化學競賽課件handout1鹵素

1、 鹵素鹵素H的的I1如何計算如何計算?13.61.602x10-19 6.022x1023=1312kJmol-1Cl、 Br、 I的的I1 1251 1140 1008為什么沒有為什么沒有Cl+、Br+、I+呢？呢？答：答：H+為全空，為全空，Cl+、Br+、I+為為ns2np4不穩(wěn)定。不穩(wěn)定。電負性電負性 I為為2.66 說明說明I 的吸電子力不夠，可有的吸電子力不夠，可有I+ I2+2Py（吡啶）（吡啶）=IPy2+ +1價價 I2+O3+HClO4=I(ClO4)32H2O +3價價測電導測電導 2ICl=I+ICl2- =1%證明存在證明存在I+鹵素的成鍵特征：有配位能力鹵素的成鍵特

2、征：有配位能力AgCl+Cl-=AgCl2- 共價鍵共價鍵單質單質存在存在 ：鹵素因其活潑性，不以單質存在：鹵素因其活潑性，不以單質存在F：CaF2（瑩石）（瑩石） Na3AlF6 （冰晶石）（冰晶石） Ca5F(PO4)3 氟磷硅石氟磷硅石 （磷灰石）（磷灰石）Cl：NaCl 海水海水3% 約約20gL-1，巖鹽、井鹽、，巖鹽、井鹽、鹽湖鹽湖Br：礦水：礦水I：海帶，海藻類，智利硝石其主要為：海帶，海藻類，智利硝石其主要為NaNO3(NaIO3)碘易升華，為什么？碘易升華，為什么？顏色顏色(np)2(np)4(np*)4 (np)2(np)4(np*)3(np*)1化學性質化學性質與金屬作用

3、與金屬作用與非金屬作用與非金屬作用與水、堿作用與水、堿作用 鹵素的制備和用途鹵素的制備和用途電解氧化法制氟電解氧化法制氟HF+KF=KHF2 氟氫化鉀氟氫化鉀 KF高熔點，高熔點，KHF2低熔點低熔點2 KHF2=2KF+H2+F2 陰陽陰陽為減少為減少HF揮發(fā)極化作用，加入揮發(fā)極化作用，加入LiF和和AlF3 電解質：氟氫化鉀電解質：氟氫化鉀 KHF2 + 氟化氫（氟化氫（HF）陽極（無定型炭）陽極（無定型炭）2F = F2 +2e 陰極（電解槽）陰極（電解槽）2HF2 + 2e = H2+ 4F 電解法2KMnO4+4KF+20HF=4K2MnF6+10H2O+3O2 SbCl5+5HF=

4、SbF5+5HCl2K2MnF6+4SbF5=4KSbF6+2MnF3+F2解釋：K2MnF6看成MnF42KF而和SbF5生成 SbF5KF和MnF4= MnF3 + F2 oMnO4-/Mn2+ = 1.51v， oF2/F- = 2.87v 化學方法用途用途鹵素在生產(chǎn)、生活和科學研究中有廣泛的用途鹵素在生產(chǎn)、生活和科學研究中有廣泛的用途元素氟的直接利用和原子能工業(yè)的發(fā)展密切相關，元素氟的直接利用和原子能工業(yè)的發(fā)展密切相關，UF6具有揮發(fā)性具有揮發(fā)性F2+UO2 UF4 +F2UF6 238U 235U 234U 的分離的分離CCFFFF()nCCFFFFn 液態(tài)氟是火箭導彈和發(fā)射人造衛(wèi)星

5、的高能液態(tài)氟是火箭導彈和發(fā)射人造衛(wèi)星的高能燃料：燃料： N2H4(l)+2F2 N2(g) + 4HF(g) 4000K火箭材料火箭材料 氟的有機產(chǎn)品已進入大眾生活領域，如特氟的有機產(chǎn)品已進入大眾生活領域，如特氟隆防粘涂層，氟化烴已用做血液的臨時氟隆防粘涂層，氟化烴已用做血液的臨時替代品用于臨床，以挽救病人的生命。替代品用于臨床，以挽救病人的生命。氯的制備氯的制備工業(yè)上制備氯采用電解飽和食鹽水溶液的方法：陰極：鐵網(wǎng)2H2O + 2e = H2+2OH 陽極：石墨2Cl = Cl2 + 2e 電解反應：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 通電實驗室制備氯的方法：MnO2+4HCl =M

6、nCl2+Cl2+2H2O 2KMnO4+16HCl = 2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O Br2和和I2（）工業(yè)上，氯通入海水）工業(yè)上，氯通入海水鹽鹵鹽鹵Br2以空氣吹出以空氣吹出 Cl2+2Br - =Br2+2Cl- Br - +BrO3- Br2 10噸海水噸海水 0.14Kg Br2（） Br2還可以電解還可以電解NaCl水中的母液中提取水中的母液中提取 2NaBr+3H2SO4+ MnO2= 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2 2NaI+3H2SO4+ MnO2= 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 （此反應可用于從海藻中提?。ù朔磻捎糜趶暮Ｔ逯刑崛

7、2）工業(yè)上從工業(yè)上從NaIO3提取提取I2 2 IO3-+5HSO3=5 SO42- +H2O+3H+ +I2HX制備制備1 直接合成直接合成 （僅）（僅） H2+Cl2=2HCl2 復分解反應復分解反應 CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF SiO2+4HF=2H2O+SiF4 SiF4+2HF= H2SiF6 如何在玻璃容器上刻字？有人寫不出來，怎如何在玻璃容器上刻字？有人寫不出來，怎么辦？么辦？（實）（實）NaCl+ H2SO4(濃濃)=NaHSO4+HCl NaCl+ H2SO4(濃濃)=Na2SO4+HCl 而，而，NaBr+H2SO4(濃濃)= NaHSO4+HBr NaI+H

8、2SO4(濃濃)= NaHSO4+HI 2HBr+ H2SO4(濃濃)=SO2+2H2O+Br2 8HI+ H2SO4 (濃濃)=H2S+4H2O+4I2 另外：另外：NaBr+H3PO4=NaH2PO4+HBr NaI+H3PO4=NaH2PO4+HI3 鹵化物的水解鹵化物的水解PBr3+3H2O=H3PO3+3HBrPI3+3H2O=H3PO3+3HI或或 2P+6H2O+3Br2=2H3PO3+6HBr 2P+6H2O+3I2=2H3PO3+6HI4 烴的鹵化烴的鹵化 C2H6(g)+Cl2(g)=C2H5Cl(l)+HCl(g) 5 其它其它Br2+H2S=2HBr+SBr2+SO2+

9、2H2O=2HBr+ H2SO4I2+H2SO3 +H2O=2HI+ H2SO4HX性質性質 2HF=H2F+F- K=10-10液態(tài)液態(tài)HF和液和液NH3一樣為一種非水溶劑一樣為一種非水溶劑?。合。篐F+H2O=H3O+F- K=7.410-4 HF+F- = HF2- K=5濃：濃：H2F2+H2O= H3O+ HF2- 恒沸溶液恒沸溶液 在常壓下蒸餾氫鹵酸（不論是稀酸或濃酸）在常壓下蒸餾氫鹵酸（不論是稀酸或濃酸）溶液的沸點和組成都將不斷改變，但最后溶液的沸點和組成都將不斷改變，但最后都會達到溶液的組成和沸點恒定不變的狀都會達到溶液的組成和沸點恒定不變的狀態(tài)恒沸溶液態(tài)恒沸溶液HCl的濃度和

10、沸點的關系圖的濃度和沸點的關系圖將溶液加熱到沸點后它會變化，將溶液加熱到沸點后它會變化，如如NaCl溶液，則水蒸發(fā)，溶液，則水蒸發(fā)，NaCl溶液變濃，最后析出溶液變濃，最后析出NaCl如如HCl溶液，溶質溶劑都可揮溶液，溶質溶劑都可揮發(fā)，則一種揮發(fā)的快，一種慢，發(fā)，則一種揮發(fā)的快，一種慢，即和這個溶液平衡時的氣相組即和這個溶液平衡時的氣相組成不同，對于這種情況，氣相成不同，對于這種情況，氣相中中HCl多一些，則溶液變樣而多一些，則溶液變樣而對于濃度對于濃度 HClO HClO3 HClO4 HClO2 HClO HClO3 HClO4含氧酸的酸性，非羥基氧的數(shù)目含氧酸的酸性，非羥基氧的數(shù)目 HClO4 HClO3 HClO2 HClO HClO4 HClO3 HClO2 HClO以氯的含氧酸和含氧酸鹽為代表，將這些規(guī)律總結在下表：以氯的含氧酸和含氧酸鹽為代表，將這些規(guī)律總結在下表：氯的含氧酸和他們的鈉鹽的性質變化規(guī)律氯的含氧酸和他們的鈉鹽的性質