卤素
1.卤族元素
卤族元素包括:F、Cl、Br、I、At。 它们的原子最外电子层都有7个电子, 因此它们的化学性质相似,都具有强氧化性。由于原子核外电子层数不同, 因此它们的性质也存在着差异。
(1)相似性
①与金属反应:2Fe 3Br2=2FeBr3,Fe I2=FeI2
②与非金属反应:H2 F2=2HF,2P 3Br2=2PBr3
③与水反应:H2O Br2=HBr HBrO(程度更小);2F2 2H2O=4HF O2↑(剧烈、完全)
④ 与碱反应:2NaOH Br2=NaBr NaBrO H2O;2NaOH I2=NaI NaIO H2O(注:也可生成NaI和NaIO3)
(2) 相异性(变化规律)注意点:
①F2 的氧化性特别强,因此F-的还原性特别弱。
②Br-、I- 都有较强的还原性,都能被浓H2SO4和HNO3氧化,因此用NaBr和浓H2SO4反应制HBr时,其中含有Br2蒸气和SO2气体,应用浓H3PO4代替浓H2SO4制HBr。用浓H2SO4几乎不能制取HI, 所以必须用浓H3PO4和KI等反应制HI。
③HX都极易溶于水,在空气中形成白雾。
2.两类置换反应
(1)金属间的置换: 活泼金属置换不活泼金属。
Fe CuSO4=FeSO4 Cu反应意义:①说明金属活动性强弱;②制备金属。
(2) 非金属间的置换:活泼非金属置换不活泼非金属。
2NaBr Cl2=2NaCl Br2;2KI Br2=2KBr I2;2F2 2H2O=4HF O2↑意义:①比较非金属单质活泼性强弱;②制备非金属单质。溴和碘在水中溶解性均很弱,而在某些有机溶剂中(如:苯、汽油、四氯化碳)则易溶。
注: 溶液的颜色与浓稀有关,浓溶液颜色深,稀溶液颜色浅,如饱和溴水为红棕色,而很稀的溴水则为浅黄色。
4.萃取
(1)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它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来。
(2)操作步骤:①混合振荡,②静置分层,③分液。使用的仪器是分液漏斗。
(3)注意点:①萃取剂必须具备两点:a.与溶剂不相溶,b.溶质在萃取剂中的溶解度较大。
注:酒精易溶于水不能做水溶液萃取剂,苯和汽油比水轻,CCl4比水重。②萃取常在分液漏斗中进行,分液是萃取操作中的一个步骤。③ 分液时,打开分液漏斗的活塞,将下层液体从漏斗颈放出,当下层液体刚好放完时要立即关闭活塞,不要让上层液体流出,上层液体从分液漏斗上口倒出。
5.氟化氢(1)性质
①有剧毒的无色气体,极易溶于水。氢氟酸为弱酸(其它氢卤酸均为强酸)。
②与SiO2反应:SiO2 4HF=SiF4↑ 2H2O 注: 此反应为HF的特性, 换成HCl则与SiO2不反应。 氢氟酸能腐蚀玻璃,用于玻璃刻字。 氢氟酸应保存在铅制容器或塑料容器中。
(2)制法 CaF2 H2SO4(浓)=2HF↑ CaSO4 此反应不能在玻璃器皿中进行,为什么?CaF2是萤石的主要成分,它不溶于水,是氟元素的重要资源。
6.卤化银
除AgF外, 其它卤化银均不溶于水和稀HNO3,是检验X-的原理。
Ag Cl-=AgCl↓(白色);Ag Br-=AgBr↓(浅黄色);Ag I-=AgI↓(黄色)
注意点:①3Ag PO43-=Ag3PO4 (黄色)。但Ag3PO4溶于HNO3:Ag3PO4 2H =3Ag H2PO4-
②AgX(除AgF) 见光易分解成银和卤素单质。 AgBr和AgI可做感光材料或变色镜。反应及现象为:2AgCl = 2Ag Cl2;2AgBr = 2Ag Br2;2AgI = 2Ag I2 固体逐渐变成黑色,这是单质银的小颗粒。
1.卤素单质在不同的溶剂中分别呈什么颜色?Cl2在水中溶解度较大,它在水中和有机溶剂中均呈黄绿色,与气态颜色相近。Br2、I2在水中溶解度较小,所以它们在水中颜色较在有机溶剂中的颜色浅。具体为: