氯气及其化合物

HCl+HClO
H++ClO-
(3)H2O
H++OH-
根据以上三个平衡可知,氯水中存在三种分子,四种离子:
2.氯水性质的多重性 氯水的各种成分决定了它具有多重性质:
(1)Cl2的氧化性:
如:2FeCl2+Cl2====2FeCl3(除去FeCl3溶液中的FeCl2);SO2+Cl2+ 2H2O====2HCl+H2SO4(SO2和Cl21∶1的混合物通入水中不再具有 漂白性) (2)HCl的酸性和Cl-的性质:
2.氯气的性质实验
常见实验形式如图所示:
装 置 A B C D E F
试
剂
实验现象
实验目的 验证干燥的氯气无漂 白作用,湿润的氯气 有漂白作用 验证氯气具有强氧化 性,可与金属及还原 性化合物反应
浓硫酸 干燥红布条 湿润红布条 FeCl2溶液 淀粉KI溶液 铁粉 无明显变化 红布条褪色 溶液由浅绿 色变棕黄色 溶液变蓝色 产生棕色烟
①向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生就是利用了盐酸的酸
性。 ②加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl-,现象是有白色沉淀 生成。
(3)HClO的氧化性: ①在解释漂白性、杀菌消毒时,体现的是HClO的氧化性。 ②向氯水中滴加紫色石蕊试液,先变红(H+作用的结果),后褪色 (HClO作用的结果)。
。
(4)实验②的“实验现象”,同学们得出两个不同的结论。这两 个结论可能是:a. b. 请设计简单的实验证明哪一个是正确的 ; 。 。
(5)若将实验③中的淀粉碘化钾试纸换为pH试纸,
(填
“能”或“不能”)测出氯水的pH,为什么?
(6)若实验中使用的是久置的氯水,实验方法不变,对上述 实验无影响。
。
△
化学方程式为 通电 2NaCl+2H O 2 _____________________________________ ==== 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 。
【思考辨析】
1.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。( √ )
【分析】石灰乳与Cl2反应生成CaCl2和Ca(ClO)2,既有氯的化合
2.Ca(ClO)2的性质 漂白粉 的有效成分,其漂白的原理是生成了 (1)Ca(ClO) 是_______
2
HClO 填“化学式”); _____( 碱 性;其水解的离子方程式为: (2)Ca(ClO)2水解显___ ClO-+H2O HClO+OH_________________________; (3)根据要求写出下列反应的化学方程式: ①漂白粉的制备原理 2Cl2+2Ca(OH)2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O ______________________________________; ②漂白粉的失效原因 Ca(ClO)2+H2O+CO2====CaCO3↓+2HClO _____________________________________,
(1)制备实验开始时,先检查装置的气密性,接下来的操作依次 是 a.加入MnO2粉末 c.加入浓盐酸 。 b.点燃A中酒精灯 d.点燃D处酒精灯 。 、 。
(2)写出A装置中发生反应的化学方程式: (3)装置B和C中的试剂分别是
(4)甲同学认为F和G可以用一种仪器替代,且加入一种药品即可
光照 2HCl+O ↑ 2HClO 2 ________________________ 。 ====
四、氯气的制法 1.实验室制法: (1)反应原理: MnO2+4HCl(浓) ==== MnCl2+Cl2↑+2H2O 。 ______________________________________ 还原性和酸性 。 (2)浓盐酸表现的性质:______________ 2.工业制法。
实验方法 将氯水滴加到AgNO3 溶液中 将氯水滴加到含有 酚酞的NaOH溶液中
实验现象 生成白色沉 淀
结论
①
② ③
淀粉碘化钾 试纸变蓝 将足量的氯水滴加 到Na2CO3溶液中
氯水中含 有Cl2 氯水中含 有H +
④
(1)实验①得出的结论:
。
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”是:②
④ 。
,
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是
价升高,也有氯的化合价降低,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
2.氯水呈酸性,可用pH试纸测定氯水的pH。 ( × ) 【分析】不能用pH试纸测定,因为氯水中的HClO能将pH试纸漂 白。
3.使湿润的KI-淀粉试纸变蓝色的气体不一定是氯气。( √ ) 【分析】NO2、O3、溴蒸气等也能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝。
类
色 质
纯净物
黄绿色 氧化性
混合物
浅黄绿色
混合物
无 酸 色 性
酸性、氧化性、 漂白性
Cl2、HClO、 H 2O 、H +、 Cl-、ClO-、 OH-
粒子种类
Cl2
H 2O 、H +、 Cl-、OH-
【高考警示】
(1)久臵氯水成分与性质分析:氯水中存在Cl2+H2O 盐酸,所以久臵氯水酸性增强,无漂白性。 (2)氯水的保存:密封保存在棕色试剂瓶中,并放在阴暗处。 (3)Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性的 原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性,使有色物质被氧 HCl+
△
若无MnO2,可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等氧化剂代替,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:
(3)验满方法:
①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,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。
【解题指南】氯水是一个多组分的混合体系,在解答本题时要
综合分析,主要注意以下3点:
(1)Cl-的性质。 (2)HClO的强氧化性及弱酸性。 (3)Cl2的颜色和气味。
【解析】(4)要从氯水的成分及性质分析:氯水中含有H+显酸性, 氯水中含有HClO具有漂白性;设计实验时从溶液中是否含有酚 酞来进行设计比较简单;(6)久臵的氯水就是盐酸,不含有HClO、
HClO,久臵氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后变为
化而褪色。
(4)氯水能导电,但氯水是混合物,液氯是单质,它们既不是电解
质,也不是非电解质。
2 (5)离子共存问题:ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO3 等在水中因
发生氧化还原反应不能大量共存。
【典例1】(2014·龙岩模拟) 实验 序号
Cl2。
答案:(1)氯水中含有Cl-
(2)溶液褪色 有气泡生成
(3)取一片淀粉碘化钾试纸,臵于表面皿或玻璃片上,用洁净的 玻璃棒蘸取氯水,滴在试纸上
(4)氯水中含有H+,中和OH-使溶液褪色 白性,其漂白作用使溶液褪色
氯水含有HClO具有漂
向褪色的溶液中滴加NaOH溶液
至溶液显碱性,若溶液不再显红色,证明b正确;若溶液显红色,
G
NaOH溶液
吸收多余的氯气
【高考警示】
(1)注意氯气的尾气吸收试剂的选择。实验室制取氯气时 ,常用 NaOH溶液吸收多余的氯气,也可以用Na2SO3溶液或Na2CO3溶液, 但不用澄清石灰水,因为Ca(OH)2的溶解度较小,澄清石灰水中 Ca(OH)2的含量少,吸收不完全。 (2)制取氯气时要缓缓加热,温度过高会导致HCl大量挥发。 (3)注意盐酸的浓度对反应的影响。制取Cl2所用的盐酸为浓盐
光照 2HCl+O ↑ 2HClO 2 (1)不稳定性:__________________________ ====
棕色瓶 中,置于冷暗处。 氯水须现用现配,保存在_______ (2)强氧化性: ①能将有色物质氧化为无色物质,有漂白性。 ②杀菌、消毒。 (3)弱酸性: NaClO溶液中通少量CO2,化学方程式为 2NaClO+CO2+H2O====Na2CO3+2HClO ___________________________________ 。
3.Cl2+H2O
HCl+HClO平衡移动的应用
向氯水中 加入的物质
浓度变化
平衡移 动的方向
应
用
可溶性 氯化物
c(Cl-)增大 c(HClO)减 小
左移
①用饱和食盐水除 Cl2中的HCl ②用排饱和食盐水法 收集Cl2
向氯水中 平衡 加入的 浓度变化 移动的 物质 方向 盐酸 NaOH 光照 碳酸钙
第 2 节 氯及其化合物
一、研究物质性质的基本程序 观察 物质的外观 _______ 预测 物质的性质 _____ 通过 化学实验 来验证和探究预测的性质 _________ 探讨、归纳、概述得出物质的性质结论。
通过对现象的分析、
二、氯气的性质及应用
1.物理性质 颜色、状态 黄绿 色气体 _____ 气味 刺激性气味 密度 大 比空气___ 水溶性 能溶于水 毒性 有毒 _____
4.实验室制取Cl2时收集过程中,既能使用向上排空气法,也可使
用排水法。 (× ) 【分析】Cl2的收集可以用向上排空气法,但Cl2易溶于水,故不能 用排水法收集,但可以用排饱和食盐水的方法收集。
考点 1
氯水的成分及性质
1.氯水成分的确定 氯水中存在以下三个平衡关系:
(1)Cl2+H2O
(2)HClO
酸,稀盐酸与MnO2不反应。随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,
反应停止。
【典例2】(2014·三明模拟)无水AlCl3是一种重要的有机合成
催化剂,该物质在183℃时升华,遇潮湿空气即产生大量白雾。 某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水 AlCl3,实验装置如下图所示。
请回答下列问题:
应
用
c(H+)和 c(Cl-)增 大 c(H+)减 小
c(HClO) 减小 c(HClO) 增大
左移 右移 右移 右移
洁厕剂和“84”消毒液 不宜混用 用NaOH吸收多余的Cl2 氯水应避光保存或现用 现配 制取次氯酸浓度较大的氯 水
4.液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯 新制氯水 久置氯水
分
颜 性
【解析】选A。用氯气消毒的自来水中,含有的H+可以与Na2CO3 及NaOH反应,含有的Cl-可以与AgNO3反应,含有的Cl2可以氧化
2 等具有强还原性离子。所以用经过氯气消 Fe2+、I-、S2-、S O3
毒的自来水配制这些溶液都会使它们变质。
考点 2
氯气的实验室制法和性质实验
1.氯气的实验室制法 (1)实验原理:MnO2+4HCl(浓) ===ຫໍສະໝຸດ Baidu MnCl2+Cl2↑+2H2O
苍白 爆炸 白雾
点燃或光照
白雾
(3)与水反应:溶于水的氯气部分与水反应 Cl2+H2O H++Cl-+HClO 。 离子方程式为__________________________ (4)与碱反应:与NaOH溶液反应 Cl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O 离子方程式为___________________________ 。 (5)与还原性无机化合物反应: Cl2+2KI====2KCl+I2 ①与碘化钾溶液反应:______________________ 。
2.化学性质
(1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。 点燃 2Fe+3Cl 2 ==== 2FeCl3 。 ①与铁反应:____________________
点燃 Cu+Cl ②与铜反应:___________________ 2 ==== CuCl2 。
(2)与非金属反应:
H2+Cl2 ====== 2HCl 与H2反应:____________________,
②与SO2水溶液反应: Cl2+SO2+2H2O====H2SO4+2HCl ______________________________ 。
③与FeCl2溶液反应: 2+====2Fe3++2ClCl +2Fe 2 离子方程式为__________________________。
三、次氯酸和次氯酸盐的性质 1.次氯酸
证明a正确
(5)不能 氯水含有HClO能将pH试纸漂白为无色
(6)①②④
【变式训练】(2014·厦门模拟)经氯气消毒的自来水,若用于
配置以下溶液:①NaOH;②AgNO3;③Na2CO3;④FeSO4;⑤KI;⑥Na2S;
⑦Na2SO3,会使配制的溶液变质的是 A.全部 C.②⑤ D.④⑥ ( ) B.②④⑤⑥⑦