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2011届高三化学第一轮复习知识点说明--卤素

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  • 卤素

    1.氯气

    [氯气的物理性质]

    (1)常温下，氯气为黄绿色气体加压或降温后液化为液氯，进一步加压或降温则变成固态氯．

    (2)常温下，氯气可溶于水(1体积水溶解2体积氯气)

    (3)氯气有毒并具有强烈的刺激性，吸入少量会引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量则会中毒死亡．因此，实验室闻氯气气味的正确方法为：用手在瓶口轻轻扇动，仅使少量的氯气飘进鼻孔．

    [氯气的化学性质]

    画出氯元素的原子结构示意图：                

    氯原子在化学反应中很容易获得1个电子．所以，氯气的化学性质非常活泼，是一种强氧化剂．

    (1)与金属反应：Cu + C12 CuCl2

    l         实验现象：铜在氯气中剧烈燃烧，集气瓶中充满了棕黄色的烟．一段时间后，集气瓶内壁附着有棕黄色的固体粉末．向集气瓶内加入少量蒸馏水，棕黄色固体粉末溶解并形成绿色溶液，继续加水，溶液变成蓝色．

    2Na + Cl2 2NaCl     实验现象：有白烟产生．

    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)与氢气反应．    H2 + Cl2  2HCl

    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．

    (3)与水反应．  

    化学方程式： C12 + H2O ＝HCl + HClO    离子方程式： Cl2 + H2O ＝H＋ + Cl－ + HClO

    说明 

    ①C12与H2O的反应是一个C12的自身氧化还原反应．其中，Cl2既是氧化剂又是还原剂，H2O只作反应物．

    ②在常温下，1体积水能溶解约2体积的氯气，故新制氯水显黄绿色．同时，溶解于水中的部分C12与H2O反应生成HCl和HClO，因此，新制氯水是一种含有三种分子(C12、HClO、H2O)和四种离子(H＋、Cl－、ClO－和水电离产生的少量OH－)的混合物．所以，新制氯水具有下列性质：酸性(H＋)，漂白作用(含HClO)，Cl－的性质，C12的性质．

    ③新制氯水中含有较多的C12、HClO，久置氯水由于C12不断跟H2O反应和HClO不断分解，使溶液中的C12、HClO逐渐减少、HCl逐渐增多，溶液的pH逐渐减小，最后溶液变成了稀盐酸，溶液的pH＜7．

    ④C12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．

    ⑤注意“氯水”与“液氯”的区别，氯水是混合物，液氯是纯净物．

    (4)与碱反应．常温下，氯气与碱溶液反应的化学方程式的通式为：

    氯气 + 可溶碱 → 金属氯化物 + 次氯酸盐 + 水．重要的反应有：

    C12 + 2NaOH＝NaCl + NaClO + H2O或Cl2 + 2OH－＝Cl－ + ClO－ + H2O

    该反应用于实验室制C12时，多余Cl2的吸收（尾气吸收）．

    2Cl2 + 2Ca(OH)2 ＝Ca(C1O)2 ＋CaCl2 + 2H2O

    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    2HClO 2HCl + O2↑

    由此可见，漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用．

    [氯气的用途]

    ①杀菌消毒；②制盐酸；⑧制漂粉精和漂白粉；④制造氯仿等有机溶剂和各种农药．

    [次氯酸]

    ①次氯酸(HClO)是一元弱酸(酸性比H2CO3还弱)，属于弱电解质，在新制氯水中主要以HClO分子的形式存在，因此在书写离子方程式时应保留化学式的形式．

    ②HClO不稳定，易分解，光照时分解速率加快．有关的化学方程式为：

    2HClO ＝2H＋ + 2Cl－ + O2↑，因此HClO是一种强氧化剂．

    ③HClO能杀菌．自来水常用氯气杀菌消毒(目前已逐步用C1O2代替)．

    ④HClO能使某些染料和有机色素褪色．因此，将Cl2通入石蕊试液中，试液先变红后褪色．

    [氯气的实验室制法]

    (1)反应原理：实验室中，利用氧化性比C12强的氧化剂[如MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等]将浓盐酸中的Cl－氧化来制取C12。例如：

    MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + C12↑+ 2H2O

    2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O

    (2)装置特点：根据反应物MnO2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．

    (3)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

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