“拟卤素”-不可小觑的一类题型
[HTML]<br><br><br>[/HTML]山东省高青一中 蔡清华 邮编:256300在高考化学试卷中,考查学生自学能力的主要承担者是信息迁移式题型。它按照“汲取——组织——分析——运用”这一运行机制,依托思维能力,对题设的情境加以迁移、转换(联想、类比、模仿和改造)、重组,使问题得到解决。
对卤素性质迁移应用能力的考查已成为相当稳定的一个题型,主要考查学生的分析能力,适应新情境的能力及知识迁移应用能力。这类题目的特点是:给出拟卤素如(CN)2、(SCN)2、IBr等的性质与卤素相似,或给出新的知识情境,然后根据卤素的性质结合具体的实例进行迁移应用。在进行迁移应用时,既要注意“拟卤素”与卤素的相似性,即表现在单质的氧化性、与碱溶液反应生成卤化物和次卤酸盐、与Ag+结合的生成物的难溶性等。又要注意“拟卤素”与卤素明显的差异性,即由于拟卤素的组成不是一种元素,其各元素的化合价有差别,以致在参加化学反应中价态的变化与卤素单质不完全相同,如:IBr + H2O == HBr + HIO的反应不属于氧化还原反应等。
下面通过几个例题加以说明:
例一:氯化碘(ICl)的化学性质跟氯气相似,预计它跟水反应的生成物是( )
A.HI和HClO B.HCl和HIO
C.HClO3和HIO D.HClO和HIO
解析:先依题设,考虑氯气与水的反应:
Cl2 + H2O == HCl + HClO
ICl与水的反应跟Cl2相似,关键在于判断出I、Cl两元素何者形成氢卤酸,何者形成次卤酸。与I相比,Cl元素的非金属性较强,更易形成负化合价;与Cl相比,I的金属性较强,较易形成正化合价。因此,生成物为HCl和HIO,其方程式为:ICl + H2O == HCl + HIO故选B。
本题学生易误选A,主要原因在于只简单模仿氯气与水的反应的方程式,认为也是发生氧化还原反应,而没有考虑元素的金属性、非金属性强弱规律。
例二:溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物。已知下列反应:nIBr + 2M == MBrn + MIn (M为+n价金属) IBr + H2O == HBr + HIO ,下列有关叙述不正确的是( )
A. IBr 在常温常压下肯定不是气体
B. 能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
C. IBr 和M反应时,IBr 只作氧化剂
D. IBr 与NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
解析:在A项中,依据卤素单质在常温常压下的存在状态:Cl2---气态、Br2---液态、I2---固态;因为IBr的分子量介于Br2和I2之间,故其状态肯定不是气态,A正确。在B项中,因为在IBr中I为+1价,Br为-1价,IBr不可能与碘化钾反应置换出单质I2,故B不正确。在C项中,依据题目中给出的反应式:nIBr + 2M == MBrn + MIn ,分析反应前后元素的化合价可以看出:在反应中Br元素的化合价始终为-1价,而I元素的化合价在反应前为+1价,反应后变为-1价,化合价降低,只作氧化剂。故C正确。在D项中,我们可以依据题给信息:IBr + H2O == HBr + HIO ,认为IBr 与NaOH溶液的反应是先和水反应生成HBr 和HIO,生成的HBr 和HIO再与NaOH反应生成相应的盐NaBr和NaIO,故D也正确。由于教材中学过氯气与氢氧化钠溶液的反应:Cl2 + 2NaOH == NaCl + NaClO + H2O ,在这里有的同学盲目照搬照抄以上反应,结果写成:IBr + 2NaOH == NaBrO + NaI + H2O ,导致错误。
例三、(96年上海高考28题)氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化学性质和卤素(X2)很相似,化学上称为拟卤素[如:(SCN)2 + H2O == HSCN + HSCNO ]。它们阴离子的还原性强弱为:Cl-<Br-<CN-<SCN-<I-。试写出:
①(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式;
② NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2反应的离子方程式。
解析:解题时要抓住两条信息,一是(CN)2、(SCN)2与Cl2很相似,解题时可看成Cl2,按Cl2 + 2KOH == KCl + KClO + H2O这个模式书写化学方程式;二是阴离子还原顺序为Cl-<Br-<CN-<SCN-<I-。由此可得②小题答案,即(CN)2只能氧化SCN-而不能氧化Br-,SCN- 与(CN)2 的反应相当于I-和Br2的反应。
答案:①(CN)2 + 2KOH == KCNO + KCN + H2O
② 2SCN- + (CN)2 == (SCN)2 + 2CN-
例四、不同的卤素原子之间可形成卤素互化物,其通式可表示为XX’n(n = 1、3、5、7)。这种互化物大多不稳定,易发生水解反应,如BrFn跟水反应时两者物质的量之比为3:5,水解生成物为溴酸、氢氟酸、溴单质和氧气,则下列叙述正确的是( )
A.此卤素互化物的化学式为BrF3
B.此卤素互化物的化学式为BrF5
C.每摩尔BrFn跟水完全反应时,可生成等物质的量的溴单质和氧气
D.BrFn在许多性质上类似于卤素单质,如都有强还原性
解析:认真审题后可知,题干中共给出三条信息:(1)不同的卤素原子之间可形成卤素互化物,其组成可用通式XX’n表示;(2)卤素互化物大多性质不稳定,遇水时易发生水解反应;(3)BrFn跟水反应时BrFn与H2O的物质的量之比为3:5,生成物为溴酸、氢氟酸、溴单质和氧气。在这三条信息中,前两条仅是对卤素互化物的一般描述,而第三条信息中因为给出了BrFn和H2O之间的物质的量比及生成物,因而是解题的关键信息。
现根据信息(3)先写出BrFn水解的化学方程式:3BrFn + 5 H2O = xHBrO3 + yHF + zBr2 + wO2↑,其中n、x、y、z和w都是待定值,可根据化学反应前后每种元素原子个数“守恒”的原则将这些数值确定,由于反应式左端共5个氧原子,反应式右端两种含氧物化学式中氧原子的个数分别为3和2,因此可确定x = 1, w = 1;反应式左端共3个溴原子,为使右端也保持3个溴原子,z值应为1,反应式左端氢原子数为10,为使右端也是10个氢原子,y = 9,最后反应式右端氟原子总数为9,3n = 9,则n = 3,因此配平好系数的水解方程式为:3BrF3 + 5 H2O = HBrO3 + 9HF + Br2 + O2↑。从以上分析中可以看出:该卤素互化物的化学式为BrF3,水解反应中生成的Br2和O2的物质的量相等。选项D中前半句的叙述正确,后半句应为“强氧化性”而非“强还原性”。
综合以上分析可知,本题答案选A、C。
总之,有关“拟卤素”的题目内容都比较新颖,学生对它的陌生度较高,但只要有扎实的基础知识,如卤素的主要化学性质、氧化还原反应、水解反应、质量守恒等,再对题中所给的新知识、新信息进行认真分析,找出新信息与基础知识之间的内在联系,解决这类信息迁移题也并非高不可攀。由于这类题目既考查了学生对基础知识的掌握和灵活运用能力,又考查了自学能力,在近几年的高考化学试题中经常出现,希望同学们注意“拟卤素”知识的学习,掌握“拟卤素”题型的解题技巧和方法,使自己在高考中立于不败之地。