高中化学非金属元素卤素

高中化学非金属元素卤素思维导图分享！下图内容完整，结构清晰，对氯气、氯化氢等的化学性质、用途和制备都做了细致的要点梳理。除此之外，还包括卤素离子检验、拟卤素等内容，值得收藏学习！

卤素

• 一、卤素
  • F、Cl、Br、I、At
  • 同：最外层七个电子——相似性
  • 异：核电荷数、电子层数、原子半径依次递增——递变性
• 二、X2
  • 1.物理性质
    • ⑴Cl2
      • 黄绿色，刺激性气味，有毒气体
      • 能溶于水（1:2），水溶液氯水
      • 密度比空气大，易液化
    • ⑵Br2
      • 深棕红色液体，密度比水大
      • 易挥发，有毒，有强烈腐蚀性
      • 微溶于水，易溶于乙醇、四氯化碳、苯等有机溶剂
      • 密封保存于棕色瓶，不用橡皮塞，加适量水
        • 水封液溴分三层，： 上层红棕色（溴蒸气） 中层橙黄色（溴水） 下层棕红色（液溴）
    • ⑶I2
      • 紫黑色晶体，易升华，毒性小
      • 几乎不溶于水，易溶于乙醇、四氯化碳、苯等有机溶剂
      • 密封保存在棕色试剂瓶中
    • ⑷F2
      • 淡黄绿色气体，刺激性气味，剧毒
      • 与水剧烈反应
        • 常温黑暗：2F2+2H2O→4HF+O2
    • ⑸At
      • 黑色固体
    • *颜色
      • Br2
        • 水：橙黄色
        • 有机溶剂：红棕色
      • I2
        • 水：棕黄色
        • 有机溶剂：紫红色
        • 碘酒：棕褐色
  • 2.化学性质
    • ⑴相似性
      • ①金属
        • X2+2Na→2NaX
      • ②H2
        • X2+H2→2HX
      • ③H2O
        • X2+H2O→（可逆）→HX+HXO
      • ④碱溶液
        • X2+NaOH→NaX+NaXO+H2O
        • 3X2+6NaOH→Δ→5NaX+NaXO3+3H2O
      • ⑤H2S、SO2
        • X2+H2S→S+2HX
        • X2+2H2O+SO2→2HX+H2SO4
    • ⑵递变性
      • ①置换
        • 单质氧化性：Cl2＞Br2＞I2
        • 阴离子还原性：Cl-＜Br-＜I-
      • ②H2
        • F2+H2→2HF
          • 冷暗处，爆炸
        • Cl2+H2→光照或点燃→2HCl
          • 剧烈化合
        • Br2+H2→500℃→2HBr
        • I2+H2→（Δ、可逆）→2HI
        • 条件越来越高，反应由易到难 反应剧烈程度越来越小 产物稳定性递减 放热依次减小
      • ③H2O
        • 反应程度越来越小
    • ⑶特性
      • ①F是非金属性最强的元素，不存在正价
      • ②F2是最活泼的金属单质，反应中只有氧化性
      • ③F2能与稀有气体反应
      • ④F2与水剧烈反应，不存在氟水，反应不产生卤酸
      • ⑤Br2腐蚀橡胶且具有挥发性，只能用玻璃塞
      • ⑥I2遇淀粉溶液变蓝
• 三、Cl2
  • 1.化学性质
    • ⑴金属
      • Cl2+2Na→点燃→2NaCl
        • 剧烈燃烧，发出黄光，产生白烟，放出大量热
      • Cl2+2Cu→点燃→2CuCl
        • 剧烈燃烧，产生棕黄色烟，放出大量热，溶于水后，浓溶液显绿色，稀溶液显蓝色
      • 3Cl2+2Fe→点燃→2FeCl3
        • 剧烈燃烧，产生褐色烟，放出大量热，溶于水显棕黄色
    • ⑵非金属
      • Cl2+H2→光照→2HCl
        • 剧烈爆炸，放出大量热，瓶口有白雾
      • Cl2+H2→点燃→2HCl
        • 安静地燃烧，苍白色火焰，瓶口出现白雾
      • 3Cl2+2P→点燃→2PCl3
        • 产生白雾
      • 5Cl2+2P→点燃→2PCl5
        • 产生白烟
      • 白色烟雾
    • ⑶水
      • Cl2+H2O→（可逆）→HCl+HClO
    • ⑷碱溶液
      • 先水后酸碱中和
    • ⑸氧化性
      • 与Br-、I-、Fe2+、SO32-、SO2、S2-等反应
  • 2.用途
    • 制盐酸，制氯化铁，制漂粉精，自来水杀菌消毒
    • 漂白粉
      • a.原料
        • 氯气、消石灰：2Cl2+2Ca（OH）2→Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O
      • b.主要成分
        • Ca（ClO）2、CaCl2混合物
      • c.有效成分
        • Ca（ClO）2
      • d.漂白原理
        • Ca（ClO）2+2CO2+2H2O→Ca（HCO3）2+2HClO
      • e.变质原理
        • Ca（ClO）2+2CO2+2H2O→Ca（HCO3）2+2HClO 2HClO→光照→2HCl+O2↑
          • 避光干燥保存
    • 八四消毒液有效成分：NaClO
  • 3.制备
    • ⑴氯碱工业
      • ①原料
        • 饱和食盐水
      • ②条件
        • 通直流电
      • ③装置
        • 电解池
      • ④现象
        • 阳极：黄绿色气体，使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 阴极：无色气体，点燃产生爆鸣声，滴入酚酞变红
      • ⑤原理
        • 2NaCl+2H2O→（通直流电）→2NaOH+H2↑+Cl2↑
    • ⑵实验室制法
      • ①药品
        • 浓HCl，MnO2固体
      • ②原理
        • MnO2+4HCl(浓)→Δ→MnCl2+Cl2↑+2H2O
      • ③装置
        • 圆底烧瓶，分液漏斗，酒精灯
      • ④收集
        • 排液法：饱和氯化钠溶液
        • 向上排气法（干燥、更纯）
      • ⑤除杂
        • HCl：饱和氯化钠溶液
        • H2O：浓硫酸
      • ⑥尾气吸收
        • 氢氧化钠溶液
      • ⑦检验
        • 湿润淀粉碘化钾试纸
• 四、HCl
  • 1.物理性质
    • 无色，刺激性气味气体，密度大于空气
    • 极易溶于水（1:500），易挥发
      • 喷泉实验
        • 原理
          • 气体在液体中溶解度较大
          • 容器内外产生较大压强差
        • 现象
          • 溶液迅速进入烧瓶
          • 紫色石蕊试液变红
        • 适用范围
          • 极易溶于水的气体
          • 二氧化碳、二氧化硫和氢氧化钠
    • 水溶液盐酸
      • 无色；工业盐酸含铁杂质，呈黄色；浓盐酸37%左右
  • 2.化学性质
    • HCl+NH3→NH4Cl
      • 产生大量白烟
  • 3.制法
    • ⑴工业制法
      • ①原理
        • Cl2+H2→点燃→2HCl
      • ②现象
        • 苍白色火焰
      • ③装置
        • 工业合成塔
          • 粗管——H2 细管——Cl2
    • ⑵实验室制法
      • ①原理
        • NaCl+H2SO4（浓）→微热→NaHSO4 +HCl↑
      • ②原料
        • 食盐固体、浓硫酸
      • ③发生装置
        • 固液加热——圆底烧瓶、分液漏斗
      • ④收集
        • 向上排气法
      • ⑤尾气吸收
        • 倒置漏斗，水或稀碱
      • ⑥验满
        • 湿润蓝色石蕊试纸变红 沾有浓氨水的玻璃棒靠近瓶口，产生大量白烟
• 五、HClO
  • 1.化学性质
    • ⑴弱酸性
      • 弱于碳酸
    • ⑵强氧化性
      • 作消毒剂，漂白剂
    • ⑶不稳定性
      • 2HClO→光照→2HCl+O2↑
        • 氯水棕色瓶避光保存 久置氯，酸性更强
• 六、HX
  • 1.均为无色有刺激性气味气体
  • 2.均易溶于水，水溶液呈酸性
  • 3.氢卤酸易挥发，在空气中产生白雾
  • 4.沸点
    • HF＞HCl＞HBr＞HI
  • 5.酸性
    • HF＜＜HCl＜HBr＜HI
  • 6.稳定性
    • HF＞HCl＞HBr＞HI
• 七、AgX
  • 1.颜色
    • AgCl 白色 AgBr 淡黄色 AgI 黄色
  • 2.水溶性
    • AgF（溶）＞＞AgCl＞AgBr＞AgI
  • 3.感光性
    • AgX见光分解
      • 2AgX→光→2Ag+X2
        • 固体逐渐变黑（黑色物质为银单质的小颗粒）
          • AgF无感光性，AgCl＜AgBr＜AgI
  • 4.用途
    • AgBr——制摄影胶卷和感光纸；AgI——人工降雨；AgCl——指纹显影；AgX——变色镜；溴汞化合物——红药水；三溴片——镇静剂
• 八、提取
  • 1.海水晒盐
    • ⑴原理：太阳能蒸发法
    • ⑵操作：蒸发结晶法
      • 海水蒸发水分、引入盐田→饱和海水蒸发水分→有部分晶体析出蒸发水分→全部晶体析出
        • 分批蒸发水分——减少杂质
  • 2.粗盐提纯
    • ⑴物理方法
      • 称量→溶解→过滤→蒸发结晶→洗涤→烘干
    • ⑵化学方法
      • 除杂
        • 稍过量
        • 新引入杂质在后面试剂添加中除去
        • 不引入新杂质
  • 3.溴的提取
    • 海水浓缩蒸发→卤水通氯气氧化→Br2鼓入水蒸气提取→粗溴精制→高纯溴
  • 4.海带提碘
    • 海带灼烧→海带灰溶解、过滤→滤液加适量氯水氧化→碘的水溶液加四氯化碳萃取分液→碘的四氯化碳溶液蒸馏→碘单质
• 九、拟卤素
  • 卤素化合物
    • ICl、IBr、BrCl
  • ICl+H2O→（可逆）→HCl+HIO ICl+2NaOH→NaCl+NaIO+H2O
• 十、卤素离子检验
  • 1.沉淀法
    • 取样未知液滴加稀硝酸硝酸银溶液→生成
      • 白色沉淀，则有Cl-
      • 浅黄色沉淀，则有Br-
      • 黄色沉淀，则有I-
  • 2.置换萃取法（Br-、I-）
    • 取样未知液加适量饱和新制氯水震荡→加入四氯化碳或苯振荡→有机层
      • 红棕色，有Br-
      • 紫红色，有I-
  • 3.氧化淀粉法检验I-
    • 取样未知液加适量新制饱和氯水振荡→加入淀粉溶液振荡→溶液变蓝，有I-