第一节 氯 气 一、分子式、电子式、结构式 二、物理性质 黄绿色有刺激性气味的气体, 比空气重(分子量大于 29), 有毒, 易液化, 能溶于水(1:2.26), 但难溶于饱和食盐水。 (1)色、味、态(介绍毒性) (2)密度:比空气大 (3)水溶性:可溶(体积比 1:2)常温下,1 体积水约能溶解 2 体积氯气) (4)熔、沸点:-101 C;-34.6 C (与氧气-218 C;-183 C 和氢气-259 C;-252 C 比较) 易液化:氯气 (常压,-34.6 C ) 变成液氯 观察一瓶氯气,闻味(注意方法”扇”和”飘”),再到入水振荡.用手轻轻地在瓶口扇 动,仅使极少量的气体飘进鼻孔。 三、化学性质(强氧化剂) ①与金属反应(将金属氧化为高价态. . .) 2Na + Cl2 点燃 2NaCl(白烟) Cu + Cl2 点燃 CuCl2(棕黄色烟) 2Fe + 3Cl2 点燃 2FeCl2(棕色烟) 注意: 干燥的氯气与铁不反应,故工业上把液氯储存在钢瓶中 CuCl2 固体加水后氯气,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色 CuCl2 溶液的颜色随溶液浓度的不同而略有不同。 CuCl2 溶液 浓溶液(黄色 ) 黄绿色 绿色 稀溶液( 蓝色 ) ②与非金属反应 点燃 H2 + Cl2 === 2HCl(苍白色火焰,工业制 HCl 原理) 光照 H2 + Cl2 === 2HCl(爆炸) 点燃 2P + 3Cl2 === 2PCl3 (液体) 三氯化磷 (白色 烟雾) PCl3 + Cl2 === PCl5 (固体) 五氯化磷 磷在氯气中燃烧时硫化氢检测仪,两个反应同时发生产生白色烟雾 燃烧(广义定义) :指任何发热发光的剧烈的化学反应。
③与水反应 Cl2 + H2O = HCl + HClO 注意:氯水为淡黄绿色,主要成分为 Cl2、H2O、 HClO 、H+ 、Cl- 、ClO- 、OH- 。 并且 2HClO= 2HCl + O2↑氯气,故久置氯水为稀盐酸,新制氯水在保存时应该棕色瓶,密封保 存。另 HClO 是一种一元弱酸,具有强氧化性和不稳定性,可以做漂白剂、杀菌剂。 ④与碱反应 Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O (Cl2 尾气吸收) 3Cl2 + 6NaOH △ 5NaCl + NaClO3 + 3H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O (工业制漂白粉) 工业上将氯气通入石灰乳制漂白粉,漂白粉的主要成分是 CaCl2 和 Ca(ClO)2 有效成 分是 Ca(ClO)2 。漂白粉在空气中易变质,发生反应:Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClO 生成的次氯酸发生分解反应:2HClO= 2HCl + O2↑。另次氯酸钙还可以和其它比次 氯酸强的酸发生强酸制弱酸的复分解反应,如 Ca(ClO)2 + 2HCl = CaCl2 + 2HClO⑤与还原性物质反应 Cl2 + FeCl2 = 2FeCl3 Cl2 + H2S = 2HCl + S↓ Cl2 + SO2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4 Cl2 + 2KI = 2KCl + I2 (用于 Cl2 检验,现象:湿润的淀粉 - KI 试纸变蓝) Cl2 + Na2SO4 + H2O = 2HCl + Na2SO4 ⑥与有机物反应 Cl2 可以与烷烃、苯及其同系物等有机物发生取代、与不饱和烃发生加成反应。
四、用途:漂白粉、消毒剂、制盐酸、农药等 五、氯气的制法: 工业制法: ①电解饱和食盐水(氯碱工业) 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 ②电解熔融的氯化钠(主要制得金属钠) 2NaCl 2Na + Cl2 ③实验室制法: MnO2 + 4HCl (浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 浓 HCl 在反应中表现酸性和还原性。 如果无浓 HCl 可用 NaCl 固体和浓 H2SO4 的混合物 代替,稀 HCl 与 MnO2 不反应。 MnO2 +2NaCl +3H2SO4(浓) MnSO4 +2NaHSO4 +Cl2↑ + 2H2O 或:MnO2 + 2NaCl +2H2SO4(浓) MnSO4 + Na2SO4 + Cl2↑ + 2H2O 也可以分两步: 电解 △ 电解 强热 微热 强热 见手机 第 3 页,共 10 页 2NaCl + H2SO4(浓) Na2SO4 + 2HCl↑ MnO2 + 4HCl (浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 制气类型:固 + 液 △ 气 发生装置: 收集方法:向上排空气法、排饱和食盐水法 净化方法:用饱和食盐水或水洗除去 HCl,再用浓 H2SO4 干燥 尾气吸收:用强碱溶液吸收多余的 Cl2,防止污染空气。
④快速制 Cl2 的方法: 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O 也可用 KClO3 与浓 HCl 反应制 Cl2 KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2↑ + 3H2O (归中反应) 六、盐酸的性质及氯化氢的制法: ①强酸性:具有酸的通性 ②氧化性(H+):Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ③还原性(Cl-): MnO2 + 4HCl (浓) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O HCl 的制法: NaCl(固) + H2SO4(浓) NaHSO4 + HCl↑ NaCl(固) + NaHSO4 Na2SO4 + HCl↑总反应:2NaCl(固) + H2SO4(浓) 制气类型:固 + 液 △ 气 发生装置: △ 见手机Na2SO4 + 2HCl↑HCl 的检验: ①蘸有浓氨水的玻璃棒,现象:产生白烟 ②湿润的蓝色石蕊试纸,现象,变红 第二节 卤族元素 1、卤族元素概述: (1)位置:VIIA (2)原子结构:相同点:最外层电子数均为 7 不同点:FI 电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。 (3)相似性: ①单质均为双原子非极性分子 ②主要化合价为 -1 价,最高正价为+7 价(F 除外) ③都具有强氧化性 (4)递变性: ①结构递变性: F------I 电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
②物理性质递变性: F------ I 熔沸点高逐渐升高,颜色变深,密度逐渐增大,气--- 液 ----固 ③化学性质递变性: a、非金属性(单质的氧化性)逐渐减弱 b、与 H2 和 H2O 反应越来越难柴油检测仪,氢化物的稳定性逐渐减弱。 c、最高价氧化物的水化物酸性逐渐减弱,如:HClO4>HBrO4 d、卤素离子还原性增强,前面元素的单质能把后面的元素的单质置换出来 2、卤素元素的物理性质: F2 浅黄绿色气体,极易溶于水,剧毒 Cl2 黄绿色气体,溶于水,剧毒 Br2 红棕色液体,剧毒。常温下唯一呈液态的非金属单质氯气,可溶于水,易溶于有机溶剂 I2 紫黑色固体,毒性不大。有金属光泽,微溶于水,易溶于有机溶剂,易升华。 3、卤族元素的化学性质: (1)与金属反应 卤族元素与变价元素一般生成高价态化合物,但 Fe + I2 = FeI2 (碘化亚铁) (2)与非金属反应: (与 H2 反应) H2 + F2 = 2HF (冷暗处爆炸) H2 +Cl2 = 2HCl (光照爆炸,点燃) H2 +Br2 △ 2HBr H2 +I2 △ 2HI 长期加热并不断分解(3)与 H2O 反应 2F2 + 2H2O = 4HF + O2 氧化性:F2>O2 X2 + H2O HX + HXO (X=Cl 、Br、I) Cl2 、Br2、I2 与 H2O 的反应逐渐减弱,都是可逆反应。
(4)与碱的反应: 2F2 + 2NaOH =2NaF + OF2 + 2H2O X2(Cl2 、Br2、I2)+2NaOH NaX + NaXO + H2O (5)卤素单质间的置换反应: 2KI + Cl2 = 2KCl + I2 2KI + Br2 = 2KBr + I2 用于 Cl2、Br2 检验 湿润淀粉—碘化钾试纸可检验 Cl2、Br2 蒸汽及其溶液 (6)碘的特性反应: 碘水遇淀粉溶液变蓝。但 I2-CCl4 溶液遇淀粉不变蓝。 4、重要的卤素化合物 (1)卤化氢: 易溶于水,在空气中形成白雾。 ①HCl
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