handout卤素解析

3 卤化物的水解
PBr3+3H2O=H3PO3+3HBr PI3+3H2O=H3PO3+3HI
或 2P+6H2O+3Br2=2H3PO3+6HBr↑ 2P+6H2O+3I2=2H3PO3+6HI↑
4 烃的卤化
C2H6(g)+Cl2(g)=C2H5Cl(l)+HCl(g)
5 其它
Br2+H2S=2HBr+S Br2+SO2+2H2O=2HBr+ H2SO4 I2+H2SO3 +H2O=2HI+ H2SO4
而，NaBr+H2SO4(浓)= NaHSO4+HBr↑ NaI+H2SO4(浓)= NaHSO4+HI↑ 2HBr+ H2SO4(浓)=SO2↑+2H2O+Br2 8HI+ H2SO4 (浓)=H2S↑+4H2O+4I2
另外：NaBr+H3PO4=NaH2PO4+HBr↑ NaI+H3PO4=NaH2PO4+HI↑
电负性 I为2.66 说明I 的吸电子力不够，可有I+
I2+2Py（吡啶）=[IPy2]+ +1价 I2+O3+HClO4=I(ClO4)32H2O +3价 测电导 2ICl=I++ICl2α=1%证明存在[I+]
卤素的成键特征：有配位能力 AgCl+Cl-=[AgCl2]- 共价键
单质
存在 ：卤素因其活泼性，不以单质存在 F：CaF2（莹石） Na3AlF6 （冰晶石）
HCl的浓度和沸点的关系图
温度
将溶液加热到沸点后它会变化，
130
如NaCl溶液，则水蒸发，
120 110
NaCl溶液变浓，最后析出
100
NaCl
90
80
如HCl溶液，溶质溶剂都可挥
70 60
发，则一种挥发的快，一种慢，
50
即和这个溶液平衡时的气相组
0
0.1
0.2
0.3
质量分数
0.4 成不同，对于这种情况，气相
中HCl多一些，则溶液变样而
对于浓度<20%的HCl，则相
反，溶液变浓，最终得到
20.24%的恒沸液
卤化物
卤素和电负性小的元素生成的化合物叫做卤 化物——区分氧化物
1、F、Cl、Br、I的卤化物按顺序从高价到低 价稳定
与金属作用 与非金属作用 与水、碱作用
卤素的制备和用途
电解氧化法制氟
HF+KF=KHF2 氟氢化钾 KF高熔点，KHF2 低熔点
2 KHF2=2KF+H2+F2↑ 阴阳
为减少①HF挥发②极化作用，加入LiF和 AlF3
电解法
阳极（无定型炭）
2F– == F2 +2e–
阴极（电解槽） 2HF2– + 2e– == H2+ 4F–
卤素
问题1：与H相比较，Cl、Br、I的I1
H的I1如何计算? 13.6×1.602x10-19 × 6.022x1023 =1312kJ∙mol-1 ➢ Cl、 Br、 I的I1
1251 1140 1008
为什么没有Cl+、Br+、I+呢？
答：H+为全空，Cl+、Br+、I+为ns2np4不稳定。
用途
卤素在生产、生活和科学研究中有广泛的用途 元素氟的直接利用和原子能工业的发展密切相关，
UF6具有挥发性． F2+UO2 →UF4 +F2→UF6
238U 235U 234U 的分离
F
F
nC
C
F
F
FF
(
C
C
) n
F
F
• 液态氟是火箭导弹和发射人造卫星的高能 燃料：
N2H4(l)+2F2 → N2(g) + 4HF(g)
电解质：氟氢化钾﹙ KHF2 ﹚+ 氟化氢（HF）
化学方法
2KMnO4+4KF+20HF=4K2MnF6+10H2O+3O2 SbCl5+5HF=SbF5+5HCl
2K2MnF6+4SbF5=4KSbF6+2MnF3+F2↑
解释：K2MnF6看成MnF4·2KF而和SbF5生成 SbF5·KF和MnF4= MnF3 + ½F2 φoMnO4-/Mn2+ = 1.51v， φoF2/F- = 2.87v
HX性质
2HF=H2F++F- K=10-10 液态HF和液NH3一样为一种非水溶剂 稀：HF+H2O=H3O++F- K=7.4×10-4
HF+F- = HF2- K=5 浓：H2F2+H2O= H3O++ HF2-
恒沸溶液
在常压下蒸馏氢卤酸（不论是稀酸或浓酸） 溶液的沸点和组成都将不断改变，但最后 都会达到溶液的组成和沸点恒定不变的状 态－－－－恒沸溶液
Ca5F(PO4)3 氟磷硅石 （磷灰石） Cl：NaCl 海水3% 约20g·L-1，岩盐、井盐、
盐湖 Br：矿水 I：海带，海藻类，智利硝石其主要为
NaNO3(NaIO3) 碘易升华，为什么？
颜色
(σnp)2(πnp)4(πnp*)4
→ (σnp)2(πnp)4(πnp*)3(σnp*)1
化学性质
制备 1 直接合成
（仅） H2+Cl2=2HCl 2 复分解反应
CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF SiO2+4HF=2H2O+SiF4↑ SiF4+2HF= H2SiF6 如何在玻璃容器上刻字？有人写不出来，怎 么办？
（实）NaCl+ H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑ NaCl+ H2SO4(浓)=Na2SO4+HCl↑
实验室制备氯的方法：
MnO2+4HCl == MnCl2+Cl2+2H2O 2KMnO4+16HClBiblioteka Baidu==2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O
Br2和I2
（Ⅰ）工业上，氯通入海水→盐卤→Br2以空气吹出
Cl2+2Br - =Br2+2ClBr - +BrO3- →Br2 10吨海水 0.14Kg Br2 （Ⅱ） Br2还可以电解NaCl水中的母液中提取
4000K火箭材料
• 氟的有机产品已进入大众生活领域，如特 氟隆防粘涂层，氟化烃已用做血液的临时 替代品用于临床，以挽救病人的生命。
氯的制备
工业上制备氯采用电解饱和食盐水溶液的方法：
阴极：铁网 阳极：石墨 电解反应：
2H2O + 2e– == H2↑+2OH–
2Cl–
==
Cl2
+ 2e–
通电
2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH
2NaBr+3H2SO4+ MnO2=
2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2 2NaI+3H2SO4+ MnO2=
2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 （此反应可用于从海藻中提取I2）
工业上从NaIO3提取I2 2 IO3-+5HSO3¯=5 SO42- +H2O+3H+ +I2
HX