鹵族元素專題

1、 鹵族元素鹵族元素一一. .鹵族元素鹵族元素氟、氯、溴、碘等元素在原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)上具有一定的相似性，化學(xué)上常把它們放在一起研究，統(tǒng)稱為鹵族元素，簡稱鹵素。二二. .原子、離子、分子結(jié)構(gòu)的比較原子、離子、分子結(jié)構(gòu)的比較1.1.相似性相似性：原子的最外層均為 7 個(gè)電子，離子的最外層均為 8 個(gè)電子，分子均由原子組成。其陰離子半徑大于對(duì)應(yīng)的原子半徑。2. .遞變性遞變性：從氟到碘，隨著核電荷數(shù)增加，電子層數(shù)依次增多，原子或離子的半徑也依次增大，分子內(nèi)原子間的核間距離依次增大。三三. .鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)比較鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)比較1.1.相似性相似性：它們均有顏色，有毒，在水中溶解度較?。‵2除

2、外） ，易溶于苯、四氯化碳等有機(jī)溶劑。2.2.遞變性遞變性：從氟到碘，顏色依次加深，密度依次增大，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)依次升高，溶解性依次減小。3.3.特性特性：F2有劇毒，Cl2易液化，Br2易揮發(fā)，I2易升華。說明說明：（1）存液溴應(yīng)用棕色瓶盛裝，并在液溴上加水（水封） ，防止液溴揮發(fā)成溴蒸氣。（2）鹵素單質(zhì)在不同狀態(tài)及不同溶劑中顏色不同。單質(zhì) F2 Cl2 Br2 I2 狀態(tài)（室溫） 氣態(tài) 氣態(tài) 液態(tài) 固態(tài) 標(biāo)準(zhǔn)狀況 淡黃綠色 黃綠色 深紅棕色 紫黑 氣態(tài) 淡黃綠色 黃綠色 紅棕色 紫色 水溶液 淺黃綠色 黃色橙色 深黃褐色 苯或汽油，CCl4 黃綠色 橙橙紅 紫紅色 （3）鹵素單質(zhì)從 F2到 I

3、2，在常溫常壓下的聚集狀態(tài)由氣液固，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)依次升高。這是因?yàn)槭搅恐饾u增大、分子間引力逐漸增大的緣故。四四. .鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1.1.相似性相似性都具有強(qiáng)氧化性，表現(xiàn)在它們均能與金屬、非金屬、水和堿溶液反應(yīng)。X2+2Na=2NaX (以 X 表示鹵素原子，X2表示單質(zhì)分子，以下同)X2+H2=2HXX2+H2O=HX+HXO（F2除外）X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2除外)2.2.遞變性遞變性 從 F2到 I2氧化性依次減弱，表現(xiàn)在：（1）鹵素與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)，金屬被氧化的化合價(jià)不同。如，與鐵反應(yīng)，F(xiàn)2、Cl2、Br2均能將 Fe 氧化為+3 價(jià)的鐵鹽，

4、而 I2與 Fe 作用僅生成碘化亞鐵（FeI2）：2Fe+3X2=2FeX3(I2除外)。（2）鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)時(shí)，所需條件愈來愈高，劇烈程度及反應(yīng)的能力依次減弱。H2+F2=2HF（暗處、爆炸、HF 很穩(wěn)定）H2+Cl2=2HCl（強(qiáng)光、爆炸、HCl 較穩(wěn)定）H2+Br22HBr（緩慢、 HBr 不如 HCl 穩(wěn)定）H2+I22HI（高溫、緩慢、HI 很不穩(wěn)定，此為可逆反應(yīng)）可見：從 F 到 I，隨著核電荷數(shù)的增多，原子半徑的增大，單質(zhì)的活潑性依次減弱，它與氫氣反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱，所生成的氫化物的穩(wěn)定性也逐漸降低。說明說明:可逆反應(yīng)：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)

5、方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。在化學(xué)方程式里，用兩個(gè)方向相反的箭頭代替等號(hào)來表示可逆反應(yīng)?？赡娣磻?yīng)是指在“同一條件”下“同時(shí)”發(fā)生，如果不是在相同條件下同時(shí)發(fā)生，則不叫可逆反應(yīng)。例如：2H2O2H2+O2和 2H2+O22H2O 就不是可逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)中的正反應(yīng)和逆反應(yīng)都是不能趨向完全的。體系中始終既有生成物，又有反應(yīng)物。（3）鹵素與水反應(yīng)時(shí)速率愈來愈慢。2F2+2H2O=4HF+O2（爆炸）Cl2+H2O=HCl+ HClO（緩慢）Br2+H2O=HBr+HBrO（較弱）I2+H2O=HI+HIO（極弱）氟、氯、溴、碘與水的劇烈程度隨著核電荷數(shù)的增多、原子半徑的增大而減弱。（4）鹵素單質(zhì)間的

6、置換反應(yīng)?；顫姷柠u素單質(zhì)能將不活潑的鹵素單質(zhì)從其鹵化物溶液中置換出來。Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2NaI=2NaCl+I2Br2+2NaI=2NaBr+I2這說明，在氯、溴、碘三種元素里，氯的氧化性強(qiáng)于溴，溴的氧化性強(qiáng)于碘。實(shí)驗(yàn)證明，氟的氧化性比氯、溴、碘都強(qiáng)，能把氯等從它們的鹵化物中置換出來。即氟、氯、溴、碘的氧化性，隨著原子核電荷數(shù)的增加，原子半徑增大，核吸引電子能力減弱而減弱。F F2 ClCl2 BrBr2 I I2氧氧 化化 性性 逐逐 漸漸 減減 弱弱3 3特性特性（1）F2：最活潑的非金屬單質(zhì)，只能作氧化劑，能與惰性氣體反應(yīng)；F 元素不存在正化合價(jià)。（2）I2

7、：遇淀粉顯藍(lán)色；五五. .含鹵化合物含鹵化合物1 1鹵離子鹵離子（Cl-、Br-、I-）的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)（1）用硝酸銀溶液和稀硝酸檢驗(yàn)NaCl+AgNO3=AgCl(白色)+NaNO3NaBr+AgNO3=AgBr(淺黃色)+NaNO3NaI+AgNO3=AgI(黃色)+NaNO3用此方法鑒別鹵化物時(shí)，要注意 CO32-、PO43-等雜質(zhì)離子的干擾，因?yàn)椋篘a2CO3+2AgNO3=Ag2CO3(白色)+2NaNO3Na3PO4+3AgNO3=Ag3PO4(黃色)+3NaNO3為防止 CO32-、PO43-干擾，在加入 AgNO3溶液后，還需加入稀HNO3。Ag2CO3、Ag3PO4溶于稀 HNO

8、3，而 AgCl、AgBr、AgI 不溶于稀 HNO3。（2）用氯水檢驗(yàn)往待測(cè)液中加入少量氯水，振蕩,然后加入四氯化碳，靜置片刻分層：下層出現(xiàn)紫紅色，原溶液含 I-；下層呈橙紅色，原溶液含 Br-；下層無色，原溶液含 CI-。2 2鹵化銀的用途鹵化銀的用途鹵化銀都有感光性，在光的照射下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。2AgBr2Ag+Br2照相用的膠卷和相紙上都有一層藥膜，其感光物質(zhì)的主要成分是分散于明膠層中的溴化銀。AgI 用作人工降雨劑。說明說明:AgX 見光分解的現(xiàn)象是逐漸變黑，黑色物質(zhì)是銀單質(zhì)的小顆粒。AgX 的感光性強(qiáng)弱是不同的，AgF 無感光性，AgI 的感光性最強(qiáng)。鹵化銀的溶解性： AgF（溶）

9、AgClAgBrAgI。關(guān)于碘的升華現(xiàn)象關(guān)于碘的升華現(xiàn)象 碘是容易升華的，但在碘的升華實(shí)驗(yàn)中有時(shí)又看到有少量液態(tài)碘的存在，這是什么原因呢？由于碘的蒸氣壓相對(duì)來說比較大，在加熱時(shí)，它就直接化為蒸氣，就是升華。從上圖可看出，碘的蒸氣壓是隨著溫度升高而急劇增加的。碘的熔點(diǎn)是 112.7，碘的三相點(diǎn)是 114.15，這時(shí)蒸氣壓為 1.19104Pa(下圖)。三相點(diǎn) O 是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的碘共存的條件。顯然，三相點(diǎn)的蒸氣壓越高，固態(tài)物質(zhì)的升華越容易。所以通常在敞口容器加熱碘的固體，由于碘的蒸氣不斷逸出，達(dá)不到1.19104Pa 的氣壓，固態(tài)的碘不經(jīng)熔化而直接升華。如要得到液態(tài)碘，就要?jiǎng)?chuàng)造蒸氣壓超過 1

10、.19104Pa 的條件。把足量的碘放在細(xì)口蒸餾瓶中加熱，就可以得到液態(tài)碘。當(dāng)我們?cè)谝话愕馍A的實(shí)驗(yàn)中，如果加熱比較快，碘的蒸氣比較濃，又沒有及時(shí)冷凝，溫度、蒸氣壓在 ONC 的區(qū)域中，就會(huì)有液態(tài)碘出現(xiàn)。關(guān)于碘遇淀粉溶液變色的問題關(guān)于碘遇淀粉溶液變色的問題 淀粉是一種天然有機(jī)高分子物質(zhì)，它是由幾百個(gè)到幾千個(gè) C6H10O5的單體形成的直鏈的或包括支鏈的高分子所構(gòu)成。通常的淀粉都是直鏈淀粉和支鏈淀粉的混合物。遇碘溶液時(shí)，直鏈淀粉呈藍(lán)色，支鏈淀粉呈紅紫色。碘跟冷的淀粉溶液生成藍(lán)色物質(zhì)這種現(xiàn)象人們已經(jīng)知道 100 多年了，一般認(rèn)為是淀粉同碘生成一種包合物。包合物是一種以大分子包容小分子，借分子間的范

11、德華力結(jié)合起來的化合物。近來，對(duì)這種藍(lán)色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)知道得比較詳細(xì)了，主要是以下幾點(diǎn)：(1)它在光譜的 625010-10m 區(qū)域有強(qiáng)的吸收。(2)只有直鏈淀粉才形成包合物，包合物的單位和發(fā)色團(tuán)不是通常認(rèn)為的 I2而是I2I-。(3)碘原子形成線狀的鏈，占據(jù)由直鏈淀粉形成的螺旋形孔道，每個(gè)碘原子相當(dāng)于 3.9個(gè) C6H10O5單位。其它多羥基的化合物，如經(jīng)過發(fā)酵的支鏈淀粉也會(huì)跟碘形成深色的復(fù)雜物質(zhì)。但與直鏈淀粉跟碘呈現(xiàn)顏色的光譜是不同的，這種性質(zhì)曾用于分析測(cè)試。溴化銀用作感光劑溴化銀用作感光劑當(dāng)鹵化銀受到一定波長的光線照射時(shí)，就能分解出金屬銀。X 代表鹵素。反應(yīng)簡單表示如下：2AgX2Ag+X2

12、這個(gè)原理應(yīng)用于照相術(shù)中，制照相膠片時(shí)通常用的是溴化銀。溴化銀對(duì)光敏感，發(fā)生光敏反應(yīng)，是一種感光劑。溴化銀感光劑的制作原理一般是在溶膠存在條件下，使硝酸銀與溴化鈉起反應(yīng)，生成溴化銀晶體。這種晶體是很小的，直徑約為 410-8m。當(dāng)一定波長的光照射到溴化銀晶體時(shí)，只有晶體表面的極少數(shù)的銀離子被還原為銀原子。實(shí)驗(yàn)證明，只要在溴化銀晶體表面有一簇 5 個(gè)銀原子就足以使溴化銀晶體對(duì)還原劑，即對(duì)顯影劑很敏感。在顯影劑作用下，溴化銀晶體中的銀離子都被還原成銀原子，一般只要有 1011 個(gè)銀原子就可以形成成像的黑點(diǎn)。當(dāng)顯影以后，再用定影劑把沒有曝光的溴化銀晶體溶解掉。通常使用的定影劑是硫代硫酸鈉(Na2S2O

13、3)，這個(gè)反應(yīng)可以表示如下：2Na2S2O3+AgBr=Na3Ag(S2O3)2+NaBrAg(S2O3)23-的溶解度是相當(dāng)大的，所以用 Na2S2O3可以把不溶性的 AgBr 洗去。溴化銀的光敏反應(yīng)只有當(dāng)感受藍(lán)光或紫外線時(shí)才發(fā)生，不能感受波長較長的紅光和綠光。所以這種膠片有人叫它“色盲片” 。如果在乳劑中加入感受綠光(感綠)和感受紅光(感紅)的增感染料，增感染料能把吸收的綠光和紅光的能量傳遞給溴化銀，使溴化銀能夠感受全部可見光，也就是獲得全色敏感的能力，這種膠片就叫“全色片” 。彩色片是利用三補(bǔ)色黃、紅、青的迭加形成各種顏色的原理而制成的膠片。加在溴化銀乳劑里的成色劑(染料中間體)有三種，

14、分別調(diào)和在迭加在一起的三層乳膠中。當(dāng)彩色片曝光以后，曝過光的銀離子使顯影劑氧化，自己還原為金屬銀。被氧化的顯影劑跟多種成色劑起作用，分別生成顯黃色、紅色或青色的物質(zhì)。再經(jīng)定影，洗去沒有起反應(yīng)的溴化銀，就成了彩色負(fù)片。把上述過程用感光紙重復(fù)一次，就得到正片，顯出景物的原來色彩了。鹵族元素鹵族元素一、選擇題一、選擇題1 將碘水和下列試劑混和振蕩，靜置后上層為紫紅色的是（ D D ）A酒精B溴水CCCl4D汽油2 2按氟氯溴碘的順序，下列說法正確的是（ A A ）A原子核外電子層數(shù)依次增多B原子半徑逐漸減小C原子得電子能力依次增強(qiáng)D對(duì)應(yīng)簡單離子的還原性依次減弱3 3用溴化鈉溶液制取單質(zhì)溴，適宜采用的

15、方法是（ C C ）4下列各組微粒中，按氧化性由強(qiáng)到弱的順序排列的是（ A A ）AF，Cl， Br BF-， Cl-，Br-CNa，Mg，AlDBr，Cl，F(xiàn)4 4下列各組微粒中，按氧化性由強(qiáng)到弱的順序排列的是（ A A ）AF，Cl， Br BF-， Cl-，Br-CNa，Mg，AlDBr，Cl，F(xiàn)5 5光照能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（ C C ）AH2與 Br2蒸氣混合氣BMnO2和濃鹽酸混合物CNaBr 與 AgNO3反應(yīng)生成的難溶物DH2和 O2的混合氣6 6有 A，B，C 三種氣體，它們是 Cl2，HCl，HBr，但不知 A，B，C 究竟是哪種，但知A，B 混合可發(fā)生反應(yīng)，則下面敘述正確的

16、是（ D D ） AC 絕不是 HClBA 和 B 能確定CA 可能是 HClDC 不是 Cl2，HBr7 7向碘化鉀溶液中加入硝酸銀溶液，直到剛好完全反應(yīng)，濾去沉淀，所得濾液(不考慮過濾時(shí)的損失)的質(zhì)量恰好等于反應(yīng)前原碘化鉀溶液的質(zhì)量，則加入硝酸銀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（ A A ）A72.3B50C48.3D388下列關(guān)于鹵素的說法中，不正確的是（ CD ） A.由于鹵素單質(zhì)具有較高的化學(xué)活性，因此在自然界中都以化合態(tài)存在B.都能與 H2化合，形成氣態(tài)的鹵化氫C.都與水發(fā)生歧化反應(yīng)，生成次鹵酸和鹵化氫D.都具有強(qiáng)氧化性，與鐵反應(yīng)都生成三鹵化鐵 FeX39砹（At）是原子序數(shù)最大的鹵族元素，砹或砹

17、的化合物最不可能具有的性質(zhì)是（ B ） A.常溫下單質(zhì)是固態(tài)，顏色比碘單質(zhì)深B.HAt 是不穩(wěn)定的弱還原劑C.NaAt 溶于水，AgAt 不溶于水D.單質(zhì)砹易溶于某些有機(jī)溶劑10甲、乙、丙三種溶液各含有一種鹵離子 X-（X-為 Cl-、Br-或 I-） 。向甲中加淀粉溶液和氯水，則溶液變?yōu)槌壬辉偌颖芤?，顏色無明顯變化，則甲、乙、丙依次含有（ B ）A.Br- 、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl-C.I-、Br-、Cl-D.Cl-、I-、Br-二、填空題二、填空題11下列每小題有左右兩欄。左欄中只有一項(xiàng)跟右欄中的四項(xiàng)相關(guān)。把這一項(xiàng)的編號(hào)及右欄中同它不相關(guān)的一項(xiàng)的編號(hào)填在括號(hào)中左欄右欄A氯氣 密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下比空氣大B氟化氫 水溶液呈酸性C氯化氫 實(shí)驗(yàn)室制取它的反應(yīng)容器是燒瓶D溴化氫 實(shí)驗(yàn)室制取它的原料之一是氫鹵酸能腐蝕玻璃( ( A A ) )12溴化鈉溶液中滴入氯水，再加汽油或苯，振蕩、靜置，上層呈( ( 橙紅橙紅 ) )色，下層呈( ( 無無 ) )色；碘化鉀溶液中滴入溴水少量，再加四氯化碳，振蕩后靜置片刻，上層呈(