16、卤素及其含氧酸盐卤化氢

卤 素一 、 教 学 目 的 及 要 求1、 掌 握 卤 素 单 质 的 氧 化 性 及 其 递 变 规 律 ;2、 掌 握 卤 化 氢 的 还 原 性 及 其 递 变 规 律 ;3、 掌 握 X - 的 鉴 定 方 法 ;4、 掌 握 卤 素 含 氧 酸 盐 的 性 质 。二 、 实 验 提 要1、 卤 素 单 质 及 离 子 的 氧 化 还 原 性卤 素 :F 、Cl 、Br、 I、 At ; 价 电 子 层 结 构 :ns 2 np 5卤 素 单 质 在 化 学 性 质 上 表 现 为 强 氧 化 性 ,X - 具 有 还 原 性氯 、 溴 、 碘 的 氧 化 性 的 强 弱 顺 序 是 Cl 2 >Br 2 >I 2 , 卤 化 氢 的 还 原 性 的 顺 序 的 是HI>HBr>HCl,HBr 和 HI 能 分 别 将 浓 硫 酸 还 原 为 SO 2 和 H 2 S,Br - 能 被 Cl 2 氧 化 为Br 2 ,Br 2 在 溶 液 中 呈 黄 色 ,I - 能 被 Cl 2 氧 化 为 I 2 ,I 2 在 CCl 4 溶 液 中 呈 紫 色 , 当 Cl 2过 量 时 , 被 氧 化 为 无 色 的 IO 3 - 。2、 卤 素 含 氧 酸 盐 的 性 质次 氯 酸 及 其 盐 具 有 氧 化 性 。 在 酸 性 条 件 下 , 卤 酸 盐 都 具 有 氧 化 性 。 其 强 弱 顺序 是 BrO 3 - >ClO 3 - >IO 3 - 。⑴ 次 氯 酸 盐 的 氧 化 性NaClO + 2HCl( 浓 )=== NaCl + Cl 2 + H 2 ONaClO + 2KI + H 2 SO 4 ===K 2 SO 4 + NaCl + I 2 + H 2 O⑵KClO 3 的 氧 化 性 :KClO 4 在 固 体 时 有 氧 化 性 , 水 溶 液 中 无 氧 化 性 。酸 性 :ClO 3 - + 5I - + 6H + === 3H 2 O + 3I 2中 性 :KClO 3 + KI ≠ 无 现 象2 KClO 3 + 3S === 3SO 2 + 2KCl ( 敲 击 , 有 爆 炸 声 )三 、 实 验 用 品 ( 仪 器 和 药 品 ):仪 器 : 试 管 、 试 管 夹 、 酒 精 灯 、 护 目 镜试 剂 : 碘 水 、NaCl、KBr、KI KClO 3 锌 粉 ( 固 体 ) 溴 水 CCl 4 次 氯 酸钠 氯 水浓 H 2 SO 4 浓 氨 水 浓 HClCl - 、Br - 、I - 试 液6 mol·dm 3 HNO 3 NaOH2 mol·dm 3 H 2 SO 4 HNO 3 NH 3·H 2 O0.5 mol·dm 3 NaCl Na 2 S 2 O 3

陇 南 师 专 生 化 系 · 无 机 化 学 实 验0.1 mol·dm 3 KI KBr FeCl 3 AgNO 3 MnSO 40.05 mol·dm 3 NaHSO 3 KIO 3材 料 :pH 试 纸 、 淀 粉 碘 化 钾 试 纸 、 醋 酸 铅 试 纸 、 火 柴 、 称 量 纸 、 导 管 、 玻璃 棒 、 工 业 酒 精 、 药 匙 。四 、 实 验 内 容 :1、 卤 素 单 质 的 氧 化 性⑴ 氯 水 与 溴 离 子 的 反 应给 试 管 里 加 3 滴 0.1 moldm-3 溴 化 钾 溶 液 ( 无 色 ), 加 1mL 四 氯 化 碳 ( 无色 ), 有 什 么 现 象 发 生 ? 滴 加 氯 水 ( 黄 绿 色 ), 边 加 边 剧 烈 振 荡 试 管 , 观 察 颜 色 的 变化 , 写 出 各 步 反 应 方 程 式 。反 应 式 :2Br - +Cl 2 ===2Cl - +Br⑵ 氯 水 与 碘 离 子 的 反 应往 盛 有 3 滴 0.1 moldm-3 的 碘 化 钾 溶 液 ( 无 色 ) 的 试 管 中 滴 加 氯 水 ( 黄 绿色 ), 边 滴 加 边 振 荡 , 观 察 颜 色 的 变 化 , 再 往 试 管 中 加 入 1mL 四 氯 化 碳 ( 无 色 ),充 分 振 荡 , 观 察 水 层 和 四 氯 化 碳 层 的 颜 色 , 继 续 往 溶 液 中 滴 加 氯 水 , 有 什 么 现 象发 生 ? 为 什 么 ? 写 出 各 步 反 应 方 程 式 。反 应 式 :2I - +Cl 2 ===2Cl - +I 2⑶ 溴 水 与 碘 离 子 的 反 应往 盛 有 3 滴 0.1 mol⋅dm-3 的 碘 化 钾 溶 液 ( 无 色 ) 的 试 管 中 滴 加 溴 水 ( 棕 红 色 ),边 滴 加 边 振 。反 应 式 :Br 2 + 2KI === I 2 + 2KBr ( 湿 润 的 淀 粉 碘 化 钾 试 纸 变 蓝 )2、 卤 化 氢 的 还 原 性 ( 在 通 风 厨 内 进 行 )分 别 向 三 支 盛 有 少 量 ( 绿 豆 大 小 )KCl,KBr,KI 固 体 的 试 管 中 加 入 约 0.5mL浓 硫 酸 。 观 察 现 象 并 选 用 合 适 的 试 纸 或 试 剂 检 验 各 试 管 中 逸 出 的 气 体 产 物 。 提供 选 择 的 试 纸 或 试 剂 分 别 有 : 醋 酸 铅 试 纸 , 碘 化 钾 - 淀 粉 试 纸 ,pH 试 纸 。 该 实验 说 明 了 卤 素 离 子 的 什 么 性 质 ? 写 出 反 应 式 。解 释 :NaCl + H 2 SO 4 ( 浓 )=== NaHSO 4 + HCl(pH 试 纸 显 示 酸 性 区 的 颜 色 )2KBr + 3H 2 SO 4 ( 浓 )=== 2KHSO 4 + SO 2 + Br 2 +2H 2 OBr 2 +2KI=== I 2 + 2KBr ( 湿 润 的 淀 粉 碘 化 钾 试 纸 变 蓝 )8KI + 9 H 2 SO 4 ( 浓 )== 8KHSO 4 + H 2 S+ 4I 2 +4H 2 OH 2 S+ Pb(Ac) 2 ==PbS ↓ + 2HAc总 结 : 还 原 性 I - > Br - >Cl - 。Cl -的 还 原 性 最 弱 , 与 浓 硫 酸 不 发 生 氧 化 还 原 反应 。3、 次 氯 酸 钠 的 氧 化 性2

实 验 项 目 · 卤 素⑴ 取 少 量 NaClO 溶 液 滴 加 0.5cm 3 浓 HCl, 观 察 现 象 , 检 查 气 体 产 物 , 写 出反 应 方 程 式 。反 应 方 程 式 :NaClO + HCl= NaCl + HClOClO - + 2H + + 2I - = I 2 + Cl - + H 2 O( 淀 粉 —KI 试 纸 变 蓝 )放 置 一 段 时 间 后 , 蓝 色 消 失 : I 2 + Cl 2 +6H 2 O == 10HCl + 2HIO 3 ( 无 色 )⑵ 取 少 量 NaClO 溶 液 , 分 别 加 入 MnSO 4 溶 液 , 观 察 现 象 , 写 出 反 应 方 程 式 。反 应 方 程 式 :2Mn 2+ + ClO - + H 2 O == MnO 2 ↓+ 2H + + Cl -⑶ 取 1cm 3 0.1mol·L -1 KI 溶 液 , 逐 滴 滴 加 NaClO 溶 液 , 观 察 现 象 , 写 出 反 应方 程 式 。( 可 加 四 氯 化 碳 )NaClO+2KI + H 2 SO 4 === K 2 SO 4 + NaCl + I 2 + H 2 O ( 有 机 层 紫 红 色 )I 2 + ClO - ( 过 量 )=== IO - 3 + Cl - ( 有 机 层 褪 色 )⑷ 取 1 cm 3 品 红 溶 液 , 逐 滴 滴 加 NaClO 溶 液 , 观 察 现 象 。现 象 :NaClO 溶 液 使 品 红 褪 色根 据 以 上 反 应 和 电 极 电 势 说 明 次 氯 酸 盐 的 氧 化 性 。2. 氯 酸 钾 的 氧 化 性⑴ 取 少 量 KClO 3 晶 体 , 加 入 少 量 浓 HCl。 选 择 试 纸 检 查 气 体 产 物 , 写 出 反 应方 程 式 。KClO 3 + 6HCl === KCl + 3Cl 2 ↑ + 3H 2 O2I - + Cl 2 === 2Cl - + I 2 ( 淀 粉 —KI 试 纸 变 蓝 )放 置 一 段 时 间 后 , 蓝 色 消 失 : I 2 +Cl 2 +6H 2 O === 10HCl + 2HIO 3 ( 无 色 )⑵ 取 少 量 KClO 3 晶 体 , 滴 加 水 溶 解 后 , 加 少 量 KI 溶 液 和 CCl 4 , 检 查 pH 值 ,观 察 CCl 4 层 有 无 变 化 ; 然 后 酸 化 , 观 察 CCl 4 层 颜 色 变 化 。 根 据 pH 值 近 似 计 算电 极 电 势 , 并 说 明 CCl 4 的 颜 色 为 什 么 不 同 。解 释 :中 性 :KClO 3 + KI ≠ 无 现 象 。KClO 4 在 固 体 时 有 氧 化 性 , 水 溶 液 中 无 氧 化 性 。酸 性 :ClO - 3 + 5I - + 6H + === 3H 2 O + 3I 2此 反 应 要 在 酸 性 条 件 下 , 反 应 速 度 较 慢 ( 可 以 加 热 ), 溶 液 会 有 无 色 - 橙 色- 紫 红 色 - 无 色 的 变 化 。⑶ 取 少 量 KClO 3 晶 体 两 份 , 分 别 加 入 MnSO 4 溶 液 和 品 红 溶 液 并 搅 拌 , 观 察现 象 。反 应 方 程 式 :2Mn 2+ + ClO - + H 2 O == MnO 2 + 2H + + Cl -KClO 3 溶 液 使 品 红 褪 色 。比 较 次 氯 酸 盐 和 氯 酸 盐 氧 化 性 的 强 弱 。3

陇 南 师 专 生 化 系 · 无 机 化 学 实 验五 、 教 学 提 示本 实 验 的 重 点 : 卤 素 单 质 的 氧 化 性 及 其 递 变 规 律 ; 卤 化 氢 的 还 原 性 及 其 递 变规 律 ; 卤 素 含 氧 酸 盐 的 性 质 。本 实 验 的 难 点 : 卤 化 氢 的 还 原 性 。安 全 注 意 事 项⑴ 氯 气 有 毒 和 刺 激 性 , 少 量 吸 入 人 体 会 刺 激 鼻 咽 部 , 引 起 咳 嗽 和 喘 息 。 大量 吸 入 会 导 致 严 重 损 害 , 甚 至 死 亡 。 因 此 , 在 进 行 有 关 氯 气 的 实 验 , 必 须 在 通 风橱 内 进 行 。⑵ 溴 蒸 气 对 气 管 、 肺 部 、 眼 鼻 喉 都 有 强 烈 的 刺 激 作 用 。 进 行 有 关 溴 的 实 验 ,应 该 通 风 橱 内 进 行 , 不 慎 吸 入 溴 蒸 气 时 , 可 吸 入 少 量 氨 气 和 新 鲜 空 气 解 毒 。 液 态溴 具 有 很 强 的 腐 蚀 性 , 能 灼 烧 皮 肤 , 严 重 时 会 使 皮 肤 溃 烂 。 移 取 液 态 溴 时 , 需要 戴 橡 皮 手 套 。 溴 水 的 腐 蚀 性 虽 然 比 液 态 溴 弱 些 , 但 在 使 用 时 , 也 不 允 许 直 接 由瓶 内 倒 出 , 而 应 该 用 滴 管 移 取 , 以 防 溴 水 接 触 皮 肤 。 如 果 不 慎 把 溴 水 溅 在 手 上 ,应 及 时 用 水 冲 洗 , 再 用 以 稀 硫 代 硫 酸 钠 溶 液 充 分 浸 透 的 绷 带 包 扎 处 理 。⑶ 氟 化 氢 气 体 有 剧 毒 和 强 腐 蚀 性 。 主 要 对 骨 骼 、 造 血 系 统 、 神 经 系 统 、 牙 齿及 皮 肤 粘 膜 造 成 伤 害 。 吸 入 人 体 会 使 人 中 毒 , 氢 氟 酸 能 灼 伤 皮 肤 。 因 此 , 再 使 用氢 氟 酸 和 进 行 有 关 氟 化 氢 气 体 的 实 验 时 , 应 在 通 风 橱 内 进 行 , 在 移 取 氢 氟 酸 时 ,必 须 戴 上 橡 皮 手 套 , 用 塑 料 管 吸 取 。⑷ 氯 酸 钾 是 强 氧 化 剂 , 保 存 不 当 时 容 易 引 起 爆 炸 , 它 与 硫 、 磷 的 混 合 物 是 炸药 , 因 此 , 绝 对 不 允 许 将 它 们 混 在 一 起 。 氯 酸 钾 容 易 分 解 , 不 宜 大 力 研 磨 , 烘 干或 烤 干 。 在 进 行 有 关 氯 酸 钾 的 实 验 时 , 和 进 行 其 它 有 强 氧 化 性 物 质 实 验 一 样 , 应将 剩 下 的 试 剂 倒 入 回 收 瓶 内 回 收 处 理 , 一 律 不 准 倒 入 废 液 缸 中 。六 、 思 考 题1、 氯 能 从 含 碘 离 子 的 溶 液 中 取 代 碘 , 碘 又 能 从 氯 酸 钾 溶 液 中 取 代 氯 , 这 两个 反 应 有 无 矛 盾 ? 为 什 么 ?2、 如 何 区 别 次 氯 酸 钠 和 氯 酸 钠 。七 、 预 习 思 考1、 查 出 卤 素 氧 化 还 原 电 对 得 标 准 电 极 电 势 , 以 它 为 依 据 , 试 分 析 卤 素 单 质 ,卤 素 离 子 的 氧 化 性 与 还 原 性 的 递 变 次 序2、 列 出 单 质 Br 2 ,I 2 在 CCl 4 中 溶 解 性 及 其 颜 色 。3、 列 出 AgX 的 容 度 积 常 数 , 比 较 它 们 的 溶 解 度 大 小4、 卤 素 单 质 在 室 温 时 与 NaOH 溶 液 反 应 , 产 物 是 什 么 ? 写 出 反 应 方 程 式5、 举 例 说 明 NaClO,KClO 3 和 KIO 3 氧 化 性 相 对 强 弱 , 列 出 KClO 3 与 KI 反应 的 各 步 I - -逐 步 转 化 为 I 2 , I 3,IO 3 的 反 应 式 。6、 怎 样 检 验 沉 淀 完 全 , 如 何 洗 涤 试 管 中 的 沉 淀 ?4

实 验 项 目 · 卤 素7、 如 何 制 备 Pb(Ac) 2 ,KI - 淀 粉 试 纸 ?8、 当 NaX 与 浓 H 2 SO 4 反 应 时 会 产 生 有 害 气 体 , 为 减 少 空 气 污 染 , 在 看 到 实验 现 象 后 , 应 如 何 立 即 终 止 反 应 ?5