氯、卤素

三氯气的制备四氯的重要化合物的性质与用途五ⅦA族元素性质的递变规律二氯气的化学性质一氯元素的原子结构与氯气的物理性质一、氯元素的原子结构，在自然界的存在：1、氯的原子结构：容易获得一个电子，是典型的非金属，显非金属性（强），在自然界以化合物形式存在（NaCl、MgCl2等，海水中，盐矿里）。2、化合价分析：Cl2中显零价，还有-1,+1，+3，+5，+7等价。处于中间价，既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。二、氯气的物理性质：+17287黄绿色气体，强刺激性气味（如何闻？），有毒，比空气重（71＞29）,可溶于水（1：2）,易液化（还有CO2，SO2，NH3）三、氯气的化学性质：（1）：可与大多数金属化合：H2+Cl2======2HCl氧化剂【说明】可与大多数金属化合，显强氧化性，把变价金属（如铁，铜）氧化成高价态。Fe+2HCl=FeCl2+H2↑氧化性：Cl2Fe3+Cu2+H+（2）：可与大多数非金属化合：点燃或光照氧化剂实验现象：苍白色火焰瓶口有白雾（解释？）生成刺激性气体点燃2Na+Cl2===2NaCl白烟2Fe+3Cl2===2FeCl3点燃棕色的烟Cu+Cl2===CuCl2点燃棕黄色的烟（产生棕色的烟，溶于水溶液呈黄色）（产生棕黄色的烟，溶于水溶液呈蓝绿色）注：常温下干燥的氯气或液氯不能与铁发生反应，所以工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中。①把HCl气体溶于水得盐酸（利用该反应工业制盐酸）②对“燃烧”认识的拓展：不一定要有O2参加条件有发光、发热现象(“火”)反应剧烈属于氧化还原反应（3）:氯气与水的反应自来水、游泳池用氯气消毒，为什么？Cl2+H2O=HCl+HClO次氯酸酸性极弱(比碳酸弱)不稳定(受热或光照分解)具有强氧化性(比氯气强)2HClO====2HCl+O2↑光照【氯水】淡黄绿色,避光保存。氯水能杀菌、消毒、漂白的原因——与水反应生成次氯酸,次氯酸有强氧化性。【实验】：干燥的氯气不能使有色布条褪色,潮湿的氯气或氯水能使有色布条褪色。【结论】：起漂白作用的是次氯酸而不是氯气新制氯水的主要成份：分子Cl2、H2O、HClO;离子H+、Cl-、ClO-、OH-久置氯水的主要成份：H+、Cl-(次氯酸分解)【思考】：氯水成分复杂,加入不同试剂,起作用的成分各不相同.指出下列现象,说明理由(写出反应式)：实验现象解释或反应式加入碳酸钙粉末有气体生成2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O锌粒加入氯水中有气体生成Zn+2H+=Zn2++H2↑先变红,后褪色酸性,后被HClO氧化漂白褪色HClO氧化漂白有白色沉淀生成Ag++Cl-=AgCl↓紫色石蕊试液加入氯水中红布条加入氯水中硝酸银溶液加入氯水中Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡移动向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物稀强酸NaOHCa(OH)2NaHCO3光照左移左移右移右移右移右移a.用饱和食盐水除Cl2的HClb.用排饱和食盐水法收集Cl2次氯酸与浓盐酸反应制Cl2用NaOH溶液吸收多余Cl2制漂白粉制高浓度HClO溶液氯水避光保存或现用现配c(Cl－)增大c(H+)增大c(H+)减小c(H+)减小c(H+)减小c(HClO)减小（3）、液氯、新制氯水、久置氯水比较液氯新制氯水久置氯水颜色、状态主要存在的微粒物质的类别遇干燥的蓝色石蕊试纸Cl2分子Cl2H2OHClOCl-、H+、ClO-OH-H2OCl-、H+、OH-无明显变化先变红后褪色变红黄绿色液体淡黄绿色液体变成无色液体纯净物混合物混合物次氯酸是弱的酸，酸性比碳酸还弱。不稳定，在光照下易分解。2HClO==2HCl+O2次氯酸具有强氧化性，因此，能杀死水中的病菌起到消毒作用和漂白作用。【用途】因此自来水产多用氯气来杀菌消毒。HClO的性质和用途：光照例（浙江联考题）今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1mol·L-1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体（mmol），在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体（mmol），丙瓶不变。片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系是__________（溶液体积变化忽略不计）。A．甲＝乙＞丙B．甲＞丙＞乙C．丙＞甲＝乙D．乙＞丙＞甲简述选择的理由：_____________________。B氯水中存在下列平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入NaHCO3后，因为酸性：HCl＞H2CO3＞HClO，所以NaHCO3与HCl反应而不与HClO反应，平衡向右移动，HClO浓度增大；又因HClO具有强氧化性，可将NaHSO3氧化，从而使HClO浓度下降。（4）氯气与碱的反应：漂白粉的制备及漂白原理(氯气溶解度小,与水的反应生成的HClO少,且不稳定)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O次氯酸钠(稳定)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O次氯酸钙漂白粉：氯化钙和次氯酸钙(有效成分次氯酸钙)（制漂白粉）在滴有酚酞的NaOH溶液中,逐滴加入氯水,结果发现红色慢慢褪去,请问是氯水与NaOH反应使溶液褪色还是因氯水的漂白而褪色,设计实验证明你的结论?3Cl2+6NaOH(浓)=5NaCl+NaClO3+3H2O吸收氯气漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO（起漂白作用）①碳酸的酸性比次氯酸强(强酸制弱酸)②漂白粉应避免与空气水分接触(防止失效)。（5）与还原性物质反应：1:1Cl2+FeI2=FeCl2+I23:23Cl2+2FeI2=2FeCl3+2I2(6)与有机物反应：加成、取代Cl2+CH2=CH2→Cl2+H2S=2HCl+S↓Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4Cl2+Na2SO3+H2O=2HCl+Na2SO4Cl2+C6H6→C6H5Cl+HClv（Cl2）:v(SO2)通入品红溶液会不会褪色？Cl2+CH2=CH－CH3→CH2=CH－CH2Cl+HCl光照漂白物质比较☆有漂白性的物质Na2O2、O3、HClO、氯水、SO2、活性炭三种漂白原理氧化漂白Na2O2、O3、HClO、氯水不可逆，加热不复原化合漂白SO2漂白品红等可逆，加热复原物理漂白活性炭木炭等可逆，属物理变化，加热解析复原（7）氯气的用途：制盐酸自来水、游泳池消毒制漂白粉(精),漂白棉、麻、纸张用于冶金工业和有机化工氯气有毒,实验室制氯气用NaOH溶液吸收多余的氯气,而不用Ca(OH)2（为什么？）(熟石灰溶解度小,吸收不完全)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O可以伸进液面氯气单质及其重要的化合物知识网络图Cl2HClAgClNaClNaCuFePCuCl2FeCl3PCl3和PCl5电解水溶液浓H2SO4NaOHAgNO3H2MnO2H2ONaOHCa(OH)2KIFeBr2FeCuOCaCO3FeCl2CuCl2CO2HCl+HClONaCl+NaClOCaCl2+Ca(ClO)2I2FeCl3+Br2与有机物反应浓HClMnO2浓H2SO4饱和NaClCl2NaOH氯气的实验室制法反应原理是什么？除HCl除H2OMnO2+4HCl（浓）=△=MnCl2+Cl2↑+2H2O根据反应原理如何选择反应装置？怎样检查装置的气密性？制得的氯气有哪些杂质？如何除去？用什么方法收集氯气？尾气如何处理？代替试剂：KMnO4、KClO3NaCl+浓H2SO41、氯气的实验室制法：（1）反应的原理：（2）装置图：（3）收集气体的方法：（4）除杂（HCl）：（4）尾气的处理：（5）检验氯气是否收集满:MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O向上排空气或排饱和食盐水饱和食盐水NaOH溶液湿润的KI-淀粉试纸——变蓝（7）氯气的制法⑴电解饱和食盐水（氯碱工业）2NaCl＋2H2O＝NaOH+H2↑＋Cl2↑2NaCl(熔融)＝2Na＋Cl2↑电解电解⑵电解熔融的氯化钠（可制得金属钠）2、氯气的工业制法例：实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物呈棕红色、易潮解，100℃左右时升华。如图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示。试回答：(I)(II)DCBAEEFFDE浓H2SO4浓H2SO4NaOH⑴B中反应的化学方程式为：___________________。⑵D中反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是：________________________________________________。⑶D中反应的化学方程式为：______________________。⑷装置（Ⅰ）的主要缺点是：______________________。⑸装置（Ⅱ）的主要缺点是：__________，如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：_____________。(I)(II)DCBAEEFFDE浓H2SO4浓H2SO4NaOH4HCl＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置D，再开始加热D2Fe＋3Cl22FeCl3导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染产品易潮解在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置四、氯的重要化合物的性质与用途3、含氧酸：同种元素不同价态含氧酸酸性强弱顺序：HClO4HClO3HClO2HClO最强无机酸强酸弱酸极弱酸1、氢化物（HCl）酸碱性:酸性还原性：较弱的还原性（Cl━处于最低价）水溶性：极易溶于水，水溶液为盐酸2、盐酸（无色易挥发有强烈刺激性气味的液体）强酸性：（三大强酸之一、重要的化工原料）还原性：较弱的还原性（Cl━处于最低价）氧化性：较弱的氧化性（H+处于最高价）3、Cl-的检验：HCl或可溶性氯化物溶液中含有Cl-,如何检验？加入AgNO3溶液再加稀HNO3解释或反应式稀盐酸氯化钠溶液自来水碳酸钠溶液蒸馏水Ag++Cl-=AgCl↓Ag++Cl-=AgCl↓Ag++Cl-=AgCl↓Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+CO2↑+H2O白色沉淀不溶解白色沉淀白色沉淀白色沉淀无现象不溶解不溶解溶解,有气体生成无现象元素名称氟氯溴碘元素符号原子结构示意图最外层电子数核电荷数电子层数原子半径结论FClBrI均为7个电子逐渐增加依次增大①均为非常活泼的非金属,具有强氧化性②核对最外层电子的吸引能力逐渐减小,单质的氧化性逐渐减弱。五、卤族元素性质的通性及递变性X2＋H2OHX＋HXO(X－Cl.Br.I)氟氯溴碘单质物性状态气气(易液化)液(易挥发)固(易升华)熔沸点颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色密度X2与H2化合难易条件程度X2与H2O反应剧烈程度水溶性逐渐升高逐渐增大冷暗处剧烈爆炸光照爆炸加热缓慢持续加热化合同时分解2F2＋2H2O＝4HF＋O2剧烈缓慢微弱极弱与水反应生成HF酸水中溶解性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大氟氯溴碘与稀有气体反应与淀粉显色反应化合价含氧酸卤化银色AgF(白)AgCl(白)AgBr(淡黄)AgI(黄色)水溶性感光性卤化钙(镁)水溶性能，如生成XeF2、XeF4、XeF6等一般不与稀有气体反应一般不反应变蓝(I2特性)只有－1价、无正价有－1、＋1、＋3、＋5、＋7等无含氧酸有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等易溶均难溶，且溶解度依次减小难分解感光性渐强难溶一般可溶①F2、Cl2、Br2(g)、I2(g)均有毒，。②液溴易挥发,应用。③I2(固)受热易升华,故应盛放在。④因氯水中含有Cl2,故实验室常用氯水代替少量Cl2的使用,又因HClO易分解,久置后氯水变成稀盐酸,故水液封且用棕色试剂瓶盛放棕色试剂瓶中,并置于冷暗处。氯水应随配随用,且用棕色试剂瓶盛放应密封保存注意：（1）卤素单质的贮存（2）卤素单质及其在不同溶剂中的颜色常温下水中苯CCl4汽油F2Cl2Br2I2注：苯、汽油的密度比水小，CCl4的密度比水大。浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色强烈反应浅黄绿色黄→橙深黄→褐／／／黄绿