无机元素测试一卤素

无机元素测试一（卤素）

i．（1）KMnO4的氧化性比MnO2强得多，实验室也可以用KMnO4溶液和盐酸反应制取Cl2，反应方程式为。

（2）历史上曾用“地康法”制备氯气。这一方法是用CuCl2作催化剂，在450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。这一反应方程式为；（3）化学实验中检验是否有Cl2产生常用湿润的淀粉－KI试纸。但如果将试纸长时间放在产生Cl2的导管口，发现试纸变蓝后又变为无色。写出先后发生的两个氧化还原方程式：

。ii．目前，科学家致力于研制高效、安全、无毒的饮用水的消毒剂。

①近年来，某些自来水厂在用液氯进行处理的同时还加入少量液氨，其反应的化学方程式为：NH 3＋HClO H2O＋NH2Cl（一氯氨）

NH2Cl较HClO稳定。加液氨能延长液氯杀菌时间的原因是

。

氯胺（NH2Cl）在中性或酸性条件下是一种强消毒杀菌剂，常用于城市自来水消毒。根据水解原理，你认为主要发生的化学方程式为。

②科研人员发现在用液氯消毒的饮用水中，含微量对人体有潜在危害作用的含氯化合物。世界环保联盟即将全面禁止在自来水中加氯气，推广采用广谱性高效杀菌消毒二氧化氯（ClO2，黄绿色气体）。目前欧洲和我国主要采用Kesting法（原料为氯酸钠和盐酸）制ClO2，该法的缺点是同时产生Cl2（占ClO2体积的一半），产物纯度低。

（1）试写出该法制ClO2的化学反应方程式。

（2）Cl2和ClO2都是通过氧化作用杀菌消毒，试计算在相同质量时，ClO2的氧化能力是Cl2的倍。

（3）新型自来水消毒剂ClO2还可由KClO3在H2SO4存在下与甲醇反应制备。写出反应的化学方程式。。iii．公安部门曾使用以下的方法来显示人的指纹：

（1）取一个蒸发皿，加入少量碘酒，并微微加热，将留有手印的白纸放在蒸发皿上，一会儿就显示出指纹。其原因是什么？

（2）将硝酸银溶液小心地涂在留有指纹的纸上，再用光照，在纸上也会显示出黑色的指纹。其原因是什么？

iv．A、B、C都是可溶于水的固体物质。A受热分解得无色气体D和白色固体E，E的水溶液和AgNO3溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。固体B受热也得到无色气体D，同时得到两种固体的混合物，向此混合物中加入水后过滤得到不溶于水的黑色固体物质F，将滤液蒸干得到固体物质C。F对A的分解有催化作用。向固体A、B、C、F中加入浓盐酸，都有黄绿色气体G生成，其中B、C的反应产物完全相同。根据以上信息推出A、B、C、D、E、F、G各为何物？

v．漂白粉Ca(ClO)2·2CaCl2·Ca(OH)2·2H2O具有漂白作用，漂白物料时常采用以下操作：（1）将需漂白的物料浸放在漂白粉溶液中，然后取出暴露在空气中；

（2）物料放在稀盐酸或稀硫酸中浸洗；

（3）最后将物料放在硫代硫酸钠溶液中浸洗，取出放在空气中干燥即成。

试写出与每个步骤相关的反应方程式。

vi．二氧化氯（ClO?）是一种黄绿色到橙黄色的气体，是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂，极易溶于水，沸点11℃。制备它的一种方法是电解NaCl溶液，用电解产物制成NaClO3，然后用草酸还原NaClO3制得ClO2。

（1）写出NaCl溶液电解反应的化学方程式。

（2）写出制备NaClO3的化学反应方程式并注明反应条件。

（3）写出NaClO3与草酸反应的化学方程式。

（4）若电流强度为1000安培，电解8.0小时，能制备多少千克ClO2？（需计算过程）（5）如何分离ClO2？反应后剩余溶液能否再利用？

（6）我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠（NaClO2）的柱内制得ClO2，表示这一反应的化学方程式是。

vii．某元素X的氧化物很多，其中常见的有A、B两种。

（1）A为黄绿色气体，氧含量为47.44%，可用于漂白木浆和水处理，A在液态和浓缩的气态时具有爆炸性，该气体为（化学式）；

（2）B为黄棕色气体，氧含量为18.41%，当加热或遇电火花时会发生爆炸，该气体为（化学式）；

（3）写出气体A与NaOH反应的化学方程式。由于工业上大量使用的A具有爆炸性，A适宜存放在（填“酸”或“碱”）性溶液中。（4）用SO2还原X的＋5价的盐，可制得A，写出该反应的离子方程式

viii．正高碘酸的制备是先在碱性的碘酸盐溶液中通入Cl2，得到Na2H3IO6白色沉淀；将生成的悬浮液与AgNO3作用，得到黑色的Ag5IO6沉淀；往沉淀中再通入适量Cl2，得到

H5IO6。写出各步反应方程式：

正高碘酸在真空中加热可逐步失水，转化为HIO4，则IO65－和IO4－的空间构型和中心原子的杂化类型分别为

在HNO3酸化MnSO4溶液中加入HIO4溶液，溶液立即呈现出紫色，写出反应方程式：。ix．工业上从海水中提取单质溴可采用如下方法：

（1）向海水中通入Cl2将海水中的溴化物氧化，其离子方程式为

（2）向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出，用纯碱溶液吸收，其化学方程式为

（3）将（2）所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴，再用有机溶剂提取溴后，还可得到副产品Na2SO4。这一过程可用化学方程式表示为

（4）这样得到的溴中还混有少量Cl2，除去的方法是

x．很长一段历史时期，人们认为溴不会呈现＋7价。1968年有位化学家用发现不久的XeF2和HBrO3反应，首先制出BrO4－离子，随后在1971年用XeF2和KOH、KBrO3的水溶液反应，得到了很纯的KBrO4晶体。

（1）已知XeF2跟水反应放出氙气和氧气，氟以化合态存在于溶液中，试写出化学反应方程式，氧化剂是，被氧化的元素有。

（2）写出XeF2和含KOH、KBrO3的水溶液反应得到KBrO4晶体的反应方程式。

（3）根据上述信息指出高溴酸根的稳定性和溶液的pH值的关系。

xi．1971年，斯图杰尔和阿佩里曼成功地合成了次氟酸。他们是在0℃以下将氟从细冰末上面通过，得到毫克量的次氟酸。已知次氟酸的分子组成与次氯酸类似，分子中原子间亦以共价键结合。

（1）写出次氟酸的结构式；

（2）写出上述制取次氟酸的化学方程式；

（3）次氟酸根很不稳定，试预测其受热分解的可能途径，用化学方程式表示；

（4）次氟酸在刹那间能完成与热水的反应，此时得到的溶液，既表现氧化性（对于I－），又表现有还原性（对于MnO4－），可推测次氟酸与热水反应的产物中含有（化学式）。

xii．在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入少量的稀硫酸，溶液立即变蓝，有关反应的离子方程式是；在上述溶液中加入足

量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失，有关反应的离子方程式是。从以上事实可知，ClO－、I2、SO42－的氧化性由弱到强的顺序是。xiii．碘大多以NaIO3的形式存在于海草、油田盐水和智利硝石中，制取碘的原理是用NaHSO3还原IO3－，再用升华法精制即可得纯I2。写出该反应的化学方程式。

xiv．在合成氨工业中，用I2O5来定量测量CO的含量，其反应方程式为

I2O4和I4O9是离子化合物，试用离子式表示之。xv．往无色KI溶液中逐滴滴加酸性高锰酸钾溶液，观察到溶液先呈黄色，后逐渐出现棕色，然后棕色又消失，接着又有棕黑色浑浊，最后溶液呈紫色。写出各步反应方程式并解释颜色变化原因。

xvi．氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2的的化学性质和卤素很相似，化学上成为“拟卤素”。它们阴离子的还原性强弱为：Cl－＜Br－＜CN－＜SCN－＜I－。试写出：

（1）(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式。（2）KBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2反应的离子方程式为。xvii．(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等皆为拟卤素的单质，有关的性质与卤素单质相似，而成为阴离子时，与卤素阴离子的性质也相似。现将几滴KSCN溶液滴入Fe3＋溶液中，溶液立即变成红色，将此红色溶液分成两份，一份中加入KMnO4后红色褪去，其离子方程式为，向另一份红色溶液中通入二氧化硫气体时红色也消失，再滴加KMnO4溶液，其紫红色也褪去，有关的离子方程式为

xviii．对含有农药、染料、酚、氰化物，以及引起色度、臭味的废水，常用化学氧化法进行处理。所用的氧化剂有氯类（如液氯、漂白粉、次氯酸钠等）和氧类（如空气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等）。一个典型实例是用氯氧化法处理含有剧毒的氰化物（含CN－离子）的废水。在碱性条件下（pH＝8.5～11），氯气可将氰化物中CN一氧化为比它毒性小一千倍的氰酸盐（含CNO－）。

（1）写出含CN－废水中用氯气氧化，生成氰酸盐时的离子方程式；

若使含CNO一废水中再投入氯气可使CNO一转化为无毒的气体等，写出这个反应的离子方程式；

（2）在用液氯不便的地区，可用漂白粉处理含CN一的废水，若将其氧化为CNO－。写出反应的离子方程式。

xix．在酸性溶液（H2SO4）中，KBrO3能把KI氧化为KIO3，本身可还原为Br2，KIO3与KI反应生成I2。现在酸性溶液中混合等物质的量的KBrO3和KI，生成哪些氧化还原产物？写出相应的反应方程式，这些氧化还原产物的物质的量比为多少？

无机元素测试一（卤素）2.15 参考答案

i （1）2KMnO 4＋16HCl ＝2KCl ＋2MnCl 2＋5Cl 2↑＋8H 2O

（或2MnO 4－＋16H ＋＋10Cl －＝2Mn 2＋＋5Cl 2↑＋8H 2O ）

（2）4HCl ＋O 2????→?C

CuCl o 450/22H 2O ＋2Cl 2↑

（3）2KI ＋Cl 2＝2KCl ＋I 2 I 2＋5Cl 2＋6H 2O ＝2HIO 3＋10HCl

ii （1）把HClO 转化为NH 2Cl 储存起来，而NH 2Cl 较稳定，当水中HClO 减少时，NH 2Cl

再转化为HClO ，延长杀菌时间。NH 2Cl ＋H 2O ＝NH 3＋HClO

（2）2NaClO 3＋4HCl ＝2ClO 2↑＋Cl 2↑＋2NaCl ＋2H 2O 2.63

（3）6KClO 3＋CH 3OH ＋3H 2SO 4＝6ClO 2↑＋CO 2↑＋3K 2SO 4＋5H 2O

iii （1）纸上留有手指上的油脂，I 2溶于油脂，故显示指纹；

（2）纸上汗渍中的NaCl 与AgNO 3反应。Cl －＋Ag ＋＝AgCl ↓，

AgCl 光解产生灰黑色银粉：2AgCl 2Ag ＋Cl 2↑

iv A 是KClO 3，B 是KMnO 4，C 是K 2MnO 4，D 是O 2，E 是KCl ，F 是MnO 2，G 是Cl 2。 v （1）Ca(ClO)2＋CO 2＋H 2O ＝CaCO 3＋2HClO HClO 2HCl ＋O 2↑

（2）ClO －＋Cl －＋2H ＋＝Cl 2↑＋H 2O

（3）S 2O 32－十4Cl 2＋5H 2O ＝2SO 42－＋8Cl －＋10H ＋

vi （1）2NaCl ＋2H 2O ＝ NaOH ＋Cl 2↑＋H 2↑

（2）3Cl 2＋6NaOH （热）＝NaClO 3＋5NaCl ＋3H 2O

（3）KClO 3＋H 2C 2O 4＝K 2CO 3＋2ClO 2＋CO 2↑＋H 2O

（4）n(e)＝298.4mol n(Cl 2)＝149.2mol n(ClO 2)＝49.73mol m(ClO 2)＝3.354kg

（5）低温减压蒸馏出ClO 2。剩余溶液可回收作电解液。

（6）2NaClO 2＋Cl 2＝2NaCl ＋2ClO 2

vii （1）ClO 2

（2）Cl 2O

（3）2ClO 2＋2NaOH ＝NaClO 2＋NaClO 3＋H 2O 碱

（4）SO 2＋2ClO 3－＝2ClO 2＋SO 42－

viii NaIO 3＋Cl 2＋3NaOH ＝Na 2H 3IO 6＋2NaCl

Na 2H 3IO 6＋5AgNO 3＋3NaOH ＝Ag 5IO 6＋5NaNO 3＋3H 2O

4Ag 5IO 6＋10Cl 2＋10H 2O ＝4H 5IO 6＋20AgCl ＋5O 2

IO 65－ 正八面体 sp 3d 2 IO 4－ 正四面体 sp 3

2Mn 2＋＋5IO 4－＋3H 2O ＝2MnO 4－＋5IO 3－＋6H ＋

ix （1）Cl 2＋2Br －＝2Cl －＋Br 2

（2）3Br 2＋6Na 2CO 3＋3H 2O ＝5NaBr ＋NaBrO 3＋6NaHCO 3

（3）5NaBr ＋NaBrO 3＋3H 2SO 4＝3Br 2＋3Na 2SO 4＋3H 2O

（4）加入NaBr 溶液

x （1）2XeF 2＋2H 2O ＝2Xe ↑＋O 2↑＋4HF 2XeF 2 O

（2）XeF 2＋2KOH ＋KBrO 3＝Xe ↑＋KBrO 4＋2KF ＋H 2O

（3）溶液pH 值越高，溶液越稳定。

xi （1）H －O －F （2）F 2＋H 2O ＝HFO ＋HF （3）2HFO ＝2HF ＋O 2 （4）H 2O 2

xii ClO －＋2I －＋2H ＋＝I 2＋Cl －＋H 2O

SO 32－＋I 2＋H 2O ＝SO 42－＋2H ＋＋2I －

SO 42－、I 2、ClO －

xiii 2NaIO 3＋5NaHSO 3＝I 2＋2Na 2SO 4＋3NaHSO 4＋H 2O

xiv I 2O 5＋5CO ＝5CO 2＋I 2 IO +(IO 3-)、 I(IO 3)3

xv 2KMnO

＋10KI＋8H2SO4＝6K2SO4＋2MnSO4＋5I2＋8H2O I2＋I－I3－

刚反应时，[I－]较大，先呈现I3－的颜色，随着I－的消耗，平衡又左移，呈现I2的颜色。

2KMnO4＋I2＋2H2SO4＝2KIO3＋2MnSO4＋2H2O 由于I2被氧化而得到无色溶液。

3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O＝5MnO2↓＋4H＋

最后MnO2沉淀后，溶液为KMnO4的颜色。

xvi (CN)2＋2KOH＝KCNO＋KCN＋H2O （2）2SCN－＋(CN)2＝(SCN)2＋2CN－

xvii 10Fe(SCN)2＋＋2MnO4－＋16H＋＝10Fe3＋＋2Mn2＋＋5(SCN)2＋8H2O

SO2＋2H2O＋2Fe(SCN)2＋＝2Fe2＋＋2SCN－＋SO42－＋4H＋、用Fe(SCN)3代替也可

8H＋＋5Fe2＋＋MnO4－＝5Fe3＋＋4H2O＋Mn2＋、

2MnO4－＋10SCN－＋16H＋＝2Mn2＋＋5(SCN)2＋8H2O

xviii （1）CN－＋2OH－＋Cl2＝CNO－＋2Cl－＋H2O

（2）2CNO－＋3Cl2＋4OH－＝2CO2＋N2＋6Cl－＋2H2O

（3）CN－＋ClO－＝CNO－＋Cl－

xix Br2︰I2︰KIO3＝15︰3︰24