资源简介

§4—2卤族元素—1
教学目标
1．使学生掌握卤族元素性质变化的规律。
2．使学生了解可逆反应的涵义。
3．通过对卤素结构、性质的对比，培养学生比较、分析、归纳问题的能力。
4．认识卤素的一些特殊性质。
教学重点
卤素性质的比较。
教学难点
通过卤素性质的比较，总结卤性质的递变规律。
教学方法
启发、归纳、实验、讲解、自学等。
教学用具
投影仪、保存少量液溴的试剂瓶、封有碘的玻璃管、I2固体，溴水、碘水、酒精、CCl4 溶液、酒精灯、试管夹、火柴。
教学过程
[师]请同学们画出F、Cl的原子结构示意图。
[问]氟、氯在原子结构上有什么相同点 最外层都有7个电子。
[师]在自然界存在的元素中，还有另外三种元素原子的最外层电子数也是7，它们是溴、
碘、砹，我们把这些原子最外层电子数均为7的元素称为卤族元素，简称卤素。
[板书] 第二节 卤族元素
[讲解]我们知道，元素的性质与原子的结构有密切的联系。下面我们来分析卤素原子结构上的异同点。
[投影]卤素的原子结构
[讲解]卤族元素中的砹是放射元素，在中学阶段不讨论。
[板书]卤素原子结构的异同。
相同点：最外层均有7个电子。
不同点：(1)核电荷数不同；(2)电子层数不同；(3)原子半径不同。
[过渡]卤素原子结构上的这种相似性与递变性，是如何反映在元素性质上的呢 下面，我们就来学习卤族元素的性质。
[板书]一、卤素单质的物理性质
[师]请大家根据下表，总结出卤素单质在颜色、状态、密度、熔沸点、溶解性等各方面的递变规律。
[投影]表4—1卤族元素单质的物理性质
单质 颜色、状态(常态) 密度 熔点(℃) 沸点(℃) 溶解度(100克水中)
F2 淡黄绿色气体 1．69 g·L—1 —219．6 —188．1 与水反应
Cl2 黄绿色气体 3．214 g·L—1 —101 —34．6 226cm3
Br2 深红棕色液体 3．119 g·cm—3 —7．2 58．78 4．16g
I2 紫黑色固体 4．93 g·cm—3 113．5 184．4 0．029g
[学生根据上表总结，并回答，教师板书]
颜色：浅—→深
状态：气—→液—→固
密度：小—→大
熔沸点：低—→高
在水中的溶解性：大—→小
[问]从刚才我们分析上表可以看出，Cl2 、Br2 ，I2 等单质在水中的溶解度很小，若想要制得Cl2、Br2、I2的浓度较大的溶液，有没有其他办法呢
[师]答案是肯定的，我们可以用改变溶剂的办法来达到目的。现在，我把同量的碘单质分别加入水和酒精中，请大家仔细观察它们的溶解情况。
[演示实验：I2加入盛有水的小烧杯中，搅拌；I2加入盛有酒精的小烧杯中，搅拌]
[讲解]由上面的实验可知，碘单质不易溶于水，但却易溶于酒精。若用溴单质做上面的实验，可得出同样的结论。也就是说，卤素单质不易溶于水，但却易溶于酒精，除此之外，它们还易溶于四氯化碳、苯、汽油等有机溶剂中，故我们有以下结论：
[讲解并板书]卤素单质易溶于有机溶剂中。
[师]四氯化碳是一种无色易挥发的液体，不溶于水，密度比水大。
[展示溴水和碘水]
[师]这是溴的水溶液和碘的水溶液，现在，我取少量的溴水和碘水，在其中分别加入四氯化碳，请大家注意混合液颜色的变化及分层情况。
[演示实验：在盛有溴水和碘水的试管中分别加入少量CCl4 振荡]
[请一位同学描述以上实验现象]
在盛有碘水的试管中，混合液分为两层，上层无色，下层为紫色，在盛有溴水的试管中，混合液也分为两层，上层无色，下层呈橙红色。
[师]上述有色溶液便分别是碘的四氯化碳溶液和溴的四氯化碳溶液，位于下层是由于CCl4的密度大于水之故，我们常利用上述现象来判断溴单质和碘单质的存在。
化学上，我们常常利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来，这种方法叫萃取。如，我们可用CCl4把溴水中的溴和碘水中的碘分别从它们的水溶液中萃取出来。
[过渡]溴和碘除了遵循上述规律外，还有其各自的特性。
[板书] Br2、I2的特性
[展示盛有少量液溴的试剂瓶]
[讲解]在盛有少量液溴的试剂瓶中，充满了红棕色的溴蒸气，说明溴是一种易挥发的液体，保存时应密闭。又因为溴在水中的溶解度不大，所以保存少量溴时，可在试剂瓶中加入少量的水，以减少溴的挥发，这种保存试剂的方法叫“液封”。
[展示碘升华的实验装置]
[演示实验4—8，碘的升华]
[问]大家看到了什么
加热时，管中的固体碘变成紫色蒸气。冷却时，紫色变浅，直至消失，并又得到固体。
[问]这种现象在物理上叫做什么 “升华”。
[讲解]碘受热易升华的这个性质，可以帮助我们把碘从碘和其他物质的混合物中分离出来。如分离碘和氯化钠的混合物时，可以用加热使碘升华的方法使其分离。
[板书]二、卤素单质的化学性质
[讲解]元素的性质决定于元素原子的结构，且其化学性质主要决定于元素原子的最外层电子数。因卤族元素的最外层电子数均为7，故它们的化学性质相似；然而，卤族元素核电荷数和电子层数的不同，又导致了它们的原子半径的不同．从而使它们的得电子能力也不相同，这又决定了它们性质上的差异性。从卤族元素原子的结构上看，在化学反应中它们均易得1个电子而形成8电子稳定结构。请大家根据它们的原子结构，分析其得电子的难易程度，预测其单质氧化性强弱的顺序。卤族元素随着核电荷数的递增，其原子半径越来越大。得电子能力也越来越弱，所形成单质的氧化性也越来越弱，即F2、Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序为：F2>Cl2>Br2>I2。[板书]氧化性 F2>Cl2>Br2>I2 [过渡]以上是我们从客观角度分析得出的结论，事实上是否是这样的呢 下面，我们以卤素单质和氢气的反应为例，来进行分析。[板书]1．卤素与氢气的反应[师]请大家参考课本有关内容，填写下表：·[投影]卤素单质与氢气的反应单质 反应条件 方程式 生成氢化物的稳定性
F2 冷暗处爆炸 H2 + F2 == 2HF HF很稳定
Cl2 光照 H2 + Cl2 2HCI HCl稳定
Br2 高温 H2 + Br2 2HBr HBr较不稳定
I2 高温、持续加热 H2 + I2 ? 2HI HI很不稳定
[讲解]分析上表可知，卤素和H2的反应可用通式H2 + X2=2HX来表示，反应时按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，反应条件越来越苛刻，反应程度依次减弱，形成卤化氢的稳定性也依次减弱，与我们的推测相符。
[板书]H2 + X2＝2HX (X＝F、Cl、Br、I)
[讲解]其中H2 与I2的反应不同于我们以往学过的化学反应，它的特点是在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行，我们把这样的反应叫可逆反应。
[板书]可逆反应：同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。
[投影练习]判断下列各对反应是否为可逆反应。
（1） 2H2O H2 +O2 ↑ 2H2 + O2 2H2O
（2） 2SO2 + O2 2SO3 2SO3 2SO2 +O2
第(1)不是，因为它们不是在同一条件下进行。第(2)是可逆反应，因为它们的反应物和生成物互逆，且是在同一条件下进行的。
[过渡]在前面我们曾经学过，Cl2可与水微弱反应生成HCI和HCIO，它也是一个可逆反应，那么，其他卤素单质和水反应时，情况是否一样呢
[板书]2．卤素与水的反应
[师]分析卤素原子的结构可知，卤素单质的性质具有相似性，请大家根据Cl2与水的反应，写出其他卤素单质与水反应的化学方程式，并预测其与水反应程度的强弱。
[学生活动，教师巡视][请一位同学上黑板书写] [学生草写板书]
(1)F2 + H2O ==HF + HFO (2)Br2 + H2O == HBr + HBrO (3)I2 +H2O== HI + HIO
[师]上述反应(1)是不符合客观事实的，这是由于F2是所有非金属单质中氧化性最强的，
它可与水剧烈反应生成氢氟酸和氧气，卤素单质与水反应的方程式可表示如下：
[板书] X2 + H2O == HX+HXO (X＝Cl2、Br2 、I2 )
2F2 + 2H2O ＝4HF + O2
[结论]F2、Cl2、Br2、I2与水反应的程度是依次减弱的，F2和水的反应比较特殊，这提醒我们在学习的过程中，除了注意一般规律以外，还要注意一般之中有特殊，即所谓“抓规律，记特殊”。
[问题探究]1．分析F2与水反应中的氧化剂和还原剂，井比较F2与O2的氧化性强弱。
2．装液溴的瓶内液面以上空间常呈红棕色，为什么 而溴水长期存放，橙色就会消失，又是什么原因
[学生活动]分组讨论、分析，由两个同学分别回答。
同学一：由F2 和H2O 的反应，
4e—
2F2 +2H2O == 4HF + O2
可知F元素得电子为氧化剂，H2O 中的氧元素失电子是还原剂；又因为氧化剂(F2 )的氧化性强于氧化产物(O2)的氧化性，故F2 的氧化性强于O2 。
同学二：装液溴的瓶内液面以上空间之所以呈红棕色主要是因为溴的沸点低，常温下溴易挥发而使瓶内呈红棕色。而溴水长期存放时一方面溴易挥发，另一方面Br2与水反应生成无色的HBr和HBrO，从而橙色消失。
[本节小结]卤素单质随着原子核电荷数的增加，在物理性质和化学性质方面均表现出一定的相似性和递变性，其根本原因在于其原子结构的相似性和递变性。当然在一般之中也有特殊。
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§4—2卤族元素—1——1

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