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高考化学总复习一轮精品课件:《卤族元素》

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卤族元素
       一、非金属元素通论
      1、非金属元素在元素周期表中的位置
        共22种。H元素在左上方,其余都位于右上方
        。
        F为非金属性最强的元素
   2、非金属元素的原子结构特征及化合价
(1)最外层电子数较多,次外层都是饱和结构(2、8或18
电子结构)
(2)原子半径较小。
(3)最高正价等于族序数,最低负价等于族序数减8;有些
有变价
     3、非金属单质
   (1) 晶体类型
    原子晶体:Si、C

    分子晶体:O2、N2、Cl2、S、P4等
  (2)聚集状态

    气态:H2、O2、N2(无色)、Cl2(黄绿色)、F2

    液态:Br2

    固态:I2(紫黑)、S(淡黄)、P4

   (3)同素异形体
   (4)非金属单质的制备
    氧化法     还原法     热分解法      电解法
4、气态氢化物
  5、非金属氧化性的通性

     除SiO2是原子晶体外,其他非金属氧化物固
 态时都是分子晶体。所以它们熔沸点差别较大。


   许多非金属低价氧化物有毒,如CO、NO、NO2
、SO2等不能随便排放于大气中
    非金属氧化物大多为酸性氧化物

    不成盐氧化物(如CO、NO)不溶于水,也
 不与酸、碱反应生成盐和水
   最高价氧化物对应的酸的组成和酸性


  酸性强弱规律:
    同种非金属形成的不同含氧酸,其非金属价
态越高,酸性越强。
不同非金属元素形成最高价氧化物的水化物;元素
的非金属性越强,则酸性越强

可用“强酸制弱酸”的规律
常见酸的酸性规律
     二、氯气

    (一)、氯的原子结构、物理性质
    黄绿色、易液化、比空气重,有刺激性气味
    、有毒的气体。
    (二)、氯气的化学性质
  1、与金属反应
        点燃               棕黄色的烟
  Cu + Cl2             CuCl2
        点燃
2Na + Cl2             2NaCl 黄光,白烟


 2Fe + 3 Cl2             2FeCl3 棕褐色的烟
     2、与非金属的反应
           点燃或
     H + Cl               2HCl
      2   2 光照

           点燃
     2P + 3Cl2             2PCl3  (液) 形成白雾
                                    白色烟雾
                           形成白烟
      PCl3 +  Cl2             PCl5(固
   )3、氯气与水的反应

       Cl2 +H2O     HCl + HClO 
              光照
       2HClO         2HCl + O2
次氯酸性质:      1、不稳定性,       2、强氧化性

            3、弱酸性
4、氯气与碱的反应


    2NaOH+ Cl2             NaClO +NaCl + H2O 

 2Ca(OH)2+2Cl2      Ca(ClO)2 +CaCl2 + 2H2O 

  3Cl2 + 6KOH(浓)       KClO3 + 2KCl+ 3H2O

Ca(ClO)2 + CO2 + H2O      CaCO3↓+ 2HClO

  Ca(ClO)2 + 2HCl      CaCl2+ 2HClO

   3Cl2 +8NH3       6NH4Cl+ N2
 5、与还原性化合物反应

   Cl2 +2NaBr= 2NaCl + Br2

    Cl2 +2KI= 2KCl + I2

    Cl2+ 2FeCl2=2FeCl3

  3Cl2 +6FeBr2      2FeCl3 + 4FeBr3

  3Cl2 +2FeBr2      2FeCl3 + Br2

 Cl2 +SO2 +2H2O      H2SO4 +2HCl

    Cl2 +H2S      2HCl +S
6、与有机物的反应
   取代反应、加成反应
       (三)氯水的多样性和多重性
       1、成分的多样性
       新制的氯水呈黄绿色,有刺激性气味。

在氯水中存在三个平衡:①Cl2+H2O      HCl +HClO

                +    -             +    -
     ②HClO          H  + ClO      ③H2O           H  + OH
   2、化学性质的多重性

                            -
     ①表现Cl2的性质       ②表现Cl   的性质
     ③表现H+的性质        ④表现HClO的性质
(3)液氯、新制氯水、久置氯水的比较

     液氯(或氯气                  氯         水
     )
 分                           混    合    物
  

 类     纯  净 物
                                 新     制  久    置

 成                                      分子: H   O
                 分子:Cl2、HClO、H2O                2
     只有 Cl  分子                                  +
 分         2     离子:H+、Cl-、ClO-、 OH-     离子: H
                                         、Cl-、OH-   
  
 性   有氧化性、        有酸性、强氧化性、能漂            酸性、无
  
     无酸性和         白、消毒、光照时HClO           漂白、消
 质
     漂白性          分解                     毒作用
   (四)、氯气的实验室制法
 1、原理

   MnO2+4HCl (浓)      MnCl2+2H2O+Cl2↑
2、反应装置        3、净化和干燥
             HCl气体    (饱和食盐溶液)

             水蒸气    浓硫酸(无水CaCl2)
             4、收集
              a.向上排气法
              b.排饱和食盐水法
            5、尾气处理

                NaOH溶液
      三、氯化氢和金属氯化物
       (一)、氯化氢
        1、物理性质
     无色、具有刺激性气味的气体,极易溶于水,标准
状况下,1体积的水可以溶解500体积的氯化氢。密度大于
空气,可用向上排空气法收集,在空气中易形成白雾

       2、氯化氢的制法

       3、盐酸的化学性质

    (二)氯离子的检验
四、卤族元素
      (一)、卤族元素的相似性、递变性、特殊性
       1、原子结构
        最外层都为7个电子,易得到一个电子形成稳
      定结构,都具有很强的氧化性。
       但随着原子序数不断增大,原子的电子层数
     增多,原子半径增大,元素的非金属性减弱
      2、物理性质
      单质的颜色逐渐加深,状态遵循气→液→固
      。熔沸点逐渐升高,密度逐渐增大

      溶解性(除F2外)逐渐降低
3、化学性质
  (1)与氢气反应由易到难,而卤化氢的稳定性由
  强到弱,即 HF > HCl > HBr > HI

  (2)均能与金属单质反应生成金属卤化物,除I2外
  ,与变价金属反应时生成高价金属。

  (3)均能和水反应,反应通式(除F2外):
                    X2 + H2O  = HX +HXO;
 (4)均能和碱反应
  (5)单质的氧化性越强,其对应的阴离子的还原性
  越弱,  F-﹤Cl-﹤Br-﹤I- 
  (6)同种卤素含氧酸的酸性规律: 

         HClO4﹥ HClO3﹥HClO2﹥ HClO 
     (7)同种卤素含氧酸的氧化性规律: 

               HClO﹥HClO2﹥ HClO3﹥HClO4 
     (8)不同种卤素含氧酸的酸性和氧化性规律: 
          除F外,最高价氧化物对应的水化物的酸

       性依次减弱:HClO4﹥ HBrO4﹥HIO4  
          同价态卤素含氧酸氧化性依次减弱:
        HClO﹥ HBrO﹥HIO 
    (9)卤化银的溶解性和稳定性规律: 
   AgF易溶于水,其余均难溶于水和稀硝酸,AgCl、AgBr、
AgI颜色逐渐加深,分别为白色、浅黄色、黄色 
   均具有感光性,且逐渐增强
     (10)、CaX2(除CaF2)均易溶于水
     4、卤化氢与氢卤酸: 

共性    均为无色、有剌激性味气体(氟化氢剧毒)  
      均极易溶于水,能形成喷泉 
      浓的水溶液均极易挥发,在液面上方形成白雾 
      水溶液除氢氟酸外,均为强酸 
      均可用高沸点酸与卤化物在加热条件下制得 

    2NaX + H2SO4(浓)      Na2SO4 + 2HX (X:F、
    Cl) 
    3NaX + H3PO4(浓)      Na3PO4 + 3HX (X :Br、I) 
      均可由卤素单质与氢气反应而得到 
差异性 
     卤化氢的热稳定性:HF﹥HCl﹥HBr﹥HI 

     卤化氢和氢卤酸的还原性:HF﹤HCl﹤HBr﹤HI 
     氢卤酸的酸性:HF﹤HCl﹤HBr﹤HI 
特殊性
1、氟元素无正价,无含氧酸。


2、F2能与某些稀有气体反应,能置换出水中的
氧。在水溶液中不能从其他卤化物中置换出相
应的卤素单质

3、氢氟酸为弱酸,但能腐蚀玻璃。

4、Br2是唯一的一种常温下呈液态的非金属单质
,易挥发;I2易升华,遇淀粉溶液变蓝色
5、氯水具有漂白性,但溴水、碘水中HBrO和
HIO很少,漂白性很差 
氯及其化合物的转化关系图 
能使溴水褪色的反应

     能使溴水褪色的无机物


                          2+
      H2S、SO2、Na2SO3、Fe     等

     NaOH等强碱溶液、较活泼金属、 AgNO3等盐溶液

   能使溴水褪色的有机物
   不饱和烃及烃的衍生物;如烯烃、炔烃、油酸、油酸酯
   、植物油等
    石油产品;如裂化气、裂解气、裂化汽油
    苯酚及其同系物
    与含醛基的有机物反应而褪色

     天然橡胶
六、类卤化合物简介 
   1、拟卤素
   :  有少数分子与卤素单质性质相似,故把它们叫做

      拟卤素,如氰(CN)2、硫氰(SCN)2等,
  它们对应的类卤阴离子为CN-、SCN-,在性质上与卤素
  阴离子的性质也相似,
 拟卤素的主要化学性质有
 :   (1)、拟卤素单质具有较强氧化性,氧化性顺序为

  F2﹥Cl2﹥Br2﹥(CN)2﹥(SCN)2﹥I2 
   (2)在水中或碱溶液中易发生岐化反应。

             如:(CN)2 + H2O    HCN + HCNO 
   (3)与金属反应生成一价阴离子的盐。

   如:(CN)2 + 2Na     2NaCN 
  卤素互化物

       指两种不同卤素相互化合形成的化合物,常见

    的卤素互化物有:BrCl、ICl、BrF3、BrF5 

  大多数卤素互化物不稳定,具有比卤素单质(F2除外
)更强的化学活泼性,主要反应有 

   (1)易水解:如:ICl + H2O     HCl + HIO 
   (2)强氧化性:与金属反应,
   如:2R + nBrCl    RCln + RBrn( n为R的化合价) 
     与某些盐的反应,

     如:2NaI + BrCl     NaCl + NaBr + I2 
  (3)与还原性物质反应:

  如:SO2 + 2H2O + BrCl === H2SO4 + HCl + HBr 
 【例】向KI溶液中加入AgNO3溶液,直到刚好完
全反应为止,所得溶液的质量恰好等于原碘化钾溶

液的质量,则AgNO3溶液的质量百分比浓度是
A  27.7%    B  72.3%    C  70.6%    D  29.4% B
【例】现有KCl和KBr的混和物3.87克,将混和物全

部溶于水并加入过量AgNO3溶液,充分反应后生成
6.63克沉淀物,则原混和物中钾元素的质量分数是

A  24.1%    B  25.9%    C  40.3%    D  48.7% C
【例】 Cl2在70℃的NaOH水溶液中,能同时发生
两个自身氧化还原反应,反应完全后测得溶液中

NaClO与NaClO3的物质的量之比为1︰2,则反应

中被氧化的Cl2与被还原的Cl2的物质的量之比为
A. 2︰3    B. 4︰3    C. 10︰3    D. 3︰11

                                  D
      取20克混有MnO2的KClO3,加热至恒重,在一定温
度下,将残留的固体加入10克水中有7.9克固体未溶解,
再加入5克水,仍有5.3克固体未溶,则原混和物中可能

含有的KClO3质量是
       A.14.7克        B.6.9克        C.12.1克        D.17.6克 
                              A D


      取20克混有MnO2的KClO3,加热至恒重,在一定
 温度下,向残留的固体中加入足量的水,仍有5.3克固体

 未溶,则原混和物中可能含有的KClO3质量是
     A.14.7克        B.6.9克        C.12.1克        D.17.6克 
                                A
【例】 F2是氧化性最强的非金属单质,在加热
的条件下,物质的量相等的F2(气)与烧碱完
全反应,生成NaF、H2O和另一种气体,则该
气体是下列中的

A  H2      B  HF      C  OF2       D  O2
例    已知HIO呈两性,其碱式电离可表示为
      HIO   OH-+I+
                         ,若它与盐酸反应
,其化学反应式可表示为
     HIO+HCl=ICl+H   O 
                        2              。
【例】取0.04mol高锰酸钾固体,加热一段时间后收集到
a mol气体,向反应后的残留固体中加入足量浓盐酸,微
热使其充分反应,产生的气体通过饱和食盐水和浓硫酸吸
收后,其物质的量为b mol,设锰元素全部以Mn2+形式存
在,求(a+b) 的最小值。

       答案:4a+2b=0.04×5  (得失电子守恒)
                   2a+b=0.1     
                  a+b=0.1-a  
                 因为0<a<0.02  
              所以a+b最小值为0.08
                 (0.06<b<0.1)


     很长一段历史时期,人们认为溴不会呈现+7价。

1968年有位化学家用发现不久的XeF2和HBrO3反应,
           -
首先制出BrO4    离子,随后在1971年用XeF2和KOH、
KBrO3的水溶液反应,得到了很纯的KBrO4晶体。

(1)已知XeF2跟水反应放出氙气和氧气,氟以化合
态存在于溶液中,试写出化学反应方程式                                          
,氧化剂是      ,被氧化的元素有      。

(2)写出XeF2和含KOH、KBrO3的水溶液反应得到
KBrO4晶体的反应方程式。
(3)根据上述信息指出高溴酸根的稳定性和溶液的
pH值的关系。

 (1)2XeF2+2H2O=2Xe↑+O2↑+4HF    2XeF2     Xe

 (2)XeF2+2KOH+KBrO3=Xe↑+KBrO4+2KF+H2O
 (3)溶液pH值越高,溶液越稳定。
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