高中化学氯气讲义

高中化学氯气讲义Newly compiled on November 23, 2020

氯气知识点

一.物理性质：

通常情况下，氯气呈黄绿色，密度大于空气，有刺激性气味，有毒，易液化，能溶于水。

二.化学性质：

氯原子最外层有7个电子，在化学反应中容易结合1个电子，形成稳定结构，因此氯气化学性质很活泼，是一种活泼的非金属单质。

1. 与金属反应：在一定条件下，氯气跟绝大多数金属反应生成盐。强氧化剂

（白色的烟）

（棕黄色的烟）

（棕红色的烟）

2. 与H

2、P等非金属反应，但不能与O

2

、C直接化合

（苍白色火焰）

（液态，形成白雾）不充分

（固体，形成白烟）

思考：(1)氢气和氯气反应，在点燃和光照条件下反应的现象为什么不同

（2）怎样用实验证明HCl气体极易溶于水

答案：(1)二者混合程度不同、接触面积不同所致．

点燃氢气放入氯气中，氢气分子只在导管口跟少量氯气分子接触而化合成氯化氢分子，同时产生少量的热，不能爆炸，呈苍白色火焰．当点燃氢气与氯气的混合气体时，大量的氢分子与氯分子接触，迅速化合而产生大量的热，使气体体积急剧膨胀而发生爆炸．

(2)将盛HCl的试管倒置于水槽中，水面慢慢上升至满．

3. Cl

2与H

2

O反应：

（HClO是一种极弱的酸，不稳定，是种强氧化剂，用作消毒剂，漂白剂。）

*

(1)氯气的水溶液叫氯水，饱和氯水呈现黄绿色，具有刺激性气味，主要含有的粒子有Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－．

(2)次氯酸的性质

①弱酸性：是一元弱酸，属弱电解质，酸性弱于碳酸．

HClO＋NaOH＝NaClO＋H2O

NaClO＋HCl＝HClO＋NaCl

NaClO＋CO2＋H2O＝NaHCO3＋HClO （不论CO2是否过量）

②不稳定性：

由于HClO的分解，使Cl2和水逐渐反应，直至氯水失效，因此氯水要现用现制，保存在棕色试剂瓶中．氯水久置将变成稀盐酸．

③强氧化性：HClO能氧化许多物质．

④杀菌漂白性：能使有色布条、品红试剂等有色物质褪色，其原理主要是利用其强的氧化性．

说明：干燥Cl2本身没有漂白性，只有转化成HClO才有漂白性．

思考：(1)液氯和氯水是一种物质吗

答案：不是．液氯是Cl2在加压或冷却时变成的液态Cl2，是纯净物，而氯水是氯气溶于水中形成的溶液，是混合物．

(2)①怎样证明新制氯水中含有大量Cl2②用实验证明氯气能与水反应．

答案：①观察氯水颜色，呈黄绿色，此即氯气的颜色，说明新制氯水中含大量Cl2．

②向新制的氯水中加AgNO3溶液．若产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－，即有部分氯气与水反应了．

Cl2＋H2O＝HCl＋HClO AgNO3＋HCl＝AgCl↓＋HNO3

另法：也可向新制氯水中放入一红布条或滴入几滴品红溶液，若布条或品红褪色，说明新制氯水中有HClO，即Cl2与水发生了反应．

(3)氯水中有多种化学物质，故性质较复杂．下列现象各是基于哪种物质的什么性质

①氯水能使紫色石蕊试液先变红后褪色．

②向氯水中滴加饱和NaHCO3溶液，有气泡出现．

③向氯水中滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀．

答案：①H＋、HClO ②H＋③Cl－

4. 跟碱反应

（84消毒液）

漂白粉：有效成分是Ca(ClO)2

*漂白原理：

，实际上起漂白，杀菌作用的是HClO

∴漂白粉要密封保存，防止与空气接触而变质。

Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO；

2HClO= 2HCl＋O2↑．

思考：(1)实验室常用NaOH溶液吸收或除去多余的氯气，为什么

(2)分别向漂白粉溶液中通入少量和足量CO2气体，产生的现象一样吗为什么

答案：(1)Cl2有毒污染环境，Cl2可以跟NaOH溶液反应从而除去Cl2．

(2)不一样，通入过量CO2没有沉淀生成，CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca(HCO3)2．

（3）工业制漂白粉为什么选用Ca(OH)2而不选用NaOH而吸收Cl2防止中毒或污染空气却选用NaOH溶液而不选用Ca(OH)2

答案：Ca(OH)2价廉易得、成本较低；NaOH溶液碱性强、吸收效率高．

5. 与某些具有还原性的物质反应

）

（用湿润的KI淀粉试纸检验Cl

2

（Cl

在反应中均为氧化剂）

2

三. Cl2的实验室制法

1. 原理：

氧化剂还原剂

2. 装置：适用于固液（液液）加热反应

一套完整的制取有毒气体的装置包括：

气体发生→除杂→干燥→气体收集→尾气吸收→验纯

3.收集方法

(1)向上排空气法（排气法收集是基于Cl2的密度比空气大）

(2)排饱和食盐水法（Cl2在饱和食盐水中的溶解度约是在水中溶解度的，故也可用排饱和食盐水法收集，也常用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质）

4．尾气吸收

(1)尾气吸收的原因是Cl2有毒，易污染空气．

(2)吸收发生的反应是2NaOH＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O．

5. 检验：

①KI—淀粉试纸（湿润）

②蓝色石蕊试纸（湿润）

强调：MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应．

这是由于稀盐酸的还原性比浓盐酸弱，不能被MnO2氧化．

说明：工业制法2NaCl＋2H2O =2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (电解）

实验室通常用氧化HCl或浓盐酸的方法来制取氯气，常见的氧化剂有：MnO2、

K2Cr2O7、4KClO3、Ca(ClO)2，发生的反应分别是：

4HCl＋MnO22＋Cl2↑＋2H2O

14HCl＋K2Cr2O7＝2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑

16HCl＋2KMnO4＝2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑

6HCl＋KClO3＝KCl＋3H2O＋3Cl2↑

4HCl＋Ca(ClO)2＝CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑

如不用浓盐酸，亦可用NaCl(固体)跟浓硫酸来代替．如：

2NaCl＋MnO2＋3H2SO4 ===2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O

四、氯离子的检验

1．试剂：AgNO3溶液，稀HNO3．

2．原理：Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，AgCl不溶于稀HNO3．

3．方法：先在被检液中加稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液．

4．结论：若按上述方法操作，见到溶液中出现白色沉淀，则得被检液中含有Cl－．

五、例题

1. 某学生用自来水（用氯气消毒）配制下列溶液，不会产生明显药品变质的是

（）

A. 石蕊

B. AgNO

3C. Na

2

SO

3

D.

AlCl

3

解析：A：

HClO可使石蕊褪色 B：

C：

D：Cl

2不与AlCl

3

不反应。

所以选D。

2.下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是A．CuCl2 B．FeCl2 C．FeCl3 D．AlCl3

解析：回忆Cl2和HCl跟金属反应的有关知识规律．Cl2跟金属反应，无论Cl2是否足量，都可把金属氧化成最高价金属氯化物，而盐酸跟Cu不反应，与Fe生成FeCl2．答案：D

3.下列对氯气的描述中，不正确的是

A．在标准状况下，氯气的密度为 g/L

B．实验室不能用排水方法收集氯气

C．液氯不导电是非电解质，氯水能导电是强电解质

D．湿润的氯气遇到二氧化硫其漂白性增强

解析：A选项，标准状况下，Cl2的摩尔体积为 L/mol，摩尔质量是71 g/mol 故：ρ(Cl2)＝ 71/＝ g/L B选项氯气能溶于水，故不可用排水法；C选项氯水的导电是由于氯气溶