内容正文:
第2讲 氯及其重要化合物
1.了解氯的原子结构特点及氯元素的存在。2.了解氯气的物理性质和用途。3.掌握氯气的化学性质。4.掌握氯气的实验室制法。5.了解Cl-、Br-、I-的检验方法。6.掌握卤族元素的组成元素及其结构特点、性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。7.了解海水提溴和海带提碘的方法和反应原理。
考点一 氯气及其重要化合物
1.氯的原子结构特点、氯元素的存在
(1)氯的原子结构特点
氯的原子结构示意图为,由此可知氯原子最外电子层上有7个电子,在化学反应中很容易得到1个电子形成氯离子(Cl-),表现出典型的非金属性。
(2)氯元素的存在:氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。
2.氯气的物理性质
常温下,氯气是黄绿色气体,有刺激性气味,有毒,密度比空气大,能溶于水,常温下,1体积水溶解2体积Cl2。
3.氯气的化学性质
(1)与金属反应:与变价金属反应生成高价态金属氯化物。
①与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3(生成棕褐色的烟)。
②与铜反应:Cu+Cl2CuCl2(生成棕黄色的烟)。
(2)与非金属反应
①与H2反应:H2+Cl22HCl。
②与磷反应:2P+3Cl22PCl3、2P+5Cl22PCl5。
(3)与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO。
(4)与碱反应
①Cl2与NaOH溶液反应一般有两种情况:
常温下:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O;
加热时:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O。
②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(5)与还原性无机化合物反应
①与SO2反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
②与Na2SO3溶液反应:Cl2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2HCl。
③与NaBr溶液反应:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
④与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。
⑤与FeI2溶液反应:FeI2+Cl2(不足)===FeCl2+I2、2FeI2+3Cl2(过量)===2FeCl3+2I2。
4.氯气的制法
(1)工业制法:电解饱和食盐水2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)实验室制法:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
5.次氯酸(HClO)
(1)弱酸性:酸性弱于碳酸。
(2)不稳定性:2HClO2HCl+O2↑。
(3)强氧化性:具有杀菌消毒作用和漂白性,常用作消毒剂、漂白剂。
6.漂白粉
(1)组成:主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2。
(2)漂白原理:Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO。
(3)水解显碱性,其水解离子方程式为ClO-+H2OHClO+OH-。
误点查正,请指出下列各说法的错因。
(1)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂。
错因:Cl2中氯元素的化合价是0价,能升高也能降低,既能作氧化剂,又能作还原剂。
(2)制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体。
错因:制氯气时,用饱和NaCl溶液和浓硫酸净化气体。
(3)可以用pH试纸测定氯水的pH。
错因:氯水有漂白性,能使pH试纸褪色,用pH试纸无法测其pH。
(4)可用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。
错因:碱石灰与Cl2反应,不能用碱石灰干燥Cl2。
(5)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。
错因:用湿润的淀粉碘化钾试纸验满。
(6)漂白粉在空气中久置变质,是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。
错因:漂白粉在空气中久置变质,是因为漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2和H2O反应生成的HClO发生了分解反应。
一、氯气的实验室制法
1.制备原理:用MnO2、KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2等强氧化剂与浓盐酸反应(若无浓盐酸,可用浓硫酸与NaCl晶体)。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
K2Cr2O7+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
2.实验过程:以MnO2与浓盐酸