第二部分 非金属元素 卤素(一)_心泉_新浪博客

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

             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)和浓盐酸反应

            反应原理:MnO2+4HCl()== 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

   2Cl-的检验:AgNO3 和HNO3,产生白色沉淀

(三)氯的重要含氧酸:

    1HClO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】1SO2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)2CaCl2  (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:

 

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