高中化学“卤素元素”的例题解析

　　高中化学“卤素元素”的例题解析

　　李忠明    湖北省黄冈市红安县大赵家高中     438400

　　摘要：在高中的化学学习中，“卤素元素”一直是容易出现“误解”的难点。在试题中，学生可能因为概念的混淆、题意的错误理解、特殊案例的疏漏、无关信息的干扰而出现解题失误。为了提高学习效率、有效掌握“卤素”的重难点，在未来的高考中获得更高的分数，笔者针对卤煮元素及其化合物的特性，试选择一些例题，为同学们列举具体的解题思路与解题方案。

　　关键词：卤素元素；高考考点；例题解析；高中化学

　　卤素元素在高中化学教材中处于非常微妙的地位，在教材中，其占据的篇幅比较少，内容也不甚深入，但在高考中却是一个考察重点，因它而生的题型可谓是丰富多变。然而，学生在学习中接触到的卤素元素知识通常是比较凌乱的，学生的学习所得通常只是单纯的记忆，缺乏对概念、题意的清晰理解，经常会在解题中受到隐藏条件或无关因素的干扰，甚至忽略了对特殊案例的探析。本文选取一些例题，进行适当分析。

　　一、化学键与卤素

　　例题1：现有如下四个句子，请问哪个句子反映了卤素及共价键之间的键能大小关系？

　　A.与晶体硅相对比，在沸点电、硬度和熔点上，金刚石更高；

　　B.熔点从高到低依次是：氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠；

　　C.热稳定性从高到低依次是：氟化氢、氯化氢、溴化氢、碘化氢；

　　D.碘、溴、氯、氟四种单质晶体的熔点和沸点依次升高。

　　答案：A、C。

　　分析：首先，碘、溴、氯、氟四种单质晶体的本质都是分子晶体，这些晶体的熔点和沸点因其结构特性而只受分子间作用力大小的影响，不会受到化学键的影响，所以D选项错误。而原子晶体和离子晶体，前者熔点和沸点取决于各微粒之间的共价键键能。一般来说，原子晶体的组成微粒越密集，共价键将会存在着越大的键能，熔点和沸点也会随之升高；离子晶体的键能则与离子的半径、携带的电荷数有关，若离子半径足够小，携带的电荷数足够多，那么离子键能将会足够强，其晶体的熔点和沸点也会足够高。因此，A选项是正确的，而B选项是错误的。再看共价化合物，其稳定性则是和共价键键能联系密切，原子半径大小与共价键长短呈正相关关系，故原子半径与共价键长若极其短小，那么键能将会极大，其化合物也将具有更高的稳定性，故C选项是正确的。

　　二、卤素元素与电荷守恒定律的应用

　　例题2：将13.40g的氯化钾、溴化钾混合物溶于水中形成溶液，充入过量的氯气，在充分反应后蒸干溶液，并对剩余的固体进行彻底灼烧，所得的固体残留物最终质量为11.175g，求原溶液中钾离子、氯离子以及溴离子的具体比例。

　　答案：钾离子、氯离子以及溴离子的数目比为3：2：1。

　　分析：本题主要选择差量法进行相应的计算。假设原溶液为电中性，那么可知n*钾离子=n*氯离子+n*溴离子，计算所得钾离子：氯离子：溴离子=3：2：1。

　　总结：涉及到溶液的卤素元素计算，可以利用电荷守恒定律来进行计算。

　　三、卤素元素与电子守恒定律的应用

　　例题3：选择一定量氢氧化钠溶液，其温度保持一定，将氯气通入，得到含有次氯化钾、氯酸钾以及氯化钾的溶液，其中ClO-和ClO3-之比为2:1，求氯化钾和次氯化钾之比。

　　答案：氯化钾和次氯化钾之比为7：2。

　　分析：经过氧化的氯元素，其物质的量是3mol，假设经过还原的氯元素，其物质的量是Xmol，那么按照电子守恒定律，可推出如下等式：5*1mol+1*2mol=1*Xmol，即X=7，因此得出氯化钾：次氯化钾=7：2。

　　总结：涉及到无明显数值的计算，可利用电子守恒定律，通过假设来进行计算。

　　四、卤素元素与质量守恒定律的应用

　　例题4：在碘化钾溶液中加入适量的硝酸银溶液，待充分反应后，发现反应所得溶液其质量与原先的碘化钾溶液恰巧相同。请计算出硝酸银溶液的具体质量分数。

　　答案：硝酸银溶液的具体质量分数为72.34%。

　　分析：按照质量守恒定律的规定，结合题目给予的条件，可推出如下结论：溶液质量=溶质质量+容积质量，这其中并不包括沉淀物的质量，故可列出以下等式A：碘化钾（166g）+硝酸银（177g）=碘化银（235g）+硝酸钾（101g）。由于碘化银为沉淀物，故计算质量时将其排除在外，将碘化钾溶液、硝酸银溶液、硝酸钾溶液中水的质量设为m1、m2、m3，则可以继续推出下列两个等式：

　　①m*碘化钾+m1+m*硝酸银+m2=m*硝酸钾+m3+m*碘化银；

　　②m*碘化钾+m*硝酸银=m*硝酸钾+m*碘化银。

　　将以上的等式②代入等式①，即可获得另一个等式：

　　③m2=m3-m1；

　　而根据题意，可以推出下一个等式：

　　④m*碘化钾+m1=m*硝酸钾+m3；

　　将等式③代入等式④，再代入等式A中括号对应的各项数值，则可以继续推出如下结论：

　　⑤m2=m*碘化钾-m*硝酸钾=65g

　　而硝酸银其质量分数=m*硝酸银 / （m2+m*硝酸银）=170/（170+65），最终结果为72.34%。

　　总结：无论是否涉及到卤素元素，计算题都是化学考试的难点。一般情况下，化学计算涉及到的定律都是质量守恒定律，在计算时应谨记，无论发生怎样的反应，化学反应前后，所有物质的质量都是相等的。此题重点在于对沉淀物和溶液的公式推导。

　　结语：

　　在高中化学中，卤素元素相关解题可以结合之前学过的物质的量这一知识点，借助电荷、电子、质量守恒三大定律对卤素问题进行另辟蹊径的巧解。

　　参考文献：

　　[1]王永学.“卤素元素”例题解析[J].中学生数理化：高二版,2011(09).

　　[2]黄晓洪.以卤族元素为依托下的高中化学教学分析[J].小作家选刊：教学交流, 2013（07）.

　　[3]王笃年.关于卤族元素及其化合物的系列问题（5）--卤素单质化学性质的问题[J].高中数理化,2015(Z2).