卤族元素.doc

卤族元素v 学习要求1、 了解氯气的物理、化学性质2、 根据元素周期律和氧化还原理论推论卤族元素各物质的物理性质和化 学性质3、 掌握实验室制取氯气的原理和方法v 知识结构Cl2 PCl3 PCl5PPH2NaOHMnO2AgNO3 NaClO Cl2 HClCa(OH)2NaOHHClNaOH浓H2SO4 H2O 电解 Na AgClHCl光照AgNO3Cu FeO2 HClO Ca(ClO)2 CuCl2 FeCl3 NaClv 教材导读一、卤族元素的“原子结构性质”的关系1、氯气（1）物理性质： 在通常状况下（25，1.01105Pa），氯气呈黄色，有刺激性气味，熔点-101，沸点-34.6，有毒，可溶于水，常温下1体积水可以溶解2体积氯气，形成氯水。密度为3.170g/L，比空气密度大。（2）化学性质：+7+10-1 Cl原子最外层电子7个电子，容易得到1个电子形成8电子稳定结构。因此Cl2表现的突出的化学性质是得电子性质，即氧化性。得e-化合价降低失e-化合价升高中间状态 从化合价的角度Cl Cl2 ClClCl2的化合价为0价，即可以升高也可以降低，因此氯气即具有还原性又具有氧化性（通常以氧化性为主）。Cl2的氧化性：得到电子生成-1价的Cl-，可以跟金属、非金属、某些还原性化合物反应，体现Cl2的强氧化性。Cl2的还原性：失去电子生成+1价的Cl+、Cl7+，单独做还原剂中学阶段不做要求。Cl2表现还原性又表现氧化性：跟水、碱反应，生成-1价的Cl-和+1价的Cl+（如HCl和HClO、NaCl和NaClO、CaCl2和Ca(ClO)2）2、 氯气的化学反应 与金属反应 2Na+Cl2=2NaCl 生成白色浓烟点燃点燃 Cu+Cl2=CuCl2 生成棕黄色烟 2Fe+3Cl2=2FeCl3 生成棕色浓烟 与非金属反应点燃 2P+3Cl2（不足）=2PCl3 （雾）点燃 生成白色烟雾 2P+5Cl2（充足）=2PCl5 （烟）点燃光照 H2+Cl2=2HCl （爆炸） H2+Cl2=2HCl （苍白色火焰）【注】烟、雾、气的区别 烟 大量细小固体颗粒分散在空气中的现象。如铜在氯气中燃烧而产生棕黄色的烟（CuCl2固体）。浓氨水与盐酸相遇产生白色的烟（NH4Cl固体）。 雾 大量细小液滴分散在空气中的现象。如打开盛浓盐酸的试剂瓶盖会看到大量的白雾，这便是挥发出的氯化氢与空气中的水蒸气所形成的盐酸小液滴。 气 通常状态下的气态物质。若气体为无色，那么用肉眼就看不见，如：H2、O2、N2只有那些有颜色的气体才可以凭肉眼观察到，如Cl2等。 光照 与水反应 Cl2+H2O=HCl+HClO 2HClO=2HCl+O2 与碱反应 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O （用NaOH吸收多余的Cl2） 2Cl2+Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+H2O （CaCl2+Ca(ClO)2漂白粉） 与某些化合物反应 H2S+Cl2=2HCl+S 2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2 （Cl2充足时） 与有机物的反应光a、取代反应 Cl2+CH4 CH3Cl + Cl2 = +HCl b、加成反应CH2=CH2+ Cl2 = CH2ClCH2ClCH CH+ 2Cl2 = CHCl2CHCl2 3、通过氯气的化学性质推导卤族元素的化学性质变化：写出下列反应的离子方程式：在NaBr溶液中滴入氯水；在FeSO4溶液中滴入溴水；在FeCl3溶液中滴加KI溶液；思考：比较的氧化性强弱；比较的还原性强弱。氧化性：Cl2Br2Fe3+I2；还原性：IFe2+ Br结论：当溶液中存在多种还原性物质时，加入氧化剂，还原性强的物质应先被氧化。写出下列反应的离子方程式：在FeBr2溶液中通入少量Cl2气体在FeI2溶液中加入少量溴水在FeBr2溶液中通入足量Cl2气体在FeI2溶液中加入足量溴水思考：根据以上内容可得出卤族元素在化学性质方面有怎样的变化规律？并从原子结构的角度解释卤素在化学性质方面的递变规律。结论： F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次减弱； F、Cl、Br、I离子还原性依次增强； F、Cl、Br、I元素的非金属性依次减弱解释：卤族元素按F、Cl、Br、I的次序原子半径依次增大，得电子能力减弱，导致其单质的氧化性逐渐减弱。F Cl Br I At原子结构上的相同点原子结构上的不同点原子最外层有7个电子易得1个电子，有强氧化性。元素的非金属性依次减弱单质的氧化性依次减弱对应离子X-的还原性依次增强 核电荷数增加 电子层数递增 原子半径增大小结：结论：结构决定性质，性质反映结构。二、卤族元素的“性质制备”的关系卤族元素的化学性质活泼，所以在自然界中以化合态的形式存在。1、卤素单质的制备（Cl2）氧化还原法（1）工业制法：电解饱和食盐水电解熔融氯化钠（2）实验室制法药品：MnO2、浓HCl原理：装置：（高一化学P69）思考：如何检验装置的气密性？在装入药品前，小火加热，看烧杯中导管口是否有气泡冒出。该装置适用于什么情况？固体（或液体）和液体反应除杂：Cl2（HCl）：饱和食盐水干燥：浓硫酸、P2O5（s）、无水CaCl2等收集：向上排空气法、排饱和食盐水法检验是否集满：湿润的淀粉-KI试纸（变蓝色） 湿润的蓝色石蕊试纸（先变红后褪色）尾气处理：碱液吸收（常用NaOH溶液）（3）思考：依据实验室制取氯气的原理，还可以用哪些氧化剂代替MnO2？原理：利用氧化剂在酸性条件下氧化氯离子。回答：常用KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、次氯酸盐等。写出分别用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式。（4）设计：请设计一个用漂白粉和浓盐酸反应制得氯气，验证干燥的氯气无漂白性并制备氯水的实验装置图。2、卤化氢的制备难挥发酸制挥发性酸（1）用化学方程式归纳出HX的制备方法。（萤石和浓硫酸在铅皿中） （2）思考：在制备HBr和HI时能否用浓硫酸？为什么？应如何改进？ 由于浓硫酸可将Br-、I-氧化，所以不能用浓硫酸和NaBr、NaI反应制备HBr、HI。应用难挥发的浓磷酸代替浓硫酸。（3）思考：上述制备HCl、HBr、HI的实验可采用怎样的实验装置？属于固体和液体反应，用实验室制备氯气的装置。（4）思考：在实验室制备氯气的实验中，若无浓盐酸，可用什么试剂代替？写出有关的反应方程式。用NaCl固体和浓硫酸代替浓盐酸：思考：类似的，如何制备Br2？三、卤族元素的“一般特殊”的归纳卤族元素的单质及其化合物有许多共性，但也存在诸多特殊之处，请同学们回忆、讨论并进行归纳，可查阅教材、笔记等资料。（一）单质1、物理性质化学式F2Cl2Br2I2颜色淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色状态气体气体液体固体密度逐渐增大熔沸点逐渐升高水溶液浅黄绿色橙色黄色CCl4溶液黄绿色橙红色紫红色毒性剧毒有毒剧毒有毒说明：Cl2、Br2、I2在水中的溶解能力比较小，但较易溶于有机溶有剂中，常见的有机溶剂有：汽油、苯、四氯化碳、酒精等。2、化学性质（体现强氧化性）（1）与金属反应：Fe、Cu等、（2）与非金属反应：H2、P等思考：分别写出卤素单质与氢气反应的化学方程式，注明反应条件。据此判断卤素非金属性的强弱，及生成的气态氢化物稳定性的强弱。稳定性减弱F2：暗处爆炸 HFCl2：点燃或光照HClBr2：500缓慢进行HBrI2：不断加热，缓慢进行，同时发生分解（为可逆反应）HI 思考：写出红磷在氯气中燃烧的化学方程式，该实验有何现象？红磷在氯气中燃烧，瓶壁上有无色液滴，瓶内有大量白色烟雾产生。无色液体白色固体（3）与水作用：（X=Cl、Br、I） 卤水的成分思考：新制氯水和久置氯水的成分？液氯与氯水的区别？潮湿氯气的漂白性HClO的性质弱酸性、不稳定性（受热或见光易分解）、强氧化性（漂白）氯水与石蕊试液及湿润淀粉-KI试纸作用的现象注意：在不同条件下，卤素水溶液中起作用的物质（或微粒）有所不同。（4）与碱作用：思考：漂白粉的制备，成分及漂白原理。氯气通入石灰乳中：主要成分：、，有效成分：漂白原理：（5）与Fe2+、SO2、Na2SO3、Na2S等还原性物质反应。（6）与有机物发生加成、取代反应等反应条件、反应产物。（7）卤素单质间的相互置换（二）卤化氢（1）卤化氢均为无色有刺激性气味的气体，易溶于水，易挥发与空气中水蒸气结合形成白雾。（2）HF有剧毒，能腐蚀玻璃：（3）性质比较：、热稳定性：HFHClHBrHI、酸性：HF（弱）HClHBrHI、还原性：HFHClHBrHI（三）卤化银卤化银AgFAgClAgBrAgI水溶性可溶难溶颜色白色浅黄色黄色性质感光性，例：用途制作感光材料胶卷人工降雨（四）卤离子的检验思考：如何检验溶液中是否存在卤离子（ 、）？若有、等离子干扰怎么办？分析：用硝酸酸化的硝酸银溶液，观察产生沉淀的颜色。若有以上离子干扰，应先加入足量的硝酸钡溶液，取上层清液继续实验。（五）特殊性质归纳1、 常温下溴是唯一的液态非金属单质，极易挥发，保存时用水封。2、 碘易升华，碘单质遇淀粉变蓝。碘单质与铁反应生成FeI2。3、 CaCl2、CaBr2溶于水，但CaF2（俗称萤石）不溶于水。4、 F2和水剧烈反应，所以F2不能将溶液中的 、氧化，将F2通入某溶液中，应先考虑它和水的反应，再考虑生成的HF能否和溶液中的其它成分反应。5、 卤素单质中，只有F2可与稀有气体反应。6、 卤化氢的水溶液中只有氢氟酸是弱酸，但它能腐蚀玻璃，只能保存在塑料瓶中。（六）萃取（老教材高中化学第一册P212，人民教育出版社）1、萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它的另一溶剂所组成的溶液里提取出来的方法，叫做萃取。2、分液：分液是把两种互不相溶的液体分开的操作，使用的仪器是分液漏斗。萃取和分液有时可结合进行。3、操作方法（1）、在溶液中加入萃取剂，用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用力振荡，放气。（2）、把分液漏斗放在铁架台上，静置片刻。（3）、把分液漏斗上的玻璃塞打开或使塞上的槽或小孔对准漏斗口上的小孔，使漏斗内外空气要通，以保证漏斗里的液体能够流出。（4）、待溶液分层后打开活塞，使下层液体慢慢流出。注意不要使上层液体流出。上层液体要从分液漏斗口上倒出。v 课堂练习 1、下列物质，不能作为从溴水中萃取溴的溶剂是（ ） A、热裂汽油 B、苯 C、酒精 D、正庚烷2、将下列各种液体分别用溴水混合并振荡，静置后混合液分成两层，溴水层几乎呈无色的是（ ） A、氯水 B、己烯 C、苯 D、碘化钾溶液 E、食盐水 3、下列各组液体混