由左方进入的被吸收气体是 ( )A.Cl2 B.HCl C.H2S D.CO2附:四种气体的溶解度表(室温下) 。气体 Cl2 HCl H2S CO2l 体积水约能吸收气体体积数 2 500 2.6 1【解析】由四种气体的溶解度表可以看出,HCl 溶解度最大,溶解的速率大于气体进入洗气管的速率,导致左侧洗气管气压降低,出现如图所示情形。【答案】B【评析】一定要从原理上分析实验现象的可能性才能得出正确的答案。【关键词】卤族元素/氧族元素/碳族元素【例 3】漂白粉在潮湿的空气中易变质失效,请回答:存放环境中有水蒸气无二氧化碳有二氧化碳无水蒸气,哪种情况下漂白粉更易变质?为什么?【解析】漂白粉变质的原因是 。2ClOa2ClHl 光 照3【答案】有水蒸气无二氧化碳易变质。因为在所说的环境中,即使有二氧化碳,由于没有水份参加,二氧化碳与漂白粉仍然不会发生反应;但在有水蒸气存在的情况下,即使没有二氧化碳,也会由于漂白粉中 Ca(ClO)2 的水解而使漂白粉变质。【评析】在最后总复习的时候一定要注意知识的横向和纵向的联系和比较,这样所学的知识就系统化,条理化,有理于提高解题能力。这里涉及了盐类水解的知识,有一定的跨度,学生不容易得到正确的解释。【关键词】卤族元素/电解质溶液【例 4】AgF 易溶于水,AgCl、AgBr、AgI 都具有感光性,在光照条件下容易发生分解。现将 5mLAg+的物质的量浓度为 0.1mol/L 的溶液与等物质的量的碱金属盐混合,恰好完全反应。待卤化物沉淀后过滤,并在200W 灯泡下烘干,得到固体物质 0.01297g。(1)试分析溶液中析出的沉淀是不是卤化银?(2)试通过计算确定溶液中析出的沉淀物的相对分子质量是多少?并写出它的化学式。【解析】 (1)不可能。若为 AgX,其物质的量为: 。光照,AgX 分解生成molLol4105.05. Ag 的质量为: 。故沉淀不可能为卤化银。 (2)沉淀应为ggmolgl 2214 9714.5085 碱金属阳离子与银盐溶液中的阴离子结合而生成,其相对分子质量为: 碱金属只能9.597.4为 Li。其化学式故为 LiF。【答案】 (1)不是 (2)LiF【评析】此题的焦点是沉淀物为何物。学生根据已有的知识,多数会认为是卤化银。这样就陷入思维的误区。此题为此在设问时分为两步,引导学生从两个层面上去分析求解。【关键词】卤族元素/碱金属元素【例 5】已知 Cl-和 Ag+反应生成 AgCl,每次新生成的 AgCl 中又有 10%见光分解成单质银和氯气,氯气又可在水溶液中岐化成 HClO3(为强酸)和 HCl。而这样生成的 Cl-又与剩余的 Ag+作用生成沉淀,如此循环往复,直至最终。现有含 1.1molNaCl 的溶液,向其中加入足量 AgNO3,求最终能生成多少克难溶物(AgCl和 Ag)?若最后溶液体积为 1L,求溶液中 H+物质的量浓度是多少?【解析】本题涉及三个化反应:Ag +Cl-=AgCl,2AgCl 2Ag+Cl2;3Cl 2+3H2O=6H+ClO3 +5Cl-,光 照若有60Ag +60Cl-=60AgCl,则应有6AgCl 6Ag+3Cl2,3Cl 2+3H2O=ClO3 +5Cl +6H+,消去循光 照环量,可运用总反应式求解,+得:60Ag +55Cl-+3H2O=54AgCl+6Ag+ClO 3-+6H+。据此易得: ;cHmolLolL()./165012难溶物 AgCl 和 Ag 的质量为:651084543516794 ././.olgollgmolg【答案】167.94g 0.12mol/L【评析】本题还可以运用数学上的等比数列法求解。【关键词】卤族元素(【例 6】现有某纯净气体 A,取标准状况下体积均为 2.24L 的两份样品,一份与过量的 O2 混合,燃烧后无固体物质生成,气体生成物均被过量的澄清石灰水吸收,得到 13.90g 沉淀。另一份在标准状况下与一定质量的 SO2 气体混合(A 不与 SO2 反应) ,测得混合气体对 H2 的相对密度为 20。试推测 A 是什么?并写出A 完全燃烧反应方程式。【解析】 =202=40,故 MA40;A 气体为 0.1mol,若生成的气体为 CO2,则生成 CaCO3 的沉淀质量应为 10g,20g显然与题意不符;4若生成气体为 SO2,生成 CaSO3,其质量应为 12g,24g显然也与题目不相符;若既生成 CaCO3 沉淀又生成 CaSO3 沉淀,是否可行呢?也不行,因为 A 中若含 C、S 两元素,其相对分子质量已大于 40;只能从 Ca2+相应的难溶性盐进行思维发散:有 CaF2、CaSiO 3、Ca 3(PO4)2 等;思维辐合:CaSiO 3、Ca 3(PO4)2 与题意不符,因为在燃烧时硅、磷变成了固体氧化物;只含 F 是不行的;很可能既含有 C、又含有 F 的 F 卤代烃,且都只有一个原子(因受相对分子质量的制约) ;代入求算,生成的沉淀恰好为 13.90g;最后确定 A 的分子式为 CH3F。【答案】A 为 CH3F 完全燃烧时的反应方程式为 2CH3F+3O2 2CO2+2H2O+2HF 点 燃【评析】此题属于推理计算题,我们只要选择问题的切入点,由表及里地分析、推理就不难解答。【关键词】卤族元素/烃的衍生物4实战演练一、选择题1.我国政府规定,国内销售的食盐必须加碘。关于加碘盐的下列叙述中不正确的是A.食用加碘盐,以确保人体对碘的摄入量 B.加碘盐中加入的是碘酸钾C.加碘盐中不能同时加入碘酸钾和碘化钾 D.加碘盐中加入的是单质碘2.氯化溴(BrCl)和 Br2、Cl 2 具有相似的性质,下列有关氯化溴性质的判断中错误的是A.在 CCl4 中的溶解性 BrCl Br2 B.BrCl 氧化性比 Br2 强,比 Cl2 弱C.沸点 BrCl Br2 D.常温下 BrCl 可与 NaOH 溶液反应生成 NaCl 和 NaBrO3.有 A、B、C 三种物质,它们是 Cl2、HCl、HBr ,A 、B、C 不知分别是哪一种,已知 A、B 混合不反应,则下列结论中正确
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