高中化学竞赛辅导讲座元素化学.doc

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1、第二章元素化学第一节卤素一、卤素单质1.制法：实验室中卤素单质一般可用氧化剂[MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KC1O3、Ca(C1O)2]氧化氢卤酸的方法制取。例如：2KMnO4+16HC1====2KC1+2MnC12+5C12↑+8H2O制取氟只能采用电解法。例如：2KHF2（熔融）电解2KF+H2↑+F2↑2.性质：卤素是典型的非金属元素族。游离态的卤素非金属活泼性显著，是常见的氧化剂，它们与多种金属直接化合成氢卤酸盐，也与不少非金属反应得到非金属卤化物。下面以卤素与水、碱的反应为例，来进一步认识卤素的性质。(1)与水反

2、应：一般卤素与水发生歧化反应，水既不是氧化剂，也不是还原剂，X2+H2O==HX+HXO；而氟与水反应，水是还原剂，2F2+2H2O==4HF+O2。（2）与碱溶液反应：常温下C12、Br2、Br2和氢氧化钠溶液反应生成卤化物、次卤酸盐、卤酸盐。C12+2OH—==C1—+C1O—+H2O；Br2+2OH—==Br—+BrO—+H2O或3Br2+6OH—==5Br—+BrO3—+3H2O3I2+6OH—==5I—+IO3—+3H2O（IO—常温下不稳定，歧化为I—、IO3—）加热条件下，C12和浓氢氧化钠溶液反应则生成卤化物、卤酸盐

3、。3C12+6OH—=5C1—+C1O3—+3H2O。但氟气通过稀的氢氧化钠溶液（2%水溶液）生成氟化钠，同时放出一种无色气体OF2气体（还有可能生成O3）。2F2+2OH—==2F—+OF2↑+H2O对于氟的特殊性还应注意下列几方面：（1）氟能氧化稀有气体；（2）绝大多数的金属加热后能在氟气中燃烧，生成价态的氟化物；（3）氟能氧化高能燃料：2F2+N2H4=N2+4HF；（4）氟是人体形成强壮的骨骼和预防龋齿所必需的微量元素；（5）CaF2、MgF2难溶于水；（6）氟能使硫氧化为+6价，其它卤素均不能将硫氧化为+6价。二、卤化氢1．

4、制法：实验室里卤化氢可由卤化物与高沸点（H2SO4，H3PO4）反应制取。CaF2+H2SO4(浓)==CaSO4+2HF↑NaC1+H2SO4(浓)===NaHSO4+HC1↑但HBr和HI不能用浓H2SO4制取,因为浓H2SO4会氧化它们,得不到纯的HBr和HI。2HBr+H2SO4(浓)==SO2↑+2H2O+Br28HI+H2SO4(浓)==H2S↑+4H2O+4I2如用非氧化性的H3PO4代替H2SO4,则可制得HBr和HI。NaX+H3PO4==NaH2PO4+HX↑HBr和HI也可用磷和Br2或I2反应生成PBr3或PI

5、3,后者遇水立即水解成亚磷酸（H3PO3）和HBr或HI.2P+3X2+6H2O==2H3PO3+6HX【讨论】根据下图实验，填空和回答问题：（1）烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是。装置（Ⅱ）的烧杯中冷水所起的作用是，，装置（Ill）的烧杯中液体的作用是。（2）进行此实验时，烧瓶内的橡皮塞最好用铝箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，这是因为。（3）装置（Ill）的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸，试简述其原因。【分析】通过装置图设问，考查考生识日的观察能力，通过简答考查考生的表达能力。具体考查内容有实验原理（即实验所依据的

6、化学反应），实验装置所起的作用和原理，实验中应注意的细节等。（1）由题图可见，烧瓶中反应物有固体NaBr、MnO2和浓H2SO4，加热时NaBr和浓H2SO4反应生成HBr，HBr又会与MnO2反应生成Br2；又因为是加热反应，所以Br2成为蒸气逸出，装置（Ⅱ）的烧杯中冷水应起冷凝Br2蒸气的作用。由于反应中同时有HB生成，所以（Ill）中烧杯内的液体作用是吸收逸出的HBr蒸气。（2）因Br2蒸气和演化氢气体都可以跟橡胶制品起加成反应，使橡皮变脆变质，因此在该装置中对橡皮塞和橡皮管要采取一定的保护措施。（3）装置（Ill）与课本中制取

7、氯化氢的装置相同，考生应比较熟悉。本题是一道综合实验题。实验所依据的化学反应虽然在课本中并未见过，但是考生可以根据其熟悉的氯化钠固体和浓硫酸反应制氯化氢、浓盐酸和MnO2反应制氯气两个反应联想。推理，进行知识迁移、重组而得出答案。题目考核的内容涉及面广，既有实验原理、装置的作用和原理，还要注意实验的细节和考虑到反应产物Br2和HB会与装置中的橡皮塞、橡胶管发生加成反应等，题目的思考容量较大，有一定的难度。本题难度为0．49，区分度为0．525。[答案](1)2NaBr+3H2SO4+MnO22NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2

8、↑或2NaBr+2H2SO4+MnO2Na2SO4+MnSO4+2H2O+Br2↑若分步写:2NaBr+H2SO4(浓)NaHSO4+HBr↑(或2NaBr+H2SO4(浓)Na2SO4+HBr↑)4HBr+MnO2Mn