第十章 卤素(指导、练习)

第十章卤素

[学习指导]

1．卤素单质的熔点、沸点、气化焓、密度随原子序数增大而增大；其颜色随原子序数增大而加深。

2．溶液颜色（与浓度有关）

溴溶液黄色──→ 棕红色

碘溶液(水中) 棕色──→ 红棕色

碘溶液(CS2、CCl4中) 紫色

3．碘易溶于KI溶液中，因为生成了I3-。

4．氧化性: F

2> C1

2

>Br

2

>I

2

；还原性：F- < Cl- < Br- < I-。

5．HF ─→HCl ─→ HBr ─→ HI 酸性、还原性逐渐增强；热稳定性逐渐减弱。

6．HClO ─→ HClO

3─→ HClO

4

酸性、热稳定性逐渐增强；氧化性逐渐减弱。

第十章卤素

思考题

1、若误将少量KCN排入下水道，应立即采取什么措施以消除污染。

FeSO4+ 6CN -= [Fe(CN)6]4-+ SO42-

或 NaClO + CN - =Na+ + CNO-+ Cl-

或 5Cl2+2CN -+10OH -=2HCO3-+N2+10Cl -+4H2O

[Fe(CN)6]4-、CNO-无毒

2、解释下列现象：

(1) 为什么在卤素化合物中，C1，Br，I可呈现多种氧化数。而且相邻正氧化数之间的差数均为2？为什么氟只能形成氧化数为-1的化合物？

原子的价层电子构型为n s2n p1-5，

卤素原子的第一电离能都很大，在化学变化中要失去电子成为阳离子很困难，因此当与电负性比它更大的元素化合时，只能通过共用电子对成键。又n s 、n p 电子均可成键，因此它们具有多种氧化数； 相邻正氧化数之间的差数均为2的原因：

卤素原子的价层电子排布为n s 2n p 5，其中6个电子已成对，一个电子未成对，所以当参加反应时，先是未成对的电子参与成键，以后每拆开一对电子（一个电子激发到nd 轨道）就可多形成两个共价键。 以Cl 为例：

即激发态的原子可以形成氧化数为+1、+3、+5、+7的化合物

由于氟的电负性最大，氟原子的价电子层没有d 轨道，若要把电子激发到更高的能层上很困难，所以氟只能形成氧化数为-1的化合物。

(2)KI 溶液中通入氯气时，开始溶液呈现红棕色，继续通入氯气，颜色褪去。 C12 + 2I - ─→ 2C1- + I 2 I 2 + I -

I 3-

因为过量的氯气可将碘进一步氧化为碘酸：

I 2 + 5C12 + 6H 2O ─→ 2IO 3- + lOCl - + 12H +

3、如何判断卤化氢的热稳定性大小？

+1 +3 +5 +7

卤化氢的热稳定性是指其受热是否易分解为单质：

2HX ─→ H 2 + X 2

① 可由生成焓来衡量：

从HF 到HI ，生成焓的代数值依次增大，热稳定性依HF 到HI 顺序急剧下降。 HI(g)最易分解，加热到200℃左右就明显地分解，而HF(g)在1000℃还能稳定地存在。

②从键能来判断同一系列化合物的热稳定性，通常键能大的化合物比键能小的化合物更稳定。

4．在氯水中分别加入下列物质，对氯与水的可逆反应有何影响? (1)稀硫酸 (2)苛性钠 (3)氯化钠

卤素与水可发生两类反应。第一类是卤素对水的氧化作用：

2X 2 + 2H 20 ─→ 4HX + O 2↑

第二类是卤素的水解作用，即卤素的歧化反应：

X

2 + H 20

H + + X - + HXO

可见：

(1) 加稀硫酸能抑制Cl 2的水解；

(2) 加苛性钠则促进Cl 2水解，生成HCl 和HClO 。（C12、Br 2、I 2与水主要发生第二类反应，）

(3) 加氯化钠能抑制Cl 2的水解（∵Cl -↑）

5．怎样除去工业溴中少量Cl 2? 可加入少量KBr ，

C12 + 2Br - ─→ 2C1- + Br 2 (a)

然后加热蒸出溴

6．将C12通入熟石灰中得到漂白粉，而向漂白粉中加入盐酸却产生Cl 2，试解释之。

2Cl 2 + 2Ca(OH)2 = CaCl 2 +Ca(ClO)2 +2H 2O Ca(ClO)2 +4HCl = CaCl 2+ 2Cl 2 +2H 2O

7. 两个反应在酸性介质中均能发生，如何解释? (1) Br 2 + 2I - ─→ 2Br - + I 2 (2) 2BrO 3- + I 2 ─→ 2IO 3- + Br 2 ∵

2

1

Br 2 + e Br - E θ

= +1.065v

2

1

I 2 + e I - E θ

= +0.53 5v

在酸性溶液中。氧化能力为：Br 2＞I 2 所以可发生反应(1)

BrO

3- + 6H + + 5e 2

1

Br 2 + 3H 2O E θ= +1.52v IO

3- + 6H + + 5e

2

1

I 2 + 3H 2O E θ= +1.19v 在酸性溶液中。卤酸根的氧化能力BrO 3-＞IO 3 - 所以可发生反应(2)

8．解释下列现象：

(1) I 2在水中的溶解度小，而在KI 溶液中的溶解度大； ∵ I 2 + I -I 3-

因为I -接近I 2分子时，使I 2分子极化产生诱导偶极，然后彼此以静电吸引形成I 3-。I 3-可以解离而生成I 2，多碘化物溶液的性质实际上和碘溶液相同。

实验室常用此反应获得较大浓度的碘水溶液。

(2) I -可被Fe 3+氧化，但加入F -后就不被Fe 3+氧化?