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卤素.ppt

卤素

中小学精品课件
2019-04-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《卤素ppt》,可适用于高中教育领域

卤素的通性第章卤素元素符号FClBrI价电子层结构spspspsp主要氧化数–,–,,,,,,–,,,,,–,,,,,电子亲和能(kJ·mol–)分子离解能(kJ·mol–)电负性(Pauling)非金属性递变情形IPy=PyI–IPyAgNO=IPyNO–AgIIOHClO=I(ClO)HOICl=IICl–电导测定离解卤素单质卤素分子内原子间以共价键相结合分子间仅存在微弱的分子间作用力(色散力)。它们在有机溶剂中的溶解度比在水中大得多。碘易溶于KI、HI和其他碘化物溶液中:I+I-==I-Kө=I-离子进一步与I分子作用生成通式为(I)n(I-)的负一价多碘离子。单质性质FNaOH==NaFOF↑HO(CN)NaOH→NaCNNaOCNHOClNaOH==NaClNaClOHOBrNaOHoCNaBrNaBrOHOoCNaBrNaBrOHOINaOH→NaINaIOHO>oCClNaOH==NaClNaClOHO氟的制备:  电解质:氟氢化钾﹙KHF﹚氟化氢(HF)阳极(无定型炭)F–==Fe–阴极(电解槽)HF–e–==HF–化学方法KMnOKFHFHO==KMnFHOOSbClHF==SbFHCl单质制备电解法小资料氟的发现是一篇悲壮的历史氟是卤族中的第一个元素但发现得最晚。从年瑞典化学家舍勒制得氢氟酸到年法国化学家莫瓦桑分离出单质氟经历了多年时间。在此期间戴维、盖·吕萨克、诺克斯兄弟等很多人为制取单质氟而中毒鲁耶特、尼克雷因中毒太深而献出了自己的生命。莫瓦桑总结了前人的经验教训他认为氟活泼到无法电解的程度电解出的氟只要一碰到一种物质就能与其化合。如果采用低温电解的方法可能是解决问题的一个途径。经过多次实验年月日莫瓦桑终于在低温下用电解氟氢化钾与无水氟化氢混合物的方法制得了游离态的氟。氯的制备工业上制备氯采用电解饱和食盐水溶液的方法:阴极:铁网HOe–==H↑OH–阳极:石墨Cl–==Cle–电解反应:NaClHOHClNaOH实验室制备氯的方法:MnOHCl==MnClClHOKMnOHCl==MnClKClClHO溴的制备ClBr–==BrCl–BrNaCO==NaBrHBrOCO↑Br–BrO–H==BrHO碘的制备ClNaI==NaClIIClHO==IO–Cl–HNaIHSOMnO==NaHSOIHOMnSO此二反应要避免使用过量氧化剂卤化氢与卤氢酸性质性质HFHClHBrHI熔点K沸点K生成热(kJ·mol–)–––HX键能(kJ·mol–)溶解度(KkPa)卤化氢分子有极性易溶于水。K时m的水可溶解m的氯化氢氟化氢则可无限制地溶于水中。在常压下蒸馏氢化酸(不论是稀酸或浓酸)溶液的沸点和组成都将不断改变但最后都会达到溶液的组成和沸点恒定不变状态此时的溶液叫做恒沸溶液。HF分子中存在着氢键分子之间存在缔合。固态时HF分子以锯齿链状存在:喷泉实验与其他的氢卤酸不同氢氟酸是相当弱的酸在稀溶液中发生电离:在不太稀的溶液中氢氟酸是以二分子缔合(HF)形式存在的:氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐(玻璃的主要成分)反应生成气态的SiF特殊性质:氢卤酸的制法直接合成HX→HX浓硫酸与金属卤化物作用氟和氢虽可直接化合但反应太猛烈且F成本高。溴与碘和氢反应很不完全而且反应速度缓慢。不能因为热浓硫酸具有氧化性把生成的溴化氢和碘化氢进一步氧化。NaIHSO(浓)==NaHSOHI↑HIHSO(浓)==HS↑IHO采用无氧化性、高沸点的浓磷酸代替浓硫酸即可。NaBrHSO(浓)==NaHSOHBrHBrHSO(浓)==SO↑BrHO非金属卤化物的水解这类反应比较剧烈适宜溴化氢和碘化氢的制取把溴逐滴加在磷和少许水的混合物上或把水滴加在磷和碘的混合物上。PBrHO==HPOHBr↑PIHO==HPOHI↑某一含酸的CaF饱和溶液中测得其pH为求此溶液中CaF的溶解度。CaF=CaF―F―H=HFsxxsxF―HF=sx(s―x)=KHFθ=×―s·x=Kspθ(CaF)=×―s=×―mol·L―工业碘中常常含有ICl或IBr如何分离提纯碘?为什么?写出反应式。答案:ICl(g)KI(s)=KCl(s)I(g)IBr(g)KI(s)=KBr(s)I(g)因为晶格能KCl>KBr>KI过程属焓推动让I(含ICl,IBr)与KI共热收集碘蒸气分离。卤素互化物定义不同卤素的原子之间所形成的化合物有四种类型:XX´XX´XX´XX´这里中心原子是一个较重的原子半径大周围是较轻的半径小的原子(原子个数为奇数个)合成方法:XX´→XX′→XX´→XX´(电负性、原子半径是影响XXn′中n大小的因素)ICl(l)=IClBrF=BrFBrF=BrF化合物的结构:中心X有一个未成对电子它同其他卤素成键时p电子可跃迁至d轨道形成杂化轨道和另外的卤素原子成键ClFBrFIFspdT型BrFspd四方锥IFspd五角双锥化学性质:易水解是强氧化剂强于卤素单质XX′HO=HX′HXOIClHO=HClIClHIOBrFHO=HBrOBrHFOBrFHO=HFHBrOIFHO=HIOHF多卤化物.定义:X–能够同X或XX′加合形成多卤离子MX–中既有离子键又有共价键II–=I–金属MX和X′X″作用生成含不同X的多卤化物KClICl=KIClNaBrICl=NaBrIClKClICl=KICl.稳定性:在加热时倾向于分解分解的产物是具有最高晶格能的一种金属卤化物。CsI→CsIIKBrICl→KClIBr卤素含氧酸及其盐氯、溴和碘均应有四种类型的含氧酸:HXO、HXO、HXO、HXO它们的结构见下图:卤素原子和氧原子之间除有sp杂化轨道参与成键外还有氧原子中充满电子的p轨道与卤素原子空的d轨道间所成的dpπ键。氟原子没有可用的d轨道因此不能形成dpπ键。次卤酸HXO及其盐HClOHBrOHIO酸性依次递减稳定性迅速减小次卤酸的分解方式基本有两种:HXO→HXOHXO→HXHXO光照加热在碱性介质中所有次卤酸根都发生歧化反应。XO–的歧化速率与温度有关。室温或低于室温时ClO–歧化速度极慢在K左右的热溶液中ClO–歧化速度相当快产物是Cl–和ClO–。在室温时歧化速率已相当快只有在K左右的低温时才可能得到次溴酸盐在~K时产物全部是溴酸盐。IO–的歧化速度很快溶液中不存在次碘酸盐。亚卤素及其盐已知的亚卤酸仅有亚氯酸存在于水溶液中酸性比次氯酸强。亚氯酸的热稳定性差亚氯酸盐在溶液中较为稳定有强氧化性用做漂白剂在固态时加热或撞击亚氯酸盐则其迅速分解发生爆炸:卤酸及其盐HClO、HBrO仅存在于水溶液中是强酸HIO为白色固体为中强酸他们均是强氧化剂。氯酸盐可以用氯与热的碱溶液作用制取也可以用电解热氯化物溶液得到。碘酸盐可以用单质碘与热的碱溶液作用制取:INaOH==NaIONaIHO也可以用氯气在碱介质中氧化碘化物得到:KIKOHCl==KIOKClHOKClOKClOKClOKClKClO大量用于制造火柴和烟火。卤酸及其盐溶液都是强氧化剂其中以溴酸及其盐的氧化性最强这反映了第四周期元素的不规则性。EøBrO-/Br=VEøClO-/Cl=VEøIO-/I=V高卤酸HXO及其盐高氯酸是无机酸中最强的酸在水溶液中能够完全电离。高氯酸盐是常用的分析试剂。大多高氯酸盐易溶于水但是Cs+、Rb+、K+、NH+的高卤酸盐溶解度较小。HXO水溶液的氧化能力低于HXO没有明显的氧化性但浓热的高氯酸是强氧化剂与有机物质接触可发生猛烈作用。+氧化态的高卤酸有:高氯酸、高溴酸和高碘酸。高溴酸的氧化能力比高氯酸、高碘酸要强。高溴酸的制备年才获得成功:BrO–FOH–==BrO–F–HOBrO–XeFOH–==BrO–XeHF高碘酸有正高碘酸HIO或偏高碘酸HIO:其中I采用了spd杂化态I-O键pm以氯的含氧酸和含氧酸盐为代表将这些规律总结在下表:氯的含氧酸和他们的钠盐的性质变化规律热稳定性增强氧化性增强增大增大增大增大氧化态酸热稳定性和酸强度氧化性盐热稳定性氧化性和阴离子碱强度HOCl  NaClO       HOClNaClOHOClNaClOHOClNaClO拟卤素和拟卤化物某些负一价的阴离子在形成化合物和共价化合物时表现出与卤素离子相似的性质。在自由态时其性质与卤素很相似所以我们称之为拟卤素。拟卤素主要包括:氰(CN)硫氰(SCN)氧氰(OCN)它们的阴离子有:氰离子CN–硫氰根离子SCN–氰酸根离子OCN–。与卤素的相似性拟卤素与卤素的相似性主要表现在以下几个方面:()游离状态皆有挥发性。()与氢形成酸除氢氰酸外大多酸性较强。()与金属化合成盐。与卤素相似它们的银、汞(I)、铅(II)盐均难溶于水。()与碱、水作用也和卤素相似如:ClOH–==Cl–ClO–HO(CN)OH–==CN–OCN–HOClHO==HClHClO(CN)HO==HCNHOCN()形成与卤素类似的络合物例如KHgI和KHg(SCN)HAuCl和HAu(CN)。()拟卤离子和卤离子一样也具有还原性如:HCl–MnO==MnClHOHSCN–MnO==Mn(SCN)HO拟卤离子和卤离子按还原性由小到大可以共同组成一个序列:F–OCN–Cl–Br–CN–SCN–I–。氰和氰化物氰是无色气体有苦杏仁的臭味极毒。氰分子的结构式为:氢化氰是无色气体可以和水以任何比例混合其水溶液为氢氰酸氢氰酸是弱酸Ka=×–。重金属氰化物不溶于水而碱金属氰化物溶解度很大在水溶液中强烈水解而显碱性。最重要的化学性质是它极易与过渡金属及Zn、Hg、Ag、Cd形成稳定的离子例如:Ag(CN)–、Hg(CN)–、Fe(CN)–等。NaCNHClNaClHCN硫氰和硫氰化物在溶液中硫氰的氧化性与溴相似大多数硫氰酸盐溶于水而重金属的盐如AgHg(Ⅱ)盐不溶于水。硫氰根离子也是良好的配位体与铁(Ⅲ)离子可生成深红的硫氰酸根络离子:(n=,,…)硫氰酸盐用来检验铁(Ⅲ)

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