解放军文职招聘考试卤素单质的化学性质

 卤素单质的化学性质
1 、 卤素 与金属的反应
卤素单质的氧化性是其最典型的化学性质 .
氟在低温或高温下都可以和所有的金属直接作用，生成高价氟化物。氟与铜、镍、镁作用时，由于在金属表面生成薄层金属氟化物而阻止了反应的进行，因此氟可以贮存在铜、镍、镁或它们的合金制成的合金中。
氯气能与各种金属作用，反应比较剧烈。例如钠、铁、锡、锑、铜等能在氯气中燃烧，甚至连不与氧气反应的银、铂、金也能与氯气直接化合。
但氯气在干燥的情况下不与铁作用，因此可以把干燥的液氯贮存于铁罐或钢瓶中。
2 、 卤素 与非金属的反应
氟几乎与所有的非金属（氧、氮除外）都能直接化合，甚至在低温下氟仍可以与硫、磷、硅、碳等猛烈反应产生火焰。甚至极不活泼的稀有气体氙 Xe ，也能在 523K 与氟发生化学反应生成氟化物。氟在低温和黑暗中即可和氢直接化合，放出大量的热并引起爆炸。
氯能与大多数非金属单质直接化合，反应程度虽不如氟猛烈，但也比较剧烈。例如氯能与磷、硫、氟、碘、氢等多种非金属单质作用生成氯化物。
3 、 卤素 与水的反应
卤素单质较难溶于水，卤素与水可能发生以下两类反应：
（ 1 ） X 2 + H 2 O = 2HX + 1/2 O 2 ↑
（ 2 ） X 2 + H 2 O = HX + HXO ↑ （ X= F 、 Cl 、 Br 、 I ）
我们先来看看第一类反应：
（ 1 ） X 2 + H 2 O = 2HX + 1/2 O 2 ↑
在这类反应中，卤素作为氧化剂，水作为还原剂组成了一个氧化还原反应。该反应是由下面两个半反应组成的：
X 2 + 2e - ←→ 2X - ①
φ A θ / V ：（ F 2 /F - ） = 2.87 、（ Cl 2 /Cl - ） = 1.36 、（ Br 2 / Br - ） = 1.07 、（ I 2 /I - ） = 0.54
O 2 + 4H + + 4e - ←→ 2H 2 O ②
φ A θ （ O 2 /O 2 - ） = 1.23V
从标准电极电势可以看出， F 2 与水反应的趋势最大， Cl 2 次之，它们在一般酸性溶液中就能发生反应；当水溶液的 pH>3 时， Br 2 才能发生反应；水溶液的 pH>12 时， I 2 才能发生反应。
我们再来看看第二类反应：
（ 2 ） X 2 + H 2 O = HX + HXO
这是卤素在水中发生的氧化还原反应，氧化作用和还原作用同时发生在同一分子内的同一种元素上，即该元素的原子一部分被氧化，氧化数升高，同时另一部分原子被还原，氧化数降低，这种自身的氧化还原反应称为歧化反应。
氟由于不能生成正氧化态的化合物，所以它与水不发生歧化反应。
氯与溴对水的反应从热力学角度看可以发生第一类反应，但由于第一类反应的活化能较高而实际上速度很慢，事实上氯与溴对水进行的是第二类反应──歧化反应。歧化反应进行的程度与溶液的 pH 值有很大关系，碱性条件有利于歧化反应的进行。
4 、卤素间的置换反应
从卤素的电势图可以看出，卤素单质都是氧化剂，它们的标准电极电势值按 F ， Cl ， Br ， I 的顺序依次降低，所以卤素单质的氧化能力按此顺序依次降低。而卤离子的还原能力按此顺序依次增强。
标准电极电势值 φ A θ （ V ）：
2.87 1.36 1.07 0.54
F 2 ——— F - Cl 2 ——— Cl - Br 2 ——— Br - I 2 ——— I -
 
卤素单质的氧化能力： F 2 ＞ Cl 2 ＞ Br 2 ＞ I 2 卤离子的还原能力： F - ＜ Cl - ＜ Br - ＜ I -
氯气能氧化溴离子和碘离子成为单质。由于氯气是个较强的氧化剂，如果氯气过量，则被它置换出的碘将进一步氧化成高价碘的化合物。
Cl 2 ＋ 2NaBr ＝ Br 2 ＋ 2NaCl
Cl 2 ＋ 2NaI ＝ I 2 ＋ 2NaCl
I 2 ＋ 5Cl 2 ＋ 6H 2 O ＝ 2IO 3 - ＋ 10Cl - ＋ 12H +
溴能氧化碘离子成为碘单质。
Br 2 ＋ 2NaI ＝ I 2 ＋ 2NaBr