卤族元素

卤族元素2．从原子的核外电子排布，理解卤族元素(单质、化合物)性质的相似性和递变性。【学习目标】1．以氯为例，了解卤族元素的物理性质和化学性质。3．知道卤素离子的检验方法。一、卤素的结构和性质1．卤族元素原子结构特点及性质关系FClBrI91735532,72,8,72,8,18,72,8,18.18,7原子结构性质决定氟氯溴碘元素符号核电荷数电子层排布氧化性逐渐减弱相同点：最外层7个电子易得一个电子，不同点：核电荷数递增电子层数递增原子半径依次增大得电子能力逐渐减弱具氧化性(1)卤族元素在周期表中处于第族。(2)最外层电子数均为，是典型的非金属元素。(3)单质均为非极性分子。(4)主要化合价为，最高正价为价(F除外)。(5)均能形成气态。(6)最高价氧化物的水化物(HRO4)为(F除外)。ⅦA双原子－17氢化物＋7酸2.卤素单质在物理性质上的主要差异及递变规律F2Cl2Br2I2常温下状态态态态态颜色色色色色水中溶解度反应溶解溶解微溶熔、沸点低―→高气气液固淡黄绿黄绿紫黑深红棕3.卤族元素在化学性质上的相似性和递变性相似性：均具有氧化性，均能与H2、H2O、金属反应，较活泼的卤素单质可将较不活泼的卤素从其化合物中置换出来。回忆氯气的化学反应⑴与金属反应：Ｍ＋Ｘ2→MXn2Fe＋3Cl2→2FeCl3Cu+Cl2→CuCl22Fe+3Br2→2FeBr3Cu+Br2→CuBr2Fe+I2→FeI22Cu+I2→2CuI⑵与Ｈ2反应：Ｈ2+X2→2HX背景资料：H2＋F2→2HF（冷、暗处剧烈反应，发生爆炸HF很稳定）H2＋Cl2→2HCl（光照反应，发生爆炸，HCl稳定）H2＋Br2→2HBr(加热到5000C才能反应，HBr不如HCl稳定）H2＋I2→2HI（不断加热才能缓慢反应，HI很不稳定，发生分解）卤化氢氧化剂反应能力渐弱稳定性渐弱HX的制备：HCl:NaCl+H2SO4(浓)(或H3PO4)→NaHSO4+HCl↑2NaCl+H2SO4(浓)→Na2SO4+2HCl↑HBr:3NaBr+H3PO4(浓)→Na3PO4+3HBr↑HI:3KI+H3PO4(浓)→Na3PO4+3HI↑△强热强热3、和水反应Cl2+H2OHCl+HClOBr2+H2OHBr+HBrOI2+H2OHI+HIO2F2+2H2O→4HF+O2特殊的：氟气具有强氧化性X2+H2O=HX+HXO4、与强碱反应X2+2NaOH→NaX+NaXO+H2O根据卤素和水反应的规律，试写出卤素和氢氧化钠溶液反应的化学方程式前面元素的单质能把后面元素从其化合物中置换出来。如：Cl2＋2NaBr→。Br2＋2NaI→。Cl2＋2NaI→。5、置换反应2NaCl＋Br22NaBr＋I22NaCl＋I2【自我检测】一硬质玻璃管两端装有带导管的塞子，左、中、右分别放有三个润湿的棉花球(如图所示)a球浸有溴化钾溶液，b球浸有碘化钾浓溶液，c球浸有淀粉碘化钾浓溶液。实验时，从右端慢慢通入氯气，同时在b处微热，并逐渐向左移动酒精灯，观察到的现象是：a处有________色的________产生，b处有________色的________产生，c球产生________色，稍冷却后，b、c之间的玻璃管壁上有________色的________。答案：红棕蒸气紫蒸气蓝紫黑晶体化学性质递变规律（1）卤素单质都具有较强的氧化性，但氧化性：F2Cl2Br2I2（2）卤离子都具有还原性，但还原性：F-Cl-Br-I-（3）卤化氢的水溶液都具有酸性，但酸性：HFHClHBrHI〉〉〉〈〈〈〈〈〈（4）氢化物的热稳定性：HFHClHBrHI（5）氢卤酸的还原性：HFHClHBrHI（6）最高价卤酸的酸性：HClO4HBrO4HIO4（7）卤化银的溶解性：AgFAgClAgBrAgI（8）单质与氢元素化合的条件：从F2到I2逐渐升高二、卤素离子(X－)的检验1．AgNO3——HNO3法离子检验试剂主要现象离子方程式Cl－AgNO3溶液稀HNO3生成沉淀Ag＋＋Cl－→AgCl↓Br－生成沉淀Ag＋＋Br－→AgBr↓I－生成沉淀Ag＋＋I－→AgI↓白色淡黄色黄色(1)原理：Cl2＋2Br－→2Cl－＋Br2Cl2＋2I－→2Cl－＋I2I2、Br2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度。(2)方法：往溶液中加入，再加入，振荡。(3)现象及结论：若CCl4层出现橙红色，说明原溶液中存在。若CCl4层出现紫红色，说明原溶液中存在。氯水CCl4Br－I－2.氯水与四氯化碳检验法【自我检测】甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－(X－为Cl－、Br－、I－)。向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液颜色无明显变化，则甲中含有________，乙中含有________，丙中含有________。为了确定乙中含有的阴离子可采用加入________________________或加入稀HNO3和AgNO3，有________沉淀产生。答案：Br－I－Cl－氯水和淀粉溶液变蓝黄色①CaF2不溶于水，AgF易溶于水。②HF有毒，其水溶液为弱酸，其他氢卤酸为强酸(酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI)；HF能腐蚀玻璃：SiO2＋4HF→SiF4↑＋2H2O③单质中F2的氧化性最强，可与水及稀有气体反应，如2F2＋2H2O→4HF＋O2，F－不能被氧化剂氧化。④氟无正价。⑤氟化氢的制取：CaF2＋H2SO4(浓)CaSO4＋2HF↑。反应容器：铅皿。氢氟酸保存在塑料瓶中。(1)氟及其化合物的特殊性质(2)溴在常温下为红棕色液体(唯一的液态非金属单质)，极易挥发产生红棕色有毒的溴蒸气，实验室通常将溴密闭保存在阴冷处，不能用橡皮塞，盛有液溴的试剂瓶内常加适量水。(3)碘紫黑色固体，具有金属光泽，易升华(常用于分离提纯碘)、易吸潮(遇铁在水催化下易反应，故盛碘的瓶子不能用铁盖)，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。碘盐中的添加剂是碘酸钾，AgI常用于人工降雨。(4)卤化银的光反应不溶性的卤化银(AgCl、AgBr、AgI)见光会发生分解反应：2AgX→2Ag＋X2(X＝Cl、Br、I)卤化银的这种感光性质，常被用于制作感光材料。AgI还用于人工降雨。(5)卤素单质在溶液中的颜色水苯、汽油四氯化碳Br2黄←→橙橙←→橙红橙←→橙红I2深黄←→褐淡紫←→紫红紫←→深紫(1)卤素互化物卤素互化物是指由两种不同卤族元素相互化合所形成的化合物，其通式为XX′n，式中n＝1、3、5、7。常见的有：BrCl、ICl、IBr、BrF3、ClF3、BrF5、IF7等。卤素互化物与生成它们的卤素单质的化学性质相似。有关反应比较如下：Cl2＋2Na→2NaClICl＋2Na→NaI＋NaClCl2＋CH2=CH2→CH2Cl—CH2ClICl＋CH2=CH2→CH2Cl—CH2I由于卤素互化物的组成不是一种元素，其各元素的化合价不同，以致在参加化学反应中价态的变化与卤素单质不完全相同。如：Cl2＋H2OHCl＋HClO(氧化还原反应)BrCl＋H2O→HBrO＋HCl(非氧化还原反应)(2)类卤素(或拟卤素)有少数分子具有类似于卤素的性质，故把它们叫做类卤素，主要有：氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2等，表现为单质的氧化性、与碱溶液反应生成卤化物和次卤酸盐、与Ag＋结合生成的卤化银的难溶性等。对应的类卤素离子有：CN－、SCN－、OCN－，它们的性质类似于卤离子。“类卤素”的性质可用熟知的氯及其化合物的性质进行类推。以(CN)2和CN－为例，其与卤素单质及卤离子的化学性质比较如下：(CN)2＋2Na===2NaCN(CN)2＋H2O===HCN＋HOCN(CN)2＋2OH－===CN－＋OCN－＋H2OMnO2＋4HSCNMn(SCN)2＋(SCN)2↑＋2H2OAgNO3＋NaSCN===AgSCN↓＋NaNO3例：氯化碘(ICl)的化学性质跟氯气相似，预计它跟水反应的最初生成物是()A．HI和HClOB．HCl和HIOC．HClO3和HIOD．HClO和HIO解析：ICl是拟卤素，很多性质与卤素单质相似，但不是完全相同，因为Cl比I的得电子能力强，所以在ICl中，I为＋1价，Cl为－1价。而HCl中，Cl为－1价，HIO中I为＋1价，ICl与水反应后其产物的化合价均不发生改变。故反应为：ICl＋H2O===HCl＋HIO。答案：B练习：硫氰的化学式为(SCN)2，结构式为NC—S—S—CN，其分子及阴离子(SCN－)的性质都与卤素相似。下列关于硫氰的叙述不正确的是()A．与水反应可生成两种酸B．与氢氧化钾溶液反应产物之一为KSCNC．NaSCN与AgSCN受热发生分解D．HSCN浓溶液与MnO2共热可生成(SCN)2解析：因为(SCN)2及阴离子(SCN－)的性质都与卤素相似，所以可把硫氰看做Cl2，由Cl2及Cl－的性质类推可知，A、B、D正确。C选项中NaSCN与NaX性质相似，加热不易分解。答案：C1．下列叙述正确的是()A．目前加碘食盐中主要添加的是KIO3B．日常生活中无水乙醇常用于杀菌消毒C．绿色食品是不含任何化学物质的食品D．在空气质量日报中CO2含量属于空气污染指数解析：B项日常生活中常用75%酒精杀菌消毒。C项绿色食品是不含污染物的食品。D项在空气日报中SO2含量属于空气污染指数。答案：A【高考再现】2．下表是食用碘盐包装上的部分说明，下列说法正确的是()配料精盐、碘酸钾、抗结剂碘含量35±15mg/kg储存方法密封、避光、防潮食用方法烹饪时，待食品熟后加入碘盐A.高温会导致碘的损失B．碘酸钾可氧化氯化钠C．可用淀粉检验碘盐中的碘酸钾D．该碘盐中碘酸钾含量为20～50mg/kg答案：A3.下列操作或试剂中，不可能使溴水变为无色的是()A．CCl4多次萃取B．镁粉C．KOH溶液D．KI溶液答案：D4．广东正在建设海洋强省。下列说法不正确的是()A．从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应B．往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海产品的长途运输C．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的D．海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属答案：D5、下列各项比较中正确的是()A．熔、沸点：I2Br2Cl2F2B．稳定性：HIHBrHClHFC．还原性：HFHClHBrHID．氧化性：F2Cl2Br2I2答案：D6、从海水可获得的在常温下为液体的单质是()A．MgB．KC．Br2D．I2答案：C7．(CN)2、(SCN)2的化学性质与卤素相似，如：(SCN)2＋H2OHSCN＋HSCNO，已知还原性强弱：Cl－Br－CN－SCN－I－。试写出：(1)(CN)2与KOH溶液反应的离子方程式：_________________。(2)HCN与MnO2共热的化学方程式：________________。(3)NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2的离子方程式：。答案：(1)(CN)2＋2OH－→CN－＋CNO－＋H2O(2)4HCN(浓)＋MnO2→Mn(CN)2＋(CN)2↑＋2H2O(3)(CN)2＋2SCN－→2CN－＋(SCN)28.为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。Ⅳ.……(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是________。(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是________________。(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_____。(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是________。(5)过程Ⅲ实验的目的是___________。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到