氯气的实验室制法及其装置.ppt

第一章 卤素 第一节 氯气 氯气的实验室制法及其装置 第二节 氯化氢的的性质及实验室制法 第三节 氧化还原反应 第四节 卤族元素的递变规律 卤族元素及其化合物的特殊性 氟 溴 碘 目录 第一节 氯气 一 氯气的物理性质 色黄绿色 味剧烈刺激性，有毒 态气态 溶解性能溶于水 ，在常温下，1体积水溶解2体积Cl2 沸点 34.6 0C（易液化） 二氯气的化学性质 1。与金属的反应 2Na + Cl2 = 2NaCl 燃烧，放热， 有大量白烟生成（是氯化钠固体 小颗粒）。 二Cu + Cl2 = CuCl2 三氯化铜溶液浓度大时，呈绿色，浓度小时，呈蓝绿色。 燃烧，放热，有棕黄色的烟生成（是氯化铜固体小 颗粒）。 点燃 点燃 back 2。与非金属的反应 H2 + Cl2 = 2HCl 发出苍白色火焰，产生大量热 H2 + Cl2 = 2HCl 迅速化合而发生爆炸 燃烧不一定要有氧气参加。任何发热发光的剧烈的化学反应都可 以叫做燃烧 2P + 3Cl2 = 2PCl3 （三氯化磷：无色液体） PCl3 + Cl2 = PCl5 （五氯化磷：白色固体） 磷与氯气燃烧产生的白色烟雾是三氯化磷和五氯化磷的混合物。 烟是固体小颗粒，雾是液体小颗粒。 点燃 光照 点燃 点燃 3、氯气与水的反应 Cl2 + H2O = HCl + HClO （可逆） 新制的氯水主要含有的分子： Cl2、H2O、HClO 离子： H、Cl、ClO（少量） 、OH（少量） 久制的氯水主要成份为H2O、HCl。（较稀的盐酸） 2HClO = 2HCl + O2 次氯酸由于见光容易分解，故氯水用棕色瓶来保存 次氯酸的性质：弱酸性；强氧化性；不稳定性； 可杀菌消毒，是染料和有机溶液褪色，作漂白剂 （ 氯气可使湿润的布条褪色) 光照 4，氯气与碱的反应 Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O Cl2 + 2Ca（OH）2 = CaCl2 + Ca（ClO）2 + 2H2O 工业上用氯气和消石灰（石灰水浓度太小）制成漂白粉。 漂白粉 成分： CaCl2,Ca(ClO)2 ，少量水 漂白作用：Ca(ClO)2+2H= Ca2+2HClO（过期的漂白粉可加盐酸或醋酸） 放久后失效：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO 溶液中的强酸制弱酸，体现出酸性的相对强弱：HClH2CO3HClO; 2HClO =2HCl + O2 具有漂白作用的物质； Na2O2(氧化漂白)、HClO(氧化漂白);SO2(化合成不稳定无色物)； 活性炭(物理吸附有色物质)。 5，氯气的用途消毒、制造盐酸、漂白粉、多种农药、氯仿等有机溶剂 （有效成分 ） 光照 back 氯气的制法 工业制法：电解食盐水 2NaCl+ 2H2O2NaOH + Cl2+H2 实验室制法 1、制气原理 MnO2+4HClMnCl2+Cl2 +H2O （利用强氧化剂将HCl氧化成Cl2 ） 、制气装置选择 固固 (加热) 制O2、NH3、CH4 固液 制H2、CO2、H2S、C2H2 可用启普发生器制取：H2、CO2、H2S 固液（加热)制Cl2、HCl(HBr、HI、HNO3、SO2 ) 液液（加热）C2H4 (需加沸石) 电解 back 3、浓盐酸的替代品 NaCl+浓H2SO4 2NaCl+2H2SO4+MnO2=MnSO4+Na2SO4+Cl2+2H2O 4、强氧化剂MnO2可替代品 KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2 5、浓盐酸作用：还原性、酸性 6、浓度要求 该反应必须用浓盐酸，因稀盐酸几乎无还原性，随着反应 进行，浓盐酸将渐稀，一定程度时，会自动停止，HCl不 可能消耗尽。 强热 7、Cl2的收集 用向上排气法(排饱和食盐水除HCl)。 干燥：除碱石灰，氧化钙等碱性干燥剂外均可。 检验：用湿润的KI淀粉试纸，试纸变蓝。 湿润的蓝色石蕊试纸，先变红再褪色。 尾气：用NaOH溶液吸收。（Ca（OH）2溶液浓度太低） Br2制备(NaBr+浓H2SO4)，I2制备(KI+浓H2SO4) 2NaBr+2H2SO4(浓)=Br2+Na2SO4+2H2O SO2 2NaI+2H2SO4(浓)=I2+Na2SO4+2H2O SO2 这样收集的氯气不纯净，混有杂质HCl和H2O（g ） back 第二节，HCL 1、物理性质：易溶于水，1体积水溶解500体积氯化氢（喷泉实验） 2 、实验室制法 反应原理：高沸点的酸制取低沸点的酸 NaCl + H2SO4（浓） = NaHSO4 + HCl NaHSO4 + NaCl = Na2SO4 + HCl 2NaCl + H2SO4（浓） = Na2SO4 + 2HCl 发生装置：特点固体和液体加热型（与Cl2相同） 仪器烧瓶、分液漏斗、铁架台、酒精灯、导管 收集装置：特点向上排空气集气法（与Cl2相同） 仪器集气瓶、导管 除尾气装置：与Cl2不相同，用漏斗倒置在液面上方，防止气态氯化氢变为 液态后，压强减小，产生倒吸现象。 加热 加热 back 浓硫酸 NaCl back back 氧化还原反应 方程式的配平 1、配平依据 ： 还原剂中某元素化合价升高的总数与氧化 剂中某元素化合价降低总数相等。 2、配平步骤： （1）写出反应物和生成物的化学式，标出有变 化的元素化合价。 （2）列出元素的化合价变化情况，计算有关物 质化学式里元素的化合价升降值。 ( 3 )根据化合价升高和降低的总数相等，确定相 应物质的系数。 ( 4 )从已确定系数的物质出发，用观察法确定其 它物质的系数。 卤族元素 1卤素单质在化学性质上的相似性和递变规律 1. 相似性：易得个电子，具有较强的氧化性 2. 最低价价，最高价价 3. 递变性：氧化性、l、Br、I依次减弱（、l、Br、I 位于周期表的第七主族易得1个电子，显非金属性，F 、l、Br、I同一 主族核电荷数增加，半径增加，得电子能力减弱，氧化性逐渐减弱） 还原性-、l-、Br-、I-依次增强（-、l-、Br-、I- 易失电子形成F 、l、Br、I，离子半径逐渐增加，失电子能力增强，还 原性逐渐增强） 、单质的物理性质比较：（按F2、Cl2、r2、2顺序） 颜色加深； 密度增大； 熔、沸点渐高； 溶解性（水中）渐小； back 、单质的化学性质的相似性和递变性： （1）与金属反应：2 MXn 2Fe3Cl2 2FeCl3 Cu+Cl2 CuCl2 2Fe+3Br2=2FeBr3 Cu+Br2 = CuBr2 Fe+I2=FeI2 ( 2Cu+ I2=2CuI) 碘的氧化性比Cl2 ，Br2弱 （2）与水反应： 2F2 + 2H2O = 4HF + O2 (水做还原剂) X2 + H2O = HX + HXO (X=Cl、Br、I) 与2 反应：2+X2=2HX a.HX生成及稳定性：HFHClHBrHI 氟在阴暗处与氢气剧烈化合而爆炸，HF很稳定 氯在强光照射下与氢气剧烈化合而爆炸，HCl较稳定 溴在高温条件下与氢气较慢化合，HBr较不稳定 碘与氢气持续加热，慢慢化合，HI不稳定 b.HX的还原性：HFHBrO4HIO4 5、X离子检验 X酸化AgNO3溶液生成沉淀 l+ Ag+=AgCl(白) Br+ Ag+=AgBr(浅黄) I+ Ag+=AgI(黄) 还有：用氯水，四氯化碳为试剂的方法。 加热 6，卤素的颜色 F2 ： 氟气（淡黄绿色） Cl2：氯气（黄绿色） 氯水（浅黄绿色） Br2：液溴（深红棕色）溴蒸汽（红棕色） 溴的 有机溶剂（橙红色 ）溴水（橙色） I2：固态碘（紫黑色）碘蒸汽（紫色）碘的有机 溶剂（紫红色）碘酒（深棕褐色）碘水（棕黄色） back 二、卤素及其化合物的特殊性 、氟 单质氧化性最强； 无还原性； HF酸腐蚀玻璃；有剧毒，水溶液叫氢氟酸（弱酸） 用途：雕刻玻璃，制造塑料、橡胶、药品、单质氟 AgF溶于水，CaF2难溶； F元素无正价，但有含氧酸（例：HFO中，氟为1价，氧为零价）； HF水溶液呈弱酸性，而HCl,HBr,HI水溶液为强酸性； 氢氟酸可存于塑料容器或铅制容器中。 back 2. 溴 液溴为棕红色液体，易挥发； 腐蚀皮肤、橡胶； 保存液溴：密闭，冷暗处，液(水)封，玻璃塞； 溴水橙黄色； AgBr，AgI见光分解用于照像术，感光性 2AgBr = 2Ag + Br2 ； 2AgI = 2Ag + I2 HBr能被浓硫酸氧化，应用浓磷酸制备，用P2O5 干燥。 光照 光照 back 、能使溴水褪色的物质 金属：Na,Mg,Al,Fe,Zn,Cu 碱：NaOH、Na2CO3 还原性气体：H2S、HI、SO2