卤素的含氧化合物

实验室 2ClO3- +C2O42-+4H+=2ClO2↑+2CO2↑+2H2O 工业上2NaClO2+Cl2==2ClO2+2NaCl
卤素含氧酸及盐的性质
• 1. 热稳定性：一般 含氧酸<含氧酸盐 • 2. 含氧酸酸性 对于同一卤素的含氧酸， 随卤素氧化数的增加，卤素含氧酸的酸性 迅速增加 • HXO4 > HXO3 > HXO2 > HXO(X=Cl, Br, I) • • 对于同一氧化态的含氧酸， • 由于从Cl-I的原子半径增大，酸性减弱。 •
O || O＝Cl—F ＝ || O
同浓度卤酸的氧化性强弱关系比较
HBrO3、HClO3和HIO3 、 Br与Cl相比，外层 电子的 吸引电子的能力大于 电子的 ；Br与 与 相比 外层18电子的 吸引电子的能力大于8电子的 相比， 电子的Br吸引电子的能力大于 电子的Cl； 与 I的最外层都是 电子但 的半径 小于 ，所以 的得电子能力也大 的最外层都是18电子但 的半径r小于 的最外层都是 电子但Br的半径 小于I，所以Br的得电子能力也大 种卤酸氧化性顺序为： 于I。故3种卤酸氧化性顺序为：HBrO3>HClO3>HIO3 。 种卤酸氧化性顺序为
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• 4.高氯酸（perchloric acid） • 化学式：HClO4 结构式： • 最强单一无机酸(Ka = 108 ) • 约为100% H2SO4的10倍
• 浓的HClO4 (70%)溶液,遇有机物、撞击发生爆炸 • 热的HClO4溶液有强氧化性 • 未酸化的ClO4- 盐溶氧化性很弱，连SO2、H2S、Zn、Al等都不 反应。 • ClO4- 络合作用弱，NaClO4常用于维持溶液的离子强度。
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比较卤酸的标准电极电势可知氧化性： 比较卤酸的标准电极电势可知氧化性：HBrO4>H5IO6>HClO4
次氟酸
• 化学式HOF 结构为：H-O-F
• 次氟酸在室温下便会分解，它仍然会带有刺激性的气味 • 并且有剧毒(由于HF的原因) • 2HOF → 2HF + O2
• • • •
该物质极为不稳定，容易爆炸分解 外观 淡黄色液体或白色固体 是氟元素唯一的含氧酸 PS：在次氟酸中，氧的化合价为0价，生成的氧气的化合价也为 0价，氢、氟的化合价前后也没变，但是次属氯酸盐一般通过氯气通入热的金属氢氧化物溶 液中制备，如KClO3的制备反应： • 3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O
工业上生产氯酸钾时， 工业上生产氯酸钾时，先电解氯化钠 溶液生成氯酸钠， 溶液生成氯酸钠，再使之与钾盐反应 沉淀制得氯酸钾。 沉淀制得氯酸钾。
• 分子式：HClO2 分子式：
• 它是氯的含氧酸中最不稳定的。 亚氯酸很不稳定，容易分解， 在几分钟之内便可生成Cl2、ClO2和H2O。
• 亚氯酸的盐在水中普遍较稳定，但都是危险的，加热或撞击 会立刻发生爆炸，分解为氯酸盐等产物。
• 例如： 4NaClO2=2NaCl+2NaClO3+O2↑。
• 3.氯酸(chloric acid )
卤素的含氧化合物
1.卤素的氧化物 2.卤素的含氧酸及含氧酸盐
本节要点
1.卤素氧化物的制备
2.卤素含氧酸及盐的性质
常温下卤素的氧化物颜色及状态总结
氟 F2O，无色气体 F2O2，红色气体 氯 Cl2O，黄棕色气体 ClO2，黄绿色气体 Cl2O2，深红色液体
溴 Br2O，深棕色 ， BrO2，黄色固体 Br2O2，固体
• 高氯酸盐是高氯酸形成的盐类，含有四面体 型的高氯酸根离子：ClO4− • 其中氯的氧化态为+7。高氯酸盐存在于自然 界中 • 多数高氯酸盐可溶于水 • （1）对热和碰撞较敏感的盐：纯高氯酸铵、 • 碱金属和碱土金属的盐、高氯酰氟 • （2）对热和碰撞较不敏感的盐：重金属高 氯酸盐、高氯酸氟盐、有机高氯酸盐、高氯 酸酯、高氯酸盐与有机物金属粉末或硫的混 合物
碘 I2O2，蓝色固体 I4O9，蓝色固体 I2O5，白色固体
卤素氧化物的制备
1.OF2 : 2F2+2NaOH=OF2+2NaF+H2O
(2%的NaOH水溶液)
2.Cl2O: 3.ClO2:
少量 2Cl2+Na2CO3+H2O=Cl2O+NaHCO3+2NaCl 大量 2Cl2+2NaCO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl
HBrO4、H5IO6和HClO4 稀溶液中HClO4完全解离，ClO4－为正四面体结构，对称性高，且不 完全解离， 为正四面体结构，对称性高， 稀溶液中 影响，比较稳定，所以氧化能力低。 受H+反极化作用的 影响，比较稳定，所以氧化能力低。 排列： 高卤酸的标准电极势数值 排列： BrO4－/BrO3－ EAθ/V 1.85 H5IO6/IO3－ 1.60 ClO4－/ClO3－ 1.20
以氯元素为例
• 1.次氯酸 (hypochlorous acid ) 次氯酸 • 分子式HClO 分子式 • 结构式：H-O-Cl 结构式： • 常温下状态：仅存在于水溶液中
• 溶解性：1：2 • 颜色：无色到浅黄绿 无色到浅黄绿
• 在光照下:
2HClO→2HCl+O2
• 2.亚氯酸 • （chlorous acid）
• 分 子 式：HClO3 结构式： 结构式： • 仅存在于溶液中 • 是一种强酸（pKa: -2.7）
• 有强烈氧化性 强烈氧化性（略弱于溴酸但强于碘酸，硫酸） 强烈氧化性 • 常用作强氧化剂 • 制备：由氯酸钡溶液与硫酸作用后，经过滤、蒸发浓缩而得
• •
Ba（ClO3)2+H2SO4=====2HClO3+BaSO4(沉淀)