网上科普有关“氯是重要的非金属元素.(1)NaCl和浓硫酸微热制取氯化氢的化学方程式为______;可用______试纸放在瓶口”话题很是火热,小编也是针对氯是重要的非金属元素.(1)NaCl和浓硫酸微热制取氯化氢的化学方程式为______;可用______试纸放在瓶口寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。
(1)NaCl和浓硫酸微热制取氯化氢的化学方程式为NaCl+H2SO4(浓)
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(2)氯水的成分|水、氯气、次氯酸三种分子,氯离子、次氯酸根离子、氢离子、氢氧根离子四种离子,次氯酸见光易分解,2HClO
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(3)已知还原性SO32->I->Br-.向NaBr、NaI、Na2SO3混合溶液中,通入一定量氯气后,先是和亚硫酸钠反应生成硫酸钠和氯化钠,再是和碘化钠反应生成氯化钠和碘单质,最后是和溴化钠反应生成氯化钠和溴单质,将溶液蒸干并充分灼烧,碘单质和溴单质均会变为蒸汽,如果加的氯气过量,则得到固体剩余物质的组成是氯化钠、硫酸钠,若较少氯气通入,此时溴化钠不能完全反应或是没反应,能获得硫酸钠、氯化钠、溴化钠固体,故答案为:ab.
氯气为什么能净化水?
一、重点聚焦
1.混合物的分离原理和分离方法。
2.混合物分离方法的操作。
3.离子的检验及检验试剂的选择。
4.物质分离与提纯过程的简单设计。
5.物质的量及其单位——摩尔。
6.阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念。
7.有关物质的量、微观粒子数、质量、体积、物质的量浓度等之间转化的计算。
8.一定物质的量浓度溶液的配制
二、知识网络
本章包括化学实验基本方法、化学计量在实验中的应用两节内容,其知识框架可整理如下:
1.实验安全
严格按照实验操作规程进行操作,是避免或减少实验事故的前提,然后在实验中要注意五防,即防止火灾、防止爆炸、防止倒吸引起爆裂、防止有害气体污染空气、防止暴沸。
2.实验中意外事故的处理方法
(1)创伤急救
用药棉或纱布把伤口清理干净,若有碎玻璃片要小心除去,用双氧水擦洗或涂红汞水,也可涂碘酒(红汞与碘酒不可同时使用),再用创可贴外敷。
(2)烫伤和烧伤的急救
可用药棉浸75%—95%的酒精轻涂伤处,也可用3%—5%的KMnO4溶液轻擦伤处到皮肤变棕色,再涂烫伤药膏。
(3)眼睛的化学灼伤
应立即用大量流水冲洗,边洗边眨眼睛。如为碱灼伤,再用20%的硼酸溶液淋洗;若为酸灼伤,则用3%的NaHCO3溶液淋洗。
(4)浓酸和浓碱等强腐蚀性药品
使用时应特别小心,防止皮肤或衣物被腐蚀。如果酸(或碱)流在实验桌上,立即用NaHCO3溶液(或稀醋酸)中和,然后用水冲洗,再用抹布擦干。如果只有少量酸或碱滴到实验桌上,立即用湿抹布擦净,再用水冲洗抹布。
如果不慎将酸沾到皮肤或衣物上,立即用较多的水冲洗,再用3%—5%的NaHCO3溶液冲洗。如果碱性溶液沾到皮肤上,要用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
(5)扑灭化学火灾注意事项
①与水发生剧烈反应的化学药品不能用水扑救。如钾、钠、钙粉、镁粉、铝粉、电石、PCl3、PCl5、过氧化钠、过氧化钡等着火。
②比水密度小的有机溶剂,如苯、石油等烃类、醇、醚、酮、酯类等着火,不能用水扑灭,否则会扩大燃烧面积;比水密度大且不溶于水的有机溶剂,如CS2着火,可用水扑灭,也可用泡沫灭火器、二氧化碳灭火器扑灭。
③反应器内的燃烧,如是敞口器皿可用石棉布盖灭。蒸馏加热时,如因冷凝效果不好,易燃蒸气在冷凝器顶端燃着,绝对不可用塞子或其他物件堵塞冷凝管口,应先停止加热,再行扑救,以防爆炸。
3.混合物的分离和提纯
(1)混合物分离和提纯方法的选择
①固体与固体混合物:若杂质或主要物质易分解、易升华时用加热法;若一种易溶,另一种难溶,可用溶解过滤法;若二者均易溶,但溶解度受温度的影响差别较大,可用重结晶法;还可加入某种试剂使杂质除去,然后再结晶得到主要物质。
②固体与液体混合物:若固体不溶于液体,可用过滤法;若固体溶于液体,可用结晶或蒸馏方法。
③液体与液体混合物:若互不相溶,可用分液法,若互溶在一边且沸点差别较大,可用蒸馏法;若互溶在一起且沸点差别不大,可选加某种化学试剂萃取后再蒸馏。
④气体与气体混合物:一般用洗气法,可选用液体或固体除杂试剂。
(2)几种常见的混合物的分离和提纯方法
分离和提
纯方法 分离的物质 主要仪器 应用举例
倾 析 从液体中分离密度较大且不溶的固体 烧杯、玻璃棒 分离沙和水
过 滤 从液体中分离不溶的固体 漏斗、滤纸、铁架台(带铁圈)、玻璃棒、烧杯 粗盐提纯
溶解和
过 滤 分离两种固体,一种能溶于某溶剂,另一种则不溶 分离食盐和沙
离心分离法 从液体中分离不溶的固体 离心试管,离心机 分离泥和水
结 晶 法 从溶液中分离已溶解的溶质 烧杯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台(带铁圈)、酒精灯 从海水中提取食盐
分 液 分离两种不互溶的液体 分液漏斗、铁架台(带铁圈)、烧杯 分离油和水
萃 取 加入适当溶剂把混合物中某成分溶解及分离 用苯提取水溶液中的溴
蒸 馏 从溶液中分离溶剂和非挥发性溶质 蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、酒精灯、石棉网、铁架台、牛角管、温度计 从海水中制取纯水
分 馏 分离两种互溶而沸点差别较大的液体 石油的分离
升 华 分离两种固体,其中只有一种可以升华 铁架台(带铁圈)、酒精灯、烧杯、圆底烧瓶 分离碘和沙
吸 附 除去混合物中的气态或固态杂质 干燥管或U形管 用活性炭除去黄糖中的有色杂质
色层分
析法 分离溶液中的溶质 层析纸及层析试剂 分离黑色墨水中不同颜色的物质
4.离子的检验
一般来讲,阳离子的检验需选择合适的阴离子,阴离子的检验需选择合适的阳离子,并要求具有特别的明显现象。这就需要选择合适的检验试剂及其添加顺序,以避免干扰离子的干扰。
待检离子 选用试剂 反应现象
Al3+ NaOH 白色沉淀,碱过量后沉淀溶解
Fe3+ KSCN 出现血红色溶液
Ca2+ Na2CO3
HCl 白色沉淀,加盐酸后产生无色无味气体
Cl- AgNO3
HNO3 不溶于HNO3的白色沉淀
SO42- BaCl2或Ba(NO3)2
HCl或HNO3 不溶于强酸的白色沉淀
CO32- CaCl2或BaCl2
HCl或HNO3 白色沉淀,加酸后产生无色无味使澄清石灰水变浑浊的气体
5.化学计量之间的转化关系
(1)理解物质的量及其单位摩尔、摩尔质量、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念。
(2)以物质的量为核心的计算
(3)有关溶液稀释(稀释前后溶质守恒):
C (浓)·V (浓)==C (稀)·V (稀)
(4)溶质质量分数(W)与溶质的物质的量浓度(c)的转化:(注意其中的单位换算)
6.一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析
(1)容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的仪器,其常用规格有100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等,使用时一定要注意其规律,如500 mL的容量瓶。并且使用前一定要检查其是否漏水。
(2)配制步骤,所用仪器及注意事项
配制步骤 使用仪器 注意事项
计算 —— 固体求溶质质量,液体求其体积。
称量/量取 托盘天平或滴定管
(量筒)、小烧杯 天平的精确度为0.1 g,量筒的精确度为0.1 mL,量筒量取液体后不需要洗涤。
溶解/稀释 烧杯、玻璃棒 溶解要在小烧杯中,切不可在容量瓶中直接溶解。
冷却 —— 将液体恢复到室温(20℃)
转移 一定体积的容量瓶 转移时要用玻璃棒引流,以防液体溅失
洗涤 —— 洗烧杯和玻璃棒2—3次,并将洗涤液转入容量瓶
振荡 —— 使溶液充分混合
定容 胶头滴管 加水至刻度线1—2 cm时,用胶头滴管滴加,并使视线、刻度线、凹液面相切。
摇匀 —— 两手握住容量瓶,上下颠倒摇匀。
装瓶贴签 试剂瓶 容量瓶不能用于长期贮存溶液。
具体要做到:移量要精确,溶解要安全,冷却要充分,洗涤要洁净,定容要准确,混合要均匀。
(3)误差分析
由公式知,凡是溶质的物质的量减少或使溶液体积增大的操作,都会使c偏低,反之偏高。
三、方法整合
本章包括化学实验基本方法和化学计量在实验中的应用两节内容,就其主要题型有:(1)实验安全知识及常用危险化学品的分类识别;(2)混合物分离和提纯过程的简单设计;(3)过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等分离方法的选择根据、涉及的化学仪器及操作过程等;(4)常见离子(SO42―、CO32―、Cl―、Ca2+等)的检验;(5)有关物质的量、摩尔质量、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念的辩析理解;(6)有关化学计量的简单计算;(7)一定物质的量浓度溶液的配制等等。无论是化学实验基本方法,还是化学计量,都贯穿于整个高中化学,所以这就要求理解准确,应用到位。
1.物质及其变化的分类
2.离子反应
3.氧化还原反应
4.分散系 胶体
二、知识网络
1.物质及其变化的分类
(1)物质的分类
分类是学习和研究物质及其变化的一种基本方法,它可以是有关物质及其变化的知识系统化,有助于我们了解物质及其变化的规律。分类要有一定的标准,根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。分类常用的方法是交叉分类法和树状分类法。
(2)化学变化的分类
根据不同标准可以将化学变化进行分类:
①根据反应前后物质种类的多少以及反应物和生成物的类别可以将化学反应分为:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
②根据反应中是否有离子参加将化学反应分为离子反应和非离子反应。
③根据反应中是否有电子转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
2.电解质和离子反应
(1)电解质的相关概念
①电解质和非电解质:电解质是在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是在水溶液里和熔融状态下都不能够导电的化合物。
②电离:电离是指电解质在水溶液中产生自由移动的离子的过程。
③酸、碱、盐是常见的电解质
酸是指在水溶液中电离时产生的阳离子全部为H+的电解质;碱是指在水溶液中电离时产生的阴离子全部为OH-的电解质;盐电离时产生的离子为金属离子和酸根离子。
(2)离子反应
①有离子参加的一类反应称为离子反应。
②复分解反应实质上是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。
发生复分解反应的条件是有沉淀生成、有气体生成和有水生成。只要具备这三个条件中的一个,复分解反应就可以发生。
③在溶液中参加反应的离子间发生电子转移的离子反应又属于氧化还原反应。
(3)离子方程式
离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
离子方程式更能显示反应的实质。通常一个离子方程式不仅能表示某一个具体的化学反应,而且能表示同一类型的离子反应。
离子方程式的书写一般依照“写、拆、删、查”四个步骤。一个正确的离子方程式必须能够反映化学变化的客观事实,遵循质量守恒和电荷守恒,如果是氧化还原反应的离子方程式,反应中得、失电子的总数还必须相等。
3.氧化还原反应
(1)氧化还原反应的本质和特征
氧化还原反应是有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的化学反应,它的基本特征是反应前后某些元素的化合价发生变化。
(2)氧化剂和还原剂
反应中,得到电子(或电子对偏向),所含元素化合价降低的反应物是氧化剂;失去电子(或电子对偏离),所含元素化合价升高的反应物是还原剂。
在氧化还原反应中,氧化剂发生还原反应,生成还原产物;还原剂发生氧化反应,生成氧化产物。
氧化还原反应中物质的变化关系可用下式表示:
(3)氧化还原反应中得失电子总数必定相等,化合价升高、降低的总数也必定相等。
4.分散系、胶体的性质
(1)分散系
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫做分散系。前者属于被分散的物质,称作分散质;后者起容纳分散质的作用,称作分散剂。当分散剂是水或其他液体时,按照分散质粒子的大小,可以把分散系分为溶液、胶体和浊液。
(2)胶体和胶体的特性
①分散质粒子大小在1nm~100nm之间的分散系称为胶体。胶体在一定条件下能稳定存在,稳定性介于溶液和浊液之间,属于介稳体系。
②胶体的特性
胶体的丁达尔效应:当光束通过胶体时,由于胶体粒子对光线散射而形成光的“通路”,这种现象叫做丁达尔效应。溶液没有丁达尔效应,根据分散系是否有丁达尔效应可以区分溶液和胶体。
胶体粒子具有较强的吸附性,可以吸附分散系的带电粒子使自身带正电荷(或负电荷),因此胶体还具有介稳性以及电泳现象。
1.金属钠的化学性质(与氧气、水的反应)。
2.金属铝的化学性质(与强酸、强碱的反应)。
3.金属铁与水蒸气的反应。
4.物质的量在化学方程式计算中的应用。
5.氧化钠、过氧化钠的性质(与二氧化碳、水的反应)。
6.碳酸钠、碳酸氢钠的性质。
7.氧化铝、氢氧化铝的性质(与强酸、强碱的反应)。
8.铁的氧化物(氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁)的性质。
9.铁的氢氧化物(氢氧化亚铁、氢氧化铁)的性质。
10.铁盐、亚铁盐的转化。
11.金属离子的检验。
12.常见合金的重要应用。
二、知识网络
对金属及其化合物知识可横向整理,即按金属单质、金属氧化物、氢氧化物、盐进行分块对比整理。
1.金属单质的化学性质
金属活动顺序 Na Al Fe Cu
金属原子失电子能力
依次减弱,还原性依次减弱
与空气中氧气的反应 易被氧化 常温时能被氧化 加热时能被氧化
与水的反应 常温可置换出水中的氢 加热或与水蒸气反应时能置换出水中的氢 不与水反应
与酸的反应 能置换出稀酸中的氢 不能置换稀酸中的氢
反应剧烈(先与酸反应再与水反应) 反应程度依次减弱(可在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化) 能跟浓硫酸、浓硝酸反应
与盐的反应 排在金属活动顺序表前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来(钠会与水反应置换出氢气)
与碱的反应 不反应 Al 可以与碱溶液反应,产生氢气 不反应
2.金属氧化物的性质对比
金属氧化物 Na2O Na2O2 Al2O3 Fe2O3 CuO
颜色 白色 淡** 白色 红棕色 黑色
与水反应 生成NaOH 生成NaOH和O2 不反应
与CO2反应 生成Na2CO3 生成Na2CO3
和O2 不反应
与盐酸反应 生成NaCl
和H2O 生成NaCl
和H2O2 生成AlCl3
和H2O 生成FeCl3
和H2O 生成CuCl2
和H2O
与NaOH溶液
反应 与水反应 与水反应 生成NaAlO2和H2O 不反应
由金属直接
制得的方式 金属钠直接
露置在空气中 点燃或加热
金属钠 金属铝的氧化膜或在氧气中点燃金属铝 生铁在潮湿空气中缓慢氧化 在空气中加热
金属铜
3.金属氢氧化物的性质对比
金属氢氧化物 NaOH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2
颜色 白色固体 白色胶状沉淀 白色沉淀 红褐色沉淀 蓝色沉淀
与盐酸反应 生成NaCl
和H2O 生成AlCl3
和H2O 生成FeCl2
和H2O 生成FeCl3
和H2O 生成CuCl2
和H2O
加热 对热稳定 生成Al2O3
和H2O 隔绝空气加热生成FeO和H2O 生成Fe2O3
和H2O 生成CuO
和H2O
与NaOH
溶液反应 —— 生成NaAlO2
和H2O 不反应
制备 ①Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液反应
②氯碱工业 铝盐与过量
氨水反应 硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应 硫酸铁溶液与氢氧化钠溶液反应 硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应
对于某一金属元素及其化合物知识,我们可按单质——氧化物——氢氧化物——盐纵向对比整理:
4.钠及其重要化合物
5.铝及其重要化合物
6.铁及其重要化合物
7.铜及其重要化合物
请同学们回顾所学知识,写出4~7中所涉及的化学方程式或离子方程式。
8.常见金属阳离子的检验方法
(1)Na+:焰色反应:火焰颜色呈**。
(2)K+:焰色反应:火焰颜色呈紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(3)Ag+:加盐酸或可溶性的氯化物,生成不溶于强酸的白色沉淀。
(4)Ba2+:加硫酸或可溶性的硫酸盐,生成不溶于强酸的白色沉淀。
(5)Ca2+:加可溶性碳酸盐,生成白色沉淀;加强酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体。
(6)Al3+:加NaOH溶液,先出现白色胶状沉淀,后逐渐溶解。
(7)Fe2+:①加NaOH溶液,产生白色胶状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;
②加KSCN溶液不变色,加氯水后溶液变红色。
(8)Fe3+:①加NaOH溶液,生成红褐色沉淀;②加KSCN溶液,溶液变血红色。
这是前三章的
BBBBBBBBBBBBBBBBBB
氯气遇水会产生次氯酸,次氯酸具有净化作用,用于消毒——溶于水生成的HClO具有强氧化性
氯气
一、组成结构
1.原子结构:氯原子最外层有7个电子,反应中易得到1个电子.
2.分子结构:氯气分子为双原子分子,分子式Cl2.
3.离子结构:氯离子最外层有8个电子,因而很稳定.
思考:从氯原子最外层有7个电子,易形成8电子稳定结构来思考氯气是双原子分子的原因.
答案:两个氯原子最外层都有7个电子,都欲形成8电子稳定结构,共用一对电子恰都能满足要求.由此也知:Cl2分子比Cl原子稳定.
二、物理性质
1.在通常情况下:氯气是黄绿色的气体、氯气有毒、并有刺激性气味、密度比空气大、熔沸点较低、能溶于水易溶于有机溶剂、在压强为101kPa、温度为-34.6℃时易液化。如果将温度继续冷却到-101℃时,液氯变成固态氯。1体积水在常温下可溶解2体积氯气.
2.氯气有毒,闻有毒气体气味的方法是(扇动法):用手轻轻在瓶口扇动,使极少量的气体飘进鼻孔.
思考:和其他学习过的气体相对比,氯气的物理性质有哪些“特性”?
答案:有色、易液化.
三、化学性质
1.与金属反应
2Na+Cl2=2NaCl (现象:剧烈燃烧,白烟)
Cu+Cl2=CuCl2 (现象:剧烈燃烧,棕色烟)
2Fe+3Cl2=2FeCl3
思考:(1)上述反应中,氯元素的化合价变动有何共同特点?为什么?Cl2作什么剂?
(2)对比铁跟盐酸的反应,铁跟氯气的反应体现了氯气的什么性质?
答案:(1)都从0价→-1价.因为最外层有7e-,易得到1e-达到8e-稳定结构.Cl2作氧化剂.
(2)体现了Cl2的氧化性比HCl强,是强氧化剂.
2.与非金属反应
燃烧:发光、发热的剧烈化学反应.
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.与水反应
在该反应中,氧化剂是Cl2,还原剂是Cl2,改写成离子反应方程式是:Cl2+H2O
H++Cl-+HClO
(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
2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO
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Cl2?
②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.与碱溶液反应
a.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
b.2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
上述两反应中,Cl2作氧化剂和还原剂.
漂白粉:(1)有效成分是Ca(ClO)2
(2)漂白原理
c.Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
(3)久置失效的原因(用反应式说明)
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO;2HclO 2HCl+O2↑.
(4)保存方法:隔绝空气密封保存.
将上述a、b、c三反应改写成离子方程式:
a.Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
b.Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
c.Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
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.
四、用途
学习物质的用途要与其性质紧密联系,因为性质决定用途.下列Cl2的用途各是基于Cl2的什么性质?
用于消毒——溶于水生成的HClO具有强氧化性;
制盐酸——与H2反应生成HCl;
制漂白粉——与Ca(OH)2反应;
制多种农药;
制氯仿等有机溶剂;
制塑料等.
思考: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.
五、实验室制法
1.反应原理?321
该反应中,氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,请标出电子转移的方向和数目.
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.
2.仪器装置
制取 净化 收集 吸收
3.收集方法
(1)向上排空气法
(2)排饱和食盐水法
排气法收集是基于Cl2的密度比空气大;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.
说明:工业制法2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
六、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-.
热点透视
一、氯气跟金属反应
氯气能与除Au、Pt之外的所有金属直接反应,与Fe、Cu等变价金属反应均生成高价金属氯化物,表现出较强的氧化性.
二、氯水的成分与性质
1.新制氯水与久置氯水的比较
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2、HCl、HClO、H2O
HCl、H2O
颜色
淡黄绿色
无色
性质
酸性、漂白作用
酸性(比新制强)、无漂白作用
原因
Cl2+H2O=HCl+HClO,2HClO 2HCl+O2↑
2.氯水的性质
新制氯水是由Cl2、H2O、HClO和H+、Cl-、ClO-及少量的OH-组成的混合物.而久置的氯水只有H2O分子和H+、Cl-.氯水的多种成分决定了它具有多重性质:①Cl2的强氧化性
②HClO、ClO-的强氧化性 ③HCl的强酸性 ④HClO的弱酸性 ⑤Cl-的性质.在不同的反应中,氯水中起作用的成分不同,一般有以下6种情况:
(1)只考虑Cl2参与反应
①氯水和某些非金属阴离子的作用
在KI溶液中加入适量氯水,其反应为:Cl2+2KI=2KCl+I2,检验氯气时就是利用此反应.把湿润的KI淀粉试纸放在瓶口,若变蓝色,说明瓶中氯气已充满.因为Cl2把I-氧化成I2,I2遇淀粉变蓝色.
②氯水和某些还原性阳离子作用
在FeCl2溶液中加适量氯水,其反应为:2FeCl2+Cl2=2EeCl3
(2)只考虑H+参与反应
向NaHCO3溶液中加适量的氯水,有气泡产生,就是利用了盐酸的强酸性.反应为:
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
(3)只考虑Cl-参与的反应
向AgNO3溶液中加适量的氯水,有白色沉淀产生,就是利用了Cl-的性质,反应为:
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
(4)只考虑HClO参与的反应
将氯水滴在红色纸条上,可使红色褪去,便是HClO将有机色素氧化的结果.
(5)考虑Cl2和H2O同时参与的反应
将SO2气体通入氯水中,氯水的浅黄绿色褪去,其反应为:
SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl
(6)考虑HCl和HClO同时参与反应
往新制得的氯水中滴入紫色石蕊试液时,溶液先变红后褪色,便是盐酸的强酸性和HClO的强氧化性的具体体现.
三、漂白粉的组成、性质和用途
1.组成:Ca(ClO)2和CaCl2组成的混合物,有效成分是Ca(ClO)2.
2.性质:漂白粉本身没有漂白性,只有转化成HClO才有漂白性.由于HClO是弱酸,故Ca(ClO)2能跟较强的盐酸、碳酸反应.
Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
Ca(ClO)2的其他性质将以后学习.
3.用途:廉价的漂白剂和杀菌消毒剂.如纺织品的漂白,餐具的消毒,野外饮水消毒等.
四、实验室制取气体的系列问题
实验室制取气体并进行性质验证,需要以下几个环节:
组装仪器→检验装置的气密性→装入药品→制取→除杂、净化、干燥→收集、验满→性质验证→尾气处理→拆卸仪器、洗刷收存.
1.组装仪器的一般原则:先零后整、先主后辅、从低到高、从左到右.
2.检验装置气密性的方法:一般是先把导气管插入盛水的水槽中,把有关活塞关闭,微热主发生器,有气泡从水中冒出,停止微热后,水倒吸进入导气管形成一段水柱.方可表示气密性良好.
3.净化:首先根据反应原理及所用药品考虑杂质气体的成分,再利用性质加以除去或转化.
例如,实验室用浓盐酸和MNO2共热制Cl2,Cl2中可能混入HCl和H2O(g),利用HCl易溶于饱和食盐水(Cl2在其中溶解性较小)而除去,用浓H2SO4干燥Cl2除去H2O(g).
4.收集:气体的收集除用排气法与排水法外,还可以用球胆或袋囊、塑料袋等收集.
5.尾气处理:尾气处理的目的主要防止尾气有毒能污染空气或使人中毒以及尾气在有限空间内能形成爆炸极限.
常用方法有:
(1)点燃法.如CO、H2、CH4等易燃性气体,可用此法.
(2)吸收法.如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用水或其他液体吸收.
(3)转化法.采用一定的方法,使有毒气体转化成无毒气体即可排放.如NO、NO2,如能转化成N2即可排放.
(4)导入室外法.如H2是无毒气体,可将其尾气导入室外,以防在实验室形成爆炸极限.
用液体吸收气体的两种方法
图4—1
①图4—1中A装置:用于吸收不易溶于水的气体,如:Cl2、H2S、CO2等.
②图4—1中B装置:用于吸收极易溶于水的气体,如:HCl、HBr、NH3等.倒扣漏斗的作用是防止倒吸.
五、制取氯气的常用方法
1.工业生产中用电解饱和食盐水法来制取氯气:
2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH
2.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、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2,发生的反应分别是:
4HCl+MnO2 MnCl2+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
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