第 8 章 氯及其化合物,考点21 氯气,考法1 氯原子的结构和氯气的性质与应用 考法2 氯气制备与性质实验的综合考查,氯元素位于元素周期表中第三周期第ⅦA族， 其原子结构示意图为,1．氯元素在元素周期表中的位置,2．氯气的物理性质,【注意】闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动， 使极少量氯气飘进鼻孔氯原子很容易得到一个电子而形成Cl-，具有较强 的非金属性，在自然界中以化合态形式存在3．氯气的 化学性质,【说明】氯气比空气的密度大，遇到氯气泄漏逃生时，要向高处逃跑，也可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻2)氯气的实验室制法 ①实验原理 MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ②实验装置,4．氯气的制法,a．发生装置：固体＋液体气体，采用固液加热装置 b．净化装置：盛有饱和食盐水的洗气瓶——除去HCl；盛有浓H2SO4的洗气瓶——除去水蒸气 c．收集方法：向上排空气法 d．尾气处理：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O③操作步骤：组装仪器(从下到上，从左到右)→检验装置的气密性→加入试剂(先固体，后液体)→加热，开始实验→收集气体→尾气处理。
4．氯气的制法,(2)氯气的实验室制法,④验满方法 a．将湿润的淀粉KI试纸放在处理尾气的导管口，试纸立即变蓝，则证明已集满； b．将湿润的蓝色石蕊试纸放在处理尾气的导管口，试纸立即先变红后褪色，则证明已集满 c．将蘸有浓氨水的玻璃棒放在处理尾气的导管口，产生白烟，则证明已集满4．氯气的制法,(2)氯气的实验室制法,(1)制漂白液、漂白粉、漂粉精Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(制漂白液) 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(制漂白粉、漂粉精),5．氯气的用途,【注意】①将Cl2通入冷的石灰乳中制得漂白粉，其有效成分为Ca(ClO)2，主要成分为CaCl2、Ca(ClO)2 ②漂白粉应置于阴凉干燥的地方密封保存漂白粉吸收空气中的二氧化碳和水发生反应，所得产物HClO在光照条件下分解，放出氧气，使漂白粉失效2)工业制盐酸,【注意】不可在光照条件下制HCl，会发生爆炸3)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等5．氯气的用途,氯原子的最外电子层上有7个电子，易得1个电子，形成具有8电子稳定结构的－1价阴离子，因此氯气具有较强的氧化性；当氯原子遇到其他得电子能力强的原子时，易形成共价键；由于氯原子最外层有7个电子，所以氯元素的最高化合价为＋7价，除此之外氯元素的正化合价还有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋6价(其中奇数价态相对稳定)。
考法1 氯原子的结构和氯气的性质与应用,1．氯原子的结构与性质,(1)根据氯气的物理性质 氯气呈黄绿色、有刺激性气味、可溶于水、易液化等物理性质均是进行物质推断的重要题眼 (2)根据氯气的化学性质及用途 氯气在与金属、非金属单质及一些低价态的化合物反应时主要表现出较强的氧化性，在与水、碱溶液反应时既表现出氧化性，又表现出还原性记住氯气与金属单质、非金属单质、水、碱溶液及还原性物质反应的现象是解答无机推断题的关键2.根据氯气的性质进行有关物质的推断,考法1 氯原子的结构和氯气的性质与应用,例1,【解析】a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2＞I2、Cl2＞Br2，但不能证明氧化性：Br2＞I2，A错误；c处先变红，说明氯气与水反应生成酸性物质，后褪色，说明氯气与水生成的HClO具有漂白性，B错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水反应生成的酸性物质中和NaOH的原因，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2==2Fe3＋＋2Cl－，证明还原性：Fe2＋＞Cl－，D正确D,考法2 氯气制备与性质实验的综合考查,1．实验注意事项,(1)稀盐酸与MnO2不反应，反应物应该用浓盐酸；参加反应的HCl一半表现还原性，一半表现酸性。
说明】标准状况下，含4 mol Cl－的浓盐酸与足量的MnO2反应，生成Cl2的体积小于22.4 L因为随着反应的进行，浓盐酸被稀释，稀盐酸不再与MnO2反应2)浓盐酸具有挥发性，因此装置中必须使用分液漏斗且盖上玻璃塞 (3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，以避免污染空气 (4)尾气吸收用NaOH溶液，不能用澄清石灰水，因为Ca(OH)2的溶解度小，吸收Cl2的能力弱 (5)Cl2在水中的溶解度不大，不用防倒吸装置考法2 氯气制备与性质实验的综合考查,1．实验注意事项,2．反应物的选择,(1)若无浓盐酸，可用NaCl和浓H2SO4代替2)若无MnO2，可用其他强氧化剂如KClO3、Ca(ClO)2、KMnO4等代替考法2 氯气制备与性质实验的综合考查,根据前面除杂时引入的新杂质，在后面的除杂过程中能够除去的原则，装置组装时应考虑制备实验中可能产生哪些杂质，以及除杂顺序，一般情况下除水蒸气的步骤放在最后3．一般净化处理装置的组装顺序,考法2 氯气制备与性质实验的综合考查,例2,例2,例2,考点 21 氯水、次氯酸及其盐,考法3 新制氯水、次氯酸 及其盐的性质与应用,1．氯水的组成及其性质,(2)氯水的性质,(1)反应原理及成分,氯水的多种成分决定了它具有多重性质：①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl－的性质。
Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO HClO H＋＋ClO－ H2O H＋＋OH－ 2HClO 2HCl＋O2↑ 新制氯水中主要存在的分子有Cl2、H2O、HClO； 离子有H＋、Cl－、ClO－、OH－3)新制氯水与久置氯水的区别,1．氯水的组成及其性质,(4)液氯与氯水的区别,1．氯水的组成及其性质,(1)次氯酸的结构和性质,2．次氯酸、次氯酸盐,HClO分子的结构式为H—O—Cl(氧元素位于中心位置)，所以其电子式为 ①弱酸性：HClO是一种弱酸，其电离方程式为HClO H＋＋ClO－，与碳酸相比，其电离能力有如下关系：H2CO3＞HClO＞HCO3－ ②HClO具有强氧化性：能与亚铁盐、碘化物、硫化物及亚硫酸盐等发生氧化还原反应，能杀菌消毒 ③HClO具有不稳定性：2HClO 2HCl＋O2↑ ④漂白性：能漂白有色物质①ClO－是一种弱酸根阴离子，能发生水解反应：ClO－＋H2O HClO＋OH－，所以次氯酸钠、次氯酸钙溶液显碱性 ②ClO－和HClO一样具有强氧化性，无论在酸性条件下还是在碱性条件下都可跟亚铁盐、碘化物、硫化物及亚硫酸盐等发生氧化还原反应。
2)次氯酸盐的性质,2．次氯酸、次氯酸盐,,考法3 新制氯水、次氯酸及其盐的性质与应用,1.新制氯水成分的探究,新制氯水在与不同物质发生反应时，表现出成分的复杂性和性质的多样性归纳为如下7种情况：,,【注意】新制氯水作氧化剂时，若Cl2能发生反应，则认为主要是Cl2反应，若Cl2不能发生反应，则认为是HClO反应；新制氯水与足量强碱反应时，可认为Cl2先与水反应，生成的HCl、HClO再与碱反应生成氯化物和次氯酸盐考法3 新制氯水、次氯酸及其盐的性质与应用,1.新制氯水成分的探究,,①向次氯酸钠溶液中通入CO2(无论是少量还是过量)，均发生反应： ClO-+H2O+CO2==HClO+HCO-3 ②向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2，发生反应：Ca2++2ClO-+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO,2.次氯酸、次氯酸盐的相关性质及其应用,(1)在新制氯水中加入CaCO3(s)，CaCO3只与H+反应而不与HClO反应所以Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO的平衡向右移动，c(HClO)增大注意】本反应体现了漂白粉变质的原理，变质的漂白粉主要成分为CaCl2、CaCO3。
2)次氯酸、次氯酸盐均具有强氧化性,2.次氯酸、次氯酸盐的相关性质及其应用,[江苏化学2014·13，4分] 在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( ) A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2 B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－ C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋ D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO,例3,【解析】氯水中存在化学平衡：Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，其中只有Cl2分子呈黄绿色，所以A项正确；在上述粒子中，能与Ag＋生成不溶于强酸的白色沉淀的只有Cl－，所以B项正确；使HCO3－转化为CO2气体的是H＋，所以C项正确；Fe2＋与Cl2反应也会生成Fe3＋(棕黄色)，所以D项错误D,例3,［上海化学2016·9］向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是( ) A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液,A,例4,【解析】氯水中存在化学平衡：Cl2+H2O H++Cl-+HClO，HClO具有漂白性。
加入的碳酸钙能和溶液中的H+反应,使平衡正向移动,c(HClO)增大,溶液的漂白能力增强,A符合题意；加入稀硫酸,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,B不符合题意；加入氯化钙,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,C不符合题意；加入二氧化硫水溶液,发生反:SO2+Cl2+2H2O H2SO4+ 2HCl,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液的漂白能力减弱,D不符合 题意考点23 卤素单质及其化合物的性质,考法4 卤素的性质及其递变规律 考法5 卤素离子的检验,卤素单质的性质,(1)与金属反应：在与变价金属反应时，碘表现出较弱的氧化性如与铁反应：,【注意】(1)氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性强弱顺序为Cl－
2．卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色,(1)F原子半径小，得电子能力非常强，无正化合价，无对应的含氧酸，F2是氧化性最强的非金属单质 (2)F2能与水反应放出O2，故F2不能从其他卤素化合物的水溶液中将卤素单质置换出来 (3)F2、HF气体及氢氟酸均能腐蚀玻璃，因此不能用玻璃容器盛装，应保存在塑料瓶或铅制器皿中 (4)Br2在常温下呈液态，是唯一的液态非金属单质液态Br2有剧毒，易挥发，故要用蜡密封保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中，且需用水封，不能用橡胶塞3．卤素单质及其化合物的特殊性,(5)I2能使淀粉溶液显蓝色，这是碘单质的特殊性质，该性质可用于检验I2Cl2可使湿润的淀粉KI试纸变蓝，其实质是Cl2＋2I－==2Cl－＋I2此外碘单质易升华，是常温下固体单质中唯一的双原子分子 (6)卤化氢均极易溶于水，在空气中形成酸雾，其中HF有剧毒；卤化氢都是大气污染物，水溶液均呈酸性，只有氢氟酸是弱酸，其他均为强酸 (7)AgX除AgF外均不溶于水，也不溶于酸，且在水中的溶解度逐渐减小；CaX2除CaF2外均易溶于水 (8)AgX均不稳定，见光均易发生分解反应，生成卤素单质和银。