元素化学-卤素讲义 - 图文

卤素

第一节 卤素

一、卤素的通性

周期表第ⅦA族包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At）五种元素，统称卤素。其中砹（At）为放射性元素，高中阶段不要求掌握。

1、原子结构：最外层电子均为7个，随着原子序数的递增电子层数依次增加，原子半径依次增大（在各周期中原子半径均最小）。最外层电子排布依次是2s22p5、3s23p5、（3d10）4s24p5、（4d10）5s25p5。

2、元素性质：均为活泼非金属，最低价-1，最高价+7（F除外，一般不显正价）。随着原子序数递增和半径的增大，原子得电子能力依次减弱，非金属性依次减弱。 3、单质性质

卤素单质的物理性质及递变规律 F2 Cl2 Br2 I2

颜色 浅黄色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 状态 熔沸点 易挥发 易升华 溶解性 密度 浅气 气 液 低与水剧烈反应 与水反应 难溶于水，易溶于有机溶剂 小深 固 高 大

卤素的化学性质及递变规律 氧化性（非金属性） 与氢气化合的难易 氢化物的稳定性 氢卤酸的沸点 卤化氢水溶液酸性 弱酸 与水反应 与金属反应 与碱反应 F2 强易强HF有氢键最高 低易强生成O2 Cl2 Br2 I2 弱 难 弱 高 强酸 强酸 强酸 难 弱 均发生歧化反应 特殊性：Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液态易挥发且有毒性，通常情况下用水封来保存。I2易升华，遇淀粉变蓝，能硫代硫酸钠反应，用于中和滴定，两者均易溶于有机溶剂（苯，四氯化碳等）中，氟元素无正价。

二、氯气及其化合物的性质 1、 氯气的性质

氯气能与H2反应，与绝大多数的金属反应，与非金属反应，并能与多种非金属直接化合如（S、P），与水反应，与碱反应，与其他卤化物反应，与其他还原剂反应，与有机物反应。干燥的氯气或液氯不能与铁发生反应，所以工业上常把干燥的液氯储存在刚瓶中。 （2011年上海高考第9题）

氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式34.969×75.77%+36.966×24.23% =35.453中（C）

A．75.77%表示35Cl的质量分数 B．24.23%表示35Cl的丰度 C．35. 453表示氯元素的相对原子质量 D．36.966表示37Cl的质量数

2、 次氯酸 （1）强氧化性

a 能氧化S2-、Fe3+、SO32+等具有还原性的物质。 b 能使有机色素分子氧化而变成无色物质。 c 具有杀菌消毒能力。 （2）弱酸性

-与碳酸比较电离能力有如下关系：H2CO3>HClO>HCO3，

请分析下列反应：少量二氧化碳通入NaClO溶液中：NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO 氯气通入碳酸氢钠溶液中： Cl2 + NaHCO3 = NaCl + CO2↑+ HClO （3）见光易分解

2HClO 2HCl + O2↑

（2004年上海高考第6题）下列物质中不会因见光而分解的是（） A.NaHCO3 B.HNO3 C.AgI D.HClO 答案：A

（2009年上海高考第17题）根据右表提供的数据，判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合

溶液中，各种离子浓度关系正确的是（）

A．c(HCO3?)?c(ClO?)?c(OH?) B．c(ClO?)?c(HCO3?)?c(H?)

C．c(HClO)?c(ClO?)?c(HCO3?)?c(H2CO3) D．c(Na?)?c(H+)?c(HCO3?)?c(ClO?)?c(OH?)

答案：A

3、漂白粉的成分（CaCl2和Ca（ClO）2的混合物） (2001年上海高考第1题)漂白粉的主要成分是（）

A.Ca(OH)2 B.Ca(ClO)2 C.CaCl2 D.CaCO3

答案：B

4、氯气的制备

（1）实验室制备法：实验室常用强氧化剂如MnO2、KMnO4、KClO3等氧化浓盐酸来制备Cl2

4HCl(浓) + MnO2MnCl2 + Cl2 + H2O

除杂质：盛食盐水或水的洗瓶除去HCl 干燥：盛浓硫酸的洗瓶除去水蒸气

检验：Cl2可用湿润的淀粉碘化钾试纸在瓶口检验，如果试纸变蓝，即说明Cl2已收集满 收集：向上排空气法或排饱和食盐水法 尾气处理：多余的Cl2通入NaOH溶液中

例：检验氯化氢气体中是否含有Cl2，可采用的方法是（） A、用干燥的蓝色石蕊试纸 B、用干燥有色的布条 C、将气体通入硝酸银溶液 D、湿润的淀粉碘化钾试纸 答案：B

例：实验室用20mL 10mol/L的浓盐酸与足量的8.7g MnO2反应制取氯气，请问所得氯气的

物质的量为（）

A、0.05mol B、<0.05mol C、0.1mol D、无法判断 答案：B

（2）工业制法： 电解饱和食盐水：

2NaCl + 2H2O反应原理：阳极：

通电2Cl- - 2e2NaOH + Cl2 + H2Cl2通电

+2H + 2e阴极：

H2

总反应式：

2NaCl + 2H2O2NaOH + Cl2 + H2产品：阳极：Cl2 阴极：NaOH和H2

（2005年全国高考第11题）关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（）

A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴人KI溶液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液，溶液呈无色

D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后落液呈中性 答案：B

电解熔融的氯化钠：

2NaCl(熔融)通电2Na+ Cl2

5、液氯和氯水：液氯为纯净物，由Cl2组成，性质与氯气相同。氯水是氯气溶于水的混合物，新制氯水由Cl2、H2O、HClO、ClO-、H+、Cl-等组成。

氯水的性质：a只考虑Cl2的性质，实验室为了方便经常用氯水代替氯气，用新制的氯水与KBr、FeCl2、H2S等反应。

b、只考虑H+的性质，向NaHCO3溶液中加入适量的氯水，有气泡产生就是利用盐酸的强酸性。

c、只考虑Cl-的性质，向AgNO3中加入适量的氯水，有白色沉淀生成，就是利用了Cl-的性质。

d、只考虑HClO参与反应，将氯气滴在红色纸条上，可使红色褪去，便是HClO将色素氧化的结果。

e、考虑Cl2和H2O同时参与反应，将SO2通入氯水中，氯水的浅黄色褪去生成硫酸和盐酸。f、考虑HCl和HClO同时参与反应，往新制的氯水中滴加入紫色石蕊试液时，溶液先变红再褪色，便是盐酸的强酸性和次氯酸的强氧化性的具体体现。 g、氯水中：Cl2 + H2O向氯水中加入的物质 可溶性的氯化物 浓度变化 c（Cl-）增大 HCl + HClO

平衡移动 左移 应用 用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，用排饱和食盐水法收集Cl2