实验一-卤素化学性质实验

实验一卤素元素的化学性质实验

一、教学目标

（一）掌握Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-还原性。

（二）掌握卤素的歧化反应

（三）掌握次氯酸盐、氯酸盐强氧化性

（四）了解氯化氢HCl气体的实验室制备方法

（五）了解卤素的鉴定及混合物分离方法

二、教学的方法及教学手段

讲解法，学生实验法，巡回指导法

三、教学重点

1、区别Cl

2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-还原性。

2、卤素的歧化反应

3、次氯酸盐、氯酸盐强氧化性

四、教学难点

区别Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-还原性；卤素的歧化反应；次氯酸盐、氯酸盐的强氧化性

五、实验原理

卤素系ⅦA族元素，包括氟、氯、溴、碘、砹，其价电子构型ns2np5，因此元素的氧化数通常是—1，但在一定条件下，也可以形成氧化数为+1、+3、+5、+7的化合物。卤素单质在化学性质上表现为强氧化性，其氧化性顺序为：F2 > Cl2 > Br2 > I2。所以，Br-能被Cl2氧化为Br2，在CCl4中呈棕黄色。I2能被Cl2、Br2氧化为I2，在CCl4中呈紫色。

卤素单质溶于水，在水中存在下列平衡：

X2+ H2O === HX + HXO

这就是卤素单质的歧化反应。卤素的歧化反应易在碱性溶液中进行，且反应产物随着温度和碱液浓度的不同而变化。

卤素的含氧酸有多种形式：HXO、HXO2、HXO3、HXO4。随着卤素氧化数的升高，

其热稳定性增大，酸性增强，氧化性减弱。如氯酸盐在中性溶液中没有明显的强氧化性，但在酸性介质中表现出强氧化性，其次序为：BrO3- > ClO3- > IO3-。次氯酸及其盐具有强氧化性。

HCl的还原性较弱，制备Cl2，必须使用氧化性强的KMnO4、MnO2来氧化Cl-。若使用MnO2，则需要加热才能使反应进行，且可控制反应的速度。

六、仪器与药品

试管及试管夹、量筒（1mL）、酒精灯、滴瓶（125mL）、试剂瓶（500mL）、烧杯（250mL）KBr、KCl、KI、CCl4、H2SO4（浓）、NaOH、NaClO、MnSO4、HCl（浓）、KClO3、AgNO3、溴水、品红、酒精、浓氨水、碘伏水、pH试纸、KI-淀粉试纸、醋酸铅试纸、蓝色石蕊试纸。

七、实验内容

（一）卤素单质的氧化性

①取几滴KBr溶液于试管中，再加入少量CCl4，滴加氯水，振荡，仔细观察CCl4层颜色的变化；

②取几滴KI溶液于试管中，再加入少量CCl4，滴加氯水，振荡，仔细观察CCl4层颜色的变化；

③取几滴KI溶液于试管中，再加入少量CCl4，滴加溴水，振荡，仔细观察CCl4层颜色的变化；

结论：

1、反应现象：

2、反应方程式包括：

3、卤素单质的氧化性顺序：__________________________________ 。

（二）Cl-、Br-、I-的还原性

①往干燥试管中加入绿豆粒大小的KCl晶体，再加入0.5mL浓硫酸（浓硫酸不要沾到瓶口处），微热。观察试管中颜色变化，并用湿润的pH试纸检验试管放出的气体。

②往干燥试管中加入绿豆粒大小的KBr晶体，再加入0.5mL浓硫酸（浓硫酸不要

沾到瓶口处），微热。观察试管中颜色变化，并用KI-淀粉试纸检验试管口。

③往干燥试管中加入绿豆粒大小的KI晶体，再加入0.5mL浓硫酸（浓硫酸不要沾到瓶口处），微热。观察试管中颜色变化，并用醋酸铅试纸检验试管口。

结论：

1、反应现象：

2、反应方程式包括：

3、卤素阴离子的还原性顺序：__________________________________ 。

（三）溴、碘的歧化反应

①溴的歧化反应取少量溴水和CCl4于是试管中，滴加2mol/LNaOH溶液使其呈强碱性，观察CCl4层颜色变化；再滴加3mol/LH2SO4溶液使其呈强酸性，观察CCl4层颜色变化。写出反应方程式，并用电极电势加以说明。

结论：

1、反应现象：

2、反应方程式包括：

3、说明

②碘的歧化反应取少量碘水和CCl4于是试管中，滴加2mol/LNaOH溶液使其呈强碱性，观察CCl4层颜色变化；再滴加3mol/LH2SO4溶液使其呈强酸性，观察CCl4层颜色变化。写出反应方程式，并用电极电势加以说明。

结论：

1、反应现象：

2、反应方程式包括：

3、说明

(四) 卤素合氧酸盐的氧化性

（1）次氯酸钠的氧化性

取四支管，均加入0.5mLNaClO溶液，其中1号试管中滴加4 ~ 5滴0.2mol/L的KI 溶液，2号试管中滴加4 ~ 5滴0.2mol/LMnSO4溶液，3号试管中滴加4 ~ 5滴浓盐酸，4号试管中滴加2滴品红溶液。

观察各试管中发生的现象，写出反应方程式。

结论：

1、反应现象：

2、反应方程式：

3、说明

（2）KClO3的氧化性

①取两支管，均加入少量KClO3晶体，其中1号试管中滴加4 ~ 5滴0.2mol/LMnSO4溶液，2号试管中滴加2滴品红溶液。搅拌，观察现象，比较次氯酸盐和氯酸盐氧化性的强弱。

结论：

1、反应现象：

2、反应方程式：

3、次氯酸盐和氯酸盐氧化性的强弱：__________________________________ 。

②取一支试管，加入少量KClO3晶体，加水溶解，再加入0.5mL0.2mol/LKI溶液和CCl4，观察现象；然后再加入少量3mol/L的H2SO4溶液，观察CCl4层现象变化；继续加入KClO3晶体，观察现象变化。用电极电势说明CCl4层颜色变化的原因。

结论：

1、反应现象：

2、反应方程式：

3、说明

(五) 氯化氢HCl 气体的制备和性质

① HCl 的制备 取15 ~ 20g 食盐，放入500mL

圆底烧瓶中，按图1-1将仪器装配好（在通风橱中

进行）。从分液漏斗中逐次注入30 ~ 40mL 浓硫酸。

微热，就有气体发生。用向上排空气法收集生成的

氯化氢气体。

② HCl 的水溶性 用手指堵住收集HCl 气体的

试管口，并将试管倒插入盛水的水槽中，轻轻地把

堵住试管口的手指掀开一道小缝，观察有什么现象

发生？再用手指堵住试管口，将试管自水中取出，

用蓝色石蕊试纸检验试管中的溶液的酸碱性，并用pH 试纸测试HCl 的pH 。 ③ HCl 的鉴定 在上述盛有HCl 的试管中，滴加几滴0.1mol/LAgNO 3溶液，观察有什么现象发生？写出反应方程式。

④ 白烟实验 把滴入几滴浓氨水的广口瓶与充有HCl 气体的广口瓶口对口靠近，抽去瓶口的玻璃片，观察反应现象并加以解释。

结 论：

1、反应现象：

2、反应方程式：

3、说明

（六）卤离子的检验

① 在盛有少量稀盐酸的试管中，滴加几滴AgNO 3溶液，振荡并观察现象。 结 论：

1、反应现象：

图1-1 氯化氢的制备

2、反应方程式：

3、说明

②在三支分别盛有少量NaCl、KBr、KI溶液的试管中，滴加几滴稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，振荡。观察三支试管的现象。

结论：

1、反应现象：

2、反应方程式：

3、说明

③在盛有少量Na2CO3溶液的试管中，滴加几滴AgNO3溶液，振荡。再滴加几滴稀硝酸，振荡。观察现象并解释原因。

如果先滴入稀硝酸，在滴加AgNO3溶液，会有什么现象发生？解释原因。

结论：

1、反应现象：

2、反应方程式：

3、说明

八、设计实验

1、有Cl-、Br-、I-混合物溶液，试设计分离检出方案。

2、有两种钾盐,可能是KI和KClO3，也可能是KI和KIO3，试设计方案加以鉴定。

3、试设计如何从海带中提取单质碘。

4、试设计如何检验含碘盐中所含的碘。

九、注意事项

1、氯气有毒并有刺激性，吸入后会刺激喉管，引起咳嗽、喘息，进行氯气产生的实验，必须在通风橱中操作。闻氯气时不能直接对准瓶口，只能用手轻轻将氯气扇向鼻孔。如若不幸发生氯气中毒，应立即进行室内通风，将患者移至空气新鲜处，并使患者吸入少量酒精和乙醚混合蒸气进行解毒。中毒较重者，应立即移送医院，切不可进行人工呼吸。

2、溴蒸气对气管、肺、眼、鼻、喉有强烈的刺激作用。液体溴有很强的腐蚀性，能灼伤皮肤，严重时会使皮肤溃烂。取用时须带橡胶手套。溴水的腐蚀性碎比液体溴弱，但使用时也不能直接由瓶内倾注，而应用滴管取用，如果不慎溅在手上，可先用水冲洗，再用乙醇洗。

3、KClO3是强氧化剂，与硫磷混合后会发生爆炸，因此不能将它们混合在一起。KClO3易爆炸，不宜用力眼膜、烘干和烤干。如需烘干，温度一定要严格控制，不能过高。使用KClO3的实验，应把反应后残物回收，不允许倾入酸液缸中。

4、浓硫酸具有强腐蚀性，一定要注意不要将浓硫酸沾到衣服或皮肤上。如果沾上，要立即用大量水冲洗，衣服可用稀氨水浸泡后再用水冲洗。如果皮肤感到疼痛，可用碳酸氢钠浸湿的纱布敷在疼痛处。

十、思考题

1、用实验事实说明卤素氧化性和卤素离子还原性的强弱。

2、用实验事实说明次氯酸钠和氯酸钾氧化性的强弱。

3、用氯水于KI溶液中，溶液先变成棕红色，后又退色，为什么？

4、实验室制备氯气有哪几种方法，试验条件有什么不同？若试验中产生较多的氯气尾气，如何处理？

5、从标准电极电势角度讲，在标准态时，KMnO4就可氧化Cl-，为什么实验中仍需使用浓盐酸？

6、总结与Ag+生产沉淀及能溶解AgX的物质有哪些？用AgNO3试剂检验卤离子时，为什么要加入少量硝酸？

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