教材 · 化学 · 无机化学 · 典型元素

卤素及其化合物

ハロゲンとその化合物

III 無機化学 / 典型元素(主要族元素)
一句话结论

置换判断必须同时看氧化性与介质;颜色必须标明物种、状态或溶剂。普通水溶液主要比较氯、溴、碘,氟会与水反应,不能当作同样的置换实验。

同样叫“碘”,有时是深色固体,有时是紫色蒸气,有时溶液呈棕色。先问眼前是单质还是离子、处在哪一种溶剂中,颜色才有确定的意义。卤素置换也一样:顺序告诉你趋势,水溶液条件决定能不能直接套用。

为什么是这样

卤素单质倾向得到电子而变成卤离子,具有氧化性(酸化力)。氯可以从溴离子、碘离子处夺取电子;溴可以氧化碘离子。离子被氧化成单质后,颜色或萃取后的有机层颜色改变,才是你观察到的现象。不是“两个盐交换名字”就一定能反应。

碘离子与碘单质不是同一物种。碘离子本身在普通稀水溶液中无色;碘单质的固体为紫黑至灰黑色,蒸气紫色,在水中通常呈黄褐色,在己烷等指定非极性溶剂中呈紫色。含碘离子的碘溶液还可形成三碘离子,呈棕褐色;与淀粉形成的体系呈蓝至蓝黑色,不能把这些都简写成“碘就是紫色”。

含碘物种、状态或溶剂与颜色对照物种状态或溶剂常见颜色I⁻普通稀水溶液本身无色I₂固体紫黑至灰黑I₂蒸气紫色I₂水溶液黄褐色I₂己烷溶液紫色I₃⁻含碘离子的水溶液棕褐色淀粉体系:蓝至蓝黑色;不是所有含碘溶液都紫色。颜色深浅受浓度影响;置换还须看介质。氟会与水反应,另行判断。

定量表达

氧化性常按 F2 > Cl2 > Br2 > I2 排列,但普通卤盐水溶液的例子是 Cl2 + 2Br− → 2Cl− + Br2 与 Br2 + 2I− → 2Br− + I2。反应前后元素和总电荷都守恒;半反应中卤素单质接受两个电子,两个卤离子共给出两个电子。

氟的边界须单独写:2F2 + 2H2O → 4HF + O2,因此不能把氟通入水溶液简单视为普通卤盐置换。银盐检验也要区分:氯化银白色、溴化银淡黄色、碘化银黄色;氯化银溶于稀氨水,溴化银通常需浓氨水,碘化银难溶。颜色与氨水浓度是两项证据,不能都压成一个“卤化银白色”。

怎么用

判断氯水加入碘化钾水溶液,先比较单质氧化性,写 Cl2 + 2I− → 2Cl− + I2,再确定观察的是哪一层。若振荡后用己烷萃取,紫色的是有机层中的碘;水层颜色、层的位置则还需看剩余物种及溶剂密度,不能只说“上层必紫色”而不指定溶剂。

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