知识点 8——氯、 溴、 碘单质活泼性比较 一、 知识疏理 1、 卤素单质在物理性质上的主要差异和递变规律 F2 Cl2 Br2 I2 颜 色: 淡黄绿色 黄绿色 深棕红色 紫黑色 (颜色逐渐加深) 水中溶解性: 反应 溶解(少量反应) 微溶 难溶 (溶解度减小) 熔 沸 点: (气态) (气态) (液态) (固态) (由低到高) 2、 卤素化学性质的相似性和递变性 (1) 相似性 ① 卤素单质与氯气相似, 都能跟金属、 非金属(如P、 H2等) 、 水、 碱等物质反应: Zn+I2ZnI2(水作催化剂) (特殊反应, 反应过程中能看到紫色蒸气, 这说明了什么问题? ) Fe+I2 → FeI2(不能生成FeI3) (表明I2的活泼性比Cl2、 Br2、 F2弱) (所以, 盛碘的试剂瓶不能用铁盖。 ) Br2+2NaOH→NaBr+NaBrO+H2O ② 化合价相似: 均有-1 价, 除氟外, 均有+1、 +3、 +5、 +7 价。 如: HF、 HBrO(次溴酸) 、 NaIO3(碘酸钠) 、 HClO4(高氯酸) 。 (就知道各种价态, 会写不同价态的物质的化学式。 ) ③ 形成气态氢化物的化学式相似, 可表示为 HX。 HX 均易溶于水, 形成氢卤酸, HX 在空气中均形成白雾。 (2) 递变性 按氟、 氯、 溴、 碘顺序 单质氧化性: 逐渐减弱。 (除氟外, 其它的卤素单质也有弱还原性) 卤离子(X-) 还原性: 逐渐增强。 (F-不能被常见的氧化剂氧化。 ) 气态氢化物(HX) 稳定性: 逐渐减弱。 (会从键长解释吗? ) 气态氢化物(HX) 还原性: 逐渐增强。 (HBr、 HI 能被常见的氧化剂氧化) 氢卤酸酸性: 增强。 (只有氢氟酸是弱酸) 最高价氧化物水化物(HXO4) 酸性: 减弱。 (氟没有含氧酸, 高氯酸为无机酸中酸性最强的酸) (3) 卤素间的置换反应 (略) 注意: F2能从熔融状态下的卤化物中置换出其他卤素, 而在水溶液中F2更易与水发生反应。 3、 氟的特殊性 ① F原子半径小, 获得电子能力强, 无正价, 无含氧酸。 F2是氧化性最强的非金属单质。 ② F2与H2反应剧烈, 低温、 黑暗处妈会发生爆炸。 ③ F2 可以与稀有气体中的 Xe、 Kr 等作用, 生成相应的氟化物, 这些氟化物常温下都是白色固体。 ④ HX 大多数是强酸, 只有氢氟酸是弱酸。 ⑤ 氢氟酸会与玻璃反应而腐蚀玻璃, 所以不能用玻璃容器盛放, 应保存在塑料瓶或铅制的容器中: SiO2+4HF→SiF4↑ +2H2O。 ⑥ F2能与水反应放出O2, 故F2不能从其他卤素化合物的水溶液中将其卤素单质置换出来。 ⑦ 大多数 AgX 难溶于水, 但 AgF 易溶于水。 ⑧ 大多数CaX2易溶于水, 但CaF2难溶于水(俗名萤石) 。 二、 看看以前是怎么考的? 1、 (2004· 上海· 6) 下列物质中不会因见光而分解的是 A NaHCO3 B HNO3 C AgI D HClO 2、 (1996· 上海· 4) 随着卤素原子半径的增大, 下列递变规律正确的是( ) . (A) 单质的熔沸点逐渐降低 (B) 卤素离子的还原性逐渐增强 (C) 气态氢化物稳定性逐渐增强 (D) 单质氧化性逐渐增强 3、 (1999· 上海· 9) 在相同条件下, 下列物质分别与H2反应, 当消耗等物质的量的氢气时放出热量最多的是 A Cl2 B Br2 C I2 D S 4、 (1996· 上海· 28) (1) 1986 年, 化学上第一次用非电解法制得氟气, 试配平该反应的化学方程式: K2MnF6+ SbF5—— KSbF6+ MnF3+ F2 反应中 元素被还原。 (2) 氰(CN)2、 硫氰(SCN) 2的化学性质和卤素(X2) 很相似, 化学上称为拟卤素, 如: (SCN)Cl2+H2O-<CNHSCN+HSCNO。 它们阴离子的还原性强弱为:-。 试写出: -<Br-<SCN-<I①(CN) 2与KOH溶液反应的化学方程式 ②NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN) 2, 反应的离子方程式。 答案: 1A 2A 3A 4 (1) 2 4 4 2 1 (说明: 错一个即不给分) Mn(或锰) (2) (CN) 2+2KON→KCN+KCNO+H2O 2SCN-+(CN) 2→2CN-+(SCN)2 三、 化学小知识 为什么牙膏中的氟化物能防龋洞? 牙齿噬斑分泌出来的酸性物质不断消耗牙齿中的矿物质, 这个过程被称为脱矿物质过程, 从而造成龋齿。 但是, 向受到损害的牙齿部位补充矿物质, 就可以修复这些龋洞。 经常局部地施用低浓度的氟化物, 既可加快珐琅质晶体的生长速度, 又可增大它的体积, 从而把牙齿从脱矿物质的苦难中拯救出来, 走上补充矿物质的健康之路。 此外, 新生的珐琅质晶体不大容易遭到酸性物质的攻击。 体内氟化物, 主要通过肠胃系统进入血液循环的氟化物, 有助于促进牙齿的发育过程。 氟化物进入牙胚以后, 就与正处于发育阶段的珐琅质晶体发生反应,开始用氟磷灰石取代羟基磷灰石。 氟磷灰石是一种含有氟化物的晶体, 它比牙齿珐琅质中的普通晶体成分羟基磷灰石具有更强的抗腐蚀能力。 氟化物防止龋洞的方式有好几种: 把羟基磷灰石转换成难以溶解的氟磷灰石, 降低珐琅质在酸类中的可溶性; 对牙齿噬斑直接产生影响, 降低噬斑生物体分泌酸性物质的能力; 加快那些因为受酸性物质侵蚀而脱钙的牙齿珐琅质部位的矿物质补充速度。 氟化物的上述作用很可能是同步进行的, 但补充矿物质是关键, 因为这既可以阻止龋齿变本加厉, 又可以增加抗腐珐琅质的表面积。 最后, 讲个故事: 三个男人提着行李气喘嘘嘘地赶到火车站, 火车正鸣着长笛向外缓缓驶出,于是三个人急忙沿着站台追赶火车。 其中两个身强力壮, 终于在千钧一发之际,跳上了最后一节车厢, 最后一个人只好无奈地看着火车远去。 突然之间, 没赶上火车的男人在站台上忍不住大笑起来。 检票员不解地问: “你怎么啦, 没赶上火车, 还哈哈大笑? ” 那人上气不接下气地答道: “他们, 他们是来送我的。 ” 这个故事告诉我们: 什么时候都不要忘记自己是干什么的。 知识点 9、 11——离子、 离子键、 离子晶体 一、 知识疏理 1、 离子: (1) 带电的原子或原子团。 带正电的离子叫阳离子, 如Na子叫阴离子, 如F+、 NH4+; 带负电的离-、 CO32-。 (2) 离子半径比较: 阳离子半径<对应的原子半径 阴离子半径>对应的原子半径 对于电子层结构相同的离子, 原子序数越大, 离子半径越小。 2、 离子键: (1) 概念: 阴、 阳离子结合成化合物的静电作用, 叫离子键。 阴、 阳离子带电荷数越多, 离子半径越小, 离子键就越强。 (2) 成键的粒子: 阴、 阳离子。 (3) 成键的性质: 静电作用。 (4) 形成离子键的条件: 活泼金属与活泼的非金属化合时易形成离子化合物,离子化合物含有离子键(但BeCl2、 AlCl3是共价化合物) (5) 代表物: 强碱、 大多数盐、 活泼金属元素氧化物, 等。 3、 离子晶体 (1) 概念: 含有离子键的晶体, 属于离子晶体。 (2) 性质: 熔沸点较高, 熔化或水溶液中能导电, 大多数易溶于水。 (3) 说明: 离子晶体的构成微粒是阴、 阳离子, 粒子间的作用力是离子键。 只有在气态时, 才存在单个分子, 而固态、 液态中则无分子, 是以离子形式存在的。在熔化时, 只断开离子键。 二、 练习: 1、 下列性质中, 可以证明某化合物内一定存在离子键的是: A 可溶于水 B 具有较高的熔点 C 水溶液能导电 D 熔融态能导电 2、 下列各乡 各组是有关元素的核电荷数, 其中能以离子键相互结合成稳定化合物的是: A 10 与 19 B 6 与 16 C 11 与 17 D 14 与 8 3、 M 元素的 1 个原子失去 2 个电子, 该 2 个电子转移到 Y 元素的 2 个原子中去,形成离子化合物 Z。 下列说法中, 正确的是: A Z的熔点较低 B Z可以表示为M2Y C Z 一定溶于水 D M 形成+2 价阳离子 4、 已知氢化锂(LiH) 属于离子化合物, LiH 跟水反应可以放出氢气。 下列叙述中正确的是: A LiH 跟水反应时的水溶液显中性 B LiH 中氢离子可以被还原成氢气 C LiH 在化学反应中是一种强氧化剂 D LiH 中氢离子半径比锂离子半径大 5、 A、 B、 C、 D、 E 是中学化学常见的分子或离子, 它们具有相同的电子数, 且 A是由 5 个原子核组成的粒子。 它们之间可发生如下变化: A+B→C+D, B+E→2D,且 D 与大多数酸性氧化物及碱性氧化物均能反应。 (1) A的电子式为 ; E的电子式为 。 (2) B、 C、 D、 E的化学式分别为 、 、 、 。 (3) 用电子式表示D的形成过程: 。 6、 氮化钠(Na3N) 是科学家制备的一种重要的化合物, 它与水作用可产生NH3。请回答下列问题: (1) Na3N的电子式是 , 该化合物是由 键形成的。 (2) Na3N与盐酸反应生成 种盐, 其电子式为 。 (3) Na3N与水的反应属于 反应。 (4) 比较Na3N中两种粒子的半径: r(Na+) r(N3-) 。 7、 有 X、 Y、 Z 三种元素, 其中: X 的负价阴离子的原子核外电子排布和氙的原子核外电子排布相同; Y 有两种氧化物, 其水溶液都呈碱性。 在 Y 的两种氧化物中, Y 的质量分数分别为 74. 19%和 58. 97%, 这两种氧化物的摩尔质量分别是62g/mol 和 78g/mol。 在 X 和 Y 化合生成物的水溶液中滴入 Z 单质的水溶液, 溶液由无色变为深黄色。 Z 和 X 的最外层电子数相同, 且电子层相差两层。 (1) 写出三种元素的名称: X 、 Y 、 Z 。 (2) 两种氧化物分别是 和 。 (3) Z 的单质溶于水, 滴加到 X 和 Y 形成的化合物的水溶液中, 其离子方程式为: (4)X与Y形成的化合物熔点比Z与Y形成的化合物熔点 (填 “高”或 “低”),其原因是 (5) 用电子式表示 Y 的质量分数为 74. 19%的氧化物的形成过程: 参考答案: 1D 2C 3D 4D 5(1) 略 (2) OH-、 NH3、 H2O、 H3O+ (3) 略 6(1) 略 离子 (2) 略 (3) 复分解 (4) < 7(1) 碘、 钠、 氯 (2) Na2O; Na2O2 (3) 略 (4) 低; INaI离子键比NaCl弱, 故NaI的熔点比NaCl低。 -半径大于Cl-半径, 科技阅读——原子分子操纵 我们知道, 物质是由原子分子组成的。 如果能够捕捉到这些原子分子并能让它们重新排列, 及重新组合, 那么, 就可以设计制造出具有全新结构的新物质,甚至是新的生命。 例如, 把组成水的氢和氧分开, 然后再由两个氢原子组合成氢分子, 那么它就是可以燃烧的新能源。 小的原子, 只有足球体积的几亿分之一, 未来, 科学家可以在较大范围内成熟的应用扫描探针显微技术, 操纵单个原子和单个分子, 然后再按科学的方式把它们重新组合。 这种手段应用于材料加工, 会出现什么样的结果呢? 一个机器人, 应用了多种材料, 有金属的、 非金属的、 有机的、 无机的。 不管它们是什么材料, 当分子及原子结构发生理想变化, 或者是说按科学方式重新组成, 那么, 它发挥同样的作用, 而体积会大大减少。 随着原子尺度加工技术不断完善和提高, 会出现多种分子器件和新型功能材料, 未来把它们用来制造机器人, 其中最小型的, 机器人就可以爬进人的血管, 进行各种各样的手术。 人的心脏某一区域, 出现了问题, 小小的机器人, 到这里进行观察, 或者按医务人员的指令, 去修复它。 同样改变了原子、 分子组合结构的材料, 用来制造卫星, 完成同样的任务,卫星的体积会小很多, 假如需要, 将来人类可以一次发射成千上万颗用于各方面的卫星。 而到目前为止, 全球在以往的几十年间, 一共才把几千颗卫星送上天。 通过原子分子操纵加工的材料, 不仅体积会减小, 而且具有更高的强度, 更好的耐热和耐高温性能, 在空间领域, 把它们用来做太空船的外壳, 引擎或其它部件, 太空船会变得更轻、 更快、 能够承受更为恶劣的环境, 新的太空船会带着人类走得更远。 改变了原子结构的新型的分子材料, 应用于信息领域, 象一块手表大小的空间, 就等于现代成千上万张光盘的容量, 这样, 一座大型图书馆的全部书籍的文字, 就能容进其中, 你拥有了这样一个记忆体, 就如同拥有了一座图书馆。 在生物领域, 操纵分子原子, 会出现更令人兴奋的结果。 地球上原有的生命体, 包括动物、 植物及微生物, 它们之所以存在形式不同, 是由其内部的分子原子的结构及性质有别所决定的。 无数的水分子再加上一些碳、 氮和别的众多元素, 按科学规范结合在一起,就出现了我们所看到的生命。 如果人类改变生命体内的一些分子原子组合, 甚至设计出新的结构会怎么样? 科学家做出乐观的预测, 认为这样有可能创造出具有生命力的新物质, 或者是说会出现新的生命形式。 当然, 生命科学, 是一个庞大的系统工程, 从原子分子操纵入手进行研究, 只是其中的一方面, 创造生命是十分艰难的, 大自然是经历了亿万年的造化, 人类在二十一世纪, 随着科技手段不断有新的突破, 科学家或许会在这方面有较大的作为。 不过, 以后对生物分子进行捕捉及雕刻加工是较为普遍的, 这样就能够修复人体内某些有缺陷和导致疾病的遗传基因, 从而尽可能的抑制及克服困扰人类的种种顽症。 同样还可以用具有活力的细胞, 代替老化的细胞, 从而延长人的寿命。 21 世纪, 人类进入微观世界, 在原子分子尺度上, 对物质材料及生物体进行研究, 从而改变它们的结构形式, 会对社会及我们的生活, 产生较大影响, 并势必要引起更加广泛的重视。 讲个故事——最优秀的人是你自己 古希腊的大哲学家苏格拉底在临终前有一个不小的遗憾——他多年的得力助手, 居然在半年多的时间里没能给他寻找到一个最优秀的闭门弟子。 事情是这样的: 苏格拉底在风烛残年之际, 知道自己时日不多了, 就想考验和点化一下他的那位平时看来很不错的助手。 他把助手叫到床前说: “我的蜡烛所剩不多了, 得找另一根蜡烛接着点下去, 你明白我的意思吗? ” “明白, ” 那位助手赶快说, “您的思想光辉是得很好地传承下去……” “可是, ” 苏格拉底慢悠悠地说: “我需要一位最优秀的承传者, 他不但要有相当的智慧, 还必须有充分的信心和非凡的勇气……这样的人选直到目前我还未见到, 你帮我寻找和发掘...