化学竞赛无机化学绝密卤素课件市公开课一等奖省赛课微课金奖PPT课件.pptx

第十六章卤素氯Cl主要以氯化钠形式存在于海水、盐湖、盐井中。溴Br主要存在于海水中，盐湖和盐井中也存在少许溴。碘I碘在海水中存在更少，主要被海藻所吸收。碘也存在于一些盐井、盐湖中。南美洲智利硝石含有少许碘酸钠。砹At砹属于放射性元素，不列为本章研究内容。16.1卤素单质F2Cl2Br2I22.颜色浅黄黄绿红棕紫为何Cl2吸收能量高紫光，Br2吸收能量居中蓝绿光，而I2却吸收能量较低黄绿光？卤素单质双原子分子轨道图卤素吸收部分可见光，以满足电子从最高占有轨道*，向最低空轨道*跃迁所需能量。*这个能量差伴随原子序数Z增大而变小。从Cl2到Br2再到I2，△E依次减小，故吸收光波长由短到长。3.卤素单质在水中溶解度Br2在水中溶解度是卤素单质中最大一个，100g水中可溶解3.4g溴。卤素中I2在水中溶解度最小，但在CCl4中溶解度很大。这种分离和提纯方法叫做萃取，其必要条件是两种溶剂不互溶，比如CCl4和水。I2在CS2中溶解度大于在CCl4中，且水与CS2两种溶剂不互溶，所以CS2萃取效率更高。一个溶质在互不相溶两种液相之间分配，在一定温度和压力下达到平衡时，若溶质在两相中相对分子质量相等，则其在两相中浓度比值为一常数。这一常数称为分配系数，用KD表示。I2在水和CS2中即使I2在水中溶解度小，但在KI或其它碘化物溶液中溶解度变大，而且随I－浓度增大而增大。试验室中进行I2性质试验时，经惯用I2KI溶液。F2F2能够和全部金属直接化合，生成高价氟化物。不过F2与Cu，Ni，Mg作用时，因为金属表面生成一薄层致密氟化物保护膜而中止反应。Cl2Cl2可与各种金属作用，有需要加热。但干燥Cl2不与Fe反应。Br2和I2Br2和I2常温下只能与活泼金属作用，与不活泼金属只有在加热条件下反应。2.与H2反应常温下Cl2与H2迟缓反应，但有强光照射时，将发生链反应导致爆炸Cl2+H2——2HCl（2）（2）（2），（3）称为链传递。（2），（3）重复一再进行自由基与自由基相撞，可能使自由基消失Br2，I2与H2反应普通需要加热。但高温下HBr不稳定，易分解，HI更易分解。3.与其它非金属反应加温时能够与Xe反应生成Xe氟化物，如Xe+F2——XeF2Cl2也能与大多数非金属单质直接作用。Cl2过量时，产物为深红色发烟液体二氯化硫Cl2通入磷单质三氯化磷溶液，能够制得三氯化磷将Cl2通入三氯化磷四氯化碳溶液，能够制得五氯化磷。Br2和I2与非金属反应不如F2，Cl2激烈，且不能将非金属氧化到最高氧化数。4.与水反应从热力学角度来看，但从动力学上看，反应速度过慢，所以氯气氧化水反应实际上不能发生。该反应受温度和体系pH影响很大Br2和I2普通歧化成－1氧化态和+5氧化态。IO3¯———IO¯———I2———I¯16.1.3单质制备阴极（铁网）2H++2e=H2电解反应盐水进料盐水进料但离子膜阻止OH－进入阳极区，预防了它与阳极产物Cl2接触。Cl2常温下加压可液化装入钢瓶中，钢瓶表面涂绿色。MnO2+4H++2e=Mn2++2H2OMnO2+4H++2e=Mn2++2H2O所以MnO2与浓盐酸反应可制得Cl2。2KMnO4+16HCl（浓）——2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O元素氟制取前后历时六、七十年，不少化学家为之损坏了健康，甚至献出了生命。他于1886年第一次电解液态HF制得F2。因为HF导电性差，所以电解时要向液态HF中加入强电解质KF，以形成导电性强且熔点较低混合物。阳极（无定形炭）在电解槽中有一隔膜，将阳极生成氟气和阴极生成氢气严格分开，预防两种气体混合而发生爆炸反应。K2PbF6——K2PbF4+F2这种方法所用原料是用单质F2制取，所以这种方法相当于F2重新释放。经过100年努力，1986年化学家克里斯特（Christe）终于成功地用化学法制得单质F2。先制得化合物K2MnF6和SbF5。SbCl5+5HF——SbF5+5HClK2MnF6+2SbF5———2KSbF6+MnF4383K下，将Cl2通入pH=3.5浓缩后海水中，Br－被氧化成单质Br23Br2+3Na2CO3——5NaBr+NaBrO3+3CO2再调pH至酸性，Br－和BrO3－逆歧化反应得到单质Br2溴试验室制备方法，是使用强氧化剂，如二氧化锰、浓硫酸等氧化溴化物2NaBr+3H2SO4（浓）——Br2+2NaHSO4+SO2+2H2O4.I2制备在北美以提取食盐后苦卤为原料制碘。待溶液中碘化物浓度适当初，再次通入氯气，并将氧化得到单质碘滤出。2IO3－+6HSO3－——6SO42－+2I－+6H+将还原后母液，与足量新鲜母液混合，则得到碘单质：一些沿海国家，利用一些富集了碘海草提取碘。试验室制法，与溴试验室制法相同8NaI+9H2SO4（浓