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高一化学课外阅读2 氯气和卤族元素氯气和卤族元素前面我们学习了碱金属元素的有关知识，知道碱金属是几种在原子结构和元素性质上都具有一定相似性的金属元素。这一章我们将要学习的卤素，则是几种在原子结构和元素性质上都具有一定相似性的非金属元素，它们包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)等五种元素。卤素及其化合物的用途非常广泛。例如，我们每天都要食用的食盐，主要就是由氯元素与钠元素组成的氯化物。上图中展示了一些卤素及其化合物的用途。第一节 氯气氯在自然界以化合态形式存在。单质氯是在18世纪70年代由瑞典化学家舍勒首先发现并制得的。一氯气的性质和用途氯气(Cl2)分子是由2个氯原子构成的双原子分子。在通常情况下，氯气呈黄绿色。在压强为101kPa、温度为34.6，氯气液化成液氯。将温度继续冷却到101时，液氯变成固态氯。氯气有毒，并有剧烈的刺激性，人吸入少量氯气会使鼻和喉头的粘膜受到刺激，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量氯气会中毒致死。所以，在实验室里闻氯气气味的时候，必须十分小心，应该用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔(图42)。氯原子的最外电子层上有7个电子，在化学反应中容易结合1个电子，使最外电子层达到8个电子的稳定结构。氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，能与多种金属和非金属直接化合，还能与水、碱等化合物起反应。1与金属的反应【实验41】 用钳锅钳夹住一束铜丝，在酒精灯上灼热后立刻放入充满氯气的集气瓶里(图43)。观察发生的现象。然后把少量的水注入集气瓶里，用玻璃片盖住瓶口，振荡。观察溶液的颜色。 可以看到，红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，使集气瓶里充满棕色的烟，这种烟实际上是氯化铜晶体的微小颗粒。这个反应的化学方程式为：Cu + Cl2CuCl2氯化铜溶于水后，溶液呈蓝绿色。当溶液的浓度不同时，溶液的颜色有所不同。大多数金属在点燃或灼热的条件下，都能与氯气发生反应生成氯化物。但是，在通常情况下，干燥的氯气不能与铁起反应，因此，可以用钢瓶储运液氯。讨论燃烧是否一定要有氧气参加？比较铁、硫、碳等在氧气中的燃烧，以及铜、钠等在氯气中的燃烧，找出共同的特点并由此推论什么叫燃烧。通过讨论可以知道，燃烧不一定要有氧气参加，任何发光、发热的剧烈化学反应，都可以叫做燃烧。2与氢气的反应【实验42】 在空气中点燃H2，然后把导管伸入盛有Cl2的集气瓶中(图44)。观察H2在Cl2中燃烧时的现象。纯净的H2可以在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰。反应生成的气体是HCl，它在空气里与水蒸气结合，呈现雾状(图44)。 H2 + Cl22HCl在光照条件下，Cl2也能与H2发生反应，生成HCl。【实验43】 把新收集到的一瓶Cl2和一瓶H2口对口地放置，抽去瓶口间的玻璃片，上下颠倒几次，使H2和Cl2充分混合。取一瓶混合气体，用塑料片盖好，在距瓶约10cm处点燃镁条。观察有什么现象发生。 可以看到，当镁条燃烧时产生的强光照射到混合气体时，瓶中的H2和Cl2迅速化合而发生爆炸，把塑料片向上弹起(图45)。HCl具有刺激性气味，极易溶于水。HCl的水溶液叫做氢氯酸，亦称盐酸。3与水反应氯气溶解于水，在常温下，1体积水约溶解2体积的氯气。氯气的水溶液叫“氯水”，氯水因溶有氯气而呈黄绿色。溶解的氯气能够与水起反应，生成盐酸和次氯酸。Cl2H2OHClHClO(次氯酸)次氯酸不稳定，容易分解放出氧气。当氯水受到日光照射时，次氯酸的分解速率加快(图46)。次氯酸是一种强氧化剂，能杀死水里的病菌，所以，自来水常用氯气(在1L水中通入约0.002gCl2)来杀菌消毒。次氯酸的强氧化性还能使染料和有机色质褪色，可用作棉、麻和纸张等的漂白剂。【实验44】 取干燥的和湿润的有色布条各一条，分别放入两个集气瓶中，然后通入Cl2(图47)。观察发生的现象。可以看到，干燥的布条没有褪色，而湿润的布条却褪色了。讨论Cl2可以使湿润的布条褪色，不能使干燥的布条褪色，这个事实说明了什么？4与碱的反应氯气与碱溶液起反应，生成次氯酸盐、金属氯化物和水。2NaOHCl2NaClO(次氯酸钠)NaClH2O次氯酸盐比次氯酸稳定，容易储运。市售的漂粉精和漂白粉的有效成分就是次氯酸钙。工业上生产漂粉精，是通过氯气与石灰乳作用制成的。 2Ca(OH)22Cl2Ca(ClO)2CaCl22H2O在潮湿的空气里，次氯酸钙与空气里的二氧化碳和水蒸气反应，生成次氯酸。所以漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用。 Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3+ 2HClO讨论根据漂白粉的作用原理，说明存放漂白粉时应注意什么问题。氯气是一种重要的化工原料。氯气除用于消毒、制造盐酸和漂白剂外，还用于制造氯仿等有机溶剂和多种农药。二氯气的实验室制法在实验室里，氯气可以用浓盐酸与二氧化锰起反应来制取。【实验45】如图49所示，在烧瓶里加入少量MnO2粉末，通过分液漏斗向烧瓶中加入适量密度为1.19g/cm3的浓盐酸，缓缓加热，使反应加速进行。观察实验现象。用向上排空气法收集Cl2，多余的Cl2用NaOH溶液吸收。这个反应的化学方程式是： 4HCl(浓) + MnO2MnCl2 + 2H2O + Cl2三氯离子的检验氯气能与很多金属反应生成盐，其中大多数盐能溶解于水并电离出氯离子。在初中化学里，我们学过盐酸的鉴别方法，对于可溶性氯化物中的氯离子，也可以采用类似的方法进行检验。【实验46】向分别盛有稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液的三支试管里，各加入几滴AgNO3溶液。观察发生的现象。再滴入几滴稀硝酸，有什么变化？可以看到，三支试管里都有沉淀生成，前两支试管中的白色沉淀不溶于稀硝酸，这是AgCl沉淀；第三支试管中的沉淀溶解于稀硝酸，这是Ag2CO3沉淀。前两支试管里发生的离子反应是相同的，可用同一离子方程式表示：Cl+ Ag+ = AgCl第三支管里发生的离子反应是：CO322AgAg2CO3Ag2CO3溶于稀硝酸：Ag2CO3 + 2H+ = 2Ag+ + CO2+ H2O显然，溶液中如果有CO32存在，用AgNO3溶液检验的Cl实验就会受到干扰。因此，在用AgNO3溶液检验Cl时，可先在被检验的溶液中滴入少量稀硝酸，将其酸化，以排除CO32等的干扰。然后再滴入AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl。阅读氯气的发现氯气的发现应归功于瑞典化学家舍勒。舍勒是在1774年发现氯气的。当时他正在研究软锰矿(主要成分是MnO2)，当他将软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受，但是当他确信自己制得了一种新气体后，他又感到一种由衷的高兴。舍勒制备出氯气以后，把它溶解在水里，发现这种气体的水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用；他还发现氯气能与金属或金属氧化物发生化学反应。从1774年舍勒发现氯气到1810年，许多科学家先后对这种气体的性质进行了研究。这期间，氯气一直被当作一种化合物。直到1810年，戴维经过大量实验研究，才确认这种气体是由一种元素组成的物质。他将这种元素命名为chlorine，这个名称来自希腊文，有“绿色的”意思。我国早年的译文将其译作“绿气”，后改为氯气。第二节 卤族元素由于氟、氯、溴、碘等元素在原子结构和元素性质上具有一定的相似性，因此，将它们统称为卤族元素，简称卤素。在这一节里，我们将从原子结构和元素性质的关系等方面来研究这几种元素。卤族元素原子的最外电子层上都有7个电子，但它们的核外电子层数却各不相同，依氟、氯、溴、碘的顺序依次增多。同样，相应地，它们的原子半径也依氟、氯、溴、碘的顺序依次增大，分别为0.071nm，0.099nm，0.114nm和0.133nm。我们知道，元素的性质与原子的结构有密切的关系。那么，卤族元素原子结构上的这种相似性与递变性，如何反映在元素性质上呢？一卤素单质的物理性质卤素在自然界都以化合态形式存在，它们的单质可由人工制得。表41中列出了卤族元素单质的主要物理性质。表41 卤族元素单质的物理性质元素名称元素符号核电荷数单质颜色和状态(常态)密度熔点沸点溶解度(100g水中)氟F9F2淡黄绿色气体1.69g/L219.6188.1与水反应氯Cl17Cl2黄绿色气体3.214g/L10134.6226 cm3溴Br35Br2深红棕色液体3.119g/ cm37.258.784.16g碘I53I2紫黑色固体4.93g/cm3113.5184.40.029g从表41中可以看出，卤素的物理性质有较大差别。在常温下，氟、氯是气体，溴是液体，碘是固体。它们的颜色由淡黄绿色到紫黑色，逐渐变深。氟、氯、溴、碘在常压下的沸点和熔点也依次逐渐升高。【实验47】 观察溴的颜色和状态。溴是深红棕色的液体，很容易挥发，应密闭保存。如果把溴存放在试剂瓶里，需要在瓶中加一些水，以减少挥发。【实验48】 观察碘的颜色、状态和光泽。将内装碘晶体且预先密封好的玻璃管，用酒精灯微热玻璃管盛碘的一端，观察管内发生的现象。我们在实验中可以观察到，碘被加热时，不经熔化就直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷，重新凝聚成固体。这种固态物质不经液态而直接变成气态的现象，叫做升华。溴和碘在水中的溶解度较小，但却比较容易溶解在汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中。医疗上用的碘酒，就是溶有碘的酒精溶液。二卤素单质的化学性质讨论：根据卤素的原子结构，试推测氟、氯、溴、碘在化学性质上应表现出的相似性与递变性。我们知道，氯的化学性质很活泼，它的原子的最外电子层上有7个电子，在化学反应中容易得到1个电子，形成8个电子的稳定结构。氟、溴、碘原子的最外电子层上也有7个电子，因此，它们的化学性质(如与氢气、水的反应)跟氯有很大的相似性。但是，由于氟、氯、溴、碘原子的核外电子层数依次增多，在化学性质上又表现出一定的递变性。1卤素与氢气的反应氟与氢气的反应比氯与氢气的反应剧烈得多，不需要光照，在暗处就能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定。H2F22HF溴与氢气的反应则不如氯与氢气的反应剧烈，在加热至500时才能较缓慢地发生反应，生成的溴化氢也不如氯化氢稳定。H2Br22HBr H2 + I22HI碘与氢气的反应更不容易发生，要在不断加热的条件下才能缓慢进行，而且生成的碘化氢很不稳定，同时发生分解。通常我们把向生成物方向进行的反应叫做正反应，把向反应物方向进行的反应叫做逆反应。像这种在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。化学方程式里，用两个方向相反的箭头代替等号来表示可逆反应。从卤素与氢气反应的事实可以看出，氟、氯、溴、碘随着核电荷数的增多、原子半径的增大，它们与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱，所生成的氢化物的稳定性也逐渐降低。2卤素与水的反应氯气与水的反应在常温下就能进行，生成盐酸和次氯酸。氟遇水则发生剧烈反应，生成氟化氢和氧气。溴、碘与水反应都可以生成相应的氢卤酸和次卤酸，但溴与水的反应比氯气与水的反应更弱一些；碘与水只能微弱地进行反应。氟、氯、溴、碘与水反应的剧烈程度也是随着核电荷数的增多、原子半径的增大而减弱的。3卤素单质间的置换反应在卤素与氢气和水的反应中，已经表现出氟、氯、溴、碘在化学性质上的一些相似性和递变性，现在，再通过卤素单质间的置换反应来比较它们氧化性的相对强弱。【实验49】 将少量新制的饱和氟水分别注入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后，再注入少量四氯化碳，振荡。观察四氯化碳层和水层颜色的变化。【实验410】 将少量溴水注入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后，再注入少量四氯化碳。观察四氯化碳层和水层颜色的变化。四氯化碳层和水层颜色的变化，说明氯可以把溴和碘分别从溴化物和碘化物中置换出来；溴可以把碘从碘化物中置换出来。上述各反应的化学方程式分别表示如下：2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2 2KI + Cl2 = 2KCl + I2 2KI + Br2 = 2KBr + I2这就是说，在氯、溴、碘这三种元素里，氯的氧化性强于溴，溴的氧化性强于碘。实验证明，氟的氧化性比氯、溴、碘都强，能把氯等从它们的卤化物中置换出来。即氟、氯、溴、碘的氧化性随着核电荷数的增加、原子半径的增大而减弱。从卤素与氢气、水的反应现象的比较，以及卤素单质间的置换反应可以看出，卤素原子结合电子的能力都比较强，都容易得到电子而被还原，它们本身是强氧化剂。所以，卤素是活泼的非金属元素。但是，它们的活动性随着核电荷数的增加及原子半径的增大而减弱。这是由于卤素原子的原子核对外层电子的引力不同而造成的。氟的原子半径小，最外层电子受核的引力强，它得到电子的能力也很强，因此，氟的氧化性很强；碘的原子半径大，最外层电子受核的引力较弱，它得到电子的能力也较弱，因此，碘的氧化性较弱。在卤素中，氟、氯、溴、碘的原子半径依次增大，它们的氧化性也就依次减弱。碘除了具有卤素的一般性质外，还有一种化学特性，即与淀粉的反应。【实验411】 在装有少量淀粉溶液的试管中，滴入几滴碘水。观察溶液颜色的变化。从这个实验中，我们可以看到淀粉遇碘呈现出特殊的蓝色。碘的这一特性可以用来检验碘的存在。三卤化银和碘化合物的主要用途卤素的化学性质非常活泼，能与很多单质和化合物反应，因此，含卤化合物的种类非常多。这里只简单介绍几种与日常生活和人体健康有关的卤化银和碘化合物的一些知识。1卤化银【实验412】 将少量AgNO3溶液分别滴入盛有NaCl溶液、NaBr溶液和KI溶液的三支试管中，观察并比较三支试管中发生的现象。再向三支试管中各加入少量稀硝酸，观察有什么变化？可以看到，三支试管里分别有白色、浅黄色、黄色的沉淀生成。而且，这三种沉淀都不溶于稀硝酸。在上述反应中，三支试管里的Cl、Br、I分别与反应，生成了相应的不溶性卤化银。ClAgAgCl 氯化银(白色)BrAgAgBr 溴化银(浅黄色)IAgAgI 碘化银(黄色)卤化银都有感光性，在光的照射下会发生分解反应。例如， 2AgBr2Ag + Br2卤化银的这种感光性质，常被用于制作感光材料。照相用的胶卷和相纸上都有一层药膜，其主要成分就是溴化银。在拍照时，胶片上的溴化银即发生分解反应(即我们常说的感光)，用显影剂和定影剂处理后，就可以得到明暗程度跟实物相反的底片。而后使相纸通过底片感光，再经过显影、定影处理，就可得到明暗程度跟实物一致的照片了。在人工控制气象方面，碘化银起着重要的作用。在必要的情况下，向空中播撒碘化银粉末，可达到人工降水(雨、雪)等目的。2碘化合物的主要用途碘酸钾、碘化钾等含碘的化合物，不仅是我们在实验室中常用的化学试剂，而且也能供给人体必不可少的微量元素碘。碘有极其重要的生理作用，在人体中碘的总量约为12mg20mg，其中约1/2分布在甲状腺内。甲状腺内的甲状腺球蛋白是一种含碘的蛋白质，是人体的碘库。一旦人体需要时，甲状腺球蛋白就很快水解为有生物活性的甲状腺素，并通过血液到达人体的各个组织。甲状腺素是一种含碘的氨基酸，它具有促进体内物质和能量代谢、促进身体生长发育、提高神经系统的兴奋性等生理功能。人体中如果缺碘，甲状腺就得不到足够的碘，甲状腺素的合成就会受到影响，使得甲状腺组织产生代偿性增生，形成甲状腺肿(即我们常说的大脖子病)。甲状腺肿等碘缺乏病是世界上分布最广、发病人数最多的一种地方病。我国是世界上严重缺碘的地区，全国有约四亿多人缺碘。1990年9月，71个国家的政府首脑签署了九十年代儿童生存、保护和发展世界宣言和行动计划，把在2000年全球消除碘缺乏病作为主要目标。人体一般每日摄入0.1mg0.2mg碘就可以满足需要。在正常情况下，人们可以通过食物、饮水及呼吸即可摄入所需的微量碘。但在一些地区，由于各种原因，水和土壤中缺碘，食物中的含碘量也较少，造成人体摄碘量少。有些地区由于在食物中含有阻碍人体吸收碘的某些物质，也会造成人体缺碘。碘缺乏病给人类的智力与健康造成了极大的损害，对婴幼儿的危害尤其严重。因为严重缺碘的妇女，容易生出患有克汀病和智力低下的婴儿。克汀病的患儿身体矮小、智力低下、发育不全，甚至痴呆，即使是轻症患儿也多有智力低下的表现。1991年，我国政府向全世界做出了“到2000年在全国消灭碘缺乏病”的庄严承诺。为了防止碘缺乏病，各国都采取了一些措施。例如，提供含碘食盐或其他含碘的食品，食用含碘丰富的海产品等，其中以食用含碘食盐最为方便有效。我国政府为了消除碘缺乏病，在居民的食用盐中均加入了一定量的碘酸钾，以确保人体对碘的摄入量。值得注意的是，人体摄入过多的碘也是有害的，因此，不能认为高碘的食物吃得越多越好，要根据个人的身体情况而定。阅读变色玻璃把溴化银(或氯化银)与微量的氧化铜密封在玻璃体内，当玻璃受到太阳光或紫外线照射时，玻璃体内的溴化银就会分解，产生银原子。银原子能吸收可见光区内的光线，当银原子聚集到一定数量时，吸收就变得十分明显，于是无色透明的玻璃就变成灰黑色。将已变色的玻璃放到暗处时，在氧化铜的催化作用下，银原子又会与溴原子结合成溴化银，溴化银中的银离子不吸收光线，因此，玻璃又会变成无色透明。这就是将其称为变色玻璃的缘故。用变色玻璃制作窗玻璃，安装在车辆或建筑物上，可自动调节车辆内或室内的光线，使在烈日下透过的光线变得柔和且有阴凉之感。变色玻璃也可用于制作太阳镜片。家庭小实验白纸显字找一张吸水性好的白纸，用淀粉溶液(也可用米汤或面粉糊代替)在纸上写字或作画。待字迹稍干，字、画就难以辨认了，随即用毛笔或棉花沾少量碘酒涂抹在纸上，纸上原来看不到的文字或图画就会显现出来。氯气和卤族元素小结实验现象：铜在氯气中剧烈燃烧，集气瓶中充满了棕黄色的烟一段时间后，集气瓶内壁附着有棕黄色的固体粉末向集气瓶内加入少量蒸馏水，棕黄色固体粉末溶解并形成绿色溶液，继续加水，溶液变成蓝色2Na + Cl22NaCl 实验现象：有白烟产生说明 在点燃或灼热的条件下，金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物其中，变价金属如(Cu、Fe)与氯气反应时呈现高价态(分别生成CuCl2、FeCl3)在常温、常压下，干燥的氯气不能与铁发生反应，故可用钢瓶储存、运输液氯“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质如铜在氯气中燃烧，产生的棕黄色的烟为CuCl2晶体小颗粒；钠在氯气中燃烧，产生的白烟为NaCl晶体小颗粒；等等(2)与氢气反应 H2 + Cl2 2HCl注意 在不同的条件下，H2与C12均可发生反应，但反应条件不同，反应的现象也不同点燃时，纯净的H2能在C12中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，反应产生的气体在空气中形成白雾并有小液滴出现；在强光照射下，H2与C12的混合气体发生爆炸物质的燃烧不一定要有氧气参加任何发光、发热的剧烈的化学反应，都属于燃烧如金属铜、氢气在氯气中燃烧等“雾”是小液滴悬浮在空气中形成的物质；“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质要注意“雾”与“烟”的区别 H2与Cl2反应生成的HCl气体具有刺激性气味，极易溶于水HCl的水溶液叫氢氯酸，俗称盐酸(3)与水反应 化学方程式： C12 + H2O HCl + HClO 离子方程式： Cl2 + H2O H + Cl + HClO说明 C12与H2O的反应是一个C12的自身氧化还原反应其中，Cl2既是氧化剂又是还原剂，H2O只作反应物在常温下，1体积水能溶解约2体积的氯气，故新制氯水显黄绿色同时，溶解于水中的部分C12与H2O反应生成HCl和HClO，因此，新制氯水是一种含有三种分子(C12、HClO、H2O)和四种离子(H、Cl、ClO和水电离产生的少量OH)的混合物所以，新制氯水具有下列性质：酸性(H)，漂白作用(含HClO)，Cl的性质，C12的性质新制氯水中含有较多的C12、HClO，久置氯水由于C12不断跟H2O反应和HClO不断分解，使溶液中的C12、HClO逐渐减少、HCl逐渐增多，溶液的pH逐渐减小，最后溶液变成了稀盐酸，溶液的pH7C12本身没有漂白作用，真正起漂白作用的是C12与H2O反应生成的HClO所以干燥的C12不能使干燥的有色布条褪色，而混有水蒸气的C12能使干燥布条褪色，或干燥的C12能使湿布条褪色注意“氯水”与“液氯”的区别，氯水是混合物，液氯是纯净物(4)与碱反应常温下，氯气与碱溶液反应的化学方程式的通式为：氯气 + 可溶碱 金属氯化物 + 次氯酸盐 + 水重要的反应有：C12 + 2NaOHNaCl + NaClO + H2O或Cl2 + 2OHCl + ClO + H2O该反应用于实验室制C12时，多余Cl2的吸收（尾气吸收）2Cl2 + 2Ca(OH)2 Ca(C1O)2 CaCl2 + 2H2O说明 Cl2与石灰乳Ca(OH)2的悬浊液或消石灰的反应是工业上生产漂粉精或漂白粉的原理漂粉精和漂白粉是混合物，其主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2，有效成分是Ca(C1O)2次氯酸盐比次氯酸稳定漂粉精和漂白粉用于漂白时，通常先跟其他酸反应，如： Ca(ClO)2+2HClCaCl2+2HClO漂粉精和漂白粉露置于潮湿的空气中易变质，所以必须密封保存有关反应的化学方程式为：Ca(ClO)2 + CO2 + H2O CaCO3+ 2HClO 2HClO2HCl + O2由此可见，漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用 次氯酸次氯酸(HClO)是一元弱酸(酸性比H2CO3还弱)，属于弱电解质，在新制氯水中主要以HClO分子的形式存在，因此在书写离子方程式时应保留化学式的形式HClO不稳定，易分解，光照时分解速率加快有关的化学方程式为：2HClO 2H + 2Cl + O2，因此HClO是一种强氧化剂HClO能杀菌自来水常用氯气杀菌消毒(目前已逐步用C1O2代替)HClO能使某些染料和有机色素褪色因此，将Cl2通入石蕊试液中，试液先变红后褪色氯气的实验室制法(1)反应原理：实验室中，利用氧化性比C12强的氧化剂如MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等将浓盐酸中的Cl氧化来制取C12。例如：MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + C12+ 2H2O2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2+ 8H2O(2)装置特点：根据反应物MnO2为固体、浓盐酸为液体及反应需要加热的特点，应选用“固 + 液加热型”的气体发生装置所需的仪器主要有圆底烧瓶(或蒸馏烧瓶)、分液漏斗、酒精灯、双孔橡胶塞和铁架台(带铁夹、铁圈)等(3)收集方法：氯气溶于水并跟水反应，且密度比空气大，所以应选用向上排气法收集氯气此外，氯气在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，故氯气也常用排饱和食盐水的方法收集，以除去混有的HCl气体因此在实验室中，要制取干燥、纯净的Cl2，常将反应生成的C12依次通过盛有饱和NaCl溶液和浓硫酸的洗气瓶(4)多余氯气的吸收方法：氯气有毒，多余氯气不能排放到空气中，可使用NaOH溶液等强碱溶液吸收，但不能使用石灰水，因为Ca(OH)2的溶解度较小，不能将多余的氯气完全吸收(5)应注意的问题：加热时，要小心地、不停地移动火焰，以控制反应温度当氯气出来较快时，可暂停加热要防止加强热，否则会使浓盐酸里的氯化氢气体大量挥发，使制得的氯气不纯而影响实验收集氯气时，导气管应插入集气瓶底部附近，这样收集到的氯气中混有的空气较少利用浓盐酸与足量的MnO2共热制取C12时，实际产生的C12的体积总是比理论值低主要原因是：随着反应不断进行，浓盐酸会渐渐变稀，而稀盐酸即使是在加热的条件下也不能与MnO2反应Cl的检验方法 向待检溶液中加入AgNO3溶液，再加入稀HNO3，若产生白色沉淀，则原待检液中含有C1注意 (1)不能加入盐酸酸化，以防止引入C1（若酸化可用稀HNO3）(2)若待检液中同时含有SO42或SO32时，则不能用HNO3酸化的AgNO3溶液来检验Cl，因为生成的Ag2SO4也是不溶于稀HNO3的白色沉淀(SO32能被HNO3氧化为SO42) 卤素单质的物理性质颜色状态(常态)熔点、沸点溶解度(水中)密度F2浅黄绿色浅深气体低高降低小大Cl2黄绿色气体部分溶于水，并与水发生不同程度反应Br2深红棕色液体易挥发I2紫黑色固体升华说明 (1)实验室里，通常在盛溴的试剂瓶中加水(即“水封”)，以减少溴的挥发(2)固态物质不经液态而直接变成气态的现象，叫做升华升华是一种物理变化利用碘易升华的性质，可用来分离、提纯单质碘(3)Br2、I2较难溶于水而易溶于如汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中医疗上用的碘酒，就是碘(溶质)的酒精(溶剂)溶液利用与水互不相溶的有机溶剂可将Br2、I2从溴水、碘水中提取出来(这个过程叫做萃取)卤素单质的化学性质(1)卤素的原子结构及元素性质的相似性、递变性氟F氯Cl溴Br碘I核电荷数9173553原子结构的相似性最外层上的电子数都是7个卤素化学性质的相似性氟只有1价，其余卤素有l、+1、+3、+5、+7价单质都具有强氧化性，是强氧化剂单质均能与H2化合生成卤化氢气体，与金属单质化合生成金属卤化物单质都能与水、强碱反应，Br2、I2的反应与C12类似原子结构的递变性核电荷数电子层数少 多原子半径小 大化学性质的递变 性原子得电子能力强 弱单质的氧化性单质与氢气化合易 难单质与水反应 剧烈 缓慢(微弱)对应阴离子的还原性弱 强(2)卤素单质与氢气的反应F2Cl2Br2I2与H2化合的条件冷、暗点燃或光照500持续加热反应情况爆炸强光照射时爆炸缓慢化合