第十二部分卤素4课时教学课件.ppt
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1、第十二章 卤素(4课时),1.了解卤素及其重要化合物的制备、用途及在性质上的一些递变规律; 2.氟的一些特殊的性质; 3.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; 4.掌握元素电势图,并能较熟练地判断卤素及其化合物的氧化还原性以及它们之间的相互转化关系。,重点与难点,卤素及其化合物的氧化还原性以及它们之间的相互转化关系。,主要教学目标:,12.1 卤素的通性,一、结构特征和基本性质,第12章 卤素,F2 Cl2 Br2 I2,单质氧化性 :,大,小,X- 还原性,小,大,: 1.体现非金属性 2.单质呈双原子分子,卤素单质的化学性质:,结论,第12章 卤素,氟的特性,氟的原
2、子半径特别小,其核周围电子密度较大,当它接受外来一个电子或共用电子对成键时,将引起电子间较大的斥力,这种斥力部分地抵消了气态氟形成气态氟离子,或氟形成单质分子时所放出的能量。所以氟的电子亲合势小于氯.,尽管氟的电子亲合势反常地小于氯,但因F2的离解能较小,F-离子的水合能较大,所以氟在卤素中仍然是个最强的氧化剂。,第12章 卤素,12.2 卤素单质及其化合物,12.2.1 单质物理性质 12.2.2 单质化学性质 12.2.3 单质的制备 12.2.4 卤化氢和氢卤酸 12.2.5 卤化物和卤素互化物 12.2.6 卤素的含氧酸及其盐,第12章 卤素,12.2.1 单质物理性质,F2 Cl2
3、Br2 I2 室温聚集态 g g l s b.p./ -188 -34.5 59 183 m.p/ - 220 -101 -7.3 113 颜 色 浅黄 黄绿 红棕 紫 分子间力 小 大,第12章 卤素,溶解性,在水中的溶解度不大,Br2、I2易溶于有机溶剂 溴的有机溶液随溴浓度的增加颜色加深 在非极性溶剂中(CS2,CCl4,CHCl3),I2以单 质分子存在,溶液显紫色 在极性溶剂中(醇、酮),碘溶液呈棕色或棕红色,第12章 卤素,习题: P558 T4,12.2.2 单质化学性质,F2 ,Cl2 可与所有金属化合 Br2,I2可与除贵金属以外的金属化合 卤素可与所有非金属(除氧、氮、稀有
4、气体)化合,2-1 与金属、非金属的反应,例:,第12章 卤素,2-2 与氢作用,在低温下,暗处,F2 可与 H2 发生剧烈反应,放出大量热,导致爆炸。,Cl2 在常温下与H2 缓慢反应, 但在紫外光照射下,可发生爆炸的链鎖反应。,第12章 卤素,以金属 Pt 为催化剂, 加热到 350, Br2 可与 H2 反应。 但高温下 HBr 不稳定, 易分解。,I2 与 H2 在催化剂存在并加热的条件下可反应生 成 HI,HI 更易分解。,第12章 卤素,2-3 与水反应,第12章 卤素,卤素与水的反应主要有两种类型: 一类是氧化反应,放出氧气: 2X2 +2H2O =4H+ +4X- +O2 氟与
5、水的反应属于这一类。 氟与水反应剧烈,发生燃烧。反应不仅生成 氧气,还伴有少量氟化氧OF2、过氧化氢和 臭氧生成。,第12章 卤素,另一类是氯、溴与水的反应歧化反应 X2 +2H2O = H3O + +X- +HXO (X= Cl,Br) 这类反应进行的程度与溶液的pH密切相关。碘的水溶液是稳定的。,歧化反应,2-4 与碱的反应,第12章 卤素,2-5 置换反应,根据EF2/F- E Cl2/Cl- E Br2/Br- E I2/I- 2.87 1.36 1.07 0.54,原子序数小的卤素能将原子序数大的卤素从卤化物中置换出来,第12章 卤素,例如: 2KICl2 I2 2KCl 2KBrC
6、l2 Br2 2KCl Br2+2KI 2KBr+I2,在酸性溶液中,碘能把氯和溴从它们的卤盐酸溶液中置换出来,氯能把溴从溴酸盐溶液中置换出来,例:,Qestion: 上述反应能否说明碘的氧化性比氯强,这与氯水置换碘的反应是否矛盾?,3-1 氟的制备:,电解质:氟氢化钾 KHF2 + 氟化氢(HF),阳极(无定型炭),2F = F2 +2e,阴极(电解槽),2HF2 + 2e = H2+ 4F,化学方法:,2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2 = 2K2MnF6+8H2O+3O2,SbCl5+5HF = SbF5+5HCl,电解法:,12.2.3 单质的制备,第12章 卤素,3-2 氯的
7、制备,实验室:,2NaX(Cl、Br、 I)+ MnO2+3H2SO4= 2NaHSO4+2H2O+X2+MnSO4,MnO24HCl= MnO2+Cl2+2H2O 2KMnO4+16HCl= 2MnCl2+5Cl2+ 2KCl+8H2O K2Cr2O7+14HCl=2CrCl3+2KCl+7H2O+3Cl2,工业上,阴极:铁网,2H2O + 2e = H2+2OH,阳极:石墨,2Cl = Cl2 + 2e,电解反应:,2NaCl+2H2O,H2+Cl2+2NaOH,第12章 卤素,Cl2+2Br = Br2+2Cl,3Br2+3NaCO3 =,5NaBr+HBrO3+3CO2 ,5Br +
8、BrO3 + 6H+ =,3Br2+3H2O,Cl2+2NaI = 2NaCl+I2,I2+5Cl2+6H2O =,2IO3 +10Cl +12H+,2NaI+3H2SO4+MnO2 =,2NaHSO4+I2+2H2O+MnSO4,此二反应要避免使用过量氧化剂,3-3 溴和碘的制备,第12章 卤素,12.2.4 卤化氢和氢卤酸,4-1 物理性质,第12章 卤素,HF,HCl,HI,HBr,卤化氢分子有极性,易溶于水。273K时,1m3 的水 可溶解500m3 的氯化氢,氟化氢则可无限制地溶于 水中。,液态(无水)卤化氢几乎不导电,液态HF溶液具有 良好的导电性 氢卤酸具有恒沸性质,不能用加热蒸
9、馏的方法得浓氢 卤酸,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,第12章 卤素,4-2 化学性质,HF HCl HBr HI,热稳定性,还原性,弱酸,强酸,酸性逐渐增强。,第12章 卤素,卤化氢的特性,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)2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SiF4特殊性质:,第12章 卤素,4-3 卤化氢的制备方法,1. 直接合成,H2+X2 2HX,2. 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F2成本
10、高。溴与碘和氢反应很不完全而且反应速度缓慢。,第12章 卤素,问题:用此方法能否制备HBr,HI?,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。,NaI+H2SO4(浓) = NaHSO4+HI 8HI+H2SO4(浓) = H2S+4I2+4H2O,如何解决此问题?,采用无氧化性、高沸点的浓磷酸代替浓硫酸即可。,NaBr + H2SO4(浓) = NaHSO4+ HBr 2HBr +H2SO4(浓) = SO2+Br + 2H2O,?,第12章 卤素,3. 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
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