卤族元素教案

卤素及其化合物

一、氯气的性质及用途

1．物理性质：通常情况下氯气是呈黄绿色的气体，有刺激性气味，有毒易液化，能溶于水（在常温下1体积水约溶解2体积的氯气）。

注意：①氯气使人中毒的症状是：吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量的氯气会中毒死亡。

②在实验室里闻氯气气味时，必须十分小心，采用正确的闻气味方法，即用于在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔。在实验室中闻其他气体的气味时，也应采用这种方法。2．化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。

（1）与金属反应

2NaCl（产生白烟）②Cu＋Cl2CuCl2（产生棕黄色的烟）如：①2Na＋Cl2

③2Fe＋3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）

说明①在点燃或灼热的条件下，金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物．其中，变价金属如(Cu、Fe)与氯气反应时呈现高价态(分别生成CuCl2、FeCl3)．

②在常温、常压下，干燥的氯气不能与铁发生反应，故可用钢瓶储存、运输液氯．

③“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质．如铜在氯气中燃烧，产生的棕黄色的烟为CuCl2晶体小颗粒；钠在氯气中燃烧，产生的白烟为NaCl晶体小颗粒；等等．

（2）与非金属反应

如：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

注意①在不同的条件下，H2与C12均可发生反应，但反应条件不同，反应的现象也不同．点燃时，纯净的H2能在C12中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，反应产生的气体在空气中形成白雾并有小液滴出现；在强光照射下，H2与C12的混合气体发生爆炸．②物质的燃烧不一定要有氧气参加．任何发光、发热的剧烈的化学反应，都属于燃烧．如金属铜、氢气在氯气中燃烧等．③“雾”是小液滴悬浮在空气中形成的物质；“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质．要注意“雾”与“烟”的区别．④H2与Cl2反应生成的HCl气体具有刺激性气味，极易溶于水．HCl的水溶液叫氢氯酸，俗称盐酸．

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

（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）

Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理）

说明①Cl2与石灰乳[Ca(OH)2的悬浊液]或消石灰的反应是工业上生产漂粉精或漂白粉的原理．漂粉精和漂白粉是混合物，其主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2，有效成分是Ca(C1O)2

②次氯酸盐比次氯酸稳定．

③漂粉精和漂白粉用于漂白时，通常先跟其他酸反应，如：

Ca(ClO)2+2HCl＝CaCl2+2HClO

④漂粉精和漂白粉露置于潮湿的空气中易变质，所以必须密封保存．有关反应的化学方程式为：

Ca(ClO)2 + CO2 + H2O ＝CaCO3↓+ 2HClO 2HClO2HCl + O2↑

由此可见，漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用．

（5）与某些还原性物质反应

如：①2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3

②2KI＋Cl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）

③SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4

（6）与某些有机物反应

如：①CH4＋Cl2 CH3Cl + HCl（取代反应）

②CH2=CH2＋Cl2→ CH2ClCH2Cl（加成反应）

二．氯水的成分及性质

氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸)，大部分是以Cl2分子状态存在于水中。

注意：(1)在新制的氯水中存在的微粒有：H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-；久置氯水则几乎是盐酸溶液

(2)．氯水显酸性，放置一段时间后酸性增强，其原因是

Cl2＋H2O HCl＋HClO

2HClO2HCl＋O2↑使氯气转化为盐酸，氢离子深度增大。

新制的氯水与久置的氯水有区别：(1)颜色变浅至无色(2)酸性变大

注意: C12本身没有漂白作用，真正起漂白作用的是C12与H2O反应生成的HClO．所以干燥的C12不能使干燥的有色布条褪色，而混有水蒸气的C12能使干燥布条褪色，或干燥的C12能使湿布条褪色．注意“氯水”与“液氯”的区别，氯水是混合物，液氯是纯净物．

①一元弱酸，比H2CO3弱

(3) HClO的基本性质②不稳定，2HClO === 2HCl + O2↑

③强氧化性；

④漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。

（4）几种漂白剂的比较

三．氯气的制法

利用氧化性比氯气强的氧化剂，如MnO 2、KMnO 4、KClO 3等，将Cl －

氧化成Cl 2。

（1）反应原理：

MnO 2＋4HCl （浓）MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O (2)实验步骤：检密—装药—固定—加热

—收集

(3)装置特点：根据反应物MnO 2为固体、浓盐酸为液体及反应需要加热的特点，应选用“固 +

液加热型”的气体发生装置．所需的仪器主要有圆底烧瓶(或蒸馏烧瓶)、分液漏斗、酒精灯、

双孔橡胶塞和铁架台(带铁夹、铁圈)等．

(4)收集方法：氯气溶于水并跟水反应，且密度比空气大，所以应选用向上排气法收集氯气．此

外，氯气在饱和NaCl 溶液中的溶解度很小，故氯气也常用排饱和食盐水的方法收集，以除

去混有的HCl 气体．因此在实验室中，要制取干燥、纯净的Cl 2，常将反应生成的C12依次

通过盛有饱和NaCl 溶液和浓硫酸的洗气瓶．

（5）除杂气体：制得的氯气中有氯化氢杂质，常用饱和食盐水洗气。有时要制得干燥的氯

气，可以用浓硫酸洗气来除去水蒸气。

(6)多余氯气的吸收方法：氯气有毒，多余氯气不能排放到空气中，可使用NaOH 溶液等强

碱溶液吸收，但不能使用石灰水，因为Ca(OH)2的溶解度较小，不能将多余的氯气完全

吸收．

(7)应注意的问题：

①加热时，要小心地、不停地移动火焰，以控制反应温度．当氯气出来较快时，可暂停加热．要

防止加强热，否则会使浓盐酸里的氯化氢气体大量挥发，使制得的氯气不纯而影响实验．

②收集氯气时，导气管应插入集气瓶底部附近，这样收集到的氯气中混有的空气较少．

③利用浓盐酸与足量的MnO 2共热制取C12时，实际产生的C12的体积总是比理论值低．主

要原因是：随着反应不断进行，浓盐酸会渐渐变稀，而稀盐酸即使是在加热的条件下也不能

与MnO 2反应．

（8

2NaCl + 2H 22↑ + Cl 2↑

四[Cl －

的检验]

方法 向待检溶液中加入AgNO 3溶液，再加入稀HNO 3，若产生白色沉淀，则原待检液中

含有C1－．

注意 (1)不能加入盐酸酸化，以防止引入C1－（若酸化可用稀HNO 3）．

(2)若待检液中同时含有SO 42－或SO 32－时，则不能用HNO 3酸化的AgNO 3溶液来检验Cl －，

因为生成的Ag 2SO 4也是不溶于稀HNO 3的白色沉淀(SO 32－能被HNO 3氧化为SO 42－)．

五、卤族元素

[卤族元素] 简称卤素．包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)．在自然界

中卤素无游离态，都是以化合态的形式存在．