高中化学第7主族知识点

第1页第7讲：卤族元素一、氯（Cl）1.位置：第三周期第ⅦA族2.存在：氯在自然界中以化合态的形式存在，是最重要的“成盐元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中3.原子结构示意图：如右图二、氯气（Cl2）1.结构：双原子分子2.电子式：如右图3.物理性质：颜色状态气味密度溶解性沸点黄绿色气体强烈刺激性气味大于空气能溶于水（1L水能溶解2L氯气）但在饱和食盐水中的溶解度很低—34℃（较高，易液化）4.化学性质：显示典型的非金属性质，通常情况下较为活泼，体现强氧化性（1）与金属Fe2Fe+3Cl2点燃2FeCl3（产生棕黄色烟，向产物中加水，形成黄色溶液）CuCu+Cl2点燃CuCl2（产生棕褐色烟，向产物中加水，形成蓝绿色溶液）备注：与变价金属反应时，均生成高价态的金属氯化物。H2+Cl2点燃或光照2HCl（发出苍白色火焰，生成白雾）（2）与非金属2P+3Cl2(少量)点燃2PCl₃(液体农药，白雾)；2P+5Cl2(过量)点燃2PCl5(固体农药，白烟)H2O+Cl2HCl+HClO（3）与碱：Cl2+2OH—Cl—+ClO—+H2O（促进上面反应的平衡向右移动）（4）氧化性：与SO2：SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl（两弱酸变两强酸，Cl2、Br2、I2均能发生这样的反应）与SO32—：SO32—+Cl2+H2OSO42—+2HCl与FeBr2：2FeBr2+3Cl22FeCl3+Br2(氯气过量，Fe2+、Br—都被Cl2氧化)6FeBr2+3Cl22FeCl3+4FeBr3(氯气不足，Fe2+先被Cl2氧化)6FeBr2+6Cl24FeCl3+2FeBr3+3Br2(等量反应，Fe2+先氧化，剩下的Cl2氧化Br—直到Cl2消耗完)与FeI2：2FeI2+3Cl22FeCl3+2I2（氯气过量，Fe2+、I-都被Cl2氧化）FeI2+Cl2FeCl2+I2（等量反应，I-先被氧化）与KBr、KI：2KBr+Cl22KCl+Br2；2KI+Cl22KCl+I2(验证卤族单质氧化性的方程)与Na2CO3：Na2CO3+2Cl2+H2O2NaCl+2HClO+CO2（Cl2过量）2Na2CO3+Cl2+H2ONaCl+2NaHCO3+NaClO（Na2CO3过量）(碳酸酸性比次氯酸强，故次氯酸不与碳酸反应)与NaHCO3：NaHCO3+Cl2NaCl+HClO+CO2(次氯酸酸性比碳酸氢根强能反应，综上所述酸性强弱顺序：H2CO3HClOHCO3—)7.用途：用于消毒，制造盐酸和漂白粉外，还用于制造氯仿等有机溶剂和多种药品8.制取：请看下一页第2页三、氯气的制取1.实验室制取①药品：MnO2（黑色粉末）、浓盐酸②发生原理：化学方程式：MnO2+4HCl△MnCl2+2H2O+Cl2↑离子方程式：MnO2+4H++2Cl—△Mn2++2H2O+Cl2↑③仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、铁架台、石棉网若干集气瓶与导管、烧杯④发生装置：固液加热装置⑤除杂装置：饱和NaCl溶液（除HCl气体）浓硫酸/CaCl2（除水蒸气）⑥收集方式：向上排空气法（或排饱和食盐水法）⑦验满：湿润的淀粉碘化钾试纸放在瓶口处（在瓶口处变蓝）⑧尾气处理：使用NaOH溶液吸收（末尾处的导管可换成过滤漏斗，让漏斗口与液面刚好接触，可以防止在酒精灯熄灭后产生倒吸）2.工业制取：2NaCl+2H2O通电2NaOH+Cl2↑+H2↑四、新制氯水的成分与多重性质1.成分氯水中存在3个平衡关系：①H2O+Cl2HCl+HClO（反应平衡）；②HClOH++ClO—（电离平衡）；③H2OH++OH-（电离平衡）包含粒子：三种分子：H2O、HClO、Cl2四种离子：H+、OH—、ClO—、Cl—2.多重性质（1）氯水各个成分的性质：①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性、不稳定性；④Cl—的性质（2）氯水各个成分的作用参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释Cl—AgNO3溶液产生白色沉淀Ag++Cl—AgCl↓H+加较活泼金属、碳酸盐等固体产生气泡Mg+2H+Mg2++H2↑HClO品红溶液或湿润的有色布条使品红溶液或湿润的布条褪去颜色HClO具有漂白性在强光照射新制氯水中有气泡产生2HClO光照2HCl+O2↑Cl2FeCl2溶液溶液变棕黄色2Fe2++Cl22Fe3++2Cl—Cl2、H2OSO2黄绿色褪去SO2+Cl2+2H2O4H++2Cl—+SO42—HClO、H+石蕊试液先变红后褪色酸性和漂白性Cl2、H+镁粉氯水的颜色褪去并有气泡产生H+被消耗，使上面的反应平衡向右移动，Cl2减少，颜色变浅直至褪色Cl2：—氧化性—能氧化：Fe2+、Br-、I-、SO2、SO32-，不能使干燥的有色布条褪色(也验证了使有色布条褪色的是HClO)新Cl—：—生成沉淀—加入AgNO3溶液产生不溶于稀HNO3的白色沉淀制—不稳定性—强光照射下有气泡产生，长时间放置，氯水变质后成为稀盐酸氯HClO：—漂白性—使湿润的有色布条或品红溶液褪色；水——使紫色石蕊试液先变红后褪色H+：—酸性与活泼金属反应产生H2；与碳酸盐反应生成CO2第3页诸多因素对反应的平衡的影响①加入可溶性氯化物：氯离子浓度增大，平衡向左移动（用排饱和食盐水收集气体还可以除去杂质HCl气体）②加入浓盐酸：氯离子和氢离子浓度增大，平衡向左移动（可用浓盐酸跟次氯酸盐反应制取Cl2或测定漂白粉中的有效“氯”）③加入NaHCO3时，氢离子浓度减小，平衡向右移动（使氯水中的HClO浓度增大，漂白性增强）④加入碱：氢离子和次氯酸浓度减小，平衡向右移动（用强碱溶液吸收未反应的氯气，工业上制造漂白粉和漂白液）五、液氯、新制氯水、久置氯水液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质强氧化性酸性、强氧化性、漂白性酸性备注：氯气的性质探究实验流程分析装置试剂实验现象实验目的A浓硫酸————验证氯气无漂白作用，而湿润的红布条之所以褪色是因为Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用B干燥的红布条无明显变化C湿润的红布条红布条褪色DFeCl2溶液溶液由浅绿色变棕黄色验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性物质反应E淀粉-KI溶液溶液变蓝色F浓硫酸————G铁粉产生棕褐色烟HNaOH溶液————吸收多余的氯气六、次氯酸、次氯酸盐和氯化氢1.次氯酸弱酸性：HClO+Na2CO3NaClO+NaHCO3（酸性比碳酸弱，比碳酸氢根的酸性强）HClO不稳定性：2HClO光照2HCl+O2↑（氯水要现用现配，保存在棕色瓶中，置于冷暗处）强氧化性：氧化性比氯气强，可用于自来水消毒；能使湿润的有色布条或者品红溶液褪色。2.次氯酸盐（1）漂白液有效成分：NaClO漂白液制备原理：Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O酸碱性：水解呈碱性（强碱弱酸盐）漂白原理：与酸性物质作用生成HClO，将有色有机物氧化为无色物质，可杀菌或消毒第4页（2）漂白粉成分：CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分：Ca(ClO)2漂白粉制备原理：2Cl2+2Ca(OH)2（石灰乳）CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O化学性质：水解呈碱性，具有强氧化性漂白原理：Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO（失效原理）（3）氯化氢1.物理性质：无色具有刺激性气味的气体，密度比空气大，极易溶于水，采用向上排空气法收集2.制取：工业：氢气与氯气化合而成实验室：NaCl+H2SO4(浓)微热HCl↑+NaHSO4；NaHSO4+NaCl强热HCl↑+NaSO4（尾气吸收用水）3.化学性质：(1)酸的同性：①与石蕊反应溶液变红，与酚酞反应但溶液不变色；②与金属（H前面）发生置换反应；③与金属氧化物反应；④与碱反应；⑤与部分盐反应；(2)还原性：制取氯气七、卤素互化物和拟卤素（1）卤素互化物1.定义：由两种卤素互相结合而成的物质2.举例：IBr溴化氢、ICl氯化碘、BrF3三氟化溴、ClF3三氟化氯3.化合价：物质左边非金属性较弱的元素化合价为正价，非金属性较强的右边元素化合价为负1价4.化学性质：有较强的氧化性①与金属：2IBr+2MgMgBr2+MgI2②与水：IBr+H2OHBr+HIO(生成物中，非金属性强的卤族元素生成氢卤酸，弱的生成次卤酸)③与氢氧化钠：IBr+2NaOHNaBr+NaIO+H2O（2）拟卤素1.定义：有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似2.举例：(CN)2氰、(SCN)2硫氰、(OCN)2氧氰3.答题方法：可用换元法，把它们当成X2，把SCN—当做X—八、卤素第5页位置：第ⅦA族，第2周期~第7周期；结构与性质：最外层7个电子，容易得到1个电子变成负1价的阴离子；存在形式：自然界中以化合态形式存在。元素名称氟氯溴碘砹石田元素符号FClBrIAtTs核电荷数917355385117电子排布2-72-8-72-8-18-72-8-18-18-72-8-18-32-18-72-8-18-32-32-18-7电子层数234567最外层电子数7化合价0，-10，+1，+3，+4，+5，+70，+1，+3，+5，+70，+1，+3，+5，+7核外电子层数234567原子半径逐渐增大单质F2Cl2Br2I2颜色浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色（逐渐加深）状态气体气体液体固体（从气体到固体）密度1.69g/L3.21g/L3.11g/cm34.93g/cm3（密度增大）熔沸点逐渐升高溶解性与水反应溶解溶解易溶有机溶剂微溶易溶有机溶剂逐渐降低与氢气反应冷暗处就能发生生成的HF很稳定在强光照射下发生生成的HCl较稳定在高温(500℃)下缓慢化合生成的HBr较不稳定持续高温加热缓慢化合生成的HI很不稳定同时发生分解与氢气化合的难易程度可以得出它们的单质氧化性逐渐减弱卤族单质与氢气反应（条件不同）：X2+H22HX卤化氢的制取CaF2+H2SO4△2HF↑+CaSO42NaCl+H2SO4(浓)△2HCl↑+Na2SO43NaBr+H3PO4(浓)△3HBr↑+Na3PO4(HI制取方法一样)第6页单质氧化性性逐渐减弱离子还原性逐渐增强与水反应迅速反应放出O2生成HCl和HClO与水反应，但反应比氯还要弱与水只起微弱的反应————氟单质与水：2F2+2H2O4HF+O2氯、溴、碘单质与水：X2+H2OHX+HXO置换反应能其他卤素离子都能置换出来能把溴离子和碘离子置换出来能把碘离子置换出来不能把其他卤素离子置换出来也能体现出卤素单质的氧化性是逐渐减弱2KBr+Cl22KCl+Br2；2KI+Cl22KCl+I22KI+Br22KBr+I2卤化银AgFAgClAgBrAgI————————颜色白色白色淡黄色黄色颜色逐渐加深感光性有有分解（做吸光玻璃）2AgBr光照2Ag+Br2分解（分解吸收大量的热，用于人工降雨）————————溶解性溶于水不溶不溶不溶————————特殊性质：（1）氟：①氟无正价，F2单质氧化性最强，F—还原性最弱②可以和Xe、Kr等稀有气体反应生成白色氟化物③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸点最高（2）氯：①实验室其他制取氯气的方法：a.高锰酸钾跟浓盐酸反应：2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑b.氯酸钾与浓盐酸反应：KClO3+6HCl(浓)KCl+3H2O+3Cl2↑（3）溴：Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封保存（4）碘：①Cl2、Br2均为把Fe氧化为Fe3+，而I2只能把Fe氧化为Fe2+②I2易升华，淀粉遇碘单质变蓝；易与硫带硫酸钠溶液反应用于滴定实验（以淀粉溶液为指示剂）来定量测定碘的含量。该离子方程式为：I2+2S2O32—2I—+S4O62—③食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大④实验室制取碘单质的离子方程式：5I—+IO3—+6H+3I2+3H2O第7页I2和Br2都可被某些有机溶剂（如四氯化碳、苯、汽