鹵族元素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第3課時(shí)鹵族元素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.知道鹵族元素在周期表中的地址及其原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.能說出鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性。3.進(jìn)一步掌握結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系。一鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)1．填寫以下表格。元素名稱氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)原子序數(shù)9173553原子結(jié)構(gòu)示妄圖最外層電7777子數(shù)電子層數(shù)2345原子半徑由小到大2.解析觀察上表，鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是最外層電子數(shù)都是7，不相同點(diǎn)是電子層數(shù)不同，其變化規(guī)律是隨著原子序數(shù)增大，電子層數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸增大。歸納總結(jié)1．鹵族元素的原子最外層電子數(shù)相同，都易獲取一個(gè)電子，擁有較強(qiáng)的氧化性。2．隨著原子序數(shù)的遞加，原子核外電子層數(shù)依次增加，原子半徑逐漸增大。1．已知某微粒的結(jié)構(gòu)表示圖為，則以下說法正確的選項(xiàng)是()A．該元素位于第三周期0族B．該元素位于第四周期ⅠA族C．該元素是非金屬元素D．該元素是金屬元素答案C解析該微粒原子核內(nèi)有17個(gè)質(zhì)子，為第17號氯元素，氯元素是非金屬元素；核外有18個(gè)電子，說明是Cl獲取一個(gè)電子形成了Cl－。2．關(guān)于鹵族元素，以下說法正確的選項(xiàng)是()．全部鹵族元素的微粒都易得電子B．和

F同一主族的元素都是非金屬元素C．化合物中鹵族元素都顯負(fù)價(jià)D．鹵族元素原子的原子半徑從上到下逐漸減小答案B－選項(xiàng)正確；NaClO中Cl為＋1價(jià)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；從F→I，原子半徑逐漸增大，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。二鹵族元素單質(zhì)的性質(zhì)1．鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的相似性和遞變性單質(zhì)F2→Cl2→Br2→I2都有顏色相似性都不易溶于水，易溶于CCl4等有機(jī)溶劑(F2易和水發(fā)生反應(yīng))狀態(tài)(平時(shí)狀氣體→氣體→液體→固體況下)遞顏色淡黃綠色→黃綠色→深紅棕色→紫黑色(逐漸加深)變密度逐漸增大性熔點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸高升在水中的溶逐漸減小解度2．鹵素單質(zhì)與H2反應(yīng)(1)填寫下表反應(yīng)條件化學(xué)方程式產(chǎn)物牢固性F2暗處H2＋F2===2HF很牢固Cl2光照或點(diǎn)燃H2＋Cl2光照或點(diǎn)燃較牢固=====2HClBr2△不如氯化氫加熱H2＋Br2=====2HBr牢固I2不斷加熱H2＋I(xiàn)2△不牢固2HI解析上表可知，從F2到I2，與H2反應(yīng)所需要的條件逐漸高升，反應(yīng)激烈程度依次減弱，生成氣態(tài)氫化物的牢固性依次減弱。3．鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)按要求完成以下實(shí)驗(yàn)，并填寫下表：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式靜置后，液體分層，上2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2層無色，基層橙紅色靜置后，液體分層，上2KI＋Br2===2KBr＋I(xiàn)2層無色，基層紫紅色靜置后，液體分層，上2KI＋Cl2===2KCl＋I(xiàn)2層無色，基層紫紅色由以上實(shí)驗(yàn)可知，Cl2、Br2、I2的氧化性逐漸減弱。(2)由上述實(shí)驗(yàn)可知，Cl2、Br2、I2三種鹵素單質(zhì)的氧化性由強(qiáng)到弱的次序是Cl2＞Br2＞I2，相應(yīng)鹵素離子的還原性由強(qiáng)到弱的次序是I－＞Br－＞Cl－。隨著原子序數(shù)的遞加，鹵素單質(zhì)的顏色逐漸加深，密度逐漸增大，熔、沸點(diǎn)逐漸高升。歸納總結(jié)1．鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性必然條件(1)與H2反應(yīng)：X2＋H2=====2HX。點(diǎn)燃與爽朗金屬(如Na)反應(yīng)：2Na＋X2=====2NaX。與H2O反應(yīng)①X2＋H2OHX＋HXO(X＝Cl、Br、I)；2F2＋2H2O===4HF＋O2。2．鹵素單質(zhì)性質(zhì)的遞變性氧化性與還原性隨著原子序數(shù)的遞加：鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，鹵素陰離子的還原性逐漸加強(qiáng)。與H2反應(yīng)的難易及氫化物牢固性隨著原子序數(shù)的遞加：①與H2反應(yīng)越來越難，生成的氫化物的牢固性逐漸減弱，還原性逐漸加強(qiáng)；②氫化物都易溶于水，其水溶液酸性依次加強(qiáng)，氫化物中

HCl、HBr、HI

的熔、沸點(diǎn)依次升高。(3)鹵素單質(zhì)與變價(jià)金屬(如Fe)反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)2、Cl2、Br2生成高價(jià)鹵化物(如FeX3)，而I2只能生成低價(jià)鹵化物(如FeI2)。3．元素的非金屬性強(qiáng)弱能夠從其最高價(jià)氧化物的酸性強(qiáng)弱，或從與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度以及氣態(tài)氫化物的牢固性來判斷。3．關(guān)于鹵素(用X表示)的以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是A．鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2＋H2O

()HXO＋HX

表示B．HX都極易溶于水，它們的熱牢固性隨核電荷數(shù)增加而加強(qiáng)C．鹵素單質(zhì)的顏色從F2→I2按相對分子質(zhì)量增大而加深D．X－的還原性依次為F－<Cl－<Br－<I－，因此相對分子質(zhì)量小的鹵素單質(zhì)可將相對分子質(zhì)量大的鹵素從它的鹽溶液里置換出來答案C解析A項(xiàng)，F(xiàn)2與H2O反應(yīng)為2F2＋2H2O===4HF＋O2，不能用X2＋H2OHXO＋HX表示；B項(xiàng)，HX的熱牢固性隨核電荷數(shù)的增加而減弱；D項(xiàng)，F(xiàn)2性質(zhì)極為爽朗，遇鹽溶液先和水反應(yīng)，故不能夠?qū)⑾鄬Ψ肿淤|(zhì)量大的鹵素從它的鹽溶液里置換出來。理解感悟F與Cl、Br、I的性質(zhì)在某些方面差別較大：①鹵素單質(zhì)與水的反應(yīng)；②F－的還原性極弱；③HF為弱酸，而HCl、HBr、HI為強(qiáng)酸；④F無正價(jià)、無含氧酸，而Cl、Br、I有最高正價(jià)和含氧酸。4．砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素，依照鹵生性質(zhì)的遞變規(guī)律，對砹及其化合物的表達(dá)，正確的是()A．與H2化合能力：At2>I2B．砹在常溫下為白色固體C．砹原子的最外電子層上有7個(gè)電子D．砹能從NaCl溶液中置換出氯單質(zhì)答案

C解析

從F2到

At2，元素的非金屬性逐漸減弱，與

H2化合能力逐漸減弱，

A項(xiàng)不正確；由F2到

I2，單質(zhì)的顏色依次加深，

I2是紫黑色固體，則砹為黑色固體，

B項(xiàng)不正確；鹵族元素的原子，最外層上都有7個(gè)電子，C項(xiàng)正確；因氧化性Cl2>At2，因此At2不能夠從NaCl溶液中置換出Cl2，D項(xiàng)不正確。1．隨著鹵族元素原子序數(shù)遞加，以下說法正確的選項(xiàng)是()．單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸降低B．最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱C．單質(zhì)的氧化性逐漸加強(qiáng)D．氣態(tài)氫化物的牢固性逐漸加強(qiáng)答案B解析隨著鹵族元素原子序數(shù)的遞加，單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)應(yīng)逐漸高升，氧化性應(yīng)逐漸減弱，氣態(tài)氫化物的牢固性逐漸減弱。2．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．F、Cl、Br的最外層電子數(shù)都是7，次外層電子數(shù)都是8B．從HF、HCl、HBr、HI酸性遞加的事實(shí)，推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞加規(guī)律C．鹵素按F、Cl、Br、I的次序，其非金屬性逐漸減弱的原因是隨著核電荷數(shù)增加電子層數(shù)增大起主要作用D．砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素，依照鹵生性質(zhì)的遞變規(guī)律，砹易溶于水，難溶于CCl4答案C解析F的次外層電子數(shù)為2，Br的次外層電子數(shù)為18，A項(xiàng)錯(cuò)誤；元素的非金屬性強(qiáng)弱可以依照其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱比較，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由碘微溶于水，易溶于四氯化碳，可推知，砹微溶于水，易溶于CCl4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．在F2、Cl2、Br2、I2四種鹵素單質(zhì)中，常溫下密度最小的是____________(填化學(xué)式，下同)，熔、沸點(diǎn)最高的是____________，受熱易升華的是____________，常溫下呈液態(tài)的是________，顏色最深的是________，遇水能放出氣體的是________。答案F2I2I2Br2I2F24．(1)向NaBr和KI的混雜溶液中，通入足量的Cl2后，將溶液蒸干并灼燒，最后蒸發(fā)皿中節(jié)余的物質(zhì)是________，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________。向KI溶液中滴入淀粉溶液，現(xiàn)象是______________，再滴入氯水，現(xiàn)象是______________，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________。答案(1)NaCl、KCl2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2、2KI＋Cl2===2KCl＋I(xiàn)2(2)無明顯變化溶液變藍(lán)色Cl2＋2I－===2Cl－＋I(xiàn)240分鐘課時(shí)作業(yè)[經(jīng)典基礎(chǔ)題]一、鹵素的原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)變化規(guī)律1．鹵素是最爽朗的一族非金屬，以下關(guān)于鹵族元素的說法正確的選項(xiàng)是()A．鹵素單質(zhì)的最外層電子數(shù)都是7B．從上到下，鹵素原子的電子層數(shù)依次增加，半徑依次減小C．從F到I，原子核對最外層電子的吸引能力依次減弱，原子的得電子能力依次減弱D．鹵素單質(zhì)與H2化合由易到難次序?yàn)镕2<Cl2<Br2<I2答案

C解析

鹵素原子最外層有

7個(gè)電子，而不是單質(zhì)最外層有

7個(gè)電子，A

項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵素原子從F到I，電子層數(shù)依次增加，半徑依次增大，原子核對最外層電子吸引能力依次減弱，原子得電子能力依次減弱，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；單質(zhì)與H2化合由易到難次序?yàn)镕2>Cl2>Br2>I2，項(xiàng)錯(cuò)誤。2．以下各組物質(zhì)性質(zhì)比較的表示中，正確的選項(xiàng)是()A．還原性：HF>HCl>HBr>HIB．牢固性：HF<HCl<HBr<HIC．與水反應(yīng)由易到難：Cl2>Br2>I2>F2D．密度：F2<Cl2<Br2<I2答案D解析A項(xiàng)應(yīng)為HI>HBr>HCl>HF；B項(xiàng)應(yīng)為HF>HCl>HBr>HI；C項(xiàng)應(yīng)為F2>Cl2>Br2>I2。3．砹(At)是鹵族元素中位于碘后的元素，推斷砹和砹的化合物最不能能具備的性質(zhì)是()A．砹易溶于某些有機(jī)溶劑B．砹化氫很牢固不易分解C．砹是有色固體D．砹化銀不溶于水或稀硝酸答案B解析依照鹵族元素從上往下非金屬性越來越弱推知B項(xiàng)錯(cuò)誤；由氯化銀不溶于水或稀硝酸推知D項(xiàng)正確。二、鹵素單質(zhì)的活動性4．在a、b、c、d四個(gè)集氣瓶中分別盛有H2、Cl2、HCl、HBr中的任一種氣體，若將a和d兩瓶氣體混雜后見光爆炸；若將a和b兩瓶氣體混雜后，瓶壁上出現(xiàn)暗紅色液滴，則a、b、c、d四個(gè)集氣瓶中分別盛放的氣體是()A．Cl2、H2、HCl、HBrB．Cl2、HCl、HBr、H2C．Cl2、HBr、H2、HClD．Cl2、HBr、HCl、H2答案D解析

依照題給信息知

a為

Cl2，而與

b瓶相遇出現(xiàn)的暗紅色液滴是單質(zhì)溴，

b瓶盛放的只能是

HBr，A、B

選項(xiàng)均不是

HBr，因此不吻合要求。又

a、d

氣體混雜見光會爆炸，則

d瓶中應(yīng)是H2，而不是HCl，故只有D選項(xiàng)正確。5．往碘化鉀溶液中先加入氯水，再加入CCl4振蕩，靜置后出現(xiàn)分層，基層呈()A．橙紅色B．紫紅色C．無色D．深褐色答案B解析碘化鉀中加入氯水發(fā)生反應(yīng)2KI＋Cl2===2KCl＋I(xiàn)2，加入CCl4后由于碘易溶于CCl4，CCl4層(基層)表現(xiàn)紫紅色。三、鹵素的特別性6．①溴水②氯水③碘酒④氯化鉀⑤酸性高錳酸鉀溶液。其中能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)的是()A．①②③B．①⑤C．①②③⑤D．③④⑤答案C解析

單質(zhì)碘可使淀粉變藍(lán)，故加入物質(zhì)中如含有單質(zhì)碘或能與

KI

反應(yīng)生成單質(zhì)碘的，均可使?jié)駶櫟牡矸?/p>

-KI

試紙變藍(lán)。溴水和氯水中分別存在

Br2、Cl2，可與

KI

反應(yīng)置換出碘單質(zhì)；碘酒是碘的酒精溶液，碘以

I2

分子形式溶解在酒精中；酸性高錳酸鉀溶液擁有強(qiáng)氧化性，可將

I－氧化生成碘單質(zhì)；氯化鉀不與

KI

反應(yīng)，沒有碘單質(zhì)生成。7．下面的表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．使?jié)駶櫟矸?KI試紙變藍(lán)色的氣體必為氯氣B．氟氣與熔融狀態(tài)下氯化鈉反應(yīng)可產(chǎn)生氯氣C．易見光分解的AgNO3晶體，應(yīng)存放于棕色細(xì)口試劑瓶中D．溴水應(yīng)存放在膠頭滴瓶(棕色)中答案B解析淀粉-KI試紙是檢驗(yàn)氯氣的常用品，但反過來使它變藍(lán)的卻不用然是氯氣，凡能使KI中碘離子較快氧化為I2的氣體均能使淀粉變藍(lán)，如Br2蒸氣、臭氧(O3)等，碘蒸氣自然也能使該試紙中的淀粉變藍(lán)。氟氣與NaCl溶液相遇時(shí)，F(xiàn)2先與水反應(yīng)生成HF和O2，不能夠置換出氯氣，但題述的不是水溶液，可置換出氯氣：F2＋2NaCl(熔融)===2NaF＋Cl2。固體藥品應(yīng)貯于廣口瓶，見光易分解的應(yīng)使用棕色瓶，C選項(xiàng)用“細(xì)口”瓶不正確，應(yīng)為棕色的廣口試劑瓶。D則用棕色瓶正確，但滴瓶有膠頭，溴會嚴(yán)重腐化橡膠，因此不能夠用膠頭滴瓶，不正確。8．溴化碘(IBr)的化學(xué)性質(zhì)很像鹵素的單質(zhì)，它能與大多數(shù)金屬、非金屬化合生成鹵化物，它也能與水發(fā)生以下反應(yīng)：IBr＋H2O===HBr＋HIO，以下有關(guān)IBr的表達(dá)中，不正確的選項(xiàng)是()A．在好多反應(yīng)中IBr是強(qiáng)氧化劑B．IBr與水反應(yīng)時(shí)既作氧化劑，又作還原劑C．IBr與AgNO3溶液反應(yīng)會生成AgBr積淀D．IBr與NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，生成NaBr和NaIO答案B解析此題是一道信息題，題中給出了三點(diǎn)信息：①溴化碘(IBr)表示Br呈－1價(jià)，I呈＋1價(jià)；②IBr性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似；③IBr與水反應(yīng)生成HIO和HBr。由②可知，IBr是一種強(qiáng)氧化劑。解析IBr中各元素的化合價(jià)，確定碘為＋1價(jià)，溴為－1價(jià)。再結(jié)合③，可知IBr與水的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，而是復(fù)分解反應(yīng)。因此，A、C、D正確，B不正確。四、元素的性質(zhì)比較9．借助堿金屬和鹵族元素的遞變性解析下面的推斷，其中正確的選項(xiàng)是()A．已知Ca是第四周期ⅡA族的元素，故Ca(OH)2的堿性比Mg(OH)2的堿性弱B．已知As是第四周期ⅤA族的元素，故AsH3的牢固性比NH3的牢固性強(qiáng)C．已知Cs的原子半徑比Na的原子半徑大，故Cs與水反應(yīng)不如Na與水反應(yīng)激烈D．已知Cl的核電荷數(shù)比F的核電荷數(shù)多，故Cl的原子半徑比F的原子半徑大答案D解析由堿金屬元素和鹵族元素的遞變性可知，同主族元素從上到下金屬性遞加，非金屬性遞減，最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物堿性加強(qiáng)，金屬活動性加強(qiáng)，非金屬氣態(tài)氫化物牢固性減弱，A、B、C錯(cuò)誤；同主族隨核電荷數(shù)增大，原子半徑遞加，D正確。10．以下有關(guān)性質(zhì)的比較，不正確的選項(xiàng)是()A．酸性強(qiáng)弱：HI>HBr>HClB．非金屬性：O>S>Se－－－C．還原性強(qiáng)弱：F>Cl>ID．堿性強(qiáng)弱：KOH>NaOH>LiOH答案C解析非金屬元素原子得電子能力越強(qiáng)，其相應(yīng)離子還原性越弱，故還原性強(qiáng)弱應(yīng)為F－<Cl<I－。[能力提升題]11．元素X的單質(zhì)的分子是雙原子分子X2，元素X的單質(zhì)與金屬鎂反應(yīng)時(shí)元素X的原子形成－1價(jià)的陰離子。請回答：元素X在元素周期表中位于哪一族？__________________________________________。寫出金屬鎂與X單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________________。點(diǎn)燃答案(1)ⅦA族(2)Mg＋X2=====MgX212．某學(xué)生往一支試管里按必然次序分別加入以下幾種物質(zhì)：A.KI溶液，B.淀粉溶液，C.NaOH溶液，D.氯水。發(fā)現(xiàn)溶液顏色按下面次序變化：①無色→②棕黃色→③藍(lán)色→④無色。依照溶液顏色的變化回答以下問題：加入以上藥品的次序是_______________________________________________。寫出③→④的化學(xué)反應(yīng)方程式：___________________________________________。答案(1)A、D、B、C(2)I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O13．某溶液中Cl－、Br－、I－的物質(zhì)的量之比為2∶3∶4。(1)要使溶液中的Cl－、Br－、I－的物質(zhì)的量之比變?yōu)?∶3∶2，則通入Cl2的物質(zhì)的量與原溶液中I－的物質(zhì)的量之比為______。要使溶液中只有Cl－和Br－，而恰巧沒有I－，則此時(shí)Cl－和Br－的物質(zhì)的量之比為________。(3)若要使溶液中只有Cl－，則通入Cl2的物質(zhì)的量和原溶液中Br－的物質(zhì)的量之比為__________。答案(1)1∶4(2)2∶1(3)7∶6解析通入Cl2時(shí)，Cl2先氧化還原性較強(qiáng)的I－，I－被氧化完好后，再氧化Br－。(1)設(shè)原Cl－、Br－、I－的物質(zhì)的量分別為2mol、3mol、4mol，當(dāng)變?yōu)?mol、3mol、2mol時(shí)，Br－沒減少，I－減少2mol，耗資Cl21mol，故通入Cl2的物質(zhì)的量與原溶液中I－物質(zhì)的量之比為1∶4。(2)當(dāng)I－被氧化完好時(shí)，耗資2molCl2，生成4molCl－，此時(shí)Cl－和Br－的物質(zhì)的量之比為6∶3，即2∶1。(3)當(dāng)Br－和I－被全部氧化時(shí)，3molBr－耗資Cl21.5mol、4molI－耗資Cl22mol，則通入Cl2的物質(zhì)的量與原Br－的物質(zhì)的量之比為3.5∶3，即7∶6。14．下表為元素周期表的一部分。族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA周期一①二②③④⑤⑥三⑦⑧⑨⑩四???表中元素______(填元素符號，下同)的非金屬性最強(qiáng)；元素________的金屬性最強(qiáng)；元素______的單質(zhì)室溫下呈液態(tài)。(2)表中元素⑦的原子結(jié)構(gòu)表示圖為______________________________________________。表中元素⑥⑩氫化物的牢固性次序?yàn)開___________(填寫化學(xué)式，下同)>______________。表中元素⑨和⑩最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性：________>________。答案(1)FKBr(2)(3)HFHCl(4)HClO4H2SO415．某同學(xué)做同主族元生性質(zhì)相似性、遞變性實(shí)驗(yàn)時(shí)，自己設(shè)計(jì)了一