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(共21張PPT)
第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期表
課時4 鹵族元素
課堂導入
經過堿金屬元素的學習，我們知道了同主族元素的性質既存在著相似性，也存在著遞變性，也知道金屬性比較的一些方法，那么鹵族元素會不會也存在著這種情況呢，非金屬性又該如何比較呢？
課堂學習
鹵族元素
相似性：鹵素單質都有顏色，有毒，水中溶解度不大，熔沸點較低，化學性質活潑，自然界中都以化合態存在；
遞變性：鹵素單質從上往下，顏色逐漸加深，熔沸點逐漸升高，密度逐漸增大。
鹵素單質 顏色和狀態 密度 熔點(℃) 沸點(℃)
F2 淡黃綠色氣體 1.69g/L(15℃) -219.6 -188.1
Cl2 黃綠色氣體 3.214g/L(0℃) -101 -34.6
Br2 深紅棕色液體 3.119g/cm3(20℃) -7.2 58.78
I2 紫黑色固體 4.93g/cm3 113.5 184.4
課堂學習
鹵族元素
除了同族元素單質體現出的相似性和遞變性，鹵素單質還具有自身的特殊性質。
鹵素單質 特性
F2 與水會劇烈反應生成氫氟酸和氧氣：2F2 + 2H2O = 4HF + O2
Cl2 有刺激性氣味的有毒氣體，能溶于水(1:2)，易液化
Br2 易揮發，有刺激性氣味，有毒，在水中溶解度不大，在有機溶劑中溶解度較大，儲存時要加水，水封，以防止揮發
I2 有光澤，易升華，在水中溶解度不大，在有機溶劑中溶解度較大
課堂學習
鹵族元素
鹵素單質在化學性質上的相似性和遞變性是怎么樣的，是否可以通過結構進行預測？
元素 核電荷數 原子結構示意圖 最外層電子數 電子層數 原子半徑(nm)
氟(F) 0.071
氯(Cl) 0.099
溴(Br) 1.12
碘(I) 1.32
結論 課堂學習
鹵族元素
非金屬性：元素原子得電子的傾向。
判斷依據：
與氫氣化合的難易程度；
氣態氫化物的穩定性強弱；
最高價氧化物對應水化物(最高價含氧酸)的酸性強弱；
單質的氧化性強弱；
對應陰離子的還原性強弱。
根據結構，我們知道鹵素元素的非金屬性從上往下依次遞減，接下來可以根據對應的判斷方法進行驗證。
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鹵族元素
鹵素單質 反應條件 化學方程式 產物穩定性
F2
Cl2
Br2
I2
結論 課堂學習
鹵族元素
是否可以通過HF、HCl、HBr、HI的酸性強弱比較鹵族元素的非金屬性？
不可以，非金屬性只能根據最高價含氧酸的酸性強弱比較，因此應比較HClO4、HBrO4、HIO4的酸性強弱從而判斷非金屬性，實際上鹵素無氧酸的酸性強弱與非金屬性相反，例如HF是弱酸，HCl是強酸。
我們知道，堿金屬可以通過單質氧化性強弱比較非金屬性，那么鹵族元素之間的比較應該怎么設計實驗呢？
課堂學習
鹵族元素
實驗操作：
分別向盛有4mL KBr溶液和4mL KI溶液的兩支試管中加入1mL氯水，振蕩，觀察溶液的顏色變化，并與氯水的顏色進行比較，寫出反應的化學方程式。
向盛有4mL KI溶液的試管中加入1 mL溴水，振蕩，觀察溶液的顏色變化，并與溴水的顏色進行比較，寫出反應的化學方程式。
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鹵族元素
實驗內容 操作方法 實驗現象 實驗原理
氯置換溴 將少量氯水滴入盛有KBr溶液的試管中，用力振蕩試管。 無色變橙黃色 Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2
氯置換碘 將少量氯水滴入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩試管。 無色變棕褐色 Cl2 + 2KI = 2KCl + I2
溴置換碘 將少量溴水滴入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩試管。 無色變棕褐色 Br2 + 2KI = 2KBr + I2
實驗結論：
氧化性：Cl2 > Br2 > I2，還原性：I- > Br- > Cl-，非金屬性：Cl > Br > I。
課堂學習
萃取
反應后所得溶液實際上主要成分為溴水或碘水，而溴和碘單質在水中溶解度較小，有機溶劑中溶解度較大，若是向溴水中加入苯，會有什么現象？
實驗操作：
向苯中加入少量溴水，振蕩，觀察現象。
實驗現象：
溶液分層，上層呈橙紅色，下層無色。
課堂學習
實驗分析：
苯和水不互溶，且苯的密度小于水，故會浮在水的上層，而溴難溶于水易溶于苯，在振蕩后會因為溶解度的差異被提取至苯中。
萃取
萃取：利用物質在互不相溶的溶劑中溶解度的不同，用一種溶劑把物質從它和另一種溶劑形成的溶液中提取出來的操作。
分液：將萃取后兩種互不相溶的液體分開的操作。
課堂學習
實驗儀器：
分液漏斗、帶鐵圈的鐵架臺、燒杯。
萃取
注意事項：
萃取劑的選擇要求與原溶劑不混溶不反應；
萃取之前分液漏斗需要檢漏；
振蕩時，雙手托住分液漏斗，右手按住瓶塞，平放，上下振蕩；
萃取時為避免沖液，應及時放氣。
實驗操作：
選擇正確的萃取劑；
對分液漏斗進行檢漏；
加入萃取劑和待萃取溶液；
振蕩，充分混合；
分液后重復萃取2-3次。
課堂學習
實驗操作：
四氯化碳萃取碘水中的碘。
實驗現象：
溶液分層，上層無色，下層呈紫紅色。
萃取
課堂學習
本節內容涉及顏色較多，且不同濃度顏色略有區別，因此可根據表格整理顏色進行記憶。
萃取
單質 常溫下單質顏色和狀態 在水中 在苯或CCl4中
Br2 深紅棕色液體 橙黃色 橙紅色
I2 紫黑色固體 棕褐色 紫紅色
此外，苯的密度小于水，四氯化碳的密度大于水，應區分好有機層與水層的位置。
課堂學習
鹵族元素
還可以根據氯氣的性質對鹵素單質的性質進行學習，如與金屬、水、堿的反應。
課堂鞏固
正誤判斷
1. 從F到I，其氣態氫化物越來越穩定。
4. 鹵族單質與水作用原理一致，均會發生歧化反應。
2. 從F到I，其單質越來越容易和氫氣化合。
3. 從F到I，金屬性越來越弱，含氧酸酸性越來越弱。
×
×
×
×
課堂鞏固
類推是一種常采用的科研和學習方法，下列類推結論合理的是 ( )
A．由單質鐵和氯氣反應生成FeCl3，推出單質鐵和碘單質反應生成FeI3
B．由元素周期表中從上到下，鹵族元素單質熔沸點逐漸升高，推出堿
金屬元素單質熔沸點逐漸升高
C．最高價氧化物的水化物的酸性，由N的強于P的，推出F的強于Cl的
D．由Na在常溫下與水劇烈反應，推出K在常溫下也能與水劇烈反應
D
關于鹵素(用X表示)的下列敘述正確的是 ( )
A．鹵素單質與水反應均可用X2 + H2O = HXO + HX表示
B．還原性：Cl- > Br-
C．鹵素單質的密度從F2→I2隨相對分子質量增大而增大
D．F2可以從NaCl溶液中置換出Cl2
C
課堂鞏固
下列事實不能說明元素的金屬性或非金屬性相對強弱的是 ( )
選項 事實 推論
A 等物質的量的鎂和鋁分別和鹽酸反應，鋁放出的氫氣多 金屬性：Al>Mg
B NaOH的堿性強于Mg(OH)2 金屬性：Na>Mg
C F2與H2在冷暗處就可以爆炸，Br2和H2則需要高溫才能反應 非金屬性：F>Br
D 穩定性：HBr>H2S 非金屬性：Br>S
B
課堂小結
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