高中化学 卤素竞赛课件 21页

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  • 2022-08-02 发布

高中化学 卤素竞赛课件

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第十二章卤素§12-1通性一、p区元素概述\n金属、非金属、惰气特点:①第一排元素特别:r小、轨道数少、电负性大。例:电子亲和能FCl);CCl4稳定,SiCl4易水解。②从上到下金属性增强,正低价趋稳。相反,非金属性增强,正高价趋稳其中因为有惰性电子对6s2(5s2)不易失去,而取正低价。Tl+1Pb+2Bi+3稳定而C、Si+4;N、P+5;S+6;Cl+5,+7稳定\n③第四周期与第三周期相比递变反常:表现更不易失电子。例:AsCl5不存在,而有PCl5;Se-SHClO4-Cl2=1.19HBrO4-Br2=1.76HClO3-Cl2=1.47HBrO3-Br2=1.52④第五、六周期各两元素性质相似:SnPb,Sn2+Pb2+,Sb3+Bi3+,IAt;原因:La系收缩导致r相近。\n一、卤素通性1、 元素电位图注意:①在不同介质中,各价态存在形式②各自价态稳定否(歧化)右>左歧化2、氧化态-吉布斯自由能图。自由能图:左边点,右边点连线,中间点在上方(不稳);左边点,右边点连线,中间点在上方(稳定)\n例:⑴单质卤素,在H+中均稳定,但在OH-中均可歧化BClO4-0.40ClO3-0.33ClO2-0.66ClO-0.40Cl21.36Cl-0.500.89Cl2+2OH-=Cl-+ClO4-+H2OClO-邻近3ClO-=2Cl-+ClO3-ClO-更远看仍可歧化4ClO3-=Cl-+3ClO4-再远看ClO3-也可歧化OH-介质中,Cl2歧化——Cl-+常温、或以下——ClO-P544>348K——ClO3-P546>668K——ClO4-2KClO3→2KCl+3O2(MnO2催化)固体状态稳定性较高于溶液中\n⑵HClO2也可歧化(不论酸碱性)不稳定。另外,Br,I没有亚酸的形式(无+3价态)⑶HOX次卤酸(+1价)酸介:5HOBr=2Br2+BrO3-+2H2O+H+5HOI=2I2+IO3-+2H2O+H+碱介:3BrO-=2Br-+BrO3-低温慢P5443IO-=2I-+IO3-极快(不存在)P544\n⑷Br、I达+7价均极难分别为1.76、1.7v很大如何使它们变化?在碱介中(小:0.97、0.7v)见P548BrO3-+F2+OH--→BrO4-+2F-+H2OP549IO3-+Cl2+OH-→IO65-+2Cl-+3H2O(H3IO62-)\n§12.2卤素单质及其化合物一、物性:状态、颜色、熔沸点二、化性⑴单质1、与金属2、与非金属2P(过)+3Cl2=2PCl32P+5Cl2=2PCl52P+3Br2=2PBr32P+3I2=2PI3(因为Br2、I2氧化力相对Cl2小)\n3、与H24、与H2O水解,歧化。5、制备:F2:电解KHF2Cl2:电解NaCl实验室HCl+MnO2→Mn2++Cl2+H2OHCl+KMnO4→Mn2++Cl2Br2:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-Br2+CO32-→Br-+BrO3-+CO25Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O\nI2:有许多氧化剂可选:Cl2、Br2、MnO2Cl2+I-→I2+Cl-氧化剂不可过量:I-+3Cl2+6OH-→IO3-+6Cl-+3H2O(酸介中也可:I-+3Cl2+3H2O-→IO3-+6Cl-+6H+)I-+MnO2+H+(+SO42-)→I2+Mn2++H2O或:2IO3-+5HSO3-=5HSO4-+I2+SO42-+H2O\n(二)HXHF弱酸HCl、HBr、HI强酸制法:HCl:NaCl(s)+H2SO4(浓)→HCl↑+NaHSO4挥发,HCl溶于水,Cl2氧化剂\n(不纯)HBr:NaBr(s)+H2SO4(浓)→HBr↑2HBr+H2SO4(l)→↑Br2↑+SO2↑+2H2O(不纯)HI:8HI+H2SO4(l)→H2S+I2+4H2O常用:3Br(l)+2P+6H2O=2H3PO3+6HBr(Br2滴到P+H2O中)即:PBr3和PI3水解,较剧烈6H2O+2P+3I2=2H3PO3+6HI↑(水滴到P+I2中)\n(三)含氧酸及其盐P547KClO4溶解度很小;Mg(ClO4)2干燥剂Ba(XO3)2+H2SO4→BaSO4+HXO3(X:Cl2、Br2)I2+HNO3(浓)→HIO3+10NO2↑+H2O歧化:HClO3→4HClO4+2Cl2↑+3O2↑+2H2O分解:HBrO3→2Br2↑+O2↑+H2OHClO4是最强的无机酸HBrO4浓度可达6M(55%)较稳定H5IO6正高碘酸加热到100℃左右生成HIO4(偏高碘酸)\n从高氯酸到高碘酸结构有变化,HClO4、HBrO4、H5IO6四面体、四面体、八面体结构的不同使得高碘酸酸性弱的多,其K1=2×10-2后二者均比前者强的多的氧化剂,所以更多以+5价态的酸HClO3是强酸,浓度可达40%HBrO3强酸,浓度可达50%较稳定HIO3固体\n制备方法如反应:3I2+6OH-→5I-+IO3-+3H2O或:2I-+6OH-+3Cl2→6Cl-+2IO3-+3H2O氧化能力BrO3->ClO3->IO3-\nClO2性质和制备常温下黄色气体,bp284K,易分解、爆炸,氧化性强,用于水的消毒。工业制备:电解NaClO2+Cl2NaClO3+SO2+H2SO4或+H2C2O4\n(四)拟卤素和拟卤化合物(CN)2(SCN)2(OCN)2CN-SCN-OCN-Cl2+OH-→Cl-+OCl-+H2O歧化:(CN)2+OH-→CN-+OCN-+H2O配合:〔HgI4〕2-〔Hg(SCN)4〕2-〔Au(Cl)4〕-〔Au(CN)4〕-氧化:(SCN)2+H2S=2H++2SCN-+S(SCN)2+2I-=2SCN-+I2(SCN)2+2S2O32-=2SCN-+S4O62-氧化力:F2(OCN)2Cl2Br2(CN)2(SCN)2I2\n工业生产:硫氰酸盐NH3+CS2→NH4SCN+(NH4)2SKCN+S→KSCN(缓慢)I3-、I2Br-、I5-、ClF3、XeF4、IF7互卤化物:稳定性、结构?\n§12.3含氧酸的氧化还原性越大,其电对氧化还原性越强周期性变化:从左到右,最高价的含氧酸氧化性增强。NO3->CO2>H3BO3HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO4MnO4->CrO72->VO2+\n从上到下(第二周期起):第一行大,第二行小,第三行(第四周期)特别大,第五行也大因素:①中心吸电子能力大,则氧化性强②中心与O成键强度大,则氧化性弱③产物稳定性大,则氧化性强\n

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