卤素知识归纳
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氯
一、氯的化学性质
①Cl2与金属反应
②Cl2与水反应
③Cl2与碱反应
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(尾气吸收)
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制漂白粉)
Ca(ClO2)+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO(日常漂白原理)
3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2
④Cl2与还原性化合物作用
Cl2+NaBr=2NaCl+Br2 Cl2+2NaI=2NaCl+I2 Cl2+2FeCl2=2FeCl3
3Cl2+6FeBr2=2FeCl3+4FeBr3 (少量Cl2) 3Cl2+2FeBr2=2FeCl3+2Br2(足量Cl2)
Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl Cl2+H2S=2HCl+S↓
⑤Cl2制备
了解:16HCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
14HCl(浓)+K2Cr2O7=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
4HCl(浓)+Ca(ClO)2=CaCl2+Cl2↑+2H2O
⑥氟、碘的有关方程式
2F2+2H2O=4HF+O2
Si+4HF=SiF4+2H2 4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O
CaSiO3+6HF=CaF2↓+SiF4↑+3H2O Fe+I2FeI2
碘与淀粉溶液变蓝色。
二.氯水的成分和性质
(1)成分:
形成淡绿色液体,溶解于水中的氯气能够部分与水反应生成盐酸和次氯酸.
Cl2+H2O=HCl+HClO
新制的氯水中主要含有Cl2、HClO、H2O、H+、Cl—、ClO—(HClO为弱酸,部分电离出少量H+、ClO—),以及水电离出来的少量OH—等。
久置的氯水由于次氯酸见光分解:2HClO=2HCl+O2↑,而变成很稀的盐酸,其中主要含有H+、Cl—、H2O、O2(少量).
(2)性质:
①新制的氯水可以代替氯气.如:
A.能使碘化钾淀粉试纸变蓝。
B.氯水和某些非金属阴离子的反应,向KI、Na2S、NaBr的溶液中加氯水。
C.氯水和某些还原性阳离子的反应,向FeCl2溶液中加氯水.
D.氯水和某些还原性氢化物的反应,向氯水中通H2S、HBr、HI等.
E.氯水和不饱和有机物的加成反应,向氯水中通入乙烯、乙炔等.
三.溴水褪色的种种反应
(1)能使溴水褪色的无机物
H2S:Br2+H2S=2HBr+S↓(褪色且浑浊)
SO2:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
Na2SO3:Br2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HBr
NaOH等强碱:Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O
Br2+H2O=HBr+HBrO
四.卤素及其化合物性质递变规律
(1)卤素单质物理性质的递变规律
从F2→I2
①单质的颜色由浅变深;
②单质的状态:由气态到液态逐渐变成固态;
③单质的密度依次增大;
④单质的熔沸点逐渐升高;
(2)卤素单质的氧化性递变规律
由于卤原子最外层都为7个电子,易获得电子成为8电子稳定结构,是典型的非金属元素,都具有强氧化性.但从F→I随核电荷数递增,获得电子的能力递减,因此氧化性规律为F2>Cl2>Br2>I2。表现出的性质有:
①与H2反应:生成卤化氢的反应由易到难;卤化氢的稳定性由强到弱,即HF>HCl>HBr >HI。
②与金属化合生成金属卤化物:且除I2外,与可变价金属反应时生成高价卤化物。
③与还原性物质反应。
④F2与H2O反应,H2O做还原剂。
(3)卤素单质既有氧化性又有还原性规律
由于卤素的最低价态为—1价,最高价(F除外)为+7价,而卤素单质的价态为零价,处于中间价态.因此,当它与某些物质反应时表现出既有氧化性又有还原性:
①与H2O反应(除F2外)生成HX和HXO
②与强碱溶液反应(除F2外)生成卤化物和次卤酸盐
(4)卤素阴离子的还原性规律
易获得电子的物质,其得电子后失电子是较难的,即单质的氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱,因此,X—还原性规律为:F—<Cl—<Br—<I—。
(5)卤化氢的酸性和还原性规律
HX在水溶液中能电离出H+和X—,但因F→I原子半径逐渐增大,其H—F到H—I的键能逐渐减小,所以在水溶液中的电离程度逐渐增大.HX的酸性和还原性规律为:HF<HCl<HBr<HI,且HCl、HBr、HI的水溶液均为强酸,只有HF是弱酸.
(6)同种卤素含氧酸的酸性规律
同种元素的含氧酸,其价态越高,酸性越强,因此有:HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
(7)同种卤素含氧酸的氧化性规律
HClO>HClO2>HClO3>HClO4一般情况下元素化合物的氧化性随化合价升高而氧化性增强,但卤素却例外。
(8)不同种卤素含氧酸的酸性和氧化性规律
①除F2外,从Cl→I的最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱:即HClO4>HBrO4>HIO4
②同价态卤素含氧酸氧化性依次减弱:即HClO>HBrO>HIO
(9)卤化银的溶解性和稳定性规律
①在AgX中,只有AgF易溶于水,其余均难溶于水和稀HNO3,且按AgCl>AgBr>AgI的顺序溶解度依次减小,而颜色却逐渐加深,分别为白色、浅黄色、黄色
②AgX都不稳定,见光或受热易分解为卤素单质和银,且按AgF>AgCl>AgBr>AgI的顺序稳定性依次减弱
7.卤素特性归纳
①Cl2、Br2、I2与水反应类型相同,可用通式X2+H2O=HX+HXO,而F2特殊F2+2H2O=4HF+O2,由此得出它们与碱反应Cl2、Br2、I2相同,F2不同。
②F2、Cl2、Br2与Fe作用得+3价铁,而碘使铁显+2价I2+Fe FeI2
③Cl—、Br—、I—跟AgNO3分别产生白色沉淀、浅黄色沉淀、黄色沉淀;而AgF可溶于水,无色溶液
④氯水具有漂白性,但溴水、碘水中HBrO和HIO很少,漂白性很差.
⑤HCl的制备是利用浓硫酸和氯化钠反应,而HBr、HI的制备不可用浓硫酸,因其具有强氧化性,可把Br—、I-氧化成Br2、I2
⑥氯的含氧酸随价态升高氧化性降低,氧化性HClO>HClO2>HClO3>HClO4.
⑦碘遇淀粉溶液变蓝,但淀粉碘化钾试纸投入氯水中不变蓝,因为氯水过量,发生下列反应I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl
⑧氢氟酸为弱酸,余者为强酸,且酸性逐渐增强。氢氟酸腐蚀玻璃,其他氢卤酸没有此性质
9.卤化氢和氢卤酸的三性
(1)热稳定性
卤化氢的热稳定性按HF—HCl—HBr—HI的顺序依次减弱.这与卤原子半径大小顺序F<Cl<Br<I有关。因其原子半径越小与氢结合越牢,例如氟在暗处跟氢气就能剧烈化合,并发