文档介绍：卤族元素
卤族元素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)等,它们最外层电子数都是7个电子,是元素周期表中的第ⅦA元素。
1、氯
(1)物理性质:氯气是一种黄绿色有刺激性气味的气味,常温下能溶于水(1︰2),比空气重,易液化,有剧毒。
(2)化学性质:氯气(Cl2)是双原子分子,原子的最外层有七个电子,是典型的非金属元素,单质是强氧化剂。
①与金属反应
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2Na + Cl2 === 2NaCl(反应剧烈,产生大量白烟)
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2Fe + 3Cl2======2FeCl3(反应剧烈,产生大量棕褐色烟,溶于水成黄色溶液)
Cu + Cl2 ====CuCl2(反应剧烈,产生大量棕色的烟,溶于水成蓝色或绿色溶液)
氯气能与绝大数金属都能发生反应,表明氯气是一种活泼的非金属单质。
点燃
②与非金属的反应
点燃
光照
H2 +Cl2 ===== 2HCl(纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,芒白色火焰,在瓶口处有白雾产生) H2 + Cl2 =====2HCl (发生爆炸)
2P + 3Cl2=====2PCl3(液态) PCl3 + Cl2 ===PCl5(固态)
磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的烟、雾。雾是PCl3,烟是PCl5。
氯气能有很多非金属单质反应,如S、C、Si等。
③与碱反应
Cl2 + 2NaOH === NaCl +NaClO + H2O
2Cl2 + 2Ca(OH)2 === CaCl2 + Ca(ClO)2 +2H2O
将氯气通入Ca(OH)2溶液中制备漂白粉,漂白粉的主要成份是CaCl2、 Ca(ClO)2,其有效成份是Ca(ClO)2。工作原理:Ca(ClO)2 + H2O +CO2 ===CaCO3 ↓+ 2HClO
与碱溶液反应体现了氯气什么性质?
④与某些还原性物质反应:
Cl2 + 2FeCl2===2FeCl3 Cl2 +SO2 + 2H2O==2HCl +H2SO4
⑤有机反应
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2 →CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2+ Cl2 →CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 →CCl4 + HCl
氯气与甲烷的取代反应,如有1mol Cl2与4mol CH4反应,产物有哪些物质?何种物质含量最多?
Cl2 + CH2=CH2 → CH2Cl-CH2Cl (加成反应)
取代反应是两种物质反应生成两种物质而加成反应是两种物质反应生成一种物质。上述两反应的鉴别方法可加入硝酸酸化的硝酸银溶液。如是取代反应则有白色沉淀生成。
⑥与水反应
Cl2 + H2O HCl +HClO (HClO为一元弱酸,弱电解质HClO H+ +ClO—)
分子:H2O、Cl2、HClO 离子:H+、Cl—、OH—、ClO—
2、次氯酸的性质(HClO)
仅存在溶液中,浓溶液呈黄色,稀溶液无色,有非常刺鼻的气味。
①酸性:次氯酸是弱酸,弱电解质。具有酸的通性。
A、显色反应;B、与活泼金属反应置换出氢气;C、与碱反应生成盐和水;D、与部分金属氧化物的反应,生成盐与水;E、与某些盐的反应。
②氧化性
Ca(ClO)2 + 4HCl(浓)===CaCl2 + Cl2↑+ 2H2O
③漂白性
因为次氯酸具有强的氧化性,能氧化有色物质生成无色物质,所以次氯酸具有漂白性。
如:将干燥的氯气通过干燥的有色布条,布条并没有褪色;而过湿润的有色布条时,布条褪色。说明真正起到漂白作用的是次氯酸。
④不稳定性
次氯酸极不稳定,很容易就发生分解,且存大多种分解形式。如:
光照
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2HClO=====2HCl + O2↑ 3HClO===2HCl + HClO3
为什么漂白粉久置空气中易失效?
3、氯气的的制备
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实验室氯气的制备:在实验室里,氯气可用浓盐酸与某些氧化剂反应来制取。
4HCl(浓) + MnO2 === MnCl2 + 2H2O +Cl2↑ 2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl + 2MnCl2+5Cl2+8H2O
发生装置
除杂装置
收集装置
尾气处理
仪器的选取:一般来有四套装置,一是发生装置;二是除杂装置;三是收集装置;四是尾气处理装置。
在这个反应中,会有哪些杂质?用什么除杂呢?用什么来处理尾气?
电解
工业上氯气的制备:在工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氯气(氯碱工业)。
2NaCl + 2H2O =====2NaOH + Cl2↑+ H2↑
氯气的检验:使用润湿的淀粉KI试纸;氯气能使润湿的淀粉KI试纸变蓝。
4、用途:氯气除用于消毒,制造盐酸和漂白粉外,还用于制造多种农药,化工原料,生产许多无机