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高考化学一轮复习 专题09 卤族元素学案(无答案)苏教版

考点9 卤族元素△考纲要求△1.掌握卤族元素的原子结构及性质变化规律。

2.了解可逆反应的涵义。

3.掌握卤素单质的性质相似性和递变性及特性。

4.了解卤化银的性质、用途及碘与人体健康的关系等知识。

5.掌握卤素离子和碘单质的鉴定方法。

6.通过对卤素结构、性质的比较,培养比较、分析、归纳问题的能力。

☆考点透视☆ 一、卤素元素 1.位置和结构⑴元素周期表中位置:第ⅦA 族,第十七纵行。

⑵原子结构 相同点:最外层电子数均为7不同点:电子层数不同、原子半径不同,原子核对外层电子吸引力不同。

卤素原子最外层均有7个电子,它们可获得一个电子形成8电子的稳定结构,故它们均具有强氧化性。

因此卤族元素在自然界只能以化合态存在,不能以游离态存在。

卤素原子的结构既有相似性(最外层电子均为7个)又有递变性(原子核外电子层数依次增多),说明卤素的化学性质也是既有相似性又有递变性。

这是结构决定性质的具体体现。

2.卤素的物理性质卤素单质的分子都是双原子分子。

(1)相似性卤素单质都有颜色,都有毒性,在水中的溶解度都不大,易溶于苯、四氯化碳(CCl 4)、汽油等有机溶剂。

但F 2易与水反应。

(2)递变性3、卤素的化学性质 ⑴相似性:①卤素原子最外层都有7个电子,易得到一个电子而成稀有气体元素的稳定结构,因此卤素元素均有-1价。

②氯、溴、碘的最高正价为+7价,此外还有+1、+3、+5价;其最高价氧化物及其水化物的分子式的通式分别为X 2O 7和HXO 4。

③卤素元素的单质A.均为双原子分子X 2;b.均能与H 2化合,生成卤化氢;c.均能与金属单质反应生成金属卤化物;d.均能与水反应,其反应通式(F 2除外)为:X 2+H 2O===HX+HXO 易溶于有机溶剂;e.均能与碱反应;f.除F 2外,均能得到其水溶液“卤水”。

④卤素单质都具有氧化性。

除F 2外,其余卤素单质都可用浓氢卤酸和MnO 2反应制备:MnO 2 + 4HX(浓) === MnX 2 + X 2 +2H 2O 。

⑵递变性(从氟到碘): ①原子半径和离子半径增大; ②非金属性与单质氧化性减弱; ③与H2化合或水反应由易到难; ④氢化物稳定性减弱;⑤最高价氧化物的水化物酸性减弱; ⑥卤离子还原性增强;⑦前面元素的单质能把后面元素置换出来:如2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2。

二、氟、溴、碘的特性⑴F是最活泼的非金属元素,氧化性最强,无正价化合物,无含氧酸;氢氟酸能腐蚀玻璃;AgF溶于水;氟遇水则发生剧烈反应,生成氟化氢和氧气:2F2 + 2H2O = 4HF + O2⑵溴是深红色液体,很容易挥发。

应密封保存。

如果把溴放在试剂瓶里,需要在瓶中加一些水,以减少挥发。

⑶溴、碘在水中的溶解度较小,但却比较容易溶解在汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中。

⑷碘在加热时会升华;碘单质和淀粉相遇,会出现特殊的蓝色;碘和铁反应生成碘化亚铁:Fe + I2 === FeI2;AgI可用于人工降雨。

三、卤素离子的体验⑴F-:加入浓硫酸,产生能腐蚀玻璃的气体。

⑵Cl-:加入AgNO3,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。

⑶Br-:①加入AgNO3,产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀。

②加入氯水和CCl4,振荡、静置,下层液体呈橙红色。

⑷I-:①加入AgNO3产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀。

②加入氯水或溴水和CCl4,振荡、静置,下层液体呈紫红色。

③加入氯水或溴水及淀粉溶液,溶液变蓝色。

说明:加入稀硝酸是为了排除CO32-、PO43-等的干扰。

四、含卤化合物(1)卤化银①卤化银的生成(AgF除外)含有卤离子的溶液和AgN03溶液反应生成不溶于水的卤化银沉淀:AgCl为白色,AgBr为浅黄色,AgI为黄色,它们都不溶于稀硝酸。

利用卤化银的这一性质来检验卤离子的存在(F一除外,因为AgF溶于水)。

②Cl-、Br-、I-离子的检验:方法一:于一溶液中加入稀硝酸,使溶液呈酸性,再加入AgN03溶液,产生沉淀,若沉淀为白色,则该溶液中含有Cl-;若沉淀为浅黄色,则该溶液中含有Br-;若沉淀为黄色,则该溶液中含有I-。

方法二:于一溶液中加入氯水。

充分反应后,再加入苯或四氧化碳,充分振荡后静置,若有机物层(苯为上层,四氯化碳为下层)呈橙色,则该溶液中含有Br-离子;若有机物层呈紫红色,则该溶液中含有I-。

方法三:于一溶液中加入淀粉溶液,不变色,再加氯水,溶液变为蓝色,说明该溶液中含有I-。

(2)卤化氢:①物理性质:通常情况下,卤化氢为无色有刺激性气味的气体,极易溶于水,在空气中遇水蒸气形成白雾。

氟化氢有剧毒。

②化学性质:卤化氢的热稳定性按HF、HCl、HBr、HI的顺序逐渐减弱。

卤化氢的水溶液都是酸,分别叫氢氟酸、氢氯酸(盐酸)、氢溴酸、氢碘酸,其酸性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次增强,氢氟酸是弱酸,其余三种是强酸,都具有酸的通性。

氢卤酸的阴离子均有一定的还原性,其还原性按F-、C1-、Br-、I-的顺序依次增强,常用的氧化剂不能把F-氧化为F2。

氢氟酸能腐蚀玻璃,因此氢氟酸盛装在塑料瓶里。

③实验室制法:CaF2+H2S04(浓)△CaS04 +2HF↑2NaCl十H2S04(浓)△Na2S04+2HCl↑NaBr+H3P04(浓)△NaH2P04+HB↑KI十H3P04(浓)△KH2P04+HI↑(3)碘化合物的主要用途:①人体健康需要碘,缺少碘会引起极多的疾病。

②补碘的重要措施:食用盐中加入一定量的KIO2;提供其他含碘食品;食用含碘丰富的海产品。

其中最为方便有效的措施是食用含碘食盐。

③补碘要科学,不可盲目补碘,否则也能引起疾病。

注意1:Cl-的检验不能用方法二,因为氯气也易溶于有机溶剂中,氯气溶解在苯或四氯化碳中呈浅蓝绿色。

因此加入的氯水中的氯气也会转入到有机溶剂中。

注意2:根据I-检验的方法三,可制备淀粉碘化钾试纸来检验C12和Br2的存在,或氯水和溴村。

但要注意能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体不只有氯气和溴蒸气,还有二氧化氮(NO2)气体;能使淀粉碘化钾试纸变蓝的液体也不只有氯水和溴水,还有FeCl3溶液等:2FeCl3+2KI==2FeCl2+I2+2KCl。

‘注意3:AgX见光分解生成的银并不是银白色的,而是黑色的。

这是因为物质的颗粒大小不同,对光的吸收和反射也不同造成。

具有感光性的物质除卤化银外,还有AgN03、HNO3、HClO等很多物质,因此存放这些药品要注意避光,通常用棕色试剂瓶存放,甚至包上黑纸。

如照相用的底片和洗相纸。

注意4:卤化氢的制取中,制HF、HCl用浓H2SO4,而制HBr、HI不能用浓硫酸,因为Br-、I-还原性强,能被浓H2SO4氧化为Br2和I22NaBr+2H2SO4(浓) △Na2S04+S02↑+Br2+2H202KI+2H2S04(浓)△K2S04+S02↑+I2+2H2O因此,制HBr、HI时,改用浓H3P04,但要注意其生成物只能为磷酸二氢盐,不能为其他磷酸盐。

八、卤素互化物、拟卤素⑴卤素互化物由两种卤素化合成的物质叫卤素互化物。

它的分子是由一个较重卤素原子和奇数个较轻卤素原子组成。

如:IBr(s)、ICl(s)、ICl3(s)、BrF3(1)、CIF3(g)。

卤素互化物与卤素单质性质相似,有较强的氧化性。

如2IBr+ZMg=MgBr2+MgI2;2BrF3+4Zn=ZnBr2+3ZnF2。

卤素互化物与卤素单质又有性质不同之处,卤素单质遇水或碱溶液发生自身氧化还原反应,但卤素互化物的水解或与碱反应一般不是氧化还原反应。

+1I-1Br+H2O=H +1I +H -1Br 。

⑵拟卤素一些多原子分子与卤素单质性质相似,其阴离子又与卤素阴离子性质相似,常称它们为拟卤素。

下面表中为常见拟卤素及酸和盐。

卤素氰硫氰氧氰单质Cl2(CN)2(SCN)2(OCN)2酸HCl HCN HSCN HOCN盐NaCl NaCN NaSCN NaOCN①拟卤素单质性质与卤素单质相似(CN)2 + H2 = 2HCN(SCN)2 + H2O ==== HSCN + HSCNO(OCN)2 + 2NaOH = NaOCN + NaOCNO + H2O②氢化物的性质相似HCN + AgNO3 = AgCN↓+ HNO34HSCN + MnO2 === Mn(SCN)2 + (SCN)2 + 2H2O难点释疑一、卤素单质与金属反应如Fe与Br2,Mg、Zn、Fe分别与I2反应的化学方程式为:; ;; .二、卤素单质与氢气反应②由上表可得:随F、C1、Br 、I的顺序,卤素单质与H2反应的剧烈程度逐渐减弱,卤素单质的氧化性逐渐减弱,氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。

三、卤素单质与水反应①2F2+2H20==4HF+02↑(剧烈反应)水作还原剂②卤素单质与水反应都是氧化还原反应:其电子转移情况如下:③卤素单质与水的反应随F、C1、Br、I的顺序逐渐变难。

四、卤素单质之间的置换反应①F2不能把其它卤素从其盐的水溶液里置换出来,因为F2更易与溶液中的水反应,放出氧气。

F2只能把熔融的卤化物中卤素置换出来。

如:F2+2NaCl==2NaF+C12②C12、Br2、I2能把其他的卤素从其盐的水溶液里置换出来。

如:C12+2NaBr==2NaCl+Br2C12+2KI==2KCl+I2Br2+2KI==2KBr+I2命题趋势有关卤素的考试内容主要集中在:(1)卤素及其化合物的性质;(2)卤素的相似性和递变性;(3)以卤素知识为载体,判断“拟卤素”“互卤素”具有或不具有的性质,即信息迁移题;(4)与其他元素(如Fe、S等)或者与电解NaCI溶液相结合组成框图的物质推断题。

由于卤素具有典型非金属元素的性质,因此,考查非金属元素知识的试题卤素仍是重点。

纵观近几年高考化学试题,一些重大的社会热点问题均已涉及日常生活中的卫生保健、食品以及其他安全问题,也是高考的热点。

因此,如含氯消毒剂等一些联系实际又能考查创新思维能力的试题将会在今后的命题中体现。

※典型例析※[例1]在溴化钾和碘化钾的混合溶液中通入过量氯气,把溶液蒸干后并将剩余物灼烧,最后残余的物质是()(A)氯化钾(B)氯化钾和碘(C)氯化钾和溴(D)氯化钾和溴化钾[解析]溴化钾和碘化钾都能与氯气反应:2KBr + Cl2 = 2KCl + Br22KI + Cl2 = 2KCl + I2所以向溶液中通入过量氯气后,溶液中留下氯化钾、溴分子和碘分子,考虑到溴单质极易挥发,所以蒸干过程中,溴单质已挥发掉。

考虑到碘单质加热条件下能升华,所以灼烧过程中,碘单质必定已升华了。

最后留下的物质必定是氯化钾。

选A。

【例2】随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是()A.单质的熔沸点逐渐降低B.卤素离子的还原性逐渐增强C.气态氢化物稳定性逐渐增强D.单质的氧化性逐渐增强【解析】卤素单质均为分子晶体,按原子序数逐渐增加的顺序,单质的相对分子质量逐渐增大,晶体中分子间作用力逐渐增大,物理性质表现为颜色逐渐加深,熔沸点逐渐升高,同主族非金属元素随着原子序数的逐渐增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,得电子能力逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,离子或气态氢化物的还原性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,气态氢化物形成逐渐变难,稳定性逐渐减弱。

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