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卤族元素
教案11（章节4－2：卤族元素）
[高考要求分析]
1．从Cl2的结构和性质入手了解F2、Br2、I2等卤素单质的性质和用途等，理解卤素性质的变化规律。
2．从氯化氢的结构和性质入手了解卤化氢的性质和用途，理解卤化氢的性质变化规律及其它卤素化合物性质的变化规律。
3．理解Cl－、Br－、I－等卤素离子的性质变化规律和检验方法，了解金属卤化物的性质。熟记F2、I2、HF、CaF2、AgF等卤素单质和化合物的特性，能从卤素单质及化合物性质的变化规律中理解某些物质的特性。
[知识综合脉络]
卤族元素的相似性、递变性和特殊性
相似性 （1）最外层电子都是7个（2）除氟外，正化合价均有+7、+5、+3、+1，最高价氧化物对应水化物通式为HClO4。（3）负化合价为－1。H2+X2=2HX（除氟外，其他三种需要一定条件下进行）（4）卤素单质都有较强的氧化性，与金属、非金属、水、碱等反应。
递变性 （1）电子层数逐渐增大。（2）单质的颜色由浅到深，状态由气态到液、固态，熔、沸点由低到高，密度由小到大，水溶性由易到难。（3）单质的氧化性由强到弱。与H2、金属、水等反应的程度由剧烈到微弱，条件由易变难。（4）气态氢化物的稳定性逐渐增强。（5）阴离子的还原性逐渐增强，即F－、Cl－、Br－、I－。
特殊性 （1）氟无正价，无含氧酸。（2）氟化银易溶于水，且无感光性。（3）Cl2易液化；Br2是惟一的一种常温下呈液态的非金属单质且易挥发；I2易升华且能使淀粉溶液变蓝色。（4）F2跟水剧烈反应。F2能跟稀有气体氙、氪等反应，生成氙和氪的化合物。
[基础知识梳理]
一、卤素的原子结构和单质的物理性质
随卤素核电荷数增加，电子层数依次递增，原子半径渐增大，其原子结构的递变而使卤素单质的物理性质呈规律性变化.
从F2 I2
1．颜色渐加深，状态从气 液 固，密度从小 大，熔沸点由低 高（分子晶体）
2．单质的溶解性——除氟外（与水剧烈反应）在水中溶解度都较小，且由大 小，都易溶于有机溶剂，下表列出Cl2、Br2、I2在不同溶剂中的颜色.
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 紫色 紫红色
二、卤素的化学性质
由于最外层均为7个电子，极易得一个电子，因此卤素都是强氧化剂，在自然界均只以化合态存在.但随着电子层数递增，原子半径渐增大，核对外层电子的引力渐减弱，得电子能力渐减弱，其氧化性逐渐减弱，主要表现：
1．都能与金属反应
①F2和所有金属都能反应.
②Cl2和绝大多数金属反应.
③Br2和较活泼金属反应.
④I2只和活泼金属反应.
2．都能与H2、P等非金属反应.
①F2和H2在暗处即爆炸(F2是非金属性最强的元素)
②Cl2和H2需光照爆炸
③Br2和H2需加热且缓慢化合（不爆炸）
④I2（蒸气）和H2持续加热且仍为可逆反应.
3．特性：
易升华
①I2 ②溴——唯一的常温呈液态的非金属，易挥 发保存时加水封.
使淀粉变蓝色
③F2——最强氧化剂，不能用氧化剂将F－氧化为F2（只能用电解法）F元素无正价.
且能与稀有气体化合.
④卤化氢——均易溶于水，在空气中形成白雾，其中只有HF剧毒，但HX都是大气污染物，水溶液均呈酸性，只有氢氟酸是弱酸，从HF→HI，酸性逐渐增强.
⑤NaX——只有NaF有毒可用作农药.
⑥CaX2——只有CaF2不溶于水，CaCl2作干燥剂.
⑦AgX——只有AgF可溶，AgX均具感光性，AgBr作感光材料，AgI作人工降雨材料。
HClO、HClO2、HClO3、HClO4
⑧
酸性逐渐增强，氧化性逐渐减弱
[典型例题分析]
[例1]甲、乙、丙三种溶液各含有一种X－（X－为Cl－、Br－、I－）离子。向甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有（ ）。
A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－
C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－
[解析]非金属性较强的单质能从盐溶液（或酸溶液）中把非金属性弱的非金属置换出来。在甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，淀粉不显蓝色，证明甲中不含I－离子，溶液显橙色，证明甲中含溴离子（溴水显橙色）；再加丙溶液，无明显变化，表明丙中不含碘离子。综上所述，甲中含溴离子，乙中含碘离子，丙中含氯离子。
[答案]B。
[例2]将溴化钾和碘化钾的混合溶液中通入过量氯气，把溶液蒸干后并将剩余物灼烧，最后列残余的物质是（ ）。
A．氯化钾 B．氯化钾和碘
C．氯化钾和溴 D．氯化钾和溴化钾
[解析]溴化钾和碘化钾都能与氯气反应：
2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2 2KI + Cl2 = 2KCl + I2
所以向溶液中通入过量氯气后，溶液中留下氯化钾、溴分子和碘分子，考虑到溴单质极易挥发，所以蒸干过程中，溴单质已挥发掉。考虑到碘单质加热条件下能升华，所以灼烧过程中，碘单质必定已升华了。最后留下的物质必定是氯化钾。
[答案]A。
[例3]长期以来，人们一直认为氟的含氧酸不可能存在，但是自1971年两位英国科学家斯凶杏尔和阿佩曼成功地合成次氟酸后，这种观点强烈地动摇了。他们在0℃以下将氟气从细冰上面通过，得到了毫克量的次氟酸。已知次氟酸的分子组成与次氯酸相似，且次氟酸与热水剧烈反应，生成既有氧化性又有还原性的物质的溶液。则下列说法中错误的是（ ）。
A．次氟酸分子中原子间以共价键相结合 B．次氟酸分解会产生F2
C．次氟酸与热水反应可能有H2O2生成 D．次氟酸的酸性可能比次氯酸强
[解析]从“次氟酸的分子组成与次氯酸相似”可推出分子式为“HOF”，次氟酸跟热水反应的反应式为：HOF+H2O=H2O2+HF。进而就可判断出，次氟酸中原子间以共价键结合（其中氧元素的化合价可看成是0价），由于非金属性氟比氯强，可判断出次氟酸的酸性可能比次氯酸弱。
[答案]B。
[课堂练习]
1．将下列卤化物跟浓硫酸放在烧瓶中共热，可以制得纯净卤化氢气体的是（ ）。
A．NaF B．NaCl C．NaBr D．NaI
2．人工降雨是缓解旱情的方法之一，用于人工降雨的物质及作用正确的是（ ）。
A．AgI，与高空冷空气作用形成小冰晶
B．AgBr，与空气中水蒸汽发生化学反应生成雨
C．AgCl，使空气中水蒸汽液化
D．以上几种情况都有可能
3．有A、B、C三种气体，它们分别是氯气、氯化氢、溴化氢中的一种，但不知各为什么气体。已知A和B混合不反应，下列说法正确的是（ ）。
A．C绝不是氯化氢 B．A、B能确定
C．C可能是氯化氢 D．C不是氯气，也不是溴化氢
4．某溶液中滴入淀粉溶液无颜色变化，加入氯水与CCl4后，振荡，下层呈紫色，则原溶液中一定有（ ）。
A．Br－ B．Cl－ C．I－ D．I2
5．在50g含有1.70g硝酸银和1.85g硝酸钯[Pd(NO3)2]的溶液中加入足量的碘化钠溶液，充分反应后，静置、过滤、洗涤、干燥，称量得到5.245g固体，可得出的正确结论是（ ）。
A．银离子只有一部分参加反应 B．钯离子（Pd2+）只有一部分沉淀
C．碘化钯（PdI2）难溶于水 D．碘化钠和硝酸钯在溶液中无沉淀生成
6．气是氧化性最强的非金属单质。在加热条件下，等物质的量的氟气与烧碱完全反应，生成氟化钠、水和另一种气体，该气体可能是（ ）。
A．氢气 B．氟化氢 C．氧气 D．OF2
7．已知精碘中含有氯化碘和溴化碘，而氯化碘和溴化碘的性质与单质碘相似，在粗碘中加入一种物质，再进行升华制得碘，此物质是（ ）
A．C2H5OH B．HCl C．KI D．Zn
8．在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘。
试回答：（1）乙、丁中溶质的分子式：乙_______，丁____________。
（2）第④步操作中用稀硫酸浸洗的目的是_______(填写字母编号)。
A．除去未反应的NO3－ B．除去未反应的I－
C．除去未反应的Fe D．除去碱性物质
（3）第⑦步操用可供提纯I2的两种方法是_______和_______（不要求写具体步骤）。
（4）实验室检验I2的方法是______。
（5）甲物质见光易变黑，其原因是（用化学方程式表示）_______________。
[练习答案]
1B。2A。3C。4C。
5．C（第一，加入足量NaI溶液，Ag+必定全部反应生成AgI，1.70gAgNO3可生成2.35gAgI；。第二，若1.85g Pd(NO3)2最多可生成2.895gPdI2；第三，AgI和PdI2 的质量之和恰好与最后所得固体的质量相等。综合以上三点，可得出，碘化钯必定是难溶于水的，全部Pd2+都转化为沉淀）。
6．D（从“氟气是氧化性最强的非金属单质”可得出：氟能在水中置换出氧气，氟元素跟氧元素的化合物中氟元素显负价。从“等物质的量的氟气与烧碱完全反应，生成氟化钠、水和另一种气体”，联系质量守恒定律进行分析：
1molF2 +1molNaOH 1molNaF+0.5molH2O+X
所以X中必定含有氟元素和氧元素，且在X中氟原子和氧原子之比是2:1，所以生成的气体是OF2。
7．C（氯化碘、溴化碘中碘元素都显+1价，加入负价态的碘的化合物可发生归中反应把杂质转化为单质碘）。
8．（1）乙是FeI2，丁是FeCl3。（2）c。（3）升华，萃取。（4）将I2加在淀粉溶液中，溶液显蓝色。（5）2AgI=2Ag+I2。
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