卤素单质性质
卤族元素
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。
卤素的性质递变和卤素单质的提取
卤素的性质递变和卤素单质的提取
一、卤素单质
1.溴、碘单质物理性质比较 性质 颜色 状态 水中 有机溶剂中 特性
知识梳理
Br2 深红棕色 液体 溶解度不大 易溶 易 挥发 、有毒 I2 紫黑色 固体 溶解度不大 易溶 ①易 升华 ②使淀粉溶液变 蓝
溶解性
2.氯、溴、碘单质化学性质比较 (1)与碱溶液反应,如与NaOH溶液反应的化学方程式为 2NaOH+X2
二、卤素单质的提取
1.氯的提取——氯碱工业
精制 电解
海水→粗盐 → 饱和食盐水 →
Cl2 阳极产物:___ H2、NaOH 阴极产物:________
电解
化学方程式为 2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
。
2.海水提取溴
(1)流程
海水
蒸馏 浓缩 H2SO4酸化 富含Br 的海水 Cl2
海带灰
过滤
氧化
提纯
I2
-+2H+=I +O +2H O 2H O + 2I 2 2 2 2 2 (2)发生反应的离子方程式:
。
典题示例
1.从淡化海水中提取溴的流程如下:
下列有关说法不正确的是( C ) A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B.步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
未知液
(2)置换——萃取法 加适量新制饱和氯水 加入CCl4(下层)或汽油(上层) 未知液 振荡 振荡
有机层呈
Br- 红棕色或橙红色,表明有____ I- 紫色、浅紫色或紫红色,表明有___
(3)氧化——淀粉法检验I-
第12章卤素
卤素单质
氟氯
ห้องสมุดไป่ตู้聚集状态
气气
颜色
浅黄 黄绿
熔点/K
53.38 172
沸点/K
84.86 238.4
汽化热/(KJ·mol-1) 6.54 20.41
密度/(g·cm-3)
1.11(l) 1.57(l)
溴 液 红棕 265.8 331.8 29.56 3.12(l)
碘 固 紫黑 386.5 457.4 41.95 4.93(s)
② 由于F-的离子半径非常小,因此在形成化合物时, 氟化物的离子键更强,键能或晶格能更大。
③由于F-离子半径非常小,F-的水合热(放热)比其它 卤素离子大。
二、卤素单质的化学性质
卤素单质具有强氧化性 : F2 > Cl2 > Br2 > I2 卤离子X-具有还原性: F- < Cl- < Br- < I-
常温下: Cl2 Br2----- 歧化反应 X2 + H2O = HX + HXO ③ I2 在水中稳定 常温Cl2、Br2 、I2歧化反应的程度较弱, Cl2只部分(1/3)歧化
碱性环境有利于氯、溴、碘的歧化;
氯水, 溴水, 碘水的主要 成分是单质
歧化进行的程度、产物与PH 值和温度有关
X 2 2 O H 冷 X X O H 2 O ( X C l ,B r ) 3 X 2 6 O H 热 或 浓 碱 5 X X O 3 3 H 2 O ( X C l , B r , I )
2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2MnCl2 + 2KCl + 5C12↑+ 8H2O ● Cl2的用途
有机合成原料;制HCl; 漂白粉; 杀菌;处理工业废水等
卤素单质的性质比较
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。
卤族元素
2.海水提取溴——空气吹出法
(1)流程
(2)发生反应的化学方程式 ① 2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl ;② Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4 ③ 2HBr+Cl2===2HCl+Br2 。
;
见《360》P62实验探究
Br2+SO2+2H2O===4H +2Br +SO2 4
普通漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈) Cl2+2I-==2Cl-+I2 (适量氯水或H2O2等) 分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁圈) 蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、酒精灯、石棉网、 承接管、锥形瓶、烧杯、铁架台(铁圈、铁夹)
必修 2 P91 实验 4-2
见《360》P62实验探究
请填写下列空白: (1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实 BDE 验仪器是______________( 填字母)。 A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.干燥器 (2)步骤③的实验操作名称是______ 过滤 ;步骤⑥的目的是从含 碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是 蒸馏 。 ________ (3)步骤④反应的离子方程式是______________。
密度
熔沸点
逐渐增大 逐渐升高
2
怎样解释?
溴和碘在不同溶剂中所生成溶液的颜色变化 水 汽油(苯) 四氯化碳
橙红 橙红
溴
橙色
碘
棕黄色
紫红
紫红
碘酒就是碘的酒精溶液,呈棕褐色。
3
注意: (1)卤素单质的贮存
①F2、Cl2、Br2(g)、I2(g)均有毒, 应密封保存 。 ②液溴易挥发,应用 水液封且用棕色试剂瓶盛放 。
同一主族元素从上到下非 金属性减弱,单质的氧化 性减弱
卤素单质的物理性质和化学性质
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。
卤素单质的性质ppt课件
•Cl2与S的反应
2S(s)+Cl2(g)=S2Cl(l) <红黄色液体> S(s)+Cl2(g)(过量)=SCl2p(ptl课)件. <深红色发烟液体> 13
•Cl2与P的反应
2P(s)+3Cl(g)=2PCl3(l)
<无色发烟液体>
2P(s)+5Cl(g)(过量)=2PCl5(g) <淡黄色固体>
莫瓦桑总结了前人的经验教训,他认为,氟活泼到无法电解
的程度,电解出的氟只要一碰到一种物质就能与其化合。如果采
用低温电解的方法,可能是解决问题的一个途径。经过多次实验,
1886年6月26日, 莫瓦桑终于在低温下用电解氟氢化钾与无水氟
化氢混合物的方法制得了游离p态pt课的件.氟。
3
性质 聚集态 颜色
毒性
ppt课件.
28
❖ F2 ❖ Cl2 ❖ Br2 ❖ I2
在
颜 色 逐 渐 加 深
密 度 逐 渐 增 大
熔 沸 点 逐 渐 升 高
水 中 的 溶 解 性 渐
活 泼 性 递 减
小
ppt课件.
氢 化 物 的 稳 定 性 渐 弱
氢 化 物 的 酸 性 渐 强
29
Cl2在常温下与H2缓慢反应,但在紫外光照射下, 可发生连锁反应引起爆炸。另外在价额条件下,业 可发生连锁反应(整个反应是由若干个相继发生或相继平行发生的基元反应所组成
+4,+5,+7 +5,+7
+5,+7
电子亲和能/ (kJ ·mol–1 )
328.16
卤素单质性质的递变规律课件
溴与金属反应不如氯和氟剧烈,但也能生 成高价态的金属溴化物,如溴与铁、铜等 反应生成溴化铁、溴化铜。
碘与金属反应不如溴和氯剧烈,但也能生 成高价态的金属碘化物,如碘与铁、铜等 反应生成碘化铁、碘化铜。
与氢气的反应
氟与氢气的反应
氟与氢气在低温下反应生成氟 化氢,同时放出热量。
氯与氢气的反应
氯与氢气在光照条件下反应生 成氯化氢,同时放出热量。
氟(F):气体 溴(Br):液体
氯(Cl):气体 碘(I):固体
气味
01
02
03
04
氟(F):剧毒、刺激性 气味
氯(Cl):刺激性气味
溴(Br):刺激性气味
碘(I):轻微刺激性气 味
熔沸点
01
氟(F)
-188℃/-185℃
02
氯(Cl)
-31℃/-101℃
03
溴(Br)
-7.2℃/-112℃
04
控制用量
避免直接接触皮肤和眼睛
卤素单质有毒,应避免直接接触皮肤 和眼睛,如果不慎接触,应立即用大 量清水冲洗,并及时就医。
使用卤素单质的量应严格控制,避免 大量泄漏或挥发。
泄漏处理与应急措施
疏散人员
如果发生泄漏,应立即疏散人员,并确保安 全区域内的空气流通。
吸收泄漏物
可以使用干燥的砂土或其他不燃材料吸收泄 漏的卤素单质。
将氯化物与浓盐酸共热,后用水吸收得到。
氟的实验室制备
电解氟化物如氟化钠或氟化铵,再分离得到 。
碘的实验室制备
将碘化物与浓硝酸共热,后用水吸收得到。
制备过程中的注意事项
溴、氯、碘的制备过程中需注意通风 橱的使用,防止中毒。
氟气的制备需使用特殊设备,并确保 在专业人员的指导下进行。
卤素
很稳定 稳定
较不稳定
Cl2 Br2 I2
难
H2 + Cl2 = 2HCl
H2 + Br2 = 2HBr
弱 H + I 2 2 △
5000C
2HI 很不稳定 弱
2、与水的反应 2F2 + 2H2O → 4HF + O2 X2 + H2O → HX+ HXO(X---Cl、Br、I) 结论:F2、Cl2、Br2、I2与水反应的剧烈程 度逐渐减弱, F2与水反应比较特殊。
卤族元素(简称卤素)
氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I) 砹(At)
在书本42页画出氟原子和氯原子的结构示意图
氟
氯
卤素
氟 氯
溴
碘
At
砹
卤素的原子结构有哪些相同点 和不同点?
卤族元素
一. 卤素的原子结构
相同点:最外层均有7个电子 不同点:F Cl Br I At
1. 原子核电荷数逐渐增多
2. 核外电子层数逐渐增多 3.原子半径逐渐增大 4.离子半径也逐渐增大
反应方程式:Cl2+2 NaBr 2NaCl+Br2 实验3:将少量新制的溴水加入到盛有少量
KI 溶液试管中,振荡,再分别注入少 结论: 氧化性 Cl2 > Br2
量CCl4,振荡、观察、记录现象 还原性 Cl <Br
实验2:将少量新制的氯水加入到盛有少量 KI 溶液试管中,振荡,再分别注入少 量CCl4,振荡、观察、记录现象 现象:溶液由无色变为褐色,加CCl4后, 下层为紫色。
结论:活泼金属置换出不活泼金属
实验1:将少量新制的氯水滴入到盛有少量
NaBr 溶液试管中,振荡,再加入少量
无机化学 卤素
• 次氯酸的应用:作氧化剂。氯气的漂白性来自它与水作用 生成的次氯酸,所以干燥的氯气没有漂白能力。次氯酸盐 的溶液也有氧化性和漂白作用。漂白粉是次氯酸盐、氯化 钙和氢氧化钙的混合物。制备漂白粉的主要反应是氯的歧 化反应:
• 亚卤酸及其盐
• 卤酸及其盐
• 制备:用氯酸钡或溴酸钡与硫酸反应
Ba(XO3)2+H2SO4→BaSO4+2HXO3 (X=CI,Br)
F
CI Br I
这些氧化物都具有较强的氧化性,大多数是不稳定的,他们 受到震动或者还原剂时会爆炸。一般来说,高氧化态的卤素 氧化物更稳定些,其中I2O5是最稳定的卤素氧化物。
安全方法:
• 卤素的含氧酸及其盐
• 除了氟的含氧酸仅限于次氯酸HOF外,氯、溴、碘可以形 成十种类型的含氧酸
命名 次卤酸 亚卤酸 卤酸 高卤酸 氟 HOF 氯 HCIO* HCIO2* HCIO3* HCIO4 HBrO3* HBrO4* HIO3 HIO4,H5IO6 溴 HBrO* 碘 HIO*
• 高卤酸及其盐:
• 制备高氯酸:
工业制备: • 制备高溴酸钠: • 制备高碘酸盐:
• 制备高碘酸:
高碘酸钡和硫酸反应
• 高氯酸是最强的无机含氧酸,高溴酸是强酸,高碘酸是 弱酸。
• 浓的高氯酸受热分解:
• 高碘酸的氧化性
• 高氯酸盐的稳定性
• 氯的各种含氧酸及其盐的性质比较
谢谢
• 卤素的存在及其单质的制备和用途
氟
电解 373K
氯
• 实验室: MnO2+4HCl 加热 MnCl2+Cl2+2H2O • 工业(电解): 电解 2NaCl+2H20 H2+Cl2+2NaOH
制法实验室中卤素单质一般可用氧化...
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。
碱金属卤素递变规律
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。
卤素单质性质的递变规律
请设计实验验证卤素单质 的氧化性强弱。 的氧化性强弱。
卤素单质共性
用X2表示卤素单质,它们的化学反应方程式可归纳为:
1)与非金属单质反应: H 2 + X 2 → 2 HX 2)与金属单质反应: 2 Na + X
2
HF
→ 2 NaX
3)与水反应: X + H O 2 2
HX + HXO
2 4)与碱反应:NaOH + X 2 → NaX + NaXO + H 2 O
HF溶于水形成氢氟酸,氢氟酸是弱酸,有腐蚀性,能 溶于水形成氢氟酸,氢氟酸是弱 溶于水形成氢氟酸 有腐蚀性, 腐蚀玻璃,(要用塑料瓶保存),腐蚀原理如下: ,(要用塑料瓶保存),腐蚀原理如下 腐蚀玻璃,(要用塑料瓶保存),腐蚀原理如下:
4 HF + SiO 2 → SiF 4 ↑ + 2 H 2 O
卤离子的鉴定方法
Cl-的鉴定方法
思考:检验 时如何排除CO32-的干扰? 的干扰? 思考:检验Cl-时如何排除
加入硝酸银和稀硝酸, 有白色沉淀生成
卤离子的鉴定方法
-的鉴定方法 I
1.加入硝酸银和稀硝酸, 1.加入硝酸银和稀硝酸, 有黄色沉淀生成 2.加入氯水和四氯化碳, 2.加入氯水和四氯化碳, 下层的四氯化碳呈紫红色 3.加入氯水和淀粉溶液, 3.加入氯水和淀粉溶液, 溶液呈蓝色
4.卤化银(AgX)的不稳定性——感光性 4.卤化银(AgX)的不稳定性——感光性 卤化银(AgX)的不稳定性—— AgX见光分解: AgX见光分解:2AgX 见光分解
光照
2Ag + X2
(1)AgX感光性的应用: (1)AgX感光性的应用: 感光性的应用 AgCl—— ——指纹显影 AgCl——指纹显影 AgBr——制摄影胶卷和感光纸 AgBr——制摄影胶卷和感光纸 —— ——变色镜 AgX ——变色镜 (2)AgI的用途: (2)AgI的用途:人工降雨 的用途
卤素单质总结
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。
卤素
1/2X2 + e- ─→ X故卤素单质最突出的化学性质是氧化性。除I2外,均为强氧化剂。从标准 电极电势(X2/X-)可以看出,F2是卤素单质中最强的氧化剂。随着X原子半
径的增大,卤素的氧化能力依次减弱:
F2 > C12 > Br2 > I2
2 卤素单质
(1) 与金属作用
2.3 卤素单质化学性质
Cl2
Br2
不如氯
I2
高温
缓慢,可逆
2 卤素单质
(4) 与水的反应
2.3 卤素单质化学性质
卤素与水可发生两类反应。 第一类:卤素对水的氧化作用: 2X2 + 2H2O ─→ 4HX + O2↑ 第二类:卤素的水解,即卤素的歧化反应(自身氧化还原): X2 + H2O ─→ H+ + X- + HXO F2无此反应 卤素对水的氧化作用由两个电极反应组成:
ns 2np 5
-1, +1, +3, +5, +7 189.1 148.9
溶解度/g/100mgH2O
原子半径/pm X-离子半径/pm
分解水
71 136
0.732
99 181
3.58
114 195
0.029
133 216
第一电离能/kJ· -1 mol
第一电子亲合能/kJ· mol 电负性 (Pauling)
或还原碘酸盐
2NaIO3 + 5NaHSO3 = 2Na2SO4 + 3NaHSO4 + H2O + I2
4 卤化氢和氢卤酸
4.1 卤化氢的制备方法
(1)直接合成法
H2 + X2 = 2HX (2)复分解法 如 卤化物+高沸点酸 2MX + H2SO4 = M2SO4 + 2HX
卤素单质的化学性质
二). 置换��萃取法 1). 所用试剂:新制氯水、苯(或四氯化碳); 2). 鉴别原理:具有较强的还原性,加入氯水可以 使其氧化发生置换反应得到溴单质和碘单质: 因为溴在水中颜色为黄色��橙色,碘在水中颜色 为深黄色��褐色。可以区别;若溴和碘较少,颜 色就比较接近,不易区别。因此常再加入萃取剂苯 或四氯化碳,萃取之后,颜色变化明显,容易确认。
X2 + 2 OH- = X- + XO- + H20 (Cl2 、Br2、 I2) 卤素碱反应生成卤化物、次卤酸盐和水。 反应按F2、Cl2、Br2、I2的顺序逐渐减弱。
卤素离子均为无色阴离子,鉴别它们通常有以下两 种方法: 一). 银法 1). 所用试剂:硝酸银溶液和稀硝酸; 2). 鉴别原理:卤素离子能生成不溶于水和稀硝酸 的沉淀氯化银(白色)、溴化银(浅黄色)和碘化 银(黄色);
1.调整饮食 (1)补充含碘高的食物:海产品中碘的含量较高, 如海带、紫菜、干贝等。 (2)食盐中加碘:加碘盐是防治碘缺乏的重要措 施,进入用户的食盐中按比例1∶5万(含量不得低于 20mg/kg)加碘,可有效地预防地方性甲状腺肿; 1∶2万(含量为50mg/kg)可预防地方性甲状腺功能 减退症。现在我国大部分地区,食盐中已经加碘, 明显减少了碘缺乏病的发生率。 2.停药或换药 药物因素导致的甲状腺肿,应停药 或换另一种药物代替。
结构
决定
性质
化学式 颜色 状态
毒性
密度 溶解度 沸点
总结:原子序数递增,卤素单质的状态,气态→液态→固态,颜 色逐渐加深,密度增大,为熔沸点逐渐升高,在水中溶解度减小, 毒性逐渐减弱。
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1.氢氟酸能腐蚀玻璃,可用于雕刻玻璃。
2.AgX的感光性:
光
2AgX → 2Ag + X2
AgBr常用作感光材料;AgI用于人工降水(雨、雪)
3.加碘盐(在食用盐中加入KIO3)预防甲 状腺肿大
思 考:
根据我们学习过的卤族元素这 族元素学习的方法,你认为该如何 学习一个家族的元素?
典型的元素单质
一个家族的元素
(3)卤素与水的反应
与 水
2F2 + 2H2O = 4HF + O2 (爆炸)
反 应
氧化剂:F2 还原剂: H2O
的 剧
Cl2 + H2O
HCl +HClO (能反应)
烈
程 度 逐
Br2 + H2O
HBr +HBrO (很弱)
渐 减 弱
I2 + H2O
HI+HIO (极弱)
(4)与碱反应:
(5)卤素单质间的置换反应
所以卤素单质是双原子分子
三、卤族元素单质的化学性质
(1)卤素单质与金属的反应
氟(F2)可以与所有金属反应
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 2Fe+3I2
2FeCl3 2FeI2
(2)卤素单质与氢气的反应 氢化物的水溶
名称 反应条件
方程式
液的生酸成性氢增化强物
(5)置换反应: Br2 + 2KI = 2KBr + I2(氟特殊)
2、递变性
原子半径
颜色
单质
熔沸点
与H2反应 氧化性
离子(X-) 还原性
卤化氢 (HX)
稳定性 酸性
AgX
颜色
AgX
水溶性
元素的非金属性
F→Cl→Br→I 逐渐增大 逐渐加深 逐渐升高 逐渐困难 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐加深 逐渐减小 逐渐减弱
溶解性(H2O)(反应) 可溶------ >难溶
(有机溶剂)
易溶于有机溶剂
毒性
剧毒 毒 毒 较低毒性 逐渐减弱
结论:卤素单质物理性质具有递变性。
二、卤素的原子结构
元素名称:氟
氯
溴
碘
元素符号:F
Cl
Br
I
核电荷数:9
17
35
53
原子结构示意图:
7
原子半径: 由小-----------------------------→大
【实验】 加入AgNO3溶液 再加硝酸
NaCl + AgNO3 == AgCl↓(白色) + NaNO3 NaBr + AgNO3 == AgBr↓(淡黄色)+ NaNO3 NaI + AgNO3 == AgI↓ (黄色)+ NaNO3
AgCl AgBr AgI 均不溶于稀硝酸
硝酸银溶液和稀硝酸,可作为检验氯离子、溴 离子及碘离子的试剂。
卤族元素的原子结构比较: 相同点:最外层均有7个电子,易得电子。 不同点:①核电荷数不同;②电子层数不同;③原子半径不同。
结论:卤素单质化学性质相似,但化学活泼性有差异。
为什么卤素单质是双原子分子?
卤素原子最外层都是7个电子 获得一个电子才能形成稳定结构 两个卤素原子共用一对电子就能形成 8电子 的稳定结构
2F2 + 2H2O → 4HF + O2 常用的有机溶剂:
溴:常温下为液体(唯一) 苯(密度:<水)
极易挥发
汽油(密度:<水)
易溶于有机溶剂
酒精(密度:<水
碘:升华(用于分离或提纯) 与水互溶)
碘与淀粉变蓝色。 易溶于有机溶剂
CCl4 (密度:>水)
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16
六、含卤化合物的主要用途
加丙溶液,颜色无明显变化,则甲、 乙、丙依次含有 ( B )
A.Br-,Cl-,I-
B. Br-, I-,Cl-
C. I-,Br-,Cl-
D.Cl-,I-,Br-
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22
的稳定性
F2 冷暗处爆炸 H2+F2====2HF
HF很稳定
光照
Cl2 光照或点燃 H2+Cl2=或=点==燃=2HCl
HCl稳定
500℃
Br2
高温
H2+Br2======2HBr HBr较不稳定
IHI HI很不稳定
续加热
卤素单质与氢气的反应分析
• 相同点:都生成卤化氢 • 反应条件: 易→难 • 反应程度: 剧烈→缓慢 • 生成卤化氢的稳定性: 强→弱 • 生成卤化氢的酸性: 弱→强
点
类推
面
结构 决定 性质
课堂小结: 化学性质相似性
(1)与金属反应: 2M+nX2 → 2MXn (一定条件) (2)与氢气反应: H2+X2 → 2HX (一定条件) (3)与水反应:
X2 + H2O = HX+HXO 特: 2F2 + 2H2O = 4HF + O2 (爆炸)
(4)与碱反应:
X2 + 2NaOH = NaX +NaXO+ H2O (氟特殊)
-34.6
升
22减6cm3
高58.78 4小.16g
I2 紫黑色固体 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g
一、卤素单质的物理性质
卤素单质 颜色
F2
Cl2 Br2 I2
淡黄绿 黄绿 深棕红 紫黑
逐渐加深
常温常压下状态 气
气
液
固
一应俱全
熔沸点
低---------- >高
密度
小---------- >大
§2.3.3 卤族元素
一、卤族元素的性质和用途
一 、 卤 素 单 质 物 理 性 质
一、卤族元素单质的物理性质
单质
颜色和状态 (常态)
F2 淡黄绿色气体
密度
1.69g/L
熔点 沸点
℃
℃ 溶解度
-219.6 -188.1 与水 反应
Cl2 黄绿色气加体 3.214g增/L -101 Br2 深红棕色深液体 3.119g/大cm3 -7.2
注意:氟化银可溶于水
2. Cl-、Br-、I-检验方法
方法
现象
Cl- AgNO3、稀HNO3 Br- ①AgNO3、稀HNO3
白色沉淀 浅黄色沉淀
②氯水、CCl4
分层,下层为橙色
I- ①AgNO3、稀HNO3 黄色沉淀
②氯水、CCl4 ③氯水、淀粉
分层,下层为紫红色 溶液变蓝色
五、卤素的特殊性
氟:能置换出水中的氧
F2 + 2NaCl(熔融)= NaF + Cl2 Cl2 + 2NaBr= 2NaCl + Br2 Cl2 + 2KI = 2KCl + I2 Br2 + 2KI = 2KBr + I2
F2
Cl2
Br2
I2
氧化性逐渐减弱
F-
Cl-
Br-
I-
还原性逐渐增强
四、 卤化银的制取及卤离子的检验
1、卤化银
练习:1.砹(At)是原子序数最大的 卤族元素,砹或砹的化合物可能具有 的性质是( B ) A、常温下,单质砹是白色固体 B、单质砹难溶于水 BCD、、砹砹易能与与氢 水气剧化烈合反应
2.甲、乙、丙三种溶液中各含有一种 X-(X -为Cl-,Br-或I- ),甲中加淀 粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再