第二讲　卤族元素2

第十九讲第十九讲 卤卤 族族 元元 素素 一 要点精讲一 要点精讲 1 氯气的物理性质 通常情况下 氯气是黄绿色 有刺激性气味 比空气重的有毒气体 易液化 能溶于水 2 氯气的化学性质 氯气的化学性质很活泼 是一种活泼的非金属单质 是强氧化剂 跟金属反应 与变价金属反应 均使金属氧化至高价态 2Na Cl2 2NaCl 产生白烟 Cu Cl2 CuCl2 产生棕黄色的烟 溶于水溶液呈蓝绿色 2Fe 3Cl2 2FeCl3 产生棕色的烟 溶于水溶液呈黄色 注 常温下干燥的氯气或液氯不能与铁发生反应 所以工业上常把干 燥的液氯储存在钢瓶中 跟非金属反应 H2 Cl2 2HCl 点燃 发出苍白色火焰 有白雾 工业制盐酸 光照 会发生爆炸 故不能用于工业制盐酸 跟水反应 Cl2 H2O H Cl HClO 强氧化性 氯水成分 Cl2 H2O HClO H Cl ClO OH 等 2HClO 2HCl O2 HClO 不稳定 见光易分解 氯水保存 密封储存于棕色试剂瓶里 跟碱反应 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 漂白液成分 常用于除去多余的氯气 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O 工业上用氯气和石灰乳制得漂粉精 漂粉精的有效成分是 Ca ClO 2 漂粉精的漂白原理是 Ca ClO 2 2HCl 稀 CaCl2 2HClO Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 由于上述反应生成 2HClO 2HCl O2 故漂粉精露置在空气中 久置无效 跟还原性物质反应 Cl2 2FeCl2 2FeCl3 除 FeCl3中 FeCl2 Cl2 H2S 2HCl S 氧化性 Cl2 S Cl2 2KI 2KCl I2 氯气的检验 Cl2 Na2SO3 H2O 2HCl Na2SO4 跟有机物反应 Cl2 CH4 CH3Cl HCl 取代 CH2 CH2 Cl2 CH2ClCH2Cl 加成 3 氯气的用途 制漂粉精 消毒 制盐酸 农药等 4 氯气的实验室制法 反应的原理 用强氧化性物质 如 MnO2 KMnO4等 和盐酸反应 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 注意 稀盐酸与 MnO2作用不能制取 Cl2 制气类型 固 液 气 型 发生装置 铁架台 酒精灯 石棉网 圆底烧瓶 导气管等 收集装置 向上排空气法或排饱和食盐水法 Cl2不溶于饱和食盐水 净化装置 用饱和食盐水或水洗气法除去 HCl 再用浓 H2SO4干燥 吸收装置 用强碱溶液吸收多余的 Cl2 防止污染空气 5 盐酸的性质 盐酸的三种性质 酸性 MgCO3 2HCl MgCl2 CO2 H2O 氧化性 Zn 2H Zn2 H2 还原性 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 6 氯离子的检验 试剂 AgNO3和稀硝酸 原理 Ag Cl AgCl 白 AgCl 不溶于稀硝酸 7 卤族元素性质的通性及递变性 元素周期表中的位置 第 A 族 原子结构 电子层数不同不同点 最外层电子数均为相同点 7 主要性质的相似性 单质均为双原子非极性分子 主要化合价 为 1 价 最高正价为 7 价 氟除外 强氧化性 主要性质的递变性 从氟到碘 原子半径和离子半径增大 非金属性与单质氧化性减弱 与 H2化合或水反应由易到难 氢化物稳定性减弱 最高价氧化物的水化物酸性减弱 卤离子还原性增强 前面元素的单质能把后面元素转换出来 单质颜色变深 熔沸点升 高 8 卤素及其化合物的主要特性 卤素单质 Cl2 Br2 I2与 H2化合都需要一定条件 惟独 F2在黑暗处 就可与 H2爆炸化合 卤素单质 Cl2 Br2 I2与水反应的通式为 X2 H2O HX HXO I2 与水反应极弱 但 F2与 H2O 反应却是 2F2 2H2O 4HF O2 因此实 验室不能制得氟水 却有氯水 溴水 碘水 这说明溶于水的 Cl2 Br2 I2只部分与水反应 而 F2与 H2 相遇就会很快全部反应 碘是紫黑色固体 具有金属光泽 易升华 常用于分离提纯碘 遇 淀粉变蓝色 常用来检验碘的存在 碘的氧化性较其他卤素弱 与变价金 属铁反应生成 FeI2而不是 FeI3 9 重要化合物 1 氟化氢和氢氟酸 氟化氢通常情况下为无色气体 但在空气中常呈现雾状 有毒 可溶 于水 其水溶液为氢氟酸 氢氟酸为弱酸 它可以腐蚀玻璃 反应如下 SiO2 4HF SiF4 2H2O 因此 氢氟酸不能在玻璃试剂瓶中存放 应在塑料容器中存放 2 氯化钙 无水物具有吸湿性 是常用的中性干燥剂 3 卤化银 AgCl AgBr AgI 均有感光性 即在光照下分解生成黑色 的银粒 溴化银用于照相的感光片 碘化银可用于人工降雨 2AgX 2Ag X2 二 智能整合二 智能整合 1 氯水成分的复杂性和多样性 氯水在与不同物质发生反应时 表现出成分的复杂性和氯水性质的多 样性 成分成分表现的性质表现的性质反反 应应 实实 例例 Cl2 强氧化性 呈黄绿色 加成反应 Cl2 Mg MgCl2 Cl2 2KI 2KCl I2 Cl2 H2SO3 H2O H2SO4 2HCl Cl2 CH2 CH2 CH2Cl CH2Cl H 强酸性2H CaCO3 Ca2 CO2 H2O HClO 弱酸性 强氧化性 HClO OH ClO H2O 漂白 杀菌 消毒 Cl 沉淀反应Cl2 H2O AgNO3 AgCl HNO3 HClO 滴入紫色 石蕊试液 先变红 后褪色 2 喷泉实验 喷泉实验的原理是利用气体极易被一种液体吸收而形成压强差 气体 容器 烧瓶 内压强降低 外界大气压强把液体压入气体容器内 在尖嘴 处形成 喷泉 如 HCl HBr HI NH3 NO2气体等极易溶于水 可用 水作吸收剂进行喷泉实验 CO2 H2S 等气体易被 NaOH 等强碱溶液吸收 故可用 NaOH 溶液作吸收剂进行喷泉实验 改变实验装置或实验操作 形成一定的压强差也可形成 喷泉 解此 类问题要求运用创造性思维 实验中若装置漏气 或挤入的水太少 或导管太长 都可能无法形成 喷泉 3 卤素的检验 氯气为黄绿色 有刺激性气味 并可使某些潮湿的有色物质裉色 氯气具有强氧化性 可使湿润淀粉 碘化钾试纸呈现蓝色 因此可用于检 验氯气的存在 利用碘单质能与淀粉溶液呈现蓝色 可用于检验碘单质的存在 AgCl AgBr AgI 都不溶于稀 HNO3 且颜色逐渐加深 分别为白 色 浅黄色 黄色 所以 可用 HNO3酸化的 AgNO3溶液来检验 Cl Br I 的存在 也可以用卤素单质间的置换反应和有机溶剂萃取的方法来检验卤素 单质 三 典例导学三 典例导学 例 1 全国高考题 实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁 该 化合物呈棕红色 易潮解 100 左右时升华 如图是两个学生设计的实验 装置 左边的反应装置相同 而右边的产品收集装置则不同 分别如 和 所示 试回答 B 中反应的化学方程式为 D 中反应开始前 需排除装置中的空气 应采取的方法是 D 中反应的化学方程式为 I II D C B A E EF F D E 浓 H2SO4 浓 H2SO4 NaOH 装置 的主要缺点是 装置 的主要缺点是 如果选用此装置来完成实验 则必须采取的改进 例 2 上海高考 在已经提取氯化钠 溴 镁等化学物质的富碘卤水中 采用下面的工艺流程生产单质碘 试回答 乙 丁中溶质的化学式 乙 丁 第 步操作中用稀 H2SO4浸洗的目的是 填写字母编号 a 除去未反应的 NO3 b 除去未反应的 I c 除去未反应的 Fe d 除去碱性物质 第 步操作可供提纯 I2的一种方法是 不要求写具体 步骤 实验室检验 I2的方法是 甲物质见光易变黑 其原因是 用化学方程式表示 例 3 上海高考 随着卤素原子半径的增大 下列递变规律正确的是 A 单质的熔 沸点逐渐降低 B 卤素离子的还原性逐渐增强 C 气态氢化物稳定性逐渐增强 D 单质的氧化性逐渐增强 四 智能训练四 智能训练 1 按氟 氯 溴 碘的顺序 下列说法中不正确的是 提纯 溶液 溶液 通适量 Cl2 加适量 Fe 屑 水 搅拌 加 HNO3溶液 溶液 卤水 过滤 水洗 弃去母液 加 AgNO3溶液 稀 H2SO4浸洗 Ag丙 I 甲 Ag 乙 丁 I2I2 A 元素的离子半径依次增大 B 单质的熔 沸点依次升高 C 单质的氧化性依次增强 D 氢化物的稳定性依次减弱 2 有一种碘和氧的化合物可以称为碘酸碘 其中碘元素呈 3 5 两 种价态 则这种化合物的化学式是 A I2O4 B I3O5 C I4O7 D I4O9 3 在一定条件下 RO3 与 R 发生如下反应 RO3 5R 6H 3R2 3H2O 下列关于 R 元素及单质的叙述中 正确 的是 A R 位于元素周期表 VA 族 B R 的氢化物的水溶液属于强 酸 C RO3 中的 R 只能被还原 D R2在常温压下一定是气体 5 在含有 I 且能使酚酞变红的无色溶液中 可大量存在的离子组是 A Na Cu2 Br Cl B AlO2 K NH4 Na C K Na NO3 H D K S2 SO42 OH 6 下列物质的保存方法正确的是 A 氢氟酸保存在塑料盖的玻璃瓶中 B 氯水盛放在棕色细口瓶中 C 液溴盛放在用橡皮塞的玻璃瓶中 D 固态碘放在棕色细口瓶中 7 氟气是氧化性最强的非金属单质 在加热条件下 等物质的量的氟 与烧碱完全反应 生成 NaF H2O 和另一种气体 该气体可能是 A H2 B HF C O2 D OF2 8 砹 At 是核电荷数最大的卤族元素 试推测砹及其化合物最不可 能具有的性质是 A 单质砹易溶于某些有机溶剂 B HAt 受热很难分离 C AgAt 是不溶于水的有色固体 D KAt 的熔 沸点较高 9 将某种金属卤化物和浓 H2SO4在烧瓶里加热后 可得无色卤化氢 气体 则该金属卤化物是 A 氟化物 B 氯化物 C 溴化物 D 碘化 物 10 溴化碘 IBr 的化学性质与卤素单质相似 能与大多数金属反应 生成金属卤化物 和非金属反应生成相应的卤化物 跟水反应的化学方程 式为 IBr H2O HBr HIO 则下列关于 IBr 的叙述中 不正确的是 A 固态溴化碘是由极性键构成的分子晶体 B 和 NaOH 溶液反应生成 NaBr 和 NaIO C IBr 分子中存在极性共价键 D 与水反应 IBr 既是氧化剂又是还原剂 11 氰 CN 2 硫氰 SCN 2的化学性质和卤素很相似 化学上称 为 类卤素 它们阴离子的还原性强弱为 Cl Br CN SCN I 试写出 CN 2与 KON aq 反应的化学方程式 NaBr 和 KSCN 的混合溶液中加入 CN 2反应的离子方程式 近年来 某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨 其反应的化学方程式为 NH3 HClO H2O NH2Cl 一氯氨 NH2Cl 较 HClO 稳定 试分析加液氨能延长液氯杀菌