第二节 卤族元素
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第二节 富集在海水中的元素-卤族元素[讨论] 1、卤族元素的原子有何相同点和不同点? ⑴ 相同点:最外层均有 个电子;(2) 不同点:① 不同;② 不同;③ 不同。
2、卤族元素的性质⑴:元素的最高正价为 价,F 无 ;元素的最低负价为 价。
⑵:都有非金属性,但非金属性从F 到I 逐渐 。
二、X 2在性质上的异同点2、卤素单质物理性质的变化规律:(从F 2 → I 2)(1)状态:F 2、Cl 2呈 态,Br 2为 态(易挥 发),I 2为 态(易升华)。
(2)颜色由 到 。
(3)熔、沸点:依次 。
(4)密度:依次 。
(5)溶解性:在水中的溶解度逐渐 ,在有机溶剂中的溶解性 (填“大于”或“小于”)在水 中的溶解性。
⑶萃取:是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来。
萃取的条件是①两种溶剂 ;②溶质在萃取剂中溶解度 。
⑷、升化:化学上把这种在加热时不经过液态直接变成气态的过程叫升化。
3、卤素单质的化学性质:均具有 性,均能与 H 2、H 2O 、金属反应,较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。
(1)与氢气的反应。
卤素单质与H 2的反应,书写化学反应方程式,注明反应条件。
H 2 + F 2 == (氟化氢) H 2 + CI 2 == (氯化氢) H 2 + Br 2 == (溴化氢) H 2 + I 2 ≒ (碘化氢) (2)卤素与水的反应[注意]氟遇水发生剧烈的反应,生成氟化氢和氧气。
溴跟水反应比氯气跟水的反应更弱一些,而碘跟水反应很微弱。
2F 2 + 2H 2O == 2CI 2 +2H 2O == 2Br 2 +2H 2O == 2I 2 + 2H 2O ==(3)卤素间的置换反应CI 2 + Br —= CI 2 + I —= Br 2 + I —=讨论:在含amol FeBr 2溶液中通入bmol 的氯气,当a 、b 取不同值时的离子方程式:(因为Fe 2+的还原能力比Br -强,所以当氯气先氧化Fe 2+) 当a :b = 时: ;当a :b = 时: ; 当a :b = 1∶1时: ; 当2 :3≤a :b ≤ 2 :1时: 。
第二节卤族元素●教学目标1.使学生掌握卤族元素性质变化的规律。
2.使学生了解可逆反应的涵义。
3.使学生对卤化银的性质、用途及碘与人体健康等知识有一个大致印象。
4.通过对卤素结构、性质的对比,培养学生比较、分析、归纳问题的能力。
5.认识卤素的一些特殊性质。
●教学重点卤素性质的相似性与递变性及与原子结构的关系。
●教学难点通过卤素性质的比较,总结出性质的递变规律。
●课时安排第一课时:卤素的物理性质及卤素与氢气、水的反应。
●教学用具第一课时:投影仪、保存少量液溴的试剂瓶、封有碘的玻璃管、I2固体、溴水、碘水、酒精、CCl4溶液、酒精灯、试管夹、火柴。
第二课时:投影仪、溴水、碘水、KI溶液、氯水、NaBr溶液、NaCl溶液、CCl4溶液、AgNO3溶液、稀HNO3、淀粉液、胶头滴管。
●教学过程★第一课时[引入课题]上节课我们学习了有关氯气的性质,知道构成氯分子的氯原子最外层有7个电子,在自然界存在的元素中,还有另外四种元素原子的最外层电子数也是7,它们是氟、溴、碘、砹,我们把这些原子最外层电子数均为7的元素称为卤族元素,简称卤素。
[板书]第二节卤族元素[讲解]我们知道,元素的性质与原子的结构有密切的联系。
下面我们来分析卤素原子结构上的异同点。
[投影]卤素的原子结构[讲解]卤族元素中的砹是放射元素,在中学阶段不讨论。
[学生分析、比较][板书]卤素原子结构的异同。
相同点:最外层均有7个电子不同点:(1)核电荷数不同,(2)电子层数不同,(3)原子半径不同。
[过渡]卤素原子结构上的这种相似性与递变性,是如何反映在元素性质上的呢?下面,我们就来学习卤族元素的性质。
[板书]一、卤素单质的物理性质[教师]请大家根据表4—1,总结出卤素单质在颜色、状态、密度、熔沸点、溶解性等各方面的递变规律。
[学生总结][板书]颜色:浅深 状态:气 液 固 密度:小 大 熔沸点:低 高在水中的溶解性:大 小[设问]Cl 2、Br 2、I 2等单质在水中的溶解度很小,若想要制得Cl 2、Br 2、I 2的浓度较大的溶液有没有其他办法呢?[教师]答案是肯定的,我们可以用改变溶剂的办法来达到目的。
第二节卤族元素
【知识讲解】
一、卤素的原子结构
(1)相似性:原子的最外层都为7e,阴离子的最外层均为8e,均为双原子分子。
(2)递变性:从氟到碘,随着核电荷数依次增多,原子或离子的半径也依次增大,分子内原子间的核间距离依次增大。
二、卤素单质在物理性质上的主要差异及第变规律
溴和碘在水中溶解度均很小,而在某些有机溶剂中(如:苯、汽油、四氯化碳)则易溶。
下表列出单质溴、碘在不同溶剂中的显色情况。
三、卤族元素的主要化学性质
四、萃取与分液
① 萃取利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法,叫萃取。
选用萃取剂的原则:
a、和原溶液中溶剂互不相溶;
b、溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度;
c、萃取剂与被萃取的溶质要易于分离。
② 分液把两种互不相溶的液体分开的操作叫分液。
分液使用的仪器是分液漏斗。
③ 操作方法
a、混合振荡
b、静止分层
c、分液
五、卤素单质的化学性质
(1)与金属反应(X = F、Cl、Br、I)
2M + n X2 = 2MX n
如:2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Fe + I2 = FeI2
(2)与H2反应
H2 + X2 = 2HX H2 + F2 = 2HF(冷暗)
H2 + Cl2 = 2HCl (光照) H2 + Br2 = 2HBr(加热)
H2 + I2 = 2HI(高温)
结论:X2的氧化性:F2 > Cl2 > Br2 > I2
HX的稳定性:HF > HCl > HBr > HI
(3)和水作用 X2 + H2O = HX + HXO
特例:2 F2 + H2O = 4 HF + O2
(4)和碱作用 X2 + 2NaOH = NaX + NaXO + H2O
3X2 + 6NaOH = 5NaX + NaXO3 + 3H2O
(5)置换反应 2Br- + Cl2 = 2Cl- + Br2
2I- + Cl2 = 2I- + I2
2I- + Br2 = 2Br- + I2
结论:X2非金属活动性:Cl2 > Br2 > I2
六、卤化银和碘化物的主要用途
(1)卤化银
AgX均不溶于稀硝酸,AgCl(白色)、AgBr(浅黄色)、AgI(黄色)卤离子与银离子的反应通常用于检验卤离子。
卤化银见光分解如:2AgBr = 2Ag + Br2其反应原理用于照相术。
AgI可用于人工降雨。
(2)碘化合物的主要用途
患甲状腺肿等碘缺乏病患者需适量补充碘,人体一般每日摄人0.1mg~0.2mg 碘就可以满足需要。
含碘食盐通常是在食用盐中加入适量的碘酸钾(KIO3)。
七、卤族元素单质及化合物的特殊性质
(1)常温下为气态的单质只有氯气和氟气,常温下为液态的非金属单质只有液溴
(2)氟元素的几种特殊性质:① CaF2不溶于水,AgF溶于水;② HF为弱酸,其它氢卤酸为强酸;③ F-不能被氧化剂氧化,其它卤族元素的离子均能被氧化剂氧化;④ HF能腐蚀玻璃,其它卤化氢不腐蚀玻璃;⑤ 氟无正价,无含氧酸,其它卤族元素有正价,有含氧酸;⑥ 氟气与水剧烈反应,无氟水,其余卤族元素(氯、溴、碘)有卤素单质的水溶液。
(3)碘跟淀粉的反应:淀粉遇到单质碘(I2)发生显色反应,呈蓝色,可以利用碘的这个特性鉴定碘的存在。
八、氟化氢和氢氟酸
氟化氢在通常情况下为无色气体,在空气中能形成酸雾,有毒,易溶于水,其水溶液为氢氟酸。
氢氟酸为弱酸,它可以腐蚀玻璃。
因此制取HF和保存氢氟酸不能用玻璃皿而分别用铅皿和塑料器皿。
实验室制取HF的反应原理为:CaF2 + H2SO4(浓) = CaSO4 + 2HF
九、溴化银和碘化银
AgBr:淡黄色固体,不溶于水和稀硝酸,见光易分解,可用于照像的感光片。
AgI:黄色固体,不溶于水和稀硝酸,有感光性,也可用于人工降雨。
【典型例题】
例1:砹是核电荷数最大的卤族元素,推测砹及其化合物最不可能具有的性质是()
A、HAt很不稳定
B、砹是白色固体
C、AgAt不溶于水
D、砹易溶于某些有机溶剂
解析:根据卤族元素的递变规律:氢化物稳定性递减,A正确;颜色逐渐加深,B错误;AgX除AgF外均不溶于水,C正确;Br2、I2易溶于有机溶剂,D正确。
答案:B。
本题考查卤素单质及化合物的性质递变规律。
能运用所学知识推测没有学过的元素及化合物的性质是思维发展增长的一个重要方面。
例2:甲、乙、丙三种溶液各含有一种X-( X-为Cl-、Br-、I-)。
向甲中加淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化。
则甲、乙、丙依次含有()
A、Br-、Cl-、I-
B、Br-、I-、Cl-
C、I-、Br-、Cl-
D、 Cl-、I-、Br-
解析:本题考查卤素单质及化合物间置换的规律以及某些溶液的特征颜色。
非金素置换反应规律是:非金属性较强的单质能从盐溶液中(或酸溶液中)把非金属性较弱的非金属置换出来。
据此可得:往甲中加入淀粉溶液和氯水,淀粉不显蓝色,证明甲中不含I-;溶液显橙色,证明甲中含Br-;再加丙溶液,无明显变化,表明丙中不含I-。
综上所述,甲中含Br-,乙中含I-,丙中含Cl-。
答案:B。
卤素单质的典型性质是中学化学的重要内容,同学们必须重点掌握并能灵活运用判断。
例3:已知Bt2跟NaOH溶液的反应类似C12跟 NaOH溶液的反应。
用溴水作
试剂可以将下列各级中的溶液鉴别出来的是()
A、水、汽油、酒精
B、AgNO3、NaOH、KI
C、NaCl、NaBr、NaI
D、汽油、酒精、NaOH
解析:该题涉及某些物质的物理性质和化学性质。
汽油能夺取溴水中的溴而汽油与水不互溶,得到分层现象,且上层橙色,下层几乎无色,酒精、水均与溴水互溶,得到的溶液显橙黄色,NaOH与Bt2反应使溶液为无色。
在A、D两个选
项中,A不能区别,D组能用溴水区别,B组有三个反应出现三个不同的现象,
即浅黄色沉淀;溴水褪色;溶液显褐色。
故B组能区别,C组前两种无反应,现象相同,故不能区别,答案为B.D。
溴水是中学常用试剂,能使溴水褪色的物
质主要有以下几类:① 活泼金属类,能跟溴化合使其褪色;② 碱性溶液,如 NaOH、Na2CO3溶液;③ 强还原剂类,如SO2等。
在今后的学习中同学们应不断积累。
特别提出的是,Bt2虽跟KI溶液反应,但溶液并不褪色。
请同学们自行思考为什么。
【课后练习】
1、砹是原子序数最大的卤族元素,根据卤素性质的递变规律,对砹及其化
合物的叙述不正确的是()
A、Kat核间距大于KBr
B、NaAt熔点较高
C、砹在常温下为白色固体
D、砹易溶于水,难溶于四氯化碳
2、能使湿润的淀粉碘化钾试纸变篮的物质是()
A、溴化钾溶液
B、氯水
C、碘水
D、氯化钾溶液
3、将碘和食盐分离开的最好方法是()
A、升华
B、萃取
C、重结晶
D、过滤
4、卤素原子的最外层上都有个电子,在化学反应中卤原子都容易得到电子,它们的单质都是强剂。
但是,随着核电荷数增加,它们的原子半径也逐渐,得电子能力逐渐,氧化性逐渐。
5、(1)照相用的胶卷和相纸上都有一层药膜,其主要成分是,照相时,胶卷上发生的化学反应方程式为。
(2)为了防止碘缺乏病的发生,在居民的食用盐中加入了一定量
的(填化学式),以确保人体对碘的摄入量。
【参考答案】
1、CD
2、BC
3、A
4、7,1,氧化,增大,减弱,减弱
5、(1)溴化银、2AgBr =2Ag + Br2
(2)KIO3。