一、卤素单质的颜色与状态

1. 单质颜色递变规律

  • F₂：浅黄绿色气体（常温常压下）
  • Cl₂：黄绿色气体
  • Br₂：深红棕色液体（常温下为液态）
  • I₂：紫黑色固体（常温下为固态），加热时升华产生紫红色蒸气

    • 2. 溶解性及溶剂影响

  • 水溶液颜色：
  • Cl₂水呈浅黄绿色（溶解度较小）
  • Br₂水呈橙黄色（稀）至橙红色（浓）
  • I₂水呈棕黄色（溶解度极低）
  • 有机溶剂颜色：
  • Cl₂在CCl₄中为黄绿色
  • Br₂在CCl₄或苯中呈橙红色
  • I₂在CCl₄或苯中呈紫红色

    • 二、卤素化合物的颜色现象

    1. 卤化银沉淀

  • AgCl：白色沉淀（不溶于HNO₃）
  • AgBr：淡黄色沉淀（见光分解为黑色Ag颗粒）
  • AgI：黄色沉淀（稳定性高，用于感光材料）
  • AgF：无色可溶，其他卤化银均不溶于水

    • 2. 其他化合物

  • 卤素单质与金属反应：
  • Fe与Br₂反应生成FeBr₃（红棕色固体）
  • Fe与I₂反应生成FeI₂（黑色固体）
  • 卤素含氧酸：
  • HClO（次氯酸）无色，但氯水因Cl₂溶解呈黄绿色
  • HIO₃（碘酸）无色，但I₂在碱性溶液中歧化生成I⁻和IO₃⁻，酸化后析出I₂紫黑色沉淀

    • 三、实验反应中的颜色变化

    1. 置换反应

  • Cl₂与Br⁻：Cl₂加入NaBr溶液，溶液由无色变为橙红色（Br₂生成）
  • Br₂与I⁻：Br₂加入KI溶液，溶液由无色变为紫红色（I₂生成）
  • I₂与淀粉：I₂遇淀粉溶液显蓝色（特征反应）

    • 2. 歧化反应

  • Cl₂与NaOH溶液：Cl₂溶于冷NaOH生成无色NaCl和NaClO，溶液褪色；加热后生成NaClO₃，颜色无明显变化
  • I₂与NaOH溶液：I₂溶于NaOH生成无色NaI和NaIO，酸化后析出I₂紫黑色沉淀

    • 3. 萃取实验

  • Br₂萃取：溴水分层后，CCl₄层呈橙红色，水层颜色变浅
  • I₂萃取：碘水分层后，CCl₄层呈紫红色，水层颜色变浅

    • 四、特殊现象与注意事项

    1. 浓度对颜色的影响

  • 溴水浓度高时呈橙红色，稀释后变为浅黄色
  • 碘的苯溶液颜色随浓度变化，高浓度时呈紫红色，低浓度时呈浅紫色

    • 2. 光敏感性

  • AgBr和AgI见光分解为黑色Ag颗粒，需避光保存

    • 3. 腐蚀性

  • 液溴和碘蒸气会腐蚀橡胶塞，需用玻璃瓶保存

    • 实验现象总结

    | 卤素单质/化合物 | 实验条件 | 颜色现象 | 来源 |

    |-|-||-|

    | 液溴（Br₂） | 溶于CCl₄ | 橙红色分层 | |

    | 碘单质（I₂） | 升华实验 | 紫红色蒸气→紫黑色固体凝华 | |

    | AgNO₃与Cl⁻/Br⁻/I⁻ | 分别滴加AgNO₃和稀HNO₃ | 白色→AgCl，淡黄色→AgBr，黄色→AgI | |

    | Cl₂通入KI溶液 | 置换反应 | 无色→紫红色（I₂析出） | |

    通过上述实验现象，可清晰观察到卤素单质及其化合物的颜色递变规律（F₂→Cl₂→Br₂→I₂颜色加深），同时验证了卤素氧化性随原子半径增大而减弱的性质。