无机化学 第15章 卤素

第15章卤素元素

1. 简要解释下列现象：

（1）碘难溶于水，却易溶于碘化钾溶液。

答：I2是非极性分子，故难溶于极性溶剂水。I2易溶于KI溶液是因为发生了反应I2+ I-== I3-。

（2）不能用浓硫酸与溴化钾反应来制取溴化氢。

答：因为浓硫酸具有强氧化性，可以氧化溴化氢。

（3）碘能与溴酸钾溶液反应生成溴，溴能从含碘离子的溶液中取代出碘。

答：∵EØ（BrO3-/Br2）＞EØ（IO3-/I2）∴I2+2BrO3-== Br2+ 2IO3- ；

又：EØ（Br2/Br -）＞EØ（I2/I-）∴Br2+ 2I-== 2Br- + I2 。

（4）氟的电子亲和能小于氯，但氟的氧化能力大于氯。

答：由于氟在卤素中半径最小，电子密度较大，与电子结合时产生的斥力较大，其结合能被部分抵消，因此氟的电子亲和能小于氯。由于氟的电负性大于氯，故F2的氧化能力大于Cl2。从EΘ（X2 /X-）可以看出，在水溶液中F2的氧化性比Cl2强。

（5）将氯气持续通入含淀粉的碘化钾溶液，先看到溶液由无色变为蓝色，再看到蓝色消失。答：发生的反应分别是：

2I-+ Cl2 == 2Cl- + I2

2I2+ 5Cl2 + 6H2O == 2IO3- + 10Cl- + 12H+

2. 试根据元素电势图判断下列歧化反应能否发生：

（1）Cl2 +2OH- == Cl- + ClO- + H2O

答：可以歧化，因为EØB（Cl2/Cl-）＞EØB（ClO-/Cl2）。

（2）3Br2 +6OH- == 5Br- + BrO3- + 3H2O

答：可以歧化，因为EØB（Br2/Br-）＞EØB（BrO3-/Br2）。

（3）4ClO3-== 3ClO4- + Cl-

答：可以歧化，因为EØB（ClO3-/ Cl-）＞EØB（ClO4-/ ClO3-）。

（4）5HIO == 2I- + IO3- +5H+

答：不能歧化，因为EØA（HIO / I-）＜EØA（IO3- / HIO）。

3. 写出下列反应方程式：

（1）用浓盐酸制取氯气

解：4HCl（浓）+ MnO2 == Cl2+ MnCl2+ 2H2O

（2）把溴逐滴加到磷和少许水的混合物上

解：3Br2 +2 P + 6H2O == 2H3PO3+ 6HBr↑

（3）四氯化硅在空气中冒烟

解：SiCl4+ 3H2O == H2SiO3 + 4HCl

（4）氢氟酸可用来刻蚀玻璃

解：CaSiO3 + 6HF == CaF2 + 3 H2O + SiF4↑

（5）硝酸汞溶液中加入过量碘化钾溶液

解：Hg2+ +2 I- == HgI2 (s)

HgI2 (s) + 2I- == HgI42-

4. 完成下列反应方程式：

（1）H2O2 + I-+H+ -→

解：H2O2 + 2I-+ 2H+ == I2 +2H2O

（2）FeCl3 +KI -→

解：2FeCl3 +2KI == 3FeCl2 +I2

（3）Cu2+ +I--→

解：Cu2+ + 2I- == 2CuI ↓

（4）SnCl2 +H2O -→

解：SnCl2 + H2O == Sn (OH)Cl↓+ HCl

（5）BiCl3 +H2O -→

解：BiCl3 + H2O == Bi OCl↓+ 2HCl

（6）H5IO6 + Mn2+ -→

解：5H5IO6 + 2Mn2+ ==2MnO4-+5IO3- +11H+ + 7H2O

5. 比较卤素和氢卤酸的相关性质（由强到弱）：

（1）F2、Cl2、Br2、I2的氧化性

答：氧化性：F2＞Cl2＞Br＞I2 。

（2）F-、Cl-、Br-、I-离子的还原性

答：还原性：I-＞Br-＞Cl-＞F- 。

（3）HF、HCl、HBr、HI的酸性

答：酸性：HI＞HBr＞HCl＞HF。

（4）HF、HCl、HBr、HI的还原性

答：还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF。

（5）HF、HCl、HBr、HI的热稳定性

答：热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。

6. 比较氯的各种含氧酸及含氧酸盐的相关性质（由强到弱）：（1）HClO、HClO2、HClO3、HClO4的酸性

答：酸性：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO。

（2）次氯酸与次氯酸盐的氧化性

答：氧化性：次氯酸＞次氯酸盐。

（3）氯酸盐与高氯酸盐的热稳定性

答：热稳定性：高氯酸盐＞氯酸盐。

7. 写出下列相关性质的强弱顺序：

（1）卤酸根的氧化性

答：氧化性：BrO3- ＞ClO3-＞IO3-。

（2）高卤酸根的氧化性

答：氧化性：BrO4- ＞H3IO62-＞ClO4-。

（3）高卤酸的酸性

答：酸性：HClO4＞HBrO4＞H5IO6 。

8. 比较AgF与AgCl的溶解度的相对大小，并予以简要解释。

答：AgF的溶解度大于AgCl，这与卤离子的半径大小有关。由于F-离子半径小，极化率小，故形成的AgF是离子型化合物，易溶于水。Cl-离子半径比F-离子大，极化率较大，在形成AgCl时已有部分电子云发生重叠，键型发生了变化，因此AgCl在水中的溶解度小于AgF。

10. 将易溶于水的钠盐A与浓硫酸混合后微热得无色气体B，B通入酸性高锰酸钾溶液后，有气体C生成，将C通入另一钠盐D水溶液中则溶液变黄，变橙，最后变为棕色，说明有E生成。向E中加入NaOH溶液得无色溶液F，当酸化该溶液时又有E出现。请给出A、B、C、D、E、F的化学式。

解：A：NaCl；B：HCl；C：Cl2；D：NaBr；E：Br2；F：NaBr和NaBrO3。

11.为何实验室在298.15K下用盐酸与MnO2制取Cl2时，必须使用浓盐酸？试通过有关电极电势的计算予以说明。

解：（1）查得：EØ（Cl2/ Cl-）=1.360V ＞EØ（MnO2/ Mn2+）=1.224V

因此在标准状态下不能用盐酸与MnO2制取Cl2。

（2）298.15K，浓盐酸：[H+]=[Cl-] = 12 mo l·L-1

V

p

p

E

E Cl

30 .1

1

lg

2

059

.0

360 .1

)

/

(

lg

2

059

.0

)

(

)

(2

=+

=

+

=-

-

2

2

-

θ

2

θ

2

12

]

[Cl

/Cl

Cl

/Cl

Cl