**部分 非金属元素
一?卤素及其化合物
1. 氯水中含有氯气吗?
答 气体溶于水就不再是气体了,而是成了溶液的一部分,通常被大量水分
子包围形成包裹体,如Cl2?nH2O,这是氯气溶于水后的主要存在形式,它与游离
的氯气分子不相同?另外,有一部分与水发生反应:
Cl2+H2O HClO+HCl 2. 氯水滴入FeCl2 和KSCN 的混合溶液中会变红吗?向氯水中加入Na2CO3 粉末,
溶液中HClO 的浓度如何变化?如何提高氯水中HClO 的浓度?
答 氯水滴入FeCl2 和KSCN 的混合溶液中不会变红?由于SCN?的还原性强
于Fe2+,所以前者优先被氧化,它会首先发生如下反应:
Cl2+2SCN? (SCN)2+2Cl?
这种方法对Fe2+的氧化效果不好?因此检验Fe2+时*好分成两支试管平行比
较,一支直接加入KSCN 不变红,另一支加入氯水后再加KSCN 变红?
向氯水中加入少量Na2CO3 粉末,溶液中的pH 会变大,溶液中HClO 的浓度
也会减小?这是因为HClO 的酸性强于3 HCO? ,溶液中2
3 CO ? 会与HClO 反应,促
进氯水的歧化反应进行:
Cl2+2Na2CO3+H2O NaCl+NaClO+2NaHCO3
如果要提高溶液中HClO 的浓度,用NaHCO3 替代Na2CO3 是不错的选择,因
为NaHCO3 只会与HCl 反应,而不会与HClO 反应:
Cl2+NaHCO3 NaCl+HClO+CO2?
3. Cl2 通入浓热的NaOH 溶液中,反应后再加入一定量的硫酸,会发生什么反应?
答 (1)先歧化反应
3Cl2+6NaOH NaClO3+5NaCl+3H2O (2)后归中反应
NaClO3+5NaCl+3H2SO4 3Na2SO4+3Cl2?+3H2O 4. 溴单质?碘单质溶于不同溶剂各显什么颜色?把I2 溶于KI 溶液有什么意义?
答 溴单质?碘单质如果是溶解在非极性的溶剂中,其颜色与单质颜色相近,
相当于稀释单质,溴单质在非极性溶剂中一般显棕红色,碘单质在非极性溶剂中
一般显紫红色?如碘在非极性的CCl4 中呈紫红色?
如果是溶解在极性溶剂中,极性溶剂分子会与易变形的分子相互作用而诱导
出颜色变化,分子越易变形则颜色变化越大?水是极性溶剂,分子易变形的碘单
质在其中颜色变化较大,另外溴单质和碘单质在水中溶解度都很小,其水溶液的
颜色都呈黄色?
I2 在水中溶解度较小,而在KI 溶液中,因I?的极性很大,能诱导I2 而发生化
学反应,碘单质的溶解度将增大:
KI+I2 KI3
3 I? 兼有I2?I?的性质?
5. 为什么碘可以升华,而硫不可以?
答 物质能否升华,不仅与温度有关,而且还与所处外压有关?同温下,气
压越低,越易升华?硫也是可以升华的,只是它升华的外压相对低一些而已?
在一个标准压力下,受热时碘可以直接由固态变成气态,不经液态?
在低于标准压力的某一压力下,硫受热时同样可以由固态直接变成气态?
6. 3I2+6KOH 5KI+KIO3+3H2O,可看出I2 氧化性大于3 IO? ,这与实际不符
合?试总结氧化性和还原性强弱与酸碱度有关的一般规律?
答 在这条方程式中能看出I2 的氧化性强于KIO3,I?还原性强于I2?
氧化还原反应的规律:强氧化剂+强还原剂 弱氧化剂+弱还原剂,强氧
化剂生成弱还原剂,强还原剂生成弱氧化剂?
为什么I2的氧化性在此例中强于KIO3?这是因为I2的氧化性不会随溶液酸碱
性的变化而变化,也就是I2 的氧化性是恒定的?从半反应(1)中可以看出,其氧
化性与溶液的酸碱性无关?
(1)I2+2e?? 2I?
而KIO3 的氧化性却随溶液酸碱性的变化而急剧变化?
(2) 3 IO? +6H++6e?? I?+3H2O (3) 3 IO? +3H2O+6e?? I?+6OH?
从半反应(2)中可以看出,在酸性条件下,相当于增大了反应物H+浓度,
正向趋势增强,也就是KIO3 的氧化性很强,远强于I2?但在碱性条件下,见半反
应(3),相当于增大了产物OH?浓度,正向趋势减弱,KIO3 的氧化性很弱,几乎没有氧化性?
而所提反应正好是在碱性条件下进行的,此时I2 的氧化性就变得比KIO3
强了?
一般规律:所有的氧化物?氢氧化物?含氧酸盐和含氧酸,如果表现氧化性,
随溶液的酸性增强而增强;如果表现还原性,则随溶液的碱性增强而增强?
7. 用二氧化锰?食盐和浓硫酸制取氯气为什么生成硫酸氢钠?而用该方法制取溴
时,却生成硫酸钠,其中浓硫酸作用有什么差异?
答 生成NaHSO4 还是Na2SO4 与反应温度有关,生成Na2SO4 要达到500℃
以上,与制Cl2 或制Br2 无关?
制Cl2 时,浓H2SO4 只起酸的作用,用于产生HCl 气体,如果操作温度太高,
则生成的HCl 会挥发,难以与MnO2 充分反应,所以反应温度较低,只能生成
NaHSO4?
而制Br2 时,浓H2SO4 就可以将Br?氧化成Br2,加MnO2 实在是多此一举?
当然,有MnO2 时,在稀H2SO4 中也可以制备Br2,MnO2 是氧化剂?
MnO2+2Br?+4H+ Mn2++2H2O+Br2
8. 用元素的电负性来解释卤化氢酸性递变规律和含氧酸递变规律好像有矛盾,为
什么?
答 氢化物HA 的酸性与两个因素有关:
(1)H—A 化学键的强弱,键越强,酸性越弱?
(2)A 的得电子能力,A 的得电子能力越强,酸性越强?
综合以上两项:卤素从上到下,原子半径相差很大,成键能力相差很大,而
卤素原子的得电子能力接近,因此主要看成键能力?从上到下化学键迅速减弱,
因此酸性增强,HF 是弱酸,其余都是强酸?对于同周期元素,原子半径相差很小,
成键能力接近,但A 的得电子能力相差较大,从左到右A 的得电子能力增强,因
此酸性增强?
而对于含氧酸R—O—H,体现酸性时化学键都是看O—H 键,因此化学键的
强弱几乎没有差异,就需要比较R 的非金属性强弱,此时R 的电负性越大,则吸
引O 的电子的能力越强,使O 吸引H 的电子的能力也增强,即H 上更缺少电子
而发生酸式电离,产生H+更容易,所以酸性越强?
9. 盐酸为什么能使淀粉溶解?
答 淀粉组成以(C6H10O5)n 表示,n 值有大有小,n 值较小时,相对分子质量
较小的淀粉可溶于水;n 较大时,相对分子质量较大的淀粉虽然不溶于水,但可以在酸催化下水解成相对分子质量较小的淀粉,甚至水解成葡萄糖,因此水溶性
增大?
盐酸在此的作用就是淀粉水解反应的催化剂?
10. 氢氟酸为什么能溶解如此多的金属?
答 在HF 中溶解的金属并不多?碱金属是可以溶解的;碱土金属就很难溶
解了,因为生成的MF2(M=碱土金属)难溶于水,而附在金属表面,阻止金属与
HF 的进一步反应;稀土金属很难溶解,因为生成的MF3(M=稀土金属)更难溶
于水?
前过渡元素中的ⅣB?ⅤB 族可以在HF 中溶解,这是因为F?对高价金属
离子具有较强的配位能力?其余过渡金属都很难溶于HF,也是因为生成的氟
化物难溶于水?p 区金属也难溶于HF,但Al 除外,后者也是因为生成配合物
而溶解?
11. HF 究竟是弱酸还是强酸?HBr 与HCl 呢?F?水解吗?
答 (1)HF 很特殊,在低浓度时是弱酸,在高浓度时是强酸?
在低浓度时,每个HF 分子周围都是H2O,所以发生如下反应:
HF+H2O H3O++F?
在高浓度时,HF 周围有很多其他HF 分子,也有少量水,会发生如下反应:
2HF+H2O H3O++ 2 HF?
此时变成极强的酸,也就是超酸,其酸性比****的硫酸还强,因为在****硫酸
中加入纯HF 会发生如下反应:
H2SO4+HF 3 4 H SO? +F?
(2)HBr?HCl 都是强酸,在水中不论稀浓,都完全电离?
(3)F?是弱酸根离子,易与H+反应,如果在盐溶液中,则与H2O 电离出的
H+反应,生成弱电解质,即水解?
12. 如何让盐酸中的HCl 完全游离出来?
答 通过加热的办法不可能使HCl 从盐酸中完全游离出来,因为盐酸会形成
恒沸溶液,恒沸溶液含HCl 20.24%?
要使HCl 从盐酸中完全游离出来只有用除水的办法来实现,如加入过量P4O10 或浓硫酸,将酸中的水全部反应或吸收掉,HCl 就会游离出来:
P4O10+6H2O 4H3PO4
加入其他吸水性很强的盐,如无水Mg(ClO4)2 等也可以做到?13. 在H2O2 溶液中滴加浓盐酸,剧烈反应并产生刺激性气体,为什么?
答 盐酸能催化H2O2 的分解,放出O2,因此很剧烈?
H2O2+2HCl 2H2O+Cl2
H2O2+Cl2 2HCl+O2?
由于中间产物Cl2 常温下是气体,被O2 夹带挥发出来,因此气体有刺激性,
气体实际上是以O2 为主且含有少量Cl2 的混合气体?
H2O2 中的O 为中间价?1 价,既有氧化性又有还原性?作氧化剂时氧化性强
于Cl2,因此能将HCl 氧化为Cl2;作还原剂时还原性强于HCl,因此能被Cl2 氧
化,通过氧化还原反应实现催化循环?类似试剂,如HI/I2/HIO3?HBr/Br2/HBrO3?
HCl/Cl2/HClO3?Mn2+/MnO2 等都可以催化H2O2 分解?
14. 由氧元素和氯元素组成的物质是氯化物吗?
答 由氧元素和氯元素组成的物质只可能是氧化物,不能算是氯化物?
除了氢化物外,如果说是某化物,就是指该元素的非金属性强于与它形成化
合物的其他元素?
由于氧的非金属性强于氯,因此只能称其为氧化物,而不能说是氯化物?
15. 以Cl2 计是什么意思?
答 将氯的各种存在形式全部换算成Cl2 来计算含量?
如Cl 的存在形式可以有Cl??Cl2?HClO?3 ClO? ?4 ClO? 等,按质量或氧化还原
电子得失数量时这些组成并不相同,只有通过折算才更合理?如ag KClO3 按质量以
Cl2 计,即多少克Cl2 提供的Cl 元素质量与ag KClO3 提供的Cl 元素质量相当,关系
为a?M(KClO3)?M(Cl2)?2;如ag KClO3 按电子得失以Cl2 计,多少克Cl2 提供的电
子与ag KClO3 中Cl 元素提供的电子相当,关系为a?M(KClO3)?6?M(Cl2)?2?
16. 为什么氯化钠和浓硫酸微热时生成硫酸氢钠?
答 浓硫酸的一级电离是强酸,而第二级电离是弱酸?在低温下弱酸不能制
强酸?要利用硫酸氢钠,可以利用其难挥发特性来制备易挥发的产物,由于HCl
易挥发,因此通过高温就可以生成硫酸钠?
在微热条件下:NaCl+H2SO4 NaHSO4+HCl?
在500℃以上:NaCl+NaHSO4 Na2SO4+HCl?
17. 没有氢元素也可有酸性吗?
答 这要看如何去界定酸性:(1)如果是测定其水溶液是否有酸性,只要有酸酐就可以了,气体中没有必
要含H,因为酸酐与水反应就产生了酸?
(2)如果是指酸味,也相当于与水反应了,此时的强酸弱碱盐也可以?
如果不考虑后期化学反应,不含H 的气体无法体现中学所指的酸性?
18. 含氟化钠的牙膏到底好不好?氟不是对人体有害吗?可为什么市场上的牙膏
都打着含氟的标语?
答 物极必反:量少有益,量多有害?
牙齿的主要矿物成分是Ca5(PO4)3OH,通过氟代谢牙齿表面可以转化为稳
定性更高的Ca5(PO4)3F,由于F?的半径比OH?的半径更小,形成的离子键更
强,所以可以使牙齿更坚硬,也更耐腐蚀,防龋齿效果更好,因此代谢时需要
微量氟?
如果氟过量,连3
4 PO ? 都取代了,那就有害了?
氟化钠牙膏中氟的含量很低,根据物极必反的道理,是有益的?
19. 能产生烟雾的化学试剂有哪些物质?
答 如PCl5?AlCl3?TiCl4 等都可以产生化学烟雾,效果不错,它们的共性
都是极易水解产生酸性气体,但产生的烟雾有一定毒性:
PCl5+4H2O H3PO4+5HCl TiCl4+3H2O H2TiO3+4HCl 20. 物质的电离一定在水溶液或熔融状态