内容正文:
专题10 氯及其及其化合物
考点一 氯及其化合物的性质和应用
一、氯气的性质
1.氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
刺激性气味
有毒
比空气重
易液化
注意 实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)
2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性
依据氯气的氧化性完成下列方程式:
(1)与金属反应
①Fe:2Fe+3Cl22FeCl3,棕红色烟。
②Cu:Cu+Cl2CuCl2,棕黄色烟。
(2)与非金属反应
H2:H2+Cl22HCl,苍白色火焰;
H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。
(3)与还原性无机化合物反应:
①与碘化钾溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2。
②与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
③与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
3.从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应
氯气与水或碱反应,氯元素的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应
化学方程式:Cl2+H2OHCl+HClO,
离子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
(2)与碱反应
①与烧碱反应:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
4.从平衡的角度理解氯水的成分和性质
氯气能溶于水(1∶2),氯气的水溶液称为氯水,溶于水的氯气只有少量与水反应。
(1)氯水中存在三种平衡关系:
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,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
注:氯水常代替氯气进行溶液中的实验。
二、次氯酸和次氯酸盐的性质
1.次氯酸
次氯酸见光分解的化学方程式:
2HClO2HCl+O2↑。
2.次氯酸盐
(1)“84”消毒液
有效成分为NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气,其离子方程式是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
(2)漂白粉
①成分:漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其中有效成分是Ca(ClO)2。
②漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。
例1 (甘肃省靖远县第四中学2020届高三10月月考)NaClO是漂白液的有效成分,某研究小组探究NaClO溶液的性质,设计了下列实验:
装置图
试剂X
实验现象
①
0.2 mol•L-1盐酸
产生黄绿色气体
②
0.2 mol•L-1 KI-淀粉溶液
溶液变蓝
③
0.2 mol•L-1FeSO4(H+)和KSCN混合溶液
溶液变红
④
0.2mol•L-1AlCl3溶液
产生白色沉淀
下列判断不正确的是
A.实验①中发生的反应:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O
B.实验②中发生的反应:ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O
C.实验③中该条件下氧化性强弱:ClO->Fe3+
D.实验④中ClO-与Al3+相互促进水解
考点二 氯气的实验室制法
实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl2的实验室制法为例(见下图):
(1)反应原理:用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)制备装置类型:固体+液体气体
(3)净化方法:用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。
(4)收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法。
(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收,不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,吸收不完全。
(6)验满方法:将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满;或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。
例2(荆门市龙泉中学、钟祥一中、京山一中、沙洋中学2019届高三四校六月模拟)某化学学习小组利用如图装置来制备无水AlCl3或NaH(已知:AlCl3、NaH遇水都能迅速发生反应)。下列说法错误的是
A.制备无水AlCl3:装置A中的试剂可能是高锰酸钾
B.点燃D处酒精灯之前需排尽装置中的空气
C.装置C中的试剂为浓硫酸
D.制备无水AlCl3和NaH时球形干燥管中碱石灰的作用完全相同
例3(山东省淄博市2019届