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1、化学与环境工程系 第十四章 卤素1第十四章 卤素教学内容和目标u 掌握卤素的成键特征;u 记住卤素单质的物理化学性质;u 能根据卤素化合物的性质分析化学反应产物和现象;u 能根据元素电势图分析氧化还原能力的强弱.教学重点 卤素的成键特征 含氧酸盐的氧化还原性 卤素单质及及氢化物的制备教学难点u 含氧酸盐的氧化还原性教学课时:6教学方法：讲授 A族族 0族族 2He氟氟 9F 10Ne氯氯17Cl 18Ar溴溴 35Br 36Kr碘碘 53I 54Xe砹砹85At 86Rn化学与环境工程系 第十四章 卤素2元素符号元素符号FClBrI价电子层结构价电子层结构2s22p5 3s23p5 4s24p
2、5 5s25p5 主要氧化数主要氧化数1,0 1,0,+1,+3, +4,+5,+7 1,0,+1,+3,+5,+7 1,0,+1,+3,+5,+7电子亲和能电子亲和能/(kJ mol1 )322348.7324.5295分子离解能分子离解能/（kJ mol1）155240190149电负性电负性(Pauling)3.963.162.962.66卤素的通性第十四章 卤素为何F的电子亲和能反而比Cl的小些?化学与环境工程系 第十四章 卤素3氯气 Cl2 黄绿色溴 Br2 红棕色碘 I2 紫黑色卤素的颜色卤素的颜色问题：1. 卤素的半径、电子亲和能及电离能有何变化规律？ 2. 为何卤素有可变氧化数
3、且均为奇数？ 3. 卤素中电负性最大、氧化能力最强、分子离解能最小的分别是?化学与环境工程系 第十四章 卤素43p53S23d03p43S23d13p33S23d2Cl各属于何种杂化类型?sp3d杂化sp3d2杂化如果显+7价属何种杂化?化学与环境工程系 第十四章 卤素5化学与环境工程系 第十四章 卤素6 卤素分子内原子间以共价键相结合，分子间仅存在微弱的范德华力,主要是色散力,所以卤素单质是分子晶体.碘容易升华,因此固体碘的保存要注意; 碘是人体必须的微量元素; 它在水中溶解度不大,但在有机溶剂中的溶解度比在水中大得多,以游离碘形式存在,因此显紫色或红褐色;碘易溶于KI、HI和其他碘化物溶液
4、中：I2 I = I3 K71414.2.1 单质性质I2在KI中的溶解度大于在水中的溶解度，颜色也更深. Br2是否也具有类似的性质？（提示：离子极化）化学与环境工程系 第十四章 卤素7半径越大，受其它离子的极化而变形的程度就越大。碘离子使碘单质产生诱导偶极，从而生成I3-。溶解度增大。碘的溶解程度越大，颜色当然越深。溴及氯气的单质半径较小，核对电子的引力相对较大，原子难以变形，因此产生诱导偶极的程度很小，故难以因此而增大其在相应盐中的溶解度。溶解性：氟与水激烈反应，氯有轻微反应，溶于水分别称为氯水、溴水和碘水。化学与环境工程系 第十四章 卤素8与水、碱的反应1.卤素与水可以发生两种类型反应
5、： (1) 2X2+2H2O4H+4X-+O2 (2) X2+H2OH+X-+HXO F2与水按(1)激烈反应:2F2 + 2H2O = 4HF + O2 Cl2与水按(2)发生部分反应: Cl2+H2OH+Cl-+HClOHClO在各种条件下会发生分解： 光照 2HClO =2HCl + O2 想一想：氯水久置会失效是什么原因？溶液的酸度会有何变化？化学与环境工程系 第十四章 卤素9F F2 2的用途的用途制UF6用于分离235U作制致冷剂用作用作农药农药如氟里昂-12，CCl2F2如如CCl3F灭火剂如如Br2F2高绝缘塑料高绝缘塑料 玻璃等玻璃等化学与环境工程系 第十四章 卤素10 3、
6、形成配位键如形成配位键如AgClAgCl2 2 - -或者或者CuClCuCl4 4 - -。卤素单质的成键特征卤素单质的成键特征X（ns2np5) 夺取一个电子 X -(ns2np6 ) 或共用一对电子 1.形成形成-1氧化数的离子或共价化合物：氧化数的离子或共价化合物：.形成形成+1,+3,+5,+7+1,+3,+5,+7氧化数的共价化合物氧化数的共价化合物。 4、有可变氧化数且为奇数有可变氧化数且为奇数。 5、能形成卤素互化物如能形成卤素互化物如IClICl3 3、IFIF5 5等等。问题：问题：1）为何）为何F没有其它元素单质所具有的可变氧化数？没有其它元素单质所具有的可变氧化数？2）
7、你认为）你认为IClICl3 3、IFIF5 5 中谁显正氧化数？为什么中谁显正氧化数？为什么? ?化学与环境工程系 第十四章 卤素11单质的化学性质1.与H2 反应： H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl2.与P等反应(表现为强氧化性)： 3Cl2 + 2P =2PCl3 (P过量） 5Cl2 + 2P =2PCl5 (Cl2过量） 3.与金属单质反应: 3Cl2 + 2Fe=2FeCl34.与H2O反应： 2F2 + 2H2O = 4HF+O2 Cl2 + H2O = HCl+HClO (歧化反应) Br2 + H2O = HBr+HBrO化学与环境工程系 第十四章
8、卤素12(14-1)是卤素在水中的歧化反应(卤素既是氧化剂又是还原剂，一部分被氧化，一部分被还原).该歧化反应随溶液酸度的减弱而加大，这是由于H+浓度变小了，有利于化学平衡向右移动。所以溴和碘的反应主要是在碱性溶液中进行。X2+H2OH+X-+HXO (14-1)5. 与碱反应： Cl2 +2NaOH = NaCl+NaClO + H2O (歧化反应) 2Cl2 +2Ca(OH)2 = CaCl2+Ca(ClO) 2+2 H2O (歧化反应) 273KCl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 加热3Cl2+2OH-=5Cl-+ClO3-+3H2O此反应比较重要！Br2 +2OH- BrO-
9、+Br- +H2O 3I2 + 6OH- IO3- + 5I- +3H2O补充化学与环境工程系 第十四章 卤素13 273KCl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 加热3Cl2+2OH-=5Cl-+ClO3-+3H2O你能解释清楚？如果在酸性条件下进行，反应方向呢？某些氧化性的物质的电极反应是与溶液的酸度有关的，一般酸性越强，氧化性就越强。酸性条件下，氯酸根离子具有很强的氧化性，它能将氯离子氧化成为氯气。2Cl2 +2Ca(OH)2 = CaCl2+Ca(ClO) 2+2 H2O (歧化反应)漂白粉暴露在空气中吸收二氧化碳后或加入稀盐酸后又漂白粉暴露在空气中吸收二氧化碳后或加入稀盐酸后又可
10、产生氯气，也是此原因。可产生氯气，也是此原因。5Cl + ClO3 + 6H+ = 3Cl2+3H2O 3Br2+2OH-5Br-+BrO3-+3H2O5Br-+BrO3-+6H+ 3Br2+3H2O化学与环境工程系 第十四章 卤素14元素各氧化态按高到低顺序排列，每两种氧化态之间用线段连接，线段上面标上相应的电极电势，这样的图形称为元素电势图。元素电势图元素电势图0.50ClO30.33ClO20.66ClO0.40Cl21.36Cl-0.89B某些氧化性的物质的电极反应是与溶液的酸度有关的，一般酸性越强，氧化性就越强。酸性条件下，氯酸根离子具有很强的氧化性，它能将氯离子氧化成为氯气。 1.
11、21 1.64 1.63 1.358 ClO3- HClO2 HClOCl2 Cl- 1.47A1.211.651.631.36思考题:14.5 14.6谁发生歧化反应？化学与环境工程系 第十四章 卤素15小资小资料料氟的发现是一篇悲壮的历史 氟是卤族中的第一个元素，但发现得最晚。从1771年瑞典化学家舍勒制得氢氟酸到1886年法国化学家莫瓦桑分离出单质氟经历了100多年时间。 在此期间，戴维、盖吕萨克、诺克斯兄弟等很多人为制取单质氟而中毒，鲁耶特、尼克雷因中毒太深而献出了自己的生命。 莫瓦桑总结了前人的经验教训，他认为，氟活泼到无法电解的程度，电解出的氟只要一碰到一种物质就能与其化合。如果采
12、用低温电解的方法，可能是解决问题的一个途径。经过多次实验，1886年6月26日， 莫瓦桑终于在低温下用电解氟氢化钾与无水氟化氢混合物的方法制得了游离态的氟。单质的制备化学与环境工程系 第十四章 卤素16单质的制备制备原理：由于卤素具有较强的氧化性，因此只能用比它们氧化性更强的物质来制备卤素单质，或者采用电化学氧化法即电解法来制备。通电电解法： F2的制备： 2HF =H2 + F2 电解质：氟氢化钾电解质：氟氢化钾 KHF2 + 氟化氢（氟化氢（HF）阳极（无定型炭）阳极（无定型炭）2F = F2 +2e 阴极（电解槽）阴极（电解槽）2HF2 + 2e = H2+ 4F 化学与环境工程系 第十
13、四章 卤素17 氧化法2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2 = 2K2MnF6+8H2O+3O2 SbCl5+5HF = SbF6+5HCl K2MnF6+2SbF5 423K 2KSbF5+MnF4 MnF3+1/2F2 电解法 ：NaCl+H2O(冷) =通电=H2 + Cl2 +NaOH为何制备时要用冷水而非热水？只要求了解氯的制备氯的制备化学与环境工程系 第十四章 卤素18工业上用电解饱和食盐水的方法制备氯阴极：铁网2H2O + 2e = H2+2OH 阳极：石墨2Cl = Cl2 + 2e 电解反应：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 通电用强氧化剂如MnO2和KMn
14、O4等氧化氯离子制备氯气单质请你写出上述两个反应方程式化学与环境工程系 第十四章 卤素19MnO2+4HCl(浓HCl)=MnCl2+2H2O+Cl22KMnO4+16HCl (浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+Cl2氯的制备氯的制备氧化剂用MnO2则一般要加热,用KMnO4则不须加热溴和碘的制备溴和碘的制备用氧化剂MnO2、氯气等氧化溴化物或碘化物：NaBr+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br22NaI+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2Cl2 + 2Br-=Br2 +2Cl-能否直接用浓硫酸氧化溴化物来制备？化学与环境工
15、程系 第十四章 卤素20溴的其它制备方法溴的其它制备方法Cl2+2Br = Br2+2Cl 3Br2+3NaCO3 =5NaBr+HBrO3+3CO2 5Br + BrO3 + 6H+ = 3Br2+3H2O 碘的制备碘的制备Cl2+2NaI = 2NaCl+I2I2+5Cl2+6H2O =2IO3 +10Cl +12H+ 2NaI+3H2SO4+MnO2 = 2NaHSO4+I2+2H2O+MnSO4 此二反应要避免使用过量氧化剂化学与环境工程系 第十四章 卤素21从海带海藻中提取碘的方法：制备实例制备实例海带海藻燃烧灰化水浸取液：碘化物酸化后加入氧化剂产物碘 I2常用氧化剂：常用氧化剂：K
16、IO3、MnO2、KCrO4反应式：MnO2 +2I- +4H+=I2 +Mn2+ + 2H2O IO3- + 5I- + 6H+= 3I2 + 3H2O化学与环境工程系 第十四章 卤素22卤素的化学性质卤素的化学性质卤素的化学性质主要是氧化还原反应 元素各氧化态按高到低顺序排列，每两种氧化态之间用线段连接，线段上面标上相应的电极电势，这样的图形称为元素电势图ClO30.33ClO20.66ClO0.40Cl21.36Cl-0.500.89B 1.21 1.64 1.63 1.358 ClO3- HClO2 HClOCl2 Cl- 1.47A1.211.651.631.36 1.76 1.50
17、 1.60 1.065BrO4- BrO3- HBrOBr2 Br- A化学与环境工程系 第十四章 卤素23教学总结1.本章介绍卤素及其化合物的性质,内容多而杂, 重点应放在基础理论的介绍,如元素电势图的理解和运用,要让学生掌握和理解好这一基本理论,让学生根据理论来分析为什么反应方向是这样,产物是这一种而不是另外一种,不能单纯要求学生记忆,否则这样接受的知识既不牢固,学生也不能灵活运用,而且学生会觉得乏味;2.课堂上对学生提问有助于提高学生的注意力,也能增加师生互动,活跃气氛;3.由于内容多,因此如何把握重点,突破难点至关重要,可适当提醒学生哪是重点和难点,不要使学生显得无所适从,摸不清头绪.
18、化学与环境工程系 第十四章 卤素24第三节第三节 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸HX卤化物卤化物酸化碱化溶于水氢卤酸氢氯酸俗称盐酸，是最常用的三大强酸之一，氢溴酸和氢碘酸也都是强酸.它们的酸性强弱怎样?化学与环境工程系 第十四章 卤素25教学目标u记住卤素氢化物的常见制备方法及化学性质;u能分析其还原性和酸性的强弱;u理解多卤化物的结构和不稳定性;u了解几种常见的卤素氧化物.p 多卤化物的结构;p 卤素氢化物的制备方法;p 还原性和酸性的强弱教学难点多卤化物的结构和物理性质教学重点教学课时:2化学与环境工程系 第十四章 卤素2614.3 卤化氢与卤氢酸14.3.1 性质性质性质HFHClHBrH
19、I熔点熔点/K189.61158.94186.28222.36沸点沸点/K292.67188.11206.43237.80生成热生成热/(kJmol1) 2719236+26H-X键能键能/ （kJmol1 ）569431369297.1溶解度（溶解度（293K，101kPa）/%35.3424957请你分析氢卤酸熔沸点变化规律及原因!由此你应该能判断出几种氢卤酸酸性强弱!化学与环境工程系 第十四章 卤素273-1 3-1 卤化氢的制备卤化氢的制备一、直接法一、直接法 Cl2+H22HCl直接法不宜用于HF的制备,因为反应太激烈而难于控制;直接法也不能用于制备HBr和HI,因为反应慢而不完全,
20、没有制备意义没有制备意义CaF2+H2SO4（浓）CaSO4+2HFNaCl+H2SO4（浓）NaHSO4+HCl二、复分解法二、复分解法NaBr+H3PO4NaH2PO4+HBrNaI+H3PO4NaH2PO4+HI用高沸点酸能否用能否用浓硫酸来制备溴化氢或碘化氢？化学与环境工程系 第十四章 卤素28 不能，因为热浓硫酸具有强氧化性，而不能，因为热浓硫酸具有强氧化性，而HBr和和HI具有较强的具有较强的还原性，浓硫酸能把生成的溴化氢和碘化氢进一步氧化。还原性，浓硫酸能把生成的溴化氢和碘化氢进一步氧化。NaI+H2SO4(浓浓) = NaHSO4+HI 8HI+H2SO4(浓浓) = H2S+
21、4I2+4H2O采用无氧化性、高沸点的浓磷酸代替浓硫酸即可！采用无氧化性、高沸点的浓磷酸代替浓硫酸即可！ NaBr + H2SO4(浓浓) = NaHSO4+ HBr 2HBr +H2SO4(浓浓) = SO2+Br + 2H2ONaBr+H3PO4NaH2PO4+HBr NaI+H3PO4NaH2PO4+HI化学与环境工程系 第十四章 卤素29一、物理性质一、物理性质无色、有刺鼻臭味、沸点除HF外，随半径增大依次增大。HBrHFHClHIB.P卤化氢的沸点HF的反常现象是由于分子间形成氢键的缘故1.酸性能电离出H+2.还原性HBr和HI容易被氧化3.热不稳定性HBr和HF加热可分解二、化学性
22、质二、化学性质化学与环境工程系 第十四章 卤素30HF HCl HBr HI弱酸 强酸 酸性增强1、氢卤酸的酸性 氢氟酸的酸性较为特殊，溶液中发生电离时，既有F-，也有HF2-： 稀：HF+H2OH3O+F- K3.510-4 产生的F-与HF间存在氢键，形成HF2-,同时HF与HF之间也因氢键作用形成缔合分子（HF)2 酸性强弱取决于溶液中H+的浓度大小。 HCl、HBr、HI的HX键键长逐渐变长，原子间作用力减弱，因此，更容易离解而产生H+，酸性逐渐增强。为何为何HCl、HBr、HI的酸的酸性逐渐增强，而性逐渐增强，而HF反常，反常，是很弱的酸？是很弱的酸？化学与环境工程系 第十四章 卤素
23、31 与其他的氢卤酸不同，氢氟酸是相当弱的酸，在稀与其他的氢卤酸不同，氢氟酸是相当弱的酸，在稀溶液中发生电离：溶液中发生电离： 在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形形式存在的：式存在的：H2F2H+HF2F+HF HFH+FHF2Ka = 6.6104 Ka = 5SiO2 +4HF = 2H2O+SiF4 CaSiO3+6HF = CaF2+3H2O+SiF4 氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐（玻璃的主要成分）反氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐（玻璃的主要成分）反应生成气态的应生成气态的SiF4特殊性质：特殊性质：化学与环境工程系 第十四章 卤素3
24、2HI的还原性最强，热稳定性最差： 2HIH2+I2由于HCl、HBr、HI的化学键键长逐渐变长，原子间作用力减弱，因此容易分解，热稳定性当然减弱，还原性增强。 SiO2+4HFSiF42H2OCaSiO3+6HFCaF2+SiF4+3H2O想一想：应用什么容器盛装HF溶液？可用塑料、铜或铅的容器盛放HF，铜和铅的表面在HF中能生成难溶性氟化物保护层。HCl HBr HI还原性增强、热稳定性降低二、还原性二、还原性热稳定性热稳定性化学与环境工程系 第十四章 卤素33卤化物卤化物 卤素互化物卤素互化物 多卤化物多卤化物4-1卤化物离子型卤化物共价型卤化物KF CaF2 MgF2 AlF3的熔沸点
25、很高，AlCl3 AlBr3 AlI3的熔沸点逐渐升高?CaF2 MgF2等难溶于水而CaCl2 MgCl2却易溶于水?AgF可溶于水而AgCl、AgBr、AgI溶解度逐渐降低?用不同观点进行解释化学与环境工程系 第十四章 卤素34HCl SF6 CCl4 PCl3同一金属卤化物，从氯到碘，随原子半径的增大，共价性增强，离子性减弱。因此，以碘的共价物最多。而氟的金属卤化物都为离子晶体。熔、沸点低，具有挥发性，难溶于极性溶剂，易溶于非极性溶剂（有机溶剂）。二、共价型卤化物FeCl3 AlCl3 HgI2三、非金属卤化物水解三、非金属卤化物水解PBr3+3H2OH3PO3+3HBr实际上卤化磷不需
26、要事先制备，把磷和碘（或溴）混合后，直接滴入水即可产生卤化氢化学与环境工程系 第十四章 卤素35金属卤化物的水解金属卤化物的水解 这类反应比较剧烈，适宜溴化氢和碘化氢的制取，这类反应比较剧烈，适宜溴化氢和碘化氢的制取，把溴逐滴加在磷和少许水的混合物上或把水滴加在磷和把溴逐滴加在磷和少许水的混合物上或把水滴加在磷和碘的混合物上。碘的混合物上。2P+3Br2+6H2O = 2H3PO3+6HBr 2P+3I2+6H2O = 2H3PO3+6HI FeCl3+H2O=Fe(OH) Cl2+HClSnCl2+H2O = Sn(OH) Cl+HCl如何防止金属如何防止金属卤化物水解卤化物水解？化学与环境
27、工程系 第十四章 卤素364-2 卤素互化物 不同卤素原子相互结合形成的化合物称为卤素互化物，ClF ClF3 IF3 BrF IF5 IF7卤素互化物的配位数一般为奇数用通式XXn表示，X 为半径较大的卤原子，作为中心原子。n1、3、5、 7分析原因：分析原因：为何IF5, IF7配位数为5和7，而ICl3，IBr的配位数只有1？卤素互化物的配位数与哪些因素有关？ClFFFIF3IFFFFFIF5化学与环境工程系 第十四章 卤素37 4-3 4-3 多卤化物多卤化物 多卤化物热稳定性差，受热分解： CsBr3=CsBr+Br2 CsICl2=CsCl+ICl分解产物总是生成最高晶最高晶格能的
28、一种卤化物格能的一种卤化物（原子半径小的卤化物）金属卤化物与卤素或卤素互化物加合，生成的化合物称为多卤化物。KI+I2 KI3 CsBr+IBr CsIBr2想一想想一想；配制碘酒时，要在酒精中加入适量的KI，为什么？3- 2+I- K=1.3510-3碘水是棕色的，而加入，KI后由于形成了I3- ，碘的溶解度大为增加，颜色也变为红棕色。化学与环境工程系 第十四章 卤素38拟卤素性质与卤素单质相似的某些原子团称为拟卤素拟卤素，又称类卤素类卤素。它们的负一价离子化合物称为拟卤化合物。四、拟四、拟 卤卤 素素拟卤素拟卤离子拟卤化合物氰(CN)2 CN- KCN氧氰(OCN)2 OCN- KOCN硫
29、氰(SCN)2 SCN- KSCN化学与环境工程系 第十四章 卤素39与卤素的相似性拟卤素与卤素的相似性主要表现在以下几个方面：拟卤素与卤素的相似性主要表现在以下几个方面：（1）与金属离子反应，具有强烈配位作用： Ag+Cl-=AgCl AgCl+Cl-=AgCl2- Ag+CN-=AgCN AgCN+CN-=Ag(CN)2-（2）与碱、水作用也和卤素相似，如：）与碱、水作用也和卤素相似，如：Cl2 + H2O = HCl + HClO (CN)2+ H2O = HCN + HOCN Cl2 + 2OH = Cl + ClO + H2O (CN)2 + 2OH = CN + OCN + H2O
30、 化学与环境工程系 第十四章 卤素40拟卤离子和卤离子按还原性由小到大可以共同组成一拟卤离子和卤离子按还原性由小到大可以共同组成一个序列：个序列：F，OCN，Cl，Br，CN，SCN，I。（3）拟卤离子和卤离子一样也具有还原性，如：4H+2Cl+MnO2 = Mn2+Cl2+2H2O 4H+2SCN+MnO2 = Mn2+(SCN)2 +2H2O （4）游离态时皆是二聚体：（CN）2 （SCN）2 （OCN）2 （SeCN）2（5）拟卤素单质与Br2 一样具有一定氧化性：(SCN)2 + 2I 2SCN + I2 化学与环境工程系 第十四章 卤素41氰和氰化物氰无色气体，有苦杏仁臭味，极毒。氰
31、分子的结构式为氰分子的结构式为: 氢化氰是无色气体，可以和水以任何比例混合，其水溶液为氢氰氢化氰是无色气体，可以和水以任何比例混合，其水溶液为氢氰酸，氢氰酸是弱酸，酸，氢氰酸是弱酸，Ka = 6.2 1010 。 CN-最重要的化学性质是极易与过渡金属Zn、Hg、Ag、Cd等离子形成稳定的离子，如：Ag(CN)2、Hg(CN)42、Fe(CN)64 等。氰根CN-的配位能力远比卤离子强，被广泛用于电镀和金和银矿物的提取。: N C C N :4Au+8NaCN+2H2O+O2=4NaAu(CN)2+4NaOH在氰废液中加入亚铁酸盐将其配位Fe2+6CN=Fe(CN)64- 或在氰废液中通入氯气
32、：CN-+2OH-+Cl2=CNO-+2Cl-+H2O废液处废液处理理化学与环境工程系 第十四章 卤素42硫氰和硫氰化物在溶液中硫氰的氧化性与溴相似(SCN)2 + H2S 2H+ + 2SCN + S (SCN)2 + 2I 2SCN + I2 (SCN)2 + 2S2O32 2SCN + S4O62 大多数硫氰酸盐溶于水，而重金属的盐，如Ag，Hg()盐不溶于水。硫氰根离子也是良好的配位体，与铁()离子可生成深红的硫氰酸根络离子:Fe3+ + nSCN Fe(SCN)n3n ( n=1,2, 6 )硫氰酸盐用来检验铁硫氰酸盐用来检验铁()化学与环境工程系 第十四章 卤素43教学总结1.本节
33、介绍卤素氢化物拟卤素的性质,内容多, 反应方程式多,学生觉得难记忆,因此首先要向学生传输这样一个理念:只有理解基本理论才能减少记忆量,才能真正把握好各方面知识,不能一味地死记呆背; 2.课堂上注意提问,特别是要有意识地帮助部分后进学生,设计好问题,分层次推进,这样不仅能有助于提高学生的注意力,也能增加师生互动,活跃气氛,同时还能提高学生的积极性.3.由于内容多,因此如何把握重点,突破难点至关重要,可在演示文本上较醒目地标注,适时提醒学生注意,不要使学生显得无所适从,摸不清头绪;4.教学效果的好坏与课件的制作有重要关系,要注意科学性和艺术性,作到图文并茂,层次分明,内容丰富,设计合理,使学生在享
34、受过程.学习知识,化学与环境工程系 第十四章 卤素44u记住常见卤素氧化物的化学性质;u能分析含氧卤酸的酸性强弱;u理解含氧卤酸的的结构和热不稳定性;u了解几种常见的卤素氧化物.p 含氧卤酸的结构;p 卤素的含氧酸的酸性和氧化性;p 还原性和酸性的强弱教学难点含氧卤酸的结构和化学性质教学重点教学课时:2教学目标卤素的含氧化物化学与环境工程系 第十四章 卤素45均为强氧化剂，不稳定，有还原剂时容易反应而爆炸。Cl2O ClO2 Cl2O7HClO的酸酐HClO4的酸酐卤素的含氧化物5-2 卤素的氧化物 FOF2 O2F2ClCl2O ClO2 Cl2O7Cl2O+H2OHClOCl2O7+H2O
35、HClO4重要的是OF2和Cl2O化学与环境工程系 第十四章 卤素46OF2 2F2+2NaOH2NaF+OF2+H2O 二氟化氧OF2是一种无色气体，有毒，由F2和2%NaOH溶液作用制得：由于OF2中氧为+2价，因此它的氧化性远强于氧气的氧化性。原来曾用作火箭的燃料，后来被取代。OF2的分子空间结构的分子空间结构为为V形，请你分析其形，请你分析其电子构型！电子构型！OFF中心原子氧采用sp3不等性杂化，除形成两个键外，还有两对孤电子对。化学与环境工程系 第十四章 卤素47它是形分子结构，含有奇数电子，具有顺磁性，奇电子分子具有很高的化学活性。在碱中反应生成氯酸盐和亚氯酸盐。现代研究发现：氯
36、气作为消毒剂容易产生强烈致癌物质CHCl3。而ClO2具有极强杀菌作用，几分钟甚至几秒钟可杀死水中绝大多数细菌，不致癌、致畸。同时它还可用作漂白剂、防腐剂、保鲜处理剂、废水净化剂等。2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2OClOOsp3杂化 ClO2 它是一种黄色气体，易爆炸，氧化能力是氯气的2.63倍，可看成是氯酸和亚氯酸的混合酸酐。ClO2+H2OHClO3+HClO22NaClO3+SO2+H2SO42NaHSO4+2ClO2制备 结构 化学与环境工程系 第十四章 卤素48除IO65-碘原子是sp3d2杂化外，其他卤氧离子均是spsp3 3杂化杂化，即分子的电子层结构为四面体四
37、面体。sp3 杂化ClO-ClO2-ClO3-ClO4-6-3 卤素的含氧酸及其盐次卤酸及其盐亚卤酸及其盐卤酸及其盐高卤酸及其盐请同学们自己判断各离子的价电子空间构型。化学与环境工程系 第十四章 卤素49卤素含氧酸及其盐 氯、溴和碘均应有四种类型的含氧酸：HXO、HXO2、HXO3、HXO4，它们的结构见下图： 卤素原子和氧原子之间除有sp3杂化轨道参与成键外（实际上由卤素原子单独提供电子），还有氧原子中充满电子的2p轨道与卤素原子空的d轨道间所成的d-p配位键。氟原子没有可用的d轨道因此不能形成d-p 键。难点 化学与环境工程系 第十四章 卤素50随中心原子氧化数增大;同一含氧酸及其盐, 热
38、稳定性变差,氧化性增大。含氧化合物的氧化性氧化能力减弱热稳定性增强HClO HClO2 HClO3 HClO4弱酸 中强酸 强酸 最强酸KClO KClO2 KClO3 KClO4 稳定性增强、氧化能力减弱稳定性变稳定性变化规律化规律氧化能力 得到电子的能力化学与环境工程系 第十四章 卤素51含氧酸的氧化还原性如：氧化能力为HClOHClO2 HClO3 HClO4如：氧化能力大小为H4SiO4H3PO4H2SO4H5IO6HClO4 IOHOHHOHOHOOH5IO6的结构化学与环境工程系 第十四章 卤素58高碘酸能定量地氧化Mn2+为MnO4-: 2Mn2+5H5IO62MnO4-+5IO
39、3-+11H+ +7H2O浓高氯酸溶液是强氧化剂，但稀高氯酸及其盐溶液氧化性极弱，配位性很差，固体高卤酸盐是强氧化剂，受热分解放出氧气，如KClO4=KCl+2O2 化学与环境工程系 第十四章 卤素59HClO HClO2 HClO3 HClO4弱酸 中强酸 强酸 最强酸KClO KClO2 KClO3 KClO4 稳定性增强、氧化能力减弱含氧化合物的酸性比较如下:次卤酸盐的稳定性: ClO-BrO-IO-比较酸性强弱:H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4酸性如酸性如何变化何变化？稳定性变稳定性变化规律化规律比较酸性强弱:H4SiO4 H3PO4 H2SO4 BrO BrO- -
40、IO IO- -化学与环境工程系 第十四章 卤素61亚卤酸其盐亚卤酸其盐 ClO2-的制备： 2ClO2+2OH-ClO2-+ClO3-+H2O 亚卤酸是一元弱酸，酸性比次卤酸强，同样很不稳定，容易发生歧化反应，它的盐相对较稳定些。比较重要的亚卤酸盐是亚氯酸盐。纯的亚氯酸盐可由下列反应制备： Na2O2+2ClO22NaClO2+O2固体亚氯酸盐是强氧化剂，加热或敲击可引起爆炸分解： 3NaClO2 = 2NaClO3+NaCl 化学与环境工程系 第十四章 卤素62本章小结本章小结1.卤素是最活泼的非金属元素,单质和含氧化合物的主要性质是氧化性主要性质是氧化性。氧化性：F2Cl2Br2I2 H
41、ClO HClO2 HClO3 HClO4BrO3-ClO3-IO3-HBrO4H5IO6HClO4化学与环境工程系 第十四章 卤素63以氯的含氧酸和含氧酸盐为代表，将这些规律总结在下表：以氯的含氧酸和含氧酸盐为代表，将这些规律总结在下表：氯的含氧酸和他们的钠盐的性质变化规律氯的含氧酸和他们的钠盐的性质变化规律氧化态氧化态酸酸热稳定性热稳定性和酸强度和酸强度氧化性氧化性盐盐热稳热稳定性定性氧化性和阴氧化性和阴离子碱强度离子碱强度+1HOCl NaClO +3HOCl2 NaClO2 +5HOCl3 NaClO3 +7HOCl4 NaClO4 热稳定性增强热稳定性增强氧化性增强氧化性增强增增 大
42、大增增 大大增增 大大增增 大大化学与环境工程系 第十四章 卤素64 HF的沸点反常高,稀氢氟酸为弱酸,氟的含氧酸盐均为离子化合物,溶解度较大,但CaF2 MgF2的溶解度小;氟没有含氧酸盐;氟的电子亲合势、F2离解能都反常小等.氟是一种强氧化剂。3.3.氟及其氢化物的一些性质表现较为特殊。氟及其氢化物的一些性质表现较为特殊。4.4.工业上制备氟和氯是用电解法工业上制备氟和氯是用电解法, ,海水是制备氯海水是制备氯和溴的主要原料。和溴的主要原料。KHF2 F2 NaCl Cl2 海水 Br2 智利硝石， 海藻 I2化学与环境工程系 第十四章 卤素65含氧酸的氧化还原性如： 氧化能力大小为H4S
43、iO4H3PO4H2SO4HClO2 HClO3 HClO4作业：5，6，7, 9，19化学与环境工程系 第十四章 卤素66教学总结1.本节重点讲授卤素含氧酸的氧化还原性和酸性,难度大,特别是氧化性强弱的判断难把握,讲授时先引导学生分析含氧酸的分子结构和成键特征后,再让学生来分析就显得水到渠成; 2.课堂上提问要注意技巧,特别是要有意识地帮助部分后进学生,设计好问题,分层次推进,同时适当表扬学生,鼓励学生主动答题,活跃课堂气氛,提高学生积极性.3.教学效果的好坏与课件的制作有重要关系,要注意科学性和艺术性,作到图文并茂,层次分明,内容丰富,设计合理,使学生在享受过程.学习知识;4.教学过程重点难点和重点可用红色字体或特别标记标出, 能使学生学习更有的放矢;5.可要求学生自己讲解较简单的内容,或自己制作小课件,丰富课堂教学内容.