备战2024年高考化学精准复习讲义第12讲 氯及其化合物（解析板）.docx

第12讲 氯及其化合物（解析板）知识主线：H2HOHO2HO3HO4一、氯及其化合物的性质和应用1．氯气(1)氯元素的存在：氯在自然界中以化合态存在，除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中，还存在于陆地的盐湖和盐矿中(2)氯气的物理性质：氯气是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，氯气有毒，密度比空气的大，沸点－34.6 ℃，易液化能溶于水(1体积水中能溶解2体积的氯气)液态的氯称为液氯，其水溶液称为氯水闻气体时的正确操作用手轻轻地在瓶口闪动，使极少量的气体飘进鼻孔(3)从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性①与金属单质的反应：Cl2能与绝大多数金属能反应，且变价金属(如Fe)一般能氧化到最高价a．与钠反应：2Na＋Cl22NaCl (反应现象：产生大量白烟，火焰为黄色)b．与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3 (反应现象：产生大量棕黄色烟)c．与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2 (反应现象：产生大量棕黄色烟)②与非金属单质的反应a．与氢气反应H2＋Cl22HCl (反应现象：H2在Cl2中能安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾)用于工业制盐酸H2＋Cl22HCl (反应现象：剧烈反应，会发生爆炸，瓶口有白雾) 不能用于工业制盐酸b．与磷的反应2P＋3Cl2 2PCl3 (Cl2不足) (三氯化磷是液体，呈雾状) PCl3＋Cl2PCl5 2P＋5Cl2 2PCl5 (Cl2充足) (五氯化磷是固体，呈白烟状) 反应现象：磷在氯气中剧烈燃烧，在集气瓶口产生大量白色烟雾c．与硅的反应：Si＋2Cl2 SiCl4③与水的反应：常温下，氯气能溶于水，其水溶液俗称氯水，溶于水中的部分氯气会与水反应，反应的化学方程式为：Cl2+H2OHCl+HClO。

生成物中次氯酸(HClO)具有强氧化性，能杀死水中的病菌，起到消毒作用，目前，很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒【注意】a．常温下Fe不能与干燥Cl2反应，除非潮湿Cl2所以，工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中b．氯气和氢气的混合气体在强光照射时爆炸，产生此现象的原因是H2和Cl2混合后光照，反应瞬间完成，放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸c．磷在Cl2中燃烧中学化学中唯一的烟、雾同时生成的一个反应d．燃烧是指发热发光的剧烈的化学反应它强调的是：①发光时也要发热；②反应剧烈；③实质是剧烈的氧化还原反应；④不一定要有氧气的参加e．干燥的氯气无漂白性，新制氯水具有漂白性，是因为氯气与H2O反应生成了HClO，实际上起漂白作用的是HClOf．不能用pH试纸测量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性g．1 mol Cl2与水充分反应转移电子数小于NA (可逆反应)h．氯水的保存：氯水须现用现配，保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处 (2HClO2HCl＋O2↑) ④与碱的反应a．与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O (84消毒液)离子方程式：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠，有效成分是次氯酸钠，是混合物b．与石灰乳反应——制取漂白粉2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O [工业通常是将Cl2通入石灰乳中用来制取漂白粉]【注意】a．工业上为什么用Cl2来制取漂白粉？形成比次氯酸更稳定的比次氯酸盐，便于运输、保存b．漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2c．在常温下，Cl2与碱反应的化学方程式一般为：Cl2＋碱===次氯酸盐＋金属氯化物＋水。

但在加热的条件下，Cl2与氢氧化钠溶液的反应为：3Cl2＋6NaOH5NaCl＋NaClO3＋3H2O (热碱溶液中)d．Cl2与碱反应时：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，1 mol Cl2与足量NaOH反应转移电子数为NAe．Ca(ClO)2与浓HCl反应：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2OCa(ClO)2与稀HCl反应：Ca(ClO)2＋2HCl(稀)===CaCl2＋2HClO向NaCl和NaClO的混合溶液通入稀硫酸：NaCl＋NaClO＋H2SO4===Na2SO4＋Cl2↑＋H2O⑤Cl2与还原性物质反应a．Cl2与FeCl2溶液反应：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3 (除去FeCl3中FeCl2)b．Cl2与KI溶液反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2 (氯气的检验：湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)c．Cl2与SO2的水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4d．与Na2S反应：Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓ Cl2＋H2S===2HCl＋S↓ (氧化性：Cl2＞S)e．与H2O2反应：Cl2＋H2O2===2HCl＋O2f．与NH3反应：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl (检验输氯管道是否发生泄漏)⑥与有机物反应a．烷烃的取代反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HClb．环己烷与氯气光照取代：c．苯与液溴的取代：d．乙烯与溴水加成：CH2==CH2＋Br2CH2Br—CH2Br(4)氯气的用途：制漂白粉、消毒、制盐酸、农药、氯仿等 2．氯水的成分和性质(1)氯水中存在三个平衡关系：Cl2＋H2OHCl＋HClO HClOH＋＋ClO－ H2OH＋＋OH－①三种分子：Cl2、H2O、HClO②四种离子：H＋、Cl—、ClO－、OH－(极少量)(2)氯水性质的多重性：氯水的多种成分决定了它具有多重性质①Cl2的氧化性:与还原性物质反应 (Cl2是新制氯水的主要成分，为了方便，有时实验室中常用氯水代替Cl2)如：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4 Na2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋Na2SO4 ②HCl酸性：向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性如：Cl2＋NaHCO3===NaCl＋CO2＋HClO③HClO的漂白性 a．能使湿润的有色布条或品红褪色b．向氯水中滴加紫色石蕊溶液，先变红(H＋作用的结果)，后褪色(HClO作用的结果)④HClO的不稳定性：在强光照射下新制氯水中有气泡生成 (2HClO2HCl＋O2↑)⑤Clˉ的性质：加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl－，现象是有白色沉淀生成(3)新制氯水、久制氯水、液氯的比较新制氯水久制氯水液氯区别氯气的水溶液稀盐酸氯气的液体状态分类混合物混合物纯净物颜色浅黄绿色无色黄绿色组成微粒Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－、OH－Cl2性质多种成分，多重性质，如：酸性、漂白性、强氧化性有酸性(比新制氯水强)、无漂白作用仅表现Cl2的性质(4)氯水中平衡移动的应用向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动方向应用可溶性氯化物c(Cl－)增大左移①用饱和食盐水除Cl2中的HCl②用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H＋)和c(Cl－)增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H+)减小右移用吸收多余的Cl2Ca(OH)2c(H＋)减小右移制漂白粉CaCO3c(H+)减小右移使氯水中c(HClO)增大，制高浓度的HClO溶液光照c(HClO)减小右移氯水避光保存并现用现配长久放置c(HClO)减小右移氯水变质为盐酸3．次氯酸(HClO)的性质(1)结构式：H—O—Cl(2)次氯酸的三大性质①弱酸性：次氯酸是易溶于水的一元弱酸，酸性比H2CO3还弱如：NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为：NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO②不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑ (氯水须现用现配，保存在棕色试剂瓶中)③强氧化性：具有漂白、杀菌能力，用作消毒剂、漂白剂，可以使有色布条、品红溶液等褪色(3)次氯酸的漂白作用 ①原理：将有色物质氧化为稳定的无色物质②特点：被HClO漂白的物质，久置后不再恢复原色③应用范围：几乎所有的有色物质遇HClO都会褪色【注意】a．HClO和ClO－都具有强氧化性，无论酸性、碱性条件下都可以和Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等发生氧化还原反应b．向NaClO溶液中通入CO2(不论是少量还是过量)，均生成HCO和HClO。

原因是酸性：H2CO3＞HClO＞HCO4．次氯酸盐(1)“84”消毒液：有效成分为NaClO，它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气，其离子方程式是：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O(2)漂白粉①成分：漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其中有效成分是Ca(ClO)2②漂白原理：在潮湿的空气中能吸收CO2，化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓③久置失效原理：Ca(ClO)2易于CO2、H2O反应，生成的HClO见光易分解，所以漂粉精、漂白粉都应密封、避光保存，并置于阴凉干燥处漂白粉长期露置于空气中会失效，有关反应的化学方程式是：Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO 2HClO2HCl＋O2↑二、氯气的实验室制法：实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成1．氯气的实验室制法：实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气原理MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (实验室通常用该法制Cl2)2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O (快速制取Cl2，不需要加热)反应原料MnO2与浓盐酸实验装置发生装置“固＋液气”型净化装置饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气收集装置向上排空气法或排饱和食盐水法尾气处理用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收验满方法①将湿润的淀粉­KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后退色，则证明已集满③观察法：氯气是黄绿色气体【注意】①反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应②加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发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Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全2．氯气的工业室制法①工业制法(电解饱和食盐水)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ②电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑三、卤素的性质及卤素离子的检验1．卤族元素原子结构的相似性和递变性元素。