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文档简介
1、第第 8 章章 氯及其化合物氯及其化合物l考点考点21 氯气氯气l考点考点22 氯水、次氯酸及氯水、次氯酸及其盐其盐l考点考点23 卤素单质及其化卤素单质及其化合物的性质合物的性质l考点考点21 氯气氯气考法考法1 氯原子的结构和氯气的性质与应用氯原子的结构和氯气的性质与应用考法考法2 氯气制备与性质实验的综合考查氯气制备与性质实验的综合考查颜色颜色状态状态气味气味密度密度毒性毒性溶解性溶解性沸点沸点黄绿色黄绿色气体气体刺激性刺激性比空气大比空气大有毒有毒可溶于水可溶于水沸点低,易液化沸点低,易液化氯元素位于元素周期表中氯元素位于元素周期表中第三周期第第三周期第AA族族,其原子结构示意图为其原
2、子结构示意图为 u1 1氯元素在元素周期表中的位置氯元素在元素周期表中的位置u2 2氯气的物理性质氯气的物理性质【注意】闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,【注意】闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,使极少量氯气飘进鼻孔。使极少量氯气飘进鼻孔。氯原子很容易得到一个电子而形成氯原子很容易得到一个电子而形成ClCl- -,具有较强具有较强的非金属性,在自然界中以化合态形式存在。的非金属性,在自然界中以化合态形式存在。u3氯气氯气的的化学性质化学性质【说明】氯气比【说明】氯气比空气的密度大,空气的密度大,遇到氯气泄漏逃遇到氯气泄漏逃生时,要向高处生时,要向高处逃跑,也可用蘸逃跑,也可用蘸有肥皂水
3、的湿毛有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻。巾捂住口鼻。(2)(2)氯气的实验室制法氯气的实验室制法实验原理实验原理 MnO MnO2 24HCl(4HCl(浓浓) MnCl) MnCl2 2ClCl2 22H2H2 2O O实验装置实验装置 u4 4氯气的制法氯气的制法(1)(1)氯气的工业制法氯气的工业制法电解饱和食盐水(氯碱工业)电解饱和食盐水(氯碱工业)2NaCl2NaCl2H2H2 2O 2NaOHO 2NaOHH H2 2ClCl2 2电解熔融的氯化钠和氯化镁制取金属钠、镁时副产物为氯气。电解熔融的氯化钠和氯化镁制取金属钠、镁时副产物为氯气。阴极产物阴极产物:H H2 2和和NaOHNaOH。
4、阳极产物阳极产物:ClCl2 2。a发生装置:固体液体气体,采用固发生装置:固体液体气体,采用固液加热装置。液加热装置。b净化装置:净化装置:盛有饱和食盐水的洗气瓶盛有饱和食盐水的洗气瓶除去除去HCl; 盛有浓盛有浓H2SO4的洗气瓶的洗气瓶除去水蒸气。除去水蒸气。c收集方法:向上排空气法。收集方法:向上排空气法。d尾气处理:尾气处理:Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。操作步骤:组装仪器操作步骤:组装仪器( (从下到上,从左到右从下到上,从左到右)检验检验装置的气密性装置的气密性加入试剂加入试剂( (先固体,后液体先固体,后液体)加热,加热,开始实验开始实验收集气体收集气体尾气处理。
5、尾气处理。u4 4氯气的制法氯气的制法(2)(2)氯气的实验室制法氯气的实验室制法验满方法验满方法a a将将湿润的淀粉湿润的淀粉KIKI试纸试纸放在处理尾气的导管口,试纸立即放在处理尾气的导管口,试纸立即变蓝变蓝,则证明已集满,则证明已集满;b b将将湿润的蓝色石蕊试纸湿润的蓝色石蕊试纸放在处理尾气的导管口,试纸立放在处理尾气的导管口,试纸立即即先变红后褪色先变红后褪色,则证明已集满。,则证明已集满。c c将蘸有将蘸有浓氨水浓氨水的玻璃棒放在处理尾气的导管口,的玻璃棒放在处理尾气的导管口,产生白产生白烟烟,则证明已集满。,则证明已集满。u4 4氯气的制法氯气的制法(2)(2)氯气的实验室制法氯
6、气的实验室制法 (1)制漂白液、漂白粉、漂粉精制漂白液、漂白粉、漂粉精Cl22NaOH=NaClNaClOH2O(制漂白液制漂白液)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(制漂白粉、漂粉精制漂白粉、漂粉精)u5 5氯气氯气的用途的用途【注意】【注意】将将Cl2通入冷的石灰乳中制得漂白粉,其有效成分为通入冷的石灰乳中制得漂白粉,其有效成分为Ca(ClO)2,主要成分为,主要成分为CaCl2、Ca(ClO)2。漂白粉应置于阴凉干燥的地方密封保存。漂白粉吸收空气中漂白粉应置于阴凉干燥的地方密封保存。漂白粉吸收空气中的二氧化碳和水发生反应,所得产物的二氧化碳和水发生反应,所得产物
7、HClO在光照条件下分解,在光照条件下分解,放出氧气,使漂白粉失效。放出氧气,使漂白粉失效。 (2) (2)工业制盐酸工业制盐酸 【注意】不可在光照条件下制【注意】不可在光照条件下制HClHCl,会发生爆炸。,会发生爆炸。(3)(3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等。合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等。u5 5氯气氯气的用途的用途氯原子的氯原子的最外电子层上有最外电子层上有7 7个电子,易得个电子,易得1 1个电子个电子,形成,形成具有具有8 8电子稳定结构的电子稳定结构的1 1价阴离子,因此氯气具有较强的氧价阴离子,因此氯气具有较强的氧化性;当氯原子遇到其他得电子能力强
8、的原子时,易形成共化性;当氯原子遇到其他得电子能力强的原子时,易形成共价键;由于氯原子最外层有价键;由于氯原子最外层有7 7个电子,所以个电子,所以氯元素的最高化氯元素的最高化合价为合价为7 7价价,除此之外氯元素的正化合价还有,除此之外氯元素的正化合价还有1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6价价( (其中奇数价态相对稳定其中奇数价态相对稳定) )。考法考法1 1氯原子的结构和氯气的性质与应用氯原子的结构和氯气的性质与应用 1 1氯原子的结构氯原子的结构与性质与性质(1)(1)根据氯气的物理性质根据氯气的物理性质氯气呈黄绿色、有刺激性气味、可溶于水、易液化等物理性质氯气呈黄绿色、有刺
9、激性气味、可溶于水、易液化等物理性质均是进行物质推断的重要题眼。均是进行物质推断的重要题眼。(2)(2)根据氯气的化学性质及用途根据氯气的化学性质及用途氯气在与金属、非金属单质及一些低价态的化合物反应时主要氯气在与金属、非金属单质及一些低价态的化合物反应时主要表现出表现出较强的氧化性较强的氧化性,在与水、碱溶液反应时既表现出氧化性,在与水、碱溶液反应时既表现出氧化性,又表现出还原性。记住又表现出还原性。记住氯气与金属单质、非金属单质、水、碱氯气与金属单质、非金属单质、水、碱溶液及还原性物质反应的现象是解答无机推断题的关键溶液及还原性物质反应的现象是解答无机推断题的关键。2.2.根据氯气的性质进
10、行有关物质的推断根据氯气的性质进行有关物质的推断考法考法1 1氯原子的结构和氯气的性质与应用氯原子的结构和氯气的性质与应用 例1【解析】a处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2,可证明氧化性:Cl2I2、Cl2Br2,但不能证明氧化性:Br2I2,A错误;c处先变红,说明氯气与水反应生成酸性物质,后褪色,说明氯气与水生成的HClO具有漂白性,B错误;d处立即褪色,也可能是氯气与水反应生成的酸性物质中和NaOH的原因,C错误;e处变红说明Cl2将Fe2氧化为Fe3:2Fe2Cl2=2Fe32Cl,证明还原性:Fe2Cl,D正确。D考法考法2 2氯气制备与性质实验
11、的综合考查氯气制备与性质实验的综合考查1 1实验注意事项实验注意事项(1)稀盐酸与稀盐酸与MnO2不反应,反应物应该用浓盐酸;参加不反应,反应物应该用浓盐酸;参加反应的反应的HCl一半表现还原性,一半表现酸性。一半表现还原性,一半表现酸性。【说明】标准状况下,含【说明】标准状况下,含4 mol Cl的浓盐酸与足量的的浓盐酸与足量的MnO2反应,反应,生成生成Cl2的体积小于的体积小于22.4 L。因为随着反应的进行,浓盐酸被稀释,。因为随着反应的进行,浓盐酸被稀释,稀盐酸不再与稀盐酸不再与MnO2反应。反应。(2)浓盐酸具有挥发性,因此装置中必须使用分液漏斗且盖上浓盐酸具有挥发性,因此装置中必
12、须使用分液漏斗且盖上玻璃塞。玻璃塞。(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装,再拆卸装置,以避免污染空气。置,以避免污染空气。(4)尾气吸收用尾气吸收用NaOH溶液,不能用澄清石灰水,因为溶液,不能用澄清石灰水,因为Ca(OH)2的溶解度小,吸收的溶解度小,吸收Cl2的能力弱的能力弱。(5)Cl2在水中的溶解度不大,不用防倒吸装置。在水中的溶解度不大,不用防倒吸装置。考法考法2 2氯气制备与性质实验的综合考查氯气制备与性质实验的综合考查1 1实验注意事项实验注意事项2 2反应物的选择反应物的选择(1)(1)若无浓盐酸,可用若无浓盐酸,可用N
13、aClNaCl和浓和浓H H2 2SOSO4 4代替。代替。(2)(2)若无若无MnOMnO2 2,可用其他强氧化剂如,可用其他强氧化剂如KClOKClO3 3、Ca(ClO)Ca(ClO)2 2、KMnOKMnO4 4等等代替。代替。考法考法2 2氯气制备与性质实验的综合考查氯气制备与性质实验的综合考查根据前面除杂时引入的新杂质,在后面的除杂过程中能根据前面除杂时引入的新杂质,在后面的除杂过程中能够除去的原则,装置组装时应考虑制备实验中可能产生够除去的原则,装置组装时应考虑制备实验中可能产生哪些杂质,以及除杂顺序,哪些杂质,以及除杂顺序,一般情况下除水蒸气的步骤一般情况下除水蒸气的步骤放在最
14、后放在最后。3一般净化处理装置的组装顺序一般净化处理装置的组装顺序考法考法2 2氯气制备与性质实验的综合考查氯气制备与性质实验的综合考查例2例2例2l考点考点 21 氯水、次氯酸及其盐氯水、次氯酸及其盐考法考法3 新制氯水、次氯酸新制氯水、次氯酸及其盐的性质与应用及其盐的性质与应用u 1 1氯水的组成及其性质氯水的组成及其性质(2)氯水的性质氯水的性质 (1)反应原理及成分反应原理及成分 氯水的多种成分决定了它具有多重性质:氯水的多种成分决定了它具有多重性质:Cl2的强氧化性;的强氧化性;HCl的强酸性;的强酸性;HClO的强氧化性、弱酸性;的强氧化性、弱酸性;Cl的性质。的性质。Cl2H2O
15、 HClHClOHClO HClOH2O HOH2HClO 2HClO2新制氯水中主要存在的分子有新制氯水中主要存在的分子有Cl2、H2O、HClO;离子有离子有H、Cl、ClO、OH。 (3) (3)新制氯水与久置氯水的区别新制氯水与久置氯水的区别u 1 1氯水的组成及其性质氯水的组成及其性质(4)(4)液氯与氯水的区别液氯与氯水的区别液氯液氯氯水氯水类别类别纯净物纯净物混合物混合物成分成分Cl2多种成分多种成分性质性质Cl2 2的性质的性质多种性质多种性质保存方法保存方法钢瓶钢瓶棕色细口瓶棕色细口瓶u 1 1氯水的组成及其性质氯水的组成及其性质(1)(1)次氯酸的结构和性质次氯酸的结构和性
16、质u2 2次氯酸、次氯酸盐次氯酸、次氯酸盐HClOHClO分子的结构式为分子的结构式为HOClHOCl( (氧元素位于中心位置氧元素位于中心位置) ),所以,所以其电子式为其电子式为弱酸性弱酸性:HClOHClO是一种弱酸,其电离方程式为是一种弱酸,其电离方程式为HClO HHClO HClOClO,与碳酸相比,其电离能力有如下关系:,与碳酸相比,其电离能力有如下关系:H H2 2COCO3 3HClOHClOHCOHCO3 3。HClOHClO具有具有强氧化性强氧化性:能与亚铁盐、碘化物、硫化物及亚硫:能与亚铁盐、碘化物、硫化物及亚硫酸盐等发生氧化还原反应,能杀菌消毒。酸盐等发生氧化还原反应
17、,能杀菌消毒。HClOHClO具有具有不稳定性不稳定性:2HClO 2HCl2HClO 2HClO O2 2。漂白性漂白性:能漂白有色物质。:能漂白有色物质。ClO是一种弱酸根阴离子,能发生水解反应:是一种弱酸根阴离子,能发生水解反应:ClOH2O HClOOH,所以次氯酸钠、次氯酸钙溶液显碱性。,所以次氯酸钠、次氯酸钙溶液显碱性。ClO和和HClO一样具有强氧化性,无论在酸性条件下还是在碱一样具有强氧化性,无论在酸性条件下还是在碱性条件下都可跟亚铁盐、碘化物、硫化物及亚硫酸盐等发生氧化性条件下都可跟亚铁盐、碘化物、硫化物及亚硫酸盐等发生氧化还原反应。还原反应。(2)次氯酸盐的性质次氯酸盐的性
18、质u2 2次氯酸、次氯酸盐次氯酸、次氯酸盐参与反应的参与反应的微粒微粒所加试剂所加试剂(或材料)或材料)实验现象实验现象离子方程式或解释离子方程式或解释Cl硝酸酸化的硝酸酸化的AgNO3溶液溶液白色沉淀白色沉淀ClAg=AgCl=AgClHNaNa2 2CO3 3固体固体有气泡产生有气泡产生2HCO32 = CO= CO2 2H2 2O OHClO有色布条有色布条布条颜色褪去布条颜色褪去HClO具有漂白性具有漂白性Cl2 2FeClFeCl2 2溶液溶液溶液由浅黄绿色变溶液由浅黄绿色变为黄色为黄色2Fe2 2Cl2 2=2Fe=2Fe3 3ClCl2 2、H2 2O OSOSO2 2浅黄绿色褪
19、去浅黄绿色褪去SO2 2Cl2 2H2 2O=O= 4H 4H2ClSO42考法考法3 3新制氯水、次氯酸及其盐的性质与应用新制氯水、次氯酸及其盐的性质与应用1.1.新制氯水成分的探究新制氯水成分的探究新制氯水在与不同物质发生反应时,表现出成分的复杂新制氯水在与不同物质发生反应时,表现出成分的复杂性和性质的多样性。归纳为如下性和性质的多样性。归纳为如下7 7种情况:种情况:参与反应的参与反应的微粒微粒所加试剂所加试剂(或材料)或材料)实验现象实验现象离子方程式或解释离子方程式或解释H、HClO石蕊试液石蕊试液先变红后褪色先变红后褪色酸性和漂白性酸性和漂白性Cl2 2、H镁粉镁粉氯水的颜色褪去,
20、氯水的颜色褪去,并有气泡产生并有气泡产生Cl2+H2O=H+Cl+HClOMg+2H+=Mg2+H2Mg与生成的与生成的H+反应使得反应的平反应使得反应的平衡正向移动而导致氯水褪色衡正向移动而导致氯水褪色【注意】【注意】新制氯水作氧化剂时,若新制氯水作氧化剂时,若ClCl2 2能发生反应,则认为主要是能发生反应,则认为主要是ClCl2 2反应,若反应,若ClCl2 2不能发生反应,则认为是不能发生反应,则认为是HClOHClO反应反应;新制氯水与足量强碱;新制氯水与足量强碱反应时,可认为反应时,可认为ClCl2 2先与水反应,生成的先与水反应,生成的HClHCl、HClOHClO再与碱反应生成
21、氯再与碱反应生成氯化物和次氯酸盐。化物和次氯酸盐。考法考法3 3新制氯水、次氯酸及其盐的性质与应用新制氯水、次氯酸及其盐的性质与应用1.1.新制氯水成分的探究新制氯水成分的探究向次氯酸钠溶液中通入向次氯酸钠溶液中通入CO2(无论是少量还是过量无论是少量还是过量),均发生反应:,均发生反应: ClO+H2O+CO2=HClO+HCO3向向Ca(ClO)2溶液中通入少量溶液中通入少量CO2,发生反应:,发生反应: Ca2+2ClO+CO2+H2O=CaCO3+2HClO2.2.次氯酸、次氯酸盐的相关性质及其应用次氯酸、次氯酸盐的相关性质及其应用(1)在新制氯水中加入在新制氯水中加入CaCO3(s)
22、,CaCO3只与只与H+反应而不与反应而不与HClO反应。所以反应。所以Cl2H2O HClHClO的平衡向的平衡向右移动,右移动,c(HClO)增大。增大。【注意】【注意】本反应体现了漂白粉变质的原理,变质的漂白粉主本反应体现了漂白粉变质的原理,变质的漂白粉主要成分为要成分为CaCl2、CaCO3。(2)次氯酸、次氯酸盐均具有强氧化性次氯酸、次氯酸盐均具有强氧化性2.2.次氯酸、次氯酸盐的相关性质及其应用次氯酸、次氯酸盐的相关性质及其应用 江苏化学江苏化学201413201413,4 4分分 在探究新制饱和氯水成分的实验中,在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
23、下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2B向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有ClC向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有HD向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO例3【解析】氯水中存在化学平衡:Cl2H2O HClHClO,其中只有Cl2分子呈黄绿色,所以A项正确;在上述粒子中,能与Ag生成不溶于强酸的白色沉淀的只有Cl,所以B项正确;使HCO3转化为CO2气体的是H,所以C项正确;Fe2与Cl2反应也会生成Fe3(棕黄色),所以D项错误。D例3 上海化学上海化学201
24、69向新制氯水中加入少量下列物质向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是能增强溶液漂白能力的是( )A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液A例4【解析】氯水中存在化学平衡:Cl2+H2O H+Cl-+HClO,HClO具有漂白性。加入的碳酸钙能和溶液中的H+反应,使平衡正向移动,c(HClO)增大,溶液的漂白能力增强,A符合题意;加入稀硫酸,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,B不符合题意;加入氯化钙,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,C不符合题意;加入二氧化硫水溶液,发生反:SO2+Cl2+2H2O H2SO4+ 2HC
25、l,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,D不符合题意。l考点考点23 卤素单质及其化合物的性质卤素单质及其化合物的性质考法考法4 卤素的性质及其递变规律卤素的性质及其递变规律考法考法5 卤素离子的检验卤素离子的检验u卤素单质的性质卤素单质的性质(1)与金属反应:在与变价金属反应时,碘表现出较弱的氧化性。如与铁反应:【注意】【注意】(1)氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序为氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序为Cl2Br2I2,阴离子的还原性强弱顺序为阴离子的还原性强弱顺序为ClBrBr2I2的是的是_(填序号填序号)。氯水分别滴入KBr、NaI溶液中,溶液颜色加深,而溴水滴入NaCl溶
26、液中无明显变化,滴入淀粉-KI溶液中,溶液变蓝H2和Cl2的混合气体光照下会爆炸,H2和Br2的混合气体加热才能反应,而H2和I2反应更困难Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物中Fe元素的化合价高低HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小例7【解析】氧化性强的单质可以把氧化性弱的单质从其化合物溶液中置换出来,氯水分别滴入KBr、NaI溶液中,溶液颜色加深,而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化,滴入淀粉-KI溶液中,溶液变蓝,说明氧化性:Cl2Br2I2,故正确;单质的氧化性越强,与氢气化合越容易,H2和Cl2的混合气体光照下会爆炸,H2和Br2的混合气体加热才能反应,而H2和I2反应更困难,说明氧化性: Cl2Br2I2 ,故正确;Fe与Cl2、Br2反应均生成铁()的化合物,所以不能根据Fe分别与Cl2 、 Br2 、 I2反应生成Fe的化合物中Fe元素的化合价高低来判断它们氧化性强弱,故错误;故错误。例7【解析】简单气态氢化物的稳定性越强,则元素非金属性越强,单质的氧化性越强,已知HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差,则氧化性: Cl2Br2I2 ,故正确;在水中的溶解度属于物理性质,与单质的氧化性无关,所以不能根据Cl2 、 Br2 、 I2在水中的溶解度大小来判断它们的氧化性强弱,故错误。例7 江苏化学江苏化学201
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