高中化学必修12

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高中化学必修第一册教案

卤素

同步教育信息】

一. 本周教学内容: 卤素 二. 教学目标:

1. 卤素结构的相似点和递变性。 2. 卤素单质的物理性质。

3. 卤素单质的化学性质及递变性。 4. 卤化银和含碘化合物的主要性质。 5. 了解可逆反应的含义。

−原子半径

−−−−→增大 −得电子能力

−−−−→减弱

−单−质−氧−化−性

→减弱

−阴离子还原性

−−−−−→增强

(二)卤素单质的物理性质:

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F 2

Cl 2 Br 2

I 2

熔沸点升高

颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 颜色加深 密度 密度增大

水中溶解度 反应 溶解 溶解 微溶 在水中溶解度减小

说明: 1. 卤素单质在不同溶剂的颜色:

注:以上颜色均由于浓度大小不同而发生由浅到深的变化。

2. 液溴的保存: 由于液溴极易挥发,具有强腐蚀性,因而实验室通常将液溴装入磨砂玻璃塞的试剂瓶,并加入一定量水。

3. 碘的升华:固态物质不经液态而直接变成气态的现象。 四. 卤素单质的化学性质:

1. 卤素都能与金属反应生成金属卤化物。 F 2+2Na =2N a F

点燃

3F 2+2Fe =2FeF 3

3Cl 2+2Fe

3Br 2+2Fe

2FeCl 3 2FeBr 3

+2

Cl 2+2Na

2N a C l 2N a B r

Br 2+2Na

I 2+2Na =2N a I

I 2+Fe

Fe I 2

说明: (1)这些反应均是卤素单质得电子,表现氧化性。 (2)I 2的氧化性最弱,只能将Fe 氧化为+2价。

(3)自然界里,也存在着许多的金属跟卤素的化合物,如氟化钙、氯化钠、氯化镁、溴化钾、碘化钾等卤化物。

(2)F 2、Cl 2、Br 2 、I 2与H 2反应条件越来越严格,剧烈程度越来越差。 (3)卤化氢的稳定性:HF >HCl >HBr >HI

(4)氢卤酸的酸性:HF

2F 2+2H 2O =4HF +O 2 X 2+H 2O =HX +HXO (X =Cl 、Br 、I ) X 2+2NaOH =NaX +NaXO +H 2O (X =Cl 、Br 、I )

总结:卤素单质的非金属性(氧化性、活动性):F 2>Cl 2>Br 2>I 2 4. 卤化银:(1)Cl 、Br 、I 的鉴定:

HNO 3-

⎧白↓−稀−−−→不溶:则含Cl ⎪⎪+AgNO 3稀HNO 3

未知溶液−−−−→⎨浅黄色↓−−−−→不溶:则含Br

⎪稀HNO 3-黄色↓−−−−→不溶:则含I ⎪⎩

---

-

(2)卤化银的性质:① 既不溶于水,也不溶于酸(AgF 除外)

光照

② 都有感光性:在光照条件下会发生分解。(AgF 除外)2AgX

2Ag +X 2

5. I 2的特性: 碘单质和淀粉反应生成一种特殊的蓝色物质。可用于互相的鉴定。 【典型例题】

[例1] 下列叙述中不正确的是( )

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A. 颜色深浅:AgI >AgBr >AgCl B. 还原性:HI >HBr >HCl >HF C. 水溶液的酸性:HI >HBr >HCl >HF D. 光敏性:AgF >AgCl >AgBr >AgI

解析:卤素的化学性质的变化是随原子结构有规律的变化——得e -能力减弱,单质氧化性减弱,离子或气态氢化物的还原性增强,但稳定性减弱。答案:D

[例2] 某溶液中Cl -、Br -、I -三者物质的量之比是1:2:3,通入一定量的Cl 2,该比值为3:2:1,则反应的Cl 2和原溶液中I -的物质的量之比是( )

A. 1:2

B. 1:3

C. 1:4

D. 1:6

解析:Cl 2能与具有还原性的Br -和I -反应,当通入的氧化剂的量较少时,氧化剂首先应与还原性较强的物质反应,因为还原性I ->Br -,故少量的Cl 2先与I -反应:Cl 2+2I -=2Cl

2mol I ,参加反应的Cl 2的物质的量1mol 。答案:B

-

-

+I 2,每减少

[例3] 多原子分子氰(CN ) 2、硫氰(SCN ) 2和(OCN ) 2的性质与卤素单质相似,故称它们为拟卤素。它们生成酸和盐(见下表,表中X 代表F 、Cl 、Br 或I )。

(1)表中①、②、③空格处应分别填写 、 、 。 (2)完成下列反应的化学方程式或离子方程式 ① H

+

+SCN

-

+MnO

2

−−→ 。

② (CN ) 2与KOH 溶液反应的化学方程式为:。 ③ 已知阴离子的还原性强弱为:Cl

-

-

-

-

-

合溶液中加入(CN ) 2反应的离子方程式:。

解析:此题主要考查“运用已学知识进行类推思维的能力”。解题时可用熟知的Cl 2、HCl 、KCl 等物质作参照物。答案:(1)氧氰;HSCN ;KOCN 。

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(2)① 4H

+

+2SCN

-

+MnO

2

2+

+(SCN ) 2+2H 2O

② (CN ) 2+2KOH =KCN +KCNO +H 2O ③ (CN ) 2+2SCN

-

=2CN

-

-

+(SCN ) 2

-

点评:由还原性Br -

,可推知氧化性Br 2>(CN ) 2>(SCN ) 2,因而可判断(CN ) 2只

能与KSCN 反应,不能与NaBr 反应,亦即由物质的氧化性和还原性的强弱,可以判断氧化还原反应能否发生。

[例4] 鉴别NaCl 、NaBr 、KI 三种白色固体。答案:

方法一:可用氯水鉴别。

把这三种物质各取少量制成溶液,加入新制的氯水和汽油(或四氯化碳),振荡,分层,使汽油层呈无色的是NaCl ;使汽油层呈橙色的是NaBr ;呈紫色的是KI 。

方法二:可先用焰色反应将KI 区分出来。然后再将另外两种物质各取少量制成溶液,加入AgNO 液,有白色沉淀生成的是NaCl ,有浅黄色沉淀生成的是NaBr 。

方法三:直接加入AgNO 3溶液。分别取少量固体制成溶液,分别加入AgNO 3溶液,有白色沉淀生成的是NaCl ,有浅黄色沉淀生成的是NaBr ,有黄色沉淀生成的是KI 。

[例5] 将一定量Cl 2通入250mL KBr溶液中,反应后将溶液蒸干,测知解得固体中含溴元素10g ,且K +与

Cl

-

3

的物质的量之比为2:1。试求:(1)通入Cl 2的体积(标准状况)。(2)原KBr 溶液的物质的量浓度。 解析:根据反应2KBr +Cl 2=2KCl +Br 2,若固体中含有溴元素,是由于KBr 有剩余造成的,这

是因为Br 2具有强挥发性,在加热的条件下不会留在剩余固体中。

反应后的溶液中有KCl 、KBr ,根据电荷守恒可知n (K ) =n (Cl ) +n (Br ) ,又因为

n (K ) :n (Cl ) =2:1,∴n (Cl ) :n (Br ) =1:1,再由10g Br元素推知n (Br ) ,从而导出n (Cl ) ,

+

-

-

-

+

-

-

--

也即为n (Cl 2) =

12

n (Cl ) 。

-

答案:(1)n (Br ) 剩=

-

10g 80g ⋅mol

-1

=0. 125mol =n (Cl )

-

n (Cl 2) =0. 0625mol V (Cl 2) =0. 0625m o l ⨯22. 4L /m o l =1. 4L

-

(2)n (Br ) 总=0. 125mol ⨯2=0. 25mol c (K B r ) =

0. 25m o l 0. 25L

=1m o l /L

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【模拟试题】

1. 已知氯化溴(BrCl )能发生下列反应:nBrCl +2M =MCl BrCl +H 2O =HBrO +HCl 。下列推断中不正确的是( )

n

,+MBr n (M 为金属)

A. BrCl 跟卤素单质(Cl 2、Br 2)具有相似的化学性质 B. BrCl 跟水的反应中,BrCl 既是氧化剂,又是还原剂 C. BrCl 的氧化性强于Br 2的氧化性,弱于Cl 2的氧化性 D. BrCl 与氢氧化钠溶液反应,产物中含有NaBrO

2. 18世纪70年代,瑞典化学家舍勒在研究一种白色的盐时发现,在黑暗中此盐并无气味,而在光照时开始变黑并有刺激性气味。此盐是( ) A. AgF

B. AgCl

C. AgBr

D. AgI

3. 木炭、铁粉、二氧化锰、氧化铜、氧化亚铁均为黑色粉末,若只用一种试剂鉴别,应选择下列中的( )。(福州市质检题) A. 稀硫酸

B. 稀盐酸

C. 稀硝酸

D. 浓盐酸

4. 提纯含杂质的碘,最常用的方法是( )。(上海市高考题) A. 过滤

B. 重结晶

C. 升华

D. 蒸馏

5. 鉴别Cl -、Br -、I -三种离子,不宜选用的试剂组是( )

A. 溴水和淀粉溶液

B. AgNO 3溶液和稀HNO 3 D. 氯水和淀粉溶液

C. 氯水和CCl 4溶液

6. 砹是原子序数最大的卤族元素,推测砹及砹的化合物不可能具有的性质是( )。(武汉市联考题)

A. 砹是有色固体 C. AgAt 难溶于水

B. HAt 很稳定

D. 砹易溶于某些有机溶剂

7. 光照下不发生化学变化的是( )。(南昌市检测题)

A. H 2和Cl 2混合气 C. 新制的氯水

B. AgBr 和AgI D. 久置的氯水

8. 卤素单质的性质与F 2>Cl 2>Br 2>I 2的变化规律不符合的是( )

A. 与H 2反应的剧烈程度

B. 非金属的活泼性

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C. 单质的氧化性

D. 单质的熔、沸点

9. 下列物质的保存方法正确的是( )。(重庆市诊断题)

A. 氢氟酸保存在塑料盖的玻璃瓶中 C. 液溴盛放在用橡皮塞的玻璃瓶中

B. 氯水盛放在棕色细口瓶中 D. 固态碘放在棕色细口瓶中

10. 将下列物质分别加入溴水中,溴水颜色不变浅的是( ) A. KCl 晶体

B. Na 2CO 3

C. CCl 4

D. Mg

11. 卤素元素原子最外层电子个数均为 个。其中F 原子的结构示意图为 。卤素单质的分子都是 原子分子。有30.1g 某卤化钾跟足量硝酸银溶液反应,生成42.6g 沉淀,卤化钾的化学式为 。

12. 卤素在自然界里均以 态存在。卤素中 元素是最活泼的非金属元素,它的单质与水反应的化学方程式为 。卤化氢的稳定性由强到弱的顺序是 ,还原性由强到弱的顺序是 。

13. A、B 、C 、D 、E 五个集气瓶中分别充满了Cl 2、O 2、H 2、HCl 、HBr 五种气体中的一种。其中:A 瓶中的气体是黄绿色;D 和A 中的气体混合见光会爆炸;B 和A 中的气体混合后在瓶壁上出现橙红色液滴;将E 瓶的瓶盖打开,在潮湿空气中会出现白雾。根据以上现象判断各瓶的气体分别是: A B C D , E 。

14. 沉淀,加稀硝酸后沉淀式为 。此沉淀在室内放置一段时间后变 色,化学反应方程式为 。(济南市测试题)

15. 过量的镁粉撒入浓溴水中,观察到的现象是,反应的化学方程式为(标明电子转移的方向和数目) ,过滤,向滤液中滴加硝酸银溶液,观察到的现象是 。

16. 在标准状况下,把体积为V L的Cl 2通入300mL 1mol /L 的KI 溶液中,充分反应后,将溶液蒸干,灼烧,得31.5g 残渣。试计算:

(1)通入Cl 2的体积V= 。(2)生成KCl 的质量为 。

2AgBr

2Ag +Br 2

15. 溴水的颜色逐渐变浅最后呈无色,同时有少量气泡冒出; 2e -

Mg +Br 2=M g B 2r Br 2+H 2O =H B r +H B r O

2e -

Mg +2HBr =MgBr

2

+H 2↑

有浅黄色沉淀生成;MgBr 2

+2AgNO

3

=2AgBr ↓+Mg (NO 3) 216. (1)2.24L (2)14.9g

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卤素

同步教育信息】

一. 本周教学内容: 卤素 二. 教学目标:

1. 卤素结构的相似点和递变性。 2. 卤素单质的物理性质。

3. 卤素单质的化学性质及递变性。 4. 卤化银和含碘化合物的主要性质。 5. 了解可逆反应的含义。

−原子半径

−−−−→增大 −得电子能力

−−−−→减弱

−单−质−氧−化−性

→减弱

−阴离子还原性

−−−−−→增强

(二)卤素单质的物理性质:

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F 2

Cl 2 Br 2

I 2

熔沸点升高

颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 颜色加深 密度 密度增大

水中溶解度 反应 溶解 溶解 微溶 在水中溶解度减小

说明: 1. 卤素单质在不同溶剂的颜色:

注:以上颜色均由于浓度大小不同而发生由浅到深的变化。

2. 液溴的保存: 由于液溴极易挥发,具有强腐蚀性,因而实验室通常将液溴装入磨砂玻璃塞的试剂瓶,并加入一定量水。

3. 碘的升华:固态物质不经液态而直接变成气态的现象。 四. 卤素单质的化学性质:

1. 卤素都能与金属反应生成金属卤化物。 F 2+2Na =2N a F

点燃

3F 2+2Fe =2FeF 3

3Cl 2+2Fe

3Br 2+2Fe

2FeCl 3 2FeBr 3

+2

Cl 2+2Na

2N a C l 2N a B r

Br 2+2Na

I 2+2Na =2N a I

I 2+Fe

Fe I 2

说明: (1)这些反应均是卤素单质得电子,表现氧化性。 (2)I 2的氧化性最弱,只能将Fe 氧化为+2价。

(3)自然界里,也存在着许多的金属跟卤素的化合物,如氟化钙、氯化钠、氯化镁、溴化钾、碘化钾等卤化物。

(2)F 2、Cl 2、Br 2 、I 2与H 2反应条件越来越严格,剧烈程度越来越差。 (3)卤化氢的稳定性:HF >HCl >HBr >HI

(4)氢卤酸的酸性:HF

2F 2+2H 2O =4HF +O 2 X 2+H 2O =HX +HXO (X =Cl 、Br 、I ) X 2+2NaOH =NaX +NaXO +H 2O (X =Cl 、Br 、I )

总结:卤素单质的非金属性(氧化性、活动性):F 2>Cl 2>Br 2>I 2 4. 卤化银:(1)Cl 、Br 、I 的鉴定:

HNO 3-

⎧白↓−稀−−−→不溶:则含Cl ⎪⎪+AgNO 3稀HNO 3

未知溶液−−−−→⎨浅黄色↓−−−−→不溶:则含Br

⎪稀HNO 3-黄色↓−−−−→不溶:则含I ⎪⎩

---

-

(2)卤化银的性质:① 既不溶于水,也不溶于酸(AgF 除外)

光照

② 都有感光性:在光照条件下会发生分解。(AgF 除外)2AgX

2Ag +X 2

5. I 2的特性: 碘单质和淀粉反应生成一种特殊的蓝色物质。可用于互相的鉴定。 【典型例题】

[例1] 下列叙述中不正确的是( )

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A. 颜色深浅:AgI >AgBr >AgCl B. 还原性:HI >HBr >HCl >HF C. 水溶液的酸性:HI >HBr >HCl >HF D. 光敏性:AgF >AgCl >AgBr >AgI

解析:卤素的化学性质的变化是随原子结构有规律的变化——得e -能力减弱,单质氧化性减弱,离子或气态氢化物的还原性增强,但稳定性减弱。答案:D

[例2] 某溶液中Cl -、Br -、I -三者物质的量之比是1:2:3,通入一定量的Cl 2,该比值为3:2:1,则反应的Cl 2和原溶液中I -的物质的量之比是( )

A. 1:2

B. 1:3

C. 1:4

D. 1:6

解析:Cl 2能与具有还原性的Br -和I -反应,当通入的氧化剂的量较少时,氧化剂首先应与还原性较强的物质反应,因为还原性I ->Br -,故少量的Cl 2先与I -反应:Cl 2+2I -=2Cl

2mol I ,参加反应的Cl 2的物质的量1mol 。答案:B

-

-

+I 2,每减少

[例3] 多原子分子氰(CN ) 2、硫氰(SCN ) 2和(OCN ) 2的性质与卤素单质相似,故称它们为拟卤素。它们生成酸和盐(见下表,表中X 代表F 、Cl 、Br 或I )。

(1)表中①、②、③空格处应分别填写 、 、 。 (2)完成下列反应的化学方程式或离子方程式 ① H

+

+SCN

-

+MnO

2

−−→ 。

② (CN ) 2与KOH 溶液反应的化学方程式为:。 ③ 已知阴离子的还原性强弱为:Cl

-

-

-

-

-

合溶液中加入(CN ) 2反应的离子方程式:。

解析:此题主要考查“运用已学知识进行类推思维的能力”。解题时可用熟知的Cl 2、HCl 、KCl 等物质作参照物。答案:(1)氧氰;HSCN ;KOCN 。

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(2)① 4H

+

+2SCN

-

+MnO

2

2+

+(SCN ) 2+2H 2O

② (CN ) 2+2KOH =KCN +KCNO +H 2O ③ (CN ) 2+2SCN

-

=2CN

-

-

+(SCN ) 2

-

点评:由还原性Br -

,可推知氧化性Br 2>(CN ) 2>(SCN ) 2,因而可判断(CN ) 2只

能与KSCN 反应,不能与NaBr 反应,亦即由物质的氧化性和还原性的强弱,可以判断氧化还原反应能否发生。

[例4] 鉴别NaCl 、NaBr 、KI 三种白色固体。答案:

方法一:可用氯水鉴别。

把这三种物质各取少量制成溶液,加入新制的氯水和汽油(或四氯化碳),振荡,分层,使汽油层呈无色的是NaCl ;使汽油层呈橙色的是NaBr ;呈紫色的是KI 。

方法二:可先用焰色反应将KI 区分出来。然后再将另外两种物质各取少量制成溶液,加入AgNO 液,有白色沉淀生成的是NaCl ,有浅黄色沉淀生成的是NaBr 。

方法三:直接加入AgNO 3溶液。分别取少量固体制成溶液,分别加入AgNO 3溶液,有白色沉淀生成的是NaCl ,有浅黄色沉淀生成的是NaBr ,有黄色沉淀生成的是KI 。

[例5] 将一定量Cl 2通入250mL KBr溶液中,反应后将溶液蒸干,测知解得固体中含溴元素10g ,且K +与

Cl

-

3

的物质的量之比为2:1。试求:(1)通入Cl 2的体积(标准状况)。(2)原KBr 溶液的物质的量浓度。 解析:根据反应2KBr +Cl 2=2KCl +Br 2,若固体中含有溴元素,是由于KBr 有剩余造成的,这

是因为Br 2具有强挥发性,在加热的条件下不会留在剩余固体中。

反应后的溶液中有KCl 、KBr ,根据电荷守恒可知n (K ) =n (Cl ) +n (Br ) ,又因为

n (K ) :n (Cl ) =2:1,∴n (Cl ) :n (Br ) =1:1,再由10g Br元素推知n (Br ) ,从而导出n (Cl ) ,

+

-

-

-

+

-

-

--

也即为n (Cl 2) =

12

n (Cl ) 。

-

答案:(1)n (Br ) 剩=

-

10g 80g ⋅mol

-1

=0. 125mol =n (Cl )

-

n (Cl 2) =0. 0625mol V (Cl 2) =0. 0625m o l ⨯22. 4L /m o l =1. 4L

-

(2)n (Br ) 总=0. 125mol ⨯2=0. 25mol c (K B r ) =

0. 25m o l 0. 25L

=1m o l /L

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【模拟试题】

1. 已知氯化溴(BrCl )能发生下列反应:nBrCl +2M =MCl BrCl +H 2O =HBrO +HCl 。下列推断中不正确的是( )

n

,+MBr n (M 为金属)

A. BrCl 跟卤素单质(Cl 2、Br 2)具有相似的化学性质 B. BrCl 跟水的反应中,BrCl 既是氧化剂,又是还原剂 C. BrCl 的氧化性强于Br 2的氧化性,弱于Cl 2的氧化性 D. BrCl 与氢氧化钠溶液反应,产物中含有NaBrO

2. 18世纪70年代,瑞典化学家舍勒在研究一种白色的盐时发现,在黑暗中此盐并无气味,而在光照时开始变黑并有刺激性气味。此盐是( ) A. AgF

B. AgCl

C. AgBr

D. AgI

3. 木炭、铁粉、二氧化锰、氧化铜、氧化亚铁均为黑色粉末,若只用一种试剂鉴别,应选择下列中的( )。(福州市质检题) A. 稀硫酸

B. 稀盐酸

C. 稀硝酸

D. 浓盐酸

4. 提纯含杂质的碘,最常用的方法是( )。(上海市高考题) A. 过滤

B. 重结晶

C. 升华

D. 蒸馏

5. 鉴别Cl -、Br -、I -三种离子,不宜选用的试剂组是( )

A. 溴水和淀粉溶液

B. AgNO 3溶液和稀HNO 3 D. 氯水和淀粉溶液

C. 氯水和CCl 4溶液

6. 砹是原子序数最大的卤族元素,推测砹及砹的化合物不可能具有的性质是( )。(武汉市联考题)

A. 砹是有色固体 C. AgAt 难溶于水

B. HAt 很稳定

D. 砹易溶于某些有机溶剂

7. 光照下不发生化学变化的是( )。(南昌市检测题)

A. H 2和Cl 2混合气 C. 新制的氯水

B. AgBr 和AgI D. 久置的氯水

8. 卤素单质的性质与F 2>Cl 2>Br 2>I 2的变化规律不符合的是( )

A. 与H 2反应的剧烈程度

B. 非金属的活泼性

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C. 单质的氧化性

D. 单质的熔、沸点

9. 下列物质的保存方法正确的是( )。(重庆市诊断题)

A. 氢氟酸保存在塑料盖的玻璃瓶中 C. 液溴盛放在用橡皮塞的玻璃瓶中

B. 氯水盛放在棕色细口瓶中 D. 固态碘放在棕色细口瓶中

10. 将下列物质分别加入溴水中,溴水颜色不变浅的是( ) A. KCl 晶体

B. Na 2CO 3

C. CCl 4

D. Mg

11. 卤素元素原子最外层电子个数均为 个。其中F 原子的结构示意图为 。卤素单质的分子都是 原子分子。有30.1g 某卤化钾跟足量硝酸银溶液反应,生成42.6g 沉淀,卤化钾的化学式为 。

12. 卤素在自然界里均以 态存在。卤素中 元素是最活泼的非金属元素,它的单质与水反应的化学方程式为 。卤化氢的稳定性由强到弱的顺序是 ,还原性由强到弱的顺序是 。

13. A、B 、C 、D 、E 五个集气瓶中分别充满了Cl 2、O 2、H 2、HCl 、HBr 五种气体中的一种。其中:A 瓶中的气体是黄绿色;D 和A 中的气体混合见光会爆炸;B 和A 中的气体混合后在瓶壁上出现橙红色液滴;将E 瓶的瓶盖打开,在潮湿空气中会出现白雾。根据以上现象判断各瓶的气体分别是: A B C D , E 。

14. 沉淀,加稀硝酸后沉淀式为 。此沉淀在室内放置一段时间后变 色,化学反应方程式为 。(济南市测试题)

15. 过量的镁粉撒入浓溴水中,观察到的现象是,反应的化学方程式为(标明电子转移的方向和数目) ,过滤,向滤液中滴加硝酸银溶液,观察到的现象是 。

16. 在标准状况下,把体积为V L的Cl 2通入300mL 1mol /L 的KI 溶液中,充分反应后,将溶液蒸干,灼烧,得31.5g 残渣。试计算:

(1)通入Cl 2的体积V= 。(2)生成KCl 的质量为 。

2AgBr

2Ag +Br 2

15. 溴水的颜色逐渐变浅最后呈无色,同时有少量气泡冒出; 2e -

Mg +Br 2=M g B 2r Br 2+H 2O =H B r +H B r O

2e -

Mg +2HBr =MgBr

2

+H 2↑

有浅黄色沉淀生成;MgBr 2

+2AgNO

3

=2AgBr ↓+Mg (NO 3) 216. (1)2.24L (2)14.9g


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