卤素知识点总结.doc
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. 卤素 1.氯气 [氯气的物理性质] (1)常温下,氯气为黄绿色气体.加压或降温后液化为液氯,进一步加压或降温那么变成固态氯.(2)常温下,氯气可溶于水(1体积水溶解2体积氯气).(3)氯气有毒并具有强烈的刺激性,吸入少量会引起胸部疼痛和咳嗽,吸入大量那么会中毒死亡.因此,实验室闻氯气气味的正确方法为:用手在瓶口轻轻扇动,仅使少量的氯气飘进鼻孔. [氯气的化学性质] 画出氯元素的原子结构示意图: 氯原子在化学反响中很容易获得1个电子.所以,氯气的化学性质非常活泼,是一种强氧化剂. (1)与金属反响:Cu + C12CuCl2 ● 实验现象:铜在氯气中剧烈燃烧,集气瓶中充满了棕黄色的烟.一段时间后,集气瓶内壁附着有棕黄色的固体粉末.向集气瓶内参加少量蒸馏水,棕黄色固体粉末溶解并形成绿色溶液,继续加水,溶液变成蓝色. 2Na + Cl22NaCl 实验现象:有白烟产生. 说明 ①在点燃或灼热的条件下,金属都能与氯气反响生成相应的金属氯化物.其中,变价金属如(Cu、Fe)与氯气反响时呈现高价态(分别生成CuCl2、FeCl3). ②在常温、常压下,枯燥的氯气不能与铁发生反响,故可用钢瓶储存、运输液氯. ③“烟〞是固体小颗粒分散到空气中形成的物质.如铜在氯气中燃烧,产生的棕黄色的烟为CuCl2晶体小颗粒;钠在氯气中燃烧,产生的白烟为NaCl晶体小颗粒;等等. (2)与氢气反响. H2 + Cl2 2HCl 注意 ①在不同的条件下,H2与C12均可发生反响,但反响条件不同,反响的现象也不同.点燃时,纯洁的H2能在C12中安静地燃烧,发出苍白色的火焰,反响产生的气体在空气中形成白雾并有小液滴出现;在强光照射下,H2与C12的混合气体发生爆炸. ②物质的燃烧不一定要有氧气参加.任何发光、发热的剧烈的化学反响,都属于燃烧.如金属铜、氢气在氯气中燃烧等. ③“雾〞是小液滴悬浮在空气中形成的物质;“烟〞是固体小颗粒分散到空气中形成的物质.要注意“雾〞与“烟〞的区别. ④H2与Cl2反响生成的HCl气体具有刺激性气味,极易溶于水.HCl的水溶液叫氢氯酸,俗称盐酸. (3)与水反响. C12 + H2O =HCl + HClO 离子方程式: Cl2 + H2O =H+ + Cl- + HClO 说明 ①C12与H2O的反响是一个C12的自身氧化复原反响.其中,Cl2既是氧化剂又是复原剂,H2O只作反响物. ②在常温下,1体积水能溶解约2体积的氯气,故新制氯水显黄绿色.同时,溶解于水中的局部C12与H2O反响生成HCl和HClO,因此,新制氯水是一种含有三种分子(C12、HClO、H2O)和四种离子(H+、Cl-、ClO-和水电离产生的少量OH-)的混合物.所以,新制氯水具有以下性质:酸性(H+),漂白作用(含HClO),Cl-的性质,C12的性质. 注意:新制氯水的性质及所含离子分子是常考点 ③新制氯水中含有较多的C12、HClO,久置氯水由于C12不断跟H2O反响和HClO不断分解,使溶液中的C12、HClO逐渐减少、HCl逐渐增多,溶液的pH逐渐减小,最后溶液变成了稀盐酸,溶液的pH<7. ④C12本身没有漂白作用,真正起漂白作用的是C12与H2O反响生成的HClO.所以枯燥的C12不能使枯燥的有色布条褪色,而混有水蒸气的C12能使枯燥布条褪色,或枯燥的C12能使湿布条褪色. ⑤注意“氯水〞与“液氯〞的区别,氯水是混合物,液氯是纯洁物. (4)与碱反响.常温下,氯气与碱溶液反响的化学方程式的通式为:氯气 + 可溶碱 → 金属氯化物 + 次氯酸盐 + 水. 重要的反响有: C12 + 2NaOH=NaCl + NaClO + H2O或Cl2 + 2OH-=Cl- + ClO- + H2O该反响用于实验室制C12时,多余Cl2的吸收〔尾气吸收〕. 2Cl2 + 2Ca(OH)2 =Ca(C1O)2 +CaCl2 + 2H2O 说明 ①Cl2与石灰乳[Ca(OH)2的悬浊液]或消石灰的反响是工业上生产漂粉精或漂白粉的原理.漂粉精和漂白粉是混合物,其主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分是Ca(C1O)2 ②次氯酸盐比次氯酸稳定. ③漂粉精和漂白粉用于漂白时,通常先跟其他酸反响,如:Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO ④漂粉精和漂白粉露置于潮湿的空气中易变质,所以必须密封保存.有关反响的化学方程式为:Ca(ClO)2 + CO2 + H2O =CaCO3↓+ 2HClO 2HClO2HCl + O2↑ 由此可见,漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用. [氯气的用途] ①杀菌消毒;②制盐酸;⑧制漂粉精和漂白粉;④制造氯仿等有机溶剂和各种农药. [次氯酸] ①次氯酸(HClO)是一元弱酸(酸性比H2CO3还弱),属于弱电解质,在新制氯水中主要以HClO分子的形式存在,因此在书写离子方程式时应保存化学式的形式. ②HClO不稳定,易分解,光照时分解速率加快.有关的化学方程式为:2HClO =2H+ + 2Cl- + O2↑,因此HClO是一种强氧化剂. ③HClO能杀菌.自来水常用氯气杀菌消毒(目前已逐步用C1O2代替). ④HClO能使某些染料和有机色素褪色.因此,将Cl2通入石蕊试液中,试液先变红后褪色. [氯气的实验室制法] (1)反响原理:实验室中,利用氧化性比C12强的氧化剂[如MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等]将浓盐酸中的Cl-氧化来制取C12。例如: MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + C12↑+ 2H2O 2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O (2)装置特点:根据反响物MnO2为固体、浓盐酸为液体及反响需要加热的特点,应选用“固 + 液加热型〞的气体发生装置.所需的仪器主要有圆底烧瓶(或蒸馏烧瓶)、分液漏斗、酒精灯、双孔橡胶塞和铁架台(带铁夹、铁圈)等. (3)收集方法:氯气溶于水并跟水反响,且密度比空气大,所以应选用向上排气法收集氯气.此外,氯气在饱和NaCl溶液中的溶解度很小,故氯气也常用排饱和食盐水的方法收集,以除去混有的HCl气体.因此在实验室中,要制取枯燥、纯洁的Cl2,常将反响生成的C12依次通过盛有饱和NaCl溶液和浓硫酸的洗气瓶. (4)多余氯气的吸收方法:氯气有毒,多余氯气不能排放到空气中,可使用NaOH溶液等强碱溶液吸收,但不能使用石灰水,因为Ca(OH)2的溶解度较小,不能将多余的氯气完全吸收. (5)应注意的问题: ①加热时,要小心地、不停地移动火焰,以控制反响温度.当氯气出来较快时,可暂停加热.要防止加强热,否那么会使浓盐酸里的氯化氢气体大量挥发,使制得的氯气不纯而影响实验. ②收集氯气时,导气管应插入集气瓶底部附近,这样收集到的氯气中混有的空气较少. ③利用浓盐酸与足量的MnO2共热制取C12时,实际产生的C12的体积总是比理论值低.主要原因是:随着反响不断进行,浓盐酸会渐渐变稀,而稀盐酸即使是在加热的条件下也不能与MnO2反响. [Cl- 的检验] 方法 向待检溶液中参加AgNO3溶液,再参加稀HNO3,假设产生白色沉淀,那么原待检液中含有C1-. 注意 (1)不能参加盐酸酸化,以防止引入C1-〔假设酸化可用稀HNO3〕. (2)假设待检液中同时含有SO42-或SO32-时,那么不能用HNO3酸化的AgNO3溶液来检验Cl-,因为生成的Ag2SO4也是不溶于稀HNO3的白色沉淀(SO32-能被HNO3氧化为SO42-). 2.卤族元素 [卤族元素] 简称卤素.包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At).在自然界中卤素无游离态,都是以化合态的形式存在. [卤素单质的物理性质] 颜色 状态 (常态) 熔点、沸点 溶解度(水中) 密度 F2 浅黄绿色 浅 深 气体 低 高 降 低 小 大 Cl2 黄绿色 气体 局部溶于水,并与水发生不同程度反响 Br2 深红棕色 液体 易挥发 I2 紫黑色 固体 升华 说明 (1)实验室里,通常在盛溴的试剂瓶中加水(即“水封〞),以减少溴的挥发. (2)固态物质不经液态而直接变成气态的现象,叫做升华.升华是一种物理变化.利用碘易升华的性质,可用来别离、提纯单质碘. (3)Br2、I2较难溶于水而易溶于如汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中.医疗上用的碘酒,就是碘(溶质)的酒精(溶剂)溶液.利用与水互不相溶的有机溶剂可将Br2、I2从溴水、碘水中提取出来(这个过程叫做萃取). [卤素单质的化学性质] (1)卤素的原子结构及元素性质的相似性、递变性. 氟F 氯Cl 溴Br 碘I 核电荷数 9 17 35 53 原子结构的相似性 最外层上的电子数都是7个 卤素化学性质的相似性 ①氟只有-1价,其余卤素有-l、+1、+3、+5、+7价②单质都具有强氧化性,是强氧化剂③单质均能与H2化合生成卤化氢气体,与金属单质化合生成金属卤化物④单质都能与水、强碱反响,Br2、I2的反响与C12类似 原子结构的递变性 核电荷数 电子层数 少 多 原子半径 小 大 化学性质的递变 性 原子得电子能力 强 弱 单质的氧化性 单质与氢气化合 易 难 单质与水反响 剧烈 缓慢(微弱) 对应阴离子的复原性 弱 强 (2)卤素单质与氢气的反响. F2 Cl2 Br2 I2 与H2化合的条件 冷、暗 点燃或光照 500℃ 持续加热 反响情况 爆炸 强光照射时爆炸 缓慢化合 缓慢化合,生成的HI同时分解 产生卤化氢 的稳定性 HF>HCl>HBr>HI (3)卤素单质与水的反响. ①2F2 + 2H2O =4HF + O2(置换反响) 注意:将F2通入某物质的水溶液中,F2先跟H2O反响.如将F2通入NaCl的水溶液中,同样发生上述反响,等等. ②X2 + H2O = HX + HXO (X=C1、Br、I). (4)卤素单质间的置换反响. 2NaBr + C12(新制、饱和) = 2NaCl + Br2 2Br - + C12 = 2C1- + Br2 说明 参加CCl4并振荡后,液体分层.上层为含有NaCl的水层,无色;下层为溶有Br2的CCl4层,显橙色. 2NaI + C12(新制、饱和) =2NaCl + I2 2I- + Cl2 =2C1- + I2 说明 ①参加CCl4并振荡后,液体分层.上层为含有NaI的水层,无色;下层为溶有I2的CCl4层,显紫红色. ②将反响后的溶液加热蒸干灼烧,生成的I2升华,故残留的固体为NaCl(C12足量时)或NaCl和NaI的混合物(C12缺乏量时). 2NaI + Br2 =2NaBr + I2 2I- + Br2 =2Br- + I2 说明 ①参加CCl4并振荡后,液体分层.上层为含有NaBr的水层,无色,下层为溶有I2的CCl4层,显紫红色. ②将反响后的溶液加热蒸干灼烧,生成的I2升华,故残留的固体为NaBr(Br2足量时)或NaBr和NaI(Br2缺乏量时). F2 + NaX(熔融) =2NaF + X2 (X=C1、Br、I) 注意 将F2通入含Cl-、Br-或I-的水溶液中,不是发生卤素间的置换反响,而是F2与H2O反响. (5)碘单质(I2)的化学特性.I2 + 淀粉溶液 → 蓝色溶液 说明 ①利用碘遇淀粉变蓝的特性,可用来检验I2的存在.②只有单质碘(I2)遇淀粉才显蓝色,其他价态的碘无此性质.例如,向NaI溶液中滴加淀粉,溶液颜色无变化.假设再滴加新制氯水,因有I2被置换出来,那么此时溶液显蓝色. 氟化氢性质 ①有剧毒的无色气体,极易溶于水。氢氟酸为弱酸(其它氢卤酸均为强酸)。 ②与SiO2反响:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 注: 此反响为HF的特性, 换成HCl那么与SiO2不反响。 氢氟酸能腐蚀玻璃,用于玻璃刻字。 氢氟酸应保存在铅制容器或塑料容器中。 (2)制法 CaF2+H2SO4(浓)=2HF↑+CaSO4 此反响不能在玻璃器皿中进行,为什么?CaF2是萤石的主要成分,它不溶于水,是氟元素的重要资源。 [卤化银] AgF AgCl AgBr AgI 颜 色 白色 白色 浅黄色 黄色 逐 渐 加 深 溶解性 易溶于水 难溶于水,也难溶于稀HNO3 感光性 见光分解:2AgX 2Ag + X2 (X=Cl、Br、I) 用 途 ①检验X-:Ag+ + X-=AgX↓(试剂为AgNO3溶液和稀HNO3) ②制作感光材料(常用AgBr) ③AgI用于人工降雨 [碘的化合物] 碘的化合物有KIO3(碘酸钾)、KI等.人体中的碘主要存在于甲状腺内,人体如果缺碘,就会患甲状腺肿症(大脖子病).为防止碘缺乏病,最为方便、有效的方法就是食用加碘盐,通常参加的是碘酸钾. 强调:X-的复原性逐渐增强; HXO4酸性逐渐减弱; HF有剧毒能腐蚀玻璃; HClO有漂白性; HF无感光性; HBr HI有复原性, HBr HI不可用浓硫酸制取 实用文档.- 配套讲稿:
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