硅,氯及其化合物的性质综合应用

（一）氯气的性质及用途

1．物理性质:常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。 2．化学性质：氯气是化学性质很活泼的非金属单质—强氧化性

（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属被氧化成高价态） 如：①2Na＋Cl2③2Fe＋3Cl2

点燃 2NaCl（产生白烟）②Cu＋Cl2

点燃 CuCl2（产生棕黄色的烟）

点燃 2FeCl3（产生棕色的烟）注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所

以液氯通常储存在钢瓶中。

（2）与非金属反应，如：①H2＋Cl2

可用于工业制盐酸②2P＋3Cl2（氯气充足，产生白烟）

（3）与水反应：Cl2＋H2O （4）与碱反应：Cl2＋2NaOH 2Cl2＋2Ca(OH)2

HCl＋HClO

NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）

点燃 点燃 2HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——

点燃 2PCl3（氯气不足，产生白雾）2P＋5Cl22PCl5

Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精）

Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理） （5）与某些还原性物质反应 如：①2FeCl2＋Cl2 ②2KI＋Cl2

2FeCl3 ③SO2＋Cl2＋2H2O

2HCl + H2SO4漂白作用消失

2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检）

① 一元弱酸，比H2CO3弱

（二）HClO的基本性质 ② 不稳定，2HClO2HCl + O2↑

③ 强氧化性—可氧化有色有机物质而使其褪色（漂白剂

（三）新制氯水与久置氯水

新制氯水-----氯气溶于水得黄绿色的溶液，存在的微粒有：H2O、Cl2、HClO、H+、Cl、ClO、OH；久置氯水则几乎是盐酸溶液。

（四）氯气的实验室制备

氯气的实验室制法：包括四个基本环节即制备（原料、原理、反应发生装置）、净化（除杂、干燥）、收集（收集方法、验满）、尾气处理。

（1）原理：2Cl

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Cl2↑ MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O

（2）净化： ①除杂：用饱和食盐水除氯化氢气体。其中水可吸收除掉氯化氢，而大量食盐存在可以降低氯气在水中的溶解度。②干燥：用浓硫酸除水。

（3）收集： ①收集方法：向上排空气取气法。②排饱和食盐水法

②验满：湿润的淀粉KI试纸Cl2+2KI褪色。或湿润紫色石蕊试纸先变红后褪色。

（4）尾气处理：用NaOH溶液。

I2+2KCl I2使淀粉变蓝；或湿润有色布条

（5）替代制法：MnO2可被KMnO4、KClO3、NaClO等强氧化剂代替，反应常温即可进行；而浓盐酸可以被氯化钠固体和浓硫酸的混合物替代 （五）卤族元素

1．卤族元素包括 F、Cl、Br、I 、At ，位于元素周期表的 第VII A 族 第2到6周期，随原子序数的递增，呈现出相似性和递变性。 2．卤素及化合物的性质比较 状态 单质物理性质 氟 气 氯 气（易液化） 溴 碘 液（易挥发） 固（易升华） 熔、沸点 熔、沸点逐渐升高 颜色 密度 淡黄绿色 密度逐渐增大 冷暗处 剧烈爆炸 光照 爆炸 加热 缓慢 持续加热 化合同时分解 黄绿色 红棕色 紫黑色 X2与H2化合 X2与H2O化合 水溶性 化合价 含氧酸 条件 程度 反应 程度 2F2+2H2O=4HF+O2 X2 + H2O = HX + HXO 剧烈 反应生成氢氟酸 只有-1价 缓慢 微弱 极弱 水溶性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大 有-1、+1、+3、+5、+7等 有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等 同一价态的酸性依次减弱 AgCl（白） AgBr（淡黄） AgI（黄） 化学式 无含氧酸 强弱程度 颜色 AgF（白） 易溶 难分解 卤化银 水溶性 感光性 均难溶，且溶解度依次减小 见光均易分解，且感光性逐渐增强 3．卤素元素的有关特性

（1）F2遇水发生置换反应，生成HF并放出O2。

（2）HF是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃4HF + SiO2 == SiF4↑ + 2H2O；HF由于形成分子间氢键相互缔合，沸点反常的高。

（3）溴是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封。

（4）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。 （5）AgX中只有AgF溶于水，且不具有感光性 4．卤素间的置换反应及X-离子的检验：

（1）Cl2 + 2Br-

Br2 + 2Cl Cl2 + 2II2 + 2Cl

Br2 + 2I = I2 + 2Br

结论：氧化性：Cl2 > Br2 > I2； 还原性：I> Br > Cl

1甲、乙、丙三种溶液各含一种X-(X-为Cl-、Br-、I-)，甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液 变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有( )

A．Br-、Cl、I ，B．Br、I、Cl ，C．I、Br、Cl

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，D．Cl、I、Br

2氰气的分子式为(CN)2，其性质和卤素相似，称为“类卤素”。以下关于(CN)2的叙述中不正确的是 A．(CN)2化学性质活泼 B．(CN)2不能和NaOH反应

C．(CN)2参加反应时常做氧化剂 D．(CN)2可以和H2反应

3检验稀碘水和稀溴水时，所用的最佳试剂是 ( )

A．淀粉溶液 B．氯水 C．NaOH溶液 D．NaBr溶液 4下列物质属于纯净物的是 （ ）

A．液氯 B．碘酒 C．漂白粉 D．盐酸

5在氯水中加入KI溶液，振荡，再加入CCl4振荡后静置，观察到的现象是( )

A．液体呈紫色 B．液体分两层，上层无色，下层紫色

C．液体分两层，上层紫色，下层无色 D．液体分两层，上下均为紫色

6下列物质的保存方法正确的是( )

A．氢氟酸保存在塑料盖的玻璃瓶中 B．氯水保存在棕色细口瓶中 C．液溴保存在橡皮塞的玻璃试剂瓶中 D．固体碘放在棕色细口瓶中

7能在浓盐酸中大量共存的无色透明的离子组是( )

2+A．Na+、Cl、Ca2+、ClO B．K+、SO24、Mg、MnO4

3+2+++2+2NOSOC．Fe、、Cu、 D．Na、K、Mg、NO3 34

8下列物质的性质比较中错误的是 （ ）

A．溶解性： Na2CO3HCl>HBr>HI C．离子半径： F＜Cl＜Br＜I D．得电子能力：F2>Cl2>Br2>I2

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某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是( )

A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗 B．Ⅱ图中：量筒中发生了加成反应 C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟

DⅣ图中湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中至溶液显酸性结果有Cl2生成

10．F为有磁性的化合物。它们之间存在如下关系(反应中生成的水及次要产物均已略去)：

（1）写出下列物质的化学式：B________，E________。

（2）指出MnO2在相关反应中的作用：反应①中是_______剂，反应②中是_______剂。 （3）若反应①是在加热条件下进行，则A是________(填化学式)；若反应①是在常温条件下进行，则A是________________________(填化学式)；如在上述两种条件下得到等质量的C单质，反应中转移的电子数之比为________。

11．在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如下图：

（1）连接上述仪器的正确顺序是（填各接口处的字母）： 接 ，_____接 ，_____接 ， 接 。

（2）在装置中：①饱和食盐水起的作用是 ，②浓硫酸起的作用是 。 （3）化学实验中检验是否有Cl2产生常用湿润的淀粉－KI试纸。如果有Cl2产生，可观察到的现象是 ，写出反应方程式 。某同学将试纸长时间放在产生Cl2的导管口，在看到以上现象后，发现试纸又变为无色。写出此时发生的氧化还原方程式 。 （4）写出下列化学反应的离子方程式：

①气体发生装置中进行的反应： ；

②尾气吸收装置中进行的反应： 。 12指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～D选项中选择正确答案填入括号内。

高温

①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O( ) ②SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑( ) 高温

③SiO2＋2C=====Si＋2CO↑( ) ④SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O( ) A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B．弱氧化性 C．酸性氧化物的通性 13．在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水

的物质。据此填空。

D．将挥发性的酸酐从其盐中置换出来

(1)写出各物质的化学式： A__________

、

B__________

、

C____________、D__________、

E_________、 F____________。

(2)B与a溶液反应的离子方程式是_________。 (3)A与a溶液反应的离子方程式是__________。

14. 晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；

300℃

②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2；

③SiHCl3与过量的H2在1 000℃～1 100℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。 请回答下列问题：

(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为_______________________________。 (2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸 点57.6℃)和HCl(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl3采用的方法为________________。 (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：

①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 ______________________________________________________。

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________________________________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是________________________________，装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检验实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________________________________________。 ④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是( )

a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液 15现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是（ ）

① SiO2→Na2SiO3 ② CuSO4→CuCl2 ③ SiO2→H2SiO3 ④ CuO→Cu(OH)2 ⑤ Na2O2→Na2SO4

A． ①和② B． ③和④ C． ②③④ D． ②③④⑤