内容正文:
专题10 氯及其及其化合物
知识点一 氯气的性质
1.物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
强烈刺激性气味
毒
比空气
液化
[提醒]①实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在集气瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)
②氯气有毒且密度比空气大,遇到氯气泄漏逃生时,要向高处逃跑,也可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻。
2.化学性质
(1)与金属反应
①与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3。
②与铜反应:Cu+Cl2CuCl2。
(2)与非金属反应
与H2反应:H2+Cl22HCl
(3)与水反应
溶于水的氯气部分与水反应,离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
(4)与碱反应
与NaOH溶液反应,离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
(5)与还原性无机化合物反应
①与碘化钾溶液反应:2KI+Cl2===2KCl+I2。
②与SO2水溶液反应:SO2+2H2O+Cl2===H2SO4+2HCl。
③与FeCl2溶液反应:2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
(6)与有机化合物反应
①光照条件下与CH4反应:
CH4+Cl2CH3Cl(主要)。
②一定条件下与CH2===CH2反应:
CH2===CH2+Cl2―→CH2ClCH2Cl。
【注意】 ①Cl2与变价金属反应,均生成高价态的金属氯化物。
②1 mol Cl2与水反应时(可逆反应),转移电子数小于NA;而1 mol Cl2与足量冷的NaOH溶液反应时,转移电子数为NA。
3.氯气的用途
(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精。
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(制漂白液)
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制漂白粉、漂粉精)
(2)工业制盐酸。
H2+Cl22HCl
(3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等。
【注意】不可在光照条件下用H2和Cl2制HCl,会发生爆炸。
【拓展】从平衡的角度理清氯水的成分与性质
(1)氯水中存在三个平衡关系
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH++ClO-
③H2OH++OH-
(2)氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质:①Cl2的强氧化性;②HCl的强酸性;③HClO的强氧化性、弱酸性、不稳定性;④Cl-的性质。在不同的反应中,新制氯水中起作用的成分不同。
(3)外界因素对平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO的影响
外界条件
的改变
离子浓度
的变化
平衡移
动方向
应用
加入可溶性氯化物(如NaCl)时
c(Cl-)增大
左移
排饱和食盐水法收集Cl2;用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl
加入浓盐酸
c(H+)、c(Cl-)均增大
左移
用次氯酸盐和浓盐酸制Cl2时,有利于Cl2的逸出
加入NaHCO3或CaCO3
二者只与H+反应,不与HClO反应,c(H+)减小
右移
c(HClO)增大,氯水的漂白性增强
加入碱
c(H+)、c(HClO)减小
右移
Cl2的尾气处理、漂白粉的制备
光照
HClO分解,
c(HClO)减小
右移
氯水需避光保存,久置的氯水最终会变成盐酸
【注意】新制氯水作氧化剂时,若Cl2能发生反应,则认为主要是Cl2反应,若Cl2不能发生反应,则认为是HClO发生反应;新制氯水与足量强碱反应时,可认为Cl2先与水反应,生成的HCl、HClO再与碱反应生成氯化物和次氯酸盐。
4、氯气的制法:
⑴ 实实验室制法:
① 原理:MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 ↑+ 8H2O
② 主要装置:固+液 气
③ 收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水的方法。
④ 除杂方法:用饱和食盐水除去HCl。
⑤ 干燥:浓
H2SO4。
⑥ 验满:湿润的淀粉碘化钾试纸放到集气瓶口,变蓝。
⑦ 检验:使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
⑧ 尾气处理:用NaOH溶液吸收尾气。
⑵ 工业制法:
原理:2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 ↑+ Cl2↑
例1(辽宁省凌源市2018-2019学年高一下学期第一次联考)下列说法正确的是( )
A.金属在氯气中燃烧都有棕黄色的烟产生
B.氯气为黄绿色有毒气体,与铁反应生成氯化亚铁
C.氯气不能使干燥的有色布条褪色
D.可通过下图装置除去Cl2中的HCl
例2(北京市门头沟区2019届高三3月综合练习一模)氯气是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:
包装
钢瓶
储运要求
远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪
泄