2 卤素
化学高三卤素知识点
化学高三卤素知识点卤素是化学元素周期表中的一组元素，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）和砹（At）。
这些元素具有一些共同的性质和特点，下面将介绍卤素的主要知识点。
1. 卤素的性质：卤素通常以气体或液体形式存在，在常温下仅有碘是固体。
它们具有强烈的颜色，例如氯气呈黄绿色，溴呈红褐色。
卤素的密度较大，溶解性也较好。
2. 卤素的电子结构：卤素位于元素周期表的第17族，具有7个价电子。
由于其电子结构中的一个最外层能级不满，卤素具有强烈的化学反应性。
3. 卤素的化合价：卤素的化合价通常为-1。
它们很容易与金属产生离子化合物，例如氯化钠（NaCl）和溴化钾（KBr）。
此外，卤素也可以形成共价化合物，例如二氧化氯（Cl2O）和四碘化碳（CI4）。
4. 卤素的氧化性：卤素具有不同的氧化性。
在卤素族中，氟的氧化性最强，能氧化其他卤素和很多其他元素。
溴和碘的氧化性较弱，砹的氧化性几乎没有。
5. 卤素的还原性：卤素的还原性依次递增，由氟至砹。
这意味着在卤素族中，氟能被其他卤素还原，而砹则可以被其他卤素还原。
6. 卤素的酸性：卤素气体在水中溶解后会形成酸性溶液。
其中氟酸（HF）是比较强酸，而氯酸（HClO3）、溴酸（HBrO3）和碘酸（HIO3）则呈中强酸性。
7. 卤素的应用：卤素及其化合物在生活和工业中具有广泛的应用。
例如氯用于消毒和漂白，氟被广泛用于制造冰箱和空调中的制冷剂，溴应用于药物和摄影工业，碘用于防腐剂和医药领域，砹则被用作放射疗法的一种。
除了以上列举的知识点，卤素还有许多其他的特性和应用。
它们在化学中扮演着重要的角色，并对我们的日常生活产生着深远的影响。
综上所述，化学高三卤素知识点包括卤素的性质、电子结构、化合价、氧化性、还原性、酸性以及应用等内容。
了解这些知识点有助于我们更好地理解卤素元素的特性和它们在化学反应中的作用。
元素讲义2 卤族剖析
元素讲义2 主族元素——卤素卤素元素：n s 2n p 3 F 、Cl 、Br 、I 、At氟及其化合物一、氟的电负性为4.0，是电负性最大的元素。
氟的化合物存在于人体中：主要存在于牙和骨头中，在自然界中以萤石：CaF 2、冰晶石：Na 3AlF 6和氟磷灰石：Ca 5(PO 4)3F 的矿物存在。
二、单质：1．F 2的化学性质非常活泼它能使玻璃丝（SiO 2）和水在氟气氛中燃烧，产物竟然是氧气： SiO 2 + 2F 2 = SiF 4 + O 2 2H 2O + 2F 2 = 4HF + O 2除了He 、Ne 、Ar 、不与F 2直接反应外，其它物质基本都能与F 2反应例如：Xe + 2F 2 = XeF 4 S + 3F 2 = SF 6F 2 + 2NaOH(2%) = 2NaF + H 2O + OF 2↑ （不是酸酐）三、化合物：1．NaF MgF 2 AlF 3 SiF 4 PF 5 SF 6 (ClF 5)共价型2222MnF NiF CoF ZnF 、、、属于离子－共价型 2． IA 族元素氟化物（除LiF 外）和AgF 、HgF 2、SnF 2易溶于水。
3． Lewis 酸碱反应：2NaF + SiF 4 = Na 2[SiF 6]4．HF(l)（液态氟化氢）和HF(aq)（氟化氢水溶液）(1) HF(l)的自偶电离： 3HF -2HF + H 2F + K = 2.07×10-11 外来的电子排在F 原子上，所以X 的电负性越强，-2HX 越稳定。
-2HF中的键强度是氢键的三倍。
在HF(aq)中也存在-2HF 。
在实验中，使用HF(aq)时要带橡胶手套。
因为HF(aq)会烧坏皮肤，很难愈合。
HF(aq)生成-2HF 的K 为：HF + H 2OH 3O + + F － K 1 = 7.2×10-4 HF + F －-2HF K = 5.1 2HF + H 2O H 3O + + -2HF K = K 1·K 2 = 3.67×10-3(2) HF(l)是强的离子溶剂：a ．给出质子（H +）：C 2H 5OH + 2HF+252OH H C +-2HF CH 3COOH + 2HF(l)32CH COOH ++-2HF+ 2HF(l)HF 2+H H b ．给出F －离子BF 3 + 2HF +-+F H BF 24 +-+=+F H SbF HF 2SbF 265 (3) HF(aq)实际上是中等强度的酸，在HF(aq)中存在-+--14332F H F H F H n n 、、、 等阴离子，根据电荷守恒：][H + = ]F H []F H []HF []F [1322-+---++++n n ，所以HF(aq) 与KOH 中和反应，会有很多产物：KHF 2、KH 2F 3……(4) 由于SiO 2 + 4HF = SiF 4↑+ 2H 2O ，所以氢氟酸应盛放在铅、橡胶，聚乙烯或石蜡等容器中。
化学卤素知识点
化学卤素知识点卤素元素在高中化学教材中处于非常微妙的地位,在教材中,其占据的篇幅比较少,内容也不甚深入,但在高考中却是考查重点,下面是店铺为你整理的化学卤素知识点，一起来看看吧。
化学卤素知识点卤族元素的代表：氯卤族元素指周期系ⅦA族元素。
包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，简称卤素。
它们在自然界都以典型的盐类存在，是成盐元素。
卤族元素的单质都是双原子分子，它们的物理性质的改变都是很有规律的，随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。
卤素都有氧化性，氟单质的氧化性最强。
卤族元素和金属元素构成大量无机盐，此外，在有机合成等领域也发挥着重要的作用。
卤素的化学性质都很相似，它们的最外电子层上都有7个电子，有取得一个电子形成稳定的八隅体结构的卤离子的倾向，因此卤素都有氧化性，原子半径越小，氧化性越强，因此氟是单质中氧化性最强者。
除F外，卤素的氧化态为+1、+3、+5、+7，与典型的金属形成离子化合物，其他卤化物则为共价化合物。
卤素与氢结合成卤化氢，溶于水生成氢卤酸。
卤素之间形成的化合物称为互卤化物，如ClF3、ICl。
卤素还能形成多种价态的含氧酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4。
卤素单质都很稳定，除了I2以外，卤素分子在高温时都很难分解。
卤素及其化合物的用途非常广泛。
例如，我们每天都要食用的食盐，主要就是由氯元素与钠元素组成的氯化物。
卤素单质的毒性，从F开始依次降低。
从F到At，其氢化物的酸性依次增强。
但氢化物的稳定性呈递减趋势。
氧化性：F₂> Cl₂> Br₂> I₂> At₂，但还原性相反。
氟氟气常温下为淡黄色的气体，有剧毒。
与水反应立即生成氢氟酸和氧气并发生燃烧，同时能使容器破裂，量多时有爆炸的危险。
氟、氟化氢和氢氟酸对玻璃有较强的腐蚀性。
氟是氧化性最强的元素，只能呈-1价。
单质氟与盐溶液的反应，都是先与水反应，生成的氢氟酸再与盐的反应，通入碱中可能导致爆炸。
第二章 卤素
第二章卤素第一节氯气一、氯气的性质氯气(Cl2)的分子是由两个氯原子①组成的双原子分子(图2-1)。
氯分子也象氢分子一样，分子里共用电子对处在两个原子核的中间。
氯气是一种非金属单质。
在通常情况下，氯气呈黄绿色，压强为1.013×105帕②时，冷却到-34.6℃，变成液氯。
液氯继续冷却到-101℃，变成固态氯。
[实验2-1] 展示一瓶氯气，瓶后衬一张白纸，以便清晰地观察到氯气的颜色。
氯气有毒，有剧烈的刺激性，吸入少量氯气会使鼻和喉头的粘膜受到刺激，引起胸部疼痛和咳嗽；吸入大量氯气会中毒致死。
实验室里，闻氯气的时候，必须十分小心，应该用手轻轻地在瓶口扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔(图2-2)。
我们已经知道氯原子的最外电子层上有7个电子，因而在化学反应中容易结合1个电子，使最外电子层达到8个电子的稳定结构。
氯气的化学性质很活泼，它是一种活泼的非金属。
1．氯气跟金属的反应氯气跟金属钠的反应很剧烈，这在初中化学里已经观察过。
氯气不但跟钠等活泼金属直接化合，而且还能跟受热的铜等某些不活泼的金属起反应。
[实验2-2] 把一束细铜丝灼热后，立刻放进盛有氯气的集气瓶里(图2-3)，观察发生的现象。
把少量的水注入集气瓶里，用毛玻璃片把瓶口盖住，振荡。
观察溶液的颜色。
可以看到红热的铜丝在氯气里燃烧起来，集气瓶里充满棕色的烟，这是氯化铜晶体颗粒。
这个反应可以用化学方程式表示如下：氯化铜溶解在水里，成为绿色的氯化铜溶液。
溶液浓度不同时，颜色略有不同。
2．氯气跟非金属的反应[实验2-3] 把新收集的一瓶氯气和一瓶氢气(氢气和氯气可以分别收集在透明或半透明的塑料制作的集气瓶里)，口对口地对着，抽去瓶口间的玻璃片，上下颠倒几次，使氯气和氢气充分混和。
拿一瓶氯、氢混和气体作试验，用塑料片盖好，在离瓶约10厘米处点燃镁条，当发生的强光照射混和气体里，可以观察到因瓶里的氯气跟氢气迅速化合而发生的爆炸，把塑料片向上弹起(图2-4)。
卤素介绍
1卤素介绍
卤素(Halogen)相关法令、法规——《蒙特利尔 议定书》修改
� 1987年9月在加拿大蒙特利尔由23个国家共同签署了要求所有国 家参加的《消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，规定了消耗 臭氧层的化学物质生产量和消耗量的限制进程，标志国际社会 认识逐渐一致，并联合行动。 《议定书》有20个条文及1个附件：其主要内容有： � 限制物质为二组8种。 5种： R11 、Rl2 、R113 、R114 、R115 ； � 含氯氟烃 含氯氟烃5 种：R11 R11、 Rl2、 R113、 R114、 R115； 3种， Halon—1211 、Halon—13Ol 、Halon—24Q2 。 � 卤族化合物 卤族化合物3 种，Halon 1211、 13Ol、 24Q2。
1卤素介绍
1卤素介绍
� 卤素（halogen）由于卤素可以和很多金属形成盐 类，因此英文卤素（halogen）来源于希腊语 halos（盐）和gennan（形成）两个词。 � 卤族元素的单质都是双原子分子，它们的物理性质 的改变都是很有规律的，随着分子量的增大，卤素 分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、 沸点、密度、原子体积也依次递增。 � 卤素与氢结合成卤化氢，溶于水生成氢卤酸。 � 卤素单质都很稳定,卤素分子在高温时都很难分解。
2 电子产品中卤素
� 高卤聚合物如PVC等，自身含有卤素，即使 不添加卤系阻燃剂，也会有很高的卤素值。 现在所谓的低烟无卤电缆，一般还是由 PVC 制作，只是没有添加卤系阻燃剂，要想真正 做到“无卤电缆”，除非用无卤材料替代PVC 制作电缆。
2 电子产品中卤素
� PVC（聚氯乙烯） � 聚氯乙烯(PVC)是一种聚合材料(或树脂)， 它是由单体氯乙烯(VCM)多次叠加而成。除 了含氯外，PVC与聚乙烯具有相同的结构， 氯在PVC中占纯聚合树脂的57%。 � PVC在加工过程中遇热会释放出 HCL，燃烧 时产生致癌物质二恶英(DIOXIN).
4-2卤族元素
3．单质碘 (1)碘易升华，常利用该性质来分离提纯碘。 (2)I2遇淀粉显蓝色，可利用该特性来鉴定碘 的存在。 (3)碘与铁反应时，只生成FeI2而不生成FeI3， 其他卤素单质与铁反应时均得到Fe3＋，由此 说明： ①氧化性：Cl2(Br2)>Fe3＋>I2 ②还原性：I－>Fe2＋>Cl－(Br－)
[答案] (1)①KI＋IBr===KBr＋I2 ②C6H6＋ICl―→C6H5I＋HCl或
(2)相对分子质量越大，分子间作用力越强 (3)介于Br2的沸点和IBr的沸点之间
[点悟] 1.一定要注意卤素单质中化合价为 零，而在互化物中，原子序数大的显＋1价， 判断熔、沸点时要理顺结构相似，分子量与 分子间力及熔、沸点的关系。 2．拟卤素的信息迁移题是围绕卤素性质的 相似性和递变性展开的。与卤素的相似性 (如表现单质的氧化性等)，又要注意“拟卤 素”与卤素明显的差异性(如拟卤素的组成 不是一种元素，其各元素的化合价有差别 等)。
[点悟] 解答本题首先要明确溶液中相关离 子的还原性强弱顺序：I－>Fe2＋>Br－>Cl－， 然后根据氧化还原反应的规律分析出相关反 应产物，再充分利用Br2、I2的溶解性及特性 对其进行分离、提纯。
NaCl溶液中混有Na2S和NaI，为了除去杂质， 并将杂质逐一分离，进行如下操作： ①通入Cl2 ②加碘水 ③用CCl4萃取 ④ 过滤 ⑤分液 正确的操作顺序为 ( ) A．①②③④⑤ B．②④①③⑤ C．④⑤③②① D．⑤②①④③
4．下列物质的保存方法正确的是 ( ) A．氯水应盛在棕色细口玻璃塞的玻璃瓶中 B．液溴应盛放在橡胶塞的细口瓶中，且用 水封 C．AgBr应盛放在棕色细口瓶中 D．氢氟酸应放在塑料盖的玻璃瓶中 解析：液溴与橡胶反应，故B项错误，氢氟 酸与玻璃反应，故D项错误。溴化银是固体， 见光易分解，应放在棕色瓶中，但不能用细 口瓶，故C项错误。
卤素化学式
卤素化学式卤素是元素周期表第17族的元素，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）和砹（At）。
这些元素通常以分子式的形式出现，如F2、Cl2、Br2、I2和At2，表明它们是由两个原子构成的。
下面将详细介绍这些卤素的化学式及其性质。
首先是氟（F），它是元素周期表中最轻的卤素，具有原子序数9。
它的化学式为F2，表示它是由两个氟原子构成的分子。
氟是一种高度活泼的非金属元素，常以氟化物的形式存在于自然界中。
氟具有非常强的电负性，是化学中最强的氧化剂之一。
它与几乎所有的元素都能形成化合物，如氟化钠（NaF）、氟化铝（AlF3）等。
氟化物被广泛应用于铝冶炼、水处理、制药等领域。
其次是氯（Cl），它是元素周期表中第17位的元素，具有原子序数17。
氯的化学式为Cl2，表示它是由两个氯原子构成的分子。
氯是一种具有强烈刺激性气味的淡黄色气体，可以通过电解盐水或氯化物来制备。
氯在许多工业和消费品中都有广泛应用，如制造漂白剂、消毒剂、塑料等。
氯离子也是身体内重要的电解质之一，维持着酸碱平衡和正常细胞功能。
接下来是溴（Br），它是元素周期表中第35位的元素，具有原子序数35。
溴的化学式为Br2，表示它是由两个溴原子构成的分子。
溴是一种深红褐色液体，在常温下显著挥发。
溴广泛用于医药、有机合成和照相等领域。
溴离子也是现代医学中常用的造影剂之一，用于X 射线和CT扫描等检查。
之后是碘（I），它是元素周期表中第53位的元素，具有原子序数53。
碘的化学式为I2，表示它是由两个碘原子构成的分子。
碘是一种晶体，呈现出典型的紫色。
碘广泛用于消毒、制造染料和药剂、甲状腺功能检查等领域。
碘是人体必需的微量元素之一，对于身体的正常生长和发育具有重要作用。
最后是砹（At），它是元素周期表中最重的卤素，具有原子序数85。
砹的化学式为At2，表示它是由两个砹原子构成的分子。
砹是一种放射性元素，主要通过核反应制备。
卤素的化学式和性质展示了它们的独特特性和广泛用途。
卤族元素性质递变规律
1．卤族元素性质的相似性和递变性（1）卤素单质随原子序数的递增，颜色逐渐加深，从F2→Cl2→Br2→I2，颜色由淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色，状态由气态→气态→液态→固态；卤素单质固态时均为分子晶体，分子量增大，范徳华力增大，熔沸点逐渐升高。
（2）从F→I，电子层数增多，非金属性减弱，表现为：氧化性F2>Cl2>Br2>I2，还原性I->Br->Cl-。
2．卤素氢化物性质的递变规律（1）还原性按HF、HCl、HBr、HI顺序逐渐增强。
例如：①氟单质只能通过电解法才能制取；②浓硫酸可以干燥HCl气体而不能干燥HBr、HI气体；③FeCl3可使淀粉─KI试纸变蓝色。
（2）水溶液的酸性：卤素氢化物都极易溶于水，且其水溶液的酸性依次增强。
（3）热稳定性按HF、HCl、HBr、HI依次降低。
3．卤化银的溶解性、稳定性及卤素离子的检验（1）在AgX中，只有AgF易溶于水，其余均难溶于水，且按AgCl、 AgBr、 A gI顺序溶解度依次减小。
（2）AgX都不稳定，见光或受热易分解为卤素单质和银，且按AgF、AgCl、 A gBr、 AgI的顺序稳定性依次减弱。
（3）AgCl、 AgBr、 AgI都不溶于稀硝酸，且颜色逐渐加深，分别为白色、浅黄色、黄色，所以，可用硝酸酸化的硝酸银来检验Cl-、Br-、I-的存在。
4．卤素单质的制取（1）氯气的制取①工业制氯气：2NaCl + 2H2O ════ 2NaOH + Cl2↑+ H2↑②实验室制取氯气：以含有Cl-的物质为原料，凡能将Cl-氧化成Cl2的物质都可以作为制取氯气的氧化剂。
如：MnO2 + HCl（浓）；MnO2+ NaCl + H2SO4（浓）；KMnO4 + HCl（浓）；KClO3+ HCl（浓）；HClO+HCl等。
（2）溴的制取①工业制溴（以海水为原料）Ⅰ、通Cl2气将化合态的溴氧化成单质溴：Cl2+ 2 Br- === 2 Cl- + Br2Ⅱ、以硫酸酸化，NaBr与NaBrO3发生反应，结果化合态的溴转化为溴单质5Br- + BrO3- + 6H+ ═══ 3Br2+ 3H2O②实验室制溴一般用NaBr、浓H2SO4、MnO2共热，即：2NaBr + 2H2SO4(浓) + MnO2═══ Na2SO4 + MnSO4 + Br2 + 2H2O 注意：卤素单质对橡胶制品有强腐蚀性，使用橡胶管时玻璃管要靠紧，使用橡胶塞时，要用铝箔包住。
高三 第四章 第2讲 卤素
富集在海水中的元素——卤素
知识梳理·题型构建
氯及其化合物的性质和应用
1．氯气的物理性质
颜色 黄绿色 状态 气体 气味 密度 比空 气大 毒性 溶解性 1体积水溶解 有毒 2体积Cl2
刺激性
注意 实验室里闻有毒气体及未知气 体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动， 仅使极少量气体飘进鼻孔。
氯及其化合物的性质和应用
题组二
氯水的成分及性质多重性的应用
5．氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条
，下列叙述正确的是( D ) cH＋ A．再通入少量氯气， － 减小 cClO B．通入少量 SO2，溶液漂白性增强 C．加入少量固体 NaOH，一定有 c(Na )＝c(Cl )＋c(ClO ) D．加入少量水，水的电离平衡向正反应方向移动
①水解显 碱 性，其水解离子方程式：
ClO－＋H2O HClO＋OH－
。
②与酸反应生成 HClO ，作为漂白或消毒剂的原理可
用化学方程式表示 为 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓
。
知识梳理·题型构建
1．将Cl2通入石蕊试液中的现象是什么？能用pH试纸 测定氯水的pH值吗？ 答案 现象是先变红后褪色。不能用pH试纸测定，因
题组二
氯水的成分及性质多重性的应用
4．氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现 出不同的性质。下列结论正确的是 (
B )
A．加入有色布条，片刻后布条褪色，说明有 Cl2 存在 B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有 Cl2 存在 C． 先加入盐酸酸化， 再加入 AgNO3 溶液， 生成白色沉淀， 说明有 Cl－存在 D． 加入 NaOH 溶液， 氯水的浅黄绿色消失， 说明有 HClO 存在
元素讲义2 卤族
元素讲义2 主族元素——卤素卤素元素：n s 2n p 3 F 、Cl 、Br 、I 、At氟及其化合物一、氟的电负性为4.0，是电负性最大的元素。
氟的化合物存在于人体中：主要存在于牙和骨头中，在自然界中以萤石：CaF 2、冰晶石：Na 3AlF 6和氟磷灰石：Ca 5(PO 4)3F 的矿物存在。
二、单质：1．F 2的化学性质非常活泼它能使玻璃丝（SiO 2）和水在氟气氛中燃烧，产物竟然是氧气： SiO 2 + 2F 2 = SiF 4 + O 2 2H 2O + 2F 2 = 4HF + O 2除了He 、Ne 、Ar 、不与F 2直接反应外，其它物质基本都能与F 2反应例如：Xe + 2F 2 = XeF 4 S + 3F 2 = SF 6F 2 + 2NaOH(2%) = 2NaF + H 2O + OF 2↑ （不是酸酐）三、化合物：1．NaF MgF 2 AlF 3 SiF 4 PF 5 SF 6 (ClF 5)共价型2222MnF NiF CoF ZnF 、、、属于离子－共价型 2． IA 族元素氟化物（除LiF 外）和AgF 、HgF 2、SnF 2易溶于水。
3． Lewis 酸碱反应：2NaF + SiF 4 = Na 2[SiF 6]4．HF(l)（液态氟化氢）和HF(aq)（氟化氢水溶液）(1) HF(l)的自偶电离： 3HF -2HF + H 2F + K = 2.07×10-11 外来的电子排在F 原子上，所以X 的电负性越强，-2HX 越稳定。
-2HF中的键强度是氢键的三倍。
在HF(aq)中也存在-2HF 。
在实验中，使用HF(aq)时要带橡胶手套。
因为HF(aq)会烧坏皮肤，很难愈合。
HF(aq)生成-2HF 的K 为：HF + H 2OH 3O + + F － K 1 = 7.2×10-4 HF + F －-2HF K = 5.1 2HF + H 2O H 3O + + -2HF K = K 1·K 2 = 3.67×10-3(2) HF(l)是强的离子溶剂：a ．给出质子（H +）：C 2H 5OH + 2HF+252OH H C +-2HF CH 3COOH + 2HF(l)32CH COOH ++-2HF+ 2HF(l)HF 2+H H b ．给出F －离子BF 3 + 2HF +-+F H BF 24 +-+=+F H SbF HF 2SbF 265 (3) HF(aq)实际上是中等强度的酸，在HF(aq)中存在-+--14332F H F H F H n n 、、、 等阴离子，根据电荷守恒：][H + = ]F H []F H []HF []F [1322-+---++++n n ，所以HF(aq) 与KOH 中和反应，会有很多产物：KHF 2、KH 2F 3……(4) 由于SiO 2 + 4HF = SiF 4↑+ 2H 2O ，所以氢氟酸应盛放在铅、橡胶，聚乙烯或石蜡等容器中。
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在333K, Br2主要产物：BrO-3, Br在273K, Br2主要产物：BrO-, BrI2歧化反应的主要产物： 3I2 + 6OH- = IO3- + 5 I - + 3 H2O 主要产物为反应速率快的反应产物。
§2-4 卤素单质的制备
一、 氟单质的特殊性 1. 高度活泼性 2. 反应产物获得最高氧化态 XeF6, CuF4, UF6 等 3. 与水发生爆炸反应： 2F2 + 4OH- = 4F- +O2 +2H2O
卤素性质 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0 F Cl 元素 Br I 5 4 电负性 3 2 1 0 共价半径 离子半径 电负性
半 径 /pm
二、卤素的各种氧化态
分子形式 X2 AXn 元素 F, Cl, Br, I, At A:金属； X:非金属 F, Cl, Br, I, At HXO HXO2 HXO3 HXO4 X: F, Cl, Br, I, At X: Cl, Br, I X: Cl, Br, I X: Cl, Br, I -1 +1 +3 +5 +7 氧化态 0 杂化方式
n1 Bo (ClO3-/ClO2-) + n2 Bo (ClO2 -/ClO-) + n3 Bo (ClO-Cl2)
n1 + n2 + n3
2x0.35+ 2x(-0.56)+1x(-0.40) = 2+2+1
= 0.164
2. 根据元素电势图判断在哪种介质中溴的哪一 种氧化
态形式会发生歧化反应？写出相应的反应式.
2. 卤素单质与水的反应
a. 2X2 + 2H2O = 4X- + 4H+ +O2
电极反应：
X2 + 2 e - = 2XO2 + 4H+ + 4 e - = 2H2O
E = ( X2/X¯ ) － (O2/H2O) ＞ 0 (O2/H2O) = o (O2/H2O) + (0.059/4)lg[H+]4 = 1.229－0.059 pH
φº =
•
n φº + n φº + n φº n + n + n + •••
1 1 2 2 3 1 2 3
3
+•••
判断处于中间氧化态的物种能否发生歧 化反应
Eº = φº
右
- φº ＞ 0 左
例题
1.根据氯元素的Bo 电势图，计算ClO3-/Cl2电 对的标准电极电势。
答：Bo (ClO3-/Cl2) =
4.210-4 7.210-9 2.010-13
• F2 (g) + H2O(l) = 2HF(g) + 1/2 O2 (g) rGmo = -794.9kJ mol-1 爆炸
三、 卤素单质的氧化性
1. 与金属，非金属的反应 • F2能与金属和非金属（除N2和一些稀有气体外）包括氢直 接化合，伴随着燃烧和爆炸。 • Cl2也能与金属和非金属（除N2, O2，和一些稀有气体外） 包括氢直接化合，但有些反应需要加热，反应比较剧烈。 • Br2, I2也能与金属和非金属反应，但需要较高的温度
• 4KMnO4 + 4 KF + 20 HF = 4K2MnF6 +10 H2O + 3 O2 • SbCl5 + 5 HF = SbF5 + 5 HCl • 2 K2MnF6 + 4 SbF5 = 4KSbF6 + 2 MnF3 + F2 用非常强的SbF5路易斯酸置换出弱的MnF4路易 斯酸, 再进一步分解为F2
V
pH
X2 + H2O = 2H+ + 2X¯ + 1/2O2 (X=F, Cl, Br) F2 + H2O = 2HF + 1/2O2 Gº = - 794.9 kJ/mol 2H + 2I¯ + 1/2O2 = I2 + H2O Gº = - 104.6 9 kJ/mol
b.
X2 + H2O= H++X¯+HXO (歧化反应) 氯元素的-pH图
在碱性介质中: Br2 + 2 OH- = Br- + BrO- + H2O 3Br2 + 6OH- = BrO3- + 5Br- + 3H2O 3BrO- = BrO3- + 2Br在酸性介质中 3HBrO = BrO3- + 2Br- + 3H+ • 哪些歧化反应的逆过程可能发生？ • 在酸性溶液中，溴的不同氧化态中哪种形式最稳 定？
（1）IO3-+6H++5e-=1/2I2&#;e-=I0.535V 1.085V （3）IO3-+6H++6e-=I-+3H2O (IO3-/I-) = o (IO3-/I-) -0.0592pH
I2歧化的phi-pH图 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH
E H-H = 436.4 kJ/mol E F-F = 157 kJ/mol ECl-Cl = 243 kJ/mol E H-F = 568 kJ/mol EH-Cl = 432 kJ/mol HF H= H1 + H2 + H3 =1/2×157 ＋1/2×436.4－568 = -271.3 (kJ/mol ) HCl H= H1 + H2 + H3 =1/2×243＋1/2×436.4－432 = -92.3 (kJ/mol ) HF HCl HBr HI -271 -95.3 -53.43 1.70 fGom /kJ·mol-1
第二章
卤族元素 VIIA(17)
F (Fluorine) Cl (Chlorine) Br (Bromine) I (Iodine) At (Astatine) 本章要点: 1. 掌握卤素单质、氢化物、含氧酸及其盐的结 构、性质、制备和用途； 2. 掌握元素电势图的应用； 3. 掌握元素pH-电势图的绘制和应用。
§2-1 卤素在自然界的存在形式
F: 萤石（CaF2), 冰晶石 (Na3AlF6)， 磷灰石（Ca5F(PO4)3） Cl，Br: 海水中，卤离子 I: 海藻中(KI), 智利硝石（NaIO3）
萤石
磷灰石
§2-2 卤素元素的通性
一、卤素原子的物理性质 • 元素 • 电子构型： F [2e] 2s22p5 • 电负性 • 共价半径 /pm • X-离子半径/pm 3.98 64 133 Cl [8e] 3s23p5 3.16 99 181 Br [18e] 4s24p5 2.96 114.2 196 I [18e] 5s25p5 2.66 133.3 220
卤素与水反应的pH-电势图
o
(O2/H2O）=1.229(v)
2X2 + 2H2O = 4X- + O2 + 4H+
Eo >0 o (O2/OH-）= 0.401(v)
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 2 4 6 8 10 12 14
Cl2/ClBr2/BrF2/FI2/IO2/H2O
系列1 系列2 系列3
phi/V
3. 根据实验确定歧化反应条件 在碱性条件下X2都能发生歧化反应： X2 + 2OH- = XO- + X - + H2O (1) (2) 3XO - = XO-3 + 2 X实验证明: 在348K，Cl2在浓碱溶液中主要产物: ClO¯3, Cl¯ 室温， Cl2在稀碱溶液中主要产物： ClO¯, Cl¯
SP3
§2-3 卤素单质
一 、卤素单质的物理性质
F2 • 物态 • 颜色 气体 淡黄色 Cl2 气体 黄绿色 172 Br2 液体 红棕色 266
211At+2 1n 85 0
I2 固体 紫黑色 387
• 熔点/K 53
209Bi+ 4He 83 2
金属光泽， 熔点：575K
二、卤素在水中的溶解性 卤素饱和水溶液的平衡浓度(298K)
ΔH1 ΔH2
ΔH
HX(g)
ΔH3
X (g)
+ H (g)
ΔH = ΔH1+ΔH 2+ΔH3
H = fHom H1=1/2 E (X-X) H2=1/2 E (H-H) H3= - E (H-X) H = H1 + H2 + H3 = [1/2 E (X-X) + 1/2 E (H-H)]- E (H-X) (X: F, Cl) X2(g) = 2X(g) H2(g) = 2H(g) X(g) + H (g) = HX(g)
溶解度 /molL-1 Cl2 0.0921 Br2 0.214 I2 0.0013 X2(aq)浓度 HOX 浓 度 -1 -1 /mol L /molL 0.062 0.210 0.0013 0.030 1.110-3 6.410-6 Kө=
[H ][X ][HXO] [X 2 ]
二、 氟的工业制法（熔融电解法） • • • • 电解槽：钢制容器 电解质：KF2HF 电解温度：373K 电解反应：
2KHF2 = 2KF + H2 + F2
• 阳极(石墨)反应： 2F- = F2 + 2 e • 阴极(钢)反应：
2HF-2 + 2 e - = H2 + 4 F-
三、氟的化学制法