13卤素

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名称 13卤素
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文件大小 58.6KB
资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 化学
更新时间 2013-09-28 13:11:36

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文档简介

年 级 高一 学 科 化学 版 本 苏教版
内容标题 卤素
编稿老师
【本讲教育信息】
一. 教学内容:
卤素
二. 教学目标:
1. 卤素结构的相似点和递变性。
2. 卤素单质的物理性质。
3. 卤素单质的化学性质及递变性。
4. 卤化银和含碘化合物的主要化合物。
5. 了解可逆反应的含义。
三. 教学重点、难点:
重点:卤素性质变化规律。
难点:可逆反应的涵义。
四. 知识分析:
1、卤族元素的原子、分子、离子结构的比较:
(1)相似性
卤原子最外层均为7个电子,其离子最外层为8个电子,其分子都是双原子分子。其离子半径均大于相应原子的半径,如Cl-离子半径大于Cl原子半径。
(2)递变性
从FI,随着核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径依次增大,其离子半径也依次增大,即离子半径。
2、卤素单质物理性质的比较
(1)相似性
均有颜色、均有毒,在水中的溶解性均较小(F2除外),均易溶于苯、汽油、CCl4等有机溶剂。
(2)递变性
按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,随分子量的增大从气态→液态→固态,颜色依次变深,密度依次增大,熔、沸点依次升高,溶解度( F2除外)逐渐减小。
(3)特性
F2有剧毒,Cl2易液化,Br2易挥发,I2易升华。
(4)卤素单质在不同状态及不同溶剂中的颜色
状态 F2 Cl2 Br2 I2
标准状况 淡黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色
气态 淡黄绿色 黄绿色 红棕色 紫色
水溶液 淡黄绿色 黄色→橙色 深黄色→褐色
有机溶剂 黄绿色 橙色→橙红色 紫色→深紫色
碘酒为褐色。
3、卤素单质化学性质的比较
(1)相似性
卤素原子最外电子层上都有7个电子,原子半径较小,在化学反应中易得到1个电子,所以卤族元素都是活泼的非金属元素,卤素单质都有较强的氧化性,都是强氧化剂。
①都能跟金属反应生成金属卤化物
2Na +X2=2NaX
与K、Ca、Mg、Al、Zn等有类似反应。
F2、Cl2、Br2把Fe、Cu氧化到高价态。
②都能跟氢气反应生成卤化氢
H2+X2==2HX
③都能跟磷等非金属反应
如:2P+3Cl22PCl3
PCl3+Cl2 == PCl5
④都能跟水发生反应
H2O+X2==HX+HXO
X2表示Cl2、Br2、I2。
⑤都能跟强碱溶液反应
X2+2NaOH(稀、冷)==NaX+NaXO+H2O
3X2+6KOH(浓、热)==5KX+KXO3+3H2O
X2表示Cl2、Br2、I2 。
(2)递变性
卤族元素按F、Cl、Br、I的顺序,核电荷数逐渐增多,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的引力逐渐减弱,卤素原子得电子的能力逐渐减弱,所以卤素的非金属性逐渐减弱,其单质的氧化性逐渐减弱。
按照F2、Cl2、Br2、I2的顺序
①与金属化合的能力逐渐减弱 F2与所有的金属都能反应。Cl2跟所有的金属几乎都可以反应,有时需要加热。Br2、I2跟除Ag、Pt、Au外的金属都可反应,有时需要加热。
②与H2化合的能力逐渐减弱 F2与H2在冷暗处就能剧烈化合而爆炸。Cl2与H2在强光照射或点燃时剧烈化合而爆炸。 Br2蒸气与H2加热时缓慢地反应,生成的HBr比较不稳定。I2蒸气与H2在持续加热时缓慢地化合,生成的HI同时分解。
③跟水反应的剧烈程度逐渐减弱 F2与水剧烈反应放出O2:2F2+2H2O==4HF+O2。Cl2与水在光照下缓慢反应放出O2:Cl2+H2O==HCl+HClO,2HClO2HCl+O2。Br2与水反应比Cl2与水反应的弱,I2与水只起很微弱的反应。
(3)卤素间的相互置换
置换能力。
可知氧化性,还原性。
可知氧化性,还原性。
综合起来,氧化性,还原性。
注意:因为F2的化学性质特别活泼,不能从氯化物的水溶液中置换出氯,F2先与水反应,F2只能从熔融态氯化物中置换出氯。
(4)卤素单质的化学特性
①F2很活泼,能与稀有气体发生反应,如:
F2 + Xe XeF2(白色固体)
②氟无正价,F2与水反应不生成次卤酸,F2与碱反应不生成次卤酸盐。
2F2 + 2H2O == 4HF +O2
2F2+2NaOH2NaF+H2O+OF2(气体)
③I2遇淀粉溶液显蓝色。
4、卤化氢性质的比较
(1)相似性
①均是无色有刺激性气味的气体。
②均极易溶于水,其水溶液是氢卤酸。
③氢卤酸均易挥发,在空气中冒白雾。
④氢卤酸具有酸类的通性(H+的性质)、氧化性(H+的氧化性)和还原性(X-的还原性)。
(2)递变性
①按HF、HCl、HBr、HI的顺序,稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。HF的还原性极弱,几乎不能被已知的化学药品氧化。
②氢卤酸的酸性:,氢氟酸是弱酸,氢氯酸(盐酸)、氢溴酸和氢碘酸均是强酸。
(3)特性
HF有剧毒,氢氟酸可腐蚀玻璃。
5、X-(卤离子)的检验
试剂 AgNO3溶液、稀HNO3。
操作 取待检溶液少量于试管中,再滴入少量用稀HNO3酸化的AgNO3溶液。
现象与结论 若有白色沉淀生成,说明原溶液中含有Cl-;若有浅黄色沉淀生成,说明原溶液中含有Br-;若有黄色沉淀生成,说明原溶液中含有I-。
6、萃取和分液
(1)萃取的原理
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另一种溶剂里提取出来。
注意:萃取剂必须与原溶剂(一般是水)不相溶,溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度。
(2)分液
把两种互不相溶且密度不同的液体混合物(可分成上下两层)从界面处分离开的操作。使用的仪器是分液漏斗。
萃取和分液是两码事儿,但在操作时有密切联系。萃取常在分液漏斗中进行,萃取后都要进行分液。
(3)操作步骤(萃取与分液结合进行)
混合振荡→静置分层→分液
分液时,打开分液漏斗的活塞,将下层液体从分液漏斗颈慢慢流出,当下层液体刚好流完便立即关闭活塞,不要让上层液体流出。上层液体要从分液漏斗上口倒出。
7、卤化银的感光性
2AgX2Ag+X2
按AgF、AgCl、AgBr、AgI的顺序,见光分解的速率渐快。
【典型例题】
[例1]砹是核电荷数最大的卤族元素,推测砹及其化合物最不可能具有的性质是( )
A.HAt 很不稳定 B.砹是白色固体
C.AgAt不溶于水 D.砹易溶于某些有机溶剂
解析:根据卤族元素的递变规律:氢化物稳定性递减,A正确;颜色逐渐加深,B错误;AgX除AgF外均不溶于水,C正确;Br2、I2易溶于有机溶剂,D正确。
答案:B
点评:本题考查卤素单质及化合物的性质递变规律。能运用所学知识推测没有学过的元素及化合物的性质是思维发展增长的一个重要方面。
[例2]甲、乙、丙三种溶液各含有一种X-(X-为Cl-、Br-、I-)。向甲中加淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl-
C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-
解析:本题考查卤素单质及化合物间置换的规律以及某些溶液的特征颜色。
非金属置换反应规律是:非金属性较强的单质能从盐溶液中(或酸溶液中)把非金属性较弱的非金属置换出来。据此可得反应:Cl2+2KBr====2KCl+Br2;Br2+2HI====2HBr+I2等等。往甲中加入淀粉溶液和氯水,淀粉不显蓝色,证明甲中不含I-;溶液显橙色,证明甲中含Br-;再加丙溶液,无明显变化,表明丙中不含I-。综上所述,甲中含Br-,乙中含I-,丙中含Cl-。
答案:B
点评:卤素单质的典型性质是中学化学的重要内容,同学们必须重点掌握并能灵活运用判断。
[例3]已知Br2跟NaOH溶液的反应类似Cl2跟NaOH溶液的反应。用溴水作试剂可以将下列各组中的溶液鉴别出来的是( )
A.水、汽油、酒精 B.AgNO3、NaOH、KI
C.NaCl、NaBr、NaI D.汽油、酒精、NaOH
解析:该题涉及某些物质的物理性质和化学性质。汽油能夺取溴水中的溴而汽油与水不互溶,得到分层现象,且上层橙色,下层几乎无色,酒精、水均与溴水互溶,得到的溶液显橙黄色,NaOH与Br2反应使溶液为无色。在A、D两个选项中,A不能区别,D组能用溴水区别,B组有三个反应出现三个不同的现象,即浅黄色沉淀;溴水褪色;溶液显褐色。故B组能区别,C组前两种无反应,现象相同,故不能区别,答案为B、D。
答案:BD
点评:溴水是中学常用试剂,能使溴水褪色的物质主要有以下几类:①活泼金属类,能跟Br2化合使其褪色;②碱性溶液,如NaOH、Na2CO3溶液;③强还原剂类,如SO2等。在今后的学习中同学们应不断积累。
特别提出的是,Br2虽跟KI溶液反应,但溶液并不褪色。请同学们自行思考为什么。
[例4]溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质,它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物,它也能与水发生以下反应:IBr+H2O====HBr+HIO,下列有关IBr的叙述中,不正确的是( )
A.在很多反应中IBr是强氧化剂
B.IBr与水反应时既做氧化剂,又做还原剂
C.IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀
D.IBr与NaOH溶液反应时,生成NaBr和NaIO
解析:此题是一道信息题,题中给出了三点信息:(1)溴化碘(IBr)暗示Br呈-1价,I呈+1价;(2)IBr性质与卤素相似;(3)IBr与水反应生成HIO和HBr。由(2)可知,IBr是一个强氧化剂。分析IBr中各元素的化合价,确定碘为+1价,溴为-1价。再结合(3),可知IBr与水的反应不是氧化还原反应,而是复分解反应。因此,A、C、D正确,B不正确。
答案:B
点评:破解信息题,最重要的是要清楚题目给了什么信息以及怎样运用这些信息来解决问题。因此,认真读题、仔细审题及注意排除思维定势所带来的错误干扰就成了关键所在。如上题,如果只注意了信息(2)的话,就可能错误地认为:既然与卤素性质相似,那么,IBr与水的反应就应该是自身氧化还原反应。显然,这是一个审题不仔细及思维定势所引发的错误。要知道,相似并不等于“相同”,相似只能意味有类似的性质而同时也存在差别。
信息题并不复杂,关键是要读懂并能够运用信息。
[例5]如何除去下列物质中混有的少量杂质。
(1)氯化钠溶液中混有溴化钠。
(2)氧气中混有氯气和水蒸气。
(3)氯气中混有氯化氢和二氧化碳。
(4)氯化氢中混有氯气。
解析:(1)用氯气可以置换出溴。但要考虑溴如何除去 通入的过量Cl2如何除去 其答案为:往氯化钠溶液中通入足量的氯气,跟溴化钠反应,置换出溴。然后用CCl4将水溶液中的溴分离出来,并用分液漏斗把水溶液和溴的四氯化碳溶液分开。最后加热氯化钠溶液,使氯气从溶液中逸出。(2)可利用氯气跟碱溶液反应除去氯气,再用浓H2SO4将气体进行干燥。方法是让含有Cl2和水蒸气的氧气依次通过盛有氢氧化钠溶液和浓硫酸的洗气瓶。(3)解题的关键是寻找既能吸收CO2,又不与Cl2反应的试剂,若能同时吸收HCl,当然更理想。其答案为:让含有氯化氢和二氧化碳的氯气依次通过饱和食盐水、次氯酸钙固体和浓硫酸即可制得纯净的氯气。反应方程式为:Ca(ClO)2+H2O+CO2====CaCO3↓+2HCl,Ca(ClO)2+4HCl====2Cl2↑+CaCl2+H2O。(4)将混有Cl2的氯化氢气体通过红热的铜屑(或铁屑),气体冷却后,就得纯氯化氢。Cu+Cl2====CuCl2。
点评:同学们对混合物的除杂不能停留在初中水平上,所加试剂不可能完全适量,过量试剂怎么办 引入水蒸气怎么办 通过本例,同学们可以慢慢领悟这些问题。
【模拟试题】
一. 选择题
1. 把含有某一种氯化物杂质的MgCl2粉末95mg溶于水后,与足量AgNO3溶液反应,生成AgCl沉淀300mg,则该MgCl2 中的杂质可能是( )
(A)NaCl (B)AlCl3 (C)KCl (D)CaCl2
2. 0.1摩尔红磷在一定量的氯气中燃烧,其质量增加15克,所生成的物质是( )。
( A )PCl3和PCl5 ( B )只有PCl3
( C )只有PCl5 ( D )无法判断
3. 现用MnO2和浓盐酸反应制取氯气,再用铜粉和氯气反应制取少量CuCl2,其实验流程示意图如下:
(1)装置②中应选用的试剂为( )
(A)浓硝酸 (B)水 (C)碱石灰 (D)饱和食盐水
(2)若装置⑤中所选用的试剂只能从下述试剂中选择,你认为最合适的是( )
(A)NaBr溶液 (B)纯水 (C)KMnO4溶液 (D)Na2SO3溶液
4. 下列物质在一定条件下能起漂白作用的是( )
(1)Ca(ClO)2 (2)NaClO (3)HClO (4)湿Cl2 (5)NaCl
(A)全部; (B)除(5)外; (C)(1)(2)(3); (D)(1)(3)
5. 两种金属的混合物50g,恰好与71g氯气完全反应,这两种金属可能是( )
(A)Zn、Fe (B)Mg、Al (C)Al、Cu (D)Zn、Cu
6. 下列物质中,同时含有氯分子和氯离子的是( )
(A) 氯水 (B) 氯酸钾溶液 (C) 氯化钠溶液 (D)液氯
7. 用向上排气法收集氯气时,可用来检验氯气是否集满的方法是( )
(A)观察黄绿色气体是否充满集气瓶
(B)用手轻轻扇动瓶口气体,嗅一嗅有无刺激性气味
(C)把湿润的淀粉碘化钾试纸伸到瓶口,看其是否变蓝
(D)把余烬的木条伸到瓶口
8. 关于新制的氯水和久置的氯水,说法不正确的是( )
(A)新制的氯水呈黄绿色,久置的氯水无色
(B)新制的氯水漂白作用强,久置的氯水漂白作用很弱或消失
(C)新制的氯水中没有氯离子,久置的氯水中才含有氯离子
(D)新制的氯水中含氯气多,久置的氯水中含有极少量的氯气或不含氯气
9. 下列变化不能直接实现的是( )
(HCl)→(Cl2)→[Ca(ClO)2]→(HClO)→(CO2)
(A)HCl→Cl2 (B)Cl2→Ca(ClO)2
(C)Ca(ClO)2→HClO (D) HClO→CO2
10. 用冷的或逐渐加热的浓盐酸处理下列化合物时,不能把氯离子氧化成氯气的是( )
( A )KMnO4 ( B )MnO2 ( C )NaClO ( D )SiO2
二. 填空题
1. 用下面具体的实验证明新制的氯水中含有Cl2、H2O、HClO、HCl……微粒的存在。
(1)把湿润的碘化钾淀粉试纸放在新制的氯水上方,观察试纸变_____说明有____存在,进行的化学方程式是____________。
(2)取少量氯水于试管中,加入AgNO3溶液,观察到有_____生成,再加稀HNO3_____,证实有_____,进行的化学方程式是_____。
(3)取少量氯水于试管中,加入少量白色无水硫酸铜粉末,可以观察到由____色变为____色,说明有_____存在。
(4)把红色的布条放入新制的氯水中,过一段时间后,布条的颜色____,证明有_____存在。
2. 氯水中含有多种成分,将紫色石蕊试液滴入新制的氯水中,溶液先呈____色,起作用的成分是____;过一会儿,溶液的颜色逐渐____,起作用的成分是____。往氯水中滴加硝酸银溶液可产生________,起作用的成分是____。
三. 计算题
某溶液中含一种铁的氯化物1g,与过量硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀2.65g,则此溶液中铁的氯化物是什么?
【试题答案】
一、选择题
1、 B 2、 A 3、 1:D 2:D 4、 B
5、 AC
6、 A
7、 C
8、 C 9、 D 10、 D
二、填空题
1、 (1)蓝,Cl2,Cl2+2KI===2KCl+I2
(2)白色沉淀,沉淀不消失,Cl-(HCl),HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
(3)白,蓝,水(H2O) (4)褪去,HClO
2、红,H+,消失,HClO,白色沉淀,Cl-
三、计算题
解:设该氯化物的化学式为FeCln
根据 FeCln+nAgNO3==== Fe(NO3)n+nAgCl↓
n=3
即氯化物化学式为FeCl3