一、一周课程概述

　　本周讲述第一节和第二节的部分内容，包括 Cl2 的实验室制法， Cl2 的工业制法，氯离子的检验，卤素的原子结构特点，卤素单质的物理性质、化学性质。

二、重难点知识剖析

（一）、氯气的实验室制法

1 、反应原理

　　MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（1） 离子方程式为 MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

（2） 不能用稀盐酸，只能用浓盐酸，因为稀盐酸的还原性比浓盐酸弱。

（3）可用 KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2 等氧化剂来代替 MnO2，其中实验室常用 KMnO4 与浓 HCl 反应（不需加热）来快速制取少量 Cl2。

　　2KMnO4＋16HCl（浓）＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

　　

　　K2Cr2O7＋14HCl（浓）＝2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O

　　Ca(ClO)2＋4HCl（浓）＝CaCl2＋Cl2↑＋2H2O

2 、反应装置 固＋液气

（1）气体发生装置使用的主要仪器有铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管

（2）一套完整的制气装置应包括四个部分

　　

3 、净化和干燥

　　用饱和食盐水吸收 Cl2 中的 HCl, 用浓 H2SO4 吸收 Cl2 中的 H2O(g) ，且吸收 HCl 在前，吸收 H2O(g) 在后。

4 、收集方法

　　（1）向上排空气法

　　（2）排饱和食盐水法（Cl2 在饱和食盐水中溶解度较小）

5 、验满

　　（1）湿润的 KI 淀粉试纸（若变蓝，则收集满了）

　　（2）湿润的蓝色石蕊试纸（若先变红，后褪色，则收集满了）

6 、尾气吸收

　　用 NaOH 溶液吸收多余的 Cl2：Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O

（二）、氯气的工业制法

　　电解饱和食盐水 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

　　电解熔融的 NaCl　2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑

（三）、氯离子的检验

1 、试剂

　　AgNO3 溶液和稀 HNO3。其中稀 HNO3 的作用是排除 CO32－等的干扰。

　　2Ag＋＋CO32－＝Ag2CO3↓　　Ag2CO3＋2H＋＝2Ag＋＋CO2↑＋H2O

2 、原理

　　Ag＋＋Cl－＝AgCl↓　　AgCl不溶于稀 HNO3

3 、方法

　　在被检测液中滴加 HNO3 酸化的 AgNO3 溶液 , 如产生白色沉淀，即可判断该溶液中含有 Cl－。

（四）、卤素的原子结构特点

注：砹（At）是放射性元素，一般不作研究。

相同点：最外层电子层上都有 7 个电子。

不同点：从 F 到 I ，核电荷数逐渐增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。

（五）卤素单质的物理性质

　　F2—淡黄绿色气体　　　　　 Cl2—黄绿色气体

　　Br2—深红棕色液体　　　　　I2—紫黑色固体

1 、相似性

　　都有颜色和毒性，不易溶于水（除 F2 外），易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂。下表列出了显色情况：

注：

　　（1）有机溶剂中密度比水小的有苯、汽油、酒精等，密度比水大的有 CCl4、CS2等。以上溶剂中只有酒精易溶于水，其余均难溶于水。

　　（2）溶液的颜色随浓度的增大而加深。

　　（3）上表所列颜色变化情况比较复杂，常说的颜色为：溴水为黄色，溴溶解在有机溶剂中为橙红色，碘水为黄色，碘溶解在苯、汽油、四氯化碳中为紫色，碘溶解在酒精中（即碘酒）为褐色。

2 、递变性

　　按 F2、Cl2、Br2、I2 的顺序，单质的颜色逐渐加深；状态由气态变化到液态，再变化到固态；熔、沸点逐渐升高；在水中的溶解度逐渐减小（F2除外）。

3 、特性

（1）液溴是深红棕色液体，且易挥发

　　液溴应密封保存，如果把溴存放在试剂瓶里，需加水液封，以减少挥发。盛溴的试剂瓶不能用橡皮塞（Br2 可腐蚀橡胶）。

（2）碘易升华—常用于分离、提纯I2

　　碘用棕色试剂瓶盛装，并放在阴凉处。

（六）卤素单质的化学性质

1 、与金属的反应

　　2Fe＋3Cl22FeCl3

　　2Fe＋3Br22FeBr3

　　Fe＋I2FeI2

　　由铁元素的化合价可知：I2的氧化性比Cl2、Br2 都弱。

　　Zn＋I2ZnI2

　　现象：有紫烟生成。

　　原因：H2O作催化剂，反应放热，使碘升华。

2 、与氢气的反应

　　H2＋F2＝2HF（在暗处剧烈化合并发生爆炸）

　　H2＋Cl22HCl（光照条件下可发生爆炸）

　　H2＋Br22HBr（在 500 ℃时才能反应）

　　H2＋I22HI（不断 加热的条件下才能缓慢反应）

　　（1）按 F2、Cl2、Br2、I2的顺序，它们与 H2 化合渐难

　　（2）生成物的 热稳定性

　　　　

（3）可逆反应

　　正反应：向生成物方向进行的反应。

　　逆反应：向反应物方向进行的反应。

　　可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。

　　例：H2＋I22HI ，两个反应均为可逆反应。

　　2H2＋O22H2O ， 2H2O2H2↑＋O2↑这两个反应由于不在同一条件进行，故不是可逆反应。

3 、与水的反应

　　2F2＋2H2O＝4HF＋O2

　　Cl2＋H2O＝HCl＋HClO

　　Br2＋H2O＝HBr＋HBrO

　　I2＋H2O＝HI＋HIO

（1）按 F2、Cl2、Br2、I2 的顺序，它们与水反应剧烈程度逐渐减弱

（2）氢卤酸的酸性

　　

4 、与碱的反应

　　2F2＋2NaOH＝2NaF＋OF2↑＋H2O

　　X2＋2NaOH＝2NaX＋NaXO＋H2O（X＝Cl、Br、I）

　　X2＋6KOH（浓）5KX＋KXO3＋3H2O

5 、卤素单质间的置换反应

　　

　　（1） F2 能与水反应放出 O2，故 F2 不能从卤素化合物的水溶液中置换出卤素单质

　　

6 、碘与淀粉的反应——碘的特性

　　碘遇淀粉呈现特殊的蓝色，加热后蓝色消失，冷却后溶液又重新呈现出蓝色。

总结：卤素性质的相似性和递变性

1 、相似性

　　（1）卤素都呈现非金属性，单质具有一定的氧化性，均能与金属、非金属、水和碱溶液反应。

　　（2）常见的化合价有－1、0、＋1、＋3、＋5、＋7（氟无正价）

　　（3）均能形成气态氢化物（HX）

　　（4）最高价氧化物对应的水化物（HXO4）为酸（F 除外）

2 、递变性

　　按 F 、 Cl 、 Br 、 I 的顺序，元素的非金属性逐渐减弱，单质（X2）的氧化逐渐减弱，卤离子（X－）的还原性逐渐增强，卤化氢（HX）的还原性逐渐增强，单质（X2）与 H2 化合逐渐困难，气态氢化物（HX）的热稳定性逐渐减弱，最高价含氧酸（HXO4） [F 除外 ] 的酸性逐渐减弱，氢卤酸（HX）的酸性逐渐增强。

　　以上相似性、递变性的原因为卤素原子最外层的电子数为 7 ，且按 F、Cl、Br、I 的顺序，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱。

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