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第1节 氯 气 一、分子式、电子式、结构式 二、物理性质 黄绿色有刺激性气味的气体，比空气重(分子量大于29)，有毒，易液化，能溶于水(1:2.26)，但难溶于饱和食盐水。 (1)色、味、态(介绍毒性) (2)密度：比空气大 (3)水溶性:可溶(体积比 1:2)常温下，1体积水约能溶解2体积氯气) (4)熔、沸点:-101 C;-34.6 C (与氧气-218 C;-183 C和氢气-259 C;-252 C比较) 易液化：氯气 (常压，-34.6 C ) 变成液氯 观察一瓶氯气，闻味(注意方法”扇”和”飘”)，再到入水振荡.用手轻轻地在瓶口扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔。三、化学性质(强氧化剂) 与金属反应(将金属氧化为高价态) 2Na + Cl2 点燃 2NaCl(白烟) Cu + Cl2 点燃 CuCl2(棕黄色烟) 2Fe + 3Cl2 点燃 2FeCl2(棕色烟) 注意： l 干燥的氯气与铁不反应，故工业上把液氯储存在钢瓶中 l CuCl2固体加水后，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色 CuCl2溶液的颜色随溶液浓度的不同而略有不同。 CuCl2溶液 浓溶液（黄色 ） 黄绿色 绿色 稀溶液（ 蓝色 ） 与非金属反应 点燃 H2 + Cl2 = 2HCl（苍白色火焰，工业制HCl原理） 光照 H2 + Cl2 = 2HCl（爆炸） 点燃 2P + 3Cl2 = 2PCl3 （液体） 三氯化磷 （白色烟雾） PCl3 + Cl2 = PCl5 （固体） 五氯化磷 磷在氯气中燃烧时，两个反应同时发生产生白色烟雾 燃烧（广义定义）：指任何发热发光的剧烈的化学反应。 与水反应 Cl2 + H2O = HCl + HClO 注意：氯水为淡黄绿色，主要成分为Cl2、H2O、 HClO 、H+ 、Cl- 、ClO- 、OH- 。并且2HClO= 2HCl + O2，故久置氯水为稀盐酸，新制氯水在保存时应该棕色瓶，密封保存。另HClO是一种一元弱酸，具有强氧化性和不稳定性，可以做漂白剂、杀菌剂。 与碱反应 Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O (Cl2尾气吸收) 3Cl2 + 6NaOH 5NaCl + NaClO3 + 3H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O (工业制漂白粉) 工业上将氯气通入石灰乳制漂白粉，漂白粉的主要成分是 CaCl2和 Ca(ClO)2有效成分是Ca(ClO)2 。漂白粉在空气中易变质，发生反应：Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClO生成的次氯酸发生分解反应：2HClO= 2HCl + O2。另次氯酸钙还可以和其它比次氯酸强的酸发生强酸制弱酸的复分解反应，如Ca(ClO)2 + 2HCl = CaCl2 + 2HClO 与还原性物质反应 Cl2 + FeCl2 = 2FeCl3 Cl2 + H2S = 2HCl + S Cl2 + SO2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4 Cl2 + 2KI = 2KCl + I2 (用于Cl2检验，现象：湿润的淀粉 - KI试纸变蓝) Cl2 + Na2SO4 + H2O = 2HCl + Na2SO4 与有机物反应 Cl2可以与烷烃、苯及其同系物等有机物发生取代、与不饱和烃发生加成反应。 四、用途：漂白粉、消毒剂、制盐酸、农药等 5、 氯气的制法： 工业制法： 电解饱和食盐水(氯碱工业) 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 电解熔融的氯化钠(主要制得金属钠) 2NaCl 2Na + Cl2 实验室制法： MnO2 + 4HCl (浓) MnCl2 + Cl2 + 2H2O 浓HCl在反应中表现酸性和还原性。如果无浓HCl可用NaCl固体和浓H2SO4的混合物代替，稀HCl与MnO2不反应。MnO2 +2NaCl +3H2SO4(浓) MnSO4 +2NaHSO4 +Cl2 + 2H2O 或：MnO2 + 2NaCl +2H2SO4(浓) MnSO4 + Na2SO4 + Cl2 + 2H2O 也可以分两步： 电解 电解 强热 微热 强热见手机第 3 页,共 10页 2NaCl + H2SO4(浓) Na2SO4 + 2HCl MnO2 + 4HCl (浓) MnCl2 + Cl2 + 2H2O 制气类型：固 + 液 气 发生装置： 收集方法：向上排空气法、排饱和食盐水法 净化方法：用饱和食盐水或水洗除去HCl，再用浓H2SO4干燥 尾气吸收：用强碱溶液吸收多余的Cl2，防止污染空气。 快速制Cl2的方法： 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O 也可用KClO3与浓HCl反应制Cl2 KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2 + 3H2O (归中反应) 6、 盐酸的性质及氯化氢的制法： 强酸性：具有酸的通性 氧化性(H+)：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 还原性(Cl-)： MnO2 + 4HCl (浓) MnCl2 + Cl2 + 2H2O HCl的制法： NaCl(固) + H2SO4(浓) NaHSO4 + HCl NaCl(固) + NaHSO4 Na2SO4 + HCl总反应：2NaCl(固) + H2SO4(浓) Na2SO4 + 2HCl制气类型：固 + 液 气 发生装置： 见手机HCl的检验： 蘸有浓氨水的玻璃棒，现象：产生白烟 湿润的蓝色石蕊试纸，现象，变红 第二节 卤族元素 1、卤族元素概述： （1）位置：VIIA （2）原子结构：相同点：最外层电子数均为7 不同点：FI电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 （3）相似性： 单质均为双原子非极性分子 主要化合价为 -1价，最高正价为+7价（F除外） 都具有强氧化性 （4）递变性： 结构递变性: F-I电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 物理性质递变性： F- I熔沸点高逐渐升高，颜色变深，密度逐渐增大，气- 液 -固 化学性质递变性： a、非金属性（单质的氧化性）逐渐减弱 b、与H2和H2O反应越来越难，氢化物的稳定性逐渐减弱。 c、最高价氧化物的水化物酸性逐渐减弱，如：HClO4HBrO4 d、卤素离子还原性增强，前面元素的单质能把后面的元素的单质置换出来 2、卤素元素的物理性质： F2浅黄绿色气体，极易溶于水，剧毒 Cl2黄绿色气体，溶于水，剧毒 Br2红棕色液体，剧毒。常温下唯一呈液态的非金属单质，可溶于水，易溶于有机溶剂 I2紫黑色固体，毒性不大。有金属光泽，微溶于水，易溶于有机溶剂，易升华。 3、卤族元素的化学性质： （1）与金属反应 卤族元素与变价元素一般生成高价态化合物，但 Fe + I2 = FeI2 （碘化亚铁） （2） 与非金属反应：（与H2反应） H2 + F2 = 2HF （冷暗处爆炸） H2 +Cl2 = 2HCl （光照爆炸，点燃） H2 +Br2 2HBr H2 +I2 2HI 长期加热并不断分解 （3）与H2O反应 2F2 + 2H2O = 4HF + O2 氧化性：F2O2 X2 + H2O HX + HXO （X=Cl 、Br、I） Cl2 、Br2、I2与H2O的反应逐渐减弱，都是可逆反应。 （4）与碱的反应： 2F2 + 2NaOH =2NaF + OF2 + 2H2O X2（Cl2 、Br2、I2）+2NaOH NaX + NaXO + H2O （5）卤素单质间的置换反应： 2KI + Cl2 = 2KCl + I2 2KI + Br2 = 2KBr + I2 用于Cl2、Br2检验 湿润淀粉碘化钾试纸可检验Cl2、Br2蒸汽及其溶液 (6)碘的特性反应： 碘水遇淀粉溶液变蓝。但I2-CCl4溶液遇淀粉不变蓝。 4、重要的卤素化合物 （1）卤化氢： 易溶于水，在空气中形成白雾。 HClHBrHIHF熔沸点依次升高（HF中存在氢键） 溶于水都是酸，除氢氟酸是弱酸外，其余均为强酸，且从HF到HI酸性逐渐增强 HCl、HBr、HI有还原性，从HClHI还原性逐渐增强 HF：弱酸，剧毒，能腐蚀玻璃，分子中存在氢键使熔沸点显著升高。保存于铅皿或塑 料瓶中 （2）卤化银：AgF、AgCl、AgBr、AgI 有光感性，见光易分解（AgF见光不分解） 2AgX 2Ag + X2 （X=Cl 、Br、I） 难溶于水(AgF可溶于水) AgBr感光材料(底片)；AgI人工降雨 （3）碘酸钾：KIO3食盐加碘 5、卤素检验 单质检验： Cl2、Br2淀粉-KI试纸 I2淀粉 Cl-、Br-、I-检验： 先加HNO3再加AgNO3 6、萃取和分液实验 萃取是一种常用的分离液-液混合物的方法，它是利用一种溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度的不同，把溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂的操作。分液是把互不相溶的两种液体分开的操作。一般分液都是与萃取配合使用的。 例：溶质：Br2 溶剂：H2O 溶剂(萃取剂)：CCl4 萃取剂的选取原则： 两种溶剂互不相溶，如溴水不用乙醇萃取 不能和溶质、溶剂反应 溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度 主要仪器：烧杯、锥形分液漏斗 操作方法： (1)将溴水倒入分液漏斗里，加入适量萃取剂CCl4，这时漏斗内的液体总量不能超过容积的12。盖上漏斗口上的磨口塞，用右手压住塞子，左手拇指、食指和中指夹住漏斗颈上的旋塞，将分液漏斗横放，用力振摇或将分液漏斗反复倒转并振荡。振荡过程中常有气体产生，应及时将漏斗倾斜倒置使液面离开旋塞，扭开旋塞把气体放出。 (2)把分液漏斗放在铁架台的铁圈上，静置。 (3)漏斗下放一承受容器如烧杯。打开分液漏斗上口的磨口塞或使塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔对准。 (4)当漏斗内液体明显分层后，打开旋塞，使下层液体(Br2的CCl4溶液)慢慢流入烧杯里。下层液体流完后，关闭旋塞。上层液体(主要是H2O)从漏斗上口倒入另外容器里。(下移上倒，先移后倒)见手机7、 卤化氢的制备 HF： CaF2(莹石) + H2SO4(浓) 铅皿 CaSO4 + 2HF HCl： H2 + Cl2 = 2HCl (工业) 2NaCl(固) + H2SO4(浓) Na2SO4 + 2HCl HBr、HI： NaBr + H3PO4(浓) NaH2PO4 + HBr NaI + H3PO4(浓) NaH2PO4 + HI 原理：高沸点酸制低沸点酸；HBr、HI的制备不用浓硫酸，是因为浓硫酸具有氧化性。 2HBr + H2SO4(浓) SO2 + Br2 + 2H2O 2HI + H2SO4(浓) SO2 + I2 + 2H2O 8、 卤素单质及其化合物的特殊性 F2 最活泼的非金属，单质氧化性最强。 氟无正价，只有0、+1价 HF弱酸，AgF见光不分解，可溶于水，CaF2(俗称莹石)难溶于水。 HF分子存在氢键 Br2 保存：水封，不用橡胶塞，置于阴暗处，棕色瓶保存。 I2 保存：不用铁制容器，Fe + I2 = FeI2 AgI可用于人工降雨，I2遇淀粉变蓝 9、NH4X热分解 NH4X NH3+ HX ( X=F、Cl、Br) 2NH4I 2NH3+ H2+ I2(HI易分解) 10、特殊反应： HX与Fe(OH)3的反应 3HCl + Fe(OH)3 = FeCl3 + 3H2O 3HBr + Fe(OH)3 = FeBr3 + 3H2O 6HI + 2Fe(OH)3 = 2FeI2 + 6H2O + I2 HI与Fe(OH)3发生氧化还原反应 FeBr2、FeI2与Cl2的反应 l 6FeBr2 + 3Cl2 = 2FeCl3 + 4FeBr3 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- 2FeBr2 + 3Cl2 = 2FeCl3 + 2Br2 2Fe2+ + 4Br- + 3Cl2 = 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl- lCl2先氧化Fe2+ FeI2 + Cl2 = FeCl2 + I2 2I- + Cl2 = I2 + 2Cl- 2FeI2 + 3Cl2 = 2FeCl3 + 2I2 2Fe2+ + 4I- + 3Cl2 = 2Fe3+ + 2I2 + 6Cl- Cl2先氧化I- 11、类卤素和拟卤素 类卤素：类卤素通常是指由不同卤族元素组成的化合物，如IBr、ICl等，因其化学性质与卤素单质相似，故在化学上常称为类卤素，也叫卤素互化物等。它们能与大多数金属和非金属反应生成相应的卤化物，也可跟水和碱溶液反应如：IBr + H2O = HBr + HIO， ICl + 2NaOH = NaCl + NaIO + H2O 应注意IBr、ICl等虽能与卤素单质一样与水、碱溶液反应，但其反应实质是不同的。卤素单质与水、碱溶液反应为氧化还原反应（歧化反应），而IBr、ICl与水和碱溶液反应为非氧化还原反应。 拟卤素：像氰(