氯气的物理性质氯气的物理性质物理性质物理性质黄绿色黄绿色气体气体密度比密度比空气大空气大在水中溶解度在水中溶解度不大不大(1:2)有刺激有刺激性气味性气味有毒有毒 较较低低(易液化易液化)氯气液氯固态氯34.6度101度易液化:密度:密度:色态:色态:溶解性:溶解性:气味:气味:有无毒性:有无毒性:熔沸点熔沸点:一、氯元素一、氯元素一、氯元素一、氯元素1.1.存在:以化合态存在于海水中,主要以存在:以化合态存在于海水中,主要以存在:以化合态存在于海水中,主要以存在:以化合态存在于海水中,主要以NaClNaCl的形式存在的形式存在的形式存在的形式存在172 8 7Cl2.原子结构示意图原子结构示意图性质:最外层有性质:最外层有7e-,易得易得到到1个电子形成个电子形成Cl-,表现,表现氧化性氧化性,性质,性质很活泼很活泼,为典型的为典型的非金属性非金属性二、氯气的氧化性(二、氯气的氧化性(0-1)2Na+Cl2=2NaCl2Fe+3Cl2=2FeCl3Cu +Cl2 =CuCl2(剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量的白烟)(剧烈燃烧,绿色火焰,生成棕黄色的烟,溶于水后溶液呈蓝色)(剧烈燃烧,产生大量红棕色的烟;溶于水后溶液呈黄色)点燃点燃/1、大多数金属都能在一定条件下与氯气化合生成相应的金属氯化物(盐)、大多数金属都能在一定条件下与氯气化合生成相应的金属氯化物(盐),在反应中氯气均作氧化剂,体现出强氧化性,在反应中氯气均作氧化剂,体现出强氧化性。
氯气氯气与与变价金属反应,均变价金属反应,均生成高价态化合物生成高价态化合物2 2、变价金属低价态氯化物不能由金属与氯气直接化合得到,如变价金属低价态氯化物不能由金属与氯气直接化合得到,如FeClFeCl2 2点燃点燃/点燃点燃/Cl2与氢气反应与氢气反应现象:现象:H2在在Cl2中中安静燃烧安静燃烧,发出发出苍白色火焰苍白色火焰,瓶口有瓶口有白雾白雾产生产生 H2+Cl2 =2HCl(工业制盐酸工业制盐酸)点燃点燃注意:注意:H2与与Cl2的混合气体光照或加热时会爆炸的混合气体光照或加热时会爆炸 H2 +Cl2 =2HCl光照光照 与碘化钾反应与碘化钾反应与溴化钾反应与溴化钾反应与与FeCl2溶液反应溶液反应与与SO2水溶液反应水溶液反应Cl2+2KI=2KCl+I2 Cl2+2I-=2Cl-+I2 Cl2可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝(检验可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝(检验Cl2)Cl2+2KBr=2KCl+Br2Cl2+2Br-=2Cl-+Br22FeCl2+Cl2=2FeCl32Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Cl2SO22H2O=H2SO42HClCl2SO22H2O=4H+SO42-2Cl-1、与水反应 溶液有点发黄,溶液有点发黄,上部空间气体颜色变浅上部空间气体颜色变浅 Cl2溶解度不大溶解度不大,且且溶于水的溶于水的Cl2只有部分与水反应只有部分与水反应(氯水中有游离态的氯水中有游离态的Cl2分子)分子)现象:Cl2的歧化反应的歧化反应既作氧化剂又作还原剂既作氧化剂又作还原剂(-1Cl+1)Cl2H2O HClHClO新制新制氯水中含有的粒子有:氯水中含有的粒子有:H2O、Cl2、HClO、H、Cl、ClO、OH(少量)(少量)Cl2H2O HClHClO氯水的性质氯水的成分氯水的成分 Cl2 HClO H+Cl-氧化性:氧化性:2KI+Cl2=2KCl+I2 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-漂白性(强氧化性):使有色布条、品红、石蕊漂白性(强氧化性):使有色布条、品红、石蕊褪色褪色酸性:使石蕊变红酸性:使石蕊变红 Mg+2H+=Mg2+H2Cl-+Ag+=AgCl液氯液氯液氯液氯氯水氯水氯水氯水分分分分类类类类成成成成分分分分分子:分子:离子:离子:分子:分子:离子:离子:性性性性质质质质纯净物纯净物混合物混合物ClCl2 2 ,HClOHClO,H H2 2O OH H+,Cl,Cl-,ClO,ClO-,OHOH-H H2 2O OH H+,ClCl,OHOH-新制新制(浅黄绿色浅黄绿色浅黄绿色浅黄绿色)有氧化性,无酸有氧化性,无酸性和漂白性性和漂白性有酸性,强氧化性,能漂白,有酸性,强氧化性,能漂白,消毒,不稳定性(光照消毒,不稳定性(光照/时时HClOHClO易分解)易分解)久置(无色)久置(无色)只有只有ClCl2 2分子分子实验室中使用的实验室中使用的氯水氯水只能只能现配现用现配现用,并盛放在并盛放在棕色试剂瓶棕色试剂瓶中中,放置在放置在阴凉处阴凉处只有酸性(只有酸性(HCl)相对新制氯水酸性相对新制氯水酸性增强增强2、氯气与碱反应、氯气与碱反应2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O2 Ca(OH)2+2Cl2 =Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(石灰乳)(石灰乳)1、制漂白液(、制漂白液(有效成分有效成分:NaClO,也是,也是“84”消毒液消毒液的有效成分)的有效成分)有毒的有毒的氯气用氯气用NaOH溶液溶液进行尾气进行尾气吸收处理吸收处理2、制漂白粉、漂粉精(、制漂白粉、漂粉精(有效成分有效成分:Ca(ClO)2)漂白液、漂白粉都可用于杀菌消毒漂白液、漂白粉都可用于杀菌消毒2OH+Cl2=ClO+Cl+H2O2 Ca(OH)2+2Cl2 =2Ca2+2ClO+2Cl+2H2O海水提镁海水提镁沉淀池:沉淀池:Mg2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+日常日常 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO工业工业 Ca(ClO)2+2HCl =CaCl2+2HClO漂白原理:漂白原理:漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白作用都是因反应生成的漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白作用都是因反应生成的HClO漂白粉在空气中失效原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3 +2HClO2 HClO =2 HCl+O2光照光照保存漂白粉:保存漂白粉:密封存放于避光干燥处密封存放于避光干燥处次氯酸次氯酸(HClO)的性质的性质一元一元弱酸弱酸 酸性:酸性:NaClO溶液中通入溶液中通入少量或过量少量或过量CO2:酸性:酸性:NaAlO2溶液中通溶液中通过量过量CO2:NaAlO2溶液中通溶液中通少少量量CO2:2HClO=2HCl+O2光照光照不稳定性不稳定性:强氧化性强氧化性:1、漂白性、漂白性 2、杀菌消毒(波尔多液是使蛋白质失活)、杀菌消毒(波尔多液是使蛋白质失活)HClO不能单独存在,只存在溶液中不能单独存在,只存在溶液中H2CO3HClO HCO3-NaClOCO2H2O=HClONaHCO3H2CO3HCO3-Al(OH)3AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-次氯酸盐的主要性质次氯酸盐的主要性质ClO水解:水解:ClOH2O HClOOH(2)与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸,作消毒剂和漂白剂与酸性物质作用生成具有强氧化性的次氯酸,作消毒剂和漂白剂自然界中有没有游离态的氯,人们是怎样制得氯气的呢?自然界中有没有游离态的氯,人们是怎样制得氯气的呢?舍勒舍勒(17421786)瑞典化学家。
瑞典化学家1774年年舍舍勒勒发发现现氯氯气气,1810年年戴戴维维将将这这种种元元素素命命名名为为Chlorine,这个名称这个名称来自希腊文,有来自希腊文,有“绿色绿色”的意思我国早的意思我国早年译文将其译成年译文将其译成“绿气绿气”,后改为氯气后改为氯气1)次氯酸盐次氯酸盐Ca(ClO)2、NaClO的水溶液呈的水溶液呈碱性碱性MnOMnO2 2+4HCl+4HCl(浓)(浓)=MnCl=MnCl2 2+2H+2H2 2O+ClO+Cl2 2 氯气的实验室(舍勒)制法(1)实验原理:(2)发生装置类型:(3)实验装置:固体液体固体液体 气体气体MnOMnO2 2+4H+4H+2Cl+2Cl-=Mn=Mn2+2+2H+2H2 2O+ClO+Cl2 2(4)净化装置:净化装置:浓硫酸:浓硫酸:Cl2H2O HClHClO逆向进行逆向进行U形管形管 干燥管干燥管饱和食盐水:饱和食盐水:原理:原理:增大增大c(Cl),减少,减少Cl2与与H2O的反应,即减少的反应,即减少Cl2的溶解的溶解除去除去Cl2中的中的HCl除去除去Cl2中的中的H2O也可用也可用P2O5或无水或无水CaCl2,用,用P2O5或无水或无水CaCl2时可用的仪时可用的仪器名称为干燥管或器名称为干燥管或U形管,形管,不能用碱石灰不能用碱石灰(5)收集装置收集装置Cl2可用可用向上排空气法向上排空气法,也可以用,也可以用排饱和食盐水法排饱和食盐水法(6)尾气处理尾气处理Cl2有毒,一般用有毒,一般用NaOH溶液吸收,也可用碱石灰溶液吸收,也可用碱石灰一般一般不用澄清石灰水不用澄清石灰水的理由是的理由是Ca(OH)2微溶,微溶,Ca(OH)2的浓度较小,吸收的浓度较小,吸收Cl2不完全,澄清石灰水不完全,澄清石灰水也不用做也不用做CO2的吸收的吸收(7)验满方法验满方法将将湿润湿润的的淀粉淀粉KI试纸试纸靠近盛靠近盛Cl2的试剂的试剂瓶口瓶口,观察到试纸立即,观察到试纸立即变蓝变蓝,则证明已集满;或将则证明已集满;或将湿润湿润的的蓝色石蕊试纸蓝色石蕊试纸靠近盛靠近盛Cl2的试剂的试剂瓶口瓶口,观察,观察到试纸到试纸先变红后褪色先变红后褪色,则证明已集满,则证明已集满注意:注意:(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避,再拆卸装置,避免污染空气免污染空气(1)加热温度不宜过高,以减少加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发的挥发(2)必须使用浓盐酸,稀盐酸不反应必须使用浓盐酸,稀盐酸不反应生成生成1mol1mol氯气氯气,转移转移电子电子的物质的量是多少?的物质的量是多少?浓盐酸的作用是什么?浓盐酸的作用是什么?使用浓盐酸与足量的使用浓盐酸与足量的MnO2共热制共热制Cl2,实际产生的实际产生的Cl2总比理论值低总比理论值低,其,其主要原因是什么?主要原因是什么?2mol2mol起还原性、酸性作用起还原性、酸性作用随着反应的进行,浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小,稀盐酸与随着反应的进行,浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小,稀盐酸与MnO2不反应不反应实验室还可用实验室还可用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、次氯酸盐、次氯酸盐代替代替MnO2与浓盐酸反与浓盐酸反应制氯气应制氯气2KMnO4+16HCl(浓)(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2OKClO3+6HCl(浓)(浓)=KCl+3Cl2+3H2O工业制备工业制备Cl21、电解饱和食盐水电解饱和食盐水2NaCl2H2O =Cl2H22NaOH电解电解2、电解熔融的氯化钠2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2电解电解。