高中化学氯气讲义

高中化学氯气讲义Newly compiled on November 23, 2020
氯气知识点
一.物理性质：
通常情况下，氯气呈黄绿色，密度大于空气，有刺激性气味，有毒，易液化，能溶于水。

二.化学性质：
氯原子最外层有7个电子，在化学反应中容易结合1个电子，形成稳定结构，因此氯气化学性质很活泼，是一种活泼的非金属单质。

1. 与金属反应：在一定条件下，氯气跟绝大多数金属反应生成盐。

强氧化剂
（白色的烟）
（棕黄色的烟）
（棕红色的烟）
2. 与H
2、P等非金属反应，但不能与O
2
、C直接化合
（苍白色火焰）
（液态，形成白雾）不充分
（固体，形成白烟）
思考：(1)氢气和氯气反应，在点燃和光照条件下反应的现象为什么不同
（2）怎样用实验证明HCl气体极易溶于水
答案：(1)二者混合程度不同、接触面积不同所致．
点燃氢气放入氯气中，氢气分子只在导管口跟少量氯气分子接触而化合成氯化氢分子，同时产生少量的热，不能爆炸，呈苍白色火焰．当点燃氢气与氯气的混合气体时，大量的氢分子与氯分子接触，迅速化合而产生大量的热，使气体体积急剧膨胀而发生爆炸．
(2)将盛HCl的试管倒置于水槽中，水面慢慢上升至满．
3. Cl
2与H
2
O反应：
（HClO是一种极弱的酸，不稳定，是种强氧化剂，用作消毒剂，漂白剂。

）
*
(1)氯气的水溶液叫氯水，饱和氯水呈现黄绿色，具有刺激性气味，主要含有的粒子有Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－．
(2)次氯酸的性质
①弱酸性：是一元弱酸，属弱电解质，酸性弱于碳酸．
HClO＋NaOH＝NaClO＋H2O
NaClO＋HCl＝HClO＋NaCl
NaClO＋CO2＋H2O＝NaHCO3＋HClO （不论CO2是否过量）
②不稳定性：
由于HClO的分解，使Cl2和水逐渐反应，直至氯水失效，因此氯水要现用现制，保存在棕色试剂瓶中．氯水久置将变成稀盐酸．
③强氧化性：HClO能氧化许多物质．
④杀菌漂白性：能使有色布条、品红试剂等有色物质褪色，其原理主要是利用其强的氧化性．
说明：干燥Cl2本身没有漂白性，只有转化成HClO才有漂白性．
思考：(1)液氯和氯水是一种物质吗
答案：不是．液氯是Cl2在加压或冷却时变成的液态Cl2，是纯净物，而氯水是氯气溶于水中形成的溶液，是混合物．
(2)①怎样证明新制氯水中含有大量Cl2②用实验证明氯气能与水反应．
答案：①观察氯水颜色，呈黄绿色，此即氯气的颜色，说明新制氯水中含大量Cl2．
②向新制的氯水中加AgNO3溶液．若产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－，即有部分氯气与水反应了．
Cl2＋H2O＝HCl＋HClO AgNO3＋HCl＝AgCl↓＋HNO3
另法：也可向新制氯水中放入一红布条或滴入几滴品红溶液，若布条或品红褪色，说明新制氯水中有HClO，即Cl2与水发生了反应．
(3)氯水中有多种化学物质，故性质较复杂．下列现象各是基于哪种物质的什么性质
①氯水能使紫色石蕊试液先变红后褪色．
②向氯水中滴加饱和NaHCO3溶液，有气泡出现．
③向氯水中滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀．
答案：①H＋、HClO ②H＋③Cl－
4. 跟碱反应
（84消毒液）
漂白粉：有效成分是Ca(ClO)2
*漂白原理：
，实际上起漂白，杀菌作用的是HClO
∴漂白粉要密封保存，防止与空气接触而变质。

Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO；
2HClO= 2HCl＋O2↑．
思考：(1)实验室常用NaOH溶液吸收或除去多余的氯气，为什么
(2)分别向漂白粉溶液中通入少量和足量CO2气体，产生的现象一样吗为什么
答案：(1)Cl2有毒污染环境，Cl2可以跟NaOH溶液反应从而除去Cl2．
(2)不一样，通入过量CO2没有沉淀生成，CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca(HCO3)2．
（3）工业制漂白粉为什么选用Ca(OH)2而不选用NaOH而吸收Cl2防止中毒或污染空气却选用NaOH溶液而不选用Ca(OH)2
答案：Ca(OH)2价廉易得、成本较低；NaOH溶液碱性强、吸收效率高．
5. 与某些具有还原性的物质反应
）
（用湿润的KI淀粉试纸检验Cl
2
（Cl
在反应中均为氧化剂）
2
三. Cl2的实验室制法
1. 原理：
氧化剂还原剂
2. 装置：适用于固液（液液）加热反应
一套完整的制取有毒气体的装置包括：
气体发生→除杂→干燥→气体收集→尾气吸收→验纯
3.收集方法
(1)向上排空气法（排气法收集是基于Cl2的密度比空气大）
(2)排饱和食盐水法（Cl2在饱和食盐水中的溶解度约是在水中溶解度的，故也可用排饱和食盐水法收集，也常用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质）
4．尾气吸收
(1)尾气吸收的原因是Cl2有毒，易污染空气．
(2)吸收发生的反应是2NaOH＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O．
5. 检验：
①KI—淀粉试纸（湿润）
②蓝色石蕊试纸（湿润）
强调：MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应．
这是由于稀盐酸的还原性比浓盐酸弱，不能被MnO2氧化．
说明：工业制法2NaCl＋2H2O =2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (电解）
实验室通常用氧化HCl或浓盐酸的方法来制取氯气，常见的氧化剂有：MnO2、
K2Cr2O7、4KClO3、Ca(ClO)2，发生的反应分别是：
4HCl＋MnO22＋Cl2↑＋2H2O
14HCl＋K2Cr2O7＝2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
16HCl＋2KMnO4＝2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
6HCl＋KClO3＝KCl＋3H2O＋3Cl2↑
4HCl＋Ca(ClO)2＝CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
如不用浓盐酸，亦可用NaCl(固体)跟浓硫酸来代替．如：
2NaCl＋MnO2＋3H2SO4 ===2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O
四、氯离子的检验
1．试剂：AgNO3溶液，稀HNO3．
2．原理：Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，AgCl不溶于稀HNO3．
3．方法：先在被检液中加稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液．
4．结论：若按上述方法操作，见到溶液中出现白色沉淀，则得被检液中含有Cl－．
五、例题
1. 某学生用自来水（用氯气消毒）配制下列溶液，不会产生明显药品变质的是
（）
A. 石蕊
B. AgNO
3C. Na
2
SO
3
D.
AlCl
3
解析：A：
HClO可使石蕊褪色 B：
C：
D：Cl
2不与AlCl
3
不反应。

所以选D。

2.下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是A．CuCl2 B．FeCl2 C．FeCl3 D．AlCl3
解析：回忆Cl2和HCl跟金属反应的有关知识规律．Cl2跟金属反应，无论Cl2是否足量，都可把金属氧化成最高价金属氯化物，而盐酸跟Cu不反应，与Fe生成FeCl2．答案：D
3.下列对氯气的描述中，不正确的是
A．在标准状况下，氯气的密度为 g/L
B．实验室不能用排水方法收集氯气
C．液氯不导电是非电解质，氯水能导电是强电解质
D．湿润的氯气遇到二氧化硫其漂白性增强
解析：A选项，标准状况下，Cl2的摩尔体积为 L/mol，摩尔质量是71 g/mol 故：ρ(Cl2)＝ 71/＝ g/L B选项氯气能溶于水，故不可用排水法；C选项氯水的导电是由于氯气溶
于水，与水反应生成了HCl、HClO等电解质的原因；D选项Cl2＋SO2＋2H2O＝2HCl ＋H2SO4，并未增加具有漂白性的HClO，反而使能形成HClO的Cl2的量减少，故漂白性减弱．
答案：CD
Cl2 +2Na点燃2NaCl
3Cl2 +2Fe点燃2FeCl3
Cl2 +2FeCl2＝2FeCl3
Cl2+Cu点燃CuCl2
2Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2
Cl2 +2NaI ＝2NaCl+I2
* 5Cl2+I2+6H2O＝2HIO3+10HCl Cl2 +Na2S＝2NaCl+S↓ Cl2 +H2S＝2HCl+S↓
Cl2+SO2 +2H2O＝H2SO4 +2HCl
Cl2 +H2O2＝2HCl+O2
Cl2+H2O＝HCl+HClO
(加酸抑制歧化、加碱或光照促进歧化) Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O
3Cl2+6NaOH＝5NaCl+NaClO3+3H2O
2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
3Cl2+6KOH(热、浓)＝5KCl+KClO3+3H2O。