1、氯元素在周期表中的位置及存在形式
氯元素位于第三周期ⅦA族。氯的原子结构示意图为:
由于其化学性质活泼,在自然界中以化合态形式存在。
2、氯气的物理性质
通常氯气为黄绿色、有刺激性气味的气体,密度比空气大,有毒,易液化。25 ℃时,1体积水约溶解2体积氯气,其水溶液俗称氯水,呈浅黄绿色。
3、氯气的化学性质
1)、与金属反应
①与钠反应的化学方程式:
现象:剧烈燃烧,有白烟(NaCl小颗粒)生成。
②与铜反应的化学方程式:
现象:红热的铜丝剧烈燃烧,生成棕黄色的烟(CuCl2小颗粒),溶于水呈蓝绿色。当溶液浓度不同时,溶液颜色有所不同。
③与铁反应的化学方程式:
现象:铁丝燃烧,生成棕黄色的烟(FeCl3小颗粒),溶于水得黄色溶液。
2)、与非金属反应
氢气在氯气中燃烧的化学方程式为:
3)、与H2O反应
(1)、氯气与水的反应
化学方程式为:
离子方程式为:
Cl2既是氧化剂又是还原剂。
(2)、次氯酸的性质
a、弱酸性。一元弱酸,属于弱电解质。
b、不稳定性。
(氯水要现用现制,保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处)。
c、强氧化性。HClO能杀死水中的病菌,起到消毒的作用;另外它还能使有色布条、品红溶液等有色物质褪色。
(3)、氯水的成分
(4)、氯水的多重性质
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。
4)、与强碱的反应
(1)、漂白液的制备原理
2NaOH+Cl2= NaClO+NaCl+2H2O [其中有效成分为NaClO]。
(2)、漂白粉的制备原理
2Ca(OH)2+2Cl2= Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O [其中有效成分为Ca(ClO)2]。
(3)、漂白粉的漂白原理
Ca(ClO)2+CO2+H2O= CaCO3↓+2HClO
此反应可说明酸性HClO弱于H2CO3;漂白粉必须密封保存。
5)、与某些还原性物质反应(写离子方程式)
(1)、氯气与KI溶液:2I-+Cl2=I2+2Cl-。
(2)、氯气与FeCl2溶液:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
(3)、向氯水中通SO2:Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Cl- 。
4、氯气的实验室制法
1)、反应原理:用MnO2和浓盐酸反应,反应方程式为:
注意:稀盐酸与MnO2不发生反应,不能制取Cl2。
由于KMnO4大于MnO2的氧化性,不用加热、不用浓盐酸
2KMnO4+16HCl= 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
2)、制气类型:
3)、制备装置:
4)、收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法 (Cl2在饱和食盐水中溶解度很小)。
5)、净化装置:用饱和食盐水除去HCl,再用浓H2SO4干燥。
6)、吸收装置:用强碱溶液吸收多余的Cl2,防止污染空气。
5、氯气的工业制法
1)、电解饱和食盐水(氯碱工业)。
2)、电解熔融的氯化钠和氯化镁,也可制得氯气。
1、相似性
1)、都能与大多数金属反应:
2Fe+3Br2= 2FeBr3 Fe+I2=FeI2
2)、都能与H2反应:
H2+X2= 2HX
3)、都能与H2O反应:
X2+H2O=HX+HXO (F2与水反应生成HF和O2)
4)、都能与碱液反应:
X2+2NaOH= NaX+NaXO+H2O (F2、I2除外)
2、递变性
F2 → Cl2 → Br2 → I2
颜色: 颜色加深
熔、沸点: 逐渐升高
密度: 逐渐增大
水溶性: 逐渐减小
氧化性: 逐渐减弱
还原性(X-): 逐渐增强
卤素单质间能发生的置换反应有:
Cl2+2NaBr= 2NaCl+Br2 Cl2+2KI=2KCl+I2 Br2+2KI=2KBr+I2。
3、特殊性
Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用水液封来保存。
I2易升华,能使淀粉变蓝。
Br2和I2都易溶于某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油)。
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