内容正文:
氯气的性质和用途
1 .氯元素的存在及 Cl2 的物理性质
(1)原子结构: 氯原子容易 个电子而形成 ,表现出典型的 性。
(2) Cl2 的物理性质:
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
密度
1体积的水溶解约 体积的氯气
比空气
(3)
(4)
(5)
(3)存在形式:氯元素主要以_ _的形式存在于海水中。自然界中只有__ ___的氯
(4)氯气的发现和确认:
1774年,瑞典化学家___ __最早发现了氯气,至今仍是实验室制氯气的方法,但他没有确认氯气的真面目。
1810年,英国化学家_ ___确认了氯气的组成。
【例题】1下列关于氯气物理性质的描述正确的是
A.红棕色 B.有刺激性气味
C.密度比空气小 D.不溶于水
2.下列说法正确的是
A.Cl-和Cl2的性质相同 B.Cl2有毒,Cl-也有毒
C.Cl原子比Cl-离子活泼 D.Cl2和Cl原子都呈黄绿色
2.氯气的化学性质
(1)与金属反应:表现 性,将变价金属氧化成 金属氯化物,且变价金属(如 Fe、Cu)一般能氧化到最高价
①与Na反应的方程式: ,产生 火焰,冒 烟
②与Fe反应的方程式: ,产生 烟。
【注】常温下 Fe 不能干燥 Cl2 反应,除非潮湿 Cl2 。所以,工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中
③与Cu反应的方程式: ,产生 烟。
【例题】下列物质间的转化不能一步实现的是
A.NaCl →NaHCO3 B.Fe→FeCl3
C.Na→Na2O2 D.CaCO3→Ca(OH)2
(2)与非金属单质H2反应:条件 ,产物 ,现象
①点燃: , 燃烧,产生 色火焰,瓶口有
②光照: ,发生
【注】氯气和氢气的混合气体在强光照射时爆炸,产生此现象的原因是 H2 和 Cl2 混合后光照,反应瞬间完成,放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。
与磷的反应
2P+3Cl2 2PCl3(三氯化磷是液体,呈雾状)
PCl3+Cl2PCl5
2P+5Cl2 2PCl5 (五氯化磷是固体,呈白烟状)
反应现象:磷在氯气中剧烈燃烧,在集气瓶口产生大量
(3) Cl2与水的反应:
常温下,氯气 溶于水,其水溶液称为
溶于水中的部分氯气会与水反应,反应的化学方程式为: ,
该反应中的氧化剂为 ,还原剂为 ,为
生成物中次氯酸( ) 具有 性,能杀死水中的病菌,起到 作用。
目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒。
新制氯水的成分与性质
①三分子:
②四离子: 。
新制氯水中的方程式:
、
、
、
HClO、H2O是弱电解质,存在着微弱的电离。
新制氯水的性质
新制氯水漂白原理的探究实验
实验操作
实验现象
实验结论
有色布条
干燥的Cl2
有色布条
在有H2O存在的条件下,Cl2 2
有色鲜花
在有H2O存在的条件下,Cl2
【注】 能用 pH 试纸测量氯水的 pH ,原因是氯水中的 HClO 具有漂白性
氯水的保存:氯水须 ,保存在 试剂瓶中,置于冷暗处 (方程式:2HClO2HCl+O2 ↑)
【注】新制液氯、氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
粒子种类
Cl2
H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
强氧化性
酸性、强氧化性、漂白性
酸性
【例题】1.下列有关氯水的叙述正确的是
A.氯气可使干燥的pH试纸先变红,后褪色
B.氯水放置数天后,溶液的酸性逐渐减弱
C.新制的氯水一定含有Cl2、H2O和HClO三种分子
D.新制氯水在光照条件下有气体逸出,该气体为Cl2
2.关于新制氯水和氨水的描述,正确的是
A.含有的微粒总数相同 B.放置一段时间后溶液pH均增大
C.都有刺激性气味 D.都有杀菌消毒作用
(4)氯气与碱反应
①与氢氧化钠溶液反应——制取 ;
化学方程式: (84 消毒液)
离子方程式:
漂白液的主要成分是 ,有效成分是 ,是 物(纯净/混合)
②与石灰乳反应——制取
化学方程式: [工业通常是将 Cl2 通入石灰乳中用来制取漂白粉]
漂白粉的主要成分 2,有效成分是 ,含有效氯约为35%。漂粉精的主要成分是
③漂白反应原理:
利用复分解反应原理,漂白粉中的 与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的 。
反应方程式: (强酸制弱酸,用盐酸也能)
④在常温下
Cl2 与碱反应的化学方程式一般为: 。
但在加热的条件下
Cl2 与氢氧化钠溶液的反应为: (热碱溶液中)
⑤Cl2 与碱反应时:
,1molCl2 与足量 NaOH 反应转移电子数为 NA
⑥Ca(ClO)2 与浓 HCl: ;
Ca(ClO)2 与稀 HCl:
⑦“84”消毒液的主要成分为 NaClO,漂粉精的有效成分为 Ca(ClO)2 。
“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用, 其原因是
⑧Ca(ClO)2 易于 CO2 、H2O 反应,生成的 HClO 见光易 ,所以漂粉精、漂白粉都应 、 保存,并置于 干燥处。
漂白粉长期露置于空气中会失效,有关反应的化学方程式是:
【例题】.有关漂白粉的下列说法中,错误的是()
①漂白粉是混合物,其有效成分是次氯酸钙
②为了提高漂白粉的漂白效果,使用时可加少量盐酸
③漂白粉性质稳定,可以敞口存放
④漂白粉能与少量CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2和HClO
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
(5)氯气的用途
①Cl2 与 FeCl2 溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3(除去 FeCl3 中 FeCl2)
②Cl2 与 KI 溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2(氯气的检验:湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)
③Cl2 与 SO2 的水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
④与 Na2S 反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓(氧化性:Cl2 ﹥S)
⑤与 H2O2 反应:Cl2+H2O2===2HCl+O2
⑥与 NH3 反应:8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl (检验输氯管道是否发生泄露)
【例题】1.漂白粉是常用的消毒剂。漂白粉的有效成分是(填化学式) 。
(1)实验室制取氯气的反应方程式
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,该反应的化学反应方程式为:
(3)漂白粉溶于水后,受空气中的CO2作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,该反应的化学反应方程式为 。
2.回答下列问题
(1)如图所示,将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶和盛有潮湿有色布条的广口瓶,可观察到的现象:
A瓶中有色布条 ;B瓶中有色布条 。
(2)为防止氯气尾气污染空气,根据氯水显酸性的性质,可用 溶液吸收多余的氯气,原理是 (用化学方程式表示)
(3)根据以上原理,工业上常用廉价的吸收工业氯气尾气制得漂白粉,漂白粉的有效成分是 (填化学式),长期露置于空气中的漂白粉,加稀盐酸后产生的气体是 (用字母代号填)。
A.B.C.D.
3..数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。如图是数字化实验得到的光照过程中氯水中的溶液pH、氯离子浓度、氧气体积的变化情况。
(1)若在光照开始时,向氯水中滴入2滴紫色石蕊试液,溶液会呈现___________颜色。
A.紫色 B.红色 C.蓝色 D.浅黄绿色
(2)图丙中浓度增大的原因是 (用化学方程式表达)。
(3)从图中相关曲线变化可知,在光照过程中溶液的酸性逐渐 ,溶液导电能力 。
(4)通入石灰乳可以制得一种消毒剂,这种消毒剂俗称 ,该反应的化学方程式为: 。
(5)是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求将逐渐取代成为生产自来水的消毒剂。工业上常用和溶液混合并加酸化后反应制得,在以上反应中,还原产物是 。
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氯气的性质和用途
1 .氯元素的存在及 Cl2 的物理性质
(1)原子结构: 氯原子容易得到 1 个电子而形成 Cl- ,表现出典型的氧化性。
(2) Cl2 的物理性质:
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
密度
黄绿
气体
刺激性
有毒
1体积的水溶解约 2 体积的氯气
比空气大
(3)
(4)
(5)
(3)存在形式:氯元素主要以_NaCl__的形式存在于海水中。自然界中只有__化合态____的氯
(4)氯气的发现和确认:
1774年,瑞典化学家___舍勒__最早发现了氯气,至今仍是实验室制氯气的方法,但他没有确认氯气的真面目。
1810年,英国化学家__戴维___确认了氯气的组成。
【例题】1下列关于氯气物理性质的描述正确的是
A.红棕色 B.有刺激性气味
C.密度比空气小 D.不溶于水
【详解】氯气在常温常压下为黄绿色,有强烈刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,可溶于水,易压缩,可液化为金黄色液态氯,答案选B。
2.下列说法正确的是
A.Cl-和Cl2的性质相同 B.Cl2有毒,Cl-也有毒
C.Cl原子比Cl-离子活泼 D.Cl2和Cl原子都呈黄绿色
【详解】
A.Cl-和Cl2是两种不同的微粒,结构上不同,性质也不同,A错误;
B.氯气有毒,但Cl-无毒,B错误;
C.Cl原子最外层有7个电子,易得到一个电子,化学性质活泼,Cl-最外层有8个电子,结构稳定,性质比Cl原子稳定,C正确;
D.Cl2为黄绿色,Cl原子不会表现颜色,D错误;
故选C。
2.氯气的化学性质
(1)与金属反应:表现强氧化性,将变价金属氧化成高价金属氯化物,且变价金属(如 Fe、Cu)一般能氧化到最高价
①与Na反应的方程式:2Na+Cl22NaCl,产生黄色火焰,冒白烟
②与Fe反应的方程式:2Fe+3Cl22FeCl3,产生棕红色烟。
【注】常温下 Fe 不能干燥 Cl2 反应,除非潮湿 Cl2 。所以,工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中
③与Cu反应的方程式:Cu+Cl2CuCl2,产生棕黄色烟。
【例题】下列物质间的转化不能一步实现的是
A.NaCl →NaHCO3 B.Fe→FeCl3
C.Na→Na2O2 D.CaCO3→Ca(OH)2
【详解】A
(2)与非金属单质H2反应:条件不同,产物相同,现象不同
①点燃:H2+Cl22HCl,安静燃烧,产生苍白色火焰,瓶口有白雾
②光照:H2+Cl22HCl,发生爆炸
【注】氯气和氢气的混合气体在强光照射时爆炸,产生此现象的原因是 H2 和 Cl2 混合后光照,反应瞬间完成,放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。
与磷的反应
2P+3Cl2 2PCl3(三氯化磷是液体,呈雾状)
PCl3+Cl2PCl5
2P+5Cl2 2PCl5 (五氯化磷是固体,呈白烟状)
反应现象:磷在氯气中剧烈燃烧,在集气瓶口产生大量白色烟雾
(3) Cl2与水的反应:
常温下,氯气能溶于水,其水溶液称为氯水,
溶于水中的部分氯气会与水反应,反应的化学方程式为:Cl2+H2O HCl+HClO ,
该反应中的氧化剂为 Cl2,还原剂为 Cl2,为歧化反应
生成物中次氯酸(HClO) 具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒作用。
目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒。
新制氯水的成分与性质
①三分子:Cl2、HClO、H2O;
②四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-。
新制氯水中的方程式:
Cl2+H2OHCl+HClO、
HCl===H++Cl-、
HClOH++ClO-、
H2OH++OH-
HClO、H2O是弱电解质,存在着微弱的电离。
新制氯水的性质
新制氯水漂白原理的探究实验
实验操作
实验现象
实验结论
有色布条 不褪色
干燥的Cl2 没有漂白性
有色布条 褪色
在有H2O存在的条件下,Cl2 与 H2O 反应生成了 HClO,实际起漂白作用的是 HClO
有色鲜花 褪色
在有H2O存在的条件下,Cl2 与 H2O 反应生成了 HClO,实际起漂白作用的是 HClO
【注】不能用 pH 试纸测量氯水的 pH ,原因是氯水中的 HClO 具有漂白性
氯水的保存:氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处 (方程式:2HClO2HCl+O2 ↑)
【注】新制液氯、氯水、久置氯水的比较
液氯
新制氯水
久置氯水
粒子种类
Cl2
H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
强氧化性
酸性、强氧化性、漂白性
酸性
【例题】1.下列有关氯水的叙述正确的是
A.氯气可使干燥的pH试纸先变红,后褪色
B.氯水放置数天后,溶液的酸性逐渐减弱
C.新制的氯水一定含有Cl2、H2O和HClO三种分子
D.新制氯水在光照条件下有气体逸出,该气体为Cl2
【详解】A.次氯酸有漂白作用,干燥的氯气没有漂白作用,所以氯气不能使干燥的pH试纸先变红,后褪色;潮湿的氯气中含有次氯酸和盐酸,可以使干燥的pH试纸先变红,后褪色,故A错误;
B.氯水含有次氯酸,次氯酸见光或受热后分解为盐酸和氧气,氯水放置数天后,溶液的酸性增强,故B错误;
C.氯气溶于水,部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,所以新制的氯水一定含有Cl2、H2O和HClO三种分子,故C正确;
D.新制的氯水中含有次氯酸,次氯酸见光分解为盐酸和氧气,故D错误;
故选C。
2.关于新制氯水和氨水的描述,正确的是
A.含有的微粒总数相同 B.放置一段时间后溶液pH均增大
C.都有刺激性气味 D.都有杀菌消毒作用
【详解】A.在氨水中含有的微粒有:NH3·H2O、NH3、H2O、H+、OH-、,共6种微粒;在氯水中含有H2O、HClO、Cl2、H+、Cl-、ClO-、OH-,共7种微粒.可见二者含有的微粒总数不相同,A错误;
B.氨水放置一段时间后由于NH3挥发逸出,导致溶液的碱性减弱,溶液pH减小;Cl2放置一段时间,由于HClO光照分解产生HCl和O2,使氯水的酸性增强,溶液pH减小,因此两种溶液放置一段时间后溶液pH均减小,不是增大,B错误;
C.氨水中的氨气易挥发而有刺激性气味,氯水中的Cl2挥发也产生刺激性气味,因此二者都有刺激性气味,C正确;
D.氨水与氨气一样,对人其腐蚀和窒息作用,但没有杀菌消毒作用,氯水中含有的HClO具有强氧化性,会将蛋白质氧化变性而失去生理活性,因而具有杀菌消毒作用,D错误;
故合理选项是C。
(4)氯气与碱反应
①与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液 ;
化学方程式:Cl2 +2NaOH===NaCl+NaClO+H2O (84 消毒液)
离子方程式:Cl2 +2OH- ===Cl- +ClO- +H2O;
漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠,有效成分是次氯酸钠,是混合物(纯净/混合)
②与石灰乳反应——制取漂白粉
化学方程式:2Ca(OH)2 +2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
[工业通常是将 Cl2 通入石灰乳中用来制取漂白粉] 形成比次氯酸更稳定的比次氯酸盐,便于运输、保存
漂白粉的主要成分 CaCl2 、Ca(ClO)2,有效成分是 Ca(ClO)2,含有效氯约为35%。漂粉精的主要成分是 Ca(ClO)2
③漂白反应原理:
利用复分解反应原理,漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。
反应方程式:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3 ↓+2HClO(强酸制弱酸,用盐酸也能)
④在常温下
Cl2 与碱反应的化学方程式一般为:Cl2+碱===次氯酸盐+金属氯化物+水。
但在加热的条件下
Cl2 与氢氧化钠溶液的反应为:3Cl2 +6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O(热碱溶液中)
⑤Cl2 与碱反应时:
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,1molCl2 与足量 NaOH 反应转移电子数为 NA
⑥Ca(ClO)2 与浓 HCl:Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2Cl2 ↑+2H2O;
Ca(ClO)2 与稀 HCl:Ca(ClO)2+2HCl(稀)===CaCl2+2HClO
⑦“84”消毒液的主要成分为 NaClO,漂粉精的有效成分为 Ca(ClO)2 。
“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用, 其原因是 ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
⑧Ca(ClO)2 易于 CO2 、H2O 反应,生成的 HClO 见光易分解,所以漂粉精、漂白粉都应密封、避光保存,并置于阴凉 干燥处。
漂白粉长期露置于空气中会失效,有关反应的化学方程式是:
Ca(ClO)2+H20+CO3===CaCO3↓+2HClO
2HClO2HCl+O2 ↑
【例题】.有关漂白粉的下列说法中,错误的是()
①漂白粉是混合物,其有效成分是次氯酸钙
②为了提高漂白粉的漂白效果,使用时可加少量盐酸
③漂白粉性质稳定,可以敞口存放
④漂白粉能与少量CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2和HClO
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【详解】①漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙,是混合物,其有效成分是次氯酸钙,故①正确;
②加入少量盐酸,次氯酸钙与盐酸反应可生成次氯酸,漂白效果增强,故②正确;
③因漂白粉中的次氯酸钙能与空气中的水和二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸,次氯酸不稳定易分解,不可以敞口存放,故③错误;
④漂白粉能与少量CO2、H2O反应生成碳酸钙和次氯酸,化学方程式为:Ca(ClO)2+H2O+CO2= CaCO3↓+2HClO ,故④错误;
错误的为③④,答案选C。
(5)氯气的用途
①Cl2 与 FeCl2 溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3(除去 FeCl3 中 FeCl2)
②Cl2 与 KI 溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2(氯气的检验:湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)
③Cl2 与 SO2 的水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
④与 Na2S 反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓(氧化性:Cl2 ﹥S)
⑤与 H2O2 反应:Cl2+H2O2===2HCl+O2
⑥与 NH3 反应:8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl (检验输氯管道是否发生泄露)
【例题】1.漂白粉是常用的消毒剂。漂白粉的有效成分是(填化学式) 。
(1)实验室制取氯气的反应方程式
(2)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,该反应的化学反应方程式为:
(3)漂白粉溶于水后,受空气中的CO2作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,该反应的化学反应方程式为 。
【详解】漂白粉的有效成分是次氯酸钙,化学式为Ca(ClO)2;
(1)实验室利用二氧化锰和浓盐酸混合加热制氯气,发生反应的化学方程式为MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)氯气和石灰乳反应生成次氯酸钙、氯化钙,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(3)漂白粉溶于水后,受空气中的CO2作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,即次氯酸钙与二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙,反应的方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO。
2.回答下列问题
(1)如图所示,将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶和盛有潮湿有色布条的广口瓶,可观察到的现象:
A瓶中有色布条 ;B瓶中有色布条 。
(2)为防止氯气尾气污染空气,根据氯水显酸性的性质,可用 溶液吸收多余的氯气,原理是 (用化学方程式表示)
(3)根据以上原理,工业上常用廉价的吸收工业氯气尾气制得漂白粉,漂白粉的有效成分是 (填化学式),长期露置于空气中的漂白粉,加稀盐酸后产生的气体是 (用字母代号填)。
A.B.C.D.
【详解】(1)氯气无漂白性,干燥的有色布条无明显现象,氯气与水反应Cl2+H2O=HCl+HClO生成的次氯酸具有漂白性,所以可观察到潮湿有色布条的广口瓶的现象是有色布条褪色;
(2)氯气与NaOH溶液发生反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
(3)氯气和氢氧化钙反应2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,次氯酸钙和二氧化碳反应Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO,生成的碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳,所以长期露置于空气中的漂白粉,加稀盐酸后CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,产生的气体是二氧化碳,故选C。
3..数字化实验将传感器、数据采集器和计算机相连,可利用信息技术对化学实验进行数据的采集和分析。如图是数字化实验得到的光照过程中氯水中的溶液pH、氯离子浓度、氧气体积的变化情况。
(1)若在光照开始时,向氯水中滴入2滴紫色石蕊试液,溶液会呈现___________颜色。
A.紫色 B.红色 C.蓝色 D.浅黄绿色
(2)图丙中浓度增大的原因是 (用化学方程式表达)。
(3)从图中相关曲线变化可知,在光照过程中溶液的酸性逐渐 ,溶液导电能力 。
(4)通入石灰乳可以制得一种消毒剂,这种消毒剂俗称 ,该反应的化学方程式为: 。
(5)是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求将逐渐取代成为生产自来水的消毒剂。工业上常用和溶液混合并加酸化后反应制得,在以上反应中,还原产物是 。
【解析】(1)氯水中存在Cl2、H2O、H+、Cl-、HClO、ClO-等,在光照开始时,向氯水中滴入2滴紫色石蕊试液,溶液会呈现红色,故选B。答案为:B。
(2)次氯酸不稳定,光照易分解,发生的反应为:,浓度增大。答案为:。
(3)由图甲可知,在光照过程中溶液的pH逐渐减小,酸性逐渐增大;溶液中自由移动离职浓度增大,溶液导电能力增大。答案为:增大;增大。
(4)通入石灰乳发生反应:,可以制得漂白粉或漂白精。答案为:漂白粉或漂白精;。
(5)工业上常用和溶液混合并加酸化后反应制得,发生的方程式为:,反应中,还原产物是。
答案为:。
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