Задание по теме: "Галогены и их соединения"

Задание по теме: «Галогены и их соединения»

1.      Прочитайте теорию по теме «Галогены»

2.      Выполните самостоятельную работу по теме: «Галогены и их соединения»

Теоретический материал по теме: «Галогены и их соединения»

От F к At (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Все галогены относятся к неметаллам, являются сильными окислителями.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns²np⁵:

• F - 2s²2p⁵
• Cl - 3s²3p⁵
• Br - 4s²4p⁵
• I - 5s²5p⁵
• At - 6s²6p⁵

Для галогенов характерны нечетные степени окисления: -1, +1, +3, +5, +7. Это связано с электронной конфигурацией атомов в возбужденном состоянии.

Физические свойства

Простые вещества - галогены - состоят из двухатомных молекул, в которых атомы связаны ковалентной неполярной связью. 

Галогены - вещества молекулярного строения; плохо растворимы в воде (происходит обратимая химическая реакция),но хорошо растворимы в неполярных и малополярных растворителях, таких как CCl₄, гексан С₆Н₁₄, сероуглерод CS₂ и т.п.

Получение

Галогены в чистом виде можно получить путем электролиза водных растворов и расплавов их солей. Например, хлор в промышленности получают электролизом водного раствора хлорида натрия.

NaCl + H₂O → (электролиз) NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

Электролизом расплава гидрофторида калия KHF₂ в безводной плавиковой кислоте - HF - был впервые получен фтор.

HF → F₂ + H₂

Более активные галогены способны вытеснять менее активные. Активность галогенов убывает: F → Cl → Br → I.

Cl₂ + KBr → Br₂ + KCl

Cl₂ + KI → I₂ + KCl

В лабораторных условиях галогены могут быть получены следующими реакциями.

HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

HCl + KMnO₄ → MnCl₂ + Cl₂ + KCl + H₂O

Химические свойства

Галогены - типичные окислители. Наибольшей химической активностью обладает фтор, это сильнейший окислитель, который реагирует даже с инертными газами:

2F₂+Xe=XeF₄

1) Взаимодействие с металлами. Все галогены взаимодействуют практически со всеми простыми веществами, наиболее энергично протекает реакция с металлами. Фтор при нагревании реагирует со всеми металлами, включая золото и платину, на холоде взаимодействует с щелочными металлами, свинцом и железом. Хлор, бром и йод при обычных условиях реагируют со щелочными металлами, а при нагревании – с медью, железом и оловом:

I₂+2Cu=2CuI

2Fe+3Cl₂=2FeCl₃

В результате взаимодействия образуются галогениды, которые являются солями.

2) Взаимодействие с водородом. Все галогены взаимодействуюс водородом с образованием галогеноводородов:

H₂+Hal₂=2HHal

При обычных условиях фтор реагирует с водородом в темноте со взрывом:

Темнота H₂+F₂→темнота2HF+Q

взаимодействие с хлором протекает на свету:

H₂+Cl₂→2HCl

бром и йод реагируют только при нагревании:

H₂+Br₂→2HBr

причем реакция с йодом обратима:

H₂+I₂↔2HI

3) Взаимодействие с неметаллами. С кислородом и азотом галогены непосредственно не взаимодействуют:

Hal₂+O₂≠

Реагируют с серой, фосфором, кремнием, проявляя окислительные свойства, химическая активность у брома и йода выражена слабее, чем у фтора и хлора:

2P+3Cl₂=2PCl₃

Si+2F₂=SiF₄

Cl₂+S→SCl₂

4) Взаимодействие с водой. С водой фтор и остальные галогены реагируют по-разному: взаимодействие фтора с водой сопровождается горением, а с водяным паром - взрывом:

2F₂+2H₂O=4HF+O₂↑

Остальные галогены при взаимодействии с водой образуют смесь кислот:

Hal₂+H₂O=HHal+HHalO

Эта реакции является реакцией диспропорционирования, где галоген одновременно является окислителем и восстановителем.

5) Взаимодействие со щелочами. Также галогены диспропорционируют в растворах щелочей:

• на холоде: Cl₂+2KOH=KClO+KCl+H₂O образуется хлорид и гипохлорит
• при нагревании: 3Cl₂+6KOH→ KClO₃+5KCl+3H₂O образуется лорид и хлорат

Гипобромид-ион существует только при температуре ниже 0 °С, гипойодит-ион в растворах не существует.

6) Взаимодействие с соединениями других неметаллов:

Галогены способны отнимать водород от других веществ:

H₂S+Br₂=S+2HBr

Реакционная способность галогенов снижается при переходе от фтора к йоду, поэтому предыдущий элемент вытесняет последующий из галогеноводородных кислот и их солей:

2KI+Br₂=2KBr+I₂

2HBr+Cl₂=2HCl+Br₂

Самостоятельная работа по теме: «Галогены и их соединения»

1.      Хлор взаимодействует со всеми веществами набора:
1)	HCl; CO; Na
2)	KBr; NaOH; Fe
3)	NaF; Ba(OH)2; Al
4)	NaI; Cu(OH)2; H2
2.      Хлороводород можно получить реакцией
1)	конц. серной кислоты с раствором хлорида натрия
2)	конц. серной кислоты с твердым хлоридом натрия
3)	разб. серной кислоты с раствором хлорида натрия
4)	разб. серной кислоты с твердым хлоридом натрия
3.      Не реагирует с разбавленной соляной кислотой
1)	медь
2)	железо
3)	цинк
4)	магний
4.      Соляная кислота не взаимодействует ни с одним из двух веществ
1)	цинком и гидроксидом натрия
2)	медью и оксидом меди (II)
3)	ртутью и оксидом углерода (IV)
4)	магнием и аммиаком

5.       В цепочке превращений

Cl2 → X		Y
	MnO2

веществами X и Y соответственно являются

1)      HCl; O₂

2)      MnCl₂; Cl₂

3)      HCl; Cl₂

4)      HClO; Cl₂

6.               Концентрированная соляная кислота реагирует с

1)               MnO₂

2)               NH₃

3)               Br₂

4)               Hg

5)               NaNO₃

6)               CaCO₃

7.       Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции

FeSO₄ + KClO₃ + …→  K₂FeO₄ + ... + K₂SO₄ + ...

Определите окислитель и восстановитель.

8.       Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции

KNO₂+…+H₂SO₄→I₂+NO+…+… Определите окислитель и восстановитель.

9.       В результате реакции концентрированной соляной кислоты с сильным окислителем оранжевого цвета образовался раствор зеленого цвета и выделился желто-зеленый ядовитый газ. Он прореагировал на свету с водородом. Получившийся газ растворили в концентрированном растворе азотной кислоты. Вновь выделился ядовитый желто-зеленый газ, кототрый прореагировал с железом. Напишите уравнения описанных реакций.

10.  Через 200 г 10,3%-ного раствора бромида натрия пропустили хлор. Определите объем хлора, пошедшего на реакцию.