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卤族元素的结构和性质
【核心素养发展目标】
1．知道卤族元素在周期表中的位置及其原子结构特点，能说出卤族元素性质的相似性和递变性，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律，形成“结构决定性质”的观念，强化“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养
2．能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性，提升“科学探究与创新意识”的学科核心素养
【主干知识梳理】
一、卤族元素的原子结构特点
1．概念：在元素周期表中，与氯元素处于同一纵行——第VIIA族的元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐，所以统称为卤素(成盐元素之意)
2．成员：氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)
元素名称 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I)
原子序数 9 17 35 53
原子结构示意图 INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-30.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-30.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-32.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-32.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-33.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-33.TIF" \* MERGEFORMATINET
最外层电子数 7 7 7 7
电子层数 2 3 4 5
原子半径 由小到大
3．原子结构的特点
(1)相似性：最外层电子数都是7，容易得到一个电子
(2)递变性：从F到I，核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大
【对点训练1】
1．已知某微粒的结构示意图为 INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-34.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\马玉娜\\d\\2016PPT原文件\\步步高 高二下\\化学\\人教 必修2\\1-34.tif" \* MERGEFORMATINET ，则下列说法正确的是(　　)
A．该元素位于第三周期0族 B．该元素位于第四周期ⅠA族
C．该元素是非金属元素 D．该元素是金属元素
2．关于卤族元素，下列说法正确的是(　　)
A．所有卤族元素的微粒都易得电子 B．和F同一主族的元素都是非金属元素
C．化合物中卤族元素都显负价 D．卤族元素原子的原子半径从上到下逐渐减小
二、卤素单质的性质
1．卤素单质的主要物理性质
卤素单质 颜色和状态 密度 熔点/℃ 沸点/℃
F2 淡黄绿色气体 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1
Cl2 黄绿色气体 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6
Br2 深红棕色液体 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78
I2 紫黑色固体 4.93 g·cm－3 113.5 184.4
(1)相似性：都有颜色，有毒，在水中溶解度不大，易溶于苯、汽油、四氯化碳、酒精等有机溶剂
(2)递变性：从F2到I2，颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大，在水中的溶解度逐渐减小
【微点拨】
①Cl2、Br2、I2在水中的溶解能力比较小，但较易溶于有机溶有剂(汽油、苯、四氯化碳、酒精)中
②溶液的颜色与溶液的浓稀有关，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
水 CCl4 汽油(苯)
Cl2 黄绿色 黄绿色 黄绿色
Br2 橙色 橙红色 橙红色
I2 棕黄色 紫红色 紫红色
2．卤素单质的化学性质——与Cl2相似
(1)卤素单质与H2反应
H2＋F2===2HF 在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定
H2＋Cl22HCl 光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定
H2＋Br22HBr 加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定
不断加热才能缓慢反应；碘化氢不稳定，在一定条件下同时分解为H2和I2，是可逆反应
结论(从FI) ①与H2反应的难易程度：越来越困难②生成气态氢化物的稳定性：依次减弱③与H2反应所需要的条件：逐渐升高④与H2反应剧烈程度：逐渐减弱⑤卤素的非金属性强弱：F＞Cl＞Br＞I)
(2)卤素单质间的置换反应
实验过程 分别向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的两支试管中加入1 mL 氯水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式 向盛有4 mL KI溶液的试管中加入1 mL 溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式
实验装置
实验现象 振荡静置后，溶液由无色变为橙黄色 振荡静置后，溶液由无色变为褐色 振荡静置后，溶液由无色变为褐色
化学方程式 2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2 2KI＋Br2===2KBr＋I2 2KI＋Cl2===2KCl＋I2
结论 ①卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2＞Br2＞I2②卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I－＞Br－＞Cl－
(3)卤素单质与金属反应：F2和所有金属都能反应；Cl2和绝大多数金属反应；Br2和较活泼金属反应；I2只和活泼金属反应
2Na＋X22NaX (X＝F、Cl、Br、I)
2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3 Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟)
(4)卤素单质与水反应：X2＋H2O===HX＋HXO (X为Cl、Br、I)
2F2＋2H2O===4HF+O2 Cl2＋H2OHCl+HClO Br2＋H2OHBr+HBrO
(5)卤素单质与碱反应：2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O (X＝Cl、Br、I)
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O
I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O (也可生成NaI和NaIO3)
(6)卤素单质与Fe2+、SO2、Na2SO3、Na2S等还原性物质反应
①与Fe2+反应：2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋
2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋
I2不能与Fe2+反应 (但I－与Fe3可以反应：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋)
②与SO2、Na2SO3反应： SO2＋X2＋2H2O===2HX+H2SO4 (X＝Cl、Br、I)
SO＋X2＋H2O===SO＋2X－＋2H＋ (X＝Cl、Br、I)
③与Na2S反应：X2＋S2－===2X－＋S↓ (X＝Cl、Br、I)
3．卤族元素性质的相似性和递变性
(1)相似性
①单质均为双原子分子
②主要化合价为－1价，最高正价为＋7价(氟无正价)
③具有强氧化性
(2)递变性：随着原子核外电子层数增多，原子半径依次增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，卤素原子得电子的能力逐渐减弱，卤素单质的氧化性逐渐减弱，非金属性逐渐减弱
①原子半径和离子半径逐渐增大：F＜Cl＜Br＜I；F－＜Cl－＜Br－＜I－
②单质的氧化性逐渐减弱：F2＞Cl2＞Br2＞I2
③卤离子还原性逐渐增强：F－＜Cl－＜Br－＜I－
④元素的非金属性逐渐减弱：F＞Cl＞Br＞I
⑤与H2化合或水反应由易到难
⑥气态氢化物的稳定性逐渐减弱：HF＞HCl＞HBr＞HI
⑦气态氢化物的还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI
⑧最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱：HClO4＞HBrO4＞HIO4，HClO4是已知含氧酸中酸性最强的酸
⑨单质颜色变深，熔沸点升高，密度增大，溶解性减小
4．卤素及其化合物的特性
氟 ①无正价，无含氧酸，非金属性(氧化性)最强，F－的还原性最弱②2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒
溴 ①Br2在常温下是唯一的一种液态非金属单质，红棕色，易挥发②Br2易溶于有机溶剂③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡皮塞
碘 ①I2遇淀粉变蓝色②I2加热时易升华③I2易溶于有机溶剂④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大
【对点训练2】
1．下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的叙述，正确的是(　　)
①单质的氧化性增强　 ②单质的颜色加深　 ③气态氢化物的稳定性增强　
④单质的沸点升高　 ⑤阴离子的还原性增强
A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．①③⑤
2．下列各组物质性质比较的表示中，正确的是(　　)
A．还原性：HF＞HCl＞HBr＞HI B．稳定性：HF＜HCl＜HBr＜HI
C．与水反应由易到难：Cl2＞Br2＞I2＞F2 D．密度：F2＜Cl2＜Br2＜I2
3．某卤素单质X2与KOH溶液反应生成M、N两种盐。往M盐的浓溶液中加入一定量的另一种卤素单质Y2的水溶液，又可以生成X2，且X2不能使淀粉溶液变蓝。则X2、Y2是(　　)
A．Cl2、I2 B．Br2、Cl2 C．Cl2、F2 D．Cl2、Br2
4．关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是(　　)
A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示
B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强
C．卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加深
D．X－的还原性依次为F－5．下列说法正确的是(　　)
A．F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8
B．由HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I非金属性递增的规律
C．卤族元素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加，电子层数增多，原子半径增大，原子核对电子的吸引作用减弱
D．根据卤族元素性质的递变规律可知，单质砹难溶于CCl4
6．部分卤族元素的某种性质A随核电荷数的变化趋势如图所示，则A可能表示(　　)
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A．原子半径 B．氢化物的稳定性 C．原子的电子层数 D．单质的密度
7．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论正确的是(　　)
A．由“Cl2＋H2O===HCl＋HClO”反应可推出“F2＋H2O===HF＋HFO”反应也能发生
B．HCl的水溶液酸性很强，推出HF的水溶液酸性也很强
C．由“2Fe＋3Cl2===2FeCl3”反应可推出“2Fe＋3I2===2FeI3”反应也能发生
D．Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应
8．2016年，国际纯粹与应用化学联合会将第117号元素命名为Ts(中文名“”，音tián)，Ts的最外层电子数是7。下列说法中，不正确的是(　　)
A．Ts是第七周期第ⅦA族元素 B．Ts的同位素原子具有相同的电子数
C．Ts在同族元素中非金属性最弱 D．中子数为176的Ts，其核素符号是Ts
9．向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2后，将溶液蒸干并灼烧，最后得到的物质是(　　)
A．NaBr和KI B．NaBr和KCl C．NaCl和KCl D．NaCl、KCl和I2
10．A、B、C、D四个集气瓶中分别装有Cl2、H2、HCl、HBr中的一种气体，若A、D两瓶中的气体混合见光爆炸，A、B两瓶气体混合瓶壁出现暗红色小液滴，则C瓶装的气体是(　　)
A．HBr B．HCl C．Cl2 D．H2
11．已知常温下KClO3与HCl(浓)反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位颜色描述正确的是(　　)
① ② ③ ④
A 黄绿色 橙色 蓝色 白色
B 无色 橙色 紫色 白色
C 黄绿色 橙色 蓝色 无色
D 黄绿色 无色 紫色 白色
12．将溴水滴入碘化钾溶液中，溶液由无色变为褐色；将碘水滴入硫化钠溶液中，溶液呈浑浊。由此可以得出的正确结论是(　　)
A．离子的氧化性由强到弱的顺序是：I－＞S2－＞Br－ B．原子的氧化性由强到弱的顺序是：Br＞I＞S
C．离子的还原性由强到弱的顺序是：Br－＞I－＞S2－ D．元素的非金属性由强到弱的顺序是：Br＞S＞I
三、卤素离子的检验及重要的卤化物
1．卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
(2)置换——萃取法
(3)氧化——淀粉法检验I－
2．卤化氢
(1)物理性质：卤化氢均为无色有刺激性气味的气体，易溶于水，易挥发与空气中水蒸气结合形成白雾
(2)氢化物三大性质比较
①热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI
②酸性：HF(弱)＜HCl＜HBr＜HI
③还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI
(3)卤化氢的制备——难挥发酸制挥发性酸
①CaF2＋H2SO4(浓)CaSO4＋2HF↑ (萤石和浓硫酸在铅皿中)
②NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑ 2NaCl＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑
③NaBr＋H3PO4(浓)NaH2PO4＋HBr↑
④NaI＋H3PO4(浓)NaH2PO4＋HI↑
3．其它重要卤合物
(1)卤化银(AgX)：只有AgF可溶，其余均难溶于水。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：2AgCl2Ag＋Cl2；2AgBr2Ag＋Br2；2AgI2Ag＋I2，固体逐渐变成黑色，这是单质银的小颗粒。AgX均具感光性，AgBr作感光材料，AgI作人工降雨材料
(2)CaX2：只有CaF2(萤石)不溶于水，CaCl2具有吸湿性，常作干燥剂
(3)NaX：只有NaF有毒可用作农药；纯净的食盐不潮解，粗盐中因混有等杂质，易潮解
(4)碘酸钾：加碘盐的配料，受热时易分解
4．卤素互化物——XXn' (n=1，3，5，7)其化学性质与卤素单质相似，具有强氧化性
(1)概念：由两种卤素化合而成的物质
(2)组成：有一个较重的卤素原子和奇数个较轻的卤素原子组成的，如：IBr(s)、ICl(s)、ICl3(s)、BrF3(l)、ClF3(g)
(3)化学性质：与卤素单质相似，具有强氧化性
①与金属的反应：2Mg＋2IBr===MgI2＋MgBr2 2BrF3＋4Zn===ZnBr2＋3ZnF2
②与水的反应：ICl＋H2O===HCl＋HIO（该反应不是氧化还原反应，各元素化合价不变）
5．拟(类)卤素：一些多原子分子与卤素单质性相似，其阴离子又与卤素阴离子性质相似，常称为拟卤素。如： (CN)2、(SCN)2、(SeCN)2、(OCN)2等
(CN)2＋H2O===HCN＋HCNO 2Fe＋3(SCN)22Fe(SCN)3
【对点训练3】
1．往碘化钾溶液中先加入氯水，再加入CCl4振荡，静置后出现分层，下层呈(　　)
A．橙红色 B．紫红色 C．无色 D.深褐色
2．①溴水　②氯水　③碘酒　④氯化钾　⑤酸性高锰酸钾溶液。其中能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝的是(　　)
A．①②③ B．①⑤ C．①②③⑤ D．③④⑤
3．氟是最活泼的非金属元素，能体现这一结论的是(　　)
A．氢氟酸是弱酸 B．氟化钠是农药 C．氢氟酸有剧毒 D．氟有KrF2、XeF4等化合物
4．下列性质为某些卤素或卤化物所特有的是(　　)
A．氢氟酸可用于雕刻玻璃 B．溴化银光照分解
C．淀粉遇碘化钾变蓝 D．单质溴在水和汽油中的溶解度不同
5．溴化碘(IBr)的化学性质类似卤素单质，它同水反应的化学方程式为IBr＋H2O===HBr＋HIO。下列有关IBr的叙述不正确的是(　　)
A．IBr跟水反应是非氧化还原反应 B．在很多反应中，IBr是强氧化剂
C．IBr的密度介于I2和Br2的密度之间 D．IBr跟NaOH稀溶液反应生成NaI、NaBrO和H2O
6．(CN)2、(OCN)2、(SCN)2等化合物的性质与卤素相似，称为“类卤素”。已知卤素和“类卤素”的氧化性由强到弱的顺序如下：F2、(OCN)2、Cl2、Br2、(CN)2、(SCN)2、I2、(SeCN)2。下列叙述正确的是(　　)
A．反应I2＋2SCN－===2I－＋(SCN)2能自发进行
B．反应Cl2＋2CN－===2Cl－＋(CN)2不能自发进行
C．氧化性：F－＜OCN－＜Br－＜SCN－
D．类卤素在碱性溶液中会发生自身氧化还原反应
【课时跟踪检测】
1．下列组合中关于卤素的叙述全部正确的是(　　)
①卤素只以化合态存在于自然界中 ②随核电荷数增加，单质熔、沸点降低
③随核电荷数增加，单质氧化性增强 ④随核电荷数增加，气态氢化物稳定性逐渐增强
⑤易形成－1价离子 ⑥从上到下原子半径逐渐减小 ⑦从上到下非金属性逐渐减弱
A．①③⑤　 B．①⑤⑦　 C．②⑥⑦　 D．①②④
2．下列对卤素的说法不符合递变规律的是(　　)
A．F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
C．F－、Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强
D．卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，颜色变浅，密度增大
3．关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是(　　)
A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示
B．还原性：Cl－>Br－
C．卤素单质的密度从F2I2随相对分子质量增大而增大
D．F2可以从NaCl溶液中置换出Cl2
4．卤族元素是最活泼的一族非金属元素，下列关于卤族元素的说法正确的是(　　)
A．卤素单质的最外层电子数都是7
B．从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，原子半径依次减小
C．从F到I，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱
D．卤素单质与H2化合由难到易的顺序为F2、Cl2、Br、I2
5．随着卤族元素原子半径的增大，下列递变规律正确的是(　　)
A．单质的熔点逐渐降低 B．卤素离子的还原性逐渐增强
C．气态氢化物的稳定性逐渐增强 D．单质的氧化性逐渐增强
6．下列关于卤族元素的叙述正确的是(用X表示卤素原子)(　　)
A．随核电荷数的增加，X－的半径逐渐增大，还原性逐渐减弱
B．随核电荷数的增加，氢化物的稳定性逐渐增强
C．单质与水反应均可表示为X2＋H2O===HX＋HXO
D．随核电荷数的增加，单质的颜色逐渐加深
7．卤素是最活泼的一族非金属元素，下列关于卤素的说法正确的是(　　)
A．卤素单质的最外层电子数都是7
B．从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径依次减小
C．从F到I，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱
D．卤素单质与H2化合的难易程度为F2＜Cl2＜Br2＜I2
8．砹(At)原子序数85，与F、Cl、Br、I同族，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是(　　)
A．砹是有色固体 B．非金属性：At＜I
C．HAt非常稳定 D．I2能从At的可溶性盐溶液中置换出At2
9．下列叙述正确的是(　　)
A．使湿润淀粉－KI试纸变蓝色的气体必为氯气 B．氟气与熔融状态下的氯化钠反应可产生氯气
C．可用加热的方法分离碘和NH4Cl D．溴水应存放在胶头滴瓶(棕色)中
10．卤族元素中随着核电荷数的增加，性质递变规律错误的是(　　)
①单质颜色加深　②单质的熔沸点升高　③原子半径逐渐增大　④单质的氧化性增加　
⑤卤化氢的水溶液酸性减弱　⑥离子的还原性增强　⑦单质与水反应程度增强　⑧卤化氢的稳定性减弱
A．①②③⑥⑧ B．④⑤⑦ C．②③④⑤ D．①③⑤⑦⑧
11．卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是(　　)
A．原子核内质子数增多起主要作用 B．相对原子质量逐渐增大起主要作用
C．其单质的密度增大起主要作用 D．随着核电荷数增加电子层数增大起主要作用
12．如图所示是氯气的制备以及氯、溴、碘的非金属性比较实验，充分反应一段时间后，打开装置D的活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察实验现象，已知卤族元素的单质易溶于有机溶剂苯，下列说法正确的是(　　)
A．F2不能与NaCl溶液反应置换出氯气
B．装置B中可盛放水吸收氯气中的HCl气体
C．装置E下层呈现紫红色
D．装置E中有机试剂层呈现紫红色，能说明非金属性：Br＞I
13．下列有关卤族元素的叙述不正确的是(　　)
A．卤素单质从F2到I2，颜色加深，熔沸点升高
B．卤族元素从Cl到I，最高价氧化物对应水化物的酸性减弱
C．卤族元素从F到I，HX水溶液酸性增强
D．卤素单质氧化性F2＞Cl2＞Br2＞I2，因此排在前面的卤素单质可将排在后面的卤素从它的盐溶液中置换出来
14．下列说法中，不符合第ⅦA族元素性质特征的是(　　)
A．从上到下元素的非金属性增强 B．易形成－1价离子
C．从上到下最高价氧化物对应水化物的酸性减弱(F除外) D．从上到下氢化物的还原性依次增强
15．借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是(　　)
A．已知Ca是第四周期ⅡA族的元素，故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱
B．已知As是第四周期ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强
C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈
D．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，故Cl的原子半径比F的原子半径大
16．如图在盛有溴水的三支试管中分别加入少量的苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置，出现下列现象，正确的结论是(提示：苯是一种有机溶剂，不溶于水，密度比水小)(　　)
A．①加入的是CCl4，②加入的是苯，③加入的是酒精
B．①加入的是酒精，②加入的是CCl4，③加入的是苯
C．①加入的是苯，②加入的是CCl4，③加入的是酒精
D．①加入的是苯，②加入的是酒精，③加入的是CCl4
17．溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，它也能与水发生以下反应：IBr＋H2O===HBr＋HIO。下列有关IBr的叙述中，不正确的是(　　)
A．在很多反应中IBr是强氧化剂 B．IBr与水反应时既作氧化剂，又作还原剂
C．IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀 D．IBr与NaOH溶液反应时，生成NaBr和NaIO
18．下列有关碱金属元素和卤素的说法中，错误的是(　　)
A．溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈
B．碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟原子得电子的能力最强
C．钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
D．随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低
19．下列说法正确的是(　　)
A．Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2
B．砹位于第六周期第ⅦA族，其简单氢化物的稳定性大于氯化氢
C．卤族元素单质的熔、沸点随原子序数的增大而升高
D．第二周期非金属元素的简单氢化物溶于水后，水溶液均呈酸性
20．下列不能说明氯的非金属性强于溴的事实是(　　)
A．HClO4酸性强于HBrO4 B．HBr的分解温度低于HCl
C．BrCl中氯为－1价 D．FeBr2溶液中滴少量氯水，溶液变黄
21．为了比较卤素单质的氧化性强弱，可在实验室先制取Cl2(利用MnO2与浓盐酸反应可制取Cl2)，并将Cl2依次通入NaBr溶液和KI－淀粉溶液中。如图所示仪器及药品，试回答：
(1)若所制取气体从左向右流向时，上述仪器接口的连接顺序为____接____、____接___、___接___、 ___接___
(2)实验开始后装置5中反应的化学方程式为_________________________________________________
(3)装置3的作用是_____________________________________，反应的离子方程式为________________________
(4)装置1中产生的现象是_______________________________，反应的化学方程式为______________________
(5)通过本实验可得到的结论是_________________________________________________
22．某学生往一支试管里按一定次序分别加入下列几种物质：A．KI溶液　B．淀粉溶液　C．NaOH溶液　D．氯水，发现溶液颜色按下面次序变化：①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色。依据溶液颜色的变化回答下列问题：
(1)加入以上药品的顺序是___________________________________________________
(2)写出①→②的离子反应方程式：_____________________________________________　　　　　　　
(3)写出③→④的化学反应方程式：______________________________________________________
23．现有失去标签的A、B、C、D、E五个集气瓶，分别充满H2、O2、Cl2、HCl、HBr五种气体中的一种，其中C是黄绿色，A、C混合见光爆炸，C、D混合在瓶壁上出现橙红色小液滴，E遇潮湿空气出现白雾，写出它们的化学式：A______，B______，C________，D________，E________
【卤族元素的结构和性质】答案
【对点训练1】
1．C。解析：该微粒原子核内有17个质子，为第17号氯元素，氯元素是非金属元素；核外有18个电子，说明是Cl得到一个电子形成了Cl－。
2．B。解析：卤族元素的阴离子如Cl－等不能得电子，A选项错误；卤族元素都是非金属元素，B选项正确；NaClO中Cl为＋1价，C选项错误；从F→I，原子半径逐渐增大，D选项错误。
【对点训练2】
1．C。解析：F2、Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱，其对应的阴离子F－、Cl－、Br－、I－的还原性依次增强，故①叙述错误、⑤叙述正确；F2、Cl2、Br2、I2的颜色由淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色逐渐加深，②叙述正确；HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，③叙述错误；F2、Cl2、Br2、I2在通常情况下其状态变化为气→液→固，则沸点逐渐升高，④叙述正确，C正确。
2．D。解析：A项应为HI＞HBr＞HCl＞HF；B项应为HF＞HCl＞HBr＞HI；C项应为F2＞Cl2＞Br2＞I2。
3．B。解析：由题意可知，Y2能将X2置换出来，说明Y2的氧化性比X2强，即在周期表中X在Y的下面，所以X有可能是Br或I，由X2不能使淀粉溶液变蓝可知X2不是I2而是Br2。
4．C。解析：A项，F2与H2O反应为2F2＋2H2O===4HF＋O2，不能用X2＋H2O===HXO＋HX表示；B项，HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱；D项，F2的性质极为活泼，遇盐溶液先和水反应，故不能将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来。
5．C。解析：F原子的次外层电子数为2，Br原子的次外层电子数为18，A项错误；元素的非金属性强弱可根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断，B项错误；由碘单质易溶于四氯化碳，可推知砹单质易溶于CCl4，D项错误。
6．B。解析：A项，从氯到碘，原子半径逐渐增大，不符合题意；B项，从HCl到HI，稳定性逐渐减弱，符合题意；C项，从Cl到I，原子的电子层数逐渐增多，不符合题意；D项，从Cl2到I2，单质的密度逐渐增大，不符合题意。
7．D。解析：F2与H2O反应生成HF和O2,2F2＋2H2O===4HF＋O2，A项错误；HF是弱酸，B项错误；Fe与I2反应生成FeI2，C项错误；同一主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，故K常温下与水反应比Na常温下与水反应更剧烈，D项正确。
8．D。解析：核素符号应为Ts。
9．C。解析：NaBr、KI与足量的Cl2反应，得到NaCl、KCl、Br2、I2，蒸干灼烧时生成的Br2易挥发、I2易升华，最后只有NaCl、KCl。
10．B。解析：由A、D两瓶气体混合见光爆炸可知两气体分别为Cl2和H2中的一种，由A、B两瓶气体混合有暗红色小液滴可知A、B两瓶中的气体分别为Cl2和HBr中的一种。所以A瓶中的气体为Cl2，B瓶中的气体为HBr，D瓶中的气体为H2，则C瓶中的气体为HCl。
11．A。解析：在锥形瓶中，KClO3与HCl(浓)反应产生Cl2，所以①处为黄绿色；Cl2在②处与Br－反应生成Br2，所以②处为橙色；Cl2(可能还有挥发的Br2)在③处与I－反应生成I2，淀粉遇I2变蓝，所以③处为蓝色；Cl2(可能还有挥发的Br2)全部被NaOH溶液吸收，所以④处是白色棉球的本色(析出的NaCl、NaClO固体均为白色)。
12．B。解析：发生反应的离子方程式Br2＋2I－===I2＋2Br－，I2＋S2－===S＋2I－。氧化性(或非金属性)顺序Br>I>S，还原性顺序S2－>I－>Br－。
【对点训练3】
1．B。解析：碘化钾中加入氯水发生反应2KI＋Cl2===2KCl＋I2，加入CCl4后由于碘易溶于CCl4，CCl4层(下层)呈现紫红色。
2．C。解析：单质碘可使淀粉变蓝，故加入物质中如含有单质碘或能与KI反应生成单质碘的，均可使湿润的淀粉－KI试纸变蓝。溴水和氯水中分别存在Br2、Cl2，可与KI反应置换出碘单质；碘酒是碘的酒精溶液，碘以I2分子形式溶解在酒精中；酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，可将I－氧化生成碘单质；氯化钾不与KI反应，没有碘单质生成。
3．D。解析：稀有气体很不活泼，跟一般物质不反应，所以与稀有气体反应的物质应是非常活泼的。
4．A。解析：用于雕刻玻璃的只有氢氟酸；而见光能够分解的物质不仅为卤素的化合物，硝酸盐类物质及硝酸见光也容易分解；C项说法本身错误(碘单质使淀粉变为蓝色)；非极性分子在水中和汽油中的溶解度均不同。
5．D。解析：分析反应IBr＋H2O===HBr＋HIO中元素价态变化可知，该反应为非氧化还原反应；IBr与Cl2等单质性质相似，是强氧化剂；由卤素单质的密度变化规律知IBr的密度应在I2和Br2之间；IBr与NaOH稀溶液反应应生成NaBr、NaIO和H2O。
6．D。解析：氧化性(SCN)2强于I2，故A错误；Cl2氧化性强于(CN)2，反应Cl2＋2CN－===2Cl－＋(CN)2能自发进行，B错；还原性：F－＜OCN－＜Br－＜SCN－，C错；D显然正确；答案为D。
【课时跟踪检测】
1．B。解析：卤素原子最外层有7个电子，极易得到1个电子形成8个电子的稳定结构，所以卤素单质性质很活泼，极易和其他物质反应，因此卤素只以化合态存在于自然界中，易形成－1价离子，①⑤正确；随着核电荷数的增大，卤素单质由气态→液态→固态，单质的熔、沸点升高，②错误；从上到下原子半径逐渐增大，原子获得电子的能力逐渐减弱，所以随核电荷数增加，单质氧化性逐渐减弱，③⑥错误；从上到下原子半径逐渐增大，原子获得电子的能力逐渐减弱，因此与氢原子结合能力逐渐减弱，故随核电荷数增加，气态氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱，④错误，⑦正确。
2．D。解析：从F到I，卤素原子半径依次增大，单质氧化性逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强，氢化物的热稳定性逐渐减弱，卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色逐渐变深，密度也逐渐增大。
3．C。解析：A项，F2与水反应的化学方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2；B项，因为单质的氧化性Cl2>Br2，故还原性Cl－4．C。解析：卤素原子的最外层电子数都是7，A项错误；从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，原子半径依次增大，B项错误；从F到I，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱，C项正确；卤素单质与H2化合由易到难的顺序为F2、Cl2、Br、I2，D项错误。
5．B
6．D。解析：随核电荷数的增加，X－的电子层数逐渐增多，离子半径逐渐增大，离子的还原性逐渐增强，故A项错误；卤族元素由上到下，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，故B项错误；氯、溴、碘单质与水反应可表示为X2＋H2O===HX＋HXO，氟单质和水反应生成的是HF和O2，故C项错误；卤族元素由上到下，单质的颜色逐渐加深，故D项正确。
7．C。解析：卤素原子最外层有7个电子，而不是单质最外层有7个电子，A项错误；从F到I，卤素原子电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子核对最外层电子吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱，B项错误，C项正确；卤素单质与H2化合的难易程度为F2>Cl2>Br2>I2，D项错误。
8．C。解析：同主族从上到下元素的单质呈气态、液态、固态变化，且颜色加深，则砹是有色固体，故A正确；同一主族元素，其非金属性随着原子序数增大而减小，所以非金属性：At小于I，故B正确；同一主族元素中，其非金属性随着原子序数的增大而减小，则其相应氢化物的稳定性逐渐减弱，所以HAt很不稳定，故C错误；同一主族元素，其单质的氧化性随着原子序数的增大而减弱，所以I2可以把At2从At的可溶性盐溶液中置换出来，故D正确。
9．B。解析：凡能使KI中碘离子氧化为I2的气体均能使淀粉变蓝，如Br2蒸气、臭氧(O3)等，碘蒸气当然也能使该试纸中的淀粉变蓝；氟气与NaCl溶液相遇时，F2先与水反应生成HF和O2，不能置换出氯气，但题述的不是水溶液而是熔融状态下的NaCl，可置换出氯气：F2＋2NaCl(熔融)===2NaF＋Cl2；碘受热易升华，而NH4Cl分解后得到的NH3和HCl会重新化合，故用加热的方法不能分离二者；用棕色瓶正确，但滴瓶有胶头，溴会严重腐蚀橡胶，所以不能用胶头滴瓶，D不正确。
10．B
11．D。解析：F、Cl、Br、I元素非金属性逐渐减弱的原因主要是由于核外电子层数增多，原子核对最外层电子的吸引能力减弱所致。
12．A。解析：A项，F2极易与水反应生成氟化氢和氧气，所以F2不能与NaCl溶液反应置换出氯气，正确；B项，氯气易与水反应生成次氯酸和盐酸，所以不能用水吸收氯气中的杂质，错误；C项，苯的密度比水的小，应在上层，所以装置E上层呈现紫红色，错误；D项，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，但过量的氯气也会氧化碘离子生成碘单质，造成干扰，所以不能证明非金属性：Br>I，错误。
13．D。解析：由于单质氟的活泼性很强，氟气通入水中，立即和水反应，所以不可能将氯、溴、碘从其化合物中置换出来，即选项D不正确。根据元素周期律可知，其余选项都正确，答案选D。
14．A。解析：同主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，选项A错误；第ⅦA族元素最外层有7个电子，易得1个电子形成－1价离子，选项B正确；从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱(F除外)，选项C正确；同主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以氢化物的还原性依次增强，选项D正确。
15．D。解析：由碱金属元素和卤族元素的递变性可知，同主族元素从上到下金属性递增，非金属性递减，最高价氧化物对应的水化物碱性增强，金属活动性增强，非金属气态氢化化物稳定性减弱，A、B、C错误；同主族随核电荷数增大，原子半径增大，D正确。
16．C。解析：苯和四氯化碳都能萃取溴，苯的密度比水小，在水的上层，而四氯化碳在水的下层，酒精与溴水互溶，故不分层
17．B。解析：此题是一道信息题，题中给出了三点信息：①溴化碘(IBr)暗示Br呈－1价，I呈＋1价；②IBr性质与卤素相似；③IBr与水反应生成HIO和HBr。由②可知，IBr是一种强氧化剂。分析IBr中各元素的化合价，确定碘为＋1价，溴为－1价。再结合③，可知IBr与水的反应不是氧化还原反应，而是复分解反应。因此，A、C、D正确，B不正确。
18．D。解析：溴的非金属性强于碘，故溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈，A项正确；碱金属元素中，锂的金属性最弱，故锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟的非金属性最强，故氟原子得电子的能力最强，B项正确；钾的金属性比钠强，故钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，C项正确；随核电荷数的增加，碱金属元素单质的熔、沸点逐渐降低，卤素单质的熔、沸点逐渐升高，D项不正确。
19．C。解析：Li在氧气中燃烧生成Li2O，A项错误；元素非金属性越强，简单氢化物越稳定，同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，则简单氢化物的稳定性依次减弱，所以砹化氢的稳定性小于氯化氢，B项错误；随原子序数的增大，卤族元素单质的熔、沸点逐渐升高，C项正确；第二周期非金属元素的简单氢化物溶于水后，水溶液不一定呈酸性，如氨气溶于水后溶液显碱性，D项错误。
20．D。解析：根据最高价氧化物对应的水化物的酸性比较非金属性强弱，即HClO4酸性强于HBrO4，A正确；HBr的分解温度低于HCl，说明HBr较不稳定，B正确；BrCl中Br为＋1价、Cl为－1价，可说明Cl易得到电子，非金属性较强，C正确；还原性Fe2＋>Br－，FeBr2溶液中滴少量氯水，亚铁离子先被氧化，溶液变黄色，不能证明氯气一定置换了溴，也就不能说明氯的非金属性强于溴，D错误。
21．(1)F　G　H　D　C　B　A　E
(2)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)吸收未反应完的Cl2，以免污染空气
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(4)溶液显蓝色　Cl2＋2KI===I2＋2KCl
(5)同主族元素随着核电荷数的增加，元素的非金属性和单质的氧化性逐渐减弱
22．(1)A、D、B、C
(2)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
(3)3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O
23．H2　O2　Cl2　HBr　HCl
解析：由已知条件，C是Cl2，A和C混合爆炸，A是H2；C、D混合瓶壁上出现橙色小液滴为Br2，则D是HBr，E是HCl。
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