高三化学复习知识清单（通用版） 知识清单10 氯及其重要化合物

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【知识归纳】
一、卤素单质的结构
1．卤族元素：F、Cl、Br、I、At、Ts（，tián）
2．价电子排布式：ns2np5
（1）化合价：最高正价为+7（氟无正价），最低负价为－1
（2）未成对电子数：1
（3）形成共价键个数：1
3．单质的结构和性质
（1）晶体类型：分子晶体
（2）作用力：范德华力
（3）熔沸点：相对分子质量越大，熔沸点越高
二、卤素单质的物理性质
1．溶解性
（1）水溶性：在水中溶解度较小，得到卤水
（2）易溶于酒精、苯、分馏汽油、四氯化碳等有机溶剂
（3）氯气不溶于饱和氯化钠溶液
2．物理特性：Cl2易液化，Br2易挥发，I2易升华
3．颜色
4．元素存在：在自然界中全部以化合态存在
5．卤素的保存
（1）液氯：常存放干燥的钢瓶中
（2）卤水：放在棕色瓶中，阴暗处密封保存
（3）溴的保存
①密封：防止溴挥发出来
②液封：瓶中加少量水做液封，以减少挥发
③瓶塞：不能用橡胶塞，而应用玻璃塞
三、卤素单质的化学性质
1．与金属单质反应
（1）Naeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(点燃))NaCl，黄色火焰，冒白色烟
（2）Feeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(点燃))FeCl3，生成棕红色烟
（3）Cueq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(点燃))CuCl2，生成棕黄色烟
（4）Feeq \(-------→,\s\up7(Br2),\s\d5(常温))FeBr3；Feeq \(---------→,\s\up7(I2),\s\d5(加热))FeI2
2．与氢气反应
（1）通式：H2+X22HX
（2）氢气和氟气反应的现象：黑暗处剧烈反应，发生爆炸
（3）氢气和氯气反应的现象
①点燃：安静燃烧，产生苍白色火焰，瓶口有白雾
②光照：发生爆炸
（4）卤化氢
①氢卤酸的酸性：HX的水溶液，除HF外，都是强酸
②还原性：HAt＞HI＞HBr＞HCl＞HF
③熔沸点：HF＞HAt＞HI＞HBr＞HCl
3．氯水的成分和多重性质
（1）三平衡
①氯气的化学平衡：Cl2+H2OH++Cl－+HClO
②次氯酸电离平衡：HClOH++ClO－
③溶质水电离平衡：H2OH++OH－
（2）三分子、四离子
（3）新制氯水的多重性质
（4）液氯、新制氯水、久置氯水的比较
4．与还原性化合物反应
（1）氧化性：Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2＞S
（2）非金属单质之间的置换
①Cl2置换Br2、I2、S：Br－Br2，I－I2，H2SS
②Br2置换I2、S：I－I2，H2SS
③I2置换S：Na2SS
（3）与SO2反应
①Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl（与还原性漂白剂混合，失去漂白性）
②Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr（检验或除去SO2）
③I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI（定量测定SO2的含量）
（4）与Fe2+反应
①Cl2：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－
②Br2：2Fe2++Br22Fe3++2Br－
③I2：不反应
5．与有机物的反应
（1）取代反应：
①CH4+Cl2CH3Cl+HCl（第一步）
②+Cl2Cl +HCl
③CH3+Cl2CH2Cl+HCl（第一步）
④CH3+Cl2Cl－CH3+HCl
⑤OH+3Br2
（2）加成反应
①CH2＝CH2+Br2BrCH2CH2Br
②+3Cl2
6．各类物质与溴水作用的现象
（1）溴水褪色（化学反应）
①氢前的活泼金属（K~Pb）：直接化合
②碱性物质：NaOH、Na2CO3、NaHCO3等
③还原性物质：、、、含的醛基有机物
④易加成物质：碳碳双键（烯、植物油、裂化汽油、天然橡胶、焦炉气）和碳碳叁键
⑤取代而褪色：酚类物质
（2）溴水层褪色（萃取，物理褪色）
①上层颜色深：苯、分馏汽油
②下层颜色深：四氯化碳、氯仿
（3）吸附褪色（物理褪色）：活性炭和××胶体
（4）互溶不褪色：乙醇和乙酸
【特别提醒】卤素单质及卤化物的特殊性
（1）F2遇水会置换出O2且生成HF。所以F2与其它卤化物溶液不会发生卤素间的置换反应，而先与水反应。
（2）氟可以与稀有气体元素形成化合物。
（3）HF有剧毒，且腐蚀玻璃，氢氟酸应保存在塑料瓶中；制备HF时应用铅皿。
（4）CaF2难溶于水，其它CaX2可溶于水。
（5）溴是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封。
（6）碘易升华，遇淀粉显蓝色；碘的氧化性较弱，它与变价金属反应时生成低价化合物。
四、次氯酸和次氯酸盐
1．次氯酸
（1）结构式：H－O－Cl，电子式
（2）不稳定性：2HClO2HCl +O2↑
（3）弱酸性；比碳酸弱
①酸的酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3－
②盐的碱性：HCO3－＜ClO－＜CO32－
（4）强氧化性
①ClO－+S2－+2H+S↓+H2O+Cl－
②SO32－+ClO－SO42－+Cl－
③ClO－+2I－+2H+I2+H2O+Cl－
④2Fe2++2H++ClO－2Fe3+ +H2O+Cl－
⑤ClO－+2Br－+2H+Br2+H2O+Cl－
⑥2H++Cl－+ClO－H2O+Cl2↑
（5）漂白性：氧化性、永久性和选择性
①有色布条eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(现象))褪色
②石蕊试液eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(现象))先变红，后褪色
③碳素墨水eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(现象))不褪色
2．84消毒液
（1）制备
①常规制备：Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②电解制备：NaCl+H2ONaClO+H2↑
（2）主要成分：NaClO和NaCl，有效成分NaClO
（3）消毒原理：NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO
（4）ClO－的强氧化性
3．漂白粉
（1）制备
①化学反应：2Cl2+2Ca（OH）2CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
②离子反应：2Cl2+2Ca（OH）2CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
（2）主要成分：CaCl2和Ca（ClO）2，有效成分：Ca（ClO）2
（3）漂白原理：Ca（ClO）2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO
（4）变质
①变质过程：Ca(ClO)2HClOHCl
②最终产物：在空气中长期放置最终生成的固体是CaCO3
③检验变质：取固体药品，加入稀盐酸，有气泡产生
（5）水解
①离子反应：ClO－+H2OHClO+OH－
②加热蒸干：Ca(ClO)2CaCl2
③Ca(ClO)2eq \(------------→,\s\up7(石蕊试液),\s\d5(现象))先变蓝，后褪色
五、实验室制取氯气
1．制备原理：在酸性条件下，利用强氧化剂将Cl−氧化成Cl2
2．常见反应
（1）常规方法：“固体+液体气体”型
①化学反应：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O
②离子反应：MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O
（2）其他方法：“固体+液体气体”型
①2KMnO4+16HCl（浓）2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②K2Cr2O7+14HCl（浓）2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
③KClO3+6HCl（浓）KCl+3Cl2↑+3H2O
④Ca（ClO）2+4HCl（浓）CaCl2+2Cl2↑+2H2O
⑤Ca（ClO）2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O
3．制气完整装置
4．气体净化装置
（1）试剂：先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸、P2O5、硅胶、无水CaCl2除去水蒸气
（2）装置：洗气瓶，导气管口长进短出
5．气体收集装置
（1）排空气法：向上排空气法，导气管口长进短出
（2）排液体法：排饱和食盐水法，导气管口短进长出

6．尾气吸收装置
（1）装置作用：吸收多余的氯气，防止污染空气
（2）酸性气体：一般用饱和的碱性溶液吸收
①NaOH：Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②Na2CO3或NaHCO3
（3）氧化性气体：一般用饱和的强还原性溶液吸收
①FeCl2：2FeCl2+Cl22FeCl3
②Na2S：Na2S+Cl2S↓+2NaCl
③Na2SO3：Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl
④KI：Cl2+2KI2KCl+I2
7．检验方法
（1）最佳方法：用湿润的淀粉碘化钾试纸，现象是变蓝
（2）可用方法：用湿润的蓝色石蕊试纸，现象是先变红后褪色
8．证明Cl2中含有水蒸气和HCl
（1）实验装置
（2）所用试剂及作用
①A中：无水CuSO4，检验水蒸气
②B中：四氯化碳，除去HCl中的Cl2
③C中：硝酸银溶液，检验HCl气体
④D中：NaOH溶液，吸收多余的HCl气体，防止污染空气
六、溴、碘的制备
1．从海水中提取溴
（1）常规流程
（2）其他流程：浓缩→氧化→富集→提取
①步骤②硫酸的作用：使平衡Cl2+H2OH++Cl－+HClO逆向移动，减少Cl2的溶解
②步骤③的离子方程式：Br2+SO2+2H2O4H++SO42－+2Br－
2．从海带中提取碘
（1）灼烧操作
（2）萃取和分液操作
①仪器：梨形分液漏斗和烧杯
②操作顺序：振荡和静置之间的步骤是放气
③分液时，先打开分液漏斗上端的活塞，以保证漏斗内的液体能够流出
④分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
⑤萃取剂不能选用酒精和裂化汽油
（3）蒸馏实验
①实验装置和仪器
②蒸馏烧瓶规格的选择：液体体积占烧瓶容积的1/3
③温度计水银球的位置：蒸馏烧瓶支管口处
④冷却水的进出口：下进上出，采用逆流原理冷却效果好
⑤蒸馏过程：开始时，先通冷凝水，再加热；结束时，先停热，再停通冷凝水
⑥防暴沸方法：预先加入沸石或碎瓷片或用磁力搅拌器
⑦忘记加沸石：先停热，再冷却，后补加
二、卤素离子的检验
1．硝酸银-稀硝酸法
（1）流程：X－eq \(--------------→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5(硝酸银溶液))有色沉淀
（2）现象
①白色沉淀含Cl－
②浅黄色沉淀含Br－
③黄色沉淀含I－
2．置换-萃取法
3．氧化-淀粉法（I－的特殊检验方法）
（1）流程：I－eq \(---------→,\s\up7(氧化剂),\s\d5())I2eq \(-------→,\s\up7(淀粉),\s\d5(溶液))变蓝
（2）氧化剂：氯水、氯化铁溶液、酸性的双氧水
①Cl2：Cl2+2I－2Cl－+I2
②FeCl3：2Fe3++2I－2Fe2++I2
③H2O2：H2O2+2I－+2H+I2+2H2O
氯
溴
碘
单质
黄绿色
深红棕色
紫黑色
卤水
浅黄绿色
橙色
褐色
有机溶剂
黄绿色
红棕色
紫红色
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
微粒种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl－、ClO－、OH－
H2O、H+、Cl－、OH－
化学性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性