“擬鹵素”-不可小覷的一類題型

在高考化學(xué)試卷中，考查學(xué)生自學(xué)能力的主要承擔(dān)者是信息遷移式題型。它按照“汲取——組織——分析——運(yùn)用”這一運(yùn)行機(jī)制，依托思維能力，對(duì)題設(shè)的情境加以遷移、轉(zhuǎn)換（聯(lián)想、類比、模仿和改造）、重組，使問(wèn)題得到解決。

對(duì)鹵素性質(zhì)遷移應(yīng)用能力的考查已成為相當(dāng)穩(wěn)定的一個(gè)題型，主要考查學(xué)生的分析能力，適應(yīng)新情境的能力及知識(shí)遷移應(yīng)用能力。這類題目的特點(diǎn)是：給出擬鹵素如（CN）2、（SCN）2、IBr等的性質(zhì)與鹵素相似，或給出新的知識(shí)情境，然后根據(jù)鹵素的性質(zhì)結(jié)合具體的實(shí)例進(jìn)行遷移應(yīng)用。在進(jìn)行遷移應(yīng)用時(shí)，既要注意“擬鹵素”與鹵素的相似性，即表現(xiàn)在單質(zhì)的氧化性、與堿溶液反應(yīng)生成鹵化物和次鹵酸鹽、與Ag+結(jié)合的生成物的難溶性等。又要注意“擬鹵素”與鹵素明顯的差異性，即由于擬鹵素的組成不是一種元素，其各元素的化合價(jià)有差別，以致在參加化學(xué)反應(yīng)中價(jià)態(tài)的變化與鹵素單質(zhì)不完全相同，如：IBr + H2O ==  HBr + HIO的反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)等。

下面通過(guò)幾個(gè)例題加以說(shuō)明：

例一：氯化碘（ICl）的化學(xué)性質(zhì)跟氯氣相似，預(yù)計(jì)它跟水反應(yīng)的生成物是（   ）

A．HI和HClO                   B．HCl和HIO 

C．HClO3和HIO                 D．HClO和HIO

解析：先依題設(shè)，考慮氯氣與水的反應(yīng)：

          Cl2 + H2O == HCl + HClO

ICl與水的反應(yīng)跟Cl2相似，關(guān)鍵在于判斷出I、Cl兩元素何者形成氫鹵酸，何者形成次鹵酸。與I相比，Cl元素的非金屬性較強(qiáng)，更易形成負(fù)化合價(jià)；與Cl相比，I的金屬性較強(qiáng)，較易形成正化合價(jià)。因此，生成物為HCl和HIO，其方程式為：ICl + H2O == HCl + HIO故選B。

本題學(xué)生易誤選A，主要原因在于只簡(jiǎn)單模仿氯氣與水的反應(yīng)的方程式，認(rèn)為也是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而沒(méi)有考慮元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱規(guī)律。

例二：溴化碘（IBr）的化學(xué)性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似，能與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成金屬鹵化物，和某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)生成相應(yīng)的鹵化物。已知下列反應(yīng)：nIBr + 2M == MBrn + MIn (M為+n價(jià)金屬)    IBr + H2O == HBr + HIO ,下列有關(guān)敘述不正確的是（    ）

A． IBr 在常溫常壓下肯定不是氣體

B． 能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)

C． IBr 和M反應(yīng)時(shí)，IBr 只作氧化劑

D． IBr 與NaOH溶液反應(yīng)生成NaBr和NaIO

解析：在A項(xiàng)中，依據(jù)鹵素單質(zhì)在常溫常壓下的存在狀態(tài)：Cl2---氣態(tài)、Br2---液態(tài)、I2---固態(tài)；因?yàn)镮Br的分子量介于Br2和I2之間，故其狀態(tài)肯定不是氣態(tài)，A正確。在B項(xiàng)中，因?yàn)樵贗Br中I為+1價(jià)，Br為-1價(jià)，IBr不可能與碘化鉀反應(yīng)置換出單質(zhì)I2，故B不正確。在C項(xiàng)中，依據(jù)題目中給出的反應(yīng)式：nIBr + 2M == MBrn + MIn ，分析反應(yīng)前后元素的化合價(jià)可以看出：在反應(yīng)中Br元素的化合價(jià)始終為-1價(jià)，而I元素的化合價(jià)在反應(yīng)前為+1價(jià)，反應(yīng)后變?yōu)?1價(jià)，化合價(jià)降低，只作氧化劑。故C正確。在D項(xiàng)中，我們可以依據(jù)題給信息：IBr + H2O == HBr + HIO ，認(rèn)為IBr 與NaOH溶液的反應(yīng)是先和水反應(yīng)生成HBr 和HIO，生成的HBr 和HIO再與NaOH反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽NaBr和NaIO，故D也正確。由于教材中學(xué)過(guò)氯氣與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)：Cl2 + 2NaOH == NaCl + NaClO + H2O ，在這里有的同學(xué)盲目照搬照抄以上反應(yīng)，結(jié)果寫(xiě)成：IBr + 2NaOH == NaBrO + NaI + H2O ，導(dǎo)致錯(cuò)誤。

例三、（96年上海高考28題）氰（CN）2、硫氰（SCN）2的化學(xué)性質(zhì)和鹵素（X2）很相似，化學(xué)上稱為擬鹵素[如：（SCN）2 + H2O == HSCN + HSCNO ]。它們陰離子的還原性強(qiáng)弱為：Cl-＜Br-＜CN-＜SCN-＜I-。試寫(xiě)出：

①（CN）2與KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式；

   ② NaBr和KSCN的混合溶液中加入（CN）2反應(yīng)的離子方程式。

解析：解題時(shí)要抓住兩條信息，一是（CN）2、（SCN）2與Cl2很相似，解題時(shí)可看成Cl2，按Cl2 + 2KOH == KCl + KClO + H2O這個(gè)模式書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；二是陰離子還原順序?yàn)镃l-＜Br-＜CN-＜SCN-＜I-。由此可得②小題答案，即（CN）2只能氧化SCN-而不能氧化Br-，SCN- 與（CN）2 的反應(yīng)相當(dāng)于I-和Br2的反應(yīng)。

答案：①（CN）2  + 2KOH == KCNO + KCN + H2O

      ② 2SCN- + （CN）2  == （SCN）2 + 2CN-

例四、不同的鹵素原子之間可形成鹵素互化物，其通式可表示為XX’n（n = 1、3、5、7）。這種互化物大多不穩(wěn)定，易發(fā)生水解反應(yīng)，如BrFn跟水反應(yīng)時(shí)兩者物質(zhì)的量之比為3：5，水解生成物為溴酸、氫氟酸、溴單質(zhì)和氧氣，則下列敘述正確的是（    ）

A．此鹵素互化物的化學(xué)式為BrF3

B．此鹵素互化物的化學(xué)式為BrF5

C．每摩爾BrFn跟水完全反應(yīng)時(shí)，可生成等物質(zhì)的量的溴單質(zhì)和氧氣

D．BrFn在許多性質(zhì)上類似于鹵素單質(zhì)，如都有強(qiáng)還原性

解析：認(rèn)真審題后可知，題干中共給出三條信息：（1）不同的鹵素原子之間可形成鹵素互化物，其組成可用通式XX’n表示；（2）鹵素互化物大多性質(zhì)不穩(wěn)定，遇水時(shí)易發(fā)生水解反應(yīng)；（3）BrFn跟水反應(yīng)時(shí)BrFn與H2O的物質(zhì)的量之比為3：5，生成物為溴酸、氫氟酸、溴單質(zhì)和氧氣。在這三條信息中，前兩條僅是對(duì)鹵素互化物的一般描述，而第三條信息中因?yàn)榻o出了BrFn和H2O之間的物質(zhì)的量比及生成物，因而是解題的關(guān)鍵信息。

現(xiàn)根據(jù)信息（3）先寫(xiě)出BrFn水解的化學(xué)方程式：3BrFn + 5 H2O = xHBrO3 + yHF + zBr2 + wO2↑，其中n、x、y、z和w都是待定值，可根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后每種元素原子個(gè)數(shù)“守恒”的原則將這些數(shù)值確定，由于反應(yīng)式左端共5個(gè)氧原子，反應(yīng)式右端兩種含氧物化學(xué)式中氧原子的個(gè)數(shù)分別為3和2，因此可確定x = 1， w = 1；反應(yīng)式左端共3個(gè)溴原子，為使右端也保持3個(gè)溴原子，z值應(yīng)為1，反應(yīng)式左端氫原子數(shù)為10，為使右端也是10個(gè)氫原子，y = 9，最后反應(yīng)式右端氟原子總數(shù)為9，3n = 9，則n = 3，因此配平好系數(shù)的水解方程式為：3BrF3 + 5 H2O = HBrO3 + 9HF + Br2 + O2↑。從以上分析中可以看出：該鹵素互化物的化學(xué)式為BrF3，水解反應(yīng)中生成的Br2和O2的物質(zhì)的量相等。選項(xiàng)D中前半句的敘述正確，后半句應(yīng)為“強(qiáng)氧化性”而非“強(qiáng)還原性”。

綜合以上分析可知，本題答案選A、C。

總之，有關(guān)“擬鹵素”的題目?jī)?nèi)容都比較新穎，學(xué)生對(duì)它的陌生度較高，但只要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，如鹵素的主要化學(xué)性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、水解反應(yīng)、質(zhì)量守恒等，再對(duì)題中所給的新知識(shí)、新信息進(jìn)行認(rèn)真分析，找出新信息與基礎(chǔ)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，解決這類信息遷移題也并非高不可攀。由于這類題目既考查了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和靈活運(yùn)用能力，又考查了自學(xué)能力，在近幾年的高考化學(xué)試題中經(jīng)常出現(xiàn)，希望同學(xué)們注意“擬鹵素”知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握“擬鹵素”題型的解題技巧和方法，使自己在高考中立于不敗之地。