第二章 开发海水中的卤素资源

1、第二章 开发海水中的卤素资源(1) 氯气的物理性质黄绿色气体有刺激性气味有毒密度比空气大能溶于水(常温常压 12）收集氯气的方法：用向上排空气法、排饱和食盐水法。不能用排水集气法结构决定性质：氯原子的最外电子层上有 7 个电子，在化学反应中易得到1个电子形成8电子稳定结构而显示 -1价，故氯气有强的氧化 性。(2) 氯气的化学性质与金属反应2Na + Cl2 点燃 =2NaCl 剧烈燃烧，发出黄光，生成白色固体Cu + Cl2 点燃 =CuCl2 剧烈燃烧，产生棕黄色的烟 2Fe + 3 Cl2 加热= 2FeCl3 剧烈燃烧，火星四射，产生大量红棕色的烟 注意不生成 FeCl2？：1.如何制

2、得FeCl2？ 2.下列物质不能直接由单质化合制得的是（ ）A：NaCl B：FeCl2 C：FeCl3 C：CuCl2用铁和稀盐酸反应制得。 B 与非金属反应H2 + Cl2 点燃=2HCl 安静地燃烧，发出苍白色的火焰，瓶口有白雾，有刺激性气味气体生成H2+ Cl2光照=2HCl 爆炸，瓶口有白雾2P + 3Cl2点燃=2PCl3（液） 形成白雾 Cl2 + PCl3 点燃= PCl5 （固）形成白烟 白色烟雾一般生成 PCl3 和 PCl5 的混和物，若 P过量，则主要生成PCl3 ，若 Cl2过量，主要生成PCl5与水反应Cl2+H2O=HCl+HClO次氯酸的性质：1、弱酸性 弱电解

3、质 酸性比碳酸还弱2、不稳定易分解 2HClO光照=2HClO23、强氧化性 可用于自来水的杀菌、消毒，可用做漂白剂。新制氯水与久置氯水的区别与碱反应2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O氯气+碱=氯化物+次氯酸盐+水漂白粉和漂粉精 制备：2 Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(3) 氯气的制法实验室制氯气：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2 +2H2O实验室里也常用下列方法制取氯气：KClO3+6HCl(浓) KCl+3Cl2+3H2O2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2+

4、8H2O工业制氯气常用电解饱和食盐水的方法：2NaCl + 2H2O 通电2NaOH + Cl2+ H2通常的检验方法是：用湿润的淀粉碘化钾试纸置于集气瓶口视其是否变蓝色原理：Cl2 + 2KI I2+ 2KCl 单质碘遇到淀粉变蓝制气除杂干燥收集尾气处理 添加一个盛有品红试液的集气瓶，观察氯气通过后是否褪色二、次氯酸和漂粉精次氯酸(HClO)是一种不稳定的弱酸，容易分解放出氧气。当氯水受到日光照射时，次氯酸的分解速率加快。2HClO光照=2HClO2 氯气和消石灰反应生成的是混合物其成分含有：Ca(ClO)2、CaCl2、H2O、Ca(OH)2、Cl2其中有效成分是：Ca(ClO)2漂白原理

5、：日常 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO工业 Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO复习：氯水的成分和性质(1)氯水的成分氯水是氯气的水溶液，通常情况下为浅黄绿色溶液，氯水中只有部分Cl2与水反应，其化学方程式为：Cl2+H2O光照=HCl+HClO新制的氯水中含Cl2、H2O、HClO等分子和H+、Cl-、ClO-、OH-等离子 氯水具有多种物质的性质：Cl2、HClO具有强氧化性，HCl具有强酸性，HClO具有弱酸性氯水的性质比较复杂，有可能存在多种成分同时作用于一种物质.在一般情况下，认为是溶液中氯分子的性质.若考虑盐酸或次氯酸的性质，主要有下面几种情

6、况:作为盐酸的性质：当与弱酸的盐或硝酸银溶液作用时，主要作为盐酸性质，例如：氯水与Na2CO3溶液反应：2HCl+Na2CO3 2NaCl+CO2+2HClO氯水与AgNO3溶液反应：HCl+AgNO3AgCl+HNO3 总方程式： Cl2+H2O + AgNO3 AgCl+HClO + HNO3 作为次氯酸的性质：当氯水用于漂白(与有机化合物色素作用)、消毒、杀菌，溶液的保存和溶液酸性的变化等.利用的化学性质是强氧化性和不稳定性.作为Cl2的性质：例如：Cl2+2KI 2KCl+I2化学现象中的烟、雾、气的区别(1)烟：大量细小固体颗粒分散在气体中的现象.例：Cu在Cl2中燃烧生成(CuCl

7、2)棕黄色烟.(2)雾：大量细小液滴分散在气体中.例如HCl气体在空气中遇水蒸气生成的雾(盐酸小液滴).(3)烟雾：大量细小固体颗粒与大量细小液滴同时分散在气体中的现象.例如：磷在氯气中燃烧生成PCl3、PCl5的混合物的现象.(4)气：是指气态物质.若气体无色，则肉眼看不到，若有色才能观察到. (1) 氯化氢的物理性质氯化氢是一种无色、有刺激性气味的气体，密度约为相同条件下空气的1.26倍，极易溶于水，0时1体积水大约能溶解500体积的氯化氢。氯化氢气体挥发在空气中能与空气中少量的水蒸气作用形成白雾。喷泉实验1.为什么烧杯中的溶液会喷入烧瓶？答:外界压强比烧瓶内的压强大，所以把烧杯中的溶液压

8、入了烧瓶。2.为什么烧瓶内与外界会产生很大的压强差，烧瓶中的HCl呢？答:几乎全部HCl都溶于了挤入烧瓶中的几滴水中。使烧瓶内的压强迅速减少。 3.从该实验可以得出HCl的溶解度如何？ 答:HCl气体极易溶于水。喷泉实验的条件1.气体在液体中溶解度较大 2.容器内外产生较大压强差(二)氯化氢的化学性质氯化氢的热稳定性良好，即使在1000也只微量分解。氯化氢不能使干燥的蓝色石蕊试纸变红，与活泼金属也难反应。(3) 氯化氢的制法实验室中制取氯化氢可用固体氯化钠跟浓硫酸反应，在微热时有反应：NaCl + H2SO4 (浓) 微热NaHSO4 + HCl加热到500以上又有反应：2NaCl + H2S

9、O4 (浓) 强热Na2SO4 + 2HCl(高沸点酸制取低沸点酸) 工业上常用氯气在氢气中燃烧的方法来制取氯化氢气体，氯气在氢气中燃烧时，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气充分反应。在生产上，往往采取使用一种过量的原料而使有害的或价格较昂贵的原料充分反应。(一)盐酸的物理性质指示剂及其显色2、 盐酸与金属的反应盐酸 + 活泼金属= 盐 + 氢气2HCl+Zn ZnCl2+H2 还有镁、铁等 钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂金3、 盐酸与金属氧化物的反应盐酸与氧化铁反应 （生锈的铁钉与盐酸反应）现象：铁锈溶解，一段时间后，铁钉表面产生气泡。Fe2O3 + HCl =FeCl3 + H2O盐酸与氧

10、化铜反应现象：氧化铜溶解，溶液变成蓝色 CuO+2HCl=CuCl 2+H2O盐酸 + 金属氧化物 盐 + 水4、 盐酸与碱的反应盐酸 + 碱 盐 + 水（1）将盐酸滴在已经遇氢氧化钠变红的酚酞试液中现象：红色变成无色 NaOH+HCl=NaCl+H2O（2） 不溶于水的氢氧化铜与盐酸反应现象：固体溶解，溶液变成蓝色 Cu(OH)2 + 2HCl= CuCl2+2H2O5、 盐酸和硝酸银的反应现象：生成白色沉淀 HCl+AgNO3 = AgCl + HNO3结论：可用硝酸银（加入稀硝酸）检验盐酸或电离产生氯离子的物质。？：1.浓盐酸长期露置在空气中，其质量会 ，浓度会 ，这是因为浓盐酸具有 性

11、。减小 减小 挥发 2. 写出下列反应对应的离子方程式：A. CaO + 2HCl = CaCl 2 + H2 O B. H2 SO 4 + Mg(OH)2 = MgSO 4 + 2H 2 O C. NaCl + AgNO 3 = AgCl + NaNO 3 D. CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO2 + H2 O 粗盐提纯：为确保杂质除净，所加试剂必须过量，过量的Ba2+可以用CO32-除去，最后用盐酸(HCl)调节pH值，除CO32- 。用盐酸之前先过滤。加BaCl2 必须在Na2CO3 之前,加盐酸要放在最后电解饱和食盐水阴极产物:H2和NaOH(无色酚酞变红)阳极产

12、物:Cl2(湿润的淀粉KI试纸变蓝)2H2O + 2NaCl 电解= H2 + Cl2 + 2NaOH阴极(铁):与电源的负极相连阳极(炭):与电源的正极相连工业制取氯气卤族元素卤素的物理性质有较大差别。在常温下，氟、氯是气体，溴是液体，碘是固体。它们的颜色由淡黄绿色到紫黑色，逐渐变深。氟、氯、溴、碘在常压下的沸点和熔点也依次逐渐升高。溴的物理性质：溴是深红棕色的液体，很容易挥发，在水中溶解度不大，比水重。应密闭保存。如果把溴存放在试剂瓶里，需要在瓶中加一些水，以减少挥发(水封法)。溴的用途：工业：制造燃料的抗爆剂，AgBr可做胶卷的感光材料农业：含溴杀虫剂医药：NaBr，KI用做镇静剂 溴和

13、碘在水中的溶解度较小，但却比较容易溶解在汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中。医疗上用的碘酒，就是溶有碘的酒精溶液。氯、溴、碘在不同条件下的颜色：溴、碘的提取1、反应原理非金属活动性：Cl2 Br2 I2氧化性： Cl2 Br2 I22、工业提取Br2提取粗盐后的母液通入Cl2鼓入热空气或水蒸气挥发出Br2蒸气冷凝得粗溴精制得纯溴3、工业提取I2海带粉碎加水浸泡通入Cl2过滤提纯I2晶体利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来，这种方法叫做萃取。 分液漏斗分为球型、梨型等多种样式，球型分液漏斗的颈较长，多用于制气装置中滴加液体的仪器

14、，梨型分液漏斗的颈比较短，常用做萃取操作的仪器。 二、卤族元素的原子结构 相同点：最外层都有7个电子 F2、Cl2、Br2、I2的化学性质相似，都有氧化性不同点：核电核数逐渐增大、电子层数逐渐增多、原子半径逐渐增大 得电子的能力逐渐减弱，F2 Cl2 Br2 I2的氧化性逐渐减弱结论：F Cl Br I 随着核电荷数的增多，原子半径的增大，它们与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱，生成的氢化物的稳定性也逐渐降低F2 冷暗处爆炸 H2+F22HF HF很稳定 Cl2 光照或点燃 H2+Cl2=2HCl HCl稳定Br2 高温 H2+Br2=2HBr HBr较不稳定I2 高温、持续加热 H2+I2= 2H

15、I HI很不稳定 2、卤素与水的反应 2F22H2O 4HFO2 （特例）Cl2 + H2O HCl + HClO X2 H2O HXHXO（X:Cl、Br、I）Br2 H2O HBrHBrO3、 卤素单质之间的置换反应反应的离子方程式Cl2+2Br-2Cl-+Br2 Cl2+ 2I- 2Cl-+I2 Br2+2I- 2Br-+I2总结：！.卤素原子结构的相似性，决定了单质化学性质的相似性。与金属反应，生成卤化物与氢气反应，生成卤化氢与水反应，与碱溶液反应（氟除外） 2.卤素原子结构的差异性，决定了单质化学性质的递变性。与氢反应的能力渐弱与水反应的能力渐弱卤素单质间依次置换3.X-（Cl-、Br-、I-）的检验加稀HNO3+硝酸银溶液NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl（白色） NaBr+AgNO3=NaNO3+AgBr（淡黄色）KI+AgNO3=KNO3+AgI （黄色）?:1.实验室洗刷仪器时，对做过碘升华实验的烧杯壁上残留的碘，可用 , 洗涤；