高一化學必修一知識點:開發(fā)海水中的鹵素資源

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【知識梳理】
    一、氯氣的化學性質
    氯的原子結構示意圖為:,最外層有7個電子,故氯原子容易得到一個電子而達
    到8電子飽和結構,因此Cl2突出表現(xiàn)的化學性質是得電子的性質,即表現(xiàn)強氧化性,如
    Cl2能氧化:
    ①金屬(Na、Al、Fe、Cu等);
    ②非金屬(H2、P等);
    ③某些化合物(Br-、I-、SO2、Fe2+、SO32-等)。
    (1)跟金屬反應
    2Na+Cl2點然2NaCl(產(chǎn)生白煙);Cu+Cl2點然CuCl2(產(chǎn)生棕黃色的煙)
    2Fe+3Cl2點然2FeCl3(產(chǎn)生棕色的煙,溶于水呈黃色)
    (2)跟非金屬反應
    H2+Cl2點燃或光照2HCl
    點燃:發(fā)出蒼白火焰,瓶口有白霧;光照:會發(fā)生爆炸
    2P+3Cl2點燃2PCl3(霧,Cl2不足);2P+5Cl2點燃2PCl5(煙,Cl2充足)
    (3)與水反應:Cl2+H2O=HCl+HClO(HClO是一種不穩(wěn)定的弱酸,但具有強氧化性。)
    【說明】a.氯水通常密封保存于棕色試劑瓶中(見光或受熱易分解的物質均保存在棕色試劑
    瓶中)。
    b.Cl2能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅,后褪為白色。
    (4)與堿反應:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
    2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
    漂粉精、漂白粉的漂白原理:Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO;
    Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
    (5)與某些還原性物質的反應:
    Cl2+2KI=2KCl+I2(用濕潤的淀粉KI試紙檢驗Cl2)
    2FeCl2+Cl2=2FeCl3
    Cl2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HCl
    二、氯氣的實驗室制法
    1、反應原理:用強氧化性物質(如MnO2、KMnO4等)和濃鹽酸反應。
    4HCl(濃)+MnO2△MnCl2+2H2O+Cl2↑
    2、實驗裝置:根據(jù)反應原理和氣體凈化、收集、尾氣處理等實驗步驟及常見儀器的性能,制備干燥、純凈的Cl2。三、氯、溴、碘的比較
    1、氯、溴、碘單質的物理性質
    鹵素單質分子式Cl2Br2I2
    物理性質常溫下顏色、狀態(tài)黃綠色氣體,易液化深棕紅色液體,易揮發(fā)紫黑色固體,能升華
    溶解性能溶于水(1:2.5)微溶于水,易溶于有機溶劑微溶于水,易溶于有機溶劑
    熔沸點逐漸升高
    2、原子結構相似性:最外層電子數(shù)都是7個,易得一個電子形成八電子的穩(wěn)定結構。
    鹵化銀(除AgF外)都難溶于水和酸性溶液
    鹵素單質分子式Cl2Br2
    化學性質與氫氣反應反應條件和程度光照時劇烈反應且爆炸高溫條件下較慢化合
    氫化物穩(wěn)定性
    與金屬反應能跟大多數(shù)金屬反應(除金、銀、鉑外),有時需要加熱
    與水反應Cl2 + H2O=HCl + HClO
    (2HClO 光照 2HCl + O2↑)
    與堿反應氯、溴、碘單質都能與強堿溶液反應
    (如NaOH:X2+2NaOH=NaX+ NaXO+ H2O)
    置換能力Cl2 +2KBr=2KCl+ Br2
    Cl2 +2KI=2KCl+ I2
    元素的非金屬性強 弱
    單質的氧化性強 弱
    離子的還原性弱 強
    鹵化銀(除AgF外)都難溶于水和酸性溶液
    3、鹵族元素在化學性質上的遞變性
    ①非金屬性與單質氧化性逐漸減弱。
    ②鹵離子還原性逐漸增強。
    ③與H2化合或與水反應由易到難。
    ④氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱,還原性與酸性逐漸增強。
    ⑤價氧化物的水化物酸性逐漸減弱。
    ⑥前面元素的單質能把后面元素單質置換出來。