通过电解饱和食盐水可以获得氯气,氯气是重要的化工原料,以氯气为原料可以制得众多的含氯化合物,研究和掌握氯气的性质对人类的生产生活具有重要的意义,本讲重点介绍有关氯气的物理性质和化学性质。
【重点难点】 1、氯气的物理性质和化学性质; 2、氯水的成分; 3、Cl-的检验
【知识讲解】 一、Cl2的物理性质 在通常情况下,氯气为黄绿色,有刺激性气味的有毒气体。易液化。能溶于水(1L水中可溶解2L氯气) ,氯水颜色呈淡黄绿色。闻Cl2时应用手在集****口上方轻轻扇动,仅让少量的Cl2飘入鼻孔。
二、Cl2的化学性质
1.与金属反应 ⑴、2Na+Cl2 2NaCl ( 放热,有白烟生成 ) ⑵、Cu+Cl2 CuCl2 (放热,产生棕黄色烟) ⑶、2Fe+3Cl2 2FeCl3 ( 放热,产生棕褐色的烟 ) 注意:①变价金属与Cl2反应时,产物中金属元素显高价; ② 干燥的Cl2常温下不和铁反应,所以可用钢瓶贮存干燥的氯气。
2. 与非金属反应 ⑴、H2+Cl2 2HCl 纯净的H2可在Cl2中燃烧,发出苍白色火焰。生成的HCl气体在空气中遇水蒸气形成白雾。 ⑵、3Cl2+2P 2PCl3 (液态,形成白雾) 若氯气充足,则继续发生:PCl3+Cl2 PCl5。 所以,磷和充足的氯气反应,生成PCl5, 2P+5Cl2(充足) 2PCl5 (固体,形成白烟)
3. 与水反应 ⑴、1体积水中大约能溶解2体积的氯气,其中溶于水的氯气只有一小部分和水发生化学反应。大部分仍以氯气分子的形式存在。 Cl2+H2O HCl+HClO HClO具有漂白性,所以,潮湿的氯气具有漂白作用。
⑵、氯水的成分和性质 ① 氯水的成分 氯水是氯气的水溶液,通常情况下为浅黄绿色溶液,由于溶解于水的Cl2只有一部分与水发生了反应,所以溶液中有大量的水分子、尚未反应的氯气分子、生成物盐酸电离出来的H+和Cl-、生成物HClO电离出来的H+和ClO-、没有电离的HClO分子等。所以,新制的氯水中含Cl2、H2O 、HClO 等分子和H+、Cl-、ClO-、OH- 等离子(即三分子、四离子)。 液氯与氯水的区别:液氯是纯净物,成分是Cl2分子,而氯水是混合物。 . ②氯水的性质 由于新制氯水的成分比较复杂,在具体使用过程中要明确是氯水中的哪部分成分参与了反应
4.与碱反应 根据氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,不难得出氯气可以与碱溶液反应生成相应的氯化物和次氯酸盐。 ⑴、工业制漂白粉或漂白精: 2Cl2+2Ca(OH)2= CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 漂白粉的主要成分为: CaCl2 和 Ca(ClO)2 ; 有效成分为:Ca(ClO)2 漂白原理:Ca(ClO)2→HClO,起漂白杀菌作用的是 HClO Ca(ClO)2+H2O+CO2= CaCO3↓+2HClO ( 空气中) Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO (加酸可加速漂白) 由于漂白粉容易接触空气中的二氧化碳和水蒸气生成HClO,HClO 易分解生成HC1和氧气,这样漂白粉放置在空气中就很容易变质而失效,反应的化学方程式为: Ca(ClO)2+CO2+H2 O=CaCO3↓+2HClO 2HClO=2HCl+O2↑ 所以漂白粉应该密封存放。 ⑵、实验室制氯气的尾气处理: Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 由于Ca(OH)2溶解性较小,所以吸收Cl2时不宜用澄清石灰水,应该用较浓的NaOH溶液吸收,以达到较好的吸收效果。
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