氯气的性质
1、结构:
氯气是由两个氯原子构成的双原子分子 , 为含有非极性键的非极性分子(Cl2) , 氯原子的最外层7个电子 , 在反应中易得到(或共用)1个电子 。
2、物理性质:
氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体 , 密度大于空气 , 可溶于水(1体积水约溶解2体积氯气) , 难溶于饱和食盐水 , 易液化 , 液化得到的物质称为液氯 。
3、化学性质:
(1)酸性气体:
a、与水反应生成酸:
【注意】HClO为弱酸 , 故书写离子反应时候不拆 , 该反应为可逆反应 。
b、与碱溶液反应生成盐:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
该反应的应用为①氯气的尾气处理(NaOH溶液吸收);②84消毒液(主成分为NaClO , 具有杀菌漂白作用)的制备 。
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
该反应的应用为漂白粉的工业生产 , 工业上将氯气通入石灰乳(消石灰)中制备漂白粉;漂白粉/漂粉精(较纯的漂白粉)的主要成分都为CaCl2+Ca(ClO)2 , 有效成分为Ca(ClO)2 。
(2)强氧化性:
a、与金属单质化合:氯气具有很强的氧化性 , 能够氧化绝大多数金属单质
文章插图
【注意】
【2氯气的性质 氯气的性质】①氯气的强氧化性导致其与变化金属反应时 , 生成的是金属高价态的氯化物;
②金属可以在氯气中燃烧 , 说明氯气具有助燃性;
③氯气可以和Fe反应 , 但是常温下不反应 , 因此液氯一般用钢瓶储存 , 但是使用
前 , 需要将钢瓶彻底干燥 。
b、与非金属单质化合:氯气也能够氧化一些非金属单质 。
Cl2+H2=2HCl
【注意】该反应的条件不同 , 现象也不相同:
①在强光照条件下 , 会发生爆炸;
②点燃条件下 , H2在Cl2中安静的燃烧 , 发出苍白色的火焰 , 同时会有白雾生成;
③该反应用于工业上制备盐酸 , 将Cl2在过量的H2中点燃 , 用水吸收生成的HCl就能够得到盐酸 。
文章插图
c、非金属单质之间的置换:
非金属单质也能够像金属单质一样发生类似的置换反应 , 非金属单质的活泼性(氧化性)强弱关系为Cl2>Br2>I2>S , 因此有如下反应:
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
Cl2+2I-=2Cl-+I2(氯气能够使得湿润的淀粉—KI试纸变蓝)
d、与常见的还原剂的反应:
Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
(3)其他:毒性、助燃性 。
4、用途:氯气常用于生产漂白粉、消毒液以及自来水的净化 , 有机合成中的重要原料 , 生产橡胶塑料等 。
5、制备:
(1)工业制备:电解饱和食盐水
(2)实验室制备:
a、原理:用强氧化剂氧化Cl-得到氯气 , 常见的反应如下:
KClO3+6HCl(浓)= KCl+3C12↑+3H2O
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5C12↑+8H2O
NaClO+2HCl(浓)=NaCl+H2O+C12↑
【注意】实验室一般用第一种方法制备氯气 , 通过对比反应条件 , 可得到MnO2的氧化性弱于其它物质(反应需要加热);反应4中NaClO为84消毒液的主要成分 , 洁厕灵(威猛先生)中含有HCl , 因此在家庭生活中严禁两者混合使用 。
b、试剂:浓盐酸和MnO2 , 稀盐酸和MnO2不反应 。
c、发生装置:固液加热制气型 , 使用的仪器主要有圆底烧瓶、分液漏斗、铁架台、石棉网、酒精灯 。
d、净化装置:制备得到的氯气中含有挥发出来的HCl和水蒸气 , 因此需要分别除去 , 可将气体依次通过饱和食盐水(除去HCl)和浓硫酸(除去水蒸气)的洗气瓶 。
e、收集方法:因为氯气可溶于水 , 密度大于空气 , 且有毒 , 因此一般采取带塞子的向上排空气法 , 也可用排饱和食盐水的方法收集氯气 。
f、验满方法:一般不采用观察法(观察到整个集气瓶内都已充满黄绿色气体) , 通常在集气瓶口放一湿润的淀粉碘化钾试纸 , 若底纸变蓝则说明集气瓶内已收集满氯气
2KI+Cl2=2KCl+I2 (I2遇淀粉变蓝色)
g、尾气处理:NaOH溶液吸收
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