高一化学6氯与氯的化合物

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1、第 1 页氯及其化合物氯及其化合物一、氯气的性质及用途：一、氯气的性质及用途：1 1物理性质：物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。2 2化学性质：化学性质：氯气是化学性质很活泼的非金属单质。（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）如：2NaCl2 2NaCl（产生白烟）CuCl2 CuCl2（产生棕黄色的烟）2Fe3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。（2）与非金属反应如：H2Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）可用于工业制盐酸H2Cl22HCl（会发生爆炸）不可用

2、于工业制盐酸2P3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）2P5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）（3）与水反应：Cl2H2O = HClHClO（4）与碱反应Cl22NaOH = NaClNaClOH2O（用于除去多余的氯气）2Cl22Ca(OH)2 = Ca(ClO)2CaCl22H2O（用于制漂粉精）Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO（漂粉精的漂白原理）（5）与某些还原性物质反应如：2FeCl2Cl2 = 2FeCl32KICl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝色，用于氯气的检验）SO2Cl22H2O = 2HCl + H2SO4（6）与某些有

3、机物反应如：CH4Cl2 CH3Cl + HCl（取代反应）CH2=CH2Cl2 CH2ClCH2Cl（加成反应）3 3氯水的成分及性质：氯水的成分及性质：氯气溶于水得黄绿色的溶液-氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸)，大部分是以 Cl2分子状态存在于水中。注意：（1）在新制的氯水中存在的微粒有：H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-；久置氯水则几乎是盐酸溶第 2 页通电加热液 一元弱酸，比 H2CO3弱（2）HClO 的基本性质 不稳定，2HClO = 2HCl + O2 强氧化性； 漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液

4、等褪色。（3）几种漂白剂的比较漂白剂HClONa2O2（H2O2）SO2活性炭漂白原理氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附漂白品红溶液褪色褪色褪色褪色紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色稳定性稳定稳定不稳定4 4氯气的制法：氯气的制法：（1）实验室制法 药品及原理：MnO2 + 4HCl（浓） MnCl2 + 2H2O + Cl2强调：MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成 Cl2，稀盐酸不与 MnO2反应。仪器装置：发生装置-收集装置-吸收装置实验步骤：检密装药固定加热收集收集方法：向上排空气法 （或排饱和食盐水法）净化装置：用饱和食盐水除去 HCl，用浓硫酸干燥尾气处理：用碱液吸收（2）氯气

5、的工业制法：（氯碱工业）2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2二、氯化氢的性质和实验室制法：二、氯化氢的性质和实验室制法：1 1物理性质：物理性质： 无色、有刺激性气味的气体；极易溶于水 (1:500)其水溶液为盐酸。2 2盐酸的化学性质：盐酸的化学性质：(挥发性强酸的通性)3 3氯化氢的实验室制法：氯化氢的实验室制法：(1)药品及反应原理:NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl (不加热或微热)NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl (加热到 500C600C)总反应式: 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl(2)装置: 与

6、制氯气的装置相似(3)收集方法: 向上排空气法(4)检验方法: 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生(5)尾气处理: 用水吸收(倒扣漏斗)加热加热第 3 页三、卤族元素：三、卤族元素：1 1卤素及化合物的性质比较：卤素及化合物的性质比较：氟氯溴碘状态气气（易液化）液（易挥发）固（易升华）熔、沸点熔、沸点逐渐升高颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色单质物理性质密度密度逐渐增大条件冷暗处光照加热持续加热X2与 H2化合程度剧烈爆炸爆炸缓慢化合同时分解反应2F2+2H2O=4HF+O2X2 + H2O = HX + HXOX2与H2O 化合程度剧烈缓慢微弱极弱水溶性反应生成氢氟

7、酸水溶性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大化合价只有-1 价有-1、+1、+3、+5、+7 等化学式无含氧酸有 HXO、HXO2、HXO3、HXO4等 含氧酸 强弱程度同一价态的酸性依次减弱颜色AgF（白）AgCl（白）AgBr（淡黄）AgI（黄）水溶性易溶均难溶，且溶解度依次减小卤化银感光性难分解见光均易分解，且感光性逐渐增强2 2卤素元素的有关特性：卤素元素的有关特性：（1）F2遇水发生置换反应，生成 HF 并放出 O2。（2）HF 是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃 4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O；HF 由于形成分子间氢键相互缔合，沸点反常的高。（3）溴是唯一的液态非金属，易挥

8、发，少量的液溴保存要用水封。（4）碘易升华，遇淀粉显蓝色；碘的氧化性较弱，它与变价金属反应时生成低价化合物。（5）AgX 中只有 AgF 溶于水，且不具有感光性；CaF2中只有 CaF2难溶。3 3卤素间的置换反应及卤素间的置换反应及 X X- -离子的检验：离子的检验：（1）Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl-Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl-Br2 + 2I- = I2 + 2Br-结论：氧化性：Cl2 Br2 I2； 还原性：I- Br- Cl- （2）溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀到浓）的颜色变化溶剂 水 苯 汽 油四氯化碳第 4 页溶质Br2黄 橙橙 橙红橙 橙

9、红橙 橙红I2深黄 褐淡紫 紫红淡紫 紫红紫 深紫密 度比 水 轻 比 水 轻比 水 重（3）X-离子的检验Cl- 白色沉淀Br- + AgNO3 + HNO3 浅黄色沉淀I- 黄色沉淀【实例分析】【例 1】 （2010 上海卷）向盛有 KI 溶液的试管中加入少许 CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：1)写出并配平 CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是 1，不用填写)：2)整个过程中的还原剂是 。3)把 KI 换成 KBr，则 CCl4层变为_色：继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2

10、、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是 。4)加碘盐中含碘量为 20mg50mgkg。制取加碘盐(含 KIO3的食盐)1000kg，若庄 Kl 与 Cl2反应制 KIO3，至少需要消耗 Cl2 L(标准状况，保留 2 位小数)。【解析】此题考查氧化还原反应的配平、氧化剂和还原剂、氧化性强弱的判断、化学计算知识。分析反应从开始滴加少许氯水时，其将 KI 中的 I 元素氧化成碘单质；等 CCl4层变紫色后，再滴加氯水时，其将碘单质进一步氧化成碘酸。1）根据氧化还原反应方程式的配平原则，分析反应中的化合价变化，I 元素的化合价从 0+5，升高5 价，Cl 元素的化合价从 0-1，降低 1 价，

11、综合得失电子守恒和质量守恒，可配平出：I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl；2）分析整个过程中化合价升高的都是 I 元素，还原剂为：KI 和 I2；3）KI 换成 KBr时，得到的是溴单质，则其在 CCl4中呈红棕色；继续滴加氯水时，颜色不变，可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3，故其氧化性强弱顺序为：HBrO3Cl2HIO3；4）综合写出反应方程式：KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl，根据化学方程式计算，按最小值计算时，1000kg 加碘食盐中含碘 20g，根据质量守恒，可知：换算成碘酸钾的质量为：33.70g，物质的量为：0.16mol，则需要消耗 Cl2的体积为：（2

12、0g/127g.mol-1）322.4L/mol=10.58L。解法点拨：守恒定律是自然界最重要的基本定律，是化学科学的基础。在化学反应中，守恒包括原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。任何化学反应在反应前后应遵守电荷或原子守恒。电荷守恒即反应前后阴阳离子所带电荷数必须相等；原子守恒（或称质量守恒） ，也就是反应前后各元素原子个数相等；得失电子守恒是指在氧化还原反应中，失电子数一定等于得电子数，即得失电子数目保持守恒。比如此题中我们就牢牢抓住了守恒，简化了计算过程，顺利解答。【答案】1）I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl；2）KI、I2；3）红棕、HBrO3Cl2HIO3；4）10.

13、58。【例 2】 (江苏省扬州市 2010 届高三四模)氯碱工业的原料饱和食盐水中含有一定量的铵根离子，在电解时会生成第 5 页性质极不稳定的三氯化氮，容易引起爆炸。（1）三氯化氮易水解，其水解的最初产物除生成氨气外，另一产物为 。（2）为除去饱和食盐水中的铵根离子，可在碱性条件下通入氯气，反应生成氮气。该反应的离子方程式为 。该工艺选择氯气的优点是 。 （答一点即可）（3）过量氯气用 Na2S2O3除去，反应中 S2O32-被氧化为 SO42-。若过量的氯气为 10-3 mol/L，则理论上生成的 SO42-为 mol/L。（4）生产和实验中广泛采用甲醛法测定样品的含氮量。甲醛和铵根离子的反

14、应如下：4NH4+ + 6HCHO （CH2)6N4H+（一元酸）+ 3H+ + 6H2O实验步骤如下：甲醛中常含有微量甲酸，应先除去。可取甲醛b mL 于锥形瓶，加入 1 滴酚酞，用浓度为C mol/L 的 NaOH溶液中和，滴定管的初始读数V1 mL，当溶液呈微红色时，滴定管的读数V2 mL。向其中加入饱和食盐水试样a mL，静置 1 分钟。再加 12 滴酚酞，再用上述 NaOH 溶液滴定至微红色，滴定管的读数V3 mL。则饱和食盐水中的含氮量为 mg/L。【答案】 （1）HClO （2 分）（2）3Cl2 + 2NH4+ 8OH- = N2 + 6Cl- + 8H2O。 （2 分）利用氯

15、碱工业的产品氯气为原料，就近取材；不引入其他杂质离子。 （2 分）（3）510-4（2 分） （4）14000C(V3V2)/a mg/L （2 分）一、选择题一、选择题( (本题包括本题包括 1212 小题，每小题小题，每小题 4 4 分，共分，共 4848 分分) )1.（湖北省部分重点高中 2010 届高三联考）下列有关实验的现象描述正确的是 A氢气在氯气中燃烧，火焰呈苍白色，瓶口出现大量白雾。B磷在氯气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生大量白色烟雾。C铜在氯气中燃烧，产生白烟，加水溶解后可得蓝绿色溶液。D用洁净的铂丝沾取碳酸钾粉末在酒精灯火焰上灼烧，可观察到明亮的紫色火焰。【答案】A2. (湖南省师大附中 2010 届高三第三次月考)在预防甲型 H1N1 流感疫情时，防疫部门使用了含氯类消毒剂，其中的氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般