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高中化学竞赛辅导讲座卤族元素


化学竞赛辅导讲座

元素化合物——卤族元素

第一节 卤族元素的物理性质 (1)为什么I2在CCl4中显紫色,而在Lewis碱中显红色、褐色? (2)分配系数(KD)

例:某温度下,KD(I2)= C(CCl4)/C(H2O) = 80,经过两次萃取 后,水中残留的I2为多少? 第二节 卤族元素的化学性质 (1)异裂

: X : X = X:- + X+
(2)均裂: Cl:Cl --Cl. + Cl. Cl. + H:H ---- H:Cl + H. ……. …….

第三节 卤素单质的制备 1、F2: (1)电解KF.nHF: 阳极:2F- -2e = F2 阴极:2HF2- + 2e = H2 + 4F2HF2- == H2 + F2 + 2F(2) 氧化-还原:K2MnF6 + SbF5 = F2 + KSbF6 + MnF3 2、Cl2 (1)电解饱和食盐水:2Cl- + 2H2O = H2 + Cl2 + 2OH- (2)氧化-还原: KMnO4 K2Cr2O7 + HCl = Cl2 MnO2

(3)Br2 Cl2 +2Br- = 2Cl- + Br2 3Br2 + 3CO32- = 5Br- + BrO3- + 3CO2 5Br- + BrO3- + 6H+= 3Br2 + 3H2O

(4)I2
海藻灰:2I- + MnO2+ 4H+ = Mn2+ + I2 + 2H2O 智利硝石:IO3- + 5HSO3- = I2 + 2SO42- + 3HSO4-+H2O 第四节 卤化氢 1、制备: (1)高沸点酸制挥发性酸: 浓磷酸的生成物为NaH2PO4,为什么?

(2)直接化合: Cl2(g) + H2(g) = 2HCl(g) (3)卤化磷水解 2P + 3X2 + 6H2O = 2H3PO3 + 6HX △H = -184.6kJ

注明: (1)HF为主
2、性质: (1)氢键

(2)HCl为主

(3)HBr、HI为主

(2)F2(g) + H2(g) = 2HF(g)

△ G0 = -541.4kJ

2F2 (g) + N2H4(g) = 4HF(g) + N2(g) △ G0 = -1232.kJ H2(g) + I2(g) = 2HI(g) △ G0 = -RTlnK 3、氢卤酸 △ G0 = 1.3kJ K = 0.56

HF
△ G0(kJ/mol)

HCl

HBr

HI

16.7 6x10-4

-46 108

-58.5 1010

-58.5 1010

Ka

HF平衡:HF = H+ + F- HF + F- = HF2-

(1) Al、Zn与同【H+】的盐酸、硫酸反应时,谁的速率快?为什么? 用化学方程式说明。

(3)实验室用什么方法制取少量的HBr(aq)、HI(aq)?写出方程式? (4)HF(g)、HF(aq)有哪些特殊性?

第五节 金属卤化物 (1)为什么SnCl4、SnBr4、SnI4的熔点依次升高? (m.p.:-33.3 33 146°C)

(2) AlCl3 、 SnCl4制取和保存应注意什么?为什么?用化学方程式 来表示。 (3)NH4F(aq)用什么试剂瓶盛放?为什么?

(4)为什么当时, 【Cl-】=0.001mol/L与Ag+生成沉淀最大, 而当【Cl-】>0.001mol/L沉淀会减少?
卤离子易与过渡金属阳离子形成络合物。 M3+ + 6F- = MF63-(Al、Fe) 如:FeF63-无色 M2+ + 4Cl- = MCl4- (Al、Fe) M2+ + 4Cl- = MCl42-(Cu、Zn) AgCl2-、AgCl32-

(5)Cu不与稀盐酸反应,却为什么能与浓盐酸反应生成氢气? 写出该反应的化学方程式。 2Cu + 2H+ + 6Cl- = 2CuCl3- + H2 (6)HgS不溶于强酸,但为什么可溶于HI( aq)?用化学方程式 表示。

HgS + 2H+ + 4I- = HgI42- + H2S

第六节 拟卤素 拟卤分子: (CN)2 、(SCN)2 拟卤离子: CN-、SCN-、OCN- 主要性质: (1)挥发性 (2)氢化物显酸性: (3)歧化反应:

(4)络离子:
(5)还原性: Pb(SCN)2 + Br2 = 2SCN- + MnO2 + 4H+ =

第七节 含氧酸及其盐 1、含氧酸的命名 高某酸: HMnO4 HClO4 (正)酸: H2MnO4 HClO3 亚某酸: H2MnO3 HClO2 次某酸: HClO 2、次卤酸: 0? C F2 + H2O = HOF + HF X2 + H2O == HX + HOX 斯图杰尔和阿佩里曼方法制备

H2SO4 H2SO3 H2SO2

H3PO4 H3PO3 H3PO2

H2+O2+F2 = 2HOF
3、含氧酸根的结构: 除OX-外,X原子均为s p3杂化 但是:H5IO6 == IO(OH)5 为五元弱酸,I 原子为sp3d2杂化!

(4)卤素互化物的空间构型

杂化形式 空间构型

XY3 sp3d 双三角锥

XY5 XY7 sp3d2 sp3d3 双四棱锥 双五棱锥

第八节 卤素氧化物 1、ClO2:

(1)将氯酸钾和草酸混合加热到60? C: KClO3 + H2C2O4 == K2CO3 + 2ClO2 + CO2 + H2O
(b.p.9.9? C)

问:如何分离? (2)分子构型:V 奇电子分子 为什么活泼?

思考:相同质量的ClO2与氯气的漂白效果的倍数? 2、几种碘的氧化物:
I2O5 + 5CO = 5CO2 + I2 I2O5 ==== IO(IO3)3 I4O9 == I(IO3)3


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