氯高三化学一轮复习.ppt

第三章非金属及其化合物 第二节富集在海水中的元素 氯 三氯气的制备 四氯的重要化合物的性质与用途 五 A族元素性质的递变规律 二氯气的化学性质 一氯元素的原子结构与氯气的物理性质 一 氯元素的原子结构 在自然界的存在 1 氯的原子结构 容易获得一个电子 是典型的非金属 显非金属性 强 在自然界以化合物形式存在 NaCl MgCl2等 海水中 盐矿里 2 化合价分析 Cl2中显零价 还有 1 1 3 5 7等价 处于中间价 既有氧化性 又有还原性 但以氧化性为主 二 氯气的物理性质 黄绿色气体 强刺激性气味 如何闻 有毒 比空气重 71 29 可溶于水 1 2 易液化 还有CO2 SO2 NH3 三 氯气的化学性质 1 可与大多数金属化合 H2 Cl2 2HCl 氧化剂 说明 可与大多数金属化合 显强氧化性 把变价金属 如铁 铜 氧化成高价态 Fe 2HCl FeCl2 H2 氧化性 Cl2 Fe3 Cu2 H 2 可与大多数非金属化合 点燃或光照 氧化剂 实验现象 苍白色火焰 瓶口有白雾 解释 生成刺激性气体 产生棕色的烟 溶于水溶液呈黄色 产生棕黄色的烟 溶于水溶液呈蓝绿色 注 常温下干燥的氯气或液氯不能与铁发生反应 所以工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中 把HCl气体溶于水得盐酸 利用该反应工业制盐酸 对 燃烧 认识的拓展 不一定要有O2参加条件 有发光 发热现象 火 反应剧烈 属于氧化还原反应 3 氯气与水的反应 自来水 游泳池用氯气消毒 为什么 Cl2 H2O HCl HClO 次氯酸 酸性极弱 比碳酸弱 不稳定 受热或光照分解 具有强氧化性 比氯气强 2HClO 2HCl O2 光照 氯水 淡黄绿色 避光保存 氯水能杀菌 消毒 漂白的原因 与水反应生成次氯酸 次氯酸有强氧化性 实验 干燥的氯气不能使有色布条褪色 潮湿的氯气或氯水能使有色布条褪色 结论 起漂白作用的是次氯酸而不是氯气 新制氯水的主要成份 分子Cl2 H2O HClO 离子H Cl ClO H 久置氯水的主要成份 H Cl 次氯酸分解 思考 氯水成分复杂 加入不同试剂 起作用的成分各不相同 指出下列现象 说明理由 写出反应式 加入碳酸钙粉末 有气体生成 2HCl CaCO3 CaCl2 CO2 H2O 锌粒加入氯水中 有气体生成 Zn 2H Zn2 H2 先变红 后褪色 酸性 后被HClO氧化漂白 褪色 HClO氧化漂白 有白色沉淀生成 Ag Cl AgCl 紫色石蕊试液加入氯水中 红布条加入氯水中 硝酸银溶液加入氯水中 Cl2 H2OH Cl HClO的平衡移动 左移 左移 右移 右移 右移 右移 a 用饱和食盐水除Cl2的HClb 用排饱和食盐水法收集Cl2 次氯酸与浓盐酸反应制Cl2 用NaOH溶液吸收多余Cl2 制漂白粉 制高浓度HClO溶液 氯水避光保存或现用现配 c Cl 增大 c H 增大 c H 减小 c H 减小 c H 减小 c HClO 减小 4 液氯 新制氯水 久置氯水比较 Cl2分子 Cl2H2OHClOCl H ClO H2OCl H 无明显变化 先变红后褪色 变红 黄绿色液体 淡黄绿色液体 变成无色液体 纯净物 混合物 混合物 次氯酸是弱的酸 酸性比碳酸还弱 不稳定 在光照下易分解 2HClO 2HCl O2 次氯酸具有强氧化性 因此 能杀死水中的病菌起到消毒作用和漂白作用 用途 因此自来水产多用氯气来杀菌消毒 HClO的性质和用途 光照 例 浙江联考题 今有甲 乙 丙三瓶等体积的新制氯水 浓度均为0 1mol L 1 如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体 mmol 在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体 mmol 丙瓶不变 片刻后 甲 乙 丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系是 溶液体积变化忽略不计 A 甲 乙 丙B 甲 丙 乙C 丙 甲 乙D 乙 丙 甲简述选择的理由 B 氯水中存在下列平衡 Cl2 H2OHCl HClO 加入NaHCO3后 因为酸性 HCl H2CO3 HClO 所以NaHCO3与HCl反应而不与HClO反应 平衡向右移动 HClO浓度增大 又因HClO具有强氧化性 可将NaHSO3氧化 从而使HClO浓度下降 4 氯气与碱的反应 漂白粉的制备及漂白原理 氯气溶解度小 与水的反应生成的HClO少 且不稳定 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 次氯酸钠 稳定 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O 次氯酸钙 漂白粉 氯化钙和次氯酸钙 有效成分次氯酸钙 制漂白粉 在滴有酚酞的NaOH溶液中 逐滴加入氯水 结果发现红色慢慢褪去 请问是氯水与NaOH反应使溶液褪色还是因氯水的漂白而褪色 设计实验证明你的结论 3Cl2 6NaOH 浓 5NaCl NaClO3 3H2O 吸收氯气 漂白粉的漂白原理 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 起漂白作用 碳酸的酸性比次氯酸强 强酸制弱酸 漂白粉应避免与空气水分接触 防止失效 5 与还原性物质反应 1 1Cl2 FeI2 FeCl2 I2 3 23Cl2 2FeI2 2FeCl3 2I2 6 与有机物反应 加成 取代 Cl2 CH2 CH2 Cl2 H2S 2HCl S Cl2 SO2 2H2O 2HCl H2SO4 Cl2 Na2SO3 H2O 2HCl Na2SO4 Cl2 C6H6 C6H5Cl HCl Cl2 CH2 CH CH3 CH2 CH CH2Cl HCl v Cl2 v SO2 通入品红溶液会不会褪色 漂白物质比较 有漂白性的物质Na2O2 O3 HClO 氯水 SO2 活性炭 三种漂白原理 氧化漂白Na2O2 O3 HClO 氯水 不可逆 加热不复原 化合漂白SO2 漂白品红等可逆 加热复原 物理漂白活性炭木炭等 可逆 属物理变化 加热解析复原 3 氯气的用途 制盐酸 自来水 游泳池消毒 制漂白粉 精 漂白棉 麻 纸张 用于冶金工业和有机化工 氯气有毒 实验室制氯气用NaOH吸收多余的氯气 而不用Ca OH 2 熟石灰溶解度小 吸收不完全 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 可以伸进液面 氯气单质及其重要的化合物知识网络图 5 氯气的制法 1 反应的原理 2 装置图 3 收集气体的方法 4 除杂 HCl 4 尾气的处理 5 检验氯气是否收集满 2 氯气的工业制法 a 电解饱和食盐水 2NaCl 2H2O 2NaOH Cl2 H2 b 电解熔融NaCl得到金属钠和副产物氯气 向上排空气 饱和食盐水 NaOH溶液 湿润的KI 淀粉试纸 氯气的实验室制法 反应原理是什么 除HCl 除H2O MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 根据反应原理如何选择反应装置 怎样检查装置的气密性 制得的氯气有哪些杂质 如何除去 用什么方法收集氯气 尾气如何处理 代替试剂 KMnO4 KClO3NaCl 浓H2SO4 6 氯气的工业制法 例 实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁 该化合物呈棕红色 易潮解 100 左右时升华 如图是两个学生设计的实验装置 左边的反应装置相同 而右边的产品收集装置则不同 分别如 和 所示 试回答 B中反应的化学方程式为 D中反应开始前 需排除装置中的空气 应采取的方法是 D中反应的化学方程式为 装置 的主要缺点是 装置 的主要缺点是 如果选用此装置来完成实验 则必须采取的改进措施是 4HCl MnO2MnCl2 2H2O Cl2 B中的反应进行一段时间后 看到黄绿色气体充满装置D 再开始加热D 2Fe 3Cl22FeCl3 导管易被产品堵塞 尾气排入空气 易造成环境污染 产品易潮解 在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置 三 氯的重要化合物的性质与用途 3 含氧酸 同种元素不同价态含氧酸酸性强弱顺序 HClO4 HClO3 HClO2 HClO最强无机酸强酸弱酸极弱酸 1 氢化物 HCl 酸碱性 酸性还原性 较弱的还原性 Cl 处于最低价 水溶性 极易溶于水 水溶液为盐酸 2 盐酸 无色易挥发有强烈刺激性气味的液体 强酸性 三大强酸之一 重要的化工原料 还原性 较弱的还原性 Cl 处于最低价 氧化性 较弱的氧化性 H 处于最高价 3 Cl 的检验 HCl或可溶性氯化物溶液中含有Cl 如何检验 Ag Cl AgCl Ag Cl AgCl Ag Cl AgCl Ag2CO3 2HNO3 2AgNO3 CO2 H2O 白色沉淀 不溶解 白色沉淀 白色沉淀 白色沉淀 无现象 不溶解 不溶解 溶解 有气体生成 无现象 FClBrI 均为7个电子 逐渐增加 依次增大 均为非常活泼的非金属 具有强氧化性 核对最外层电子的吸引能力逐渐减小 单质的氧化性逐渐减弱 四 卤族元素性质的通性及递变性 X2 H2OHX HXO X Cl Br I 逐渐升高 逐渐增大 2F2 2H2O 4HF O2 剧烈 能 如生成XeF2 XeF4 XeF6等 一般不与稀有气体反应 一般不反应 变蓝 I2特性 只有 1价 无正价 有 1 1 3 5 7等 无含氧酸 有HXO HXO2 HXO3 HXO4等 易溶 均难溶 且溶解度依次减小 难分解 感光性渐强 难溶 一般可溶 F2 Cl2 Br2 g I2 g 均有毒 液溴易挥发 应用 I2 固 受热易升华 故应盛放在 因氯水中含有Cl2 故实验室常用氯水代替少量Cl2的使用 又因HClO易分解 久置后氯水变成稀盐酸 故 水液封且用棕色试剂瓶盛放 棕色试剂瓶中 并置于冷暗处 氯水应随配随用 且用棕色试剂瓶盛放 应密封保存 注意 1 卤素单质的贮存 2 卤素单质及其在不同溶剂中的颜色 注 苯 汽油的密度比水小 CCl4的密度比水大 湿润淀粉 碘化钾试纸呈现蓝色 碘单质能与淀粉溶液呈现蓝色 可以用卤素单质间的置换反应和有机溶剂萃取的方法来检验卤素 3 卤素的检验 碘 氯气 Cl Br I HNO3酸化的AgNO3溶液 氟化物 具有较特殊的溶解性规律 氯化钙 卤化银 氯化钠 AgCl AgBr AgI均有感光性 即在光照下分解生成黑色的银粒 2AgX2Ag X2 如 AgF易溶 而CaF2等却难溶于水 与其他金属卤化物的溶解性规律相反 无水物具有吸湿性 是常用的中性干燥剂 溴化银用于照相的感光片 碘化银可用于人工降雨 粗盐中因混有MgCl2 CaCl2等杂质 易潮解 4 卤素重要化合物 5 卤化氢的性质等比较 不被氧化 能被部分氧化 易被氧化 2HX H2SO4 浓 X2 SO2 2H2O X Br I 2 化学变化 加成反应 取代反应 歧化反应 还原反应 1 物理变化 萃取 3Br2 6OH 5Br BrO3 3H2O 6 溴水褪色情况 7 卤素的特殊性 F2能与稀有元素形成化合物XeF2XeF4等 F2能与水反应放出氧气 不能从其它卤化物的水溶液中将其卤素单质置换出来 氟化氢和氢氟酸均能腐蚀玻璃 不能用玻璃容器盛装 应保存在塑料瓶或铅皿中 SiO2 4HF SiF4 2H2O 氢氟酸是弱酸 其余为强酸 Cl2易液化 Br2在常温下是液体 且是惟一的一种液态非金属 易挥发 保存时加少许水水封 抑制溴的挥发 且不能用橡皮塞 碘水能使淀粉溶液变蓝 晶体易升华 与铁反应生成FeI2 I2的氧化性弱 2IBr 2Mg 2BrF3 4Zn Cl2 H2O IBr H2O 氧化还原 非氧化还原 MgBr2 MgI2 ZnBr2 3ZnF2 HCl HClO HBr HIO 五 卤素性质的迁移和运用 1 卤素互化物 IBr s ICl s ICl3 s BrF3 l ClF3 g 与卤素的相似性 与卤素的区别 CN 2 SCN 2 OCN 2 CN 2 H2 SCN 2 H2O OCN 2 2NaOH 2HCN HSCN HSCNO NaOCN NaOCNO H2O AgCN HNO3 Mn SCN 2 SCN 2 2H2O 2 拟卤素 单质性质与卤素相似 氢化物的性质相似 例 溴化碘 IBr 的化学性质与卤素单质相似 能与大多数金属反应生成金属卤化物 和非金属反应生成相应的卤化物 跟水反应的化学方程式为 IBr H2O HBr HIO 则下列关于IBr的叙述中 不正确的是 A 固态溴化碘是由极性键构成的分子晶体B 和NaOH溶液反应生成NaBr和NaIOC IBr分子中存在极性共价键D 与水反应 IBr既是氧化剂又是还原剂 D 例 氰 CN 2 硫氰 SCN 2的化学性质和卤素很相似 化学上称为 类卤素 它们阴离子的还原性强弱为 Cl Br CN SCN I 试写出 CN 2与KOH aq 反应的化学方程式 CN 2 2KOH KCNO KCN H2O 2SCN CN 2 SCN 2 2CN NaBr和KSCN的混合溶液中加入 CN 2反应的离子方程式 近年来 某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨 其反应的化学方程式为 NH3 HClOH2O NH2Cl 一氯氨 NH2Cl较HClO稳定 试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因 加液氨后 使HClO部分转化为较稳定的NH2Cl 当HClO开始消耗后 上述平衡向左移动 又产生HClO 起杀菌作用 无机化工2 在已知提取氯化钠 溴 镁等化学物质的富碘卤水中 采用下面的工艺流程生产单质碘 FeI2 AgI FeCl3 5 空气吹出法工艺 是目前 海水提溴 的最主要方法之一 其工艺流程如下 1 有一种碘和氧的化合物可以称为碘酸碘 其中碘元素呈 3 5两种价态 则这种化合物的化学式是A I2O4B I3O5C I4O7D I4O9 D 2 ClSO3H称为氯磺酸 是一种强酸 对于反应 ClSO3H HCOOH CO HCl H2SO4 有如下判断 其中较合理的是A 此反应属于氧化还原反应B 此反应属于复分解反应C 反应后溶液的pH值不变D 反应后溶液的pH值变小 D 3 向NaCl溶液中加入AgNO3溶液 产生白色沉淀 向此悬浊液中加入少量NaBr晶体振荡后 沉淀逐渐变浅黄色 再加入少量KI晶体振荡后 沉淀又逐渐变成黄色 由以上现象说明A Cl2 Br2 I2活泼性增强B Cl Br I 还原性减弱C AgCl AgBr AgI溶解度减小D AgCl AgBr AgI稳定性增强 C 4 下列合成溴化钾的方法中 最合理的是A KClKBrB Br2FeBr3KBrC Br2KBrD KOHKIKBr B 5 某同学为了验证海带中含有碘 拟进行如下实验 请回答相关问题 1 第1步 灼烧 操作是将足量海带灼烧成灰烬 该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有 填代号 限填3项 A 试管B 瓷坩埚C 坩埚钳D 铁三角架E 泥三角F 酒精灯E 烧杯H 量筒 2 第2步 I 溶液的获取 操作是 3 第3步 氧化 操作是依次加入合适的试剂 下列氧化剂最好选用 填代号 A 浓硫酸B 新制氯水C KMnO4溶液D H2O2理由是 4 第4步 碘单质的检验 操作是取少量第3步的溶液 滴加淀粉溶液 如果溶液显蓝色 则证明海带中含碘 BEF 将灰烬转移到烧杯中 加适量蒸馏水 用玻棒充分搅拌 煮沸 过滤 D 过氧化氢是绿色氧化剂 在氧化过程中不引进杂质 不产生污染 不会进一步氧化单质碘 6 砹是原子序数最大的卤族元素 推测砹及砹的化合物不可能具有的性质是A 砹是有色固体B HAt很稳定C AgAt难溶于水D 砹易溶于某些有机溶剂 B 7 F2是氧化性最强的非金属单质 在加热条件下 物质的量相等的F2气与烧碱完全反应 生成NaF H2O和另一种气体 该气体是下列的 A H2B HFC OF2D O2 C 8 若NA表示阿伏加德