专题九卤族元素一. 卤族元素氟、氯、溴、碘等元素在原子结构和元素性质上具有一定的相似性，化学上常把它们放 在一起研究，统称为卤族元素，简称卤素 二. 原子、离子、分子结构的比较 1. 相似性 ：原子的最外层均为7 个电子，离子的最外层均为8 个电子，分子均由原子组成其阴离子半径大于对应的原子半径 2.递变性 ：从氟到碘， 随着核电荷数增加，电子层数依次增多，原子或离子的半径也依次增 大，分子内原子间的核间距离依次增大 三. 卤素单质的物理性质比较 1. 相似性 ：它们均有颜色，有毒，在水中溶解度较小（F2除外），易溶于苯、四氯化碳等有 机溶剂2. 递变性 ：从氟到碘，颜色依次加深，密度依次增大，熔点、沸点依次升高，溶解性依次减小3. 特性 ： F2有剧毒， Cl2易液化， Br2易挥发， I2易升华[说明 ]： （1）存液溴应用棕色瓶盛装，并在液溴上加水（水封），防止液溴挥发成溴蒸气 （2）卤素单质在不同状态及不同溶剂中颜色不同单质F2Cl2Br2I2状态（室温）气态气态液态固态标准状况淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑气态淡黄绿色黄绿色红棕色紫色水溶液浅黄绿色黄色→橙色深黄→褐色苯或汽油， CCl4黄绿色橙→橙红紫红色（3）卤素单质从F2到 I2，在常温常压下的聚集状态由气→液→固，熔点、沸点依次升高。
这是因为式量逐渐增大、分子间引力逐渐增大的缘故 四. 卤素单质的化学性质 1. 相似性 都具有强氧化性，表现在它们均能与金属、非金属、水和碱溶液反应X2+2Na=2NaX (以 X 表示卤素原子，X2表示单质分子，以下同) X2+H2=2HX X2+H2O=HX+HXO （F2除外）X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2除外 ) 2. 递变性从 F2到 I2氧化性依次减弱，表现在： （1）卤素与变价金属反应时，金属被氧化的化合价不同 如，与铁反应，F2、Cl2、 Br2均能将Fe 氧化为 +3 价的铁盐，而I2与 Fe 作用仅生成碘 化亚铁（ FeI2） ：2Fe+3X2=2FeX3(I2除外 )2）卤素单质与氢气反应时，所需条件愈来愈高，剧烈程度及反应的能力依次减弱 H2+F2=2HF（暗处、爆炸、HF 很稳定）H2+Cl2=2HCl （强光、爆炸、HCl 较稳定）H2+Br22HBr（缓慢、HBr 不如 HCl 稳定）H2+I22HI（高温、缓慢、HI 很不稳定，此为可逆反应） 可见：从F到 I，随着核电荷数的增多，原子半径的增大，单质的活泼性依次减弱，它 与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱，所生成的氢化物的稳定性也逐渐降低。
[说明 ]: 可逆反应： 在同一条件下， 既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应 叫做可逆反应在化学方程式里，用两个方向相反的箭头代替等号来表示可逆反应 可逆反应是指在“同一条件”下“同时”发生，如果不是在相同条件下同时发生，则不叫可逆反应例如： 2H2O2H2↑+O2↑和 2H2+O22H2O 就不是可逆反应 可逆反应中的正反应和逆反应都是不能趋向完全的体系中始终既有生成物，又有反应物 （3）卤素与水反应时速率愈来愈慢2F2+2H2O=4HF+O2（爆炸） Cl2+H2O=HCl+ HClO （缓慢） Br2+H2O=HBr+HBrO （较弱） I2+H2O=HI+HIO （极弱） 氟、氯、溴、碘与水的剧烈程度随着核电荷数的增多、原子半径的增大而减弱 （4）卤素单质间的置换反应活泼的卤素单质能将不活泼的卤素单质从其卤化物溶液中置换出来 Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 Cl2+2NaI=2NaCl+I2 Br2+2NaI=2NaBr+I2 这说明， 在氯、 溴、碘三种元素里，氯的氧化性强于溴，溴的氧化性强于碘实验证明， 氟的氧化性比氯、溴、碘都强，能把氯等从它们的卤化物中置换出来。
即氟、氯、溴、碘的氧化性，随着原子核电荷数的增加，原子半径增大，核吸引电子能力减弱而减弱 F2 Cl2 Br2 I2氧 化 性 逐 渐减 弱3．特性 （1）F2：最活泼的非金属单质，只能作氧化剂，能与惰性气体反应；F 元素不存在正 化合价2）I2：遇淀粉显蓝色； 五. 含卤化合物 1．卤离子 （Cl-、 Br-、 I-）的检验（1）用硝酸银溶液和稀硝酸检验NaCl+AgNO3=AgCl ↓(白色 )+NaNO3 NaBr+AgNO3=AgBr ↓(浅黄色 )+NaNO3 NaI+AgNO3=AgI ↓(黄色 )+NaNO3 用此方法鉴别卤化物时，要注意CO32-、PO 43-等杂质离子的干扰，因为：Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓(白色 )+2NaNO3 Na3PO4+3AgNO3=Ag3PO4↓(黄色 )+3NaNO3 为防止 CO32-、PO 43-干扰， 在加入 AgNO 3溶液后， 还需加入稀HNO3Ag2CO3、Ag3PO4溶于稀 HNO3，而 AgCl、AgBr 、 AgI 不溶于稀HNO3 （2）用氯水检验 往待测液中加入少量氯水，振荡,然后加入四氯化碳，静置片刻分层：下层出现紫红色， 原溶液含I-；下层呈橙红色，原溶液含Br-；下层无色，原溶液含CI-。
2．卤化银的用途 卤化银都有感光性，在光的照射下会发生分解反应2AgBr2Ag+Br2 照相用的胶卷和相纸上都有一层药膜，其感光物质的主要成分是分散于明胶层中的溴化 银 AgI 用作人工降雨剂[说明 ]: ①AgX 见光分解的现象是逐渐变黑，黑色物质是银单质的小颗粒AgX 的感光性强弱是不同的， AgF 无感光性， AgI 的感光性最强②卤化银的溶解性：AgF（溶）＞ AgCl ＞ AgBr＞ AgI 关于碘的升华现象 碘是容易升华的，但在碘的升华实验中有时又看到有少量液态碘的存在，这是什么原因 呢？ 由于碘的蒸气压相对来说比较大，在加热时，它就直接化为蒸气，就是升华从上图可看出，碘的蒸气压是随着温度升高而急剧增加的碘的熔点是112.7℃，碘的 三相点是114.15℃，这时蒸气压为1.19×104Pa(下图 ) 三相点 O是固态、液态、气态的碘共存的条件显然，三相点的蒸气压越高，固态物质 的升华越容易所以通常在敞口容器加热碘的固体，由于碘的蒸气不断逸出，达不到 1.19×104Pa 的气压，固态的碘不经熔化而直接升华如要得到液态碘，就要创造蒸气压超过 1.19×104Pa的条件把足量的碘放在细口蒸馏瓶中加热，就可以得到液态碘。
当我们在一般碘升华的实验中，如果加热比较快，碘的蒸气比较浓，又没有及时冷凝，温度、蒸气压 在 ONC 的区域中，就会有液态碘出现 关于碘遇淀粉溶液变色的问题淀粉是一种天然有机高分子物质，它是由几百个到几千个C6H10O5的单体形成的直链的 或包括支链的高分子所构成通常的淀粉都是直链淀粉和支链淀粉的混合物遇碘溶液时， 直链淀粉呈蓝色，支链淀粉呈红紫色 碘跟冷的淀粉溶液生成蓝色物质这种现象人们已经知道100 多年了，一般认为是淀粉同碘生成一种包合物包合物是一种以大分子包容小分子，借分子间的范德华力结合起来的化 合物近来，对这种蓝色物质的结构知道得比较详细了，主要是以下几点： (1) 它在光谱的6250×10-10m区域有强的吸收2) 只有直链淀粉才形成包合物，包合物的单位和发色团不是通常认为的I2而是 I2,I-3) 碘原子形成线状的链，占据由直链淀粉形成的螺旋形孔道，每个碘原子相当于3.9 个 C6H10O5单位 其它多羟基的化合物，如经过发酵的支链淀粉也会跟碘形成深色的复杂物质但与直链淀粉跟碘呈现颜色的光谱是不同的，这种性质曾用于分析测试溴化银用作感光剂 当卤化银受到一定波长的光线照射时，就能分解出金属银。
X代表卤素反应简单表示 如下：2AgX2Ag+X2 这个原理应用于照相术中，制照相胶片时通常用的是溴化银溴化银对光敏感，发生光 敏反应， 是一种感光剂 溴化银感光剂的制作原理一般是在溶胶存在条件下，使硝酸银与溴 化钠起反应，生成溴化银晶体这种晶体是很小的，直径约为4×10-8m 当一定波长的光照射到溴化银晶体时，只有晶体表面的极少数的银离子被还原为银原子实验证明， 只要在溴 化银晶体表面有一簇5 个银原子就足以使溴化银晶体对还原剂，即对显影剂很敏感在显影 剂作用下，溴化银晶体中的银离子都被还原成银原子，一般只要有1011 个银原子就可以形成成像的黑点 当显影以后， 再用定影剂把没有曝光的溴化银晶体溶解掉通常使用的定影剂是硫代硫 酸钠 (Na2S2O3)，这个反应可以表示如下：2Na2S2O3+AgBr=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr [Ag(S2O3)2]3-的溶解度是相当大的，所以用Na2S2O3可以把不溶性的AgBr 洗去溴化银的光敏反应只有当感受蓝光或紫外线时才发生，不能感受波长较长的红光和绿 光所以这种胶片有人叫它“色盲片”如果在乳剂中加入感受绿光( 感绿 ) 和感受红光 ( 感 红) 的增感染料，增感染料能把吸收的绿光和红光的能量传递给溴化银，使溴化银能够感受全部可见光，也就是获得全色敏感的能力，这种胶片就叫“全色片”。
彩色片是利用三补色——黄、红、青的迭加形成各种颜色的原理而制成的胶片加在溴 化银乳剂里的成色剂( 染料中间体 ) 有三种， 分别调和在迭加在一起的三层乳胶中当彩色片 曝光以后， 曝过光的银离子使显影剂氧化，自己还原为金属银被氧化的显影剂跟多种成色剂起作用，分别生成显黄色、红色或青色的物质再经定影，洗去没有起反应的溴化银，就 成了彩色负片把上述过程用感光纸重复一次，就得到正片，显出景物的原来色彩了卤族元素一、选择题1． 将碘水和下列试剂混和振荡，静置后上层为紫红色的是（ D ）A．酒精B．溴水C．CCl4D．汽油2．按氟氯溴碘的顺序，下列说法正确的是（ A ）A．原子核外电子层数依次增多B．原子半径逐渐减小C．原子得电子能力依次增强D．对应简单离子的还原性依次减弱3．用溴化钠溶液制取单质溴，适宜采用的方法是（ C ）4．下列各组微粒中， 按氧化性由强到弱的顺序排列的是（ A ）A．F，Cl， Br B．F-， Cl-，Br-C．Na ，Mg，Al D．Br，Cl，F 4．下列各组微粒中，按氧化性由强到弱的顺序排列的是（ A ）A．F，Cl， Br B．F-， Cl-，Br-C．Na ，Mg，Al D．Br，Cl，F 5．光照能发生反应的物质是（ C ）A．H2与 Br2蒸气混合气B．MnO2和浓盐酸混合物C．NaBr 与 AgNO3反应生成的难溶物D．H2和 O2的混合气6．有 A，B，C三种气体，它们是Cl2，HCl，HBr，但不知A，B，C究竟是哪种，但知A，B混合可发生反应，则下面叙述正确的是（ D ）A．C绝不是 HCl B．A 和 B 能确定C．A可能是 HCl D．C 不是 Cl2，HBr 7．向碘化钾溶液中加入硝酸银溶液，直到刚好完全反应，滤去沉淀， 所得滤液 ( 不考虑过滤时的损失 ) 的质量恰好等于反应前原碘化钾溶液的质量，则加入硝酸银溶液的质量分数为（ A ）A．72.3 ％B．50％C．48.3 ％D．38％8．下列关于卤素的说法中，不正确的是（ CD ）A.由于卤素单质具有较高的化学活性，因此在自然界中都以化合态存在B.都能与 H2化合，形成气态的卤化氢C.都与水发生歧化反应，生成次卤酸和卤化氢D.都具有强氧化性，与铁反应都生成三卤化铁FeX39．砹（ At）是原子序数最大的卤族元素，砹或砹的化合物最不可能具有的性质是（B ）A.常温下单质是固态，颜色比碘单质深B.HAt 是不稳定的弱还原剂C.NaAt 溶于水， AgAt 不溶于水D.单质砹易溶于某些有机溶剂10． 甲、乙、丙三种溶液各含有一种卤离子X-（X-为 Cl-、 Br-或 I-） 。
向甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色；再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙依次含有（B ）A.Br。