「实验1卤素【医学模板】」.doc

实验1 卤 素实验目的1. 掌握卤素氧化性和卤离子还原性。2. 了解卤素的歧化反应。3. 掌握卤素含氧酸盐的氧化性。4. 了解卤化氢的实验室制法和金属卤化物的性质。实验内容一、 卤素单质的溶解性1 水溶液颜色：氯(黄氯)，溴(橙红), 碘(棕黄)。2 碘的溶解性和溶液颜色水溶液棕黄色，溶解度较小，CCl4溶液紫红色，溶解度较大，KI溶液深红色，溶解度较大。二、 卤素单质的氧化性实验项目现象反应方程式氧化性KBr(aq) + CCl4 + Cl2(aq)CCl4层变为橙红色至黄色(Cl2过量)2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2(橙红)Cl2 + Br2 = 2BrCl(黄)Cl2 Br2KI(aq) + CCl4 + Cl2(aq)CCl4层变为紫红至无色(Cl2过量)2KI + Cl2 = 2KCl + I2(紫红)5Cl2 + I2 + 6H2O = 10HCl + 2HIO3(无色)Cl2 I2KI(aq) + CCl4 + Br2(aq)CCl4层变为紫红2KI+ Br2 = 2KBr + I2Br2 I2KBr(aq) + KI(aq) +CCl4 + Cl2(aq)CCl4层先变为紫红后又褪为无色，水溶液pH E (Br2/Br-) = 1.07 V E (I2/I-) = 0.54 V三、 卤素离子的还原性实验项目现象反应方程式还原性KI(s) + H2SO4(浓)反应激烈，有紫红色碘蒸气挥发。用pH试纸检验知气体中还含有酸性气体。 8KI(s) + 9H2SO4(浓) = 4I2 + H2S+ 4H2O + 8KHSO4I-具有还原性。KBr(s) + H2SO4(浓)反应激烈，产生无色气体, 溶液中出现红色溴，用pH试纸检验知气体为酸性。KBr(s) + H2SO4 (浓) = HBr + KHSO42HBr + H2SO4 = Br2 + SO2 + 2H2OBr-具有还原性。NaCl(s) + H2SO4(浓)反应激烈，产生无色气体，用pH试纸检验知气体为酸性。NaCl + H2SO4 (浓) = HCl + NaHSO4Cl-还原性很弱，不能被浓硫酸氧化。卤离子还原性：I- Br- Cl-四、 碘的歧化反应操作: I2 (aq) + CCl4 + NaOH 现象: 混合激烈摇动后, CCl4层I2的紫红色变为淡红色至无色, 用H2SO4酸化后摇动, CCl4层又变为紫红色。反应方程式：3I2 (aq) + 6NaOH = 5NaI + NaIO3 + 3H2O 5NaI + NaIO3 + 3H2SO4 = 3I2 (aq) + 3Na2SO4 + 3H2O根据反应推知有关电对电极电势大小为: EA(HIO3 /I2 ) EA(I2 /I ) EB(IO3- /I2 ) 查碘的电势图: EA(HIO3 /I2 ) =1.20 V EA(I2 /I ) = 0.535 V EB(IO3 /I2 ) = 0.205 V(由电势图计算得,无机化学(下), 北师大,第四版,P455)五、 卤素含氧酸盐的氧化性实验项目现象解释或反应方程式查表求各电极电势次氯酸盐的氧化性:NaClO + MnSO4NaClO + 品红NaClO + HClNaClO + H2SO4 + KI-淀粉溶液生成棕褐色沉淀;品红褪色;产生刺激性气味气体,该气体遇KI-淀粉试纸变蓝;溶液变为蓝色NaClO + MnSO4 + H2O = NaCl + MnO2 + H2SO4品红色素被氧化破坏而褪色;NaClO + 2HCl = Cl2 + H2O + NaClNaClO + H2SO4 + 2KI = I2 + NaCl + H2O + K2SO4EA(HClO /Cl- ) = 1.49VEA(MnO2 /Mn2+) = 1.23 VEA(HClO /Cl2 ) = 1.63VEA(Cl2 /Cl- ) = 1.36V氯酸钾的氧化性(1) KClO3 + MnSO4(2) KClO3 + 品红(3) KClO3 + HCl(浓)(4) KClO3 + KI +CCl4 + H2SO4(1)和(2)无反应现象;(3) 产生刺激性气味气体,该气体遇KI-淀粉试纸变蓝;(4) 四氯化碳层变为紫红色。ClO3-的氧化能力比ClO-小。5KClO3 + 6HCl(浓) = 5KCl + 3Cl2 + 3H2O KClO3 + 6KI + H2SO4 = KCl + 3I2 + 3H2O + 3K2SO4查表知各电极电势:EA(ClO3-/Cl2) = 1.47 VEA(ClO3-/Cl-) = 1.45 V碘酸钾的氧化性KIO3 + Na2SO3 KIO3 + Na2SO3 + H2SO4在中性溶液中，KIO3与Na2SO3无反应现象，在酸性溶液中反应生成I2或I-，当IO3过量时，生成I2，当SO2-过量时，生成I-离子。5Na2SO3 + 2KIO3 (过量)+ H2SO4 = I2 + 5Na2SO4 + K2SO4 + H2OEA(IO3-/I2) = 1.20VEA(IO3-/I-) = 1.09VEA(SO42-/SO32-) = 0.172V六、 金属卤化物1 HF的制备和性质制备：CaF2 + H2SO4(浓) = HF+ Ca(HSO4)2性质：4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O操作：在玻片上涂上石蜡层，用锐器在石蜡层括去石蜡形成文字或图案，然后将其盖在氟化钙与浓硫酸的混合物上，静置一个60分钟。现象：括去石蜡后，HF与玻璃接触后使玻璃被腐蚀而显现字迹或图案。2 卤化物的溶解性实验项目现象解释或反应方程式NaF + Ca(NO3)2NaF + AgNO3生成白色沉淀无反应现象F- + Ca2+ = CaF2AgF易溶于水。NaCl + Ca(NO3)2NaCl + AgNO3无反应现象生成白色沉淀CaCl2易溶于水。Cl- + Ag+ = AgClKBr + Ca(NO3)2NaBr + AgNO3无反应现象生成浅黄色沉淀CaBr2易溶于水。Br- + Ag+ = AgBrKI + Ca(NO3)2KI + AgNO3无反应现象生成黄色沉淀CaI2易溶于水。I- + Ag+ = AgI七、 设计实验1Cl- 、Br-、I-混合液分离检出方案。分离检出方案：Cl- 、Br-、I-混合液加入过量AgNO3AgCl+AgBr+AgI混合沉淀离心分离出沉淀加入2mol/L氨水Ag(NH3)2Cl+ AgBr+AgI离心分离:滤液（Ag(NH3)2+ + Cl-）HNO3酸化有AgCl白色沉淀析出，示有Cl-离子；沉淀（AgBr+AgI）加入1mol/L Na2S2O3离心分离:滤液(Ag(S2O3)- + Br-)滴入氯水生成红棕色或黄色溶液示有Br-离子；沉淀（AgI）加入2mol/L Na2S2O3 + 氯水+CCl4，CCl4层有紫红色示有碘离子。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。鉴定方法：分别取两种盐于两支试管中，加水溶解，加入氯水，溶液变成棕黄色的是KI，无反应现象的是KClO3或KIO3；再取未知的试样加入一支干净的试管，用水溶解，加入亚硫酸钠溶液，若溶液变成棕黄色，则是KIO3，或溶液无颜色变化，则是KClO3。思考题：1. 用实验事实说明卤素氧化性和卤离子还原性的强弱。通过卤素置换反应说明：Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2 Br2 + 2I- = 2Br- + I22. 用实验事实说明次氯酸钠和氯酸钾氧化性的强弱。次氯酸钠具有漂白作用，能使品红溶液褪色，而氯酸钾不能。3. 用氯水与KI溶液反应时，如果氯水过量，CCl4层碘的紫色消失，用碘酸钾与Na2SO3溶液反应时，如果Na2SO3过量，淀粉的蓝色也消失，两个反应有什么不同？说明碘的什么性质？两个实验有关反应如下：Cl2 + 2I- = 2Cl- +