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卤族元素
第四章 物质结构 元素周期律
宏观辨识与微观探析：
认识卤族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律，掌握元素性质与原子结构的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
证据推理与模型认知：
通过分析卤族元素的相关性质的图表信息，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工，培养分析、处理数据的能力，体会事物变化过程中量变引起质变的规律，落实证据推理与模型认知的化学核心素养。
科学探究与创新意识：
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。
1774年，瑞典化学家舍勒发现：软锰矿与盐酸混合后加热就会生成一种令人窒息的黄绿色气体。当时，舍勒及许多化学家都坚信拉瓦锡的观点，认为这种黄绿色的气体是一种化合物，所以舍勒称它为“氧化盐酸”。1810年，戴维证明了所谓的氧化盐酸不是一种化合物，而是一种化学元素的单质。他将这种元素命名为“Chlorine”。它的希腊文原意是“绿色”。中文译名为氯。
碱金属
卤素元素
思考：观察卤族元素的原子结构，归纳其原子结构的相似性和递变性？
原子结构特点：
相似性：
最外层电子数相同，都为7个电子
递变性：
核电荷数递增
电子层数递增
原子半径依次增大
原子核对最外层电子的吸引力减弱，得电子能力逐渐减弱，氧化性（非金属性）逐渐减弱
单质化学性质相似，易得电子，具有氧化性
你知道吗？
氯，溴和碘的发现之旅
Cl2
1774年，瑞典化学家舍勒发现：软锰矿与盐酸混合后加热就会生成一种令人窒息的黄绿色气体。当时，舍勒及许多化学家都坚信拉瓦锡的观点，认为这种黄绿色的气体是一种化合物，所以舍勒称它为“氧化盐酸”。1810年，戴维证明了所谓的氧化盐酸不是一种化合物，而是一种化学元素的单质。他将这种元素命名为“Chlorine”。它的希腊文原意是“绿色”。中文译名为氯。
你知道吗？
氯，溴和碘的发现之旅
Br2
1824年，法国青年学生巴拉尔，在研究提取结晶盐后的母液时，当通入氯气时，母液变成红棕色。他断定这是和氯以及碘相似的新元素。1826年8月14日法国科学院组成委员会审查巴拉尔的报告，肯定了他的实验结果，将其命名为：葡萄牙文brōmos(恶臭)，因为溴具有刺激性臭味。溴的拉丁名和元素符号Br由此而来。
你知道吗？
氯，溴和碘的发现之旅
1947年前苏联出版的一期《自然》杂志中，其中提到碘的发现说：“……在工作中的库尔图瓦放着两个玻璃瓶，一个是他制药用的，里面盛着海草灰和酒精，另一个里面盛着铁在硫酸中的溶液。库尔图瓦在吃饭，一只公猫撞倒了硫酸瓶和并列在一起的药瓶。器皿被打破了，液体混合起来，一缕蓝紫色的气体从地面上升起……”
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
物理性质：
都是有色单质
熔、沸点较低
相似性
单质密度逐渐增大
从上到下，熔、沸点逐渐升高
单质颜色逐渐加深，状态由气态到液态到固态
递变性
氯易液化、溴易挥发、碘易升华，遇淀粉变蓝。
特殊性:
1.化学性质的相似性
氯气的化学性质
（1）与金属反应
如：3Cl2+2Fe=2FeCl3
（2）与H2反应
Cl2+H2=2HCl（强光照射爆炸）
（3）与水反应
Cl2+H2O==HCl+HClO
（4）与碱反应
Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO +H2O
①都能与金属反应生成金属卤化物
②都能与氢气反应生成卤化氢（HX）
③都能与水反应
④都能与碱反应
卤素单质的化学性质
(1)X2与金属单质反应
通式： X2+金属 金属卤化物
2Na +Cl2=2NaCl
2Na+Br2=2NaBr
2Na+I2=2NaI
特殊： I2与变价金属生成低价盐
Fe+I2=FeI2 2Cu+I2=2CuI
得到电子的能力逐渐减弱
(2)卤素单质与水反应
Br2＋ H2O=====HBr＋HBrO
2F2＋2H2O=====4HF＋O2 （特例）
Cl2 ＋H2O=====HCl＋HClO
通式：X2 ＋ H2O=====HX＋HXO（X:Cl、Br、I）
I2 ＋H2O=====HI＋HIO
反应越来越难以发生
名称 反应条件 方程式 生成氢化物的稳定性
F2
Cl2
Br2
I2
H2+F2 === 2HF
H2+Cl2 === 2HCl
H2+Br2 === 2HBr
H2+I2 2HI
光照
或点燃
HF很稳定
HBr较不稳定
HCl稳定
HI很不稳定
反应所需条件逐渐变苛刻
光照或点燃
暗处剧烈反应
高温
高温、持 续加热
气态氢化物的稳定性逐渐减弱
有何相似性和递变性？
稳定性：HF>HCl>HBr>HI； 酸性：HF结论：非金属性：F2 ＞ Cl2＞Br2＞I2
(3)卤素与氢气的反应
分别向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的两支试管中加入1mL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1mL溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与溴水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。
(4)卤素间的置换反应
实验操作 实验现象 离子反应方程式 结论
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
Cl2＋ 2I－ === 2Cl－＋I2
Cl2＋2Br－ === 2Cl－＋Br2
Br2+2I－ === 2Br－＋I2
Cl2＞Br2
Cl2＞I2
Br2＞I2
结论：氧化性：Cl2＞Br2＞I2
元素非金属性强弱的探究：
元素非金属性强弱的判断：
非金属性
单质与氢气化合的难易程度（易—强）
气态氢化物的稳定性（强—强）
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱（强—强）
非金属单质间的置换反应（以强制弱）
阴离子还原性越强，单质的氧化性（非金属性）越弱
根据元素在周期表中的位置，同主族从上到下，非金属性逐渐减弱
化学性质：
2F2 ＋ 2H2O === 4HF ＋ O2 （爆炸）
X2 ＋ H2O HX＋ HXO（F除外）
F2的特殊性
X2+ 2NaOH === NaX+ NaXO+H2O （F除外）
3X2+ 6NaOH === 5NaX+ NaXO3+3H2O （F除外）
卤素与水的反应
卤素与碱的反应
3X2 + 2Fe === 2FeX3
△
（X=F、Cl、Br 但≠I 除外）
△
I2 + Fe === FeI2
卤素与金属单质反应
卤素元素原子结构和化学性质的相似性和递变性
（1）相似性
卤素单质X2
1.卤素与氢气的反应：H2+X2 === 2HX
2.卤素与水的反应
3.卤素与碱的反应:
X2 ＋ H2O === HX＋ HXO
2F2 ＋ 2H2O === 4HF ＋ O2
X2+ 2NaOH === NaX+ NaXO+H2O （F除外）
具体表现如下：
①与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，
其水溶液的酸性逐渐增强，即：
稳定性：HF>HCl>HBr>HI； 还原性：HF酸性：HF（2）递变性
②最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，即HClO4>HBrO4>HIO4。
1. 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
D
2.下列各项中，碱金属元素随原子序数的增加，跟卤族元素变化不一致的是（ ）
A． 单质的熔沸点 B． 原子半径
C． 单质的密度 D． 原子的电子层数
A

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