高三化學(xué)復(fù)習(xí)知識(shí)清單（通用版） 知識(shí)清單10 氯及其重要化合物

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【知識(shí)歸納】
一、鹵素單質(zhì)的結(jié)構(gòu)
1．鹵族元素：F、Cl、Br、I、At、Ts（，tián）
2．價(jià)電子排布式：ns2np5
（1）化合價(jià)：最高正價(jià)為+7（氟無正價(jià)），最低負(fù)價(jià)為－1
（2）未成對(duì)電子數(shù)：1
（3）形成共價(jià)鍵個(gè)數(shù)：1
3．單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
（1）晶體類型：分子晶體
（2）作用力：范德華力
（3）熔沸點(diǎn)：相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高
二、鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)
1．溶解性
（1）水溶性：在水中溶解度較小，得到鹵水
（2）易溶于酒精、苯、分餾汽油、四氯化碳等有機(jī)溶劑
（3）氯氣不溶于飽和氯化鈉溶液
2．物理特性：Cl2易液化，Br2易揮發(fā)，I2易升華
3．顏色
4．元素存在：在自然界中全部以化合態(tài)存在
5．鹵素的保存
（1）液氯：常存放干燥的鋼瓶中
（2）鹵水：放在棕色瓶中，陰暗處密封保存
（3）溴的保存
①密封：防止溴揮發(fā)出來
②液封：瓶中加少量水做液封，以減少揮發(fā)
③瓶塞：不能用橡膠塞，而應(yīng)用玻璃塞
三、鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
1．與金屬單質(zhì)反應(yīng)
（1）Naeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(點(diǎn)燃))NaCl，黃色火焰，冒白色煙
（2）Feeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(點(diǎn)燃))FeCl3，生成棕紅色煙
（3）Cueq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(點(diǎn)燃))CuCl2，生成棕黃色煙
（4）Feeq \(-------→,\s\up7(Br2),\s\d5(常溫))FeBr3；Feeq \(---------→,\s\up7(I2),\s\d5(加熱))FeI2
2．與氫氣反應(yīng)
（1）通式：H2+X22HX
（2）氫氣和氟氣反應(yīng)的現(xiàn)象：黑暗處劇烈反應(yīng)，發(fā)生爆炸
（3）氫氣和氯氣反應(yīng)的現(xiàn)象
①點(diǎn)燃：安靜燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰，瓶口有白霧
②光照：發(fā)生爆炸
（4）鹵化氫
①氫鹵酸的酸性：HX的水溶液，除HF外，都是強(qiáng)酸
②還原性：HAt＞HI＞HBr＞HCl＞HF
③熔沸點(diǎn)：HF＞HAt＞HI＞HBr＞HCl
3．氯水的成分和多重性質(zhì)
（1）三平衡
①氯氣的化學(xué)平衡：Cl2+H2OH++Cl－+HClO
②次氯酸電離平衡：HClOH++ClO－
③溶質(zhì)水電離平衡：H2OH++OH－
（2）三分子、四離子
（3）新制氯水的多重性質(zhì)
（4）液氯、新制氯水、久置氯水的比較
4．與還原性化合物反應(yīng)
（1）氧化性：Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2＞S
（2）非金屬單質(zhì)之間的置換
①Cl2置換Br2、I2、S：Br－Br2，I－I2，H2SS
②Br2置換I2、S：I－I2，H2SS
③I2置換S：Na2SS
（3）與SO2反應(yīng)
①Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl（與還原性漂白劑混合，失去漂白性）
②Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr（檢驗(yàn)或除去SO2）
③I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI（定量測(cè)定SO2的含量）
（4）與Fe2+反應(yīng)
①Cl2：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－
②Br2：2Fe2++Br22Fe3++2Br－
③I2：不反應(yīng)
5．與有機(jī)物的反應(yīng)
（1）取代反應(yīng)：
①CH4+Cl2CH3Cl+HCl（第一步）
②+Cl2Cl +HCl
③CH3+Cl2CH2Cl+HCl（第一步）
④CH3+Cl2Cl－CH3+HCl
⑤OH+3Br2
（2）加成反應(yīng)
①CH2＝CH2+Br2BrCH2CH2Br
②+3Cl2
6．各類物質(zhì)與溴水作用的現(xiàn)象
（1）溴水褪色（化學(xué)反應(yīng)）
①氫前的活潑金屬（K~Pb）：直接化合
②堿性物質(zhì)：NaOH、Na2CO3、NaHCO3等
③還原性物質(zhì)：、、、含的醛基有機(jī)物
④易加成物質(zhì)：碳碳雙鍵（烯、植物油、裂化汽油、天然橡膠、焦?fàn)t氣）和碳碳叁鍵
⑤取代而褪色：酚類物質(zhì)
（2）溴水層褪色（萃取，物理褪色）
①上層顏色深：苯、分餾汽油
②下層顏色深：四氯化碳、氯仿
（3）吸附褪色（物理褪色）：活性炭和××膠體
（4）互溶不褪色：乙醇和乙酸
【特別提醒】鹵素單質(zhì)及鹵化物的特殊性
（1）F2遇水會(huì)置換出O2且生成HF。所以F2與其它鹵化物溶液不會(huì)發(fā)生鹵素間的置換反應(yīng)，而先與水反應(yīng)。
（2）氟可以與稀有氣體元素形成化合物。
（3）HF有劇毒，且腐蝕玻璃，氫氟酸應(yīng)保存在塑料瓶中；制備HF時(shí)應(yīng)用鉛皿。
（4）CaF2難溶于水，其它CaX2可溶于水。
（5）溴是唯一的液態(tài)非金屬，易揮發(fā)，少量的液溴保存要用水封。
（6）碘易升華，遇淀粉顯藍(lán)色；碘的氧化性較弱，它與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)生成低價(jià)化合物。
四、次氯酸和次氯酸鹽
1．次氯酸
（1）結(jié)構(gòu)式：H－O－Cl，電子式
（2）不穩(wěn)定性：2HClO2HCl +O2↑
（3）弱酸性；比碳酸弱
①酸的酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3－
②鹽的堿性：HCO3－＜ClO－＜CO32－
（4）強(qiáng)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、永久性和選擇性
①有色布條eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(現(xiàn)象))褪色
②石蕊試液eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(現(xiàn)象))先變紅，后褪色
③碳素墨水eq \(------→,\s\up7(氯水),\s\d5(現(xiàn)象))不褪色
2．84消毒液
（1）制備
①常規(guī)制備：Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②電解制備：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－的強(qiáng)氧化性
3．漂白粉
（1）制備
①化學(xué)反應(yīng)：2Cl2+2Ca（OH）2CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
②離子反應(yīng)：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）變質(zhì)
①變質(zhì)過程：Ca(ClO)2HClOHCl
②最終產(chǎn)物：在空氣中長(zhǎng)期放置最終生成的固體是CaCO3
③檢驗(yàn)變質(zhì)：取固體藥品，加入稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生
（5）水解
①離子反應(yīng)：ClO－+H2OHClO+OH－
②加熱蒸干：Ca(ClO)2CaCl2
③Ca(ClO)2eq \(------------→,\s\up7(石蕊試液),\s\d5(現(xiàn)象))先變藍(lán)，后褪色
五、實(shí)驗(yàn)室制取氯氣
1．制備原理：在酸性條件下，利用強(qiáng)氧化劑將Cl?氧化成Cl2
2．常見反應(yīng)
（1）常規(guī)方法：“固體+液體氣體”型
①化學(xué)反應(yīng)：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O
②離子反應(yīng)：MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O
（2）其他方法：“固體+液體氣體”型
①2KMnO4+16HCl（濃）2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②K2Cr2O7+14HCl（濃）2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
③KClO3+6HCl（濃）KCl+3Cl2↑+3H2O
④Ca（ClO）2+4HCl（濃）CaCl2+2Cl2↑+2H2O
⑤Ca（ClO）2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O
3．制氣完整裝置
4．氣體凈化裝置
（1）試劑：先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸、P2O5、硅膠、無水CaCl2除去水蒸氣
（2）裝置：洗氣瓶，導(dǎo)氣管口長(zhǎng)進(jìn)短出
5．氣體收集裝置
（1）排空氣法：向上排空氣法，導(dǎo)氣管口長(zhǎng)進(jìn)短出
（2）排液體法：排飽和食鹽水法，導(dǎo)氣管口短進(jìn)長(zhǎng)出

6．尾氣吸收裝置
（1）裝置作用：吸收多余的氯氣，防止污染空氣
（2）酸性氣體：一般用飽和的堿性溶液吸收
①NaOH：Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②Na2CO3或NaHCO3
（3）氧化性氣體：一般用飽和的強(qiáng)還原性溶液吸收
①FeCl2：2FeCl2+Cl22FeCl3
②Na2S：Na2S+Cl2S↓+2NaCl
③Na2SO3：Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl
④KI：Cl2+2KI2KCl+I2
7．檢驗(yàn)方法
（1）最佳方法：用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙，現(xiàn)象是變藍(lán)
（2）可用方法：用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙，現(xiàn)象是先變紅后褪色
8．證明Cl2中含有水蒸氣和HCl
（1）實(shí)驗(yàn)裝置
（2）所用試劑及作用
①A中：無水CuSO4，檢驗(yàn)水蒸氣
②B中：四氯化碳，除去HCl中的Cl2
③C中：硝酸銀溶液，檢驗(yàn)HCl氣體
④D中：NaOH溶液，吸收多余的HCl氣體，防止污染空氣
六、溴、碘的制備
1．從海水中提取溴
（1）常規(guī)流程
（2）其他流程：濃縮→氧化→富集→提取
①步驟②硫酸的作用：使平衡Cl2+H2OH++Cl－+HClO逆向移動(dòng)，減少Cl2的溶解
②步驟③的離子方程式：Br2+SO2+2H2O4H++SO42－+2Br－
2．從海帶中提取碘
（1）灼燒操作
（2）萃取和分液操作
①儀器：梨形分液漏斗和燒杯
②操作順序：振蕩和靜置之間的步驟是放氣
③分液時(shí)，先打開分液漏斗上端的活塞，以保證漏斗內(nèi)的液體能夠流出
④分液時(shí)，下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出
⑤萃取劑不能選用酒精和裂化汽油
（3）蒸餾實(shí)驗(yàn)
①實(shí)驗(yàn)裝置和儀器
②蒸餾燒瓶規(guī)格的選擇：液體體積占燒瓶容積的1/3
③溫度計(jì)水銀球的位置：蒸餾燒瓶支管口處
④冷卻水的進(jìn)出口：下進(jìn)上出，采用逆流原理冷卻效果好
⑤蒸餾過程：開始時(shí)，先通冷凝水，再加熱；結(jié)束時(shí)，先停熱，再停通冷凝水
⑥防暴沸方法：預(yù)先加入沸石或碎瓷片或用磁力攪拌器
⑦忘記加沸石：先停熱，再冷卻，后補(bǔ)加
二、鹵素離子的檢驗(yàn)
1．硝酸銀-稀硝酸法
（1）流程：X－eq \(--------------→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5(硝酸銀溶液))有色沉淀
（2）現(xiàn)象
①白色沉淀含Cl－
②淺黃色沉淀含Br－
③黃色沉淀含I－
2．置換-萃取法
3．氧化-淀粉法（I－的特殊檢驗(yàn)方法）
（1）流程：I－eq \(---------→,\s\up7(氧化劑),\s\d5())I2eq \(-------→,\s\up7(淀粉),\s\d5(溶液))變藍(lán)
（2）氧化劑：氯水、氯化鐵溶液、酸性的雙氧水
①Cl2：Cl2+2I－2Cl－+I2
②FeCl3：2Fe3++2I－2Fe2++I2
③H2O2：H2O2+2I－+2H+I2+2H2O
氯
溴
碘
單質(zhì)
黃綠色
深紅棕色
紫黑色
鹵水
淺黃綠色
橙色
褐色
有機(jī)溶劑
黃綠色
紅棕色
紫紅色
液氯
新制氯水
久置氯水
分類
純凈物
混合物
混合物
顏色
黃綠色
淺黃綠色
無色
微粒種類
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl－、ClO－、OH－
H2O、H+、Cl－、OH－
化學(xué)性質(zhì)
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性