非金属元素的氧化还原特性及其变化规律.docx

1、非金属元素的氧化还原特性及其变化规律非金属元素的氧化还原特性及其变化规律1准备知识a.平衡Go = -RTln Ko =Ho TSob.电动势Go = -nFEoEo = RT/nF lnKo = 0.05916/n log KoEo = o+ - o-c. 元素电势图 eg, MnO4-+8H+5e Mn2+4H2O o=1.51VCl2+2e 2Cl- o=1.36V 2MnO4-+16H+10Cl- 2Mn2+8H2O+5Cl2是Eo=21.51-51.36=-3.78V,还是Eo=0.14V？(1) 歧化反应HClO2 HClO + ClO3- Eo = 0.43vHClO2 + 2H

2、+ + 2e = HClO + H2O o = 1.64vClO3- + 3H+ + 2e = HClO2 + H2O o = 1.21v(2) 计算电极电势o ClO3-/HClO = (1.212 + 1.642 )/4 = 1.43voClO4-/Cl-=(1.192+1.212+1.642+1.63 +1.358)/8= 1.38v练习：2卤素氧化性和化合价之间的关系成盐元素 ns2np5F2的键能Cl2键能F-FCl-ClBr-BrI-IkJmol-1154.8239.7192.9151.22.1单质2.1.1存在 ：卤素因其活泼性，不以单质存在F：CaF2（莹石） Na3AlF6

3、（冰晶石） Ca5F(PO4)3 氟磷硅石 （磷灰石）Cl：NaCl 海水3% 约20gL-1，岩盐、井盐、盐湖Br：矿水I：海带，海藻类，智利硝石其主要为NaIO3碘易升华，为什么？2.1.2颜色 物理性质(np)2(np)4(np*)4 (np)2(np)4(np*)3(np*)12.1.3化学性质（投影）2.1.3.1与非金属作用， Fe，Hg2.1.3.2非金属 H，S，P2.1.3.3水，碱2.2卤素的制备和用途2.2.1F2 2.2.1.1制备 2.2.1.1.1电解HF+KF=KHF2 氟氢化钾 KF高熔点，KHF2低熔点注：KHF2中含有最大氢键。 F H F- F H F-2

4、 KHF2=2KF+H2+F2为减少HF挥发极化作用，加入LiF和AlF32.2.1.1.2化学方法4KMnO4+4KF+20HF=4K2MnF6+10H2O+3O2SbCl5+5HF=SbF5+5HCl2K2MnF6+ 4SbF5=4KSbF6+2MnF3+F2解释：K2MnF6看成MnF42KF而和SbF5生成SbF5KF和MnF4= MnF3 + F2oMnO4-/Mn2+ = 1.51v，oF2/F- = 2.87v2.2.1.2用途F2+UO2 UF4 UF6238U 235U 234U 的分离N2H4(l)+2F2 N2(g) + 4HF(g) 4000K火箭材料灭鼠药 CH2FC

5、OONH4 水解后产生CH2FCOOH(氟代乙酸铵)练习2.2.2Cl22.2.2.1制备，MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl22KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2电解：2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl22.2.3Br2和I2（）海水 盐卤 Br2以空气吹出Br-+BrO3- Br210吨海水 0.14Kg Br2Br2还可以电解NaCl水中的母液中提取2NaBr+3H2SO4+ MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br22NaI+3H2SO4+ MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2（此反应可用

6、于从海藻中提取I2）工业上从NaIO3提取I22 IO3-+5HSO3=5 SO42- +H2O+3H+ +I22.3HX2.3.1制备2.3.1.1直接合成（仅） H2+Cl2=HCl2.3.1.2复分解反应CaF2+H2SO4=CaSO4+2HFSiO2+4HF=2H2O+SiF4SiF4+2HF= H2SiF6如何在玻璃容器上刻字？有人写不出来，怎么办？（实）NaCl+ H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl NaCl+ H2SO4(浓)=Na2SO4+HCl而，NaBr+H2SO4(浓)= NaHSO4+HBr NaI+H2SO4(浓)= NaHSO4+HI 2HBr+ H2SO4(浓

7、)=SO2+2H2O+Br2 8HI+ H2SO4(浓)=H2S+4H2O+4I2另外：NaBr+H3PO4=NaH2PO4+HBr NaI+H3PO4=NaH2PO4+HI2.3.1.3卤化物的水解PBr3+3H2O=H3PO3+3HBrPI3+3H2O=H3PO3+3HIor 2P+6H2O+3Br2=2H3PO3+6HBr2P+6H2O+3I2=2H3PO3+6HI2.3.1.4 烃的卤化C2H6(g)+Cl2(g)=C2H5Cl(l)+HCl(g) 2.3.1.5其它Br2+H2S=2HBr+SBr2+SO2+2H2O=2HBr+ H2SO4I2+H2SO3 +H2O=2HI+ H2S

8、O42.3.2 性质2.3.2.1 2HF=H2F+F- K=10-10液态HF和液NH3一样为一种非水溶剂稀：HF+H2O=H3O+F- K=7.410-4 HF+F-=HF2- K=5浓：H2F2+H2O= H3O+ HF2- 求它的平衡常数2.3.2.2 恒沸溶液HCl的浓度和沸点的关系图将HCl溶液加热到沸点后它会变化，其中如：NaCl溶液，则水蒸发，NaCl溶液变浓，最后析出NaCl如溶液，溶剂都可挥发，则一种挥发的快，一种慢，即和这个溶液平衡时的气相组成不同，对于我们这种情况，气相中HCl多一些，则溶液变样而对于浓度1.229V HBrOBr- 1.33V1.229V 不足以克服过

9、电位 HBrOBr2 1.6V1.229V ,可以4HBrO=2Br2+O 2+2H2O5HBrO=HBrO3+2Br2+2H2O对于歧化反应，X2+NaOH NaXO + NaX (1)X2+NaOH NaXO3 + NaX (2)对Cl，室温（1），高温(2)对Br，室温（2），低温(1)对I，只有 (2)故I2+OH-=？2.5.2.1.2盐 MClO电解无隔膜，稀NaCl溶液2Cl-+2H2O=2OH-+Cl2+H2Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O总：Cl-+H2O=ClO-+H2漂白粉：Ca(ClO)2+CaCl2 加酸生成什么？ 为什么时间一长会失效？问题：实验室如何制备

10、漂白粉KBrOKClO3KIO32.5.2.2亚卤酸及其盐2.5.2.2.1制备，亚溴酸仅见报道 Ba(ClO)2+ H2SO42HClO2+BaSO4 2ClO2+2OH-=ClO2-+ClO3-+H2O2.5.2.2.2性质 Ka=10-2 比HClO酸性强4HClO2=2H2O+3ClO2+Cl22.5.2.2.3盐 Na2O2+ClO2=2NaClO2+O2 NaClO2 NaClO3+NaCl2.5.2.3卤酸及其盐2.5.2.3.1制备 实验室方法Ba(ClO3)2+ H2SO4= 2HClO3+BaSO4Ba(BrO3)2+ H2SO4=HBrO3+BaSO4注意：Ba(ClO3

11、)2+ 2H2SO4 = 2HClO3+Ba(HSO4)2 溶解于水, 我们有一个实验 H2SO4+ BaSO4= Ba(HSO4)2HXO3制备时，应减压分馏，到 HClO3 40% HBrO3 50%8 HClO3=4 HClO4+2Cl2+3O2+2H2O工业方法电解食盐水（盐，去隔膜）NaCl+3H2O NaClO3+3H2NaClO3+KCl KClO3+NaCl另外：5Cl2+Br2+6H2O HBrO3+10HCl5Cl2+I2+6H2O HIO3+10HCl3I2+6NaOH NaIO3+5NaI+3H2OI2+10HNO3 2HIO3+10NO2+4H2OI2O5+H2O 2

12、HIO32.5.2.3.2性质 氧化性电对BrO3-/Br2ClO3-/Cl2IO3-/I2o1.521.471.192 BrO3-+I2=2 IO3-+Br22 ClO3-+I2=2 IO3-+Cl22 BrO3-+Cl2=2ClO3-+Br2分解：4KClO3=3KClO4+KCl2KClO3=2KCl+3O2 但不可以4KBrO3=3KBrO4+KBr2.5.2.4高卤酸及其盐2.5.2.4.1制备电解： KClO3+H2O KClO4+H2ClO3-+H2O ClO4-+2H+2e真空蒸馏可达纯HClO4或者 KClO4+ H2SO4=KHSO4+HClO4 这是弱酸制强酸或者电解盐酸

13、法 Cl+4H2O = ClO4+8H+8e2.5.2.4.2性质a，K+、NH4+、Rb+、Cs+的ClO4一些溶解性极差，制备方法b，oBrO4-/BrO3-=1.79V 故不可制得 BrO4-BrO3+F2+2OH-= BrO4+2F+H2OBrO3+XeF2+H2O= BrO4+Xe+2HF1968年才制得KBrO4。C，氧化性，随浓度变化 Nernst 方程，浓度大时，反极化作用上升。ClO4-+ Zn，SO2，H2O2 不反应ClO3-+ Zn，SO2，H2O2 反应 从电极电势图 ClO4ClO3Cl2说明ClO3应歧化，但由于动力学位阻，不发生歧化反应2.5.2.4.3HIO4

14、 H5IO6制备：2 H5IO6=2HIO3+O2+4H2OH5IO6=HIO4 +2H2O问题：H5IO6的结构是什么？为什么没有H5ClO6 和H5BrO6sp3d2， 原子半径制备：IO3- Na3H3IO6 Ag5IO6 AgCl+ H5IO6（无色晶体）HNO3+Ba5(IO6)2 = 5Ba(NO3)2+ 2 H5IO62 H5IO6 2HIO42HIO3+O2水中以H5IO6存在HIO4+2H2O H5IO6 H+H4IO6 K=210-2性质Mn2+IO4 IO3+MnO42.5.3卤素含氧酸及盐的性质递变规律2.5.3.1在酸性介质中氧化性升高MnO4-+8H+5e Mn2+

15、4H2OMnO4- /Mn2+ = oMnO4- /Mn2+-0.05916/5 log Mn2+/MnO4-H+82.5.3.2氧化性 HClO2 HClO HClO3 HClO42.5.3.3含氧酸的酸性，非羟基氧的数目HClO4 HClO3 HClO2 HClOend3氧族元素的特殊性O,S,4第4周期的不规则性氧化性HBrO4 H5IO6 HClO45第2周期的特殊性半径特别小，内层电子数少，最大配位数4易形成键。为什么CO2、SiO2不同。键和键哪个键能大？为什么SiF4、CF4水解性不同？NCl3、NF3比较NF3、NH3的键角和极性。6惰性电子对效应BCNOAlSiPSZnGaGeAsSeCdInSnSbTeHgTaPbBiPo从上到下，从左到右7第一电离能变化的周期性8镧系收缩镧系半径的变化，铈组和钇组，从上到下半径的变化，密度的变化，轻重过渡系的分组，TiVCrMnFeCoNiZrNbMoTcRuRhPdHfTaWReOsIrPt910文档可能无法思考全面，请浏览后下载，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意!