第二節(jié)富集在海水中的元素——氯上

1、燃燒是指任何發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)。它強(qiáng)調(diào)的是 發(fā)光、發(fā)熱。 反應(yīng)劇烈。第二節(jié)富集在海水中的元素一一氯上唐榮德大綱考綱要求:1、了解氯氣的物理性質(zhì)及用途，掌握氯氣的化學(xué)性質(zhì)。2、掌握氯離子的檢驗(yàn)方法。3、了解次氯酸的重要性質(zhì)和用途，掌握漂白粉的組成、性質(zhì)和用途。4、了解鹵族元素的一些相似性質(zhì)。知識(shí)要點(diǎn)精析一、氯氣1. 物理性質(zhì)在通常狀況下，氯氣是黃綠色、有強(qiáng)烈剌激性氣味的有毒氣體，比空氣重標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為3.17 g / L ，易液化 101 kPa, 34 6C ，能溶于水 常溫下，1體積的水中 能溶解2體積的氯氣 。由于氯氣有毒，要注意聞氣體的方法及使用氯氣的安全操作。2化學(xué)性質(zhì)氯元素

2、位于元素周期表的第三周期、第四A族。氯原子最外層有 7個(gè)電子，易得一個(gè)電子形成穩(wěn)定的氯離子。氯氣是雙原子分子，氯氣的化學(xué)性質(zhì)活潑，表現(xiàn)為強(qiáng)氧化性，強(qiáng)非金 屬性。1 與金屬反應(yīng)2Fe+ 3CI2 2FeCl3Cu + Cl2CuCl2 （棕色煙，溶于少量水形成黃綠色溶液， 加多量水時(shí)形成藍(lán)綠色溶液。）氯氣與變價(jià)金屬反應(yīng)，變價(jià)金屬會(huì)被氧化成高價(jià)。在通常狀況下，干燥的氯氣不能與鐵 反應(yīng)。鐵和銅在氯氣中燃燒都產(chǎn)生棕色的煙，即氯化鐵和氯化銅的固體都是棕色的，不易區(qū) 分。但溶于水后，氯化鐵溶液是黃色的，而氯化銅溶液是藍(lán)綠色的，很容易區(qū)分。2 氯氣與非金屬反應(yīng)氯氣與氫氣反應(yīng)：純凈氫氣在氯氣中燃燒產(chǎn)生蒼白色火

3、焰，生成氯化氫氣體。氫氣 與氯氣的混合氣體在強(qiáng)光照射時(shí)爆炸。2HCIH2 + CI2 實(shí)質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。 不一定要有氧參加。因此，緩慢氧化不是燃燒，只有發(fā)光發(fā)熱 也不是燃燒，如電燈亮?xí)r也要發(fā)光發(fā)熱，但不叫燃燒，因?yàn)樗鼪](méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 氯氣與其它非金屬反應(yīng)：在一定條件下，CI2還可跟P、S、C等非金屬直接化合。P在不足量的CI2里燃燒生成PCI3, P在足量的CI2里燃燒生成PCI5,因此磷在氯氣中燃燒產(chǎn)生白色煙霧。C跟Cl2在一定條件下化合生成 CCI4。3CI2 + 2P2PCI3 （液態(tài)，形成白霧）5CI2+ 2P= 2PCI5個(gè)態(tài)，形成白煙）3 氯氣與水反應(yīng)：新制氯水有大量的氯氣與水

4、發(fā)生反應(yīng)，還有少量的氯氣未反應(yīng)， 而久置敞放氯水實(shí)際上就是極稀的鹽酸。把紫色石蕊試液滴入新制氯水中，溶液先變紅，然 后褪色。CI2+ H20= HCI + HCIO 離子方程式為 CI2+ H20 = H + + CI + HCIO新制氯水中含有 Cl2、H20、H+、CI 、HCIO、CIO 、OH 。檢驗(yàn)氯水中的成分，Cb具有氧化性，H+可用酸堿指示劑，CI可用AgNO3和稀HNO3, HCIO可用漂白性。4 氯氣與堿溶液反應(yīng)CI2+ 2NaOH = NaCI + NaCIO + H2O 氯氣的尾氣處理3CI2+ 6KOH 濃= 5KCI + KCIO 3+ 3H2O5 氯氣與某些還原性物

5、質(zhì)如FeCl2、NaBr、KI等 反應(yīng)：CI2+ 2FeCl2 = 2FeCI33.氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1774年，瑞典化學(xué)家舍勒用軟錳礦主要成分是MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制得了氯氣。其化學(xué)反應(yīng)如下：MnO2+ 4HCI 濃= MnCI 2+ CI2 + 2H2O。該反應(yīng)是固、液反應(yīng)，要加熱，產(chǎn)生的氯氣有毒，能溶于水，比空氣重得多，且能與堿 液反應(yīng)。其制取和收集的裝置與制取氫氣、氧氣的裝置不同，如下圖所示。制氣（發(fā)生）裝置：發(fā)生裝置中不用長(zhǎng)頸漏斗而 使用分液漏斗，一是因?yàn)镸nO2是粉末，使用長(zhǎng)頸漏斗必須液封，這樣會(huì)造成漏斗下口堵塞，出現(xiàn)危 險(xiǎn)；二是加熱后反應(yīng)劇烈，用分液漏斗進(jìn)行滴加， 可控制反應(yīng)速率。

6、氯氣的凈化：由于使用濃鹽酸，反應(yīng)生成的氯 氣中含有氯化氫和水蒸氣?？梢宰寶怏w通過(guò)飽和食 鹽水，HCI易溶于水中而氯氣則不溶，然后再用濃 硫酸吸收水蒸氣，這樣可制得干燥、純凈的氯氣。收集方法：由于氯氣要與水反應(yīng)，故應(yīng)用向上排空氣法或排飽和食鹽水法。尾氣吸取：用NaOH溶液吸收多余的氯氣。 因?yàn)镹aOH的溶解度大，Ca OH 2的溶 解度小，尾氣吸收時(shí)不用石灰水，而用NaOH溶液。二、鹽酸和氯離子1. 氯化氫在常溫下，1體積水氯化氫是無(wú)色、具有剌激性氣味的氣體，比空氣重，極易溶于水里能溶解500體積的氯化氫氯化氫是酸性氣體，能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅，能與堿溶液反應(yīng)生成鹽和水?？刹捎脧?fù)分解反應(yīng)來(lái)制

7、取氯化氫氣體。由于氯化氫是穩(wěn)定的，而鹽酸是揮發(fā)性的酸，故 可用酸與鹽反應(yīng)，用穩(wěn)定的硫酸與金屬氯化物一般用食鹽反應(yīng)來(lái)制取揮發(fā)性的鹽酸。2NaCI s + H2SO4 濃Na2SO4+ 2HCI利用該反應(yīng)來(lái)制氯化氫氣體，其發(fā)生裝置與制取氯氣的發(fā)生裝置相同。如果利用食鹽與硫酸氫鈉固體反應(yīng)來(lái)制取氯化氫氣體，則發(fā)生裝置與制取氧氣的發(fā)生裝 置相同。NaCI s + NaHSO4 sNa2SO4+ HCI有時(shí)實(shí)驗(yàn)室里也可用濃鹽酸中加入濃硫酸來(lái)制取氯 化氫氣體，其發(fā)生裝置與制取氫氣的發(fā)生裝置相同。由于HCI極易溶于水，故要用向上排空氣法收集HCI氣體。如果要用水吸收 HCI氣體，則可在導(dǎo)氣管末端口有 橡皮管連

8、接一倒置的漏斗，并將漏斗口浸入液面下，這樣 有利于HCI的充分吸收，又可防止 HCI產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象?？捎么朔椒ㄖ迫←}酸和飽和氯水等。2. 鹽酸鹽酸是無(wú)色、有剌激性氣味的液體，易揮發(fā)、但是穩(wěn)定的一元強(qiáng)酸。除具有酸的通性外, 還具有H+的氧化性和CI的還原性。當(dāng)鹽酸與活潑金屬發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)，鹽酸是氧化劑； 當(dāng)濃鹽酸與二氧化錳、高錳酸鉀等氧化劑反應(yīng)時(shí)，鹽酸是還原劑。3 .氯離子的檢驗(yàn)可溶性金屬氯化物即鹽酸鹽 與鹽酸一樣，都含有氯離子，與鹽酸中的CI的檢驗(yàn)方法相同。向含有CI的溶液中加入AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入稀硝酸，白色沉淀不 溶解。加入硝酸的目的是排除其他與Ag+反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀的離子如

9、CO2的干擾。也可以在含有CI的溶液中加入硝酸酸化的 AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀。Ag + + CI = AgCI 不溶于稀 HNO32Ag + + CO 3 = Ag 2CO3Ag2CO3 + 2H+= 2Ag + + CO2+ H2O、次氯酸和漂白粉1. 次氯酸1 次氯酸是比碳酸還弱的弱酸，它部分電離產(chǎn)生H+和次氯酸根離子。HCIO ： H+ + CIO2NaCIO + CO2 + H2O = Na2CO3+ 2HCIO2 次氯酸不穩(wěn)定，容易分解放出氧氣，故只能存在于稀水溶液中。2HCIO = 2HCI + O23 次氯酸是強(qiáng)氧化劑，具有漂白殺菌作用。次氯酸鹽具有漂白性，如次氯酸鈉和漂白

10、粉，是可溶的強(qiáng)氧化劑，漂白時(shí)在酸性環(huán)境中 放出HCIO而漂白有機(jī)色素，但不能漂白墨跡或有色的無(wú)機(jī)離子。CIO遇強(qiáng)酸時(shí)要注意酸的濃度和用量，遇適量酸時(shí)：CIO + H + = HCIO ;遇濃酸時(shí)CIO + H + + Cl = CI2 +出0。2. 漂白粉由于氫氧化鈣的溶解度小，制備漂白粉時(shí)不能用石灰水，應(yīng)用石灰乳。在石灰乳中通入 氯氣可制得漂白粉，也可以用氯氣與稍濕的消石灰作用制得。2CI2 + 2Ca OH 2= CaCI2 + Ca CIO 2+ 2H2O漂白粉是氯氣與石灰反應(yīng)的產(chǎn)物，其主要成分是Ca CIO2和CaCl2，而有效成分是Ca CIO2。漂白粉的作用原理是次氯酸鈣與酸反應(yīng)產(chǎn)

11、生的次氯酸具有強(qiáng)氧化性所致。Ca CIO2+ CO2 + H2O= CaCO3 + 2HCIO該反應(yīng)有3個(gè)涵義：漂白粉起漂白作用的原理，漂白粉失效的原，漂白粉的保存方法。 漂白粉要隔絕空氣保存。四、鹵素鹵素位于元素周期表的第四 A族，包括氟、氯、溴、碘、砹等5種元素，鹵素是典型的非金屬元素族，而氯又是鹵素元素的代表。通過(guò)對(duì)氯氣性質(zhì)、制法等知識(shí)的學(xué)習(xí)，可了解鹵 素的相關(guān)知識(shí)。1鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)F2CI2Br2|2原子半徑/ nm0.0710.0990.1140.133顏色淡黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色刁弋八、11狀態(tài)氣體氣體液體固體熔、沸點(diǎn)低低較低，易揮發(fā)較低，易升華溶解性與水反應(yīng)能溶微溶于水，

12、易溶于有機(jī)溶劑微溶于水，易溶于有機(jī)溶劑水中顏色強(qiáng)烈反應(yīng)黃綠色黃橙色深黃褐色苯中顏色反應(yīng)黃綠色黃橙紅色淺紫紫色四氯化碳中顏色反應(yīng)黃綠色黃橙紅色紫深紫色汽油中顏色反應(yīng)黃綠色黃橙紅色淺紫紅紫紅色酒精中顏色反應(yīng)黃綠色黃橙紅色棕 深棕色鹵素元素的原子半徑和離子半徑都隨核電荷數(shù)的增加而增大，其物理性質(zhì)表現(xiàn)出有規(guī)律 的變化。2. 鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 最外層電子數(shù)都是 7,都能得到一個(gè)電子形成負(fù)一價(jià)的陰離子，表現(xiàn) 出強(qiáng)的氧化性和強(qiáng)的非金屬性。電子層數(shù)不同，即原子半徑大小不同。隨著核電荷數(shù)的增 加，原子半徑增大，得電子能力減弱，其氧化性和非金屬性逐漸減弱，即: F2Cl2Br2 12。1 鹵素單質(zhì)

13、與金屬反應(yīng)生成金屬鹵化物鹽注意：F2、CI2、Br2能將Fe氧化為+3價(jià)，但Fe與12反應(yīng)只能生成Fel2。2 鹵素單質(zhì)與H2反應(yīng)生成鹵化氫H2 + X2= 2HX 一般用X表示鹵素元素鹵化氫還原性：HF vv HCI vv HBr v HI。鹵化氫皆為無(wú)色，有剌激性氣味，易溶于水，其水溶液為酸；鹽酸、氫溴酸和氫碘酸是 強(qiáng)酸；氫氟酸是弱酸，具有強(qiáng)的腐蝕性，能腐蝕玻璃，應(yīng)貯存于聚乙烯塑料瓶中。也能跟P反應(yīng)生成兩類(lèi)磷的鹵化物，如PX3、PX5等。3 鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)：氟與水劇烈反應(yīng)，并置換水中的氧；氯、溴、碘則與水發(fā) 生歧化反應(yīng)，其反應(yīng)能力逐漸減弱。2F2+ 2H2O = 4HF + 02 置換X2 + 2H2O= HX + HX0 歧化反應(yīng) F2例外4 鹵素單質(zhì)間的置換關(guān)系CI2+ 2KI = 2KCI + I2Br2+ 2KI = 2KBr + I24 碘的