卤族元素 [知识要点】 1.卤族元素的原子结构： 2.卤素单质的物理性质与化学性质 3.几种重要的卤素化合物的性质及用途。 [知识点精析] 一、卤族元素原子结构的相同点与不同点 1卤族元素原子结构的相同点： 卤族元素的原子最外层均有7个电子，与其它物质反应时，易得1个电子达到8个电子的 稳定结构，结构决定性质，卤素原子结构的相同点就决定了卤素单质的性质具有相似性：所以 卤素单质都具有氧化性，属于活泼的非金属元素族。 2卤族元素原子结构的不同点： 卤族元素的各原子之间，由于核电荷数不同，其核外电子层数不同，且依氟、氯、溴、确、 砹的顺序依次递增，原子半径依次增大，得电子能力减弱。这样的结构决定卤素单质的化学性 质又具有递变性，即单质的非金属性依次减弱，单质的氧化性依次减弱，卤离子的还原性依次 增强。 二、卤族元素单质的物理性质和化学性质 1卤族单质物理性质比较 颜色状态熔、沸点密度溶解性 水有机溶剂均易溶于有机溶剂 F2 CI2 Br2 2淡黄绿色 黄绿色
卤族元素 [知识要点] 1.卤族元素的原子结构; 2.卤素单质的物理性质与化学性质; 3.几种重要的卤素化合物的性质及用途。 [知识点精析] 一、卤族元素原子结构的相同点与不同点 1.卤族元素原子结构的相同点: 卤族元素的原子最外层均有 7 个电子,与其它物质反应时,易得 1 个电子达到 8 个电子的 稳定结构,结构决定性质,卤素原子结构的相同点就决定了卤素单质的性质具有相似性:所以 卤素单质都具有氧化性,属于活泼的非金属元素族。 2.卤族元素原子结构的不同点: 卤族元素的各原子之间,由于核电荷数不同,其核外电子层数不同,且依氟、氯、溴、碘、 砹的顺序依次递增,原子半径依次增大,得电子能力减弱。这样的结构决定卤素单质的化学性 质又具有递变性,即单质的非金属性依次减弱,单质的氧化性依次减弱,卤离子的还原性依次 增强。 二、卤族元素单质的物理性质和化学性质 1.卤族单质物理性质比较 颜 色 状 态 熔、沸点 密 度 溶解性 水 有机溶剂 均易溶于有机溶剂 F2 Cl2 Br2 I2 淡黄绿色 黄绿色
深红棕 液体（易挥发） 固体（升约）剧烈反应 1:2溶于水，氯水淡黄绿色 黄一橙色 黄一褐色剧烈反应 苗经色 2.卤族元素单质的化学性质 (1)相似性： 化学性质与2相似，都具有典型的非金属性。 ①都可以与金属作用生成金属卤化物 3Br2+2Fe=2FeBr3 I2+Fe-FeI2 ②都可以与非金属反应 Cl2+H22HCI Br2+H22HBr I2+H22HI ③都可与水发生反应 2F2+2H20=4HF+O2 X2+H20=HX+HXO(X2=CI2、Br2、I2) ④都可以与强碱作用 X2+2NaOH=NaX+NaXO+H20(X2=C2、Br2、I2) (2)递变性： 与金属、非金属反应时条件不同。 ①卤素单质与H2的反应
深红棕 紫黑色 气态 气态 液体(易挥发) 固体(升华) 剧烈反应 1∶2 溶于水,氯水淡黄绿色 黄→橙色 黄→褐色 剧烈反应 黄绿色 橙→橙红 紫→红 2.卤族元素单质的化学性质 (1)相似性: 化学性质与 Cl2 相似,都具有典型的非金属性。 ①都可以与金属作用生成金属卤化物 3Br2+2Fe=2FeBr3 I2+Fe=FeI2 ②都可以与非金属反应 Cl2+H22HCl Br2+H22HBr I2+H22HI ③都可与水发生反应 2F2+2H2O=4HF+O2 X2+H2O=HX+HXO (X2=Cl2、Br2、I2) ④都可以与强碱作用 X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O (X2=Cl2、Br2、I2) (2)递变性: 与金属、非金属反应时条件不同。 ①卤素单质与 H2 的反应
H2+F2=2HF,在冷暗处就剧烈化合发生爆炸： H2+C22HC,见强光爆炸： H2+Br22HBr,加热缓慢化合； H2+22HL,更缓慢地化合且可逆。 与H2化合时，无论从反应条件、反应的剧烈程度以及生成气态氢化物的稳定性 (HF>Hd>HBr>HD,都说明卤素单质的递变性。 ②卤素单质与H20的反应 2F2+2H20-4HF+O2,反应剧烈：说明氧化性：F2>02 C2+H2OHG+HCO,C2、Br2、2与水的反应愈来愈微弱。 ③卤素单质及其卤化物间发生的置换反应 利用氧化还原反应：非金属性强的卤素单质将非金属性弱的卤素从其卤化物中置换出来 生成单质 Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 d2+21-2d-+I2 Br2+2I-2Br-+12 这些均说明卤族元素单质间存在性质的递变性。所以卤素单质的非金属性依氟、氯、溴、 碘的顺序逐渐减弱。 注：F2在水溶液中的反应是先与水反应 二、岗化氢HX)的性质 相似性： 均为无色、有刺激性气味、气体，易溶于水，水溶液为酸（氢卤酸），具有挥发性，易形成酸雾。 递变性： 由于HX还原性的递变在制备HX时，只有HF、可用浓制取。HBr、HI因还原性强，会 与具强氧化性的浓发生氧化还原反应而不能共存，因而不能用浓制备HBr、H。同理，HB
H2+F2═2HF,在冷暗处就剧烈化合发生爆炸; H2+Cl22HCl,见强光爆炸; H2+Br2 2HBr,加热缓慢化合; H2+I22HI,更缓慢地化合且可逆。 与 H2 化合时,无论从反应条件、反应的剧烈程度以及生成气态氢化物的稳定性 (HF>HCl>HBr>HI),都说明卤素单质的递变性。 ②卤素单质与 H2O 的反应 2F2+2H2O═4HF+O2,反应剧烈;说明氧化性:F2>O2 Cl2+H2OHCl+HClO,Cl2、Br2、I2 与水的反应愈来愈微弱。 ③卤素单质及其卤化物间发生的置换反应 利用氧化还原反应:非金属性强的卤素单质将非金属性弱的卤素从其卤化物中置换出来 生成单质 Cl2+2Br-═2Cl-+Br2 Cl2+2I-═2Cl-+I2 Br2+2I-═2Br-+I2 这些均说明卤族元素单质间存在性质的递变性。所以卤素单质的非金属性依氟、氯、溴、 碘的顺序逐渐减弱。 注:F2 在水溶液中的反应是先与水反应 二、卤化氢(HX)的性质 相似性: 均为无色、有刺激性气味、气体,易溶于水,水溶液为酸(氢卤酸),具有挥发性,易形成酸雾。 递变性: 由于 HX 还原性的递变,在制备 HX 时,只有 HF、可用浓制取。HBr、HI 因还原性强,会 与具强氧化性的浓发生氧化还原反应而不能共存,因而不能用浓制备 HBr、HI。同理,HBr
H也不能用浓干燥。 三、卤族元素单质及化合物的特性及应用 1F2遇水会置换出O2且生成HF。所以F2与其它卤化物溶液不会发生卤素间的置换 反应，而先与水反应。 2.氯水具漂白性。 3.B2是一种极易挥发的红棕色液体，实验室保存少量液溴时应用水封。 42易升华，利用这一性质用加热的方法，分离确与其他难挥发固体、难升华固体混合 物2遇淀粉变蓝，可用这一性质检验2的存在，可用KⅪ和淀粉的混合物检验具有较强氧化性 的物质的存在，原理是氧化性较强的物质能将灯中的碘离子氧化为碘单质，使淀粉变蓝，混合 物将显蓝色。例如：用湿润的淀粉试纸检验2是否收集满。 5.AgX(除AgF外)均有感光性，AgBr分解时所需波长与可见光接近，故可用于一般摄影 的感光材料AgI可以用于人工降雨。 6氯可以与稀有气体元素形成化合物。 7.HF有剧毒，且腐蚀玻璃，氢氟酸应保存在塑料瓶中制备HF时应用铅皿。 8.可溶 9X2在水中的溶解度不大，易溶于有机溶剂，如汽油、酒精、四氯化碳等。所以从溴水中 提取，从碘水中提取均用萃取的办法。 10X-的检验：用AgNO3和稀HNO3溶液，分别生成AgC(伯色沉淀)，AgBr(淡黄色沉 淀)，AgI(黄色沉淀).。 11为了预防碘缺乏症，食盐中采取添加1O3的方法（注意：碘也不可摄入过多，以防中 )。 【例题分析】： 例1.从溴化钠中制取单质溴可采用的方法是()
HI 也不能用浓干燥。 三、卤族元素单质及化合物的特性及应用 1.F2 遇水会置换出 O2 且生成 HF。所以 F2 与其它卤化物溶液不会发生卤素间的置换 反应,而先与水反应。 2.氯水具漂白性。 3.Br2 是一种极易挥发的红棕色液体,实验室保存少量液溴时应用水封。 4.I2 易升华,利用这一性质用加热的方法,分离碘与其他难挥发固体、难升华固体混合 物;I2 遇淀粉变蓝,可用这一性质检验 I2 的存在,可用 KI 和淀粉的混合物检验具有较强氧化性 的物质的存在,原理是氧化性较强的物质能将 KI 中的碘离子氧化为碘单质,使淀粉变蓝,混合 物将显蓝色。例如:用湿润的淀粉 KI 试纸检验 Cl2 是否收集满。 5.AgX(除 AgF 外)均有感光性,AgBr 分解时所需波长与可见光接近,故可用于一般摄影 的感光材料;AgI 可以用于人工降雨。 6.氟可以与稀有气体元素形成化合物。 7.HF 有剧毒,且腐蚀玻璃,氢氟酸应保存在塑料瓶中;制备 HF 时应用铅皿。 8.可溶。 9.X2 在水中的溶解度不大,易溶于有机溶剂,如汽油、酒精、四氯化碳等。所以从溴水中 提取,从碘水中提取均用萃取的办法。 10.X-的检验:用 AgNO3 和稀 HNO3 溶液,分别生成 AgCl(白色沉淀),AgBr(淡黄色沉 淀),AgI(黄色沉淀)。 11.为了预防碘缺乏症,食盐中采取添加 KIO3 的方法(注意:碘也不可摄入过多,以防中 毒)。 【例题分析】: 例 1. 从溴化钠中制取单质溴可采用的方法是:( )
A蒸发至干，灼烧固体 B滴入氯水，用汽油茶取 C通入氯气，用洒精萃取 D加入碘水，用四氯化碳萃取 分析 A.不正确，因为NaBr同NaC一样是热稳定性良好的化合物，灼烧不易分解。 B.正确，因为2Br+C2-Br2+2C-,汽油为有机溶剂，Br2在汽油中的溶解度大于在水中 的溶解度，且汽油与水不互溶。 C.不正确，因酒精与水互溶。 D.不正确，因碘单质的活泼性不如溴单质的活泼性，不能发生置换反应。 例2.砹是核电荷数最大的卤族元素，推断砹及破的化合物不可能具有的性质是() A.破是有色固体 B.AgAt不溶于水 CHAt很稳定 D.NaAt熔点较高 分析： 依据卤素元素化合物性质的递变规律，卤族单质的物理性质，色态由浅一深，状态，由气一 固可知，A不符合题意，根据AgX的溶解性可知AgAt可能不溶于水，C根据HX的稳定性变化 规律可知HAt不可能很稳定，NaX均为离子化合物，与NaC一样应有较高的熔点。 答案C 例3.为了预防碘缺乏症，国家规定每千克食盐中应含有40mg~50mg的碘酸钾。为检 验某种食盐是否为加碘的合格食盐，某同学取食盐样品428克，设法溶解出其中全部的碘酸钾
A.蒸发至干,灼烧固体 B.滴入氯水,用汽油萃取 C.通入氯气,用酒精萃取 D.加入碘水,用四氯化碳萃取 分析: A.不正确,因为 NaBr 同 NaCl 一样是热稳定性良好的化合物,灼烧不易分解。 B.正确,因为 2Br-+Cl2═Br2+2Cl-,汽油为有机溶剂,Br2 在汽油中的溶解度大于在水中 的溶解度,且汽油与水不互溶。 C.不正确,因酒精与水互溶。 D.不正确,因碘单质的活泼性不如溴单质的活泼性,不能发生置换反应。 例 2. 砹是核电荷数最大的卤族元素,推断砹及砹的化合物不可能具有的性质是:( ) A.砹是有色固体 B.AgAt 不溶于水 C.HAt 很稳定 D.NaAt 熔点较高 分析: 依据卤素元素化合物性质的递变规律,卤族单质的物理性质,色态由浅→深,状态,由气→ 固可知,A 不符合题意,根据 AgX 的溶解性可知 AgAt 可能不溶于水,C 根据 HX 的稳定性变化 规律可知 HAt 不可能很稳定,NaX 均为离子化合物,与 NaCl 一样应有较高的熔点。 答案:C 例 3. 为了预防碘缺乏症,国家规定每千克食盐中应含有 40mg~50mg 的碘酸钾。为检 验某种食盐是否为加碘的合格食盐,某同学取食盐样品428克,设法溶解出其中全部的碘酸钾