第十四章卤素

第十四章卤素总体目标：1.掌握卤素单质、氢化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途2.掌握卤素及其化合无各氧化态间的关系各节目标：第一节卤素单质1.了解卤素单质的物理性质，如：颜色、状态、熔点、沸点、溶解性等等2.掌握卤素单质的化学性质，包括与水作用、与金属的反应、与非金属反应、与氢气的反应及其递变规律；了解卤素单质的用途3.运用元素电势图来判断卤素及其化合物的氧化—还原性第二节卤化氢和氢卤酸掌握卤化氢的酸性、还原性、热稳定性及其变化规律；卤化氢的制备方法第三节卤化物、卤素互化物和拟卤素了解卤化物的分类；金属卤化物、卤素互化物和拟卤素的主要性质和制备第四节卤素的含氧化合物了解卤素含氧酸及其盐酸性、氧化性强度及变化规律Ⅱ习题一选择题1.某元素的电势图为：EA˚M4+-0.15M2+-0.14M，下列说法中正确的是（）A.M2+不能发生歧化反应B.M2+是强氧化剂C.M是强还原剂D.M4+与M反应生成M2+2.碘的电子结构式是[Kr]5S25P5，指出下列哪种化学式的化合物不能存在（）A.IF5B.IF7C.Na3H2IO6D.HIF3.下列关于（CN）2的反应中，不象卤素单质反应的是（）A.（CN）2+H2O==HCN+HCNOB.可在空气中燃烧C.与银、汞、铅反应得难溶盐D.与卤素反应生成CNCl、CNBr等4.下列叙述正确的是（）A.无论在酸性还是在碱性介质中，卤素电对X2|X¯不变B.由于卤素阴离子（X¯）具有还原性，所以能用电解卤化物水溶液的方法制备卤素单质C.卤素阴离子可以作为路易斯碱而构成配合物的内界D.氟的电负性最大，所以F2分子中的共价键是所有共价键中最强的5.在含I¯的溶液中通入Cl2，产物可能是（）A.I2和Cl¯B.ClO3和Cl¯C.ICl2¯D.以上产物均有可能6.将氟气通入水中，生成的产物可能有（）A.O2、O3和HFB.OF2和HFC.H2O2和HFD.以上诸种7.冷的氯水中微粒的种类有（）A.5种B.6种C.7种D.8种8.卤素互化物一般由较重卤素和较轻卤素构成，在卤素互化物分子中，较轻卤素原子个数一般为（）A.1B.2C.1、3、5、7（奇数）D.2、4、6（偶数）9.下列物质受热产生Cl2的是（）A.Cl3O5B.ClO2C.Cl2O2D.Cl2O10.关于SnCl2和SnCl4的熔沸点高低，正确的是（）A.SnCl2高于SnCl4B.SnCl2低于SnCl4C.两者差不多一样高D.外界条件不同，熔、沸点高低不同11.制备F2实际所采用的方法是（）A.电解HFB.电解CaF2C.电解KHF2D.电解NH4F12.实验室制备Cl2最常用的方法是（）A.KMnO4与浓盐酸共热B.MnO2与稀盐酸反应C.MnO2与浓盐酸共热D.KMnO4与稀盐酸反应13.实验室制得的氯气含有HCl和水蒸气，欲通过二个洗气瓶净化，下列洗气瓶中试剂选择及顺序正确的是（）A.NaOH，浓H2SO4B.CaCl2，浓H2SO4C.H2O，浓H2SO4D.浓H2SO4，H2O14.下列各对试剂混合后能产生氯气的是（）A.NaCl与浓H2SO4B.NaCl与MnO2C.NaCl与浓HNO3D.KMnO4与浓HCl15.实验室中制取少量HBr所采用的方法是（）A.红磷与Br2混合后滴加H2OB.KBr固体与与浓H2SO4作用C.红磷与H2O混合后滴加Br2D.Br2在水中歧化反应16.欲与KBr固体制备HBr气体，应选择的酸是（）A.H2SO4B.HAcC.HNO3D.H3PO417.氢氟酸最好贮存在（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.塑料瓶中B.无色玻璃瓶中C.金属容器中D.棕色玻璃瓶中18.卤素单质中，与水不发生水解反应的是（）A.F2B.Cl2C.Br2D.I219.在热碱溶液中，Cl2的歧化产物为（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Cl-和ClO-B.Cl-和ClO2-C.Cl-和ClO3-D.Cl-和ClO4-20.卤素的氧化物中，热稳定性最高的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.ClO2B.OF2C.I2O5D.I2O721.下列各对物质在酸性溶液中能共存的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.FeCl3与KIB.FeCl2与Br2C.FeCl3与KBrD.KI与KIO322.下列有关卤素的论述不正确的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.溴可由氯作氧化剂制得B.卤素单质都可由电解熔融卤化物得到C.I2是最强的还原剂D.F2是最强的氧化剂二填空题1.碘易溶于溶剂中，也易溶于盐溶液中，形成。2.将氯水加入溴化钾和碘化钾的混合溶液，首先析出色的，然后析出色的。3.氢卤酸在一定压力下能组成，将氢卤酸蒸馏会达到不变。4.歧化反应是指，卤素歧化反应类型有，判断歧化反应的热力学依据是。5.金属卤化物与生成化合物，称为，在IF3、IF5中的I的成键轨道和分子的几何构型分别是。6.F，Cl，Br三元素中电子亲合能最大的是，单质的解离能最小的是。7.键能F2Cl2，活泼性F2Cl2。8.卤素单质的颜色为：F2，Cl2，Br2，I2。(吉林大学《无机化学例题与习题》)9.I2溶于KI溶液中的颜色可能为，或，原因是。10.导致氢氟酸的酸性与其他氢卤酸明显不同的因素主要是小，而特别大。(吉林大学《无机化学例题与习题》)三简答题1.已知砹的元素电势图EAAtO3¯1.5HAtO1.01/2At20.3At-判断在酸性介质中，用Cr2O72-离子氧化At¯最可能产物。2.Mn的电势图在极性溶液中为：MnO4¯0.564MnO42-2.26MnO20.95Mn2O3¯1.51Mn2+-1.18Mn①写出可能发生歧化反应的方程式，并配平。②写出MnO4¯作为氧化剂与Na2SO4在不同PH值下的反应。3.为什么不能用盐酸与铅反应制取AlCl3？4.熔融的AlBr3不导电，而AlBr3的水溶液是电的良导体。5.SnCl4在潮湿的空气中发烟（写出反应式）。6.F的电子亲合能比Cl小，但F2却比Cl2活泼，请解释原因。7.四支试管分别盛有HCl，HBr，HI，H2SO4溶液。如何鉴别？吉大8.漂白粉长期暴露于空气中为什么会失效？吉大9.为什么NH4F一般盛在塑料瓶中？10.说明I2易溶于CCl4，KI溶液的原因。四计算题1.把氯水滴加到Br-，I-混合液中的现象是先生成I2，I2被氧化成HIO3，最后生成Br2。（1）写出有关的反应方程式。（2）有人说：“电动势大的反应一定先发生”。你认为如何？2.将0.100molI2溶解在1.00L0.100mol/LKI溶液中而得到I3-溶液。I3-生成反应的Kc值为0.752，求I3-溶液中I2的浓度。3.根据电势图计算在298K时，Br2在碱性水溶液中歧化为Br¯和BrO3¯的反应平衡常数。4.（1）向含Br¯、Cl¯的混合溶液中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中[Br¯]/[Cl¯]的比值是多少？（2）向含I¯、Cl¯的混合溶液中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中[I¯]/[Cl¯]的比值是多少？5.分离Cl¯，Br¯离子的方法是：加足量的AgNO3溶液使它们沉淀，经过过滤、洗涤后，往沉淀上加足量的2mol/dm3NH3·H2O，AgCl溶解而AgBr微溶。如果开始的Cl¯浓度为Br¯的500倍，问能否用这个方法分离Cl¯和Br¯？参考答案一选择题1.B2.D3.B4.C5.D6.D7.C8.C9.D10.A11.C12.C13.C14.D15.C16.D17.A18.A19.C20.C21.C22.C二填空题1.有机，I¯，配位离子I3¯2.红棕，Br2，紫黑，I23.恒沸溶液，溶液的组成和沸点4.自身氧化还原反应，两种，E右﹥E左5.卤素单质，多卤化物，平面三角形、三角双锥6.Cl，F27.＜，＞8.浅黄，黄绿，棕红，紫黑9.黄，红，棕，I2的浓度不同10.F原子半径，H—F键的解离能三简答题1.提示：最可能的产物为AtO3¯，因为ECr2O72-|Cr3+=1.33，而E˚AtO3¯|At¯=1.19﹥E˚HAtO|At¯=0.65﹥E˚At2|At¯=0.3，而1.19﹤1.33。2.①发生歧化反应必须满足E氧化型﹥E还原型，2H++Mn2O3¯==Mn2++MnO2↓+H2O4H++3MnO42-==MnO2↓+2MnO4-+2H2O②MnO4-在酸性介质中还原为Mn2+，在中性中为MnO2，在强碱中为MnO42-。3.由AlCl3的水解及其Al（OH）3的不稳定性，∴最终得到Al2O3。4.提示：a.从Al3+极性能力及Br¯的特点进行考虑；b.从AlBr3在水溶液中电离。5.提示：SnCl4水解。6.答：F的半径特殊的小，因而其F-电子密度较大，生成氟离子时，放出的能量较少。F2却比Cl2活泼，原因是F的半径小，氟原子非键电子对之间斥力较大而使F2的解离能比Cl2小，氟化物的晶格能比氯大，能量更低。其次，在水溶液中，F-的水合热比Cl-大得多。7.向四支试管中分别加入少许CCl4和KMnO4，CCl4层变黄或橙色的是HBr，CCl4层变紫的是HI，CCl4层不变色，但KMnO4褪色或颜色变浅的是HCl，无明显变化的是H2SO4。本题也可由生成沉淀的实验加以鉴别。8.漂白粉中的有效成分是Ca（ClO）2，在空气中易吸收CO2生成HClO，Ca（ClO）2+CO2+H2O==CaCO3+2HClO，HClO不稳定，易分解放出O2：2HClO==HCl+O2，此外，生成的HCl与Ca（ClO）2作用产生Cl2放出也消耗漂白粉的有效成分。HCl+HClO===H2O+Cl2↑漂白粉中往往含有CaCl2杂质，吸收CO2的Ca（ClO）2也与CaCl2作用：Ca（ClO）2+2CO2+CaCl2===2CaCO3+2Cl2。9.NH4F水解生成NH3和HF：NH4F+H2O===NH3•H2O+HF，HF和SiO2反应，使玻璃容器被腐蚀：SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O因而NH4F只能储存在塑料瓶中。10.答：I2是非极性分子，易溶于非极性溶剂CCl4（相似相溶）。I2和KI作用生成多卤离子I3-。四计算题1.解：（1）Cl2+2I-===2Cl-+I2E0（电池）=E0（Cl2/Cl-）-E0（I2/I-）=1.36-0.54=0.82V5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HClE0（电池）=E0（Cl2/Cl-）-E0（HIO3/I2）=1.36-1.2=0.16VCl2+2Br-=2Cl-+Br2E0（电池）=E0（Cl2/Cl-）-E0（Br2/Br-）=1.36-1.08=0.28V（2）反应发生的先后与反应速率有关。电动势的大小只与反应程度有关。2.解：I2+I-I3-反应前0.10.10平衡时0.1-x0.1-xxKc=x/（0.1-x）2=0.752求得：x=0.00752故I3-溶液中I2的浓度为：0.1-x=0.1-0.00752=0.09248mol/L3.解：B°：BrO3¯0.519Br2+1.065Br¯Br2在碱性水溶液中歧化为Br¯和BrO3¯的反应为：3Br2+6OH-5Br¯+BrO3¯+3H2O298K时，反应的平衡常数为：lgK=nE0/0.0592=n（右°-左°）/0.0592=5×（1.065-0.519）/0.0592=46.11K=1.30×10464.解：（1）若起始Cl¯，Br¯浓度相差不大，加入AgNO3溶液时先产生溶度积较小的AgBr沉淀，当AgCl开始沉淀时，溶液中如下平衡：AgBr（s）=Ag+（aq）+Br¯（aq）Ksp（AgBr）=[Ag+][Br¯]=5.35×10-13—）AgCl（s）=Ag+（aq）+Cl¯（aq）Ksp（AgCl）=[Ag+][Cl¯]=1.77×10-10AgBr（s）+Cl¯（aq）=AgCl（s）+Br¯（aq）K=Ksp（AgBr）/Ksp（AgCl）[Br¯]/[Cl¯]=K=Ksp（AgBr）/Ksp（A