高三一轮复习------氯气的性质和制备方法

氯气的性质和制备方法氯气的性质和制备方法_液化液化.一、氯气的物理性质一、氯气的物理性质氯气的主要物理性质有哪些？氯气的主要物理性质有哪些？ 比空气比空气_;(1) 色、味、态色、味、态:重重_溶于水（溶于水（1 2）、易溶于）、易溶于_; (2) 密度密度: 氯气是氯气是_色、有色、有_ 气味的气味的 有毒有毒_体体;(4)熔、沸点：熔、沸点：(3) 溶解性溶解性:易易有机溶剂有机溶剂黄绿黄绿强烈刺激性强烈刺激性气气能能二、氯气的化学性质二、氯气的化学性质（1 1）与金属反应）与金属反应2Na + Cl2 2NaCl点燃燃烧，黄光，白烟燃烧，黄光，白烟 Cu + Cl2 CuCl2点燃燃烧，棕黄色烟燃烧，棕黄色烟 2Fe + 3 Cl2 2FeCl3 注意：不生成注意：不生成 FeCl2溶于水后，浓溶液绿色溶于水后，浓溶液绿色 稀溶液蓝色稀溶液蓝色燃烧，棕红色烟燃烧，棕红色烟（2）、氯气的化学性质）、氯气的化学性质（2 2）与非金属反应）与非金属反应H2 + Cl2 2HCl点燃安静燃烧，苍白色火焰，瓶口有安静燃烧，苍白色火焰，瓶口有白雾，有刺激性气味气体生成白雾，有刺激性气味气体生成 2P + 3Cl2 2PCl3 （液）（液）点燃 PCl3 + Cl2 PCl（固）（固） 一般生成一般生成 PCl3 和和 PCl5 的混和物的混和物形成白烟形成白烟H2 + Cl2 2HCl光照爆炸，瓶口有白雾爆炸，瓶口有白雾形成白雾形成白雾白色烟雾白色烟雾（3）氯气与水的反应新制氯水的成分新制氯水的成分分子：分子：H2O,Cl2,HClO离子：离子：H+,Cl-,ClO-,OH-（淡黄绿色）（淡黄绿色）久置氯水的成分久置氯水的成分H+,Cl-,H2O,OH-HClO的性质的性质a.弱酸性：一元弱酸，酸性比碳酸弱弱酸性：一元弱酸，酸性比碳酸弱b.不稳定性：不稳定性：2HClO=2HCl+O2光照光照c.强氧化性：可氧化多种物质强氧化性：可氧化多种物质d.杀菌漂白性：可使有色布条等褪色。杀菌漂白性：可使有色布条等褪色。Cl2+H2O HClO+HCl液氯、新制氯水、久置氯水比较液氯、新制氯水、久置氯水比较液氯液氯新制氯水新制氯水久置氯水久置氯水颜色、状态颜色、状态主要存主要存在的微粒在的微粒物质的类别物质的类别遇干燥的蓝遇干燥的蓝色石蕊试纸色石蕊试纸 黄绿色液体黄绿色液体Cl2分子分子 Cl2 、H2O 、 HClOCl-、 H+ 、ClO-、OH-纯净物纯净物无明显变化无明显变化先变红后褪色先变红后褪色混合物混合物淡黄绿色液体淡黄绿色液体无色液体无色液体H2O 、Cl-、 H+ 、OH-变红变红混合物混合物主要性质主要性质Cl2的性质的性质Cl2、HClO、HCl的性质的性质HCl的性质的性质保存方法保存方法干燥钢瓶中干燥钢瓶中密封、避光、阴暗密封、避光、阴暗问题：哪些物质具有漂白性？在这些物质中哪些问题：哪些物质具有漂白性？在这些物质中哪些物质的漂白作用的原理与次氯酸相同？物质的漂白作用的原理与次氯酸相同？Na2O2(氧化漂白氧化漂白)、O3 (氧化漂白氧化漂白)、H2O2(氧化漂白氧化漂白);SO2(化合成不稳定无色物质化合成不稳定无色物质)；活性炭活性炭(物理吸附有色物质物理吸附有色物质)（4）氯气与碱的反应）氯气与碱的反应2Ca(OH)2 2Cl2 Ca(ClO)2 CaCl2 2H2O（制漂白粉）（制漂白粉）漂白原理漂白原理Ca(ClO)2CO2H2OCaCO32HClO 漂白粉久置失效原因漂白粉久置失效原因Ca(ClO)2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 2HClO=2HCl+O22NaOH Cl2 NaClO NaCl H2O（可用于尾气吸收）（可用于尾气吸收）漂白粉的有效成分：漂白粉的有效成分： Ca(ClO)2光照光照保存方法：隔绝空气密封保存保存方法：隔绝空气密封保存1)少量少量Cl2与足量与足量Na2CO3溶液反应的化学方程式：溶液反应的化学方程式：_2)Cl2与与Na2CO3物质的量之比为物质的量之比为1:1 _3)Cl2与与Na2CO3物质的量之比为物质的量之比为2:1 已知酸性已知酸性H2CO3HClO HCO3-制备漂白液：将制备漂白液：将Cl2通入通入Na2CO3溶液溶液Cl22Na2CO3H2O=NaClNaClO2NaHCO3 Cl2Na2CO3H2O=NaClHClONaHCO32Cl2Na2CO3H2O=2NaCl2HClOCO2（5）、与其它还原性物质反应）、与其它还原性物质反应思考：思考：Cl2与与Br、I、Fe2+、S2、SO32、SO2等反应的现象与离等反应的现象与离子反应方程式？子反应方程式？Cl2Br现象现象:反应方程式反应方程式:溶液由无色变橙色溶液由无色变橙色2Br + Cl2 =Br2 + 2ClI现象现象:反应方程式反应方程式:溶液由无色变深黄色溶液由无色变深黄色2I + Cl2 = I2 + 2ClFe2+现象现象:反应方程式反应方程式:溶液由浅绿色变黄色溶液由浅绿色变黄色2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2ClS2现象现象:反应方程式反应方程式:溶液变浑浊溶液变浑浊S2 + Cl2 = S + 2ClSO32现象现象:反应方程式反应方程式:溶液无明显现象溶液无明显现象H2O + SO32 + Cl2 = SO42 + 2Cl + 2H+SO2现象现象:反应方程式反应方程式:溶液没有明显现象溶液没有明显现象2H2O + SO2 + Cl2 = SO42 + 2Cl + 4H+讨论讨论1 1说说下列过程中颜色的变化说说下列过程中颜色的变化：钠投入滴有酚酞的水中钠投入滴有酚酞的水中 过氧化钠投入滴有酚酞的水中过氧化钠投入滴有酚酞的水中氯气通入滴有紫色石蕊试液的水中氯气通入滴有紫色石蕊试液的水中氯气通入干燥的兰色石蕊试纸中氯气通入干燥的兰色石蕊试纸中氯气通入滴有淀粉的氯气通入滴有淀粉的KI溶液中溶液中氯气通入干燥的淀粉氯气通入干燥的淀粉KI试纸中试纸中氯气通入氯气通入KI溶液中，再加溶液中，再加CCl4振荡振荡氯气通入氯气通入FeCl2溶液中溶液中CuCl2固体溶于少量水中，再加水稀释固体溶于少量水中，再加水稀释红墨水中投入足量的活性炭红墨水中投入足量的活性炭知识小结知识小结: :1、氯气具有强氧化性，能将某些变、氯气具有强氧化性，能将某些变价金属氧化成它的高价化合物。价金属氧化成它的高价化合物。2、新制氯水的主要成分是、新制氯水的主要成分是Cl2的水的水溶液，另含少量盐酸和次氯酸，具溶液，另含少量盐酸和次氯酸，具有强氧化性、漂白性和酸性等。通有强氧化性、漂白性和酸性等。通常可代替氯气使用。久置氯水的主常可代替氯气使用。久置氯水的主要成分是盐酸。要成分是盐酸。知识小结知识小结: :3、氯气的漂白性实际上是氯气与水反应后生、氯气的漂白性实际上是氯气与水反应后生成的成的HClO表现出来的，故干燥的表现出来的，故干燥的Cl2或液氯或液氯均无漂白性。均无漂白性。4、漂白粉的主要成分是、漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2与与CaCl2的的混合物混合物,其有效成分是其有效成分是Ca(ClO)2。漂白粉的保。漂白粉的保存须密封（与空气中的存须密封（与空气中的CO2和水蒸气隔绝）。和水蒸气隔绝）。漂白粉遇浓酸可反应产生漂白粉遇浓酸可反应产生Cl2。5、凡含有、凡含有ClO的盐或其它化合物均具有漂的盐或其它化合物均具有漂白性和强氧化性。白性和强氧化性。二、氯气的实验室制法二、氯气的实验室制法1、反应原理：、反应原理：MnO2+4HCl(浓）浓）= MnCl2+Cl2 +2H2O2、制气装置：制取、制气装置：制取-净化净化-收集收集-吸收吸收氯气的净化：氯气的净化：先通过饱和食盐水除先通过饱和食盐水除HCl,再通过浓再通过浓H2SO4除除H2O3、收集方法：向上排空气法、收集方法：向上排空气法4、验满方法：湿润的淀粉、验满方法：湿润的淀粉-KI试纸（变蓝）试纸（变蓝） 湿润的蓝色石蕊试纸（先变红后褪色）湿润的蓝色石蕊试纸（先变红后褪色）5、尾气吸收：、尾气吸收：NaOH溶液溶液例例1某化学小组用如图所示装置制某化学小组用如图所示装置制 取氯气，不正确的是取氯气，不正确的是 ()A该装置图中至少存在两处明显错误该装置图中至少存在两处明显错误B该实验中收集氯气的方法不正确该实验中收集氯气的方法不正确C为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理D在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出可以证明是否有氯气逸出.B例例2.例例3某同学用下列装置制备某同学用下列装置制备Cl2或检验或检验Cl2的性的性质质下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A图中：如果图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗完过量，浓盐酸就可全部消耗完B图中：生成蓝色的烟图中：生成蓝色的烟C图中：量筒中发生了加成反应图中：量筒中发生了加成反应D图中：湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入图中：湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成生成D2海水提溴：海水提溴：(1)反应原理：反应原理：2BrCl2= Br22Cl(2)原料：浓缩海水或制盐卤水原料：浓缩海水或制盐卤水(3) 基本步骤：基本步骤：浓缩、氧化和提取。浓缩、氧化和提取。“海洋元素海洋元素”练习、溴是海水中的重要元素，海水中溴元素的含量一般练习、溴是海水中的重要元素，海水中溴元素的含量一般为为0.067gL0.067gL-1-1，晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴，晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴离子，所以可以利用苦卤提取溴，方法如下：离子，所以可以利用苦卤提取溴，方法如下：（1 1）向苦卤中通入氯气，将卤水中的溴离子氧化。该反）向苦卤中通入氯气，将卤水中的溴离子氧化。该反应的离子方程式为：应的离子方程式为： 。（2 2）在上述混合液中鼓入热的空气，将其中生成的溴被）在上述混合液中鼓入热的空气，将其中生成的溴被吹出来，然后用纯碱吸收，写出该步反应的化学方程式：吹出来，然后用纯碱吸收，写出该步反应的化学方程式： （3 3）将（）将（2 2）所得溶液用稀硫酸酸化，使）所得溶液用稀硫酸酸化，使NaBrNaBr、NaBrONaBrO3 3转转化为单质溴，用有机溶剂提取溴后可以得到副产物化为单质溴，用有机溶剂提取溴后可以得到副产物NaNa2 2SOSO4 4，写出该过程的化学方程式：写出该过程的化学方程式： 3海带取碘海带取碘(1)反应原理：反应原理：2H+2I-H2O2= I22H2O(2)原料：海带、海藻原料：海带、海藻(3)方法：有机溶剂萃取法方法：有机溶剂萃取法(4)提取流程提取流程 卤素单质及其化合物的特性和应用卤素单质及其化合物的特性和应用(1)(1)氟氟无正价和含氧酸，无正价和含氧酸，非金属性最强，非金属性最强，F F- -的还原性最弱。的还原性最弱。与与H H2 2反应在暗处即爆炸。反应在暗处即爆炸。2F2F2 22H2H2 2O= 4HFO= 4HFO O2 2。HFHF是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在塑料瓶中是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在塑料瓶中(2)(2)溴溴BrBr2 2是深红棕色是深红棕色液体液体，易挥发。，易挥发。 BrBr2 2易溶于有机溶剂易溶于有机溶剂盛溴的试剂瓶中加水盛溴的试剂瓶中加水, , 进行水封进行水封, , 保存液溴不能用橡胶保存液溴不能用橡胶塞塞(3)(3)碘碘I I2 2遇淀粉变蓝色。遇淀粉变蓝色。 I I2 2加热时易升华。加热时易升华。I I2 2易溶于有机溶剂。易溶于有机溶剂。食用盐中加入食用盐中加入KIOKIO3 3可防治碘缺乏症。可防治碘缺乏症。 (4) (4)卤化银卤化银X X- - 检验：检验：AgFAgF易溶于水，易溶于水，AgClAgCl白色不溶于水，白色不溶于水，AgBrAgBr淡淡黄色不溶于水，黄色不溶于水，AgIAgI黄色不溶于水。黄色不溶于水。AgClAgCl、AgBrAgBr、AgIAgI也也不溶于稀硝酸。不溶于稀硝酸。XX- -的检验的检验除除AgFAgF外，均有感光性，其中外，均有感光性，其中AgBrAgBr作感光材料，可用于作感光材料，可用于照相。照相。AgIAgI可进行人工降雨。可进行人工降雨。I I2 2与与FeFe反应产生反应产生FeIFeI2 2，其他卤素单质生成，其他卤素单质生成FeXFeX3 3。试剂：试剂：AgNO3溶液，稀溶液，稀HNO3方法：先加稀方法：先加稀HNO3酸化，再加酸化，再加AgNO3溶液溶液分液和萃取分液和萃取分液分液是分离两种互不相溶且密度也不相同的液态混合物的方法。是分离两种互不相溶且密度也不相同的液态混合物的方法。萃萃取取是利用溶质在互不相溶的两种溶剂里溶解性的不同，用一种溶剂是利用溶质在互不相溶的两种溶剂里溶解性的不同，用一种溶剂把它从另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。把它从另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。萃取剂的选择：萃取剂应与原溶液中的溶剂互不相溶，且溶质的溶萃取剂的选择：萃取剂应与原溶液中的溶剂互不相溶，且溶质的溶解度要远大于原溶剂。解度要远大于原溶剂。分液漏斗分液漏斗静静 置置分液分液溴不离橙，碘不离紫溴不离橙，碘不离紫类卤化合物简介类卤化合物简介 1 1、拟卤素：、拟卤素： 有少数有少数分子与卤素单质性质相似分子与卤素单质性质相似，故把它们叫做，故把它们叫做拟卤素，如氰拟卤素，如氰(CN)(CN)2 2、硫氰、硫氰(SCN)(SCN)2 2等，等，它们对应的类卤阴离子为它们对应的类卤阴离子为CNCN- -、SCNSCN- -，在性质上在性质上与卤素与卤素阴离子的性质也相似，阴离子的性质也相似，拟卤素的主要化学性质有：拟卤素的主要化学性质有： (1)(1)、拟卤素单质具有、拟卤素单质具有较强氧化性较强氧化性，氧化性顺序为氧化性顺序为F F2 2ClCl2 2BrBr2 2(CN)(CN)2 2(SCN)(SCN)2 2I I2 2 (2)(2)在水中或碱溶液中易发生在水中或碱溶液中易发生岐化反应岐化反应。 如：如：(CN)(CN)2 2 + H + H2 2O HCN + HCNOO HCN + HCNO (3)(3)与金属反应生成一价阴离子的盐。与金属反应生成一价阴离子的盐。如：如：(CN)(CN)2 2 + 2Na 2NaCN + 2Na 2NaCN 氰（氰（CN）2是无色气体，苦杏仁味，熔是无色气体，苦杏仁味，熔点点245K，沸点，沸点253K，剧毒。，剧毒。273K时，时，1体体积水可溶积水可溶4体积的氰。体积的氰。 氰化物及其衍生物均属剧毒物品，氰化物及其衍生物均属剧毒物品，致死量为致死量为0.05克克(几秒钟内立即死亡几秒钟内立即死亡)。中毒之所以如此迅速，是因。中毒之所以如此迅速，是因为为它使中枢神经系统瘫痪，血红蛋白失去输氧能力它使中枢神经系统瘫痪，血红蛋白失去输氧能力(强强配合能力的配合能力的CN-离子取代了离子取代了O2)。因此，在空气中氰化。因此，在空气中氰化氢的含量必须控制在氢的含量必须控制在0.3mgm3以下。在水中含量不以下。在水中含量不得超过得超过0.01mg/L。然而，氰化物是常用的化学试剂，。然而，氰化物是常用的化学试剂，也是合成某些药物的不可缺少的原料。使用时一定要也是合成某些药物的不可缺少的原料。使用时一定要特别小心，切记注意安全。特别小心，切记注意安全。硫氰在常温下是硫氰在常温下是黄色油状液体黄色油状液体，凝固点为，凝固点为271276K，不，不稳定，稳定，逐渐聚合为不溶性深红色固体逐渐聚合为不溶性深红色固体。它在。它在四氯化碳和醋四氯化碳和醋酸中稳定存在酸中稳定存在。它的。它的氧化能力和溴相似氧化能力和溴相似：(SCN)22I-=2SCN-I2硫氰的结构如下：硫氰的结构如下：NCSSCN：硫氰酸盐很易制备，如氰化钾和硫磺共熔即得硫氰酸钾： 硫氰酸根结构如下：卤素互化物卤素互化物: : 指指两种不同卤素两种不同卤素相互化合形成的化合物，常见相互化合形成的化合物，常见的卤素互化物有：的卤素互化物有：BrClBrCl、IClICl、BrFBrF3 3、BrFBrF5 5 大多数卤素互化物大多数卤素互化物不稳定不稳定，具有比卤素单质具有比卤素单质(F(F2 2除外除外) )更强的化学活泼性更强的化学活泼性，主要反应有主要反应有 (1)(1)易水解：如：易水解：如：ICl + HICl + H2 2O HCl + HIOO HCl + HIO (2)(2)强氧化性：与金属反应，强氧化性：与金属反应，如：如：2R + nBrCl RCln + RBrn( n2R + nBrCl RCln + RBrn( n为为R R的化合价的化合价) ) 与某些盐的反应，与某些盐的反应，如：如：2NaI + BrCl NaCl + NaBr + I2NaI + BrCl NaCl + NaBr + I2 2 (3)(3)与还原性物质反应：与还原性物质反应：如：如：SOSO2 2 + 2H + 2H2 2O + BrCl = HO + BrCl = H2 2SOSO4 4 + HCl + HBr+ HCl + HBr 【练习练习】无水无水AlClAlCl3 3是一种重要的有机合成催化剂是一种重要的有机合成催化剂, ,该物该物质在质在183183时升华时升华, ,遇潮湿空气即产生大量白雾。某中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学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水水AlClAlCl3 3, ,实验装置如下图所示。实验装置如下图所示。请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)制备实验开始时制备实验开始时, ,先检查装置的气密性先检查装置的气密性, ,接下来的操作接下来的操作依次是依次是。a.a.加入加入MnOMnO2 2粉末粉末 b.b.点燃点燃A A中酒精灯中酒精灯c.c.加入浓盐酸加入浓盐酸 d.d.点燃点燃D D处酒精灯处酒精灯(2)(2)写出写出A A装置中发生反应的化学方程式装置中发生反应的化学方程式: : 。(3)(3)装置装置B B和和C C中的试剂分别是中的试剂分别是、。(4)(4)甲同学认为甲同学认为F F和和G G可以用一种仪器替代可以用一种仪器替代, ,且加入一种药品且加入一种药品即可达到相同效果。这种药品可以是即可达到相同效果。这种药品可以是 。(5)E(5)E中得到少量白色粉末中得到少量白色粉末, ,打开软木塞后可明显观察到锥打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾产生形瓶中有白雾产生, ,用化学方程式表示其原因用化学方程式表示其原因 。(6)(6)制备过程中随着盐酸的浓度下降制备过程中随着盐酸的浓度下降, ,氯气的制取反应会停氯气的制取反应会停止。为测定残余液中盐酸的浓度止。为测定残余液中盐酸的浓度, ,某同学量取残余液某同学量取残余液10.00 10.00 mL,mL,加水稀释到加水稀释到250.00 mL250.00 mL。然后从中取出。然后从中取出20.00 mL,20.00 mL,用用0.100 0 mol0.100 0 molL L-1-1的的NaOHNaOH标准溶液进行滴定标准溶液进行滴定, ,终点时消耗终点时消耗NaOHNaOH溶液溶液24.00 mL24.00 mL。则该残余液体中盐酸的浓度为。则该残余液体中盐酸的浓度为。答案答案: :(1)a(1)a、c c、b b、d d(2)MnO(2)MnO2 2+ 4HCl(+ 4HCl(浓浓) MnCl) MnCl2 2+ Cl+ Cl2 2+ 2H+ 2H2 2O O(3)(3)饱和食盐水饱和食盐水( (水水) )浓硫酸浓硫酸(4)(4)碱石灰或氧化钙碱石灰或氧化钙(5)AlCl(5)AlCl3 3+3H+3H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3+3HCl+3HCl(6)3.000 mol(6)3.000 molL L-1-1=迁移体验 1 1、如何证明次氯酸酸性比碳酸还弱？、如何证明次氯酸酸性比碳酸还弱？ ；Ca(ClO)2 + H2O + CO2 = CaCO3 + 2HClO2 2、在某溶液里加入几滴酚酞试液，溶液显红色，向其、在某溶液里加入几滴酚酞试液，溶液显红色，向其中逐滴加入新制的饱和氯水，当滴到最后一滴时，红中逐滴加入新制的饱和氯水，当滴到最后一滴时，红色突然褪去。回答下列问题；色突然褪去。回答下列问题； 产生该现象的原因可能有：产生该现象的原因可能有： ； 。 简述怎样用实验证明红色褪去的原因是或者是。简述怎样用实验证明红色褪去的原因是或者是。氯水中氯水中H H+ +（或（或ClCl2 2）与）与OHOH反应反应 氯水中氯水中HClOHClO使酚酞褪色使酚酞褪色 向褪色后的溶液中再滴加向褪色后的溶液中再滴加NaOHNaOH溶液，若红色再现，则是的原溶液，若红色再现，则是的原因造成的；若红色不再现，则是因造成的；若红色不再现，则是 的原因造成的的原因造成的