同學們在學習高中化學知識時,若對鹵族元素的知識理解得不夠透徹,遇到相關試題時,就難以正確求解。下面選擇兩道關于鹵族元素的例題進行分析,以便幫助同學們更透徹地理解鹵族元素的知識,進而正確解答相關題目。
1.鹵族元素與物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律結(jié)合的試題
例1 下列選項不正確的是( )。
A.相對于晶體硅來講,金剛石的硬度更小,熔、沸點更低
B.熔點:碘化鈉<溴化鈉<氯化鈉<氟化鈉
C.熱穩(wěn)定性:碘化氫<溴化氫<氯化氫<氟化氫
D.單質(zhì)的熔、沸點:氟<氯<溴<碘
解析:組成原子晶體的各個原子的半徑越小,原子之間形成的共價鍵鍵長越短,鍵能就越大,晶體的熔、沸點就會越高。離子晶體的鍵能大小取決于離子半徑的大小,以及離子帶有的電荷數(shù),離子所帶的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,形成的離子鍵就越強,離子晶體的鍵能就越大,熔、沸點就越高。
因此金剛石相對于晶體硅,其硬度更大,熔、沸點更高,選項A錯誤。碘化鈉、溴化鈉、氯化鈉、氟化鈉這四種離子化合物的熔點是從低到高排列的,選項B正確。共價化合物自身的熱穩(wěn)定性取決于共價鍵的鍵能大小,兩者存在著緊密的聯(lián)系。鹵族元素形成的氫化物的熱穩(wěn)定性隨鹵族元素原子序數(shù)的增大而變?nèi)?,這是因為同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,導致所形成的共價鍵鍵長變長,鍵能變小,氫化物的穩(wěn)定性變?nèi)?。因此碘化氫、溴化氫、氯化氫、氟化氫這幾種氫化物的熱穩(wěn)定性是從低到高排列的,選項C正確。氟、氯、溴、碘這幾種鹵族元素的單質(zhì)晶體均屬于分子晶體,分子晶體的熔點、沸點與分子間的相互作用力有著直接關系,化學鍵不會對其產(chǎn)生直接影響,因此氟、氯、溴、碘這四種單質(zhì)晶體的熔、沸點是從低到高排列的,選項D正確。本題選A。
2.鹵族元素與化學反應結(jié)合的試題
例2
現(xiàn)有一個裝有KI溶液的容器,利用滴管向該容器中滴入少量CCl溶液,之后向混合溶液中加入少量氯水,會發(fā)現(xiàn)CCl層逐漸變成紫色。若是一直將氯水滴入到試管中并搖晃,則會發(fā)現(xiàn)CCl層的紫色逐漸消失,最終變成無色。根據(jù)上述表述填空:
(1)寫出CCl層從紫色到無色的化學方程式:____(若系數(shù)為1,則不用書寫)。該化學反應中的還原劑為____。
(2)將KI溶液換成KBr溶液,那么CCl層將變成____色。一直往里面添加氯水,CCl層的顏色沒有發(fā)生變化。則Cl、HIO、HBrO的氧化性強弱順序是____。
解析:(1)氯元素將KI中的I-直接氧化成碘單質(zhì)。當CCl層呈現(xiàn)紫色之后,繼續(xù)往里面加氯水,氯水就會把碘單質(zhì)氧化成碘酸。按照氧化還原反應的配平原則,得出化合價發(fā)生的變化,I元素的化合價由0價升高到+5價,Cl元素的化合價由0價降低到-1價,化合價一個升高5,一個降低1,根據(jù)電子守恒與質(zhì)量守恒定律,得到化學方程式為6HO+I+5Cl=10 HCl+2 HIO。通過分析反應能夠得出,化合價升高的是I元素,由此可以得出還原劑是I。
(2)將KI溶液換成KBr溶液時,能夠獲取溴單質(zhì),這時CCl層表現(xiàn)為紅棕色。當往里面滴加氯水時,發(fā)現(xiàn)顏色沒有發(fā)生變化,說明氯水沒有將溴單質(zhì)氧化。由此可以得出Cl、HIO、HBrO的氧化性強弱順序是HIO23。