【期末综合复习】人教版(2019)化学必修第一册 高一上学期期末-专题05 氯及其化合物（知识串讲）

专题05  氯及其化合物

一、氯气  氯水

1．氯气的物理性质

2．氯气的化学性质

Cl2的化学性质很活泼，具有很强的氧化性。

(1)氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性。氯气能与绝大多数金属反应，把变价金属(如Fe、Cu)一般氧化到最高价。

①与钠反应2Na+Cl22NaCl，产生大量白烟；

②与铁反应2Fe+3Cl22FeCl3，产生大量棕褐色烟；

③与铜反应Cu+Cl2CuCl2，产生大量棕黄色烟。

(2)氯气能与非金属单质(如H2)反应：

①在空气中点燃氢气，然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中，观察到的现象是氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰。燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片，观察到的现象是集气瓶口上方出现白雾。反应的化学方程式是H2+Cl22HCl。

②氯气和氢气的混合气体在强光照射时爆炸，产生此现象的原因是H2和Cl2混合后点燃，反应瞬间完成，放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。

2.氯水性质的多重性

（1）氯水中的反应

Cl2+H2O===H++Cl−+HClO，2HClO2H++2Cl−+O2↑，所以，保存氯水要密闭、放在冷暗处、棕色瓶中。但氯水不宜长期存放，最好是现用现配，因为不见光也会缓慢分解。

（2）氯水的成分

新制氯水分子有Cl2、HClO、H2O三种，溶质分子中以Cl2为主；离子有H+、Cl−、ClO−、OH−(少量)四种。长期放置的氯水，由于HClO分解，Cl2全部反应，氯水最终变为稀盐酸。

（3）氯水的性质

①表现Cl2的性质

氯水中含有Cl2，所以氯水呈黄绿色，由于Cl2具有强氧化性，当向氯水中加入强还原性物质，便可与Cl2发生氧化还原反应。如：氯水能使润湿的淀粉­KI试纸变蓝(用于对Cl2收集的验满)，能与Na2SO3、FeBr2等发生氧化还原反应：Na2SO3+Cl2+H2O===Na2SO4+2HCl，2FeBr2+3Cl2(足量)===2FeCl3+2Br2。

②表现HClO的强氧化性

氯水中含有HClO，HClO具有强氧化性，能杀死水里的病菌，故常用氯气给自来水杀菌、消毒。另外HClO还可将色素氧化而使其颜色褪去，故氯水常用于漂白。

③表现H+的性质

氯水中含有H+，所以氯水具有H+的性质，如氯水能与镁粉反应放出氢气，能与CaCO3反应放出CO2。

④具有Cl−的性质

氯水中加入硝酸银溶液反应生成白色沉淀。反应的离子方程式：Ag++Cl−===AgCl↓。

3.氯气与碱反应制取漂白液(粉)

（1）Cl2与NaOH溶液反应制取漂白液的化学方程式为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O。

（2）工业上制取漂白粉的原理与上述反应原理相似，反应的化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2

+2H2O。如果氯气与Ca(OH)2反应充分，并使次氯酸钙成为主要成分，则得到漂白精。

注意：漂白粉保存不当会变质的原因是Ca(ClO)2和空气中的CO2和水蒸气反应生成HClO，易分解。因此漂白粉和漂粉精的保存方法是密封、避光并置于阴凉干燥处。

归纳总结

液氯与氯水的区别

二、氯气的实验室制取

1．反应原理

MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

2．仪器装置

装置特点：固+液气

主要仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。装置如图所示。

说明：C装置的作用是除去Cl2中的HCl；D装置的作用是干燥Cl2；F装置的作用是吸收多余的Cl2，防止污染环境。

3．收集方法

(1)向上排空气法(Cl2密度大于空气)。

(2)排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。

4．验满方法

(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。

(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛 Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。

5．尾气处理

Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。

拓展探究

1．实验室制备Cl2注意事项

(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。

(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。

(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。

(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。

2．验满方法

(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。

(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。

3．气体净化装置的选择

气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，氯气中混有HCl和水蒸气等杂质，除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如下图中Ⅰ所示)；除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如下图中Ⅱ所示)或无水CaCl2(如下图中Ⅲ所示)。

4．MnO2与浓HCl反应特点

(1)浓盐酸中，部分Cl−的化合价升高，4 mol HCl参加反应，被氧化的Cl−为2 mol。

(2)随着反应的进行盐酸浓度变小，故MnO2足量时，盐酸不能完成反应，反应后溶液为盐酸和MnCl2混合液。

三、Cl−的检验

1．检验Cl−的实验

2．检验Cl−的方法

(1)方法：先加AgNO3溶液，再加稀硝酸。

(2)现象：产生白色沉淀，加硝酸，沉淀不溶解。

(3)原理：Ag++Cl−===AgCl↓。

(4)加稀硝酸的目的：排除等离子的干扰。