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卤素的数字结构

来源:作者:关平 点击:所属专题: 卤族
一、 1 个原则 二、碘的两大特性 三、三种气体的制法 四、四组物质比较 五、卤素单质的 5 大规律 六、氯元素 6 种常见的化合价及其对应的物质: 七、卤化氢的 7 大共性 八、氯水的 8 大主要性质或用途 九、 9 个问题 十、测评与参考答案 一、 1 个原则 相似相溶原则:

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一、1个原则

二、碘的两大特性

三、三种气体的制法

四、四组物质比较

五、卤素单质的5大规律

六、氯元素6种常见的化合价及其对应的物质:

七、卤化氢的7大共性

八、氯水的8大主要性质或用途

九、9个问题

十、测评与参考答案

一、1个原则

相似相溶原则:结构相似相近者易相溶也;如极性物质易溶于极性溶剂,非极性物质易溶于非极性溶剂;或可以认为低级醇、酚等物质易溶于水,而酯、醚、卤代烃等难溶于水。

二、碘的两大特性

1、碘的升华:在受热条件下固体不经液体状态而直接变为气态的过程叫升华,而气体直接变为固体的过程叫凝华;除碘能升华外,萘、蒽、干冰(从理论上说,通常情况下呈气态的晶体,均能升华),其实碘不但能升华,它还能凝华,另外硫也能凝华。

2、碘遇淀粉溶液变蓝,其实质是形成了一种包合物,碘与淀粉之间主要是由分子间作用力结合在一起的;根据这一特性可以用来进行鉴定,也可以作为滴定时的指示剂(如用碘对某还原性物质进行滴定时,可以选用淀粉作为指示剂,一旦还原剂消耗完毕,则溶液就呈现出显明的蓝色)。

三、3种气体的制法

1、氯气:用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下进行反应制得,若用高锰酸钾则不用加热;从理论上说,只要该物质的氧化性强于氯气,则均可以用来制备氯气。如二氧化铅、次氯酸钙、次氯酸钠等均可以。反应的化学方程式和离子方程式如下:

MnO2 + 4HCl == MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O MnO2 + 4H + 2Cl— == Mn2++ Cl2↑+ 2H2O

2、氟化氢:用浓硫酸与氟化物在加热条件下进行反应,要注意不能用玻璃器皿,因为氟化氢要腐蚀玻璃,据此可以用HF气体来雕刻玻璃。2NaF + H2SO4 == Na2SO4 + 2HF↑

3、氯化氢(溴化氢、碘化氢):用浓硫酸(浓磷酸)与氯化钠在加热条件下进行反应。

NaCl + H2SO4 == NaHSO4 + HCl↑ NaHSO4 + NaCl(加强热) == Na2SO4 + HCl↑

①制氯气与氯化氢气体可以用相同的发生装置;

②二者的不同点在于尾气吸收时,氯化氢需要接一个倒置的小漏斗,以免倒吸。

四、4组物质比较

1、第一组:液氯与氯气

氯气

液氯

组成

氯元素

氯元素

物质类别

单质

单质

状态

气态

液态

颜色

黄绿色

墨绿色

保存

常温、一定压力

低温、高压

化学性质

二者相同

二者相同

2、液氯与氯水

氯水

液氯

含有微粒

卤素的数字结构

3、氯气与氯化氢

卤素的数字结构

4、氯化氢与盐酸

卤素的数字结构

五、卤素单质的5大规律(F2——→I2)

1、 颜色:淡黄绿色、黄绿色、棕红色、紫黑色,逐渐加深;

2、 状态:气态、气态、液态、固态,从气态到固态,一应俱全;

3、 毒性:剧毒、毒、毒、较低毒性,逐渐减弱;

4、 原子半径:随着核电荷数的增加,核外电子层数增多,原子半径增大;

5、 化学活泼性:最强的非金属单质(自然界中)、强、较强、中等强度,单质的化学活泼性逐渐减弱。

六、6种常见的化合价及其对应的物质(以氯元素为例,溴、碘可以仿照,但氟元素不能仿照,希引起注意):

1、+7价:高氯酸(HClO4)、高氯酸钾、高氯酸铵等;

2、+5价:氯酸(HClO3)、氯酸钾;

3、+3价:亚氯酸(HClO2);

4、+1价:次氯酸(HClO)、次氯酸钠、次氯酸钙;

5、0价:氯气、液氯;二者均为单质,具有相同的化学性质,所不同的是微粒间的距离;

6、—1价:盐酸、金属氯化物、三氯化磷(通常情况下为无色液体)、五氯化磷(通常情况下为白色固体,与三氯化磷一样均为制农药时的中间产物,且二者均能在一定条件下发生水解反应,生成相应的含氧酸和盐酸)等;需要说明的是:氟元素只有负价,没有正价,当氟气与水反应时生成的是氢氟酸和氧气,而没有次氟酸生成,所以说氟气是自然界中最强的氧化剂;而且氟化物也与众不同,如卤化银中氟化银可溶、卤化钙中氟化钙难溶等等。

七、卤化氢的7大共性

1、 均为无色气体;

2、 均有刺激性气味(氟化氢气体有剧毒);

3、 均极易溶于水,能形成喷泉;

4、 水溶液均极易挥发,在液面上方形成白雾;

5、 水溶液均为强酸(除氢氟酸),且叫氢某酸;

6、 均可用高沸点酸与卤化物在加热条件下制得;

7、 均可由卤素单质与氢气反应而得到。

八、氯水的8大主要性质或用途

1、由于氯分子的存在,因此:

(1)氯水有毒,自来水中有少量氯气,故养不活金鱼。

(2)新制氯水可以代替氯气;如在碘化钾溶液中滴入氯水。

2、由于H的存在,因此新制氯水呈酸性,其中大部分氢离子来自盐酸中,因盐酸是强酸,次氯酸是弱酸。

3、由于Cl的存在,因此用自来水配制硝酸银溶液,往往呈现浑浊。

4、由于次氯酸的存在,因此:

(1)干燥的Cl2无漂白性,而氯水却有,所以氯水能使指示剂变色,也可以使其褪色。

(2)新制氯水应避光保存,否则要分解而导致失效。

(3)与碱作用可以制成漂白粉,便于保存,而使用时加酸有利于增强漂白效果。

(4)氯水可以用于消毒、杀菌。

5、由于氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,存在着平衡,故:

(1)氯气可溶解于水,不能用排水法收集,实际上与水反应的氯气约占1/3。

(2)收集Cl2可用排饱和食盐水的方法,由于大量Cl—的存在而抑制了Cl2的溶解。

(3)在实验室中可用碱来吸收多余的氯气,是因为OH的存在,减少了生成物的浓度使平衡向正反应方向移动,从而促进了Cl2的溶解。

6、新制氯水与久制氯水在成分、性质和颜色上均有所不同,是因为次氯酸的分解,使平衡向正反应方向移动,导致氯气全部与水反应。

7、在氯水中加入NaHCO3后,可使HC1O的浓度增大,因平衡会向右移动,加入NaOH后,平衡也向右移动,但HClO浓度会减少,因为HCl、HClO均与NaOH反应,而HClO与NaHCO3不反应。

8、氯水能导电,但它既不是电解质,也不是非电解质;而要使氯气能发生喷泉现象,只要用浓碱液作为吸收液即可。

九、9个问题

1、卤素性质相似及差异的原因何在?

2、新制氯水与久置氯水在颜色、成分及性质上有何不同?举例说明。

3、如何检验卤素离子?写出反应的离子方程式。

4、强氧化剂能够漂白,它们与炭的漂白过程有何不同,为什么?

5、碘化银为什么可用作人工降雨剂?

6、请你设计一个简单的实验来制备溴蒸气、溴化氢气体。

7、造成喷泉的原因是什么?有哪些气体也能发生这一现象?你能归纳出一般的规律吗?若希望让二氧化碳气体也能发生喷泉现象,应该怎么办?

8、若要使碘水褪色,可采用哪些方法(至少6种)?

9、关于氯气的制法:

(1)写出制氯气的化学方程式;

(2)若没有浓盐酸,能否用其它物质来代替?

(3)若没有二氧化锰,能否用高锰酸钾等来代替,为什么?

(4)为了节约药品,能否用制备氧气后的残渣来制取?


(责任编辑:化学自习室)
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