高中化学卤素

《高中化学卤素》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学卤素（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、卤素的化学性质都很相似，它们的最外电子层上都有7 个电子，有取得一个电子形成稳定的 八隅体 结构的卤离子的倾向，因此卤素都有氧化性，原子半径越小，氧化性越强，因此氟是单质中氧化性最强者。除 F 外，卤素的氧化态为 1、 3、 5、 7，与典型的金属形成离子化合物，其他卤化物则为共价化合物。卤素与氢结合成卤化氢，溶于水生成氢卤酸。卤素之间形成的化合物称为互卤化物，如 ClF3 、 ICl 。卤素还能形成多种价态的含氧酸，如 HClO、 HClO2、 HClO3、 HClO4。卤素单质都很稳定，除了 I2 以外，卤素分子在高温时都很难分解。卤素及其化合物的用途非常广泛。例如，我们每天都要食用的食盐

2、，主要就是由氯元素与钠元素组成的氯化物。卤素单质的毒性，从 F 开始依次降低。从 F 到 At ，其氢化物的酸性依次增强。但氢化物的稳定性呈递减趋势。氧化性： F? Cl ? Br ? I ? At ?，但还原性相反。氟氟气常温下为淡黄色的气体，有剧毒。与水反应立即生成氢氟酸和氧气并发生燃烧，同时能使容器破裂，量多时有爆炸的危险。 氟、氟化氢 和氢氟酸 对玻璃有较强的腐蚀性。氟是氧化性最强的元素，只能呈 -1 价。单质氟与盐溶液的反应，都是先与水反应，生成的氢氟酸再与盐的反应，通入碱中可能导致爆炸。水溶液氢氟酸是一种弱酸。但却是稳定性、腐蚀性最强的氢卤酸，如果皮肤不慎粘到，将一直腐蚀到骨髓。化

3、学性质活泼，能与几乎所有元素发生反应（除氦、氖）。氯氯气常温下为黄绿色气体，可溶于水，1 体积水能溶解2 体积氯气。有毒，与水部分发生反应，生成HCl 与次氯酸，次氯酸不稳定，分解放出氧气，并生成盐酸，次氯酸氧化性很强，可用于漂白。氯的水溶液称为氯水，不稳定，受光照会分解成HCl 与氧气。液态氯气称为液氯。HCl 是一种强酸。氯有多种可变化合价。氯气对肺部有强烈刺激。氯可与大多数元素反应。氯气具有强氧化性气与变价金属反应时，生成最高金属氯化物氯溴液溴，在常温下为深红棕色液体，可溶于水， 100 克水能溶解约挥发性极强，有毒，蒸气强烈刺激眼睛、粘膜等。水溶液称为溴水。溴单质需要加水封存，防止蒸气

4、逸出危害人体。有氧化性，有多种可变化合价，常温下3 克溴。与水微弱反应，生成氢溴酸和次溴酸。加热可使反应加快。氢溴酸是一种强酸，酸性强于氢氯酸。溴一般用于有机合成等方面。碘加碘化物可增加碘的溶解度并加快溶解速度。100g 水在常温下可溶解约0.02g 碘。低毒，氧化性弱，有多种可变化合价。有升华性，加热即升华，蒸汽呈紫红色，但无空气时为深蓝色。有时需要加水封存。氢碘酸为无放射性的最强氢卤酸，也是无放射性的最强无氧酸。但腐蚀性是所有无放射氢卤酸中最弱的，仅对皮肤有刺激性。有还原性。 碘是所有卤族元素中最安全的，因为氟、氯、溴的毒性、腐蚀性均比碘强，而砹虽毒性比碘弱，但有放射性。但是，碘对人体并不

5、安全，尤其是碘蒸气，会刺激粘膜。即使要补碘，也要用无毒的碘酸盐。所以所有的卤族元素对人体都不安全。化学性质相似性：1. 均能与 H?发生反应生成相应卤化氢，卤化氢均能溶于水，形成无氧酸。H?（ g） F?（ g） = 2HF（ g） （会发生爆炸）H?（ g） +Cl ?（ g） =（点燃或光照）2HCl（ g）（会发生爆炸）H?（ g） +Br ?（ g） = （ 500 摄氏度加热）2HBr（ g）H?（ g） +I ?（ g） =（持续加热）2HI （ g）（可逆反应）.2HI （ g） =（加热） H?（ g） +I ?（ g）2. 均能与水反应生成相应的氢卤酸和次卤酸（氟除外）2F?

6、（ g） 2H2O（ l ） =4HF（ aq） O?（ g）X?（ g） +H2O（ l ） =HX（ aq） +HXO（ aq） X= 表示 Cl Br I3. 与金属反应；如： 3Cl2+2Fe=2FeCl34. 与碱反应；如： Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O B. 差异性1. 与氢气化合的能力，由强到弱2. 氢化合物的稳定性逐渐减弱3. 卤素单质的活泼性逐渐减弱稳定性： HFHCLHBrHI酸性： HFHCLHBrCL2Br2I2阴离子还原性：F- Cl- Br- I-F- 只有还原性，其余既有氧化性又有还原性。单质物理性质卤素相关颜色元单质水溶液（溶CC苯酒银盐其他

7、素解度为 2l4精0的数据）F氟气：与水剧烈AgF；白 / 单一卤素淡黄绿反应色，可溶的均为白色，液体透色于水明无色Cl氯气：氯水：黄绿黄黄AgCl：白黄绿色色，溶解度绿绿色，难溶0.09mol/L色色于水Br液溴：溴水：橙橙橙橙AgBr：淡深红棕色，溶解度红红红黄色，难色0.21mol/L色色色溶于水I碘单碘水：紫紫紫褐AgI ：黄质：紫色，溶解度色色色色，难溶黑色0.0013mol于水，碘/L蒸气；紫色元素性质原子结构特征最外层电子数相同，均为 7 个电子，由于电子层数不同，CuCl2 固体：棕黄溶液：蓝色FeCl3 溶液：黄色FeCl2 溶液：浅绿色BaBr2 溶液：无色CuBr2固体：

8、黑色结晶或结晶性粉末MgBr2溶液：无色原子半径不， 从 FI 原子半径依次增大，因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱，从外界获得电子的能力依次减弱，单质的氧化性减弱。递变性与氢反应的条件不同，生成的气体氢化物的稳定性不同，HF HCl HBr HI,无氧酸的酸性不同，HI HBr HCl HF.。与水反应的程度不同，从F2 I2逐渐减弱。注意：萃取和分液的概念在溴水中加入四氯化碳振荡静置有何现象？（分层，下层橙红色上层无色）在碘水中加入煤油振荡静置有何现象？（分层，上层紫红色，下层无色）卤离子的鉴别：加入氯离子：得白色沉淀溴离子：得淡黄色沉淀碘离子：得黄色沉淀HNO3酸化的硝酸银溶液，

9、Ag+ （ aq） + Cl- （ aq） AgCl（ s ）Ag+ （ aq） + Br- （ aq ） AgBr（ s）Ag+ （ aq） + I-（ aq ） AgI（ s）卤素的化学特性卤素单质在碱中容易歧化，方程式为：3X?（ g） +6OH-（ aq） 5X - （ aq ） + XO3- （ aq） +3H2O（ l ）但在酸性条件下，其逆反应很容易进行：5X- （ aq） +XO3-（ aq） +6H+（ aq） 3X ?（ g） +3H2O（ l ）这一反应是制取溴和碘单质流程中的最后一步。卤素的氢化物叫卤化氢，为共价化合物；而其溶液叫氢卤酸，因为它们在水中都以离子形式存在，

10、且都是酸。氢氟酸一般看成是弱酸，氯酸（即盐酸）、氢溴酸、氢碘酸都是化学中典型的强酸，它们的数，酸性从 HCl 到 HI 依次增强。pKa=3.20 。氢 pKa 均为负卤素可以显示多种价态，正价态一般都体现在它们的含氧酸根中：+1: HXO （次卤酸）+3: HXO?（亚卤酸）+5: HXO?（卤酸）+7: HXO?（高卤酸）卤素的含氧酸均有氧化性，同一种元素中，次卤酸的氧化性最强。卤素的氧化物都是酸酐。像二氧化氯（ClO?）这样的偶氧化态氧化物是混酐。有 X2 代表卤素1卤素单质与金属反应？2卤素单质与氢气反应？3还原性从强到弱？4卤素单质与碱溶液反应？5卤素单质之间的置换反应？最佳答案1M

11、+X2=MX2或 2M+X2=2MX（依此类推）2 H2 + X2 = （一定条件） = 2HX3 I2 Br2 Cl2 F24 2NaOH + X2 = NaX + NaXO + H2O（4NaOH + 2F2 = 4NaF + 2H2O + O2）5 氟不会在水溶液中置换其它卤素因为会与水反应Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2Br2 + 2I- = 2Br- + I2Cl2 ，Br2 和水的反应都是可逆的，要用可逆号，不能用等号HF 最稳定， HI 加热易分解，所以热稳定性随X 的核电荷数增大而降低F2、Cl2 、Br2 、I2 的颜色

12、分别是浅黄绿色、黄绿色、红棕色、紫黑色，颜色逐渐加深。随荷电核数增加，单质熔点升高。HF,HCl,HBr,HI,HAt等卤素气态氢化物均无颜色。卤族单质的物理性质中颜色由浅 深，状态由气 固。根据 HX 的稳定性变化规律可知HAt 不可能很稳定，卤素阴离子还原性逐渐增强，因此At 还原性较强。根据 AgX 的溶解性可知AgAt 可能不溶于水F2 很活泼，能和水反应，所以F2 与其他卤素盐溶液反应时，先和水反应：2F2+2H2O=4HF+O2，而不是将式量大的卤族单质从它的盐溶液里置换出来氟化银可溶氯化银白色沉淀溴化银浅黄色沉淀碘化银黄色沉淀卤族元素是没有酸性的，你想说的是卤族元素最高价氧化物水

13、化物的酸性比较吧？卤族元素非金属性是同周期从上往下递减。 所以 F 的非金属性最强， 但是 F 没有最高正价，所以没有高氟酸这个物质。所以酸性最强的酸是高氯酸。HClO4HIHBr H2SO4HClHClO3HNO3 （以上为强酸） H2C2O4( 草酸） H2SO3H3PO4CH3COCOOH （丙酮酸） HNO2( 以上为中强酸 )HFHCOOHC3H6O3 （乳酸） C6H5COOH( 苯甲酸 )CH2=CH-COOH( 丙烯酸 )CH3COOHC2H5COOH( 丙酸 )C17H33COOH( 油酸 )C17H35COOH （硬脂酸） H2CO3H2SHClOH3BO3H2SiO3C6

14、H5 这是因为元素价态不同，含氧酸里面的元素是正价，而无氧酸里面的元素是负价。它们所具有的化学性质在变。那得看元素的非金属性的强弱 ,元素的非金属性越强 ,则其最高价氧化物对应的水化物酸性就越强 .在同一周期中 ,随着核电荷数增加 ,元素的非金属性增强 ,其最高价氧化物对应的水化物酸性就越强 .在同一主族中 ,随着核电荷数的增加 ,元素的非金属性减弱 ,其最高价氧化物对应的水化物酸性就越弱 .高中化考点精讲卤素1 复习重点1卤素单质在物理性质和化学性质上的主要差异及递变规律；2卤族元素的化合物性质的递变性；3卤化银的性质、用途及碘与人体健康的关系。4重点考查卤素性质的变化规律。2难点聚焦1.卤

15、族元素卤族元素包括： F、Cl、Br 、I、 At。 它们的原子最外电子层都有7 个电子，因此它们的化学性质相似，都具有强氧化性。由于原子核外电子层数不同， 因此它们的性质也存在着差异。(1)相似性与金属反应： 2Fe+3Br2 2FeBr3 ，Fe+I2=FeI2与非金属反应： H2+F2 2HF ，2P+3Br2 2PBr3与水反应： H2O+Br2=HBr+HBrO( 程度更小 )；2F2+2H2O 4HF+O2(剧烈、完全 ) 与碱反应： 2NaOH+Br2 NaBr+NaBrO+H2O ；2NaOH+I2 NaI+NaIO+H2O( 注：也可生成 NaI 和 NaIO3)(2) 相异

16、性 (变化规律 )注意点：F2 的氧化性特别强，因此F-的还原性特别弱。 Br- 、I- 都有较强的还原性，都能被浓 H2SO4 和 HNO3 氧化，因此用 NaBr 和浓 H2SO4 反应制 HBr 时，其中含有 Br2 蒸气和 SO2 气体，应用浓 H3PO4 代替浓H2SO4 制 HBr 。用浓 H2SO4 几乎不能制取 HI， 所以必须用浓 H3PO4 和 KI 等反应制 HI。HX 都极易溶于水，在空气中形成白雾。2两类置换反应(1)金属间的置换：活泼金属置换不活泼金属。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu反应意义：说明金属活动性强弱；制备金属。(2) 非金属间的置换：活泼非金属置换不

17、活泼非金属。2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2 ； 2KI+Br2=2KBr+I2 ；2F2+2H2O 4HF+O2 意义：比较非金属单质活泼性强弱；制备非金属单质。溴和碘在水中溶解性均很弱，而在某些有机溶剂中 (如：苯、汽油、四氯化碳 )则易溶。注： 溶液的颜色与浓稀有关，浓溶液颜色深，稀溶液颜色浅，如饱和溴水为红棕色，而很稀的溴水则为浅黄色。4萃取(1)原理： 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来。(2)操作步骤：混合振荡，静置分层，分液。使用的仪器是分液漏斗。(3)注意点：萃取剂必须具备两点： a与溶剂不相溶， b溶质在萃取剂

18、中的溶解度较大。注：酒精易溶于水不能做水溶液萃取剂，苯和汽油比水轻， CCl4 比水重。萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作中的一个步骤。 分液时，打开分液漏斗的活塞，将下层液体从漏斗颈放出，当下层液体刚好放完时要立即关闭活塞，不要让上层液体流出，上层液体从分液漏斗上口倒出。5氟化氢 (1)性质有剧毒的无色气体，极易溶于水。氢氟酸为弱酸 (其它氢卤酸均为强酸 )。与 SiO2 反应： SiO2+4HF=SiF4+2H2O 注： 此反应为 HF 的特性， 换成HCl 则与 SiO2 不反应。 氢氟酸能腐蚀玻璃，用于玻璃刻字。 氢氟酸应保存在铅制容器或塑料容器中。(2)制法 CaF2+H2SO4

19、( 浓)=2HF +CaSO4 此反应不能在玻璃器皿中进行，为什么？ CaF2 是萤石的主要成分，它不溶于水，是氟元素的重要资源。6卤化银除 AgF 外， 其它卤化银均不溶于水和稀 HNO3 ，是检验 X- 的原理。Ag+Cl- =AgCl(白色 )；Ag+Br- AgBr(浅黄色 )；Ag+I- AgI (黄色 )注意点：3Ag+PO43-=Ag3PO4 ( 黄色 )。但 Ag3PO4 溶于 HNO3 ：Ag3PO4+2H+ 3Ag+H2PO4-AgX( 除 AgF) 见光易分解成银和卤素单质。AgBr 和 AgI 可做感光材料或变色镜。反应及现象为： 2AgCl = 2Ag+Cl2渐变成黑

20、色，这是单质银的小颗粒。； 2AgBr = 2Ag+Br2 ；2AgI = 2Ag+I2固体逐1卤素单质在不同的溶剂中分别呈什么颜色？ Cl2 在水中溶解度较大， 它在水中和有机溶剂中均呈黄绿色，与气态颜色相近。 Br2 、I2 在水中溶解度较小，所以它们在水中颜色较在有机溶剂中的颜色浅。一、氯水成分的多样性氯气溶于水得到的溶液叫做氯水，常温下1 体积水溶解大约2 体积 Cl2 ，而溶解的 Cl2 约只有 39% 与水发生反应，在氯水中存在如下三个平衡： Cl2 H2O HCl HClO HClO H+ ClO H2O H+ OH 所以在氯水中含有三种分子： Cl2 、H2O 、HClO ；四

21、种离子： H+ 、Cl 、ClO 及少量 OH。二、氯水性质的多样性由于氯水中成分的多样性，使得氯水性质也具有多样性：如Cl2 、HclO 的强氧化性， HCl 的强酸性， HClO 的弱酸性等。1氧化性：当氯水与Fe2+ 、 I、S2 、SO32 等还原性物质作用时，起反应的是 Cl2 分子。2酸性：当氯水与较活泼金属(如 Al 、Mg 等)、弱酸盐 (如 NaHCO3 、 Na2CO3等 )作用时，起反应的是H离子。3漂白性：氯水使品红溶液等有机色质褪色，起反应的是HClO 分子。4沉淀反应：当氯水与 AgNO3 溶液反应时，产生白色沉淀，起反应的是 Cl 离子。在某些反应中，起反应的不止

22、一种微粒。如新制的氯水中滴加紫色石蕊试液先变红后褪色，起反应的是 H+和 HClO 。三、氯水参与反应类型的多样性1化合反应向氯水中加入不活泼金属Cu： Cu Cl2=CuCl2氯水与 Mg 等活泼金属发生的主反应： Mg Cl2=MgCl2 2分解反应氯水久置或见光：故久置氯水的黄绿色消失， pH 减小，可视为稀盐酸。氯水通常随配随用，如需贮存备用，宜放在棕色瓶中并置于冷暗处。3置换反应氯水与 Mg 等活泼金属发生的副反应：Mg 2HCl=MgCl2 H2氯水与浓氨水反应： 3Cl2 2NH3=N2 6HCl 或 3Cl2 8NH3=N2 6NH4Cl氯水与硫化钠溶液反应：Na2S Cl2

23、2NaCl S氯水与少量溴化亚铁溶液反应：2FeBr2 3Cl2( 足量 )=2FeCl3 2Br2氯水与碘化钾溶液反应：2KI Cl2 2KCl I2故可用润湿的 KI 淀粉试纸对 Cl2 收集的验满。4复分解反应氯水中加碳酸钙： CaCO3 2HCl=CaCl2 H2O+CO2 氯水与硝酸银溶液反应： AgNO3 HCl AgCl+HNO3 5其他氧化还原反应向氯水中加入NaOH 溶液： Cl2 2NaOH=NaCl+NaClO H2O氯水与亚硫酸钠溶液反应：Na2SO3 Cl2 H2O=Na2SO4 2HCl少量氯水与溴化亚铁溶液反应：6FeBr2 3Cl2( 少量 )=2FeCl3 4

24、FeBr3二氧化硫通入氯水中：SO2 Cl2 2H2O=H2SO4 2HCl次氯酸有强氧化性，某些有色有机物被次氯酸氧化，破坏了其中的显色结构而褪色，但不能使有色的无机离子 (Fe3+ 、Cu2+ 、 MnO4 )褪色。6加成反应向氯水中通入乙烯： Cl2+CH2=CH2CH2ClCH2Cl故盛氯水的试剂瓶不能用橡皮塞，因为橡胶中含有不饱和的碳碳键。氯元素是一种重要的卤族元素， 化学性质特别活泼， 氯元素的价态变化也很复杂，现总结如下：一、 Cl2Cl (氯气的强氧化性 )1氯气与多数金属反应2Fe 3Cl2=2FeCl3( 氯气的氧化性强，生成高价物 ) Cu Cl2=CuCl2( 氯气的氧

25、化性强，生成高价物 ) Mg Cl2=MgCl22氯气与某些非金属反应2P3Cl2=2PCl3( 少量氯气，生成液态PCl3)2P5Cl2=2PCl5( 足量氯气，生成固态PCl5)H2 Cl2=2HCl( 工业上制盐酸 )3氯气与某些还原性化合物反应2KI Cl2 2KCl I2( 工业上制碘 )2KBr Cl2 2KCl Br2( 工业上制溴 )Na2SO3 Cl2 H2O=Na2SO4 2HClSO2 Cl2 2H2O=H2SO4 2HCl( 漂白的二氧化硫与氯气不能混用)2FeBr2 3Cl2=2FeCl3 2Br2( 足量氯气 )6FeBr2 3Cl2=2FeCl3 4FeBr3(

26、少量氯气 )Na2S Cl2 2NaCl S3Cl2 2NH3=N2 6HCl( 少量氨气 )3Cl2 8NH3=N2 6NH4Cl( 足量氨气 )二、 Cl2Cl +ClO ( 岐化反应，氯气的氧化性、还原性)1氯气与水反应Cl2 H2O=HCl HClO2氯气与碱溶液反应Cl2 2NaOH=NaCl+NaClO H2O( 制氯气的尾气吸收 )2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(工业上制漂白粉 )三、 Cl2Cl +ClO3 (岐化反应，氯气的氧化性、还原性)3Cl2 6KOH( 浓) 5KCl+KClO3 3H2O( 实验室制氯酸钾 )四、 Cl Cl2(

27、氯化物的还原性 )1氯化物被强氧化剂氧化MnO2+4HCl( 浓 ) MnCl2+Cl2 +2H2O(实验室用舍勒法制氯气 )2KMnO4 16HCl( 浓)=2KCl 2MnCl2 8H2O 5Cl2 (实验室快速制氯气 )MnO2+4NaCl+4H2SO4(浓)=MnCl2+ 4NaHSO4+Cl2 +2H2O( 贝托雷法制氯气 )14HCl( 浓)+K2Cr2O7=2KCl+2CrCl3+3Cl2 +7H2O( 实验室快速制氯气 )PbO2+ 4HCl( 浓 )=2PbCl2 2H2O Cl2 4HCl+O22Cl2 +2H2O(地康法制氯气 )2电解氯化钠熔融物或氯化钠溶液2NaCl

28、2Na + Cl2(工业上制钠，副产物氯气)2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2 +H2(工业上制烧碱，副产物氯气)五、 Cl +ClO Cl2( 归中反应 )Ca(ClO)2+4HCl( 浓 )=CaCl2+Cl2 +2H2O六、 Cl +ClO3 Cl2( 归中反应 )KClO3+6HCl ( 浓)=KCl+3Cl2 +3H2O(实验室快速制氯气 )七、 ClO3 Cl (氯酸盐的强氧化性 )2KClO3 2KCl+2O2(实验室制氧气 )2KClO3+I2=2KIO3+Cl2 (一定条件下反应 )八、 ClO Cl2( 次氯酸盐的强氧化性 )KClO+3KI+H2O=KCl+2KOH+I2(次氯酸根离子与碘离子不能共存)