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卤族元素性质递变规律

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卤族元素性质递变规律_第1页
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求实教育化学资料化学资料主编:张正宏111. 卤族元素性质的相似性和递变性(1)卤素单质随原子序数的递增,颜色逐渐加深,从 F2→Cl 2→Br 2→I 2,颜色由淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色,状态由气态→气态→液态→固态;卤素单质固态时均为分子晶体,分子量增大,范徳华力增大,熔沸点逐渐升高2)从 F→I,电子层数增多,非金属性减弱,表现为:氧化性 F2>Cl2>Br2>I2,还原性 I->Br->Cl-2. 卤素氢化物性质的递变规律(1)还原性按 HF、HCl、HBr、HI 顺序逐渐增强例如:①氟单质只能通过电解法才能制取;②浓硫酸可以干燥 HCl 气体而不能干燥 HBr、HI 气体;③FeCl 3可使淀粉─KI 试纸变蓝色2)水溶液的酸性:卤素氢化物都极易溶于水,且其水溶液的酸性依次增强3)热稳定性按 HF、HCl、HBr、HI 依次降低3. 卤化银的溶解性、稳定性及卤素离子的检验(1)在 AgX 中,只有 AgF 易溶于水,其余均难溶于水,且按 AgCl、 AgBr、 AgI 顺序溶解度依次减小2)AgX 都不稳定,见光或受热易分解为卤素单质和银,且按 AgF、AgCl、 AgBr、 AgI 的顺序稳定性依次减弱。

3)AgCl、 AgBr、 AgI 都不溶于稀硝酸,且颜色逐渐加深,分别为白色、浅黄色、黄色,所以,可用硝酸酸化的硝酸银来检验 Cl-、Br -、I -的存在4. 卤素单质的制取(1) 氯气的制取①工业制氯气:2NaCl + 2H 2O ════ 2NaOH + Cl 2↑+ H 2↑②实验室制取氯气:以含有 Cl-的物质为原料,凡能将 Cl-氧化成 Cl2的物质都可以作为制取氯气的氧化剂如:MnO 2 + HCl(浓);MnO 2 + NaCl + H2SO4(浓);KMnO 4 + HCl(浓);KClO 3+ HCl(浓);HClO+HCl 等2)溴的制取①工业制溴(以海水为原料)Ⅰ、通 Cl2气将化合态的溴氧化成单质溴:Cl 2 + 2 Br- === 2 Cl- + Br2Ⅱ、以硫酸酸化,NaBr 与 NaBrO3发生反应,结果化合态的溴转化为溴单质5Br- + BrO3- + 6H+ ═══ 3Br 2 + 3H2O②实验室制溴一般用 NaBr、浓 H2SO4、MnO 2共热,即:2NaBr + 2H2SO4(浓) + MnO 2 ═══ Na 2SO4 + MnSO4 + Br2 + 2H2O注意: 卤素单质对橡胶制品有强腐蚀性,使用橡胶管时玻璃管要靠紧,使用橡胶塞时,要用铝箔包住。

求实教育化学资料化学资料主编:张正宏225. 卤素氢化物的制取(1)HF:实验室用 CaF2(萤石)与浓 H2SO4在铅制的器皿或塑料容器中制取 HF, CaF2 + H2SO4(浓) ═══ CaSO 4 + 2HF↑(2)HCl:①工业生产 HCl 是使氢气在氯气中燃烧而实现的②实验室制取:NaCl(固)+ H 2SO4(浓)═══ NaHSO 4 + HCl↑(加强热则生成 Na2SO4和 HCl)(3)HBr、HI:由于 HBr、HI 都具有较强的还原性,实验室不能用浓 H2SO4制取,而用浓 H3PO4制取 3NaBr + H3PO4 ═══ 3HBr↑ + Na 3PO4 3NaI + H3PO4 ═══ 3HI↑ + Na 3PO46. 次氯酸和次氯酸盐(1)次氯酸①酸性:次氯酸的酸性比碳酸还弱,它是氯的含氧酸中酸性最弱的酸几乎所有的酸均可跟次氯酸盐反应生成次氯酸2NaClO + CO2 + H2O = Na2CO3 + 2HClO②不稳定性: 2HClO═══2HCl + O 2↑③强氧化性:HClO + SO 2 + H2O ═══HCl + H 2SO4(2) 次氯酸盐①水解反应:ClO - + H2O⇋ HClO + OH-②强氧化性:无论在酸性还是碱性条件下,ClO -都具有强氧化性。

它与 Fe2+、I -、S 2-均不能共存,如 NaClO 和 FeCl2反应可产生红褐色 Fe(OH)3沉淀7.有关漂白粉知识(1)漂白粉的成分和制法漂白粉的成分:次氯酸钙 Ca(ClO)2和氯化钙 CaCl2的混合物,其中 Ca(ClO)2是具有漂白性的有效成分制法:消石灰中通入氯气,反应式是:2Ca(OH) 2 + 2Cl2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O(2)漂白粉性质及漂白原理漂白粉中有效成分 Ca(ClO)2是强碱弱酸盐,遇见比次氯酸还强的酸(如碳酸)发生反应,生成次氯酸 HClO(酸性 H2CO3 > HClO),HClO 不稳定易分解,具有强氧化性,可将有色物质氧化成无色物质,即漂白性,同时还可灭菌、消毒,所以又可作消毒剂漂白原理:漂白粉放入稀盐酸中或放入(含 CO2)中,进行漂白求实教育化学资料化学资料主编:张正宏33Ca(ClO)2 + 2HCl = CaCl2 + 2HClOCa(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓+ 2HClO若漂白粉与浓盐酸混合,Ca(ClO) 2具有强氧化性,可将 Cl-氧化生成 Cl2↑,这样漂白,杀菌效果反而不好。

Ca(ClO) 2 + 4HCl(浓)= CaCl 2 + 2Cl2↑+ 2H 2O若将漂白粉久置敞口放在空气中,会与 CO2发生反应而变质,发生的反应是:Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓+ 2HClO2HClO = 2HCl + O2↑因此漂白粉应存放于干燥、避光处,封闭保存讨论与延伸】1.氯水(或次氯酸)的漂白原理与 Na2O2、SO 2、活性炭的漂白原理的比较具有漂白作用的物质,按其漂白原理可分为三类:(1)氧化型:即漂白剂本身是一种强氧化剂,它可以将有机色质内部的“生色团”(实际上是一种特殊的化学键)破坏掉而失去原有的颜色,这种漂白是彻底的,不可逆的此类物质有:HClO、Ca(ClO) 2、Na 2O2、HNO 3、H2O2等强氧化性物质2)加合型:即漂白剂与有机色质内部的“生色团”发生加成反应,使有机色质失去原来的颜色但是,如果受热或受其他一些因素的影响,漂白剂自有机色质中脱离,使之又恢复原有的颜色这种漂白是可逆的,不彻底的,如 SO2使品红溶液褪色,加热后又恢复原有颜色(SO 2不漂白酸碱指示剂)3)吸附型:有些物质的固体疏松、多孔、具有较大的表面积,可以吸附一些其他有色物质而使之失去原有颜色。

如活性炭、胶体等要特别注意的是:漂白是指使有机色质褪色,漂白剂不一定使无机色质(如 KMnO4、 CuSO 4.5H2O 等)褪色,即使能使无机色质褪色,也不能称漂白作用(如 SO2使 KMnO4溶液褪色)2.“相似相溶”原理:分子极性相似的物质可以互溶依此经验规则,卤素单质在有机溶剂中的溶解度要比在水中的溶解度大得多根据这种特点,可以用与水不相混溶的有机溶剂把溴、碘等单质从它们的水溶液中萃取出来溴和碘在不同溶剂中的颜色: 水 四氯化碳(比水重) 苯或汽油(比水轻)溴 黄→橙 橙→橙红 橙→橙红碘 深黄→褐 紫→深紫 淡紫→紫红需要说明的是,溴水、碘水由于浓度不同,其溶液的颜色可能相同也可能不同但在有机溶剂中肯定不同,溴在有机溶剂中的颜色以“橙”为主,而碘求实教育化学资料化学资料主编:张正宏44则以“紫”为主所以鉴别时,应用有机溶剂萃取后,通过比较萃取层的颜色来区分溴和碘3.“拟卤素”(或“类卤素”)(CN) 2、(SCN) 2、(OCN) 2、IBr 等性质与卤素相似,表现在单质的氧化性、与碱溶液反应生成卤化物和次卤酸盐、与 Ag+结合的生成物的难溶性等但是,由于“拟卤素”的组成不是一种元素,其各元素的化合价有差别,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:IBr + H 2O = HBr + HIO 的反应不属于氧化还原反应等。

4、镁和溴水的反应:溴溶于水,除有大量游离的溴之外,并有少量溴与水反应:Br 2 + H2O ⇋HBrO + HBr因此与镁发生的主要反应是:Mg + Br 2 = MgBr2有少量反应是:2HBr + Mg = MgBr 2 + H2↑、2HBrO + Mg = Mg(BrO) 2 + H2↑,因此实验中可以看到红色褪去,并有少量气泡产生5、能使溴水褪色的物质有哪些?能使溴水褪色的物质一类是具有还原性的物质,另一类是不饱和或能与溴发生取代反应的有机物1)能使溴水褪色的无机物:如 H2S Br2 + H2S = 2HBr + S↓SO2 Br2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBrNa2SO3 Br2 + Na2SO3 + H2O = Na2SO4 + 2HBrMg 粉(或 Zn 粉等) Mg + Br 2 = MgBr2NaOH 等强碱 Br 2 + 2NaOH = NaBr + NaBrO + H2ONa2CO3(或 AgNO3等盐) Br 2 + H2O ⇋HBr + HBrO2HBr + Na2CO3 = 2NaBr + CO2↑+ H 2OHBrO + Na2CO3 = NaBrO + NaHCO3(2)能使溴水褪色的有机物:不饱和烃如烯烃、炔烃、二烯烃、苯乙烯等,不饱和烃的衍生物,如烯醇、烯醛、烯酯、卤代烯烃、油酸、油酸盐、油酸某酯、油等;石油产品,如裂化气、裂解气、裂化汽油等;苯酚及其同系物(发生取代反应);含醛基的化合物,如醛类、葡萄糖、甲酸、还原糖等水溶液;天然橡胶(聚异戊二烯)。

请注意:某些与溴不发生反应的有机物如卤代烃、四氯化碳、氯仿、溴苯、直馏汽油、煤焦油、苯及苯的同系物,液态环烷烃、低级酯、液态饱和烃、二硫化碳等能萃取溴,虽能使溴水层变无色,但油层变橙红色,一般来说使溴水褪色并不包括这类物质。

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