第12讲富集在海水中的元素——卤素目录第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆第三部分：典型例题剖析高频考点1考查氯及其重要化合物的性质和应用高频考点2考查氯气及含氯化合物的实验室制法高频考点3考查含氯消毒剂的性质和应用高频考点4考查卤素的性质及应用高频考点5考查卤素互化物和拟卤素的性质及应用正文第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆知识点一氯气及其重要化合物（一）氯气1.物理性质颜色状态气味密度溶解性黄绿色气体刺激性比空气大1体积水溶解约2体积Cl2【特别提醒】实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。2.化学性质1）从氯的原子结构认识氯气的氧化性：依据氯气的氧化性完成下列方程式：(1)与金属反应①Fe：2Fe＋3Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3，棕红色烟。②Cu：Cu＋Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))CuCl2，棕黄色烟。(2)与非金属反应H2：H2＋Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2HCl，苍白色火焰；H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。(3)与还原性无机化合物反应：①与碘化钾溶液反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。②与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。③与FeCl2溶液反应：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。2）从化合价的角度认识Cl2的歧化反应Cl2中氯元素化合价为0，为中间价态，可升可降，氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。(1)与水反应化学方程式：Cl2＋H2OHCl＋HClO，离子方程式：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。(2)与碱反应①与烧碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。②制取漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(3)从平衡的角度理解氯水的成分和性质①氯气能溶于水(1∶2)，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应，氯水中存在一个完全电离和三个平衡：HCl===H＋＋Cl－Cl2＋H2OHCl＋HClOHClOH＋＋ClO－H2OH＋＋OH－②根据可逆反应的特点，氯水中存在着上述关系中的各种微粒：③氯水性质的多重性：新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。④液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水类别纯净物混合物混合物微粒Cl2H2O、Cl2、HClO、ClO－、Cl－、H＋、OH－H2O、Cl－、H＋、OH－颜色黄绿色淡黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性酸性【易错警示】氯水的组成及性质在应用中的常见误区(1)氯水中因HClO见光分解，随着HClO的消耗，最后成为盐酸，故久置氯水酸性增加，无漂白性。因此，氯水要现用现配。(2)制取氯水的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，且1molCl2参加反应，转移电子数为NA。(3)Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。(4)ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。（二）氯的常见氧化物1.一氧化二氯①性质：次氯酸的酸酐，溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸。②外观与性状：棕黄色气体，有刺激性气味。③制法：用新制备的黄色氧化汞与氯气反应可制得一氧化二氯：2HgO＋2Cl2===Cl2O＋HgCl2·HgO；也可以用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取：2Na2CO3＋H2O＋2Cl2===2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。2.二氧化氯①物理性质：是一种黄绿色到橙黄色的气体，极易溶于水。②制取：Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl或：5NaClO2＋4HCl===4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。③用途：是一种广谱、高效的灭菌剂。（三）氯的含氧酸及其盐1.氯的含氧酸(1)氯的含氧酸的种类HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。(2)氯的含氧酸的性质酸性：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO氧化性：HClO＞HClO2＞HClO3＞HClO4。（3）次氯酸①不稳定性次氯酸分解反应的化学方程式为2HClOeq\o(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，氯水要现用现配，且保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处。②强氧化性a.能将有机有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。b.杀菌、消毒。③弱酸性向NaClO溶液中通入少量CO2，离子方程式为ClO-＋CO2＋H2O===HCO3-＋HClO。（4）亚氯酸亚氯酸(HClO2，英文名：chlorousacid)氧化性很强，比氯酸和高氯酸，氧化性HClO＞HClO2＞HClO3＞HClO4。是目前所知唯一的亚卤酸。同时，它也是氯的含氧酸中最不稳定的。亚氯酸很不稳定，容易分解，在几分钟之内便可生成Cl2、ClO2和H2O，8HClO2=Cl2＋6ClO2＋4H2O，但生成的盐类——亚氯酸盐相对稳定，亚氯酸钠是生产二氧化氯的原料之一1)制备①ClO2在水中分解：2ClO2＋H2O=HClO2＋HClO3②通ClO2于Na2O2或NaOH与H2O2可得亚氯酸盐2ClO2＋Na2O2=2NaClO2＋O2；2ClO2＋H2O2＋OH-=2ClO2-+O2＋H2O③HClO2可由亚氯酸钡与稀硫酸的反应制备：Ba(ClO2)2＋H2SO4=BaSO4＋2HClO2滤去硫酸钡沉淀即可得亚氯酸溶液。2)性质与用途①非常不稳定的化合物，但亚氯酸盐较稳定。②具有漂白性(HClO，HClO2，HClO3都有漂白性，一般用NaClO2加到水中从而生成HClO2)（5）氯酸化学式HClO3，仅存在于稀溶液中。水溶液在真空中可浓缩到质量百分浓度为40％，加热到40°C时即分解爆炸：仅存在于稀溶液中。水溶液在真空中可浓缩到质量百分浓度为40％，加热到40°C时即分解爆炸：26HClO3=10HClO4＋15O2＋8Cl2＋8H2O,浓酸为浅黄色，有类似硝酸的刺激性气味；稀酸无色，在常温时没有气味。有强烈氧化性，当与纸张、棉花等接触时就燃烧。氯酸是强酸，它的电离近似硝酸和盐酸。当将稀的氯酸溶液剧烈冷却时，它将变得粘稠但不结晶。氯酸钡与硫酸作用后经过滤蒸馏而得氯酸。其酸的重要盐类是钾盐和钠盐，氯酸钾不潮解，氯酸钠潮解。（6）高氯酸化学式HClO4，通常是无色 、极易吸湿的液体，在空气中强烈冒烟，熔点为-112°C，沸点为16°C（2.4×103Pa）。无水高氯酸不稳定，储藏时有时会爆炸，因此应特别注意！但它的水溶液是稳定的。溅于皮肤上会引起灼伤。高氯酸与水结合形成水合物HClO4·nH2O，式中n＝1，2，2.5，3，3.5，皆为晶体。其中最稳定的为1水合物，熔点为50°C，沸点为110°C，热到近沸点也不分解，它可写为[H3O][ClO4]。在无水的高氯酸中，显然有部分形成这种化合物：3HClO4＝[H3O][ClO4]＋Cl2O7七氧化二氯也易分解：2Cl2O7＝4ClO2＋3O2这就是无水酸易爆炸的原因。高氯酸是普通含氧酸中的最强者，在水中完全电离。高氯酸的氧化力不如氯酸强，但在加热与高浓度时为强氧化剂，与有机物质发生猛烈作用。高氯酸根离子非常稳定，它的结构是正四面体形，故较氯酸根离子（ClO3ˉ）稳定的多。二氧化硫、硫化氢、亚硝酸、氢碘酸、锌、铝等皆不能使它还原，氯酸却为这些还原剂还原。但低价钛、钒、钼等化合物可以使之还原，高氯酸根离子还有一种特性，即对金属离子的配位作用很弱，所以在研究溶液的反应时，为保持溶液的离子强度不变，常用它作稀释剂。高氯酸盐的溶解度有些异常，高氯酸的锂、钙、镁等盐在水中溶解度很高，而钾、铷、铯的盐皆难溶于水。高氯酸镁、高氯酸钡的去水作用很强，故为优良的脱水剂。高氯酸铵分解放出大量氧等气体，如：2NH4ClO4=N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O，它可作火箭推进剂，高氯酸可用于医药和电镀铅等方面。高氯酸钾与浓硫酸在140～190°C的油浴上减压蒸馏可的高氯酸。2.氯的含氧酸盐1）“84”消毒液：有效成分为NaClO，它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。2）漂白粉①成分：漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其中有效成分是Ca(ClO)2。②化学性质：水解呈碱性，具有强氧化性。③漂白原理：在潮湿的空气中能吸收CO2，化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。④久置失效原理：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓；2HClOeq\o(=====,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，必须密封保存。3）NaClO2(亚氯酸钠)①性质：呈碱性，是一种强氧化剂，遇酸放出ClO2气体。②用途：是一种高效氧化性漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造。（四）氯胺1.氯胺的种类氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，主要包括HYPERLINKhttps://baike.baidu.com/item/%E4%B8%80%E6%B0%AF%E8%83%BA\thttps://baike.baidu.com/item/%E6%B0%AF%E8%83%BA/_blank一氯胺、HYPERLINKhttps://baike.baidu.com/item/%E4%BA%8C%E6%B0%AF%E8%83%BA/12670435\thttps://baike.baidu.com/item/%E6%B0%AF%E8%83%BA/_blank二氯胺和三氯胺（NH2Cl，NHCl2和NCl3），是常用的饮用水二级消毒剂。2.氯胺的化合价：氯胺中氯为+1，N为-3，H为+1。3.氯胺的消毒原理：氯胺在水中发生缓慢水解生成次氯酸，发挥消毒杀菌作用，水解方程式如下：NH2Cl+H2ONH3+HClONHCl2+2H2ONH3+2HClONCl3+3H2ONH3+3HClO【特别提醒】①向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2，发生的反应为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。②向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，生成的是CaSO4而不是CaSO3。③次氯酸盐(ClO－)无论是在酸性、碱性还是中性条件下，均具有强氧化性，均能氧化I－、Fe2＋、SOeq\o\al(2－,3)、S2－等还原性离子。④84消毒液(主要成分NaClO)和洁厕灵(主要成分HCl)不能混合使用，否则会产生有毒气体——氯气。⑤氯气没有漂白性，不能使干燥的有色布条褪色，但可使湿润的有色布条褪色，起漂白作用的是HClO。⑥常温下干燥的氯气或液氯均不与铁反应，故液氯通常储存在钢瓶中。知识点二氯气的制法（一）氯气的实验室制法1．制取原理实验室通常用强氧化剂MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸制取氯气。（1）用MnO2制取Cl2的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。（2）其他制备Cl2的化学反应原理（特点：不需要加热）①14HCl(浓)＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑②16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑④4HCl(浓)＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O2．实验装置注：实验装置改进(1)制