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元素化学:p区元素知识归纳及解题分析(1)

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元素化学:p区元素知识归纳及解题分析(1)_第1页
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卤素一、通性1、卤素元素在化合物中的氧化态ns2 np5(1)正常氧化态F(-I)、其他(+I, +III, +V, +VII含氧酸和卤素互化物)(2)特殊氧化态+I:I2+AgClO4=AgI+IClO4(氯仿或甲苯作溶剂) +IV:ClO2,形成大键,35Cl2O4,非二聚体Cl2O6,无大键2、氟的特殊性(1)原子半径特小,3对孤对电子,电子云密度大,无d轨道;造成电子亲合能和双原子分子离解能异常2)氟化物键能大,稳定亲Si、B、Al、Sn等硬酸3)单质氟化学性质非常活泼:F2能使玻璃丝(SiO2)和水在氟气氛中燃烧,产物竟然是氧气:SiO2 + 2F2=SiF4 + O2; 2H2O + 2F2=4HF + O2F2 + 2NaOH(2%)=2NaF + H2O + OF2把其他元素氧化成最高氧化态,例如:XeF6、SF6、IF7、BiF5等 (4)氟的电负性为4.0,是电负性最大的元素CF3)3N和NF3是否具有Lewis碱性? 3、存在F:萤石(CaF2)、冰晶石(Na3AlF6)、氟磷灰石(Ca10F2(PO4)63)Cl、Br:光卤石(carnallite):KClMgCl26H2O、海水I:植物富集作用,智利硝石(NaIO3)At:人工合成元素 二、单质1、与水的作用(1)物理过程氯水:黄绿色;溴水:红棕色碘水:棕红色,溶于四氯化碳、二硫化碳等非极性溶剂紫色,苯等共轭体系红色,极性溶剂棕红色I2与KI形成I3离子(2)化学过程F2O2;歧化反应条件与产物(pH值与温度)Cl2HCl+HClO;碱性有利。

Cl2 + 2OH(冷)=Cl + ClO + H2O3Cl2 + 6OH(热)=5Cl + ClO3+ 3H2OBrO和IO歧化为溴(碘)酸盐3Br2+6OH-=5Br-+BrO3-+3H2O 2、卤素间的置换反应(1)从卤化物置换:Cl2Br2I2氯气过量时,可将碘离子氧化成碘酸3Cl2+I+3H2O=IO3+6Cl+6H+(2)从卤酸盐置换:I2Cl2Br2BrO3/Br2:1.52; ClO3/Cl2:1.47; IO3/I2:1.193、制备(1)电解法制备Cl2和F2为什么加入KF和LiF?阳极(石墨):2F=F2+2e阴极(钢电解槽):2HF2+2e=H2+4F为什么用镍或镍的合金贮存、运输F2?(2)化学法F2:2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2=2K2MnF6+8H2O+3O2SbCl5 + 5HF=SbF5 + 5HCl2K2MnF6 + 4SbF5=2KSbF6 + 2MnF3 + F2Cl2:纯化水,然后浓硫酸或氯化钙或五氧化二磷Br2:流程I2:顺序4、F2应用:(1) 扩散分离铀的同位素:分离铀,可把235U富集到97.6%2) 合成各种冷却剂:如氟里昂(Freon)-12:CF2Cl2,F-13:CClF3(3) 火箭燃料的氧化剂:ClF3和BrF3(4) 杀虫剂、灭火剂:CF3Br是高效灭火剂(5) SF6惰性强于N2,可作为高压装置中的绝缘气(6) Teflon,高化学稳定性的材料 三、卤化氢和氢卤酸1、酸性与热稳定性2、HF特殊性A:物理性质的反常B:电离度反常HF+H2OH3O+FHF+FHF2浓度大于5 mol/L,相当于强酸C:化学性质反常与CaSiO3、SiO2反应3、制备与性质为什么不能用浓硫酸来制备HBr和HI?X-主要作沉淀剂、配位剂和还原剂。

四、卤化物、卤素互化物与多卤化物1、卤化物的溶沸点决定因素2、卤素互化物的中心原子杂化形式与空间构型3、多卤化物的稳定性与热分解规律NaClMgCl2AlCl3SiF4PF5SF6沸点/K16861691453216349411 NaFNaClNaBrNaI沸点/K1968168616631577五、拟卤素(CN)2、(SCN)2、(OCN)2、(SeCN)2、(SCSN3)21、(CN)2(1) (CN)2结构式:无色气体,有苦杏仁臭味,极毒2) 制备:2AgCN=2Ag + (CN)2 Hg(CN)2 + HgCl2=Hg2Cl2 + (CN)2(3)性质:(CN)2+2OH-=CN-+CNO-+H2O (CN)2+H2=2HCN (CN)2+Cl2=2CNCl CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O 聚合2、CN-(1)制备: CaC2 + N2=CaCN2 + C CaCN2+C+Na2CO3=CaCO3+2NaCN(2)毒性与解毒:2CN + O2(空气) =2CNO,CN + S=CNSCN + O3=CNO + O22CNO + 3O3+ 2OH=2CO32+ N2 + 3O2 + H2O(3)沉淀性、配位性与还原性:与Cu2+、Ag+、Hg2+的反应3、(SCN)2和SCN-(1)制备:a(SCN)2:2AgSCN + Br2=2AgBr + (SCN)2bSCN:KCN + S=KSCNc工业上:4NH3 + CS2=NH4SCN + (NH4)2S(2)性质:(SCN)2具有氧化性,它能把S2、I、S2O32氧化。

SCN)2 + H2S=2H+ + 2 SCN + S SCN-的沉淀性、配位性与还原性 写出(SCN)2与NaOH的反应式,说明(SCN)2能否称为拟卤素?(SCN)2+6OH-=3SCN-+3OSCN-+3H2O3OSCN-+2OH-=CN-+SO42-+2SCN-+H2O六、含氧化合物1、氧化物OF2、O2F2、Cl2O、 ClO22Cl2+2HgO=HgCl2HgO+ (g)2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+2NaCl+Cl2O(g)ClO2 :是黄色气体,可凝聚成红色液体含有单电子,顺磁性,化学性质活泼(强氧化剂、见光分解、受热爆炸),工业上大量生产2HClO3+2HCl=Cl2+2ClO2(g)+2H2O2HClO3+SO2=2ClO2(g)+H2SO42NaClO3 + SO2 + H2SO4=2NaHSO4 + 2ClO2主要用途:纸张漂白、污水杀菌、饮用水消毒 2、含氧酸及其盐次、亚、高正高碘酸及偏高碘酸中心原子杂化方式电子对构型分子几何构型XO XO2 XO3 XO4 IO65(1)酸性与聚合(2)氧化性漂白粉:2Ca(OH)2 + Cl2=Ca(ClO)2 + CaCl2 + H2O氯酸钾:焰火、照明弹;火柴:KClO3、S、Sb2S3、玻璃粉和糊精胶(3)热稳定性氧族元素一、通性与氧元素1、氧化数(1)正常氧化态-II,+II,+IV,+VI(2)特殊氧化态+I:O2F2 ,H2S + 4O2F2=SF6 + 2HF + 4O2+II:OF2 ,2F2 + 2NaOH=OF2 + 2NaF + H2O OF2 + 2OH=O2 + 2F + H2O-1、-1/2、-1/3:+I: S2O:3S + SO2=2S2O (放电)2、O2单质分子轨道排布式,键级,一个键,两个三电子键,顺磁性O2+、O2、O2、O22的键级化学性质:与金属、非金属、分子氧配合物用途:制环氧乙烷、漂白与污水处理、呼吸、18O示踪3、臭氧(1)O3的分子结构、极性(2)化学键合(3)形成与破坏O2+hO+O;O+O2O3CF2Cl2+hCF2Cl+Cl;Cl+O3ClO+O2ClO+OCl+O2;或NO2+hNO+ONO+O3NO2+O2;NO2+ONO+O2(4)化学性质分解(437 K):2O33O2强氧化性:CN+O3OCN+O2;2OCN + O3 + H2O=2CO2 + N2 + 2OH2NO2+O3N2O5+O2PbS+4O3PbSO4+4O22Co2+O3+2H+2Co3+O2+H2OO3+2I+H2OO2+I2+2OH(检验)O3 + XeO3 + 2H2OH4XeO6 + O2氧化有机物,可把烯烃氧化并确定双键的位置:CH3CH2CHCH2与CH3CHCHCH34、过氧化氢(双氧水)(1)实验室制备(6%8%)BaO2+H2SO4BaSO4+H2O2Na2O2+H2SO4+10H2ONa2SO410H2O+H2O2(2)工业制备电解硫酸氢盐:阳极2HSO4=S2O82+2H+2e 阴极2H+2e=H2 S2O82+2H2O=H2O2+2HSO4乙基蒽醌法 (3)分子结构(4)化学性质分解:2H2O22H2O+O2重金属离子、光、碱、热催化,保存棕色瓶或塑料容器、阴凉处、稳定剂焦磷酸钠等氧化剂(主要性质,还原产物H2O)2HI+H2O2=I2+2H2OPbS+4H2O2=PbSO4+4H2O2CrO2+3H2O2+2OH=2CrO42+4H2O还原剂(次要性质,碱性介质,氧化产物O2)Cl2+H2O2=2HCl+O22KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2Ag2O+HO2=2Ag+OH+O2(5)弱酸性(次次性质)K1=1.551012液氨中,NH3+HOOH=NH4OOH(固态)(6)检验:4H2O2+H2Cr2O7=2CrO(O2)2+5H2O 2CrO5+7H2O2+6H+=2Cr3+7O2+10H2O不加乙醚,水溶液中的CrO5再与H2O2反应,放出O2其它铬的过氧化物的物种有:Cr(VI) (NH3)3(O2)22+、Cr(V) (O2)43、Cr(VI)O (O2)2Py、Cr2(VI) (O12)2等。

7)用途:合成,杀菌消毒, CN+H2O2OCN+H2O; OCN+2H2ONH4+CO32利用H2O2的氧化性,可漂白毛、丝织物,作火箭燃料的氧化剂等现有三种颜料:铅白(2PbCO3Pb(OH)2) ,若空气中含H2S,就会变黑:2PbCO3Pb(OH)2 + 3H2S=3PbS + 2CO2 + 4H2O4H2O2 + PbS=PbSO4 + 4H2O利用H2O2的还原性,可以除Cl2,可做杀菌剂H2O2 + Cl2=2Cl + O2+ 2H+注意:30%以上的H2O2会灼伤皮肤 二、硫及其化合物1、单质斜方硫(菱形硫、-硫) 369K弹性硫S8环状分子,S原子sp3杂化斜方硫和单斜硫易溶于二硫化碳,不溶于水;弹性硫不溶于二硫化碳制备:3FeS2 + 12C + 8O2=Fe3O4 + 12CO + 6S性质: (1) 与非金属、金属反应:Hg + S=HgS ;S + O2=SO2 (2) 沸腾的碱液中歧化: 3S + 6NaOH=2Na2S + Na2SO3 + 3H2O2、硫化物和多硫化物(1)硫化氢(2)硫化钠(3)多硫化钠3、硫的氧化物(1)二氧化硫(2)三氧化硫煤中加碱石灰为什么?SO2回收利用:用亚硫酸铝或亚硫酸钠吸收。

Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO32NaHSO3+ZnO=Na2SO3+ZnSO3+H2OZnSO3=ZnO+SO2发烟硫酸20%SO3-NH3;NH3 + SO3=HSO3NH2SO3 + HF=HSO3FHCl + SO3=HSO3Cl,4、硫的含氧酸及其盐(1)亚硫酸(2)硫酸(3)焦硫酸及其盐(4)硫代硫酸及其盐(5)连二亚硫酸钠(6)连多硫酸及其盐(7)过硫酸及其盐5、硫的其他化合物(1)硫的卤化物:S2F2、SF2、S2F4、SF4、S2F10、SF6等SF6:S+3F2=SF6无色、无味、无毒的气体,化学性质极其稳定,用作高压发动机和开关装置中的绝缘气体SF4:3SCl2+4NaF=S2Cl2+SF4+4NaClSF4+2H2O=4HF+SO2强氧化剂和氟化剂,BCl3BF3;C=OCF2;COOHCF3SCl2:硫化剂和双键加成,SCl2+2C2H4S(CH2CH2Cl)2(芥子气) (2)硫的氮化物S4N4摇篮式结构6S2Cl2 + 16NH3=S4N4 + S8 + 12NH4Cl5S8 + 40NH3=4N4S4 + 24NH4HS 不溶于水,也不与水反应氢氧化钠稀溶液水解:2S4N4+6OH+9H2O=S2O32+2S3O62+8NH3氢氧化钠浓溶液:S4N4+6O。

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