卤素证据及反应条件
引入
词汇
| English | 释义 | 拼音 |
|---|---|---|
| oxidising power | 氧化能力 | yǎng huà néng lì |
| disproportionation/ˌdɪsprəˈpɔːʃəneɪʃn/ | 歧化 | qí huà |
| aliquot/ˈælɪkwɒt/ | 等分试样 | děng fēn shì yàng |
为何同一种卤素能形成不同的盐类？
- 氯气与冷稀碱反应生成次氯酸盐；与热浓碱反应则生成氯酸盐。
- 在配平或解读氧化数之前，必须先记录反应条件。
根据得电子能力预测置换反应
- 氯气可置换溴离子和碘离子；溴可置换碘离子；碘不能置换其他卤素离子。
- 沿族向下，原子半径增大且屏蔽效应增强，导致对进入电子的吸引力减弱，氧化能力 氧化能力 降低。
练习
向碘化物水溶液中加入溴会发生什么？
难度 1/5 · 今日首次完成可获 100 金币及少量额外奖励
溴是更强的氧化剂，能从碘化物中接受电子。
追踪歧化反应 歧化
- 冷稀 OH⁻ 中：Cl₂ + 2OH⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O。氯元素的化合价由 0 变为 −1 和 +1。
- 热浓 OH⁻ 中：3Cl₂ + 6OH⁻ → 5Cl⁻ + ClO₃⁻ + 3H₂O。氯元素的化合价由 0 变为 −1 和 +5。
例子
Cl₂ + 2Br⁻ → 2Cl⁻ + Br₂。氯被还原，作氧化剂；溴离子被氧化，作还原剂。
练习
求 ClO₃⁻ 中氯的氧化数。已知氧 = −2。
难度 2/5 · 今日首次完成可获 140 金币及少量额外奖励
x + 3(−2) = −1，因此 x = +5。
练习
歧化反应指同一元素从一种物种同时发生氧化和还原。
难度 1/5 · 今日首次完成可获 100 金币及少量额外奖励
对于氯而言，初始为零价态的原子既变为负价也变为正价。
将观察结果与测试结合
- 在滴加 AgNO₃ 之前，用稀 HNO₃ 酸化卤化物溶液。AgCl 为白色，AgBr 为奶油色，AgI 为黄色。
- AgCl 溶于稀氨水；AgBr 需浓氨水溶解；AgI 不溶。每种独立测试应使用另取的等分试样。
练习
哪种卤素离子最符合乳白色卤化银沉淀特征？写出其名称。
难度 1/5 · 今日首次完成可获 100 金币及少量额外奖励
AgBr 呈乳白色，溶于浓氨水而非稀氨水。
将颜色与危害置于情境中考虑
- 碘在水中呈棕色，在合适的非极性有机溶剂中呈紫色。其普通固态为灰黑色。
- 氯水具有消毒作用，但需控制剂量。涉及浓酸卤化物反应及有毒气体测试的操作，必须采用经批准的受监督方法。
注意
“任何溶剂中的紫色溶液都证明存在碘”这一说法是错误的。溶剂会影响观察到的颜色；水相碘呈棕色。
关键点
当试剂、温度、浓度或溶剂改变产物或观察现象时，须明确说明。
练习
哪两项陈述是正确的？
难度 2/5 · 今日首次完成可获 140 金币及少量额外奖励
溶剂和碱性条件决定这些现象。HCl 会污染卤化物测试；酸可从漂白剂中释放有毒氯气。