高中化学卤素知识点.docx

1、高中化学卤素知识点卤族元素的代表：氯卤族元素指周期系A族元素。包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），简称卤素。它们在自然界都以典型的盐类存在 ，是成盐元素。卤族元素的单质都是双原子分子，它们的物理性质的改变都是很有规律的，随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。卤素都有氧化性，氟单质的氧化性最强。卤族元素和金属元素构成大量无机盐，此外，在有机合成等领域也发挥着重要的作用。Halogen 卤素的化学性质都很相似，它们的最外电子层上都有7个电子，有取得一个电子形成稳定的八隅体结构的卤离子的倾向，因此卤素都有氧化性，原

2、子半径越小，氧化性越强，因此氟是单质中氧化性最强者。除F外，卤素的氧化态为1、3、5、7，与典型的金属形成离子化合物，其他卤化物则为共价化合物。卤素与氢结合成卤化氢，溶于水生成氢卤酸。卤素之间形成的化合物称为互卤化物，如ClF3、ICl。卤素还能形成多种价态的含氧酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4。卤素单质都很稳定，除了I2以外，卤素分子在高温时都很难分解。卤素及其化合物的用途非常广泛。例如，我们每天都要食用的食盐，主要就是由氯元素与钠元素组成的氯化物。 卤素单质的毒性，从F开始依次降低。 从F到At，其氢化物的酸性依次增强。但氢化物的稳定性呈递减趋势。 氧化性：F? Cl?

3、Br? I? At?，但还原性相反。 氟氟气常温下为淡黄色的气体，有剧毒。与水反应立即生成氢氟酸和氧气并发生燃烧，同时能使容器破裂，量多时有爆炸的危险。氟、氟化氢和氢氟酸对玻璃有较强的腐蚀性。氟是氧化性最强的元素，只能呈-1价。单质氟与盐溶液的反应，都是先与水反应，生成的氢氟酸再与盐的反应，通入碱中可能导致爆炸。水溶液氢氟酸是一种弱酸。但却是稳定性、腐蚀性最强的氢卤酸，如果皮肤不慎粘到，将一直腐蚀到骨髓。化学性质活泼，能与几乎所有元素发生反应（除氦、氖）。 氯 氯气常温下为黄绿色气体，可溶于水，1体积水能溶解2体积氯气。有毒，与水部分发生反应，生成HCl与次氯酸，次氯酸不稳定，分解放出氧气，并

4、生成盐酸，次氯酸氧化性很强，可用于漂白。氯的水溶液称为氯水，不稳定，受光照会分解成HCl与氧气。液态氯气称为液氯。HCl是一种强酸。氯有多种可变化合价。氯气对肺部有强烈刺激。氯可与大多数元素反应。氯气具有强氧化性 氯气与变价金属反应时，生成最高金属氯化物 溴液溴，在常温下为深红棕色液体，可溶于水，100克水能溶解约3克溴。挥发性极强，有毒，蒸气强烈刺激眼睛、粘膜等。水溶液称为溴水。溴单质需要加水封存，防止蒸气逸出危害人体。有氧化性，有多种可变化合价，常温下与水微弱反应，生成氢溴酸和次溴酸。加热可使反应加快。氢溴酸是一种强酸，酸性强于氢氯酸。溴一般用于有机合成等方面。 碘 加碘化物可增加碘的溶解

5、度并加快溶解速度。100g水在常温下可溶解约碘。低毒，氧化性弱，有多种可变化合价。有升华性，加热即升华，蒸汽呈紫红色，但无空气时为深蓝色。有时需要加水封存。氢碘酸为无放射性的最强氢卤酸，也是无放射性的最强无氧酸。但腐蚀性是所有无放射氢卤酸中最弱的，仅对皮肤有刺激性。有还原性。 碘是所有卤族元素中最安全的，因为氟、氯、溴的毒性、腐蚀性均比碘强，而砹虽毒性比碘弱，但有放射性。但是，碘对人体并不安全，尤其是碘蒸气，会刺激粘膜。即使要补碘，也要用无毒的碘酸盐。所以所有的卤族元素对人体都不安全。 化学性质相似性： 1.均能与H?发生反应生成相应卤化氢，卤化氢均能溶于水，形成无氧酸。 H?（g）F?（g）

6、= 2HF（g） （会发生爆炸） H?（g）+Cl?（g）=（点燃或光照）2HCl（g）（会发生爆炸） H?（g）+Br?（g）= （500摄氏度加热）2HBr（g） H?（g）+I?（g）=（持续加热）2HI（g）（可逆反应）. 2HI（g）=（加热）H?（g）+I?（g） 2.均能与水反应生成相应的氢卤酸和次卤酸（氟除外） 2F?（g）2H2O（l）=4HF（aq）O?（g） X?（g）+H2O（l）=HX（aq）+HXO（aq） X=表示Cl Br I 3.与金属反应；如：3Cl2+2Fe=2FeCl3 4.与碱反应；如：Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O B.差异性 1.

7、与氢气化合的能力，由强到弱 2.氢化合物的稳定性逐渐减弱 3.卤素单质的活泼性逐渐减弱 稳定性：HFHCLHBrHI 酸性：HFHCLHBrCL2Br2I2 阴离子还原性： F-Cl-Br-I- F-只有还原性， 其余既有氧化性又有还原性。 单质物理性质卤素相关颜色 元素单质水溶液（溶解度为20的数据）CCl4苯酒精银盐其他F氟气：淡黄绿色与水剧烈反应AgF；白色，可溶于水/单一卤素的均为白色，液体透明无色Cl氯气：黄绿色氯水：黄绿色，溶解度L黄绿色黄绿色AgCl：白色，难溶于水CuCl2固体：棕黄 溶液：蓝色 FeCl3溶液：黄色 FeCl2溶液：浅绿色Br液溴：深红棕色溴水：橙色，溶解度L

8、橙红色橙红色橙红色AgBr：淡黄色，难溶于水BaBr2溶液：无色 CuBr2固体：黑色结晶或结晶性粉末 MgBr2溶液：无色I碘单质：紫黑色 碘蒸气；紫色碘水：紫色，溶解度L紫色紫色褐色AgI：黄色，难溶于水， 元素性质原子结构特征最外层电子数相同，均为7个电子，由于电子层数不同，原子半径不，从FI原子半径依次增大，因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱，从外界获得电子的能力依次减弱，单质的氧化性减弱。 递变性与氢反应的条件不同，生成的气体氢化物的稳定性不同， HFHClHBrHI, 无氧酸的酸性不同，HIHBrHClHF.。 与水反应的程度不同，从F2 I2逐渐减弱。注意：萃取和分液的概

9、念 在溴水中加入四氯化碳振荡静置有何现象（分层，下层橙红色上层无色） 在碘水中加入煤油振荡静置有何现象（分层，上层紫红色，下层无色） 卤离子的鉴别：加入HNO3酸化的硝酸银溶液， 氯离子：得白色沉淀 Ag+（aq）+ Cl-（aq）AgCl（s） 溴离子：得淡黄色沉淀 Ag+（aq）+ Br-（aq）AgBr（s） 碘离子：得黄色沉淀 Ag+（aq）+ I-（aq）AgI（s） 卤素的物理、化学特性通常来说，液体卤素分子的沸点均要高于它们所对应的烃链(alcane)。这主要是由于卤素分子比烃链更加电极化，而分子的电极化增加了分子之间的连接力（正电极与负电极的相互吸引），这使我们需要对液体提供更

10、多的能量才能使其蒸发。 卤素的物理特性和化学特性明显区分与于它对应的烃链的主要原因，在于卤素原子（如F,Cl,Br,I)与碳原子的连接，即C-X的连接，明显不同于烃链C-H连接。 * 由于卤素原子通常具有较大的负电性，所以C-X连接比C-H连接更加电极化，但仍然是共价键。 * 由于卤素原子相较于碳原子，通常体积和质量较大，所以C-X连接的偶极子矩（Dipole Moment）和键能（Bonding Energy）远大于C-H，这些导致了C-X的连接力（Bonding strength）远小于C-H连接。 * 卤素原子脆弱的p轨道（Orbital）与碳原子稳定的sp3轨道相连接，这也大大降低了C

11、-X连接的稳定性。 位于元素周期表右方的卤族元素是典型的非金属。卤素的电子构型均为ns2np5，它们获取一个电子以达到稳定结构的趋势极强烈。所以化学性质很活泼，自然状态下不能以单质存在，一般化合价为-1价，即卤离子（X-）的形式。 卤素单质都有氧化性，氧化性从氟到碘依次降低。碘单质氧化性比较弱，三价铁离子可以把碘离子氧化为碘。 卤素单质在碱中容易歧化，方程式为： 3X?（g）+6OH-（aq）5X-（aq）+ XO3-（aq）+3H2O（l） 但在酸性条件下，其逆反应很容易进行： 5X-（aq）+XO3-（aq）+6H+（aq）3X?（g）+3H2O（l） 这一反应是制取溴和碘单质流程中的最后

12、一步。 卤素的氢化物叫卤化氢，为共价化合物；而其溶液叫氢卤酸，因为它们在水中都以离子形式存在，且都是酸。氢氟酸一般看成是弱酸，pKa=。氢氯酸（即盐酸）、氢溴酸、氢碘酸都是化学中典型的强酸，它们的pKa均为负数，酸性从HCl到HI依次增强。 卤素可以显示多种价态，正价态一般都体现在它们的含氧酸根中： +1: HXO （次卤酸） +3: HXO?（亚卤酸） +5: HXO?（卤酸） +7: HXO?（高卤酸） 卤素的含氧酸均有氧化性，同一种元素中，次卤酸的氧化性最强。 卤素的氧化物都是酸酐。像二氧化氯（ClO?）这样的偶氧化态氧化物是混酐。 只由两种不同的卤素形成的化合物叫做互卤化物，其中显电正

13、性的一种元素呈现正氧化态，氧化态为奇数。这是由于卤素的价电子数是奇数，周围以奇数个其它卤原子与之成键比较稳定(如IF7)。互卤化物都能水解。 卤素的有机化学反应在有机化学中，卤族元素经常作为决定有机化合物化学性质的官能团存在。 氯的存在范围最广，按照氟、溴、碘的顺序减少，砹是人工合成的元素。卤素单质都是双原子分子，都有很强的挥发性，熔点和沸点随原子序数的增大而增加。常温下，氟、氯是气体、溴是液体，碘是固体。 卤素最常见的有机化学反应为亲核取代反应（nucleophilic substitution）。 通常的化学式如： Nu:- + R-X ;=R-Nu + X- Nu:-在这里代表亲核负离子

14、，离子的亲核性越强，则产率和化学反应的速度越可观。 X在这里代表卤素原子，如F,Cl,Br,I,若X-所对应的酸(即HX)为强酸，那么产率和反应的速度将非常可观，如果若X-所对应的酸为弱酸，则产率和反应的速度均会下降。 在有机化学中，卤族元素经常作为决定有机化合物化学性质的官能团存在。卤素的有机化学反应 卤素的制成 * 从一个未饱和烃链制作卤素为最简单的方式，通过加成反应，如： CH3-CH2-CH=CH2 + HBrCH3-CH2-CH(Br)-CH? 不需要催化剂的情况下，产率90%以上。 * 如果希望将Br加在烃链第一个碳原子上，可以使用Karasch的方式： CH3-CH2-CH=CH

15、?+ HBr CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O 催化剂：H2O? 产率90%以上。 * 从苯制作卤素泽必须要通过催化剂，如： C6H6 + Br2 C6H5-Br 催化剂：FeBr3或者AlCl3 产率相当可观。 * 从酒精制作卤素，必须通过好的亲核体，强酸作为催化剂以提高产率和速度： CH3-CH2-CH2-CH2-OH + HBr CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O 注意此反应为平衡反应，故产率和速度有限。 A 族元素包括氟（ F ）、氯 (Cl) 、溴（ Br ）、碘（ I ）、砹（ At ），合称卤素。其中砹（ At ）为放射性元素，在产品中几乎不存在，前

16、四种元素在产品中特别是在聚合物材料中以有机化合物形式存在。目前应用于产品中的卤素化合物主要为阻燃剂： PBB ， PBDE ， TBBP-A ， PCB ，六溴十二烷，三溴苯酚，短链氯化石蜡；用于做冷冻剂、隔热材料的臭氧破坏物质： CFCs 、 HCFCs 、 HFCs 等。 危害：在塑料等聚合物产品中添加卤素（氟，氯，溴，碘）用以提高燃点，其优点是：燃点比普通聚合物材料高，燃点大约在 300 。燃烧时，会散发出卤化气体（氟，氯，溴，碘），迅速吸收氧气，从而使火熄灭。但其缺点是释放出的氯气浓度高时，引起的能见度下降会导致无法识别逃生路径，同时氯气具有很强的毒性，影响人的呼吸系统，此外，含卤聚合

17、物燃烧释放出的卤素气在与水蒸汽结合时，会生成腐蚀性有害气体（卤化氢），对一些设备及建筑物造成腐蚀。 PBB ， PBDE ， TBBPA 等溴化阻燃剂是目前使用较多的阻燃剂，主要应用在电子电器行业，包括：电路板、电脑、燃料电池、电视机和打印机等等。 这些含卤阻燃剂材料在燃烧时产生二恶英，且在环境中能存在多年，甚至终身累积于生物体，无法排出。 因此，不少国际大公司在积极推动完全废止含卤素材料，如禁止在产品中使用卤素阻燃剂等。 目前对于无卤化的要求，不同的产品有不同的限量标准： 如无卤化电线电缆其中卤素指标为：所有卤素的值 50PPM (根据法规 PREN 14582) ;燃烧后产生卤化氢气体的含

18、量100PPM (根据法规 EN 5067-2-1) ;燃烧后产生的卤化氢气体溶于水后的 PH 值大于等于( 弱酸性 ) (根据法规 EN-5 0267-2-2);产品在密闭容器中燃烧后透过一束光线其透光率 60% (根据法规 EN-50268-2) 。 有X2代表卤素1卤素单质与金属反应2卤素单质与氢气反应3还原性从强到弱4卤素单质与碱溶液反应5卤素单质之间的置换反应最佳答案 1 M + X2 = MX2 或 2M + X2 = 2MX （依此类推）2 H2 + X2 =（一定条件）= 2HX3 I2 Br2 Cl2 F24 2NaOH + X2 = NaX + NaXO + H2O （4N

19、aOH + 2F2 = 4NaF + 2H2O + O2）5 氟不会在水溶液中置换其它卤素 因为会与水反应Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2Br2 + 2I- = 2Br- + I2，Cl2，Br2和水的反应都是可逆的，要用可逆号，不能用等号HF最稳定，HI加热易分解，所以热稳定性随X的核电荷数增大而降低F2、Cl2、Br2、I2的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、红棕色、紫黑色，颜色逐渐加深。随荷电核数增加，单质熔点升高。；。；HF,HCl,HBr,HI,HAt等卤素气态氢化物均无颜色。卤族单质的物理性质中颜色由浅深，状态由气固。根据HX的稳

20、定性变化规律可知HAt不可能很稳定，卤素阴离子还原性逐渐增强，因此At还原性较强。根据AgX的溶解性可知AgAt可能不溶于水F2很活泼，能和水反应，所以F2与其他卤素盐溶液反应时，先和水反应：2F2+2H2O=4HF+O2，而不是将式量大的卤族单质从它的盐溶液里置换出来氟化银可溶氯化银白色沉淀溴化银浅黄色沉淀碘化银黄色沉淀海水除杂，可以通过加入生石灰的方法将镁离子沉淀下来氯元素与氮元素在2中酸中都是最高价，可以比较2者的非金属性，氯元素的非金属性强，所以高氯酸的酸性强。卤族元素是没有酸性的，你想说的是卤族元素最高价氧化物水化物的酸性比较吧卤族元素非金属性是同周期从上往下递减。所以F的非金属性最

21、强，但是F没有最高正价，所以没有高氟酸这个物质。所以酸性最强的酸是高氯酸。一般核外电子数越多酸性越强，如HClH2S，同一周期层数越少酸性越强，如HFHCl。这只适用无氧酸，有氧酸不知道HClO4HIHBrH2SO4HClHClO3HNO3（以上为强酸）H2C2O4(草酸）H2SO3H3PO4CH3COCOOH（丙酮酸）HNO2(以上为中强酸)HFHCOOHC3H6O3（乳酸）C6H5COOH(苯甲酸)CH2=CH-COOH(丙烯酸)CH3COOHC2H5COOH(丙酸)C17H33COOH(油酸)C17H35COOH（硬脂酸）H2CO3H2SHClOH3BO3H2SiO3C6H5这是因为元素

22、价态不同，含氧酸里面的元素是正价，而无氧酸里面的元素是负价。它们所具有的化学性质在变。那得看元素的非金属性的强弱,元素的非金属性越强,则其最高价氧化物对应的水化物酸性就越强.在同一周期中,随着核电荷数增加,元素的非金属性增强,其最高价氧化物对应的水化物酸性就越强.在同一主族中,随着核电荷数的增加,元素的非金属性减弱,其最高价氧化物对应的水化物酸性就越弱.酸性最强的是HClO4（Cl的非金属性最强）碱性最强的是NaOH（Na的金属性最强）具有两性的是Al(OH3)与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2OX最高价氧化物的水化物-HNO3(2)X元

23、素气态氢化物-NH3(3)HNO3 + NH3 = NH4NO3(7+4+7+8*3=42)(4)A-NH4NO3卤族元素指周期系A族元素。包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），简称卤素。它们在自然界都以典型的盐类存在 ，是成盐元素。卤族元素的单质都是双原子分子，它们的物理性质的改变都是很有规律的，随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。卤素的化学性质都很相似，它们的最外电子层上都有7个电子，有取得一个电子形成稳定的八隅体结构的卤离子的倾向，因此卤素都有氧化性，原子半径越小，氧化性越强，因此氟是单质中氧化性最强者

24、。卤素的氧化态为1、3、5、7，与典型的金属形成离子化合物，其他卤化物则为共价化合物。卤素与氢结合成卤化氢，溶于水生成氢卤酸。卤素之间形成的化合物称为互卤化物，如ClF3、ICl。卤素还能形成多种价态的含氧酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4。卤素单质都很稳定，除了I2以外，卤素分子在高温时都很难分解。卤素及其化合物的用途非常广泛。例如，我们每天都要食用的食盐，主要就是由氯元素与钠元素组成的氯化物。 卤素单质的毒性，从F开始依次降低。 从F到At，其氢化物的酸性依次升高。但氢化物的稳定性呈递减趋势。 氧化性：F? Cl? Br? I? At? 但还原性相反。高中化考点精讲 卤素1

25、 复习重点1卤素单质在物理性质和化学性质上的主要差异及递变规律；2卤族元素的化合物性质的递变性；3卤化银的性质、用途及碘与人体健康的关系。4重点考查卤素性质的变化规律。2难点聚焦1.卤族元素卤族元素包括：F、Cl、Br、I、At。 它们的原子最外电子层都有7个电子， 因此它们的化学性质相似，都具有强氧化性。由于原子核外电子层数不同， 因此它们的性质也存在着差异。(1)相似性与金属反应：2Fe+3Br22FeBr3，Fe+I2=FeI2与非金属反应：H2+F22HF，2P+3Br22PBr3与水反应：H2O+Br2=HBr+HBrO(程度更小)；2F2+2H2O4HF+O2(剧烈、完全) 与碱反

26、应：2NaOH+Br2NaBr+NaBrO+H2O；2NaOH+I2NaI+NaIO+H2O(注：也可生成NaI和NaIO3)(2) 相异性(变化规律)注意点：F2 的氧化性特别强，因此F-的还原性特别弱。Br-、I- 都有较强的还原性，都能被浓H2SO4和HNO3氧化，因此用NaBr和浓H2SO4反应制HBr时，其中含有Br2蒸气和SO2气体，应用浓H3PO4代替浓H2SO4制HBr。用浓H2SO4几乎不能制取HI， 所以必须用浓H3PO4和KI等反应制HI。HX都极易溶于水，在空气中形成白雾。2两类置换反应(1)金属间的置换： 活泼金属置换不活泼金属。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu反应

27、意义：说明金属活动性强弱；制备金属。(2) 非金属间的置换：活泼非金属置换不活泼非金属。2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2；2KI+Br2=2KBr+I2；2F2+2H2O4HF+O2意义：比较非金属单质活泼性强弱；制备非金属单质。溴和碘在水中溶解性均很弱，而在某些有机溶剂中(如：苯、汽油、四氯化碳)则易溶。 注： 溶液的颜色与浓稀有关，浓溶液颜色深，稀溶液颜色浅，如饱和溴水为红棕色，而很稀的溴水则为浅黄色。4萃取(1)原理： 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来。(2)操作步骤：混合振荡，静置分层，分液。使用的仪器是分液漏斗。(3

28、)注意点：萃取剂必须具备两点：a与溶剂不相溶，b溶质在萃取剂中的溶解度较大。注：酒精易溶于水不能做水溶液萃取剂，苯和汽油比水轻，CCl4比水重。萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作中的一个步骤。 分液时，打开分液漏斗的活塞，将下层液体从漏斗颈放出，当下层液体刚好放完时要立即关闭活塞，不要让上层液体流出，上层液体从分液漏斗上口倒出。5氟化氢(1)性质有剧毒的无色气体，极易溶于水。氢氟酸为弱酸(其它氢卤酸均为强酸)。与SiO2反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O 注： 此反应为HF的特性， 换成HCl则与SiO2不反应。 氢氟酸能腐蚀玻璃，用于玻璃刻字。 氢氟酸应保存在铅制容器或塑料容器中

29、。(2)制法 CaF2+H2SO4(浓)=2HF+CaSO4 此反应不能在玻璃器皿中进行，为什么CaF2是萤石的主要成分，它不溶于水，是氟元素的重要资源。6卤化银除AgF外， 其它卤化银均不溶于水和稀HNO3，是检验X-的原理。Ag+Cl-=AgCl(白色)；Ag+Br-AgBr(浅黄色)；Ag+I-AgI(黄色)注意点：3Ag+PO43-=Ag3PO4 (黄色)。但Ag3PO4溶于HNO3：Ag3PO4+2H+3Ag+H2PO4-AgX(除AgF) 见光易分解成银和卤素单质。 AgBr和AgI可做感光材料或变色镜。反应及现象为：2AgCl = 2Ag+Cl2；2AgBr = 2Ag+Br2；

30、2AgI = 2Ag+I2 固体逐渐变成黑色，这是单质银的小颗粒。1卤素单质在不同的溶剂中分别呈什么颜色Cl2在水中溶解度较大，它在水中和有机溶剂中均呈黄绿色，与气态颜色相近。Br2、I2在水中溶解度较小，所以它们在水中颜色较在有机溶剂中的颜色浅。这是暑假做家教的时候准备的资料，希望你满意。1、硫酸根离子的检验: bacl2 + na2so4 = baso4+ 2nacl 2、碳酸根离子的检验: cacl2 + na2co3 = caco3 + 2nacl 3、碳酸 钠与盐酸反应: na2co3 + 2hcl = 2nacl + h2o + co2 4、木炭还原氧化铜: 2cuo + c 高温 2cu + co2 5、铁片与硫酸 铜溶液反应: fe + cuso4 = feso4 + c