非金属(氯、硫、氮、硅)
富集在海水中的元素-氯
知识点一. 氯元素在自然界中的存在和氯气的物理性质
1.氯元素的存在
在自然界里,氯元素以化合态存在,游离态的氯只能通过人工方法而制得。氯元素是最重要的“成盐元素”,主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。
2.氯气的物理性质
氯气是一种黄绿色、具有强烈刺激性气味的有毒气体,在低温和加压情况下可以转化为液态(液氯)和固态。氯气能溶于水,25°C 时,1体积的水可以溶解2体积的氯气,所得水溶液称为氯水。
在实验室闻氯气气味时,应该用手轻轻在瓶口扇动,仅使极少量的氯气飘过鼻孔,如右图所示,闻其他气体的气味时也应采用这种方法。
知识点二. 氯气的化学性质
1.与金属的反应
大多数金属在点燃或灼热的条件下,都能与氯气发生反应生成氯化物。对于有变价的金属元素和氯气发生反应时生成其高价氯化物。如Fe与Cl2反应不管Fe是否过量都只能生成FeCl3。
Cl2+2Na2NaCl 剧烈燃烧,发出黄光,生成白色固体,放出大量的热
3Cl2+2Fe2FeCl3 火星四射,产生大量的褐色的烟
Cl2+CuCuCl2 剧烈燃烧,集气瓶里充满棕黄色的烟
但在常温下干燥的氯气不与铁反应,所以可以将液氯储存在钢瓶里。
2.与非金属反应
H2+Cl22HCl。
现象:氢气在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾。
注意:(1)光照H2和Cl2的混合气体时,会发生爆炸,因此工业生产是用点燃的方法来生产盐酸,绝对不能用光照的方法。(2)工业盐酸呈黄色是因其中混有FeCl3。
拓展延伸:
3.与水反应
(1)氯气与水反应的情况
在常温下,溶于水中的部分Cl2与水发生反应,生成盐酸(HCl)和次氯酸(HClO):Cl2+H2O==HCl+HClO。
Cl2既被氧化又被还原,氧化剂、还原剂都是Cl2。
(2)次氯酸的重要性质
①强氧化性:HClO中+1价Cl表现出很强的得电子能力,得电子还原成Cl-,其氧化性比Cl2还强。HClO以其强氧化性杀死水中的病菌,起到消毒的作用,还能使染料和有机物质褪色而具有漂白作用。
②弱酸性:HClO是一元弱酸,酸性比碳酸还弱,在水中只有少部分发生电离:HClOH++ClO-。
③不稳定性:HClO只存在于水溶液中,在光照下易分解放出氧气:2HClO2HCl+O2↑。
4.与碱反应
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O(可作漂白液,有效成分为NaClO)。
2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。漂白粉(或漂粉精)的有效成分均为Ca(ClO)2。
漂粉精的主要成分是次氯酸钙和氯化钙,其中有效成分是次氯酸钙。次氯酸钙在酸性溶液中可以生成具有强氧化性的次氯酸,起到漂白、杀菌作用。
知识点三. 氯水的成分和性质
氯水及液氯的区别
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、H2O
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
知识点四. 氯气的实验室制法
1.原理:
MnO2+4HCl (浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
或:2KMnO4+16HCl (浓)==2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
注:若用KMnO4制Cl2,则不需加热。
发生装置: 固+液加热型
试剂: 饱和NaCl溶液 浓H2SO4 NaOH溶液
用途: 除HCl 除水 吸收尾气
3.净化:将气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶
4.干燥:将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶
5.收集:用向上排空气法或排饱和食盐水法。
6.尾气吸收:用NaOH溶液吸收多余的氯气,防止污染空气。
7.验满方法
①将湿润的淀粉-KI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,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。
知识点五. 氯离子的检验
1.试剂:稀硝酸、AgNO3溶液。
2.操作:取待测液2mL加入试管中,先滴入少量稀硝酸,然后再滴入AgNO3溶液。
3.现象及结论:产生白色沉淀,该溶液中含有Cl
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