化学竞赛辅导讲座
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化学竞赛辅导讲座. 元素化合物 —— 卤族元素. 第一节 卤族元素的物理性质. ( 1 )为什么 I 2 在 CCl 4 中显紫色,而在 Lewis 碱中显红色、褐色?. ( 2 )分配系数( K D ). 例:某温度下, K D ( I 2 )= C(CCl 4 )/C(H 2 O) = 80, 经过两次萃取 后,水中残留的 I 2 为多少?. 第二节 卤族元素的化学性质. ( 1 )异裂: X : X = X: - + X +. ( 2 )均裂: Cl:Cl -- Cl . + Cl . Cl . + H:H ---- H:Cl + H .

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化学竞赛辅导讲座

元素化合物——卤族元素


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第一节 卤族元素的物理性质

(1)为什么I2在CCl4中显紫色,而在Lewis碱中显红色、褐色?

(2)分配系数(KD)

例:某温度下,KD(I2)= C(CCl4)/C(H2O) = 80,经过两次萃取

后,水中残留的I2为多少?

第二节 卤族元素的化学性质

(1)异裂:

X : X = X:- + X+

(2)均裂:

Cl:Cl --Cl. + Cl.

Cl. + H:H ---- H:Cl + H.

……. …….


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(2)氧化-还原:

KMnO4

K2Cr2O7 + HCl = Cl2

MnO2

第三节 卤素单质的制备

1、F2:

(1)电解KF.nHF: 阳极:2F- -2e = F2

阴极:2HF2- + 2e = H2 + 4F-

2HF2- == H2 + F2 + 2F-

(2) 氧化-还原:K2MnF6+ SbF5= F2+ KSbF6+ MnF3

2、Cl2

(1)电解饱和食盐水:2Cl- + 2H2O = H2+ Cl2 + 2OH-


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(3)Br2

Cl2+2Br- = 2Cl- + Br2

3Br2+ 3CO32- = 5Br- + BrO3- + 3CO2

5Br- + BrO3- + 6H+= 3Br2+ 3H2O

(4)I2

海藻灰:2I- + MnO2+ 4H+ = Mn2+ + I2+ 2H2O

智利硝石:IO3- + 5HSO3- = I2+ 2SO42- + 3HSO4-+H2O

第四节卤化氢

1、制备:

(1)高沸点酸制挥发性酸:

浓磷酸的生成物为NaH2PO4,为什么?


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(2)直接化合:

Cl2(g) + H2(g) = 2HCl(g) △H = -184.6kJ

(3)卤化磷水解

2P + 3X2+ 6H2O = 2H3PO3+ 6HX

注明: (1)HF为主 (2)HCl为主 (3)HBr、HI为主

2、性质:

(1)氢键


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(2)F2(g) + H2(g) = 2HF(g) △ G0 = -541.4kJ

2F2 (g) + N2H4(g) = 4HF(g) + N2(g) △ G0 = -1232.kJ

H2(g) + I2(g) = 2HI(g) △ G0 = 1.3kJ

△ G0 = -RTlnK K = 0.56

3、氢卤酸


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HF平衡:HF = H+ + F-

HF + F- = HF2-

  • Al、Zn与同【H+】的盐酸、硫酸反应时,谁的速率快?为什么?

  • 用化学方程式说明。

(2)HBr、HI的溶液为什么要保存在棕色试剂瓶中?为什么在氢碘

酸溶液中加入少量铜屑?写出方程式?

(3)实验室用什么方法制取少量的HBr(aq)、HI(aq)?写出方程式?

(4)HF(g)、HF(aq)有哪些特殊性?有什么应用?


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第五节 金属卤化物

(1)为什么SnCl4、SnBr4、SnI4的熔点依次升高?

(m.p.:-33.3 33 146°C)

(2) AlCl3、 SnCl4制取和保存应注意什么?为什么?用化学方程式

来表示。

(3)NH4F(aq)用什么试剂瓶盛放?为什么?

(4)为什么当时, 【Cl-】=0.001mol/L与Ag+生成沉淀最大,

而当【Cl-】>0.001mol/L沉淀会减少?

£ 卤离子易与过渡金属阳离子形成络合物。

M3+ + 6F- = MF63-(Al、Fe) 如:FeF63-无色

M2+ + 4Cl- = MCl4- (Al、Fe)

M2+ + 4Cl- = MCl42-(Cu、Zn)

AgCl2-、AgCl32-


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(5)Cu不与稀盐酸反应,却为什么能与浓盐酸反应生成氢气?

写出该反应的化学方程式。

2Cu + 2H+ + 6Cl- = 2CuCl3- + H2

(6)HgS不溶于强酸,但为什么可溶于HI( aq)?用化学方程式

表示。

HgS + 2H+ + 4I- = HgI42- + H2S


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第六节 拟卤素

拟卤分子: (CN)2、(SCN)2

拟卤离子: CN-、SCN-、OCN-

主要性质:

(1)挥发性

(2)氢化物显酸性:

(3)歧化反应:

(4)络离子:

(5)还原性:

Pb(SCN)2+ Br2=

2SCN- + MnO2+ 4H+ =


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第七节 含氧酸及其盐

1、含氧酸的命名

高某酸: HMnO4 HClO4

(正)酸: H2MnO4 HClO3 H2SO4 H3PO4

亚某酸: H2MnO3 HClO2 H2SO3 H3PO3

次某酸: HClO H2SO2 H3PO2

2、次卤酸: 0ºC

F2 + H2O = HOF + HF

X2 + H2O == HX + HOX

斯图杰尔和阿佩里曼方法制备

H2+O2+F2 = 2HOF

3、含氧酸根的结构:

除OX-外,X原子均为s p3杂化

但是:H5IO6 == IO(OH)5为五元弱酸,I 原子为sp3d2杂化!


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(4)卤素互化物的空间构型

有关卤化银溶于氨水的计算:

已知:AgCl + 2NH3.H2O = Ag(NH3)2+ + Cl- + 2H2O K = 2*10-3

AgBr + 2NH3.H2O = Ag(NH3)2+ + Br- + 2H2O K = 5.5*10-6

AgI + 2NH3.H2O = Ag(NH3)2+ + I- + 2H2O K=9.8*10-10

当溶质离子为0.1mol/L时明显溶解

为0.01mol/L为溶所需解下限。

计算: (1)溶解AgCl、AgBr氨水的浓度?

(2)求AgCl、AgBr、AgI在2mol/L氨水中的溶解度?


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例题:已知ksp(AgI) = 8.9*10-7 ksp(AgCl) = 1.8*10-10

Ksp(AgBr) = 5.0*10-13β2(Ag(S2O3)23-) = 4*1013

β2(Ag(NH3)2)+ = 1.1*107

(1)10-4molAgCl 溶于1LNH3.H2O,问此氨水的浓度最低值是多大?

(2)10-4AgI溶于10LNa2S2O3,求Na2S2O3的浓度最低值?

(3)计算AgCl在0.1mol/L氨水中的溶解量(g/L)?

(4)计算AgI在2mol/LNa2S2O3溶液中的溶解量(g/L)?


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(1)将氯酸钾和草酸混合加热到60ºC:

KClO3 + H2C2O4 == K2CO3 + 2ClO2 + CO2 + H2O

(b.p.9.9ºC)

第八节 卤素氧化物

1、ClO2:

问:如何分离?

(2)分子构型:V

为什么活泼?

奇电子分子

思考:相同质量的ClO2与氯气的漂白效果的倍数?

2、几种碘的氧化物:

I2O5 + 5CO = 5CO2 + I2

I2O5 ==== IO(IO3)3

I4O9 ===== I(IO3)3


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