化学竞赛-非金属元素课件.ppt

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1、卤素一、通性1、卤素元素在化合物中的氧化态ns2np5F(-I)其他（+I,+III,+V,+VII）特殊：ClO2，形成大键，35。Cl2O6，无大键，含氧酸：HXOn，n=1,2,3,4正高碘酸H5IO6X均为sp3杂化，X与O之间存在d-p反馈键d-p反馈键大量存在于含氧酸中如硫酸、磷酸CO中也有反馈键卤素互化物：XX’n，n=1,3,5,7，X’的电负性更大I2+AgClO4=AgI+IClO4（氯仿或甲苯作溶剂）2、氟的特殊性（1）原子半径特小，3对孤对电子，电子云密度大，无d轨道;（2）电子亲合能和双原子分子离解能;（3

2、）但F与其他元素形成的键能大，所以单质氟形成氟离子放出巨大能量，形成的物质非常稳定，如PF3比PCl3稳定，CF4比CCl4稳定。（4）单质氟化学性质非常活泼：F2能使玻璃丝（SiO2）和水在氟气氛中燃烧，产物竟然是氧气：SiO2+2F2=SiF4+O2;2H2O+2F2=4HF+O2除了He、Ne、Ar不与F2直接反应外，其它物质基本都能与F2反应:F2+2NaOH(2%)=2NaF+H2O+OF2↑把其他元素氧化成最高氧化态，例如：XeF6、SF6、IF7、BiF5等（5）氟的电负性为4.0，是电负性最大的元素。(CF3)3N和NF3是否具

3、有Lewis碱性？3、存在F：萤石(CaF2)、冰晶石(Na3AlF6)、氟磷灰石([Ca10F2(PO4)6]3)Cl、Br：光卤石(carnallite)：KCl•MgCl2·6H2O、海水I：植物富集作用，智利硝石(NaIO3)At：人工合成元素二、单质1、物理性质单质氟与水反应，氯水：黄绿色溴水：红棕色碘水：棕红色，溶于四氯化碳、二硫化碳等非极性溶剂紫色，苯等共轭体系红色，极性溶剂棕红色I2与KI形成I3离子2、化学性质（1）与金属反应SbCl3（固态）SbCl5（液态）SnCl4（液态）不完全水解AuCl3，溶于盐酸PCl3水解PC

4、l5水解2P+6H2O+3I2(Br2)=2H3PO3+6HI检验HI用分解反应，紫色的碘蒸汽，只有活泼金属Na、Al、Zn等以及非金属磷、还原剂H2S能还原碘单质。（2）与水反应F2O2；4H++4I+O2I2+H2OCl2(Br2、I2)HCl+HClO；碱性介质易发生歧化，酸性介质反歧化。分析图14-1。低温下，ClO不进一步歧化，产物为次氯酸盐，高温下，ClO歧化为氯酸盐。Cl2+2OH－(冷)=Cl－+ClO－+H2O3Cl2+6OH－(热)=5Cl－+ClO3+3H2OBrO和IO歧化为溴（碘）酸盐。（3）卤素间

5、的置换反应氯气过量时，可将碘离子氧化成碘酸3Cl2+I+3H2O=IO3+6Cl+6H+ClO3/Cl2：1.47；BrO3/Br2：1.52；IO3/I2：1.19碘从氯酸盐和溴酸盐中置换出氯气和溴单质；氯气从溴酸盐中置换出溴单质3、制备（1）F2电解材料KF•2HF；加入LiF降低熔点、减小挥发、减小电极极化阳极（石墨）：2F=F2+2e阴极（钢电解槽）：2HF2+2e=H2+4F总反应：2KHF2=2KF+F2+H2化学法：KMnF6和SbF5分别按1899年和1906年发现的两个反应制备：2KMnO4+2K

6、F+10HF+3H2O2=2K2MnF6↓+8H2O+3O2SbCl5+5HF=SbF5+5HCl2K2MnF6+4SbF5=2KSbF6+2MnF3+F2贮存、运输：用镍或镍的合金。因为F2+Ni=NiF2，可以阻止F2进一步反应。应用：(1-1)扩散分离铀的同位素：分离铀，可把235U富集到97.6%。(1-2)合成各种冷却剂：如氟里昂(Freon)-12：CF2Cl2，F-13：CClF3(1-3)火箭燃料的氧化剂：ClF3和BrF3(1-4)杀虫剂、灭火剂：CF3Br是高效灭火剂(1-5)SF6惰性强于N2，可作为高压装置中的绝缘气(1

7、-6)Teflon，高化学稳定性的材料（2）Cl2实验室用二氧化锰或高锰酸钾与盐酸反应纯化：水、硫酸、氯化钙和五氧化二磷工业电解饱和氯化钠溶液阳极（石墨）：2Cl=Cl2+2e阴极（铁网）：2H2O+2e=H2+2OH总反应：2H2O+2Cl=Cl2+H2+2OH3）Br24）I22IO3+5HSO3=I2+5SO42+H2O+3H+过量HSO3，2IO3+6HSO3=2I+6SO42+6H+IO3+5I+6H+=3I2+3H2O将HSO3加入IO3中，立即有I2析出将IO3加入HSO3中，先无现

8、象，直到过量IO3，才有I2析出4、卤化氢和氢卤酸（1）酸性与热稳定性（2）HF特殊性A：物理性质的反常B：电离度反常HF+H2OH3O++FH