卤族元素

一、非金属元素通论1 、非金属元素在元素周期表中的位置共 22种。 H 元素在左上方，其余都位于右上方。F 为非金属性最强的元素

2、非金属元素的原子结构特征及化合价(1) 最外层电子数较多，次外层都是饱和结构（ 2、 8或18 电子结构）(2) 原子半径较小。(3) 最高正价等于族序数，最低负价等于族序数减 8；有些有变价

（ 2）聚集状态气态： H2 、 O2 、 N2 （无色）、 Cl2( 黄绿色）、F2液态： Br2

固态： I2( 紫黑）、 S(淡黄 ) 、 P4(3) 同素异形体

4、气态氢化物

(4) 非金属单质的制备氧化法 还原法 热分解法 电解法

3、非金属单质(1) 晶体类型原子晶体： Si、 C

分子晶体：O2 、 N2 、 Cl2 、 S、 P4 等

5 、非金属氧化性的通性

除 SiO2 是原子晶体外，其他非金属氧化物固态时都是分子晶体。所以它们熔沸点差别较大。

许多非金属低价氧化物有毒，如CO、 NO、 NO2 、 SO2 等不能随便排放于大气中

非金属氧化物大多为酸性氧化物

不成盐氧化物（如 CO、 NO）不溶于水，也不与酸、碱反应生成盐和水

最高价氧化物对应的酸的组成和酸性

酸性强弱规律：

同种非金属形成的不同含氧酸，其非金属价态越高，酸性越强。不同非金属元素形成最高价氧化物的水化物；元素的非金属性越强，则酸性越强

可用“强酸制弱酸”的规律

常见酸的酸性规律

二、氯气

(一 )、氯的原子结构、物理性质

黄绿色、易液化、比空气重，有刺激性气味、有毒的气体。(二 )、氯气的化学性质

1、与金属反应 Cu + Cl2 CuCl2

点燃 棕黄色的烟

2Na + Cl2 2NaCl点燃

2Fe + 3 Cl2 2FeCl3 棕褐色的烟

黄光，白烟

2 、与非金属的反应H2 + Cl2 2HCl

点燃或光照

2P + 3Cl2 2PCl3

（液）点燃

PCl3 + Cl2 PCl5

（固）形成白烟

形成白雾白色烟雾

3、氯气与水的反应Cl2 +H2O HCl + HClO 2HClO 2HCl + O2

光照

次氯酸性质： 1、不稳定性， 2、强氧化性

3、弱酸性

4 、氯气与碱的反应

2Ca（ OH） 2+2Cl2 Ca（ ClO） 2 +CaCl2 + 2H2O

2NaOH+ Cl2 NaClO +NaCl + H2O

Ca(ClO)2 + CO2 + H2O CaCO3↓+ 2HClOCa(ClO)2 + 2HCl CaCl2+ 2HClO

3Cl2 +8NH3 6NH4Cl+ N2

3Cl2 + 6KOH( 浓 ) KClO3 + 2KCl+ 3H2O

5 、与还原性化合物反应

Cl2+ 2FeCl2=2FeCl3

Cl2 +2KI= 2KCl + I2

6 、与有机物的反应

取代反应、加成反应

Cl2 +2NaBr= 2NaCl + Br2

3Cl2 +6FeBr2 2FeCl3 + 4FeBr33Cl2 +2FeBr2 2FeCl3 + Br2

Cl2 +SO2 +2H2O H2SO4 +2HCl

Cl2 +H2S 2HCl +S

( 三）氯水的多样性和多重性1、成分的多样性新制的氯水呈黄绿色，有刺激性气味。

在氯水中存在三个平衡：① Cl2+H2O HCl +HClO

②HClO H+ + ClO- ③H2O H+ + OH-

2 、化学性质的多重性①表现 Cl2 的性质

②表现 Cl- 的性质③表现 H+ 的性质

④表现 HClO的性质

(3) 液氯、新制氯水、久置氯水的比较

液氯 ( 或氯气 )

混 合 物

氯 水

分

类

成

分

性

质

纯 净 物 新 制 久 置

只有 Cl2 分子

分子：Cl2 、 HClO 、 H2O离子： H+ 、 Cl- 、 ClO- 、OH-

分子： H2O

离子： H+ 、 Cl- 、OH-

有氧化性、

无酸性和

漂白性

有酸性、强氧化性、能漂

白、消毒、光照时 HClO

分解

酸性、无

漂白、消

毒作用

( 四 )、氯气的实验室制法

MnO2+4HCl （浓） MnCl2+2H2O+Cl2↑

1 、原理

2 、反应装置 3 、净化和干燥HCl 气体 ( 饱和食盐溶

液 )水蒸气 浓硫酸 ( 无水

CaCl2)4 、收集a. 向上排气法b. 排饱和食盐水法

5 、尾气处理NaOH 溶液

三、氯化氢和金属氯化物

（一）、氯化氢1、物理性质

无色、具有刺激性气味的气体，极易溶于水，标准状况下， 1体积的水可以溶解 500 体积的氯化氢。密度大于空气，可用向上排空气法收集，在空气中易形成白雾

3、盐酸的化学性质

2、氯化氢的制法

（二）氯离子的检验

四、卤族元素（一）、卤族元素的相似性、递变性、特殊性

1、原子结构

最外层都为 7个电子，易得到一个电子形成稳定结构，都具有很强的氧化性。

但随着原子序数不断增大，原子的电子层数增多，原子半径增大，元素的非金属性减弱2、物理性质单质的颜色逐渐加深，状态遵循气→液→固。熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大溶解性 ( 除 F2 外 )逐渐降低

3 、化学性质

(1) 与氢气反应由易到难，而卤化氢的稳定性由强到弱，即 HF > HCl > HBr > HI

(2) 均能与金属单质反应生成金属卤化物，除 I2

外，与变价金属反应时生成高价金属。(3) 均能和水反应 ,反应通式 ( 除 F2 外）： X2 + H2O = HX +HXO；(4) 均能和碱反应(5) 单质的氧化性越强，其对应的阴离子的还原性越弱， F- Cl﹤ - Br﹤ - I﹤ -

(6) 同种卤素含氧酸的酸性规律： HClO4 HClO﹥ 3 HClO﹥ 2 ﹥HClO

(7) 同种卤素含氧酸的氧化性规律： HClO HClO﹥ 2 HClO﹥ 3﹥HClO4 (8) 不同种卤素含氧酸的酸性和氧化性规律：

除 F 外，最高价氧化物对应的水化物的酸性依次减弱： HClO4 HBrO﹥ 4 HIO﹥ 4

同价态卤素含氧酸氧化性依次减弱：HClO HBrO HIO ﹥ ﹥

(9) 卤化银的溶解性和稳定性规律： AgF易溶于水 ,其余均难溶于水和稀硝酸 ,AgCl、 AgBr、 AgI颜色逐渐加深，分别为白色、浅黄色、黄色 均具有感光性，且逐渐增强

(10) 、 CaX2 （除 CaF2 ）均易溶于水

4、卤化氢与氢卤酸：

共性 均为无色、有剌激性味气体 (氟化氢剧毒 ) 均极易溶于水，能形成喷泉 浓的水溶液均极易挥发，在液面上方形成白雾 水溶液除氢氟酸外，均为强酸 均可用高沸点酸与卤化物在加热条件下制得

2NaX + H2SO4( 浓 ) Na2SO4 + 2HX (X： F、 Cl) 3NaX + H3PO4( 浓 ) Na3PO4 + 3HX (X ：Br、 I) 均可由卤素单质与氢气反应而得到

差异性 卤化氢的热稳定性： HF HCl HBr﹥ ﹥ ﹥HI 卤化氢和氢卤酸的还原性： HF HCl HBr﹤ ﹤ ﹤HI 氢卤酸的酸性： HF HCl HBr HI ﹤ ﹤ ﹤

特殊性1、氟元素无正价，无含氧酸。

2 、 F2 能与某些稀有气体反应，能置换出水中的氧。在水溶液中不能从其他卤化物中置换出相应的卤素单质

3、氢氟酸为弱酸，但能腐蚀玻璃。

4 、 Br2 是唯一的一种常温下呈液态的非金属单质，易挥发； I2 易升华，遇淀粉溶液变蓝色5、氯水具有漂白性，但溴水、碘水中 HBrO和 HIO很少，漂白性很差

氯及其化合物的转化关系图

能使溴水褪色的反应

H2S 、 SO2 、 Na2SO3 、 Fe2+ 等NaOH 等强碱溶液、较活泼金属、 AgNO3 等盐溶液

不饱和烃及烃的衍生物；如烯烃、炔烃、油酸、油酸酯、植物油等

苯酚及其同系物与含醛基的有机物反应而褪色

能使溴水褪色的无机物

能使溴水褪色的有机物

石油产品；如裂化气、裂解气、裂化汽油

天然橡胶

六、类卤化合物简介 1 、拟卤素： 有少数分子与卤素单质性质相似，故把它们叫做拟卤素，如氰 (CN)2 、硫氰 (SCN)2 等，

拟卤素的主要化学性质有：

它们对应的类卤阴离子为 CN- 、 SCN- ，在性质上与卤素阴离子的性质也相似，

(1) 、拟卤素单质具有较强氧化性，氧化性顺序为F2 Cl﹥ 2 Br﹥ 2 (CN)﹥ 2 (SCN)﹥ 2 I﹥ 2

(2) 在水中或碱溶液中易发生岐化反应。 如： (CN)2 + H2O HCN + HCNO

(3) 与金属反应生成一价阴离子的盐。如： (CN)2 + 2Na 2NaCN

卤素互化物

指两种不同卤素相互化合形成的化合物，常见的卤素互化物有： BrCl、 ICl、 BrF3 、 BrF5

大多数卤素互化物不稳定，具有比卤素单质 (F2 除外 )更强的化学活泼性，主要反应有

(1) 易水解：如： ICl + H2O HCl + HIO (2) 强氧化性：与金属反应，如： 2R + nBrCl RCln + RBrn( n 为 R的化合价 ) 与某些盐的反应，如： 2NaI + BrCl NaCl + NaBr + I2 (3) 与还原性物质反应：

如： SO2 + 2H2O + BrCl === H2SO4 + HCl + HBr

【例】向 KI 溶液中加入 AgNO3 溶液，直到刚好完全反应为止，所得溶液的质量恰好等于原碘化钾溶液的质量，则 AgNO3 溶液的质量百分比浓度是

A 27.7% B 72.3% C 70.6% D 29.4% B

【例】现有 KCl 和 KBr 的混和物 3.87 克，将混和物全部溶于水并加入过量 AgNO3 溶液，充分反应后生成

6.63 克沉淀物，则原混和物中钾元素的质量分数是

A 24.1% B 25.9% C 40.3% D 48.7% C

【例】 Cl2 在 70℃的 NaOH 水溶液中，能同时发生两个自身氧化还原反应，反应完全后测得溶液中NaClO 与 NaClO3 的物质的量之比为 1 ︰ 2 ，则反

应中被氧化的 Cl2 与被还原的 Cl2 的物质的量之比为

A ． 2 ︰ 3 B ． 4 ︰ 3 C ． 10 ︰ 3 D ．3 ︰ 11 D

取 20 克混有 MnO2 的 KClO3, 加热至恒重 , 在一定温度下 , 将残留的固体加入 10 克水中有 7.9 克固体未溶解 , 再加入 5 克水 , 仍有 5.3 克固体未溶 , 则原混和物中可能含有的 KClO3 质量是

A.14.7 克 B.6.9 克 C.12.1 克 D.17.6克

取 20 克混有 MnO2 的 KClO3, 加热至恒重 , 在一定温度下 , 向残留的固体中加入足量的水 , 仍有 5.3克固体未溶 , 则原混和物中可能含有的 KClO3 质量是

A.14.7 克 B.6.9 克 C.12.1 克 D.17.6克

A D

A

【例】 F2 是氧化性最强的非金属单质，在加热的条件下，物质的量相等的 F2 （气）与烧碱完全反应，生成 NaF 、 H2O 和另一种气体，则该气体是下列中的

A H2 B HF C OF2 D O2

例 已知 HIO 呈两性，其碱式电离可表示为

，若它与盐酸反应，其化学反应式可表示为

。HIO ＋ HCl ＝ ICl ＋ H2O

OH －＋ I ＋ HIO

【例】取 0.04mol 高锰酸钾固体，加热一段时间后收集到 a mol 气体，向反应后的残留固体中加入足量浓盐酸，微热使其充分反应，产生的气体通过饱和食盐水和浓硫酸吸收后，其物质的量为 b mol ，设锰元素全部以 Mn2+ 形式存在，求 (a+b) 的最小值。

答案： 4a ＋ 2b ＝ 0.04×5 ( 得失电子守恒 )2a ＋ b ＝ 0.1

a ＋ b ＝ 0.1 － a 因为 0 ＜ a ＜ 0.02

所以 a ＋ b 最小值为 0.08(0.06 ＜ b ＜ 0.1)

很长一段历史时期，人们认为溴不会呈现＋ 7 价。1968 年有位化学家用发现不久的 XeF2 和 HBrO3 反应，首先制出 BrO4

－离子，随后在 1971 年用 XeF2 和KOH 、 KBrO3 的水溶液反应，得到了很纯的 KBrO4

晶体。

（ 1 ）已知 XeF2 跟水反应放出氙气和氧气，氟以化合态存在于溶液中，试写出化学反应方程式 ，氧化剂是 ，被氧化的元素有 。

（ 2 ）写出 XeF2 和含 KOH 、 KBrO3 的水溶液反应得到 KBrO4 晶体的反应方程式。

（ 3 ）根据上述信息指出高溴酸根的稳定性和溶液的pH 值的关系。（ 1 ） 2XeF2 ＋ 2H2O ＝ 2Xe↑ ＋ O2↑ ＋ 4HF 2XeF2 Xe（ 3 ）溶液 pH 值越高，溶液越稳定。

（ 2 ） XeF2 ＋ 2KOH ＋ KBrO3 ＝ Xe↑ ＋ KBrO4 ＋ 2KF ＋ H2O