高一化学氯气知识归纳 最新.docx

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高一化学氯气知识归纳最新

氯气知识归纳

一、氯气的实验室制法

　　学习气体的实验室制法，首要的是掌握反应物、反应条件和制取原理。

制取原理包括制备的反应原理和产物的收集方法的原理。

在此基础上，学会正确选择仪器装置和制取过程的正确操作。

此外，与制取有关的知识可从以下几方面拓展：

气体的净化（除杂质）；有毒气体的尾气吸收（防污染）；气体的检验与检满等。

（1）反应物、反应条件和反应原理

　　实验室最常见氯的化合物是HCl（盐酸）和盐酸盐（NaCl、KCl等），盐酸容易获得且比盐酸盐容易转化　　

　　经筛选，常用的氧化剂有MnO2、KMnO4以及KClO3、Ca（ClO）2等。

MnO2氧化性较弱，跟浓盐酸的反应需加热，另几种氧化剂的氧化性较强，与浓盐酸的反应不需加热。

反应原理举例如下：

　　HCl占全部参加反应的HCl的一半。

　　占全部参加反应的HCl的5/8。

（2）制取装置

　　根据MnO2（固）和浓盐酸（液）反应且需加热，故发生装置使用烧瓶、分液漏斗、酒精灯等；若改用KMnO4和盐酸反应，则不必加热；根据Cl2密度大于空气且能溶于水，故常用向上排空气法收集。

Cl2在饱和食盐水中溶解度大大减小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2。

　　（3）尾气吸收

　　Cl2具有毒性，制Cl2的装置应密闭，多余Cl2应吸收。

由于Cl2在水中溶解度不大，使用H2O作吸收剂效果不佳，应使用碱液吸收Cl2。

和Ca（OH）2相比，NaOH易溶于水，NaOH溶液浓度大，更适于吸收制Cl2装置中多余的Cl2。

　　（4）气体的净化

　　用以上方法制氯气，因HCl和H2O的挥发，逸出的氯气中常混有少量氯化氢和水蒸气，若需收集纯净、干燥的氯气，就应进行净化。

可依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶，使氯化氢溶解于饱和食盐水（氯气在饱和食盐水中溶解度大大降低），水蒸气被浓硫酸吸收，经这样的净化处理，氯气就较纯净了。

　　（5）检验与验满

　　常用淀粉碘化钾试纸检验Cl2。

若将润湿的淀粉碘化钾试纸靠近瓶口，试纸变蓝，表明已有Cl2从满口逸出，可证明Cl2收集已满或有Cl2存在。

　　氯气的实验室制法之二

（1）原理：

强氧化剂氧化HCl（或浓盐酸）发生氧化还原反应。

　　2KMnO4＋16HCl（浓）====2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑

（2）装置：

反应物为固体和液体间反应，又需加热，使用仪器为分液漏斗、圆底烧瓶。

　　（3）收集：

向上排空气法（气体密度比空气大），也可用排饱和食盐水方法收集氯气。

　　（4）检验：

黄绿色，使湿淀粉碘化钾试纸变蓝。

　　氯气的实验室制法之三

　　氯气的实验室制制法有多种途径，原理都是用氧化剂（如KMnO4、MnO2、K2Cr2O7、O2等）氧化HCl，使-1价态氯氧化成零价态氯，制取氯气。

（1）二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气

（2）高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气

　　（3）重铬酸钾和浓盐酸反应制取氯气

　　（4）氯化氢和氧气混合加热制取氯气（地康法）

二、氯气制法九问

　　    问：

为什么实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气？

　　答：

制Cl2实质是用氧化剂把盐酸中的Cl-氧化成Cl2。

Cl-的还原能力也因浓度的增大而增强，所以用浓盐酸与二氧化锰反应制Cl2。

　　问：

为什么要缓慢加热？

　　答：

浓盐酸挥发性很强，加热温度过快会加快盐酸的挥发，收到的气体含杂质量增大，从而影响实验效果。

　　问：

为什么要慢慢加入浓盐酸？

　　答：

在加热下浓盐酸更易挥发，为保持其浓度，并减少HCl的挥发，所以浓盐酸必须慢慢加入。

　　问：

如果实验室无浓盐酸，怎么办？

　　答：

可以用固体NaCl与浓H2SO4代替盐酸（因为NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl↑）

　　问：

如果实验室无MnO2，怎么办？

　　答：

MnO2在这个反应中是氧化剂，所以可以用别的氧化剂代替如：

KMnO4，KClO3，K2Cr2O7等（例如，16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O）。

　　问：

如何收集Cl2？

　　答：

因为Cl2的密度比空气大得多，所以可以用向上排空气的方法收集；Cl2可溶于水且与水反应，所以不宜用排水法收集。

　　问：

怎么知道Cl2已经收集满？

　　答：

①因为Cl2是黄绿色气体，所以可以用观察法；②可利用Cl2能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变无色的特点来检验；③Cl2能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色。

　　问：

如何得到干燥纯净的Cl2？

　　答：

通过这种实验制得的Cl2里含有HCl，H2O等杂质，所以把气体依次通过盛①饱和食盐水，②浓硫酸的洗气瓶就可以得到干燥纯净的Cl2。

　　问：

多余的Cl2怎么处理？

　　答：

可用NaOH溶液吸收。

三、“氯水”知识归纳：

　　一、氯水成分的多样性

　氯水的成分:

 氯气溶于水的溶液叫做氯水，新配制的氯水溶液呈黄绿色，有刺激性的气味，

　在氯水中存在如下三个平衡：

　　Cl2＋H2OHCl＋HClO①

　　HClOH+＋ClO-②

　　H2OH+＋OH-③

　　所以在氯水中含有四种分子：

Cl2、H2O、HClO及极少量O2；四种离子：

H+、Cl-、ClO-及少量OH-。

　　氯水如久置，其中各成分的相对含量将发生变化，这是由于氯水中存在着如下反应的结果：

　　Cl2＋H2OHCl＋HClO

　　最后导至氯水的黄绿色颜色消失，pH减小，久置的氯水可视为盐酸溶液。

   如不特别说明，一般所讲的氯水是指新制的氯水。

氯水通常随配随用，如需贮存备用，宜放在棕色瓶中并置于冷暗处。

　　二、氯水化学性质的多重性

　　由于氯水中成分的复杂性，使氯水具有下列多重性质：

　　①氯水中有Cl2所以呈黄绿色，具有Cl2的强氧化性，如氯水能使润湿的KI淀粉试纸变蓝（用于对Cl2收集的验满），能与SO2、亚硫酸及其盐、FeBr2等发生氧化还原反应。

       Na2SO3＋Cl2＋H2O=Na2SO4＋2HCl

　　   2FeBr2＋3Cl2（足量）=2FeCl3＋2Br2

　　   2KI＋Cl2＝2KCl＋I2

　　   Na2S＋Cl2＝2NaCl＋S↓等

　　②新制的氯水中有HClO，HClO具有强氧化性，故氯水具有漂白性。

　　③因氯水中有HCl，

      表现H+的性质，如氯水中加入CaCO3粉末，有气体产生：

CaCO3＋2H+=Ca2+＋H2O＋CO2↑

      氯水能与镁粉反应放出氢气       

　    表现Cl-的性质，如用自来水配制AgNO3溶液时，溶液呈浑浊：

Ag+＋Cl-＝AgCl↓。

      能与硝酸银反应生成白色沉淀。

　　④具有次氯酸的弱酸性。

　　⑤氯水性质多重性同时表现：

如，

　　 a．HCl的酸性与HClO的漂白性同时表现，所以新制氯水可使石蕊试液先变红后褪色。

（先变红是由于氯水中存在H+；褪色是由于HClO具有很强氧化性的缘故。

）

　　 b．向氯水中加入NaOH溶液时，HCl和HClO分别同时与NaOH反应，生成NaCl、NaClO，反应为:

　Cl2＋2NaOH=NaCl+NaClO＋H2O

     c.与Mg等金属的反应。

　　主反应：

Mg＋Cl2=MgCl2；

　　副反应：

Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑

　　⑥氯水中有大量H2O，加入无水CuSO4将会出现蓝色。

　　三、应用举例

　　【例】浓氯水中加几滴碘化钾淀粉溶液，跟在碘化钾淀粉溶液中加几滴浓氯水，所发生的现象是否相同？

为什么？

　　简析：

浓氯水中加几滴碘化钾淀粉溶液，先发生2KI＋Cl2＝2KCl＋I2反应，因为浓氯水过量，生成的I2可继续被氧化成碘酸，即5Cl2＋I2＋6H2O=10HCl＋2HIO3，故看到的实验现象是先变蓝后褪色。

　　而在碘化钾淀粉溶液中加几滴浓氯水，因2KI＋Cl2＝2KCl＋I2，且氯水已耗尽，生成的I2遇淀粉变蓝，故可看到溶液呈蓝色。

四、次氯酸知多少:

　　氯的含氧酸有高氯酸（HClO4），氯酸（HClO3），亚氯酸（HClO2）和次氯酸（HClO），其中次氯酸最为重要，是高考中的热点，在学习中应注意以下几点：

　　2．它仅存在于溶液中，浓时呈黄色，稀时无色，有强烈的刺激性气味。

　　3．氯的含氧酸中，它是最弱的酸（K=2.95×10-8），HClOH++ClO-，比碳酸还弱（K1=4.30×10-7）。

　　5．次氯酸的生成：

将氯气通入到熟石灰溶液里，以制得次氯酸钙。

再与稀盐酸或空气里的二氧化碳和水蒸气反应便可得到次氯酸。

化学反应方程式如下：

　　2Cl2+2Ca（OH）2==CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

　　Ca（ClO）2+2HCl（稀）==CaCl2+2HClO

　　Ca（ClO）2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO

　　6．次氯酸及其盐的主要用途是作漂白剂和消毒剂。

次氯酸的漂白作用主要有以下三种形式：

　　①次氯酸有很强的氧化性，某些有色物质被次氯酸氧化，破坏了其中的显色结构而褪色。

　　②某些有色物质分子中存在着不饱和键，次氯酸与它们起加成反应而褪色。

　　③某些有色物质的有机物分子与次氯酸发生氧化作用而褪色。

　　7．次氯酸盐有强氧化性，如在Ca（ClO）2固体中滴加浓盐酸，会生成Cl2

　　（注意与5中比较）

Ca（ClO）2+4HCl（浓）=CaCl2+Cl2↑+2H2O

　　8．ClO-易发生水解

ClO-+H2OHClO+OH-

　　所以漂白粉在水中没有酸存在的条件下，也有一定的漂白性、杀菌性。

五、氯气的学习:

（1）氯气的化学性质突出氯气的氧化性，表现在和金属单质、非金属单质、水、碱、某些化合物的反应中。

（2）氯气的实验室制法，突出原理和装置，在制取原理中应用氧化还原反应解释该反应。

　　MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O

　　反应实质是用氧化剂（MnO2）氧化盐酸中的Cl-离子得到氯气，反应中只有1/2的盐酸被氧化。

　　除上述制法外，采用其它氧化剂氧化盐酸也可以得到氯气，比如以下两个反应：

　　2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

　　KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O

　　要注意上面三个反应中被氧化的盐酸与做为反应物的全部盐酸的比值，第一个反应为1∶2，第二个反应是5∶8，第三个反应是5∶6。

掌握好这个关系，在解有关题目时才比较方便。

　　（3）氯气无漂白性，氯水具有漂白性。

这是因为氯水有强氧化性，氧化性来自次氯酸不稳定：

HClO===HCl+[O]，新生态氧具有强氧化性，可杀菌，可氧化有机色素使其褪色，氯水可使蓝色石蕊试液先变红后褪色。

　　凡能形成HClO的物质都有漂白性、强氧化性。

六、制取氯气释疑:

　　一、实验室制Cl2为何常用浓盐酸和MnO2？

　　因制Cl2反应的实质是用强氧化剂将浓盐酸中的Cl-氧化成Cl2。

而MnO2的氧化能力要受到酸度的影响，酸度（H+的浓度）越大，氧化能力越强，而Cl-浓度越大，还原能力也越强。

故实验室采用浓盐酸（37％）而不用稀盐酸，目的是增强MnO2的氧化能力和Cl-的还原能力，使实验得以成功。

　　二、实验室若无浓盐酸或MnO2怎么办？

　　若无浓盐酸，可以用食盐和浓硫酸来代替：

　　MnO2+4NaCl+4H2SO4（浓）MnCl2+4NaHSO4+Cl2↑+2H2O

　　若无MnO2，可用K2Cr2O7、KMnO4、KClO3、Ca（ClO）2等氧化剂来代替，并且反应时一般不需加热或只需微热。

　　16HCl（浓）+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2