二期课改 高一化学教科书上的实验现象小结(加鸡毛)
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第二章 元素化学第一节 卤 素一、卤素单质 1。 制法:实验室中卤素单质一般可用氧化剂[MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KC1O3、Ca(C1O)2]氧化氢卤酸的方法制取。例如: 2KMnO4+16HC1 ====2KC1+2 MnC12+5C12↑+8H2O制取氟只能采用电解法。例如: 2KHF2(熔融)电解 2KF +H2↑+F2↑ 2。 性质:卤素是典型的非金属元素族。游离态的卤素非金属活泼性显著,是常见的氧化剂,它们与多种金属直接化合成氢卤酸盐,也与不少非金属反应得到非金属卤化物。下面以卤素与水、碱的反应为例,来进一步认识卤素的性质。(1)与水反应:一般卤素与水发生歧化反应,水既不是氧化剂,也不是还原剂,X2+H2¬O== HX + HXO;而氟与水反应,水是还原剂, 2F2 + 2H2O == 4HF + O2。(2)与碱溶液反应:常温下C12、Br2、Br2和氢氧化钠溶液反应生成卤化物、次卤酸盐、卤酸盐。C12 + 2OH— == C1—+C1O— +H2O;Br2 + 2OH— == Br—+BrO— + H2O或3Br2 + 6OH— == 5Br—+BrO3—+3H2O 3I2 + 6OH— == 5I—+IO3—+3H2O(IO—常温下不稳定,歧化为I—、IO3—)加热条件下,C12和浓氢氧化钠溶液反应则生成卤化物、卤酸盐。3C12 + 6OH— = 5C1—+C1O3— +3H2O。 但氟气通过稀的氢氧化钠溶液(2%水溶液)生成氟化钠,同时放出一种无色气体OF2气体(还有可能生成O3)。 2F2 + 2OH—== 2F—+OF2 ↑+ H2O对于氟的特殊性还应注意下列几方面:(1)氟能氧化稀有气体;(2)绝大多数的金属加热后能在氟气中燃烧,生成价态的氟化物;(3)氟能氧化高能燃料:2F2+N2H4 = N2 + 4HF;(4)氟是人体形成强壮的骨骼和预防龋齿所必需的微量元素;(5)CaF2、MgF2难溶于水;(6)氟能使硫氧化为+6价,其它卤素均不能将硫氧化为+6价。二、卤化氢 1.制法:实验室里卤化氢可由卤化物与高沸点(H2SO4,H3PO4)反应制取。 CaF2+H2SO4(浓)==CaSO4+2HF↑ NaC1+H2SO4(浓) ===NaHSO4+HC1↑但HBr和HI不能用浓H2SO4制取, 因为浓H2SO4会氧化它们,得不到纯的HBr和HI。 2HBr+H2SO4(浓)==SO2↑+2H2O+Br2 8HI+H2SO4(浓)==H2S↑+4H2O+4I2如用非氧化性的H3PO4代替H2SO4,则可制得HBr和HI。 NaX+H3PO4==NaH2PO4+HX↑HBr和HI也可用磷和Br2或I2反应生成PBr3或PI3, 后者遇水立即水解成亚磷酸(H3PO3)和HBr或HI。2P+3X2+6H2O==2H3PO3+6HX【讨论】根据下图实验,填空和回答问题: (1)烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是 。装置(Ⅱ)的烧杯中冷水所起的作用是, ,装置(Ill)的烧杯中液体的作用是 。 (2)进行此实验时,烧瓶内的橡皮塞最好用铝箔包住,用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠,这是因为 。(3)装置(Ill)的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸,试简述其原因。 【分析】通过装置图设问,考查考生识日的观察能力,通过简答考查考生的表达能力。具体考查内容有实验原理(即实验所依据的化学反应),实验装置所起的作用和原理,实验中应注意的细节等。 (1)由题图可见,烧瓶中反应物有固体NaBr、MnO2和浓H2SO4,加热时NaBr和浓H2SO4反应生成HBr,HBr又会与 MnO2反应生成 Br2;又因为是加热反应,所以Br2成为蒸气逸出,装置(Ⅱ)的烧杯中冷水应起冷凝Br2蒸气的作用。由于反应中同时有HB生成,所以(Ill)中烧杯内的液体作用是吸收逸出的HBr蒸气。 (2)因Br2蒸气和演化氢气体都可以跟橡胶制品起加成反应,使橡皮变脆变质,因此在该装置中对橡皮塞和橡皮管要采取一定的保护措施。 (3)装置(Ill)与课本中制取氯化氢的装置相同,考生应比较熟悉。本题是一道综合实验题。实验所依据的化学反应虽然在课本中并未见过,但是考生可以根据其熟悉的氯化钠固体和浓硫酸反应制氯化氢、浓盐酸和MnO2反应制氯气两个反应联想。推理,进行知识迁移、重组而得出答案。题目考核的内容涉及面广,既有实验原理、装置的作用和原理,还要注意实验的细节和考虑到反应产物Br2和 HB会与装置中的橡皮塞、橡胶管发生加成反应等,题目的思考容量较大,有一定的难度。本题难度为0.49,区分度为0.525。 [答案](1)2NaBr+3H2SO4+MnO2 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2↑ 或2NaBr+2H2SO4+MnO2 Na2SO4+MnSO4+2H2O+Br2↑若分步写:2NaBr+H2SO4(浓) NaHSO4+HBr↑(或2NaBr+H2SO4(浓) Na2SO4+HBr↑) 4HBr+MnO2 MnBr2+2H2O+Br2↑也可冷凝吸收未冷凝的气体(2)溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡皮管(3)当气体被吸收时,液体上升到漏斗中。由于漏斗的容积较大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的液体又流回烧杯内,从而防止了倒吸。 2.性质:卤化氢都是具有刺激性臭味的无色气体。它们的性质随原子序数增加呈现规律性的变化(见图2—1, 其中HF因生成氢键,使得熔沸点比HC1的高)。•稳定性←———————————————— HF HC1 HBr HI ————————————————→•酸 性 •还原性 •沸 点图2—1 卤化氢的性质变化变律卤化氢的水溶液称氢卤酸,除氢氟酸是弱酸外,其它皆为强酸。但是氢卤酸却表现出一些独特的性质,例如它可与SiO2反应:SiO2+4HF== SiF4↑+ 2H2O(氢氟酸能腐蚀玻璃,其它氢卤酸不能)。[例2—1] 同温同压下取三份等体积的无色气体A,于25℃、80℃、90℃测得其摩尔质量分别为58。0,20。6,20。0 g/mol。再与25℃、80℃、90℃下各取1dm3(气压相同)上述无色气体分别溶于10 dm3水中,形成的溶液均显酸性。(1)无色气体为(2)各温度下摩尔质量不同的原因可能是(3)若三份溶液的体积相同,其物质的量浓度的比值是多少?[例2-3]贮存的HI溶液,和空气中氧气作用出现黄色,可在加入一些Cu或通入少量H2S后,过滤又得无色溶液,前者生成白色CuI沉淀,后者形成单质硫。(1)经Cu或H2S处理所得无色HI溶液比原HI溶液(未经O2氧化和未用Cu或H2S 处理的)浓度大、小或不变,简述理由。(设溶液的体积保持不变)(2)又知Cu2+能氧化I—为I2 。写出Cu2+和I—反应的离子方程式?(3)H2S和I—(两者的物质的量浓度相近)中的还原性更强的是什么微粒?(4)Cu2+和H2S相遇时,会有硫生成吗?主要原因是什么?[解析](1)从题给信息看出,HI溶液在空气中发生反应:4H+ + 4I—+O2 = 2H2O + I2,由于有碘产生使溶液呈黄色。若在其中加入Cu,发生反应Cu+I2=2CuI↓使溶液变澄清,但HI浓度变小;若在其中通入少量H2S,发生反应H2S + I2 =2H+ + 2I—+S↓使溶液变澄清,但HI浓度保持不变。(2)由反应事实Cu+I2=2CuI↓可推出反应2Cu2+ + 4 I—= 2CuI↓+I2;(3)从反应H2S + I2 =2H+ + 2I—+S↓推知H2S的还原性比I—更强;(4)Cu2+和H2S相遇时,由于CuS的溶解度很小,两者发生复分解反应生成CuS沉淀的速率远大于两者发生氧化还原反应会有硫生成的速率,随着反应Cu2+ +H2S = CuS↓+2H+的进行,溶液中Cu2+和H2S的浓度不断降低,故不会有硫生成。三、卤素氧化物和含氧酸及其盐 卤素含氧酸中以氯的含氧酸最重要。氯的含氧酸性质变化有如下规律 •氧化性←———————————————— HC1O HC1O2 HC1O3 HC1O4 ————————————————→•酸 性 •稳定性 (1)次氯酸及其盐 HC1O是很弱的酸(Kaθ=2。95×10—8)。它很不稳定,只能存在稀溶液中,且会慢慢自行分解。 2 HC1O == 2HC1+O2↑HC1O是强的氧化剂和漂白剂。漂白粉是C12与Ca(OH)2反应所得的混合物,其漂白作用就是基于C1O—的氧化性。(2)氯酸及其盐 HC1O3 是强酸,也是强氧化剂。它能把I2氧化成HIO3,而本身的还原产物决定于其用量。2HC1O3(过量)+I2 = 2HIO3+C12 或 5HC1O3+3I2(过量)+3H2O = 6HIO3+5HC1KC1O3是重要的氯酸盐。在有催化剂存在时,它受热分解为KC1和O2;若无催化剂,则发生歧化反应。 4KC1O3===3KC1O4+KC1固体KC1O3是强氧化剂。它与易燃物质,如碳、硫、磷或有机物质混合后,一受撞击即引起爆炸着火,因此KC1O3常用来制造炸药、火柴和焰火等。KC1O3的中性溶液不显氧化性,不能氧化KI,但酸化后,即可将I—氧化。(3)高氯酸及其盐 HC1O4是最强的含氧酸。其稀溶液比较稳定,氧化能力不及HC1O3,但浓HC1O4溶液是强的氧化剂,与有机物质接触会发生爆炸,使用时必须十分小心。 (4)卤素含氧酸盐与卤离子的反应:除氟外,卤素含氧酸盐与卤离子在酸性条件下发生“反歧化”反应。如: C1O—+C1—+2 H+ = C12 ↑+H2O C1O3—+ 5C1—+6 H+ = 3C12 ↑+3H2O IO3—+ 5I—+6 H+ = 3I2 + 3H2O [例2—2] 氯、溴、碘同属于元素周期表中Ⅶ族。在上个世纪,人们很早就得到了高氯酸和高碘酸及其盐。但无论用什么方法都得不到+7价溴的化合物。因此,在很长的一个历史时期,人们认为溴不会表现+7价。1968年,有个名叫Appclman的化学家用发现不久的XeF2 和HBrO3的反应, 首次检验出BrO4—离子。随后在1971年用XeF2和含KOH、KBrO3的水溶液反应,得到很纯的KBrO4晶体。(1)已知XeF2跟水反应放出氧气和氙气,氟则以化合态在水溶液里。试写出配平的化学方程式。(2)写出XeF2和含KOH、KBrO3的水溶液反应得到KBrO4晶体的化学方程式。(3)试根据上面的信息指出高溴酸根的稳定性与pH值的关系。[解析] 由(1)的题给信息可见XeF2与水反应后留在溶液中的氟呈化合态。由反应物中各元素观察, 氟在溶液中应以HF的形式存在。由(2)分析,结合(1)中XeF2与水放O2和Xe,但这时由KBrO3生成KBrO4,所以不会放氧。XeF2与水有HF生成,但在KOH中生成的是KF。 (3)1968年用XeF2和HBrO3的反应得到BrO4—但量少且不稳定,此时溶液是酸性的。1971年在碱性溶液中才制出KBrO4晶体,可知BrO4—的稳定性与溶液的酸碱性关系密切。 答案:(1)2XeF2+2H2O=2Xe+O2+4HF ;(2)XeF2+KBrO3+2KOH=KBrO4+Xe+2KF+H2O(3)BrO4—的稳定性随溶液pH增大而提高。四、卤素互化物和拟卤素1.卤素互化物由两种卤素组成的化合物叫做卤素互化物。它们的分子由一个较重的卤原子和奇数个较轻的卤原子所构成。如IF7、BrC15、C1F3(C1F5)等。(1)卤素互化物绝大多数是不稳定的,具有较强的化学活性。(2)卤素互化物与大多数金属和非金属作用生成相应的卤化物。(3)卤素互化物都易发生水解。XX`+H2O—IF3+H2O—(4)卤素互化物一般可由卤素单质直接化合制得。例 取2。5克KClO3粉末置于冰水冷却的锥形瓶中,加入5。0克研细的I2,再注入3cm3水,在45分钟内不断振荡,分批加入9~10cm3浓HCl,直到I2完全消失为止(整个反应过程保持在40℃以下)。将锥形瓶置于冰水中冷却,得到橙黄色的晶体A。将少量A置于室温下的干燥的试管中,发现A有升华现象,用湿润的KI-淀粉试纸在管口检测,试纸变蓝.接着把试管置于热水浴中,有黄绿色的气体生成,管内的固体逐渐变成红棕色液体。将少量A分别和KI,Na2S2O3,H2S等溶液反应,均首先生成I2。酸性的KMnO4可将A氧化,得到的反应产物是无色的溶液。(1)写出A的化学式;写出上述制备A的配平的化学方程式。(2)写出A受热分解的化学方程式。(3)写出A和KI反应的化学方程式。附:原子量 K 39。10;Cl 35。45;I 126。9;O 16。00 2.某些负一价的阴离子在形成离子化合物和共价化合物时,表现出与卤离子相似的性质。在自由状态时,其性质与卤素单质很相似,通常称为拟卤素。拟卤素主要包括氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2,它们的阴离子有氰离子CN—、硫氰酸SCN—、氰酸根离子CNO—。 1.和卤素的单质相似,在水中也有水解作用。 如:(SCN)2+H2O HSCN+HSCNO (CN)2+ 2OH— == CN— + CNO— + H2O 2.和卤素离子相似,阴离子具有还原性,其强弱顺序为:F— 书上看吧 你现在让我给你总结我认为太浪费力气了,要打那么多字,但是我可以给你个很好的意见,你可以去买一本《龙门》阿,记住,是化学实验专题哦!那本书挺不错的,很详细,也有一定的水准。 高锰酸钾受热分解,变白,生成氧气.钠放在水里,变小球,熔化,出声,生成氢气.白糖放在浓硫酸中变黑.焰色反应:钠(黄)`钾(紫.钴玻璃)`铜(绿)铜在氯气中燃烧冒烟 同上要求 人家说的对呀,分也太少了,多给点!!!!!!!!! 你才悬赏5分……这怎么总结呀……热心网友
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