氯、溴、碘及其化合物
一、选择题
1．下列叙述，正确的是 ( )。
①氯气的性质活泼，它与氢气混合后立即发生爆炸
②实验室制取氯气时，为了防止环境污染，多余的氯气可以用氢氧化钙溶液吸收
③新制氯水的氧化性强于久置氯水
④检验HCl气体中是否混有Cl2，方法是将气体通入硝酸银溶液
⑤除去HCl气体中的Cl2，可将气体通入饱和食盐水
A．①②③ B．②③④ C．③ D．③⑤
解析 氯气与氢气混合，达到爆炸极限，在点燃或光照的条件下才能发生爆炸，①错，氢氧化钙溶液中溶质浓度小，实验中用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，②错，排除A、B项；HCl气体与AgNO3溶液也可产生沉淀，④错；将气体通入饱和食盐水，除去的是HCl气体，而不是Cl2，⑤错，排除D项。
答案 C
2．下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是( )
①氯气 ②液氯 ③新制氯水 ④氯气的酒精溶液
⑤盐酸 ⑥盐酸酸化的漂白粉溶液
A．③⑥ B．①②③④
C．②④⑤ D．①②③④⑥
解析 能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的物质，应具有酸性和漂白性等性质。
在题中所给的物质①、②中只存在Cl2分子，其既无酸性，又无漂白性。④中存在的是Cl2分子和乙醇分子，也没有酸性和漂白性。⑤中只存在H＋和Cl－及水分子，其只能使试纸变红，却不能使之褪色。只有③新制氯水和⑥盐酸酸化的漂白粉溶液，因溶液中存在H＋和HClO，符合要求。
答案 A
3．在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一定正确的是( )
A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色。说明溶液中有Cl2存在
B．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在
C．加入盐酸酸化，再加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明氯水中有Cl－存在
D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO分子存在
解析 氯水中存在三种分子：Cl2、HClO、H2O，四种离子：Cl－、ClO－、H＋、OH－，其中HClO具有漂白性，能使有色布条褪色；氯水中含有氯气分子，溶液呈黄绿色，往溶液中加入NaOH溶液，Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO而使氯水的黄绿色消失； 加入盐酸酸化，就会往溶液中引入Cl－，再加入AgNO3产生白色沉淀，不能说明氯水中有Cl－存在。
答案 B
4．下列能够检验出KI中是否含有Br－的实验是 ( )。
A．加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br－
B．加入酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色是否褪去
C．加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则有Br－
D．加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取无色的水层并加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，则含有Br－
解析 A项，在KI中加入足量新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有溴离子；B项，溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色；C项，加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层可能是萃取单质碘而显色，并没有溴单质产生。
答案 D
5．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，浓盐酸就可全部被消耗
B．Ⅱ图中：量筒中发生了加成反应
C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟
D．Ⅳ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
解析 A项中即使MnO2过量，浓盐酸中的HCl也不能完全消耗，因为MnO2与稀盐酸不反应，该项说法错误；B项中发生的应是取代反应；C项中应生成棕黄色的烟；D项中：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，在含有NaCl和NaClO的溶液中加入H2SO4，
发生反应Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。
答案 D
6．碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－的形式存在，几种微粒
之间有如图所示关系，根据图示转化关系推测下列说法不正确的是 ( )。
A．可用KI
淀粉试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘
B．足量Cl2能使湿润的KI＋10HCl
淀粉试纸变白的原因可能是：5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3
C．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2＞I2＞IO－3
D．途径Ⅱ中若生成1 mol I2，反应中转移的电子数为10NA
－解析 加碘盐中含有IO－3，其在酸性条件下可被I还原生成I2，使淀粉呈现蓝色，选
项A正确；图示转化关系中，氯气可以将I－氧化为I2，也可以将
－I－氧化为IO－3，B正确；由途径Ⅰ和Ⅲ可知Cl2的氧化性大于I2、IO3，再由途径Ⅱ可－知IO－3的氧化性大于I2，故氧化性的强弱顺序为Cl2＞IO3＞I2，选项C错误；根据转化关
－系得出：2IO－3～I2～10e，选项D正确。
答案 C
7．向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。已知：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－、2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，则下列有关说法中，不正确的是( )。
A．还原性：I－＞Fe2＋＞Br－
B．原混合溶液中FeBr2的物质的量为6 mol
C．当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为：2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－
D．原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3
解析 本题通过氯气与FeI2、FeBr2混合溶液的反应考查卤素离子及亚铁离子还原性的比较、根据还原性强弱判断离子反应方程式的正误、读图分析能力等。选项A中还原性强弱顺序正确；根据图像分析，原溶液中n(I－)为2 mol，n(Fe2＋)为4 mol，n(Br－)为6 mol，即n(FeI2)为1 mol，n(FeBr2)为3 mol，选项B错误，选项D正确；根据还原性强弱可知，通入Cl2时I－最先被氧化，其次氧化Fe2＋，Br－最后被氧化，当通入2 mol Cl2时，被氧
化的为2 mol I－和2 mol Fe2＋，选项C离子方程式正确。
答案 B
二、非选择题
8．某同学用200 mL 12 mol·L－1浓HCl和足量MnO2缓缓加热来制取Cl2，并将生成的Cl2通入FeBr2溶液和FeI2溶液中来探究Fe2＋、Br－和I－的还原性强弱。请回答下列问题：
(1)写出制取Cl2的化学方程式_______________________________________________。
(2)将少量的Cl2通入FeBr2溶液中，溶液由浅绿色变为棕黄色，则该反应的离子方程式为______________________________________________________________________。
(3)若将等物质的量的Cl2和FeI2充分反应，再向所得溶液中滴加KSCN溶液，无血红色物质生成，则Fe2＋、Br－和I－的还原性由强到弱的顺序_________________________。
(4)若将4.48 L(标准状况下)氯气通入800 mL碘化亚铁溶液中，充分反应后，测得溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量浓度相等，则原碘化亚铁溶液的物质的量浓_______________。
解析 (2)Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋，说明Cl2氧化性大于Fe3＋。
(3)Cl2氧化I－而未氧化Fe2＋，说明I－还原性大于Fe2＋。
(4)设FeI2的物质的量为x mol，则氧化I－需用Cl2 x mol，氧化Fe2＋所用的Cl2为(0.2
－x)mol，生成的Fe3＋为2(0.2－x)mol，则由溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量浓度相等知2(0.2－x)＝x－2(0.2－x)，解得x＝0.16，c＝0.16 mol/0.8 L＝0.2 mol·L－1。
△
答案 (1)MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－
(3)I－＞Fe2＋＞Br－
(4)0.2 mol·L－1
－9．以粗盐(主要成分为NaCl，含少量Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO24等)为原料制备亚氯
酸钠(NaClO2)的工艺流程如下(试剂A为依次加入的过量BaCl2、NaOH、Na2CO3溶液)：
回答下列问题：
(1)“精制”过程中，加入过量的Na2CO3的作用是________________。
(2)电解时发生主要反应的离子方程式为____________________________；该过程中有少量有毒气体单质产生，可用碱液吸收，该气体为____________(填化学式)。
(3)二氧化氯发生器中发生的化学反应，其氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(4)吸收塔中发生反应的化学方程式为__________________________；二氧化氯气体和H2O需稍过量，其目的是____________________________。
解析 本题考查了反应条件的选择目的分析、试剂的作用、化学方程式的书写。(1)粗
－盐精制就是除去Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、SO2应先加入NaOH、BaCl2，然后加入Na2CO3，4等，
过滤后加入HCl。其中，Na2CO3一方面要除去溶液中原有的Ca2＋，另一方面要除去过量的Ba2＋。(2)电解步骤是电解NaCl溶液。根据流程图，产物是NaClO3和H2，所以电解电解
反应为：Cl－＋3H2O=====ClO－3＋3H2↑。再结合题目和信息，能产生的有毒单质气体，只有Cl2。(3)在二氧化氯发生器中，NaClO3转化成ClO2，氯元素化合价降低1价，作氧化剂；SO2具有还原性，作还原剂，硫元素化合价升高2价。根据化合价升降相等，可知两者的化学计量数为2∶1。(4)从该步流程图可知，H2O2与ClO2在NaOH作用下转化成NaClO2、O2和H2O。根据化合价升降相等，配平可得：2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2。二氧化氯和H2O2稍过量，一方面能使NaOH完全反应，另一方面固体溶质只有NaClO2，便于结晶时获得较纯的NaClO2，分离方便。
电解
答案 (1)除Ca2＋和过量的Ba2＋ (2)Cl－＋3H2O=====ClO－3＋3H2↑ Cl2 (3)2∶1 (4)2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2 使NaOH完全反应，便于产物提纯
10．饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。某同学运用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：
①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL饱和氯水，充分反应，有少量气
泡产生，溶液的黄绿色褪去；
②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；
③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；
第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。
(1)试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：______________。
(2)写出步骤③中第一份及第二份滤液发生反应的离子方程式：
第一份_________________________________________________________。
第二份_________________________________________________________。
(3)试根据所学知识推测，在②的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为(写化学式)_____________________________。
解析 饱和氯水中存在：Cl2＋H2OHCl＋HClO的平衡体系，加入过量CaCO3
后，2CaCO3＋2HCl===Ca(HCO3)2＋CaCl2，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使HCl浓度降低，平衡右移，Cl2浓度降低，溶液黄绿色褪去；HClO浓度增大，溶液漂白性增强。由于滤液中含有HClO、CaCl2、Ca(HCO3)2等成分，Ca(HCO3)2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀；与HCl反应产生CO2气体；Ca(HCO3)2受热分解生成CaCO3沉淀和CO2气体。
答案 (1)由于饱和氯水中存在：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，
2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的浓度增大
－===CaCO↓＋HO HCO－＋H＋===CO↑＋HO (2)Ca2＋＋HCO－3＋OH32322
(3)CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO
11．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程。
根据上述流程回答下列问题：
(1)混合①中发生反应的化学方程式为________________________________。
(2)混合①中使用冰水的目的是________________________________。
(3)操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是________、________。
(4)混合液②中加入Na2SO3的目的是_________________________________。
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)常带有淡淡的黄色。于是甲、乙两同学设计了简单实验加以探究：甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为________，若假设成立可观察的现象为__________________________。乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为________________________，其用于证明该假设所用的试剂为________。
解析 本题以模拟工业制备氢溴酸为背景，考查制备反应原理、混合物分离提纯的方法、实验的设计、分析能力等。(1)SO2和Br2用冰水混合，二者反应生成H2SO4和HBr。(2)由于Br2具有易挥发性，使用冰水能降低体系温度，防止溴挥发，使反应进行完全。(3)操作Ⅱ是分离沉淀和溶液，用过滤的方法，操作Ⅲ是加热将沸点较低的氢溴酸(溴化氢和水)挥发出去，再收集(冷凝)得到精制的氢溴酸，分离方法为蒸馏。(4)加入Na2SO3可以除去少量未反应的Br2。(5)检验Fe3＋通常选用KSCN溶液，溶液变成血红色；溶液中含有少量单质溴也能使溶液呈淡黄色，可以用CCl4萃取检验，若是Fe3＋则不能被萃取。
答案 (1)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr (2)降低体系温度，防止溴挥发，使反应进行完全 (3)过滤 蒸馏 (4)除去粗产品中未反应完的溴 (5)KSCN溶液 溶液变成血红色 含有Br2 CCl4
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