卤素单质性质
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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。
卤素单质的性质比较
1.物理性质
(1)相似性:都有颜色和毒性,不易溶于水(除F2外)、易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂。
(2)递变性:从氟到碘,颜色依次加深,密度依次增大,熔沸点依次升高。
2.化学性质
(1)相似性:都具有强氧化性,表现在它们均能与金属、非金属、水和碱溶液反应。
(2)递变性:从氟到碘氧化性依次减弱,表现在:
①卤素与金属、非金属和水反应时,剧烈程度及反应的能力均依次减弱。
例如,与铁反应时,氟、氯、溴均将铁氧化为正三价的铁盐,而铁与碘反应生成碘化亚铁(FeI2);与氢气化合愈来愈难;与水反应时,氟与水迅速反应放出氧气,氯与水在光照下缓慢放出氧气,溴跟水反应比氯弱,但比碘强。
②活泼的卤素单质能将不活泼的卤素从其卤化物中置换出来。
注意F2与其他卤化物的水溶液反应,只能从水中置换出氧气,不能置换出其他卤素单质,但可以从熔融态的其他卤化物中置换出卤素单质。
卤素单质的物理性质和化学性质
卤素单质是卤素族元素的标准化学物质,是由该族元素原子结合而成的化合物,包括氟、氯、溴、碘、硫、氯仿和硅;并由地球大气层中氯和氟等元素组成。
卤素单质的物理性质:
1. 大多数卤素单质散热性能良好,具有较高的纯度;
2. 卤素单质的密度较低,溴的密度为
3.12g/cm3,氯为1.99g/cm3,氟为1.69g/cm3,比水低得多;
3. 卤素单质易汽化,摩尔沸点低,具有较高的挥发性,可进入大气气层;
4. 卤素单质大多具有非常好的电介质性质,硫酸盐类具有良好的腐蚀性和分解性,
例如氯仿和氯气;
5. 卤素单质大多无色,有的如溴是无色透明液体,碘是黄色液体,氯具有苦涩的气味,有的如硫的无色气体气味刺鼻,硅的深绿色液体有微厚的油腻感。
卤素单质的化学性质:
1. 卤素单质的稳定性往往较差,反应具有催化作用;
2. 由于卤素单质都具有一定的离子性,所以大多在水溶液中表现出离子溶液,具有
相当高的指令常数;
3. 卤素单质易发生氧化还原反应,氧化性大多由氯高到溴,碘、硫和氯仿更稳定;
4. 卤素单质发生加成、脱水等水解反应,大多具有几乎恒定的临界温度;
5. 卤素单质具有酸性或碱性,受水分解后表现出改变的pH值,比如氯的溶液是碱性的,而硫的溶液是酸性的。
第一节 卤 素一、卤素单质1. 制法:实验室中卤素单质一般可用氧化剂[MnO 2、KMnO 4、K 2Cr 2O 7、KC1O 3、Ca(C1O)2]氧化氢卤酸的方法制取。
例如:2KMnO 42+5C12↑+8H 2O制取氟只能采用电解法。
例如:2KHF 2(熔融)电解 2KF +H 2↑+F 2↑ 2. 性质:卤素是典型的非金属元素族。
游离态的卤素非金属活泼性显著,是常见的氧化剂,它们与多种金属直接化合成氢卤酸盐,也与不少非金属反应得到非金属卤化物。
下面以卤素与水、碱的反应为例,来进一步认识卤素的性质。
(1)与水反应:一般卤素与水发生歧化反应,水既不是氧化剂,也不是还原剂,X 2+H 2O==HX + HXO ;而氟与水反应,水是还原剂, 2F 2 + 2H 2O == 4HF + O 2。
(2)与碱溶液反应:常温下C12、Br 2、Br 2和氢氧化钠溶液反应生成卤化物、次卤酸盐、卤酸盐。
C12 + 2OH — == C1—+C1O — +H 2O ;Br 2 + 2OH — == Br —+BrO — + H 2O 或3Br 2 + 6OH — == 5Br —+BrO 3—+3H 2O 3I 2 + 6OH — == 5I —+IO 3—+3H 2O (IO —常温下不稳定,歧化为I —、IO 3—) 加热条件下,C12和浓氢氧化钠溶液反应则生成卤化物、卤酸盐。
3C12 + 6OH — = 5C1—+C1O 3— +3H 2O 。
但氟气通过稀的氢氧化钠溶液(2%水溶液)生成氟化钠,同时放出一种无色气体OF 2气体(还有可能生成O 3)。
2F 2 + 2OH —== 2F —+OF 2 ↑+ H 2O对于氟的特殊性还应注意下列几方面:(1)氟能氧化稀有气体;(2)绝大多数的金属加热后能在氟气中燃烧,生成价态的氟化物;(3)氟能氧化高能燃料:2F 2+N 2H 4 = N 2 + 4HF ;(4)氟是人体形成强壮的骨骼和预防龋齿所必需的微量元素;(5)CaF2、MgF2难溶于水;(6)氟能使硫氧化为+6价,其它卤素均不能将硫氧化为+6价。
二、卤族元素性质的递变规律1.卤素单质的物理性质氟、氯、溴、碘单质的颜色逐渐加深,密度逐渐加大,熔沸点逐渐升高,水溶性逐渐减小(氯除外)。
2.卤素的化学性质按氯、氯、溴、碘的顺序,元素的非金属性,单质的氧化性、与氢化合的能力、与水反应的程度均逐渐减弱。
(1)与金属反应:氟(F2)可以与所有的金属反应;氯(Cl2)可以与绝大多数金属反应;溴、碘也可以与大多数金属反应。
例如:2Fe+3Cl2== 2FeCl3而Fe+I2 == FeI2(2)与氢气反应:反应条件由易到难;反应程度由剧烈变为缓慢;卤化氢的稳定性逐渐减弱。
(3)与水反应:氟特殊,氯、溴、碘相似。
反应的剧烈程度逐渐减弱。
(4)卤素单质间的置换反应Cl2 + 2Br-= 2Cl-+ Br2氧化性:Cl2 > Br2 还原性: Br-> Cl-Cl2 + 2I-= 2Cl-+ I2氧化性:Cl2 > I2 还原性: I- > Cl-Br2 + 2I-= 2Br-+ I2氧化性:Br2 > I2 还原性: I- > Br-结论:单质氧化性:F2>CI2>Br2>I2离子还原性:F-<CI-<Br-<I-3.卤化氢的性质氢卤酸的酸性其中氢氟酸为弱酸。
、卤化氢的还原性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次增强,其稳定性依次减弱,4.氯的含氧酸次氯酸(HClO):仅存于溶液中,具有不稳定性,强氧化性。
其酸性比碳酸还弱。
其盐类中,次氯酸钙[Ca(ClO)2]是漂白粉中的有效成分。
高氯酸(HClO4):是已知酸中酸性最强的一种酸。
LI NA K Rb Cs 熔沸点依次降低。
1.相似性:最外层电子数为12.递变性:1.电子层数逐渐增多;2.熔点逐渐降低;3.沸点逐渐降低;4.密度呈增大趋势(但NA>K);5.金属性逐渐增强。
3.碱金属元素的主要化学性质:1.与氧气反应。
都可以与氧气反应,但Li的燃烧产物为普通氧化物Li2O,而Na的燃烧产物为过氧化物Na2O2,K,Rb,Cs的燃烧产物更复杂。
卤素单质总结引言卤素是指化学元素周期表中第17族元素,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)等四种元素。
这些元素在自然界中以单质形式存在,并且具有许多重要的化学和生物学特性。
本文将对卤素单质的性质、用途和反应进行总结和介绍。
1. 卤素单质的性质1.1 物理性质•氟(F)是黄绿色气体,具有非常强的剧毒性。
•氯(Cl)是黄绿色气体,有刺激性气味,在常温下为常见的气态元素。
•溴(Br)是红棕色液体,在常温下为液态元素。
•碘(I)是紫黑色晶体,常用于消毒和性能检测等领域。
1.2 化学性质•卤素单质具有较强的氧化能力,可以与其他元素或化合物发生反应。
•卤素可以和许多金属反应形成相应的卤化物。
•卤素单质也可以和氢气反应生成相应的氢卤酸。
•卤素单质在光照下能够和非金属元素反应,形成有机卤化物。
2. 卤素单质的用途2.1 工业应用•氯广泛用作消毒剂和漂白剂,也是合成许多化学品的重要原料。
•溴的化合物常用于制作某些消防药剂和医药产品。
•碘在医疗领域广泛应用于皮肤消毒和消毒剂的制备。
2.2 生活应用•氯化钠(NaCl)是食盐的主要成分,用于调味和食品保存。
•氟化物广泛添加到饮用水中,以预防牙齿蛀牙。
•碘化钾(KI)是一种常用的营养补充剂,用于预防碘缺乏病。
3. 卤素单质的反应3.1 卤素与金属的反应卤素单质可以和金属反应,生成相应的卤化物。
例如,氯气与钠金属反应生成氯化钠,溴液与铝反应生成三溴化铝,碘与铁反应生成碘化铁等。
3.2 卤素与非金属的反应卤素单质可以和非金属元素反应,生成相应的有机卤化物。
例如,氯气与甲烷反应生成氯甲烷,溴液与乙烷反应生成溴乙烷,碘与丙烷反应生成碘丙烷等。
3.3 氢卤酸的生成卤素单质可以与氢气反应生成相应的氢卤酸。
例如,氯气与氢气反应生成盐酸,溴液与氢气反应生成溴化氢,碘与氢气反应生成碘化氢等。
结论卤素单质具有独特的性质和广泛的应用。
它们在工业生产、医药、日常生活等领域发挥着重要的作用。