第15课 卤族元素
- 格式:doc
- 大小:107.00 KB
- 文档页数:5
卤族元素一、卤族元素包括:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。
1、原子结构特征:最外层电子数相同,均为7个电子,从外界获得电子的能力依次减弱,单质的氧化性减弱。
2、卤素元素单质的物理性质:从F2 Cl2、Br2、到I2,颜色由浅到深(浅绿色、黄绿色、红棕色、紫色),状态由气到液到固,熔沸点和密度都逐渐增大,水溶性逐渐减小。
3、卤素单质化学性质比较相似性:均能与H2发生反应生成相应卤化氢,卤化氢均能溶于水,形成无氧酸。
H2+F2===2HF (黑暗中反应)H2+Cl22HCl (点燃或加热)H2+Br22HBr(加热)H2+I2(持续加热)均能与水反应生成相应的氢卤酸和次卤酸(氟除外)2F2+2H2O==4HF+O2X2+H2O======HX+HXO (X表示Cl Br I)4、萃取和分液的概念①在溴水中加入四氯碳振荡静置有何现象?(分层,下层橙红色上层无色)②在碘水中加入煤油振荡静置有何现象?(分层,上层紫红色,下层色)5、卤离子的鉴别:加入HNO3酸化的硝酸银溶液,Cl-:得白色沉淀Ag++ Cl-====AgCl↓Br-:得淡黄色沉淀Ag++ Br-====AgBr↓I-:得黄色沉淀Ag++ I-====Ag I↓6、卤素特性①F元素无正价,只有-1价,AgF可以溶于水,CaF2不溶于水。
②I2可以升华(常用于分离),且能使淀粉变蓝(常用于检验碘或淀粉)7、单质氧化性从F2到I2在减弱Cl2+2KBr=2KCl+Br2Br2+2KI=2KBr+I2Cl2+2KI=2KCl+I2二、拟卤素和卤素互化物拟卤素:⒈概念:拟卤素是指由二个或二个以上非金属元素原子组成的原子团,这些原子团在自由状态时,与卤素单质的性质相似。
有剧毒。
重要的拟卤素有氰(qíng)(CN)2、硫氰(SCN)2等。
⒉拟卤素的化学性质①与水发生歧化反应Cl2+ H2O = HCl + HClO(SCN)2+ H2O = HSCN + HSCNO①与碱反应Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O(CN)2+2OH-=CN-+CNO-;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-卤素互化物⒈概念:不同卤素原子之间可通过共用电子对形成物质叫卤素互化物。
卤族元素的概念卤族元素是指周期表中第17族的元素,包括氟(Fl)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)。
这些元素都具有相似的化学性质,因此被归类为同一族。
卤族元素在自然界中普遍存在,主要以盐的形式存在于海水、地下水和矿石中。
例如,氯以氯化物的形式存在于海水中,而溴以溴化物的形式存在于海水和地下水中。
这些卤化物在水中溶解时会形成阴离子,如氯离子(Cl-)和溴离子(Br-),并能与阳离子形成稳定的盐。
卤族元素的共同特征是具有七个电子在最外层的电子轨道上,即7s²5p⁵。
它们有着高电负性和强氧化性,能够吸引和获得电子。
这使得卤族元素容易形成阴离子,而不容易失去电子形成阳离子。
卤族元素的电子云拥挤,因此原子半径逐渐增大。
卤族元素的缺点是在常温下通常是二原子分子。
然而,由于它们之间的原子势吸引作用较弱,因此容易与其他元素形成化合物。
卤族元素与金属反应形成盐化物,如氯化钠(NaCl)和溴化钾(KBr)。
此外,卤族元素也能与氢形成氢卤酸,如盐酸(HCl)和溴酸(HBr)。
卤族元素的氧化态变化较大,范围从-1到+7。
在大多数化合物中,卤族元素的氧化态为-1。
但是,在强氧化剂的存在下,它们能够表现出更高的氧化态。
例如,氯在ClO⁻4盐中的氧化态为+7。
卤族元素在化学、生物和工业中都有广泛的应用。
最常见的应用是用作消毒剂和漂白剂。
氯化合物被广泛用于污水处理和消毒,而氯气则被用于漂白纸浆和织物。
此外,氯和溴也被用作生产医药和农药的重要原料。
卤族元素还具有重要的生物学功能。
例如,碘是甲状腺激素的组成部分,对身体的正常生长和代谢起着重要作用。
卤素化合物也被用作放射性治疗和影像学中的造影剂。
总的来说,卤族元素是周期表中一组具有相似化学性质的元素。
它们的共同特点包括高电负性和强氧化性,易于与其他元素形成化合物。
卤族元素在许多领域都有广泛应用,包括消毒剂、漂白剂、医药和农药等。
它们也在生物学中起着重要作用,例如参与身体的正常生长和代谢。
卤族元素卤族元素的代表:氯卤族元素指周期系ⅦA族元素。
包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),简称卤素。
它们在自然界都以典型的盐类存在,是成盐元素。
卤族元素的单质都是双原子分子,它们的物理性质的改变都是很有规律的,随着分子量的增大,卤素分子间的色散力逐渐增强,颜色变深,它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。
卤素都有氧化性,氟单质的氧化性最强。
卤族元素和金属元素构成大量无机盐,此外,在有机合成等领域也发挥着重要的作用。
编辑本段卤素的命名由于卤素可以和很多金属形成盐类,因此英文卤素(halogen)来源于希腊语halos(盐)和gennan (形成)两个词。
在中文里,卤的原意是盐碱地的意思。
Halogen卤素的化学性质都很相似,它们的最外电子层上都有7个电子,有取得一个电子形成稳定的八隅体结构的卤离子的倾向,因此卤素都有氧化性,原子半径越小,氧化性越强,因此氟是单质中氧化性最强者。
除F外,卤素的氧化态为+1.+3.+5.+7,与典型的金属形成离子化合物,其他卤化物则为共价化合物。
卤素与氢结合成卤化氢,溶于水生成氢卤酸。
卤素之间形成的化合物称为互卤化物,如ClF₃(三氟化氯).ICl(氯碘化合物)。
卤素还能形成多种价态的含氧酸,如HClO、HClO₂.HClO₃.HClO₄。
卤素单质都很稳定,除了I2以外,卤素分子在高温时都很难分解。
卤素及其化合物的用途非常广泛。
例如,我们每天都要食用的食盐,主要就是由氯元素与钠元素组成的氯化物,并且还含有有少量的MgCl2。
卤素单质的毒性,从F开始依次降低。
从F到At,其氢化物的酸性依次增强,但氢化物的稳定性呈递减趋势。
氧化性:F₂> Cl₂> Br₂> I₂> At₂(一些单质是否有氧化性要看具体化学反应)其对应的卤离子还原性依次增强。
另外,卤素的化学性质都较活泼,因此卤素只以化合态存在于自然界中。
卤族元素颜色及状态的记忆歌谣:氟气(F)淡黄绿色,氯气(Cl2)黄绿色。
卤族元素知识点总结卤族元素是周期表中第七族的元素,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)。
这些元素在化学性质上有一些共同的特点,同时也存在一些差异。
下面我们来总结一下卤族元素的一些重要知识点。
首先,卤族元素的原子结构特点。
卤族元素的原子结构都具有七个价电子,因此它们在化合物中通常以单负离子的形式存在。
这也使得卤族元素在化学反应中具有一定的活性,特别是氟元素,由于其电子云的吸引力较大,因此具有很强的化学活性。
其次,卤族元素的化合价和化合物特点。
卤族元素的化合价一般为-1,但在一些化合物中也可以表现出其他化合价,如氯元素在氧化亚氯中的化合价为+1。
卤族元素与金属的化合物通常为离子化合物,而与非金属的化合物则为共价化合物。
此外,卤族元素的化合物在溶液中常呈现出颜色,如氯离子溶液呈现黄绿色,溴离子溶液呈现橙黄色,碘离子溶液呈现紫色。
再者,卤族元素的化学反应特点。
卤族元素在化学反应中常表现出活泼的性质,如氯元素能与氢气发生剧烈的反应,生成氯化氢气体。
此外,卤族元素还能与氢氧化物反应生成卤化物,如氯元素与氢氧化钠反应生成氯化钠和水。
卤族元素还能与氧气反应生成卤氧化物,如氯元素与氧气反应生成氯氧化物。
最后,卤族元素的应用。
卤族元素在生活和工业中有着广泛的应用,如氯元素被广泛用于消毒,制取氯化铝等化工产品。
氟元素被用于制取氟化氢和氟化铝等化工原料。
此外,卤族元素还被用于医药、农业等领域。
综上所述,卤族元素在化学性质上有着一些共同的特点,但也存在一些差异。
通过对卤族元素的了解,可以更好地理解它们在化学反应和应用中的特点,为我们的生活和工业生产提供更多的可能性。
卤族元素特征
1.卤族元素是指周期表中第七族元素,包括氟、氯、溴、碘和石碳酸。
这些元素都有一个电子在最外层,因此具有相似的化学性质。
2. 卤族元素的原子半径逐渐增大,电负性逐渐降低。
这是因为原子序数增加,电子层数增加,而原子半径随着电子层数增加而增加。
同样的,电负性随着原子半径的增加而降低。
3. 卤族元素具有高电负性,因为它们的原子吸引电子能力强,能够吸引其他元素的电子形成化学键。
这也使得卤族元素在化学反应中具有强烈的反应性。
4. 卤族元素的化合价通常为-1。
这是因为它们的原子希望通过获得一个电子来填充它们的最外层,形成稳定的八个电子的电子层。
5. 卤族元素的化合物通常是带电的。
例如,氯离子Cl-和溴离子Br-。
这是因为卤族元素通过获得一个电子,形成带负电荷的离子,更容易形成化学键和其他元素结合。
6. 卤族元素可以形成各种各样的化合物,包括盐、酸、卤代烃和卤代芳香烃等。
其中最重要的是氯化钠(NaCl),它是普遍存在于地球上的盐类化合物。
7. 卤族元素在生命体系中具有重要的作用。
例如,氯离子在细胞内外的平衡调节中起着重要的作用,而碘元素则是甲状腺激素的组成部分,对人类生长发育和代谢起着至关重要的作用。
8. 卤族元素具有广泛的应用。
例如,氯元素被广泛用于消毒和制造塑料,溴元素被用于火灾抑制和水处理,而氟元素则被用于制造
牙膏、杀虫剂和药物等。
第15课卤族元素(建议2课时完成)[考试目标]1.掌握氯气及其重要化合物的主要性质,并了解其在生产生活中的应用。
2.掌握氯气的实验室制法,了解氯气的工业制法。
3.了解卤族元素的重要性质及其重要化合物的用途;理解卤族元素性质的相似性和递变性。
4.掌握卤素离子的检验方法。
5.了解氯气及其重要化合物对环境质量的影响,[要点精析]一、氯气的性质及用途1、物理性质:常温下,氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。
2、化学性质:氯气的化学性质很活泼的非金属单质。
(1)与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态)如:①2Na+Cl22NaCl(产生白烟)②Cu+Cl2CuCl2(产生棕黄色的烟)③2Fe+3Cl22FeCl3(产生棕色的烟)注:常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。
(2)与非金属反应如:①H2+Cl22HCl(发出苍白色火焰,有白雾生成)——可用于工业制盐酸 H2+Cl22HCl(会发生爆炸)——不可用于工业制盐酸②2P+3Cl22PCl3(氯气不足;产生白雾)2P+5Cl22PCl5(氯气充足;产生白烟)(3)与水反应:Cl2+H2O = HCl+HClO(4)与碱反应Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O(用于除去多余的氯气)2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(用于制漂粉精)Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO(漂粉精的漂白原理)(5)与某些还原性物质反应如:①2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3②2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)③SO2+Cl2+2H2O = 2HCl + H2SO4(6)与某些有机物反应如:①CH4+Cl2 CH3Cl + HCl(取代反应)②CH2=CH2+Cl2→ CH2ClCH2Cl(加成反应)3、氯水的成分及性质氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。
卤族元素
(1)原子结构的特点
要点诠释:
①相同点:最外层电子数都是7个。
②不同点:核电荷数和电子层数不同。
(2)卤族元素性质的相似性和递变性
①相似性:最外层电子数都是7个,化学反应中都容易得到1个电子,都表现很强的非金属性,其化合价均为-1价。
②递变性:随着核电荷数和电子层的增加,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,元素原子的得电子能力逐渐减弱,元素的非金属性逐渐减弱,卤素单质的氧化性逐渐减弱。
注:元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱,或单质与氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性来推断。
(3)卤素单质的物理性质
随着核电荷数的递增,卤素单质的颜色逐渐加深;状态由气→液→固;密度逐渐增大;熔沸点都较低,且逐渐升高。
(3)卤素单质的化学性质
2
2
要点诠释:
随着核电荷数的增多,卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱,生成的氢化物的稳定性逐渐减弱:HF>HCl >HBr >HI;元素的非金属性逐渐减弱:F>Cl>Br>I。
②卤素单质间的置换反应
实验探究:对比卤素单质(Cl2、Br2、I2)的氧化性强弱
①氟无正价,无含氧酸;氟的化学性质特别活泼,遇水生成HF和O2,能与稀有气体反应,氢氟酸能腐蚀玻璃,氟化银易溶于水,无感光性。
②氯气易液化,次氯酸具有漂白作用,且能杀菌消毒。
③溴是常温下唯一液态非金属单质,溴易挥发,少量溴保存要加水液封,溴对橡胶有较强腐蚀作用。
④碘为紫黑色固体,易升华,碘单质遇淀粉变蓝。
第15课卤族元素
(建议2课时完成)
[考试目标]
1.掌握氯气及其重要化合物的主要性质,并了解其在生产生活中的应用。
2.掌握氯气的实验室制法,了解氯气的工业制法。
3.了解卤族元素的重要性质及其重要化合物的用途;理解卤族元素性质的相似性和递变性。
4.掌握卤素离子的检验方法。
5.了解氯气及其重要化合物对环境质量的影响,
[要点精析]
一、氯气的性质及用途
1、物理性质:常温下,氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。
2、化学性质:氯气的化学性质很活泼的非金属单质。
(1)与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态)
如:①2Na+Cl22NaCl(产生白烟)
②Cu+Cl2CuCl2(产生棕黄色的烟)
③2Fe+3Cl22FeCl3(产生棕色的烟)
注:常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。
(2)与非金属反应
如:①H2+Cl22HCl(发出苍白色火焰,有白雾生成)——可用于工业制盐酸
H2+Cl22HCl(会发生爆炸)——不可用于工业制盐酸
②2P+3Cl22PCl3(氯气不足;产生白雾)
2P+5Cl22PCl5(氯气充足;产生白烟)
(3)与水反应:Cl2+H2O = HCl+HClO
(4)与碱反应
Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O(用于除去多余的氯气)
2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(用于制漂粉精)
Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO(漂粉精的漂白原理)
(5)与某些还原性物质反应
如:①2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3
②2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)
③SO2+Cl2+2H2O = 2HCl + H2SO4
(6)与某些有机物反应
如:①CH4+Cl2 CH3Cl + HCl(取代反应)
②CH2=CH2+Cl2→ CH2ClCH2Cl(加成反应)
3、氯水的成分及性质
氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。
在氯水中有少部分氯分子与水反应,Cl2+ H2O = HCl + HClO (次氯酸),大部分是以Cl2分子状态存在于水中。
注意:(1)在新制的氯水中存在的微粒有:H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-;久置氯水则几乎是盐酸溶液
①一元弱酸,比H2CO3弱
光
(2)HClO的基本性质②不稳定,2HClO === 2HCl + O2↑
③强氧化性;
④漂白、杀菌能力,使色布、品红溶液等褪色,
故氯水可用作自来水消毒。
(3)几种漂白剂的比较
例1、(1)液氯和氯水是一种物质吗?
答案:不是。
液氯是Cl2在加压或冷却时变成的液态Cl2,是纯净物,而氯水是氯气溶于水中形成的溶液,是混合物。
(2)①怎样证明新制氯水中含有大量Cl2?②用实验证明氯气能与水反应。
答案:①观察氯水颜色,呈黄绿色,此即氯气的颜色,说明新制氯水中含大量Cl2。
②向新制的氯水中加AgNO3溶液.若产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-,即有部分氯气与水反应了。
Cl2+H2O=HCl+HClO ,AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
另法:也可向新制氯水中放入一红布条或滴入几滴品红溶液,若布条或品红褪色,说明新制氯水中有HClO,即Cl2与水发生了反应。
(3)氯水中有多种化学物质,故性质较复杂。
下列现象各是基于哪种物质的什么性质?
①氯水能使紫色石蕊试液先变红后褪色。
②向氯水中滴加饱和NaHCO3溶液,有气泡出现。
③向氯水中滴入AgNO3溶液,产生白色沉淀。
答案:①H+、HClO ②H+③Cl-
4、氯气的制法
(1)实验室制法∆
药品及原理:MnO2 + 4HCl(浓) === MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
强调:MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2,稀盐酸不与MnO2反应。
仪器装置:发生装置---收集装置---吸收装置
实验步骤:检密—装药—固定—加热—收集
收集方法:向上排空气法(或排饱和食盐水法)
净化装置:用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸干燥
尾气处理:用碱液吸收
(2)氯气的工业制法:(氯碱工业)
通电
2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
二、氯化氢的性质和实验室制法
1、物理性质: 无色、有刺激性气味的气体;极易溶于水 (1:500)其水溶液为盐酸。
2、盐酸的化学性质: (挥发性强酸的通性)
3、氯化氢的实验室制法
(1)药品及反应原理:
NaCl + H2SO4 === NaHSO4 + HCl↑ (不加热或微热)
△
NaHSO4 + NaCl === Na2SO4 + HCl↑ (加热到500ºC—600ºC)
△
总式: 2NaCl + H2SO4 === Na2SO4 + 2HCl↑
(2)装置: 与制氯气的装置相似
(3)收集方法: 向上排空气法
(4)检验方法: 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生
(5)尾气处理: 用水吸收(倒扣漏斗)
三、卤族元素
2、卤素元素的有关特性:
(1)F2遇水发生置换反应,生成HF并放出O2。
(2)HF是弱酸、剧毒,但能腐蚀玻璃4HF + SiO2 == SiF4↑+ 2H2O;HF由于形成分子间氢键相互缔合,沸点反常的高。
(3)溴是唯一的液态非金属,易挥发,少量的液溴保存要用水封。
(4)碘易升华,遇淀粉显蓝色;碘的氧化性较弱,它与变价金属反应时生成低价化合物。
(5)AgX 中只有AgF 溶于水,且不具有感光性;CaF 2中只有CaF 2难溶。
3、卤素间的置换反应及X -离子的检验: (1)Cl 2 + 2Br - = Br 2 + 2Cl -
Cl 2 + 2I - = I 2 + 2Cl -
Br 2 + 2I - = I 2 + 2Br -
结论:氧化性:Cl 2 > Br 2 > I 2; 还原性:I - > Br - > Cl -
(3)X -离子的检验 Cl - 白色沉淀 Br - + AgNO 3 + HNO 3 浅黄色沉淀 I - 黄色沉淀 四、过量问题的计算
1、一般的过量计算: 两种物质反应,两反应物的量皆已知,求生成物的量,这是最简单的过量问题。
这种题的解题思路是先选量,然后以完全反应的反应物的量计算有关量。
选量的方法有多种,以采用物质的量进行比较为好。
2、过量计算问题的判断法
(1) 计算法 (2) 比较法 (3) 极限判断法
(4) 中值判断法(过量讨论)
例2:58.5 g 氯化钠跟17 g 硝酸银在水溶液里发生反应,可生成多少摩氯化银沉淀? 解析:这是最简单的过量问题。
这种题的解题思路是先要选量。
选量的目的是确定反应物中过量物质和完全反应的物质。
然后以完全反应的物质的量计算有关的量。
要从物质的量观点去选量为好,可用物质的量的关系确定完全反应的物质和过量的物质。
n (NaCl )=
)NaCl ()NaCl (M m =58.5g/mol g
5.58=1 mol ,
n (AgNO 3)=
)AgNO ()AgNO (33M m =170g/mol
g
17=0.1 mol ,
由NaCl +AgNO 3=NaNO 3+AgCl ↓可知:NaCl 过量,应以AgNO 3计算。
n (AgCl )=n (AgNO 3)=0.1 mol 答:能生成0.1mol 氯化银沉淀。
当然更为简单的方法是比较大小,而不直接算出具体的数字。
如:
58.5g/mol g 5.58>170g/mol
g
17,NaCl 过量,应以AgNO 3计算。
例3:将a g H 2与b g Cl 2合成制得HCl 气体,将反应所得的混合气体用足量NaOH 溶
液充分吸收。
求:
(1)剩余气体的质量;
(2)混合气体与NaOH溶液反应所得NaCl的质量。
解析:这是属于第二种类型的一般过量讨论题。
由于H2与Cl2的量皆已知,因此,反应后就存在三种情况:。
完全反应、H2过量,Cl2过量。
而反应后生成的HCl与Cl2能与NaOH 溶液反应。
Cl 2+H2=2HCl
HCl+NaOH=NaCl+H2O
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
讨论:
①若氢气与氯气恰好完全反应(或a∶b =1∶35.5)时,无剩余气体,生成NaCl质量为:117b / 71(g);
②若Cl2过量(或a∶b<1∶35.5=时,无气体剩余,生成NaCl质量为:58.5(35.5a+b) / 71(g);
③若氢气过量(或a∶b>1∶35.5)时,剩余气体为:(a-b / 35.5) g,生成NaCl质量为:117b / 71 (g)。