氯元素系列知识详解
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氯元素系列知识详解一.氯气的性质与用途1．氯的原子结构及氯元素的存在氯原子结构示意图为→氯原子易得到一个电子→表现出典型的非金属性→自然界中以化合态存在。
2．物理性质颜色状态气味毒性溶解性黄绿色气体刺激性气味有毒1体积水溶解约2体积氯气3.化学性质(1)与金属反应(与变价金属反应生成高价金属氯化物)Cl 2+2Na =====点燃2NaCl(产生白烟)3Cl 2+2Fe =====点燃2FeCl 3(产生棕褐色烟)Cl 2+Cu =====点燃CuCl 2(产生棕黄色烟)（2）与非金属反应氯气与氢气在光照条件下发生爆炸；纯净的氢气在氯气中安静燃烧，产生苍白色火焰，瓶口上方出现白雾。
Cl 2+H 2=====点燃2HCl氯气与白磷反应产生烟雾2P+3Cl 2=====点燃2PCl 32P+5Cl 2=====点燃2PCl 5(3)与H 2O 反应①氯气的水溶液称为氯水。
②溶于水的部分Cl 2与水发生反应，化学方程式为Cl2＋H 2(4)与碱反应制漂白粉2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 有效成分：Ca(ClO)2制漂白液Cl 2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H 2O 有效成分：NaClO漂白粉在空气中长期放置易失效，其原因为Ca(ClO)2＋CO 2＋H 2O===CaCO 3 ＋2HClO；2HClO=====光照2HCl＋O 2↑4．用途(1)氯气是一种重要的化学工业物质。
氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。
(2)在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维农药、染料和药品的重要原料。
二.氯水的成分与性质1．氯水的成分(1)氯水中的化学反应及物质的电离Cl2＋H 2H2＋＋OH －，＋＋ClO －，2HClO=====光照2HCl＋O 2↑。
(2)氯水的成分——“三分子、四离子”2．氯水的性质氯水成分的多样性决定了其性质的多样性。
涉及的重要的化学方程式或离子方程式：2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －Cl －＋Ag ＋===AgCl↓2HClO=====光照2HCl＋O 2↑Zn＋2H ＋===Zn 2＋＋H 2↑CO 2－3＋2H ＋===H 2O＋CO 2↑液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水成分Cl2HClO、H2O、Cl2、H＋、Cl－、ClO－、OH－H＋、Cl－、H2O、OH－分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质强氧化性酸性、强氧化性(漂白性)酸性保存特制钢瓶棕色瓶盛装，放于阴凉处，一般现用现配例题讲解某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题：实验序号实验方法实验现象结论①将氯水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀②将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中③淀粉KI试纸变蓝色氯水中含有Cl2④将足量的氯水滴加到Na 2CO 3溶液中氯水中含有H＋(1)实验①得出的结论是___________。
(2)指出实验②和实验④中的实验现象：②_______________；④_______________。
(3)实验③中实验方法的具体操作过程是___________。
[解析](1)氯水中存在Cl 2＋H 2O===H ＋＋Cl －＋HClO 的反应，可用AgNO 3溶液检验Cl －的存在。
(2)氯水中含有Cl 2、HCl 、HClO ，HClO 的漂白性和HCl 的酸性可使含有酚酞的NaOH 溶液褪色，HCl 可以和Na 2CO 3反应生成CO 2。
(3)氯水中的Cl 2能将KI 中的I －氧化成I 2，I 2遇淀粉变蓝色。
[答案](1)氯水中含有Cl －(2)溶液褪色有气泡冒出(3)取一片淀粉KI 试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上三.次氯酸1．弱酸性：次氯酸是很弱的酸，比碳酸酸性弱，如NaClO ＋CO 2＋H 2O===NaHCO 3＋HClO 。
2．不稳定性：次氯酸不稳定，见光易分解，化学方程式为2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑。
3．强氧化性(1)漂白性实验操作实验现象结论有色布条不褪色干燥的Cl2无漂白作用有色布条褪色氯水有漂白作用，起漂白作用的是HClO（2）可用于杀菌、消毒。
注意与过氧化钠.臭氧.二氧化硫等物质的漂白作用对比学习。
四．氯气的实验室制法(1)原理MnO2＋4HCl(浓)△————MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。
(2)装置(3)收集方法用向上排空气法收集。
(4)净化装置用饱和食盐水除掉混在氯气中的HCl，用浓硫酸干燥氯气。
(5)尾气吸收装置用碱液(如NaOH 溶液)吸收。
尾气吸收原理离子方程式：Cl 2＋2OH －===Cl －＋ClO －＋H 2O。
氯气的实验室制法详解1．发生装置(Ⅰ)(1)特点：固体＋液体△─→气体。
(2)仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。
(3)试剂：A 中盛放浓盐酸，B 中盛放二氧化锰。
2．净化装置(Ⅱ)装置盛放试剂试剂的作用C 饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气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，除去氯气中的水蒸气除可用浓硫酸外，也可用干燥的CaCl，装置如图所示。
23．收集装置(Ⅲ)的密度大于空气的密(1)收集方法：用向上排空气法(Cl2在饱和度)；不要求干燥时，也可用排饱和食盐水法收集(Cl2NaCl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)。
(2)验满方法：用湿润的蓝色石蕊试纸检验。
将湿润的蓝色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸先变红后褪色，则证明已收集满。
Cl24．尾气处理装置(Ⅳ)(1)导气管要伸入液面以下。
(2)F中盛放试剂：氢氧化钠溶液，作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。
注意事项5．实验室制备Cl2与稀盐酸不反应。
(1)必须用浓盐酸，MnO2中HCl的含量，加热温度不宜过(2)为了减少制得的Cl2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。
，因为溶液(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2中Ca(OH)浓度小，吸收不完全。
26．MnO与浓盐酸反应特点2(1)浓盐酸中，部分Cl －的化合价升高，4mol HCl 参加反应，被还原的Cl －为2mol。
(2)随着反应的进行盐酸浓度变小，故无论MnO 2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后溶液为盐酸和MnCl 2的混合液。
五．氯离子的检验(1)实验原理：Ag ＋＋Cl －===AgCl↓。
(2)操作及现象：先在被检测的溶液中加稀硝酸酸化，再加AgNO 3溶液，产生白色沉淀。
(3)注意干扰①检验时要先加稀硝酸，以排除CO2－3等离子的干扰，不能用稀硫酸，因为Ag 2SO 4微溶，会干扰实验，更不能用盐酸，因为盐酸中含Cl －。
②若被检测的溶液中含有SO 2－4，需先用Ba(NO 3)2溶液除去SO 2－4，然后加入硝酸酸化的AgNO 3溶液检验Cl －的存在。
例题讲解如图所示是某学生设计的实验室制备干燥Cl 2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：(1)指出上述图中的各处错误：①_________________②_________________③_________________④_________________。
(2)制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是________。
A．往烧瓶中加入MnO粉末2B．加热C．往烧瓶中加入浓盐酸(3)如果将过量二氧化锰与20mL12mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06mol。
其可能原因有：①____________________，②__________________。
(4)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是________________。
(5)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是_____________。
实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是________，烧瓶中发生反应的离子方程式是________________。
[解析](1)从试剂、装置(制气、净化、收集、尾气吸收)角度考虑。
(2)检查装置气密性后的操作顺序为先加固体药品，然后加入液体药品，最后加热。
(3)题中所给盐酸中HCl的物质的量是0.24mol，但由于盐酸受热易挥发，且随反应的不断进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的物质的量小于0.06mol。
(4)为减少盐酸的挥发，应慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。
(5)利用Cl2和NaOH溶液反应除去多余的Cl2。
[答案](1)①不能用稀盐酸，而应用浓盐酸②未用酒精灯加热③盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短颠倒(2)ACB(3)①加热使HCl大量挥发②盐酸变稀后不再发生反应(4)将浓盐酸慢慢滴下；用小火加热(5)MnO2＋4H＋＋2Cl－△————Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O NaOH溶液Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、。
