精品解析：第11讲 氯气和卤族元素

第11讲 氯气和卤族元素 1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。 2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。 3.掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。 考点一 氯气 1.物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。闻有毒气体及未知气体的方法是用手在瓶口轻轻煽动，仅使极少量气体进入鼻孔。 2. 化学性质：氯气化学性质非常活泼，很容易得到电子，作强氧化剂，能与金属、非金属、水以及碱反应。 (1)与金属反应(与变价金属反应，均是金属氧化成高价态) ①2Na＋Cl22NaCl(产生白烟) ②Cu＋Cl2CuCl2(产生棕黄色的烟) ③2Fe＋3Cl22FeCl3(产生棕色烟) 常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。 (2)与非金属反应 ①H2＋Cl22HCl(发出苍白色火焰，有白雾生成)——可用于工业制盐酸 H2＋Cl22HCl(会发生爆炸)——不可用于工业制盐酸 ②2P＋3Cl22PCl3(氯气不足；产生白雾) 2P＋5Cl22PCl5(氯气充足；产生白烟) (3)与水反应：Cl2＋H2O = HCl＋HClO ①将氯气溶于水得到氯水(浅黄绿色)，氯水含多种微粒，其中有H2O、Cl2、HClO、Cl－、H+、OH－(极少量，水微弱电离出来的)。②氯气溶于水生成的HClO是一种极弱的酸，但是一种强氧化剂，能漂白、杀菌，它的漂白是一种氧化性漂白，与Na2O2、H2O2的漂白原理是一样的。③Cl2可使润湿的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色，说明Cl2没有漂白性，而是HClO起漂白作用。④Cl2使润湿石蕊试先变红后褪色，其原因是Cl2与H2O作用生成的酸使石蕊先变红，HClO强氧化性使变色后的石蕊氧化褪色(漂白)。⑤光照氯水，黄绿色逐渐褪色，溶液pH逐渐减小(HClO转化成了盐酸)。⑥氯水应保存在棕色瓶中且置于阴凉处。 (4)与碱反应 Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O(用于除去多余的氯气) 2Cl2＋2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O(用于制漂粉精或漂白粉) 漂白液的有效成分为NaClO，漂白粉(精)的有效成分为Ca(ClO)2.漂白粉之所以具有漂白性，原因是：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓+2HClO生成的HClO具有漂白性。漂白粉久置空气会失效(涉及两个反应)：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，2HClO2HCl＋O2↑，漂白粉变质会有CaCO3存在，外观上会结块，久置空气中的漂白粉加入浓盐酸会有CO2气体生成，含CO2和HCl杂质气体。所以，漂白粉应密闭保存，避免与空气接触。 (5)与某些还原性物质反应 ①2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3 ②2KI＋Cl2 = 2KCl + I2(使湿润淀粉－KI试纸变蓝色，用于氯气的检验) ③SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4(将SO2气体和Cl2气体混合后作用于有色溶液，漂白效果将大大减弱)自来水用氯水杀菌消毒，所以用自来水配制以下溶液如KI、KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液会变质。 (6)与某些有机物反应 ①CH4＋Cl2 CH3Cl + HCl(取代反应) ②CH2=CH2＋Cl2 → CH2ClCH2Cl(加成反应) 3. 氯气的实验室制法 (1)实验原理：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 温馨提示：还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应，使用以上物质时，反应不需要加热，如2KMnO4＋16HCl(浓)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。 (2)实验装置： ①Cl2的净化用水或饱和食盐水洗气，除去混在Cl2中的HCl气体；用浓H2SO4除去混在Cl2中的水蒸气。②由于Cl2的密度比空气大，常用向上排空法收集，还可用排饱和食盐水的方法收集。③用润湿的KI淀粉试纸检验(放在瓶口)，如试纸变蓝，则表示Cl2已收满。④由于Cl2有毒，多余的Cl2不能直接排放，一般用浓NaOH溶液吸收，而不能用水或澄清石灰水吸收。因Cl2在水中溶解度不大，澄清石灰水中溶解的Ca(OH)2的量很少，只能吸收少量的Cl2。 (3)验满方法：①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。③实验室制取Cl2时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。 (4)注意事项：①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应；②为了减少制得的Cl2中H