第二部分
非金属及其化合物
一、卤族元素
Cl2及其化合物:
(一)Cl2
1、结构:原子结构:示意图
最外层7e,易得1e呈-1价,有较强的氧化性
分子结构:双原子分子(非极性)?
2、物理性质:(1)黄绿色、有刺激性气味气体,有毒;(2)密度比空气重:71g/22.4L;(3)能溶于水(1:2),易溶于有机溶剂;(4)熔沸点较低(分子晶体):沸点-34℃(易液化)
【说明】:
(1)、物质的物理性质包括:色状味、密度、溶解性、熔沸点、硬度、导热、导电、延展性等
(2)、闻气味的方法:用手在瓶口扇动,仅使极少量的气体飘进鼻孔。
(3)、相对易液化的几种气体(沸点相对较高):Cl2、SO2、CO2、NH3
(4)、如何提取Cl2水溶液中Cl2?萃取:加有机溶剂(如:CCl4
、CCl3、C6H6等)
3、化学性质:
(1)氧化性(能氧化绝大多数金属;非金属:H2、P等;还原性化合物)
a、金属单质:
2Na + Cl2 =
2NaCl(白烟)
Cu + Cl2 =
CuCl2(棕黄色烟,加少量水呈绿色,大量水蓝色)
2Fe + 3Cl2=2FeCl3(棕黄色烟)
b、非金属单质:
H2 + Cl2 = 2HCl
(点燃:H2 在Cl2燃烧,发出苍白色火焰,放热,瓶口有白雾)
(光照:爆炸)
2P + 3Cl2 =
2PCl3(白雾,小液滴)
PCl3 + Cl2 =
PCl5(白烟,小颗粒)
c、还原性化合物:FeCl2(Fe2+)、H2S(S2-)、NaBr(Br-)、KI(I-)、SO2(SO32-)、NH3等
2Fe2++ Cl2 = 2
Fe3++2Cl-
H2S+ Cl2 = 2H++2Cl-+
S↓
2Br-+
Cl2 = Br2 + 2Cl-
2I- + Cl2 = I2 +
2Cl-
SO2+ Cl2+ 2H2O=
4H++SO42-+
2Cl-
2NH3+ 3Cl2 = N2 + 6HCl
(8NH3 + 3Cl2 = N2 +
6NH4Cl)
(2)自身氧化还原
a、与H2O:
Cl2 + H2O = HCl + HClO (Y/L: Cl
2 + H2O = H++Cl -+
HClO )
b、与碱液:稀碱液 2NaOH + Cl
2 = NaCl + NaClO + H2O
(Y/L:
)
浓碱液 6NaOH + 3Cl 2 = 5NaCl +
NaClO3 + 3H2O
(Y/L:
)
(3)有机反应:取代(卤代):烷、苯及同系物
加成:不饱和烃、苯及同系物
【说明】:(1)Cl2与变价金属反应,生成金属高价氯化物
(2)P与Cl2反应得PCl3
和PCl5的混合物,无论量的多少;计算时可用P与Cl的质量守恒。
【练1】SO2和Cl2均有漂白作用,但二者1:1通入确无漂白作用?
【练2】Cl2与一定量的NaOH反应,产生NaClO
与NaClO3的物质的量之比为1:3,则被还原的Cl与被氧化的Cl物质的量之比为
【练3】(1)氯气罐是否泄漏,通常用浓氨水检验,有白烟产生,试写化学方程式:
(2)氯气罐泄漏后应该用浸了(
)的毛巾捂住口鼻;
A、NaOH
B、NaHCO3 C、肥皂水
D、石灰水
(3)人应向(
)转移;(高处或低洼处)
(4)消防官兵用NaOH或Na2CO3溶液喷洒,试写离子方程式:
4、用途:xx、制漂白粉(CaCl2
、Ca(ClO)2)、制盐酸、农药、有机溶剂(CCl4
、CCl3)等
5、制备:
(1)工业:
电解食盐水 2NaCl + 2H2O ==
2NaOH + Cl2↑+ H2↑
(2)实验室:氧化剂(MnO2、
KMnO4、KClO3等)和浓盐酸反应
反应原理:MnO2+4HCl(浓)==
MnCl2+
Cl2↑+2H2O
(Y/L:
)
2KMnO4+16HCl(浓) == 2KCl + 2MnCl2+ 5Cl
2↑+8H2O
KClO3 + 6HCl(浓) == KCl + 3Cl
2↑+3H2O
【问题】1、根据反应原理(药品状态、反应条件),3个反应,分别选择何种制气装置?
固+液(加热)、固+液(不加热)、固+液(不加热)
2、Cl2中通常含有HCl和水蒸气,什么操作除杂?分别用什么除杂?顺序如何?
洗气;饱和食盐水、浓硫酸;先通过饱和食盐水,后通过浓硫酸
(饱和食盐水增大了Cl-浓度,抑制了Cl2的溶解)
3、如何收集Cl2?向上排空气法、排饱和食盐水法
4、怎样检验Cl2是否收集满?
湿润KI-淀粉试纸:变蓝;
湿润的蓝色石蕊试纸:先变红,后退色;
湿润的有色布条:退色
5、Cl2尾气如何处理?通入NaOH溶液
(二)氯的氢化物——HCl
1、物性:无色有刺激性气味气体;密度比空气重:36.5g/22.4L;极易溶于水(1:500)
【练习】1、HCl能形成喷泉,原理是什么?且石蕊变红,说明什么?
2、标况下,纯净的HCl气体,喷泉实验后水是否全充满?求物质的量浓度?
3、若排空气法收集HCl气体,相对于H2的密度为17.5,则喷泉实验后进入烧瓶的
水的体积,求物质的量浓度?
2、化性:(1)稳定性:很稳定
(2)与NH3不共存:NH3
+ HCl == NH4Cl(白烟)
(3)水溶液:一元强酸,酸的通性
浓盐酸,Cl-具有还原性:MnO2+4HCl(浓)==
MnCl2+ Cl2↑+2H2O
【说明】区分:液态HCl与盐酸的区别:
纯净物 混合物
分子
离子
不导电 导电
3、用途:工业三大强酸
4、制备:工业:H2 + Cl2 =
2HCl(铁容器中点燃,工业盐酸显黄色)
实验室:难挥发酸制易挥发酸
不加热:NaCl+H2SO4(浓)==
NaHSO4 + HCl↑
加热:
2NaCl+H2SO4(浓)==
Na2SO4 + 2HCl↑
NaCl + NaHSO4== Na2SO4 +
HCl↑
【问题】1、制气装置同氯气
2、收集:只能用向上排空气法
3、验满方法:湿润蓝色石蕊试纸:变红;浓氨水:白烟
4、尾气处理:防倒吸(文字描述)
【练习】浓盐酸和浓硫酸混合,也可制取HCl,原理是什么?用什么装置?
5、其他氯化物:
(1)
NaCl:食盐;CaCl2:干燥剂(中性干燥剂,不可干燥NH3)
(2)Cl-的检验:AgNO3
和HNO3,产生白色沉淀
(三)氯的重要含氧酸:
1、HClO的性质:
(1)不稳定性,见光受热易分解:2HClO = 2HCl +
O2↑
(Y/L:
)
(2)弱酸性:(离子方程式中不拆)
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O=
CaCO3↓+ 2HClO
L:Ca2++2ClO- + CO2 +
H2O= CaCO3↓+ 2HClO
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O(或2HCl)=
CaCO3↓(或CaCl2)+ 2HClO
L: ClO- + H+ = HClO
(3)强氧化性:常见还原性离子都可被它氧化
(4)漂白作用:氧化性漂白
【说明】
1、几种具有漂白作用物质的区别
2、新制氯水和久置氯水的区别:新制氯水中含:H2O、Cl2、HCl、HClO;
久置氯水即为稀盐酸:H2O、HCl
【练】1、SO2可使Cl2、Br2、I2水退色,是否漂白?SO2可使红色NaOH的酚酞溶液褪色,是否漂白?(均不是漂白)
2、Cl2
、SO2均可以使品Cl2红退色,但二者1:1通入品红则不退色,为什么?
SO2 + Cl 2 + 2H2O
=2HCl + H2SO4
(Y/L:
)
2、其他氯的含氧酸:
氯酸:HClO3
;高氯酸HClO4(最强酸:电离极易)
(四)次氯酸盐——漂白粉:
漂白粉的制备:2Ca(OH)2 + 2Cl2 =
CaCl2 + Ca(ClO)2 +
2H2O
漂白粉的成分:Ca(ClO)2、CaCl2
(混合物)
漂白粉的有效成分:Ca(ClO)2
漂白原理:Ca(ClO)2
+ CO2 +
H2O(或2HCl)=
CaCO3↓(或CaCl2)+
2HClO
【练】1、写出石灰水、石灰乳中通Cl2的离子反应方程式:
2、漂白粉露置于空气中变质的原理:
3、为何其他次氯酸盐都有漂白作用(如NaClO)?
水解产生HClO:ClO- + H2O = HClO +
OH-
4、市场上销售一种简易家庭消毒剂发生器,内盛NaCl溶液,有上下两个电极,使用时通电一会,即可产生xx液。下面的电极为(
)极,电极反应为:
产生xx液的原理为: