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卤族元素复习讲义
卤族元素(高一第二章)
[知识综合脉络]
卤族元素的相似性、递变性和特殊性
相似性
(1)最外层电子都是7个
(2)除氟外,正化合价均有+7、+5、+3、+1,最高价氧化物对应水化物通式为HClO4。
(3)负化合价为-1。
H2+X2=2HX(除氟外,其他三种需要一定条件下进行)
(4)卤素单质都有较强的氧化性,与金属、非金属、水、碱等反应。
递变性
(1)电子层数逐渐增大。
(2)单质的颜色由浅到深,状态由气态到液、固态,熔、沸点由低到高,密度由小到大,水溶性由易到难。
(3)单质的氧化性由强到弱。
与H2、金属、水等反应的程度由剧烈到微弱,条件由易变难。
(4)气态氢化物的稳定性逐渐增强。
(5)阴离子的还原性逐渐增强,即F-、Cl-、Br-、I-。
特殊性
(1)氟无正价,无含氧酸。
(2)氟化银易溶于水,且无感光性。
(3)Cl2易液化;Br2是惟一的一种常温下呈液态的非金属单质且易挥发;I2易升华且能使淀粉溶液变蓝色。
(4)F2跟水剧烈反应。
F2能跟稀有气体氙、氪等反应,生成氙和氪的化合物。
[基础知识梳理]
一、卤素的原子结构和单质的物理性质
随卤素核电荷数增加,电子层数依次递增,原子半径渐增大,其原子结构的递变而使卤素单质的物理性质呈规律性变化.
从F2 I2
1.颜色渐加深,状态从气 液 固,密度从小 大,熔沸点由低 高(分子晶体)
2.单质的溶解性——除氟外(与水剧烈反应)在水中溶解度都较小,且由大 小,都易溶于有机溶剂,下表列出Cl2、Br2、I2在不同溶剂中的颜色.
水
CCl4
汽油(苯)
Cl2
黄绿色
黄绿色
黄绿色
Br2
橙色
橙红色
橙红色
I2
棕黄色
紫色
紫红色
二、卤素的化学性质
由于最外层均为7个电子,极易得一个电子,因此卤素都是强氧化剂,在自然界均只以化合态存在.但随着电子层数递增,原子半径渐增大,核对外层电子的引力渐减弱,得电子能力渐减弱,其氧化性逐渐减弱,主要表现:
1.都能与金属反应
①F2和所有金属都能反应.
②Cl2和绝大多数金属反应.
③Br2和较活泼金属反应.
④I2只和活泼金属反应.
2.都能与H2、P等非金属反应.
①F2和H2在暗处即爆炸(F2是非金属性最强的元素)
②Cl2和H2需光照爆炸
③Br2和H2需加热且缓慢化合(不爆炸)
④I2(蒸气)和H2持续加热且仍为可逆反应.
3.特性:
易升华
1I2 使淀粉变蓝色
②溴——唯一的常温呈液态的非金属,易挥 发保存时加水封.
③F2——最强氧化剂,不能用氧化剂将F-氧化为F2(只能用电解法)F元素无正价.且能与稀有气体化合.
④卤化氢——均易溶于水,在空气中形成白雾,其中只有HF剧毒,但HX都是大气污染物,水溶液均呈酸性,只有氢氟酸是弱酸,从HF→HI,酸性逐渐增强.
⑤NaX——只有NaF有毒可用作农药.
⑥CaX2——只有CaF2不溶于水,CaCl2作干燥剂.
⑦AgX——只有AgF可溶,AgX均具感光性,AgBr作感光材料,AgI作人工降雨材料。
HClO、HClO2、HClO3、HClO4
⑧
酸性逐渐增强,氧化性逐渐减弱
【练一练】一.卤族单质性质
1.跟金属的反应
Na+Cl2 ________
现象:
_____________________
Cu+Cl2 ________
现象:
_____________________
Fe+ Cl2 ________
现象:
____________________
(常温下干燥的氯气或液氯不能与______发生反应,所以工业上常把干燥的液氯储存在_____中。
)
2.跟非金属反应
P+ Cl2 ________ (Cl2不足)
P+ Cl2 ________ (Cl2充足)
磷在氯气中燃烧的现象是______________________。
H2+Cl2 ________
纯净的氢气在氯气中燃烧的现象是:
________色火焰,有_____________。
氢气和氯气混合气体在光照时会________。
【讨论】比较卤素单质与氢气反应的条件、反应的热效应及生成气体的氢化物的稳定性。
3.通常情况下,氯气是______色、有_________气味、比空气重的______气体,易______,能溶于水(通常状况下,1体积水可溶解____体积氯气,分析图)。
跟水反应Cl2+H2O _______________
氯水的成分:
______________________。
HClO _____________
氯水应密封储存于________试剂瓶中。
【比较】新制的氯水与久置的氯水在成分和性质上的差异。
F2+ H2O _____________________________
C+ H2O(g) _____________________________
4.跟碱反应
Cl2+ NaOH→_______________________________
Cl2+ Ca(OH)2→_____________________________
Cl2+ NaOH(热、浓)→ _________________________
工业上用_______________制得漂粉精,漂粉精的成分是________________。
其中有效成分是____________。
漂粉精的漂白原理是(写出相关的化学方程式):
______________________________、
_____________________________________、
5.跟还原性物质反应
Cl2+ FeCl2→ ________ (应用______________)
Cl2+ H2S→________
(应用_______________________)
Cl2+ KI→________
(应用_______________________)
Cl2+ Na2SO3+ _____→___________________
(应用_______________________)
Cl2+ SO2+ _____→___________________
二、卤素单质的制备
1.氯气的制取
(1)工业制备
①电解饱和食盐水(氯碱工业)
现象:
化学方程式:
②电解熔融的氯化钠(可制得金属钠)
(2)实验室制备
MnO2+ HCl(___) → ___________________
MnO2+ NaCl+ H2SO4(___)→ ______________
【练一练】试画出实验室制备、净化、收集氯气的装置。
【练一练】其他实验室制取氯气的方法:
KMnO4+ HCl(___)→ _______________________
KClO3+ HCl(___) → ________________________
Ca(ClO)2+ HCl(___)→ ______________________
2.溴的制取
(1)工业制溴(以海水为原料)
方法一:
①通Cl2将化合态的溴氧化成单质溴
Cl2+ Br-→__________________
②用______________将溴吹出,再用纯碱吸收单质溴,
反应的化学方程式为:
______________________________________________
③以______酸酸化,NaBr与NaBrO3发生反应,化合态的溴转化为溴单质。
离子方程式:
_________________________________
②③两步的目的是富集溴单质
方法二:
写出有关化学反应的方程式
(2)实验室制溴:
一般用NaBr、浓H2SO4、MnO2共热,
______________________________________________
注意:
卤素单质对_______制品有强烈的腐蚀性,使用________时玻璃管要紧靠,使用_______时,要用锡箔包住。
存放在试剂瓶里的溴,为防止有毒溴的挥发,需在瓶中加一些______。
3.碘的制取——从海带中提取碘
试写出①②③实验步骤的操作名称、所需实验仪器、相关的化学方程式:
【从海带中提取碘】
实验步骤
(1)准备:
用布擦掉干海带表面的泥沙等杂物,用剪刀将海带剪碎(便于灼烧)
(2)称量:
称取约5g干海带,放入瓷坩埚内,在铁架台的铁圈上放置泥三角,再将坩埚放在泥三角上。
(3)灼烧:
开始用酒精灯小火加热,并用玻璃棒小心翻动。
待水气蒸干,再几种加热、灼烧,直到无烟、海带全部变成灰为止。
(4)溶解:
待坩埚冷却,然后将海带灰转移到烧杯中,加入10mL水,搅拌1min(必要时可微热),加速碘化物的溶解。
(5)过滤:
将海带灰中的浸出液过滤,收集滤液。
如果滤液浑浊,则再过滤一次
(6)检验:
在试管中取1mL滤液,加2滴淀粉溶液,在逐滴加入氯水,观察到_______________________,
证明____________________________________________。
(7)萃取:
在试管中取6毫升滤液,加入1mL四氯化碳,再逐滴加入氯水,并不断振荡,观察到________________。
几个实验小组将上述液体一起注入分液漏斗中,进行分液,得到碘的四氯化碳溶液,集中倒入回收瓶中。
4.卤素的检验
(1)氯气①______________________________________
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