第九章 主族非金属元素-第一节 卤素
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卤族元素卤族元素⼀:卤族元素的基本性质第ⅦA族包括氟、氯、溴、碘和砹五种元素,总称为卤素。
砹为放射性元素。
有关卤族元素的基本性质汇列于下表中。
性质氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I)原⼦序数9 17 35 53原⼦量19.00 35.45 79.90 126.90价电⼦构型2s22p53s23p54s24p55s25p5主要氧化态-1,0 -1,0,+1,+3,+5,+7-1,0,+1,+3,+5,+7-1,0,+1,+3,+5,+7共价半径(pm) 64 99 114.2 133.3离⼦半径(pm) 133 181 196 220第⼀电离势(kJ/mol)1681 1251 1140 1008电⼦亲合势(kJ/mol)-322 -348.7 -324.5 -295电负性 3.98 3.16 2.96 2.66X-离⼦⽔合能(kJ/mol)-485 -350 -320 -280⼆:卤素元素的通性1. 与同周期其它元素⽐较卤素原⼦的价电⼦层结构是ns2np5,只需获得⼀个电⼦即可形成8电⼦稳定构型的X-离⼦,因此与同周期其它元素相⽐,卤素有最⼤的电⼦亲合势,最⼤的第⼀电离势(稀有⽓体除外),最⼤的电负性和最⼩的原⼦半径,因此卤素是最活泼的⾮⾦属元素。
它们的单质都是双原⼦分⼦,都具有氧化性。
2. 同族性质⽐较卤素在性质上⼗分相似,但随着原⼦半径或离⼦半径的增加,外层电⼦离核越来越远,尽管核电荷数也相应增加,其影响不如半径增加的影响⼤,结果使核对价电⼦的引⼒逐渐减⼩,致使卤素性质在相似性中⼜出现了差异性。
如卤素的电离势、电负性和卤离⼦(X-)的⽔合焓等从上到下逐渐减⼩。
虽然卤素的性质具有差异性,但氟与其它卤素间的差异尤为显著。
这是因为氟原⼦的半径很⼩造成的。
氟元素的特殊性见氟的性质部分。
三:卤素元素电势图卤素元素标准电极电势值如下所⽰。
卤素单质⼀:物理性质卤素单质的⼀些物理性质列于下表中。
性质氟氯溴碘通常条件聚集状态⽓⽓⽓⽓颜⾊淡黄黄绿红棕紫⿊毒性剧毒毒性⼤毒毒性较⼩熔点(K) 53.38 172.02 265.92 386.5 沸点(K) 84.86 238.95 331.76 457.35 密度(g/cm3) 1.11(l) 1.57(l) 3.12(l) 4.93(s)溶解度(g/100g ⽔,293K) 分解⽔(放出O2)0.732(有反应)3.58 0.029离解能(kJ/mol) 154.8 239.7 190.16 148.95 标准电极电势Eθ(V)X 2+2e=2X-2.87 1.36 1.07 0.54卤素单质由双原⼦分⼦组成。
卤素第一节卤素一、卤素的通性周期表第ⅦA族包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)五种元素,统称卤素。
其中砹(At)为放射性元素,高中阶段不要求掌握。
1、原子结构:最外层电子均为7个,随着原子序数的递增电子层数依次增加,原子半径依次增大(在各周期中原子半径均最小)。
最外层电子排布依次是2s22p5、3s23p5、(3d10)4s24p5、(4d10)5s25p5。
2、元素性质:均为活泼非金属,最低价-1,最高价+7(F除外,一般不显正价)。
随着原子序数递增和半径的增大,原子得电子能力依次减弱,非金属性依次减弱。
3、单质性质特殊性:Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液态易挥发且有毒性,通常情况下用水封来保存。
I2易升华,遇淀粉变蓝,能硫代硫酸钠反应,用于中和滴定,两者均易溶于有机溶剂(苯,四氯化碳等)中,氟元素无正价。
二、氯气及其化合物的性质1、氯气的性质氯气能与H2反应,与绝大多数的金属反应,与非金属反应,并能与多种非金属直接化合如(S、P),与水反应,与碱反应,与其他卤化物反应,与其他还原剂反应,与有机物反应。
干燥的氯气或液氯不能与铁发生反应,所以工业上常把干燥的液氯储存在刚瓶中。
(2011年上海高考第9题)氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素,在计算式34.969×75.77%+36.966×24.23% =35.453中(C)A.75.77%表示35Cl的质量分数B.24.23%表示35Cl的丰度C.35. 453表示氯元素的相对原子质量D.36.966表示37Cl的质量数2、次氯酸(1)强氧化性a 能氧化S2-、Fe3+、SO32+等具有还原性的物质。
b 能使有机色素分子氧化而变成无色物质。
c 具有杀菌消毒能力。
(2)弱酸性与碳酸比较电离能力有如下关系:H2CO3>HClO>HCO3-,请分析下列反应:少量二氧化碳通入NaClO溶液中:NaClO + CO2+ H2O = NaHCO3+ HClO 氯气通入碳酸氢钠溶液中: Cl2 + NaHCO3 = NaCl + CO2↑+ HClO(3)见光易分解2HClO 2HCl + O2↑(2004年上海高考第6题)下列物质中不会因见光而分解的是()A.NaHCO3B.HNO3C.AgID.HClO答案:A(2009年上海高考第17题)根据右表提供的数据,判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,各种离子浓度关系正确的是()A .3(HCO )(ClO )(OH )c c c --->>B .3(ClO )(HCO )(H )c c c --+>>C .323(HClO)(ClO )(HCO )(H CO )c c c c --+=+D .+3(Na )(H )(HCO )(ClO )(OH )c c c c c +---+=++答案:A3、漂白粉的成分(CaCl 2和Ca (ClO )2的混合物) (2001年上海高考第1题)漂白粉的主要成分是()A.Ca(OH)2B.Ca(ClO)2C.CaCl 2D.CaCO 3 答案:B4、氯气的制备(1)实验室制备法:实验室常用强氧化剂如MnO 2、KMnO 4、KClO 3等氧化浓盐酸来制备Cl 24HCl(浓) + MnO 2MnCl 2 + Cl 2O除杂质:盛食盐水或水的洗瓶除去HCl 干燥:盛浓硫酸的洗瓶除去水蒸气检验:Cl 2可用湿润的淀粉碘化钾试纸在瓶口检验,如果试纸变蓝,即说明Cl 2已收集满 收集:向上排空气法或排饱和食盐水法 尾气处理:多余的Cl 2通入NaOH 溶液中例:检验氯化氢气体中是否含有Cl 2,可采用的方法是() A 、用干燥的蓝色石蕊试纸 B 、用干燥有色的布条 C 、将气体通入硝酸银溶液 D 、湿润的淀粉碘化钾试纸 答案:B例:实验室用20mL 10mol/L 的浓盐酸与足量的8.7g MnO 2反应制取氯气,请问所得氯气的物质的量为()A 、0.05molB 、<0.05molC 、0.1molD 、无法判断 答案:B(2)工业制法: 电解饱和食盐水:2NaCl + 2H 2O通电2NaOH + Cl 2反应原理:阳极:2Cl - - 2eCl 2阴极:2H + + 2e H 2总反应式:2NaCl + 2H 2O 2NaOH + Cl 通电产品:阳极:Cl 2 阴极:NaOH 和H 2(2005年全国高考第11题)关于电解NaCl 水溶液,下列叙述正确的是()A .电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B .若在阳极附近的溶液中滴人KI 溶液,溶液呈棕色C .若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液,溶液呈无色D .电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后落液呈中性 答案:B电解熔融的氯化钠:2NaCl(熔融)25、液氯和氯水:液氯为纯净物,由Cl 2组成,性质与氯气相同。
第9章碱金属碱土金属第三篇重要元素及化合物第9章主族金属元素(一)碱金属和碱土金属【内容】9.1 化学元素的自然资源 9.2 碱金属 9.3 碱土金属9.4 锂、铍的特殊性和对角线规则 9.5 应用【要求】1. 了解碱金属、碱土金属单质的典型性质并能够判断其递变规律;2. 掌握碱金属和碱土金属的重要氧化物和氢氧化物的性质及主要用途; 3. 掌握碱金属盐和碱土金属盐的热稳定性、溶解度的变化规律; 4. 能够判断碱金属和碱土金属相关化合物性质的递变规律。
从本章开始我们将以元素周期表为基础,依次介绍主族金属元素、主族非金属元素和过渡元素。
重点介绍典型的且在国民经济中有重要意义的单质及其化合物的组成、结构、制备、性质及其变化规律、应用等有关知识。
在叙述时注意联系相关的化学理论,并介绍生产实际、环境保护等方面的内容。
主族金属元素位于元素周期表的s区和p区的左下方,我们将分9、10两章进行介绍。
本章首先对元素的自然资源进行概括介绍,然后介绍 s区碱金属和碱土金属的相关知识。
9.1 化学元素的自然资源人类活动的历史就是一部化学元素资源被发现、利用的历史。
社会的进步与对元素资源的利用息息相关,铜器时代、铁器时代、半导体时代构筑了人类发展的文明史。
1938年铀核裂变反应的发现,打开了原子能利用的大门,随之建立起当代的原子能工业体系。
无论社会如何发展,生产的主体永远是物质,物质的变化离不开化学,化学研究的主角则是元素。
9.1.1 地壳中元素的分布和存在类型自然界的万物种类繁多,但组成物质的元素是有限的,迄今已发现的元素共1有112种,在自然界中存在的有94种,其余18种由人工合成,它们的数量很少,稳定性差,有些只能存在几毫秒就会发生裂变生成其它元素,因此多数只具有科学研究价值。
就整个地球而言,地壳虽然只占地球总质量的0.7%,但所含元素极为丰富,达90多种。
元素在地壳中的含量称为丰度,丰度可以用质量百分数或原子百分数来表示。