第11章卤素和氧族元素

《无机化学》第十一章（卤素）学习要点和练习题

学习要点：

1. 卤素单质的化学性质；

2. 卤素单质的制备；

3. 卤化氢和氢卤酸的制备；

4. 卤化氢和氢卤酸的化学性质；

5. 用元素电势图判断卤素及其化合物的氧化还原性以及它们之间的相互转化关系；

6. 氯的含氧酸及其盐的制备。

练习题：

1. 溴能从含碘离子的溶液中还原出碘，碘又能从KBrO3溶液中还原出溴，这两个反应有无矛盾？为什么？写出反应式。（提示：根据各个电对的标准电极电势进行说明）

2. 今有三份固体试剂，分别可能是KClO、KClO3或KClO4，如何加以鉴别。

3. 解释现象：1）CaF2难溶，而其他CaX2易溶于水；

2）AgF易溶于水，而其他AgX难溶于水。

4. 完成并配平下列反应方程式：

（1）Cl2 + Ba(OH)2→

（2）Cl2 + CN- + OH-→

（3）NaBr + NaBrO3 + H2SO4→

（4）HClO4（加热分解）→

5. 电解制氟时，为何不用KF水溶液？液态氟化氢为何不导电，而氟化钾的无水氟化氢溶液却能导电？

6. 单质碘在水中的溶解度很小，为什么在KI的溶液中溶解度增大？

7. 排列出氢卤酸酸性从强到弱的顺序。

8. 排列出卤化氢酸热稳定性从强到弱的顺序。

9. 判断下列说法的正确与否，错误的加以改正。

①金属卤化物均为离子型化合物。

②非金属卤化物都是共价型化合物。

③高氯酸钾在水溶液中溶解度很小。

④铁与盐酸作用产物和铁与氯气作用产物不同。

⑤氯的含氧酸及其盐随着氯原子氧化数的增高，氧化能力依次减弱。

⑥卤素含氧酸及其盐的氧化能力强的，热稳定性也强。

10. 排列出HClO、HClO2、HClO3、HClO4酸性从强到弱的顺序。

11. 排列出HClO3、HBrO3、HIO3酸性和氧化性从强到弱的顺序。

12. 排列出HClO、HBrO、HIO酸性和氧化性从强到弱的顺序。

13. 将Cl2不断通入无色的KI溶液中，为什么开始时溶液呈黄色，继而棕色，最后又呈无色？

14. 比较氟与其他卤素的特殊性：①氧化数；②与水的反应。

15. 不同卤化氢的制备方法有何不同？用方程式说明原因。

16. 为何AlF3的熔点高达1563K，而AlCl3的熔点却只有463K？

17. 如何对含氰离子废水进行处理，并注明反应方程式。

一、学习要点

1. 氧族元素的通性；

2. 氧的成键特性；

3. O3、SO2、SO3的结构；

4. 亚硫酸、亚硫酸盐、硫酸、硫酸盐的主要性质；

5. 硫代硫酸、连多硫酸、焦硫酸、过硫酸的结构特点与主要性质。

二、练习题

1. 下列说法正确与否，错误的请改正：

①离域Π键Π34是由处于同一分子平面的3个原子，共用4个轨道形成的。

②因为H2O2的极性较强，所以它的熔点、沸点较高。

③氧由于电负性较大，它在含氧酸中只能接受电子形成配位键。

2.写出Na2SO3、H2SO5、Na2S2O7、H2S6O6、Na2S2O3、Na2S2O8、H2S2O4的名称。其中：

①过硫酸或其盐是（）；

②硫代硫酸或其盐是（）；

③连多硫酸或其盐是（）；

④连二亚硫酸或其盐是( )；

⑤焦硫酸或其盐是( )；

⑥能与Fe2O3、Al2O3、TiO2等难溶金属氧化物共熔生成可溶性硫酸盐的是( )。

3. 纯H2SO4是共价化合物，却有较高的沸点(657K)，为什么？

4. 用一种试剂鉴别三瓶无标签溶液Na2S，Na2SO3，Na2S2O3，并注明反应方程式？

5. SO2和Cl2的漂白机理有什么不同？

6. 为何亚硫酸盐中常含有硫酸盐，而硫酸盐中却很少含有亚硫酸盐？

7. 分别指出能溶解ZnS、PbS、CuS、HgS等难溶硫化物的酸，并写出反应方程式。

8. 完成并配平下列反应式：

①S2O82-+ H2O+ Mn2+→

②H2S + Br2→

③PbS + H2O2→

④H2O2 + MnO4—+H+→

⑤Ag+ + S2O32-(过量) →

⑥Ag+ + S2O32-(少量) →

⑦Cr2S3 + H2O →

⑧Na2S2O3 + I2→

⑨S2O32-+ H+→

⑩H2SO4(浓) + H2S →

9．写出H2S通入CuSO4溶液和FeCl3溶液的化学反应式，并解释为什么后一反应得不到Fe2S3 ?

10．给出SO2，SO3，O3分子中离域大π键类型，并指出形成离域大π键的条件。

11．现有五瓶无色溶液，分别是Na2S,Na2SO3,Na2S2O3,Na2SO4,Na2S2O8，试通过化学反应加以确认，并写出有关的反应方程式。

练习题：

1. 溴能从含碘离子的溶液中还原出碘，碘又能从KBrO3溶液中还原出溴，这两个反应有无矛盾？为什么？写出反应式。（提示：根据各个电对的标准电极电势进行说明）

2. 今有三份固体试剂，分别可能是KClO、KClO3或KClO4，如何加以鉴别。

答：分别取少量固体加水溶解，几乎不溶于水的是KClO4，再进行如下试验：

加入碘化钾溶液有碘单质析出的是KClO；ClO- +2I- +H2O= Cl- +I2 + 2OH-

加入碘化钾溶液不变，再加入少许硫酸酸化后有碘单质析出的是KClO3；

ClO3- +6I- +6H+= Cl- +3I2 + 3H2O-

3. 解释现象：

1）CaF2难溶，而其他CaX2易溶于水；

答：CaX2基本上都是离子型化合物，因此影响其溶解度的主要因素是晶格能，晶格能越大，其溶解度相应的要变小，由于F-半径在同周期中最小，CaF2的晶格能最大，所以CaF2难溶，而其他CaX2易溶于水。

2）AgF易溶于水，而其他AgX难溶于水。

答：Ag+极化能力较大，但是由于F-半径很小，其变形性小，所以AgF基本上是离子化合物，易溶于水。而从Cl-到I-离子半径逐渐增大，相应离子的变形性也逐渐增大，使相应的附加极化能力变大，共价成分逐渐增多，键型发生转化，AgI基本上是共价化合物了，所以其他AgX难溶于水,而且溶解度逐渐变小。

4. 完成并配平下列反应方程式：

（1）2Cl2 + 2Ba(OH)2 =BaCl2 + Ba(ClO)2 +2H2O

（2）5Cl2 + 2CN- + 8OH- = 2CO2 +N2 + 10Cl- +4H2O

（3）5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 = 3Br2 + 3Na2SO4 + 3H2O

（4）4HClO4（加热分解）= 2Cl2↑ + 7O2↑ + 2H2O

5. 电解制氟时，为何不用KF水溶液？液态氟化氢为何不导电，而氟化钾的无水氟化氢溶液却能导电？

答：因为氟的化学性质异常活泼，它与水激烈反应：2F2 + 2H2O = 4HF + O2 ,所以电解制氟时，不用KF水溶液，而由电解氟化钾的无水氟化氢溶液制得。

氟化氢的键能很高，同时存在氢键，只有微弱的自偶电离，Ka值很小，因而液态氟化氢不导电。由于氟化钾能电离出F-和K+，因而氟化钾的无水氟化氢溶液能导电。

6. 单质碘在水中的溶解度很小，为什么在KI的溶液中溶解度增大？

答：I2以分子状态存在，在水中歧化部分很小，按相似相溶原则，非极性的碘分子在水中溶解度很小。但I2在KI溶液中与I-互相作用生成I3-离子，I2 + I-I3-，I3-离子在水中的溶解度很大，因此碘在KI的溶液中溶解度增大。

7. 排列出氢卤酸酸性从强到弱的顺序。HF 〈HCl 〈HBr 〈HI

8. 排列出卤化氢酸热稳定性从强到弱的顺序。HF 〉HCl 〉HBr 〉HI

9. 判断下列说法的正确与否，错误的加以改正。

①金属卤化物均为离子型化合物。（错误，金属卤化物也可能是共价化合物）

②非金属卤化物都是共价型化合物。（正确）

③高氯酸钾在水溶液中溶解度很小。（正确）

④铁与盐酸作用产物和铁与氯气作用产物不同。（正确）

⑤氯的含氧酸及其盐随着氯原子氧化数的增高，氧化能力依次减弱。（正确）

⑥卤素含氧酸及其盐的氧化能力强的，热稳定性也强。（错误，热稳定性变弱）