高一化学第四章氯气

第四章：非金属及化合物富集在海水中的元素--氯一,活泼的黄绿色气体---氯气•氯气常温常压下为黄绿色气体,经压缩可液化为金黄色液态氯，是氯碱工业的主要产品之一，用作为强氧化剂与氯化剂。氯混合5%（体积）以上氢气时有爆炸危险。氯能与有机物和无机物进行取代或加成反应生成多种氯化物。氯在早期作为造纸、纺织工业的漂白剂。氯气的结构•1.原子结构：氯原子最外层有7个电子，反应中易得到1个电子或共用一个电子对达到稳定结构。•2.分子结构：氯分子为双原子分子，分子式Cl2•3.离子结构：氯离子最外层有8个电子，因而很稳定氯气的物理性质•1.颜色\气味\状态：通常情况下为有强烈刺激性气味的黄绿色的有毒气体。•2.密度：氯气密度是空气密度的2.5倍，标况下ρ=3.21kg/m。•3.易液化。熔沸点较低，常温常压下，熔点为-101.00°C，沸点-34.05°C，常温下把氯气加压至600~700kPa或在常压下冷却到-34°C都可以使其变成液氯，液氯即Cl2，液氯是一种油状的液体。•4.溶解性：可溶于水，且易溶于有机溶剂(例如：四氯化碳），难溶于饱和食盐水。•5.相对分子质量：70.9（71）氯气的化学性质•一,毒性•氯气是一种有毒气体。•二,助燃性•在一些反应中，氯气可以支持燃烧。•三,与金属反应，例：1、钠在氯气中燃烧生成氯化钠。•现象：钠在氯气里剧烈燃烧，产生大量的白烟，放热。•化学方程式：2Na+Cl2=点燃=2NaCl氯气的化学性质•2、铜在氯气中燃烧生成氯化铜。•现象：红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕黄色的烟，加少量水后，溶液呈蓝绿色。•Cu+Cl2=点燃=CuCl2•3、铁在氯气中燃烧生成氯化铁。•现象：铁丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕红色烟（有棕黄色和棕红色两种说法），加少量水后，溶液呈黄色。•2Fe+3Cl2=点燃=2FeCl3氯气的化学性质•4.镁带在氯气中燃烧生成氯化镁。•Mg+Cl2=点燃=MgCl2•注：氯气具有强氧化性，加热下可以与所有金属反应，如金、铂在热氯气中燃烧，而与Fe、Cu等变价金属反应则生成高价金属氯化物。•常温下，干燥氯气或液氯不与铁反应（使铁钝化，生成致密氧化膜），所以可用钢瓶储存氯气。氯气的化学性质•五,与非金属反应•【例】•1、与氢气的反应•H2+Cl2=点燃=2HCl（工业制盐酸方法，工业先电解饱和食盐水，生成的氢气和氯气燃烧生成氯化氢气体。）•现象：H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口处出现白雾。•H2+Cl2=光照=2HCl•现象：见光爆炸，有白雾产生。•需要注意的是：将点燃的氢气放入氯气中，氢气只在管口与少量的氯气接触，产生少量的热；点燃氢气与氯气的混合气体时，大量氢气与氯气接触，迅速化合放出大量热，使气体急剧膨胀而发生爆炸.工业上制盐酸使氯气在氢气中燃烧.氯气的化学性质•2、与磷的反应•2P+3Cl2(少量）=点燃=2PCl3(液体农药，雾）•2P+5Cl2(过量）=点燃=2PCl5(固体农药，烟）•现象：产生白色烟雾•3、与其他非金属的反应•实验证明，在一定条件下，氯气还可与S、Si等非金属直接化合。•2S+Cl2=点燃=S2Cl2Si+2Cl2=加热=SiCl4氯气的化学性质•五,与水反应•在该反应中，氧化剂是Cl2，还原剂也是Cl2，本反应是歧化反应。•氯气遇水会产生次氯酸，次氯酸具有净化作用，用于消毒——溶于水生成的HClO具有强氧化性。•化学方程式是：Cl2+H2O=HCl+HClO（可逆反应）氯气的化学性质•六,与碱溶液反应•【例】•Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O•2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O•上述两反应中，Cl2作氧化剂和还原剂，是歧化反应。•Cl2+2OH(-)(冷）=ClO(-)+Cl(-)+H2O•3Cl2+6OH(-)(热）=ClO3(-)+5Cl(-)+3H2O•七,与盐溶液反应•【例】•Cl2+2FeCl2=2FeCl3•Cl2+Na2S=2NaCl+S(中学阶段用来证明氯气非金属性比硫强。）氯气的化学性质•八,与气体反应•Cl2的化学性质比较活泼，容易与多种可燃性气体发生反应。•如：H2、C2H2等。•九,与有机物反应•【例】•甲烷的取代反应：•CH4+Cl2=光照=CH3Cl+HCl•CH3Cl+Cl2=光照=CH2Cl2+HCl•CH2Cl2+Cl2=光照=CHCl3+HCl•CHCl3+Cl2=光照=CCl4+HCl•加成反应：•CH2=CH2+Cl2=催化剂=CH2ClCH2Cl(1,2-二氯乙烷)•和二硫化碳反应：•2Cl2+CS2==Fe==CCl4+2S氯气的用途•①消毒。•②制盐酸。•③制漂白粉。•④制多种农药。（如六氯代苯，俗称666。）•⑤制氯仿等有机溶剂。•⑥制塑料（如聚氯乙烯塑料）等Cl2可用来制备多种消毒剂，含Cl的消毒剂有ClO2,NaClO,Ca（ClO）2。课外知识扩展：氯气的制取•1．工业生产中用直流电电解饱和食盐水法来制取氯气：•2NaCl+2H2O=电解=H2↑+Cl2↑+2NaOH•2．实验室通常用氧化浓盐酸的方法来制取氯气：常见的氧化剂有：MnO2、K2Cr2O7（重铬酸钾）、KMnO4、Ca(ClO)2•注意氯酸盐绝对不能用来制备氯气，因为会生成大量难以分离且易爆炸的ClO2。•发生的反应分别是：•4HCl(浓）+MnO2=加热=MnCl2+Cl2↑+2H2O二,氯离子的检验•问:取三只试管，分别倒入稀盐酸、氯化钠溶液、碳酸钠溶液，在这三支试管中分别滴加少量硝酸银溶液，观察到的现象是（）。再往这三支试管里滴入几滴稀硝酸，振荡后观察的现象是（）由实验可得出检验含CL-的化合物的方法是（）二,氯离子的检验•答：取三只试管，分别倒入稀盐酸、氯化钠溶液、碳酸钠溶液，在这三支试管中分别滴加少量硝酸银溶液，观察到的现象是（都产生白色沉淀、）。再往这三支试管里滴入几滴稀硝酸，振荡后观察的现象是（前两个试管内沉淀不消失，最后一个试管内白色沉淀溶解，产生无色气体）由实验可得出检验含CL-的化合物的方法是（取未知液，加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液，如果产生白色沉淀，证明含有Cl-）二,氯离子的检验•氯离子的检验通常是加硝酸银和硝酸，但是这样只能排除碳酸根离子的干扰，而不能排除硫酸根离子的干扰。（硫酸根离子如果碰到银离子会生成硫酸银沉淀，再加硝酸沉淀还是不溶解，所以用硝酸和硝酸银检验氯离子，检验到的不一定是氯化银。）则怎样检验？二,氯离子的检验•(1)反应原理•①氯离子跟银离子能生成不溶于硝酸的氯化银白色凝乳状沉淀。如：•HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3•NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3•②其他阴离子也有跟银离子生成白色沉淀的。例如：•Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓+2NaNO3•Ag2CO3外观为白色（或近似白色）与AgCl不易区分，但它能跟硝酸反应而溶解。•Ag2CO3+2HNO3=Ag2NO3+CO2↑+H2O二,氯离子的检验•（2）检验方法：使用特效试剂AgNO3和排除干扰试剂HNO3向待测物溶液滴入几滴AgNO3溶液和几滴HNO3溶液，从是否生成白色凝乳状沉淀来判断是否含有Cl-。科学视野：成盐元素----卤素•卤族元素指周期系ⅦA族元素。包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），简称卤素。它们在自然界都以典型的盐类存在，是成盐元素。它们在自然界都以典型的盐类存在，是成盐元素。卤族元素的单质都是双原子分子，它们的物理性质的改变都是很有规律的，随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。卤素都有氧化性，氟单质的氧化性最强。卤族元素和金属元素构成大量无机盐，此外，在有机合成等领域也发挥着重要的作用。氯气相关化学方程式•氯气与金属铁反应：2Fe+3Cl2点燃2FeCl3氯气与金属铜反应：Cu+Cl2点燃CuCl2氯气与金属钠反应：2Na+Cl2点燃2NaCl氯气与水反应：Cl2+H2O=HCl+HClO次氯酸光照分解：2HClO光照2HCl+O2↑氯气与氢氧化钠溶液反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O氯气与消石灰反应：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O