高三化学教案二元素化合物 最新.docx

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高三化学教案二元素化合物最新

二、常见元素的单质及其重要化合物

氯气的物理性质黄绿色具刺激性气味的有毒气体。

比空气重，熔点-100.98℃，沸点-34.67℃。

溶于水（20℃时1体积水可溶解2.15体积Cl2），难溶于饱和食盐水，易溶于有机溶剂。

制备时应采用向上排空气法收集。

工业上利用它容易液化的性质，将干燥的氯气制成液氯，压入涂成草绿色钢瓶贮存。

氯气在水中因溶解得不太多（饱和时0.09摩/升，标准状态下），用水吸收残氯效率不高，故多用碱液吸收。

遇到氯气逸散时，可以站到高处用湿毛巾捂住口鼻以减轻毒害。

用活性炭吸附沸点较高的氯气可使空气净化。

氯水呈黄绿色，用CCl4等有机溶剂萃取则水层转为无色，CCl4层转为较深黄绿色。

除去氯气中混有的少量氯化氢可用饱和食盐水洗气，若氯化氢中混有少量氯气则可用活性炭除去氯气。

氯气的化学性质

强非金属、强氧化剂。

除O2、N2、C和稀有气体外，氯气与其它元素几乎都能直接化合为氯化物，且常将变价元素氧化为高或较高价态，如与Cu、Fe等反应。

能与许多还原性化合物反应将其中低价态元素氧化，如与NaBr、NaI、Na2S反应置换出Br2、I2、S；与NH3反应氧化出N2。

与水或碱发生

Cl2+H2OHCl+HClO，HClO的强氧化性使氯水和湿氯气有漂白性。

与冷的碱溶液反应以生成氯化物和次氯酸盐为主，在热的碱溶液中则有氯酸盐生成。

氯气与有机物的反应主要是取代反应，（如对烷、环烷、苯等）、加成反应（如对烯、炔、橡胶和紫外光条件下对苯等）。

氯水的有关反应则为：

与碱反应同氯气；对H2S，则稀氯水以氧化出硫沉淀为主，浓氯水与H2S反应看不到沉

则氯水中的HCl起重要作用有H2放出；与AgNO3溶液也属于其中Cl-的反应，生成白色的AgCl沉淀。

若要从氯水获得较浓的HClO溶液，则可加入Ca-CO3粉，因H2CO3比盐酸弱又比HClO强，而CaCO3只与盐酸反应，使氯水中的化学平衡向生成HClO的方向移动。

氯水的漂白性、见光分解出O2以及使醛溶液等氧化皆与其中的HClO有关。

氯气的用途

重要化工原料。

大量用于制造有机合成的中间体（如氯苯、氯化萘等）、溶剂（如氯代烷类）、盐酸、漂白粉以及制造药物（如氯胺T等）和农药；在生产塑料聚氯乙烯、合成纤维氯纶、合成橡胶氯丁橡胶等合成材料时也需用多量氯气。

氯气液化后压入钢瓶常供纸浆漂白、纺织品漂白、自来水消毒杀菌、制次氯酸钠、从卤水中提炼溴和碘以及某些金属或硅的的提纯冶炼等。

次氯酸和漂白粉

HClO，仅存于水溶液中，为强氧化性的弱酸（比H2CO3弱）。

不稳定，见光分解为HCl与O2。

能漂白有色有机物（色素被氧化而褪色）。

于氯水里加入CaCO3粉消耗盐酸可制得较浓的HClO溶液。

漂白粉为白色粉末，是Ca（ClO）2与CaCl2的混合物。

吸湿有氯气味，用于漂白时，因CO2或HCl等酸性物质作用使Ca（ClO）2转化为HClO而起漂白作用：

Ca（ClO）2+H2O+CO2CaCO3↓+2HClO

Ca（ClO）2+2HCl（极稀）CaCl2+2HClO

遇浓盐酸则生成氯气

Ca（ClO）2+4HCl（浓）CaCl2+2H2O+Cl2↑

也可用此法制Cl2或测其中的“有效氯”。

一般有效氯约35％，有效成分是Ca（ClO）2，用为廉价的有效的漂白剂和消毒剂。

工业上用氯气与熟石灰反应制得，保存时应密闭以防吸湿和吸入CO2而失效。

氯化氢的性质

无色有刺激性气味的气体。

标准状态下密度为1.00045克/升，熔点-114.80℃，沸点-85℃。

在空气中发白雾，溶于乙醇、乙醚，极易溶于水。

实验室中用水吸收时不得把导管口伸入水下，而要在导管口连接倒放的漏斗，使其边缘紧贴水面以利吸收并防止倒吸。

因HCl的沸点低，不易液化，若混入少量氯气可用活性炭吸附掉易液化的C12。

若Cl2中混入HCl则可用少量水或饱和食盐水洗气以除去溶解度甚大的HCl。

干燥HCl气不活泼，对锌、铁均无反应。

其水溶液叫盐酸，常用的浓盐酸密度为l.18～l.19克/厘米3（含HCl36～38％的溶液）相当于12摩/升左右。

浓盐酸是挥发性强酸，加热蒸发时则HCl逸出得比水多，致使浓度下降，至20％即不再下降，成为“恒沸点溶液”。

盐酸具有酸的通性，其酸根Cl-无氧化性，为非氧化性酸。

氯化钠

NaCl，食盐的主要成分，无色立方晶体，密度2.165克/厘米3，熔点801℃，沸点1413℃。

中性，味咸。

溶于水和甘油，在水中的溶解度随温度变化较小。

将热饱和NaNO3与KCl溶液混合，则溶液中大部分Na+和Cl-会形成NaCl晶体析出，除去NaCl后使母液冷却即有大量KNO3晶体出现，据此在工业上用NaNO3与KCl生产钾硝石。

NaCl晶体中Na+和Cl-以离子键结合，每

化学式为NaCl，表示Na+：

Cl-=1：

l。

食盐用为调味剂、腌渍食品、制造氯气、烧碱、盐酸、纯碱、次氯酸钠、金属钠等，精制的0.9％NaCl水溶液（精制NaCl9克溶于l升无菌注射用水中按药典要求配制），即医疗用的生理食盐水。

自然界食盐主要存在于海水，盐湖、盐矿、盐井中，可晒海水或采矿获得。

氟

元素符号F，周期表中ⅦA族元素，原子序数9，原子量18.99840，没有同位素，为单核素元素。

游离态氟气F2为淡黄色气体，熔点-219.62℃，沸点-188℃。

有不愉快的刺激气味，剧毒。

是最活泼的非金属，有极强的氧化性，能与除He、Ne、Ar外的一切元素化合。

低温时就能与H2、P、I2、AS、C、Si等非金属猛烈反应并常伴有炽热、火焰或爆炸现象。

但遇Mg、Cu、软钢等于常温下使金属表面形成一层氟化物保护膜而使反应受阻，升温则反应继续进行。

遇水或氨气发生剧烈反应有HF、O2或N2生成；与许多有机物也发生反应。

F2能从卤化物中置换出Cl2、Br2、I2，但对卤化物水溶液则对水反应生成O2和HF。

F-还原性极弱，几乎没有化学药品能将它氧化。

制F2只好采用电解HF－KF的无水熔态液体，于阳极上生成F2，阴极上生

溴

元素符号Br，周期表ⅦA族元素。

原子序数35，原子量79.904。

溴单质Br2，为深棕色液体，不断挥发出棕红色刺激性气味的Br2蒸气。

密度3.12克/厘米3（20℃），熔点-7.3℃，沸点58.8℃。

固态溴是有金属光泽的黄绿色晶体。

稍溶于水，溶于盐酸、氢溴酸、KBr，易溶于有机溶剂。

具有强非金属性和氧化性，但弱于F2、O2、Cl2，与有机物在不同条件下可发生取代或加成反应。

对橡胶腐蚀严重，液溴必须保存在密闭玻璃塞瓶里，有时为防止挥发可加少许水，使表面形成薄层“水封”。

主要用于制溴化物和有机合成。

工业上用氯气与卤水反应再经处理制取液溴。

溴水呈棕黄至橙色，饱和溴水在-200℃不冻结。

加热则溴挥发而变无色。

在日光作用下反应较明显，Br2+H2OHBr+HBrO（或HBrO3）。

故应贮于棕色玻璃塞瓶中密闭保存。

因反应使溴水褪色的常见的物质有NaOH、NaCO3、SO2、

应但生成的I-溶解可使溶液颜色转深。

有机溶剂中的C6H6、C6H5CH3、C6H4（CH3）2、CHCl3、CCl4等不与溴水反应，但能萃取Br2使有机溶剂层颜色变深呈棕红或橙红色。

碘

元素符号I，元素周期表中ⅦA族元素，原子量126.9，紫黑色晶体，有金属光泽，性脆，为分子晶体。

它易于挥发、升华，这个性质可用来提纯碘。

微溶于水呈浅褐色，易溶于KI溶液或酒精中显棕褐色。

甚易溶于苯、CCl4、CS2等有机溶剂中呈紫色。

在溶剂里呈紫色时显其蒸汽的颜色，溶质为I2，而在一些溶剂中的棕至褐色说明还有I2与溶剂生成的化合物存在。

据此可用苯或CCl4从水溶液里萃取碘或检验碘的存在。

游离态I2的非金属性和氧化性均比卤素中的F2、Cl2、Br2弱。

它与金属或非金属的反应一般比Cl2、Br2、F2弱，如难与H2化合，与Fe仅生成FeI2。

溶于碱有碘化物、碘酸盐生成（歧化）。

与淀粉于55℃以下显蓝色，是I2的特征反应之一。

用KI淀粉试纸检验Cl2等即根据2I→I2，随即与淀粉发生显色反应。

此试纸遇Br2、O3、NO2等都能变蓝，故不要用它区分Br2蒸气与NO2（可用水或AgNO3溶液）。

碘有腐蚀性，不宜用铁盖或橡胶塞试剂瓶盛放。

碘元素在化合物中常呈-l、+5、+7价。

I-为具较强还原性的阴离子，易被活泼卤素、O2、NO2、HNO3、Fe3+氧化。

故HI溶液不易存放，KI溶液也有时因析出微量I2而呈黄色。

氟化钠

NaF，无色或半透明光亮晶体。

密度2.558克/厘米3，熔点993℃，沸点1695℃。

溶于水，水解呈弱碱性：

F-+H2OHF+OH-

在玻璃试剂瓶中若有水蒸气则水解出的少量HF会腐蚀玻璃而“发毛”，一般要干燥保存或于塑料瓶内存放。

用于杀灭地下害虫、杀菌、木材防腐、焊剂。

极少量用于缺氟的饮用水氟化处理和制氟化钠牙膏。

可用HF与NaOH或Na2CO3反应制取。

氯化钙

CaCl2·6H2O，无色六角晶体，熔点29.92℃或30℃，苦咸，易吸湿潮解。

加热至200℃失水而成白色立方晶体无水CaCl2，熔点782℃，有强吸湿性。

是实验室里常用的干燥剂，但不能用于干燥氨气或洒精蒸气，因为会生成氨合物或酒精合物。

保存时必须密闭以防吸水潮解。

其水溶液的冰点降低，可用做防冻剂和冷冻液。

水溶液里通入CO2、H2S皆不反应，无沉淀现象；若加纯碱则在即有白色沉淀CaCO3析出。

遇NaOH溶液，浓时有微溶物Ca（OH）2白色浑浊，如碱液很稀无沉淀现象。

溴化银

AgBr，浅黄色晶体。

熔点432℃，加热高于1300℃时分解。

难溶于水和稀硝酸，可溶于氨水，饱和NaCl或NaBr溶液、Na2S2O3或KCN溶液。

易见光分解，用于制照像底片，感光纸等。

在眼镜玻璃中掺入AgBr微粒，在光照时分解出银粒变深，无光时Ag与周围的Br2化合为AgBr又变浅，这是变色镜的变色原理。

工业上用AgNO3溶液与NaBr溶液在暗室或红光下反应制取。

碘化银

AgI，黄色晶体。

密度黄色5.683克/厘米3，橙色6.010克/厘米3。

难溶于水、氨水或稀硝酸，但溶于Na2S2O3、KCN、KI等水溶液。

见光变色，最后变黑，感光作用比AgBr差。

用于制照像底片和感光纸，也用于人工降雨。

可用AgNO3溶液与KI溶液在红光或暗室中反应制取。

若把AgI从AgBr、AgI的混合物中分离出来，可加浓氨水将AgBr、AgCl溶出（生成可溶性

卤族元素

元素周期表中ⅦA族元素，简称卤素。

包括氟、氯、溴、碘、砹五种元素。

最外层电子数皆为7（具ns2np5结构），易得电子成-1价阴离子。

非金属性皆强于同周期的其它元素。

除氟为-1价外，其它卤元素皆有-1、＋1、＋3、＋5、＋7价。

其单质化学性质活泼，能与大多数金属和非金属直接化合，因与金属直接化合成盐，按“天生曰卤，人造曰盐”而得名“卤素”。

其中砹为放射性元素。

本族在自然界中无游离态，以化合态存在于卤化物和其它矿物中。

卤素单质具化学活泼性，最活泼的是氟，与水猛烈反应出O2，在加热的条件下，绝大多数金属能在氟中燃烧；也易从固态金属卤化物中置换出其它卤素，与H2在低温下发生爆炸式化合。

氯活泼性比氟小些。

与水反应缓慢生成HCl、HClO，与H2在光照下发生爆炸反应；与多数非金属（除稀有气体、C、O2等）化合成共价化合物，与饱和烃发生取代，与不饱和烃作用发生加成反应，与多数金属反应，大部分有燃烧现象。

溴与氯相似，但活泼性比氯稍弱，与H2、金属、非金属反应没有氯那样猛烈，与水反应的程度比氯小，在日光中HBrO也分解出O2。

碘的活泼性比溴弱，也发生上述反应，与水几乎不发生化学反应，可氧化S2-，遇淀粉变蓝（55℃以下）。

卤族元素单质、化合物的相似性和递变性

游离态皆为双原子分子，固态时皆为分子晶体。

皆有颜色，按原子序数增大顺序（下同）颜色按黄、黄绿、深棕红、紫黑、黑色逐渐加深。

熔沸点皆不高，仍呈由低到高的趋势。

由难液化气体至易液化气