卤素知识点
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第十一讲卤素
1.复习重点
1.卤素单质在物理性质和化学性质上的主要差异及递变规律;
2.卤族元素的化合物性质的递变性;
3.卤化银的性质、用途及碘与人体健康的关系。
4.重点考查卤素性质的变化规律。
2.难点聚焦
1.卤族元素
卤族元素包括:F、Cl、Br、I、At。它们的原子最外电子层都有7个电子,因此它们的化学性质相似,都具有强氧化性。由于原子核外电子层数不同,因此它们的性质也存在着差异。
(1)相似性
①与金属反应:2Fe+3Br2=2FeBr3,Fe+I2=FeI2
②与非金属反应:H2+F2=2HF,2P+3Br2=2PBr3
③与水反应:H2O+Br2=HBr+HBrO(程度更小);2F2+2H2O=4HF+O2↑(剧烈、完全)
④与碱反应:2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O;2NaOH+I2=NaI+NaIO+H2O(注:也可生成NaI和NaIO3)
(2) 相异性(变化规律)注意点:
①F2的氧化性特别强,因此F-的还原性特别弱。
②Br-、I- 都有较强的还原性,都能被浓H2SO4和HNO3氧化,因此用NaBr和浓H2SO4反应制HBr时,其中含有Br2蒸气和SO2气体,应用浓H3PO4代替浓H2SO4制HBr。用浓H2SO4几乎不能制取HI,所以必须用浓H3PO4和KI等反应制HI。
③HX都极易溶于水,在空气中形成白雾。
2.两类置换反应
(1)金属间的置换:活泼金属置换不活泼金属。
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu反应意义:①说明金属活动性强弱;②制备金属。
(2) 非金属间的置换:活泼非金属置换不活泼非金属。
2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2;2KI+Br2=2KBr+I2;2F2+2H2O=4HF+O2↑意义:①比较非金属单质活泼性强弱;②制备非金属单质。溴和碘在水中溶解性均很弱,而在某些有机溶剂中(如:苯、汽油、四氯化碳)则易溶。
注:溶液的颜色与浓稀有关,浓溶液颜色深,稀溶液颜色浅,如饱和溴水为红棕色,而很稀的溴水则为浅黄色。
4.萃取
(1)原理:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来。
(2)操作步骤:①混合振荡,②静置分层,③分液。使用的仪器是分液漏斗。
(3)注意点:①萃取剂必须具备两点:a.与溶剂不相溶,b.溶质在萃取剂中的溶解度较大。
注:酒精易溶于水不能做水溶液萃取剂,苯和汽油比水轻,CCl4比水重。②萃取常在分液漏斗中进行,分液是萃取操作中的一个步骤。③分液时,打开分液漏斗的活塞,将下层液体从漏斗颈放出,当下层液体刚好放完时要立即关闭活塞,不要让上层液体流出,上层液体从分液漏斗上口倒出。
5.氟化氢(1)性质
①有剧毒的无色气体,极易溶于水。氢氟酸为弱酸(其它氢卤酸均为强酸)。
②与SiO2反应:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 注:此反应为HF的特性,换成HCl则与SiO2不反应。氢氟酸能腐蚀玻璃,用于玻璃刻字。氢氟酸应保存在铅
制容器或塑料容器中。
(2)制法CaF2+H2SO4(浓)=2HF↑+CaSO4此反应不能在玻璃器皿中进行,为什么?CaF2是萤石的主要成分,它不溶于水,是氟元素的重要资源。
6.卤化银
除AgF外,其它卤化银均不溶于水和稀HNO3,是检验X-的原理。
Ag++Cl-=AgCl↓(白色);Ag++Br-=AgBr↓(浅黄色);Ag++I-=AgI↓(黄色)
注意点:①3Ag ++PO43-=Ag3PO4 (黄色)。但Ag 3PO 4溶于HNO 3:Ag 3PO 4+2H +=3Ag++H 2PO 4-
②AgX(除AgF) 见光易分解成银和卤素单质。 AgBr 和AgI 可做感光材料或变色镜。反应及现象为:2AgCl = 2Ag+Cl 2;2AgBr = 2Ag+Br 2;2AgI = 2Ag+I 2 固体逐渐变成黑色,这是单质银的小颗粒。
1.卤素单质在不同的溶剂中分别呈什么颜色?Cl 2在水中溶解度较大,它在水中和有机溶剂中均呈黄绿色,与气态颜色相近。Br 2、I 2在水中溶解度较小,所以它们在水中颜色较在有机溶剂中的颜色浅。具体为:
3.例题精讲
【例1】在100mL 含等物质的量HBr 和H 2SO 3的溶液里通入0.01molCl 2,有一半Br -变为Br 2。原溶液中HBr 和H 2SO 3的浓度都等于 ( )
A.0.0075mol/L
B.0.0018mol/L
C.0.075mol/L
D.0.08mol/L
【解析】解此题时首先要明确:H 2SO 3的还原性比Br -强,氯气先氧化H 2SO 3,再氧化Br -,设原溶液中HBr 和H 2SO 3的浓度都为x ,则:201.021.0211.0⨯=⨯⨯+⨯⨯x x ,x =0.08mol/L 。 【答案】D
【评析】卤素单质(氯、溴、碘)能和SO 2在水溶液中发生氧化还原反应:X 2+SO 2+2H 2O=HX+H 2SO 4,由方程式可知氧化性X 2>SO 2(H 2SO 3)。
【关键词】卤族元素/氧族元素
【例2】双球洗气管是一种多用途仪器,常用于去除杂质、气体干燥、气体吸收(能防止倒吸)等实验操作。右图是用水吸收下列某气体时的情形,根据下面附表判断由左方进入的被吸收气体是 ( )
A.Cl 2
B.HCl
C.H 2S
D.CO 2
附:四种气体的溶解度表(室温下)。
气体
Cl 2 HCl H 2S CO 2 l 体积水约能吸收气体体积数 2 500 2.6 1
【解析】
【答案】B
【评析】一定要从原理上分析实验现象的可能性才能得出正确的答案。
【关键词】卤族元素/氧族元素/碳族元素
【例3】漂白粉在潮湿的空气中易变质失效,请回答:存放环境中①有水蒸气无二氧化碳②有二氧化碳无水蒸气,哪种情况下漂白粉更易变质?为什么?
【解析】漂白粉变质的原因是()2ClO Ca 2Cl HClO −−→−−→−光照↑。
【答案】①有水蒸气无二氧化碳易变质。因为在②所说的环境中,即使有二氧化碳,由于没有水份参加,二氧化碳与漂白粉仍然不会发生反应;但在有水蒸气存在的情况下,即使没有二氧化碳,也会由于漂白粉中Ca(ClO)2的水解而使漂白粉变质。
【评析】在最后总复习的时候一定要注意知识的横向和纵向的联系和比较,这样所学的知识就系统化,条理化,有理于提高解题能力。这里涉及了盐类水解的知