第4章-第2讲--氯气及其化合物、卤素概要.ppt

富集在海水中的元素,卤素,1.氯气的物理性质2.氯的原子结构3.氯气的化学性质4.氯气的用途,（2）与非金属反应,（3）与水反应,（4）与碱反应,（5）与某些还原性物质反应,（1）与金属反应,漂白剂制漂白粉,考点一氯气和氯水的性质,氯的原子结构和分子结构,氯元素常见的化合价？-1，+1，+3，+5，+7,氯原子的结构及氯气的性质,氯的原子结构示意图，氯气分子的分子式、电子式、结构式的书写？,1.氯气的物理性质,颜色：，气味：，密度比空气，毒性。溶于水(1:2)，其水溶液称为，其颜色为：。,黄绿色,刺激性气味,大,有毒,能,氯水,浅黄绿色,2.氯的原子结构,+17,287,预测氯气的化学性质很活泼,（1）与金属反应,剧烈燃烧，黄色火焰，大量白烟,剧烈燃烧，棕色烟,剧烈燃烧，棕黄色烟，溶液呈蓝绿色,Cl2具有强氧化性，将金属氧化到最高价,2Na+Cl22NaCl,2Fe+3Cl22FeCl3,Cu+Cl2CuCl2,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,（2）与非金属反应,安静燃烧，苍白色火焰，瓶口有白雾，有刺激性气味气体生成,一般生成PCl3和PCl5的混和物,形成白烟,爆炸，瓶口有白雾,形成白雾,白色烟雾,Cl2+H2O=HCl+HClO,Cl2+H2O=H+Cl-+HClO,从氧化还原反应的角度分析该化学反应方程式,HClO的性质a.弱酸性：b.不稳定性：c.强氧化性：,2HClO2HCl+O2,能氧化很多还原性物质，用作漂白剂,比碳酸更弱,氯水应避光保存在棕色的试剂瓶中久置的氯水实为稀盐酸,（3）与水反应,新制氯水的成分和性质（重点）,1.成分:2.性质：,三种分子，四种离子。,H2OCl2HClO,H+OH-Cl-ClO-,强氧化性,强酸性,弱酸性强氧化性,沉淀反应,有色布条褪色,Ag+Cl-=AgCl,2FeCl2+Cl2=2FeCl3,2H+CO32-=CO2+H2O,3液氯、新制氯水、久置氯水的比较,纯净物,混合物,混合物,黄绿色,淡黄绿色,无色,强氧化性,酸性、强氧化性,酸性,Cl2,Cl2HClOH2OHClClOOH,H2O、HCl、OH,在新制的氯水参加的反应中，有如下几种情况：（1）向KBr溶液中加入氯水，氯水中起作用的主要微粒是，反应的离子方程式是。（2）向氯水中加入镁粉，氯水的颜色褪色并有气泡放出，起作用的微粒是。（3）向氯水中滴加石蕊试液，溶液变红，起作用的微粒是，然后又褪色，起作用的微粒是。,Cl2,Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,H+Cl2,H+,HClO,思考1：氯水滴到pH试纸上的现象并分析其原因？,pH试纸先变红后褪色,氯气能使湿润的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色,思考2：氯气分别通入干燥的有色布条和湿润的有色布条中的现象并分析其原因？,氧化漂白不可逆,与有色物质结合生成不稳定的无色物质。,永久性漂白,暂时性漂白，不能漂白指示剂,归纳比较：常见漂白剂漂白原理的差异：,物理吸附,（4）与碱反应,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白液的制取原理，实验时可以用此方法吸收多余的Cl2,漂白粉的制取原理,漂白粉的漂白原理,CO2+Ca(ClO)2+H2O=CaCO3+2HClO,说明酸性H2CO3HClO，因而漂白粉必须密封保存,主要成分,有效成分,（5）、与其它还原性物质反应,思考：Cl2与Br、I、Fe2+、S2、SO32、SO2等反应的现象与离子反应方程式？,Cl2,Br,现象:,反应方程式:,溶液由无色变橙色,2Br+Cl2=Br2+2Cl,I,现象:,反应方程式:,溶液由无色变深黄色,2I+Cl2=I2+2Cl,Fe2+,现象:,反应方程式:,溶液由浅绿色变黄色,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl,S2,现象:,反应方程式:,溶液变浑浊,S2+Cl2=S+2Cl,SO32,现象:,反应方程式:,溶液无明显现象,H2O+SO32+Cl2=SO42+2Cl+2H+,SO2,现象:,反应方程式:,溶液没有明显现象,2H2O+SO2+Cl2=SO42+2Cl+4H+,Cl2CH4。CH2CH2Cl2，,跟有机物反应,CH2ClCH2Cl（加成）,CH3ClHCl（取代）,知识小结:1、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。2、新制氯水的主要成分是Cl2的水溶液，另含少量盐酸和次氯酸，具有强氧化性、漂白性和酸性等。通常可代替氯气使用。久置氯水的主要成分是盐酸。,知识小结:3、氯气的漂白性实际上是氯气与水反应后生成的HClO表现出来的，故干燥的Cl2或液氯均无漂白性。4、漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2与CaCl2的混合物,其有效成分是Ca(ClO)2。漂白粉的保存须密封（与空气中的CO2和水蒸气隔绝）。漂白粉遇浓酸可反应产生Cl2。5、凡含有ClO的盐或其它化合物均具有漂白性和强氧化性。,考点二氯气的实验室制法及性质实验,1.实验原理,（重点）,MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2+2H2O,注意:该反应必须用浓盐酸，因稀盐酸几乎无还原性，随着反应进行，浓盐酸将渐稀，一定程度时，会自动停止，HCl不可能消耗尽。,在酸性条件下用以下氧化剂（KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等)也能将Cl氧化成Cl2。2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2OK2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2+7H2OKClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O,固体反应物加热制气，例如：氧气、氨气等,固体和液体混合制气例如：氢气、二氧化碳等,有液体反应物，反应需要加热例如：氯气、氯化氢等,常见的气体发生装置,2、发生装置,分液漏斗,圆底烧瓶,3、收集的气体方法,O2、H2、CH4、NO,CO2、SO2Cl2、HCl,H2、CH4NH3、,4、尾气处理方法,COH2,HClNH3,Cl2,5.实验装置图,6、净化：先通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去H2O.,8、验满方法：湿润的淀粉-KI试纸（变蓝）湿润的蓝色石蕊试纸（先变红后褪色）,9、尾气吸收：NaOH溶液,7、收集方法：向上排空气法,设置防护装置（尾气吸收装置）扩展:倒立漏斗式：如图（2）甲所示，这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内，从而防止吸收液的倒吸。肚容式：如图（2）乙所示，当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液被吸收后，导气管内压强减少，使吸收液倒吸进入干燥管的吸收液本身质量大于干燥管内外压强。,题组一氯气制备原理、装置的考查,C,2.实验室用下列两种方法制氯气：用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；用87gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气()A.比多B.比多C.一样多D.无法比较,B,实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点：(1)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。(2)必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应。(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。(4)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中含Ca(OH)2量少，吸收不完全。,题组二氯气制备与性质实验的综合考查,3.某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，完成下列问题。,(1)装置B、E的作用分别为_，_。(2)装置C、D的作用分别为_，_。(3)装置F中AgNO3溶液的作用是_，倒置漏斗的作用是_。,证明制备Cl2时有H2O(g)挥发出来,吸收HCl中的Cl2，防止干扰HCl检验,证明干燥Cl2无漂白性,证明HClO有漂白性,证明制备Cl2时有HCl挥发出来,防止F中的溶液倒吸,E,F,(4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间加一个装置。你认为该装置加在_与_之间(填装置各部分字母)，装置中应放入_，作用是_。,湿润的有色布条或湿润的淀粉KI试,检验Cl2是否除尽,2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,【装置】会判断正、负极，阴、阳极【现象】阴极？阳极？产生的气体,氯气的工业制法,阴极：阳极：总反应：,2H+2e-=H2,2Cl-2e-=Cl2,2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,离子交换膜法制烧碱,卤族元素,F氟Cl氯Br溴I碘At砹,在周期表中位于A族,考点三卤素的性质及离子的检验,一、结构特点,FClBrIAt,原子结构上的不相同点,原子结构上的相同点,原子的最外层有7个电子易得1个电子，有强氧化性,元素的非金属性依次减弱单质的氧化性依次减弱对应离子（X-）的还原性依次增强,核电荷数增加电子层数增加原子半径增大,最低价价最高价价,二、性质特点,1.物理性质,(1)卤素单质物理性质变化规律：,F2,Br2,I2,Cl2,浅黄绿色,深红棕色,黄绿色,紫黑色,气体,气体,液体,固体,增大,升高,水,汽油（苯）,四氯化碳,溴,碘,黄至橙色,橙至橙红,橙至橙红,黄至褐色,淡紫至紫红,紫至深紫,溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀至浓）的颜色变化,碘酒就是碘的液，呈色。,酒精,棕褐,（3）、卤素单质的化学性质及递变规律卤素单质与H2反应,H2+X2=2HX（X=F、Cl、Br、I）,持续加热,冷、暗,光照或加热,500,慢且可逆,爆炸,爆炸或安静燃烧,缓慢,HFHClHBrHI,卤化氢都有刺激性气味，都极易溶于水，水溶液都有挥发性，除氢氟酸外都是强酸,卤素单质与H2O反应,反应程度,方程式,I2,Br2,Cl2,F2,X2+H2O=HX+HXO,2H2O+2F2=4HF+O2,难以察觉,爆炸,安静,很缓慢,H2O作还原剂,卤素单质与金属反应：2MXn,Fe+I2=FeI2,Cu+Br2=CuBr2,Cu+Cl2=CuCl2,2Cu+I2=2CuI,与强碱反应：,X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O,相互间置换：置换能力：F2Cl2Br2I2,Cl2+2Br=Br2+2ClCl2+2I=I2+2ClBr2+2I=I2+2Br(I2+S2=S+2I)(卤化氢与活泼卤素间也可置换),F2能从NaCl溶液中置换Cl2吗？,卤素及其化合物的特殊性,氟,（1）单质氧化性最强，无还原性；（2）HF酸腐蚀玻璃，可存于塑料容器或铅制容器中；（3）AgF溶于水，CaF2难溶；（4）F元素无正价，氟无含氧酸；（5）HF水溶液呈弱酸性，而HCl,HBr,HI水溶液为强酸性；,氯,凡能生成次氯酸的物质均有强氧化性Cl2水、NaClO、Ca(ClO)2；Cl+AgAgCl(白)，不溶于稀HNO3；Cl2为黄绿色气体，新制氯水呈浅黄绿色；HClO4酸性最强含氧酸。,溴,液溴为深红棕色液体，易挥发；腐蚀皮肤、橡胶；保存液溴要密闭，冷暗处，液(水)封，玻璃塞；溴水橙黄色；AgBr见光分解用于照像术；HBr能被浓硫酸氧化，用P2O5干燥。,碘,紫黑色固体，易升华(保存需密闭，冷暗处)；遇淀粉变蓝(KI淀粉试纸检验Cl2的存在)；HI有较强还原性，不能用浓硫酸干燥；I2易溶于有机溶剂(如：CS2、CCl4、汽油)；AgI用于人工降雨；I2+FeFeI2，I2+2Cu2CuI。,强调：HXO4酸性逐渐减弱,HClO4HBrO4HIO4,思考：碘酸碘中碘元素呈现+3价、+5价，其化学式怎样写？,I4O9,X离子检验,向待测溶液中加入用硝酸酸化的硝酸银溶液l+Ag+=AgCl(白)Br+Ag+=AgBr(浅黄)I+Ag+=AgI(黄),方法一:（l、Br、I）,先向待测溶液中加入足量新制氯水后，再加入少量CCl4振荡。若下层（CCl4层）呈色，则原溶液中含I；若下层呈色，则原溶液中含Br。,方法二：（Br-、I-）,方法三：（I-）,先向待测溶液中加入新制氯水后，再加入少量淀粉溶液。若溶液变色，则原溶液中含I；,紫红,橙红,蓝,思考：1、溴蒸汽与NO2均为红棕色气体，怎样区别？,水AgNO3溶液苯,金属：Na,Mg,Al,Fe,Zn,Cu碱：NaOH、Na2CO3还原性气体：H2S、HI、SO2还原性离子：S2,SO32,I,Fe2+等不饱和烃：C2H4，C2H2,思考：2、能使溴水褪色的物质,六、类卤化合物简介,1、拟卤素：,有少数分子与卤素单