卤族元素
[卤族元素] 简称卤素.包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At).在自然界中卤素无游离态,都是以化合态的形式存在.
[卤素单质的物理性质]
颜色 状态
(常态) 熔点、沸点 溶解度(水中) 密度
F2 浅黄绿色 浅
深 气体 低
高 降
低 小
大
Cl2 黄绿色 气体 部分溶于水,并与水发生不同程度反应
Br2 深红棕色 液体 易挥发
I2 紫黑色 固体 升华
说明 (1)实验室里,通常在盛溴的试剂瓶中加水(即“水封”),以减少溴的挥发.
(2)固态物质不经液态而直接变成气态的现象,叫做升华.升华是一种物理变化.利用碘易升华的性质,可用来分离、提纯单质碘.
(3)Br2、I2较难溶于水而易溶于如汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中.医疗上用的碘酒,就是碘(溶质)的酒精(溶剂)溶液.利用与水互不相溶的有机溶剂可将Br2、I2从溴水、碘水中提取出来(这个过程叫做萃取).
[卤素单质的化学性质]
(1)卤素的原子结构及元素性质的相似性、递变性.
氟F 氯Cl 溴Br 碘I
核电荷数 9 17 35 53
原子结构的相似性 最外层上的电子数都是7个
卤素化学性质的相似性 ①氟只有-1价,其余卤素有-l、 1、 3、 5、 7价②单质都具有强氧化性,是强氧化剂③单质均能与H2化合生成卤化氢气体,与金属单质化合生成金属卤化物④单质都能与水、强碱反应,Br2、I2的反应与C12类似
原子结构的递变性 核电荷数
电子层数
少 多
原子半径 小 大
化学性质的递变 性 原子得电子能力
强 弱
单质的氧化性
单质与氢气化合 易 难
单质与水反应 剧烈 缓慢(微弱)
对应阴离子的还原性 弱 强
(2)卤素单质与氢气的反应.
F2 Cl2 Br2 I2
与H2化合的条件 冷、暗 点燃或光照 500℃ 持续加热
反应情况 爆炸 强光照射时爆炸 缓慢化合 缓慢化合,生成的HI同时分解
产生卤化氢
的稳定性 HF>HCl>HBr>HI
(3)卤素单质与水的反应.
①2F2 2H2O =4HF O2(置换反应)
注意:将F2通入某物质的水溶液中,F2先跟H2O反应.如将F2通入NaCl的水溶液中,同样发生上述反应,等等.
②X2 H2O = HX HXO (X=C1、Br、I).
(4)卤素单质间的置换反应.
2NaBr C12(新制、饱和) = 2NaCl Br2 2Br- C12 = 2C1- Br2
说明 加入CCl4并振荡后,液体分层.上层为含有NaCl的水层,无色;下层为溶有Br2的CCl4层,显橙色.
2NaI C12(新制、饱和) =2NaCl I2 2I- Cl2 =2C1- I2
说明 ①加入CCl4并振荡后,液体分层.上层为含有NaI的水层,无色;下层为溶有I2的CCl4层,显紫红色.
②将反应后的溶液加热蒸干灼烧,生成的I2升华,故残留的固体为NaCl(C12足量时)或NaCl和NaI的混合物(C12不足量时).
2NaI Br2 =2NaBr I2 2I- Br2 =2Br- I2
说明 ①加入CCl4并振荡后,液体分层.上层为含有NaBr的水层,无色,下层为溶有I2的CCl4层,显紫红色.
②将反应后的溶液加热蒸干灼烧,生成的I2升华,故残留的固体为NaBr(Br2足量时)或NaBr和NaI(Br2不足量时).
F2 NaX(熔融) =2NaF X2 (X=C1、Br、I)
注意 将F2通入含Cl-、Br-或I-的水溶液中,不是发生卤素间的置换反应,而是F2与H2O反应.
(5)碘单质(I2)的化学特性.I2 淀粉溶液 → 蓝色溶液
说明 ①利用碘遇淀粉变蓝的特性,可用来检验I2的存在.
②只有单质碘(I2)遇淀粉才显蓝色,其他价态的碘无此性质.例如,向NaI溶液中滴加淀粉,溶液颜色无变化.若再滴加新制氯水,因有I2被置换出来,则此时溶液显蓝色.
[可逆反应] 向生成物方向进行的反应叫正反应;向反应物方向进行的反应叫逆反应.在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.
说明 (1)判断一个反应是否是可逆反应,必须满足两个条件:①在同一条件下;②正、逆反应同时进行.如H2 I22HI,生成的HI在持续加热的条件下同时分解,故该反应为可逆反应.而如:2H2 O2 2H2O 2H2O 2H2↑ O2↑ 这两个反应就不是可逆反应.
(2)在化学方程式中,用可逆符号“”表示可逆反应.
[卤化银]
AgF AgCl AgBr AgI
颜 色 白色 白色 浅黄色 黄色
逐 渐 加 深
溶解性 易溶于水 难溶于水,也难溶于稀HNO3
感光性 见光分解:2AgX 2Ag X2 (X=Cl、Br、I)
用 途 ①检验X-:Ag+ X-=AgX↓(试剂为AgNO3溶液和稀HNO3)
②制作感光材料(常用AgBr) ③AgI用于人工降雨
[碘的化合物] 碘的化合物有KIO3(碘酸钾)、KI等.人体中的碘主要存在于甲状腺内,人体如果缺碘,就会患甲状腺肿症(大脖子病).为防止碘缺乏病,最为方便、有效的方法就是食用加碘盐,通常加入的是碘酸钾.