?第10講 氯及其化合物
【知識梳理】
一、氯氣
1．物理性質(zhì)：常溫下，氯氣是黃綠色、有刺激性、能溶于水、比空氣重、易液化的有毒氣體。
溫馨提示：聞?dòng)卸練怏w及未知?dú)怏w的方法是用手在瓶口輕輕煽動(dòng)，僅使極少量氣體進(jìn)入鼻孔。
2. 化學(xué)性質(zhì)：氯氣化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，很容易得到電子，作強(qiáng)氧化劑，能與金屬、非金屬、水以及堿反應(yīng)。
（1）與金屬反應(yīng)（與變價(jià)金屬反應(yīng)，均是金屬氧化成高價(jià)態(tài)）
①2Na＋Cl22NaCl（產(chǎn)生白煙）
②Cu＋Cl2CuCl2（產(chǎn)生棕黃色的煙）
③2Fe＋3Cl22FeCl3（產(chǎn)生棕色的煙）
溫馨提示：常溫下干燥的氯氣或液氯不與鐵反應(yīng)，所以液氯通常儲存在鋼瓶中。
（2）與非金屬反應(yīng)
①H2＋Cl22HCl（發(fā)出蒼白色火焰，有白霧生成）——可用于工業(yè)制鹽酸
H2＋Cl22HCl（會(huì)發(fā)生爆炸）——不可用于工業(yè)制鹽酸
溫馨提示：①HCl極易溶于水而成鹽酸。②氫氣在氯氣中燃燒現(xiàn)象：安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰；光照H2和Cl2的混合氣時(shí)，發(fā)生爆炸，因此工業(yè)生產(chǎn)中不能用光照的方法來制取鹽酸。③所有發(fā)光發(fā)熱的劇烈化學(xué)反應(yīng)都叫做燃燒，不一定要有氧氣參加。
②2P＋3Cl22PCl3（氯氣不足；產(chǎn)生白霧）
2P＋5Cl22PCl5（氯氣充足；產(chǎn)生白煙）
（3）與水反應(yīng)：Cl2＋H2O = HCl＋HClO
溫馨提示：①將氯氣溶于水得到氯水（淺黃綠色），氯水含多種微粒，其中有H2O、Cl2、HclO、Cl－、H+、OH－(極少量，水微弱電離出來的)。②氯氣溶于水生成的HClO是一種極弱的酸，但是一種強(qiáng)氧化劑，能漂白、殺菌，它的漂白是一種氧化性漂白，與Na2O2、H2O2的漂白原理是一樣的。③Cl2可使?jié)櫇竦挠猩紬l褪色，不能使干燥的有色布條褪色，說明Cl2沒有漂白性，而是HClO起漂白作用。④Cl2使?jié)櫇袷镌囅茸兗t后褪色，其原因是Cl2與H2O作用生成的酸使石蕊先變紅，HClO強(qiáng)氧化性使變色后的石蕊氧化褪色（漂白）。⑤光照氯水，黃綠色逐漸褪色，溶液pH逐漸減小（HClO轉(zhuǎn)化成了鹽酸）。⑥氯水應(yīng)保存在棕色瓶中且置于陰涼處。
（4）與堿反應(yīng)
Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯氣）
2Cl2＋2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精或漂白粉）
溫馨提醒：漂白液的有效成分為NaClO，漂白粉（精）的有效成分為Ca(ClO)2。漂白粉之所以具有漂白性，原因是：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓+2HClO生成的HClO具有漂白性。漂白粉久置空氣會(huì)失效（涉及兩個(gè)反應(yīng)）：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO，↑，漂白粉變質(zhì)會(huì)有CaCO3存在，外觀上會(huì)結(jié)塊，久置空氣中的漂白粉加入濃鹽酸會(huì)有CO2氣體生成，含CO2和HCl雜質(zhì)氣體。所以，漂白粉應(yīng)密閉保存，避免與空氣接觸。
（5）與某些還原性物質(zhì)反應(yīng)
①2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3
②2KI＋Cl2 = 2KCl + I2（使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)色，用于氯氣的檢驗(yàn)）
③SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4（將SO2氣體和Cl2氣體混合后作用于有色溶液，漂白效果將大大減弱）
溫馨提醒：自來水用氯水殺菌消毒，所以用自來水配制以下溶液如KI、KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液會(huì)變質(zhì)。
（6）與某些有機(jī)物反應(yīng)
①CH4＋Cl2 CH3Cl + HCl（取代反應(yīng)）
②CH2=CH2＋Cl2 → CH2ClCH2Cl（加成反應(yīng)）
3. 氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
(1)實(shí)驗(yàn)原理：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
溫馨提示：還可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化劑與濃鹽酸反應(yīng)，使用以上物質(zhì)時(shí)，反應(yīng)不需要加熱，如2KMnO4＋16HCl(濃)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。
(2)實(shí)驗(yàn)裝置：


溫馨提示：①Cl2的凈化用水或飽和食鹽水洗氣，除去混在Cl2中的HCl氣體；用濃H2SO4除去混在Cl2中的水蒸氣。②由于Cl2的密度比空氣大，常用向上排空法收集，還可用排飽和食鹽水的方法收集。③用潤濕的KI淀粉試紙檢驗(yàn)（放在瓶口），如試紙變藍(lán)，則表示Cl2已收滿。④由于Cl2有毒，多余的Cl2不能直接排放，一般用濃NaOH溶液吸收，而不能用水或澄清石灰水吸收。因Cl2在水中溶解度不大，澄清石灰水中溶解的Ca(OH)2的量很少，只能吸收少量的Cl2。
(3)驗(yàn)滿方法：①將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。②將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的集氣瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。③實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí)，常常根據(jù)集氣瓶中氣體的顏色判斷是否收集滿。
（4）注意事項(xiàng)：①必須用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)；②為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱的溫度不宜過高，以減少HCl的揮發(fā)；③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣；④尾氣吸收時(shí)，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因?yàn)槿芤褐蠧a(OH)2濃度小，吸收不完全。
例題1、下列說法正確的是 。
①新制氯水顯酸性，向其中滴加少量紫色石蕊試液，充分振蕩后溶液呈紅色A
②將CO2通入次氯酸鈣溶液可生成次氯酸
③液氯和氯水是同一物質(zhì)
④氯氣與水的反應(yīng)中氯是氧化劑，水是還原劑
⑤次氯酸鈉水解的溶液呈堿性，說明次氯酸是弱酸
⑥Cl2具有很強(qiáng)的氧化性，在化學(xué)反應(yīng)中只能做氧化劑
⑦Cl2 +H2O=2H++Cl—+ClO—
⑧氯氣作水的殺菌消毒劑時(shí)沒有發(fā)生化學(xué)變化
⑨Cl2能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)，說明Cl2具有氧化性
⑩Cl2通入NaOH溶液的離子方程式為Cl2＋OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
?分別加新制氯水后，用CCl4萃取鑒別NaBr和KI溶液
?密閉容器中1 mol PCl3與1 mol Cl2反應(yīng)制備 PCl5（g），增加2NA個(gè)P-Cl鍵
二、鹵族元素
1．鹵素及化合物的性質(zhì)比較:


氟
氯
溴
碘
單質(zhì)物理性質(zhì)
狀態(tài)
氣
氣（易液化）
液（易揮發(fā)）
固（易升華）
熔、沸點(diǎn)
熔、沸點(diǎn)逐漸升高
顏色
淡黃綠色
黃綠色
紅棕色
紫黑色
密度
密度逐漸增大
X2與H2化合
條件
冷暗處
光照
加熱
持續(xù)加熱
程度
劇烈爆炸
爆炸
緩慢
化合同時(shí)分解
X2與H2O化合
反應(yīng)
2F2+2H2O=4HF+O2
X2 + H2O = HX + HXO
程度
劇烈
緩慢
微弱
極弱
水溶性

反應(yīng)生成氫氟酸
水溶性依次減小，有機(jī)溶劑中溶解性依次增大
化合價(jià)

只有-1價(jià)
有-1、+1、+3、+5、+7等
含氧酸
化學(xué)式
無含氧酸
有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等
強(qiáng)弱程度

同一價(jià)態(tài)的酸性依次減弱
鹵化銀
顏色
AgF（白）
AgCl（白）
AgBr（淡黃）
AgI（黃）
水溶性
易溶
均難溶，且溶解度依次減小
感光性
難分解
見光均易分解，且感光性逐漸增強(qiáng)
2．鹵素元素的有關(guān)特性：
（1）F2遇水發(fā)生置換反應(yīng)，生成HF并放出O2。
（2）HF是弱酸、劇毒，但能腐蝕玻璃4HF + SiO2 = SiF4↑ + 2H2O；HF由于形成分子間氫鍵相互締合，沸點(diǎn)反常的高。
（3）溴是唯一的液態(tài)非金屬，易揮發(fā)，少量的液溴保存要用水封。
溫馨提示：能使溴水褪色的原因：被H2S、SO2、SO、I－等還原劑還原而褪色；與NaOH、Na2CO3等堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而褪色；與較活潑金屬(如Mg＋Br2===MgBr2)反應(yīng)而褪色；能與溴發(fā)生加成反應(yīng)的不飽和烴及其衍生物，如烯烴、炔烴等；能被溴水氧化的、含有醛基的化合物。
（4）碘易升華，遇淀粉顯藍(lán)色；碘的氧化性較弱，它與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)生成低價(jià)化合物。
（5）AgX中只有AgF溶于水，且不具有感光性；CaF2中只有CaF2難溶。
3．鹵素間的置換反應(yīng)及X-離子的檢驗(yàn)：
（1）Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl-， Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl-， Br2 + 2I- = I2 + 2Br-。結(jié)論：氧化性：Cl2 > Br2 > I2；還原性：I- > Br- > Cl-
（2）溴和碘在不同溶劑中所生成溶液（由稀到濃）的顏色變化：
溶劑
溶質(zhì)
水
苯
汽 油
四氯化碳
Br2
黃 → 橙
橙 → 橙紅
橙 → 橙紅
橙→ 橙紅
I2
深黃→ 褐
淡紫 → 紫紅
淡紫→ 紫紅
紫→ 深紫
密 度

比 水 輕
比 水 輕
比 水 重
（3）X-離子的檢驗(yàn)：
①AgNO3溶液—沉淀法：

②置換—萃取法：


例題2、下列說法正確的是 。
①鹵素的鉀鹽中，最容易被氧化的是氟化鉀
②溴化銀具有感光性，碘化銀不具有感光性
③某溶液與淀粉-碘化鉀溶液反應(yīng)出現(xiàn)藍(lán)色，則證明該溶液是氯水或溴水
④從HF、HCl、HBr、HI酸性遞增的事實(shí)，可推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞增的規(guī)律
⑤碘在KI溶液中的溶解度大于在純水中的溶解度
⑥能使?jié)櫇竦牡矸?KI試紙變成藍(lán)色的物質(zhì)一定是Cl2
⑦某淺黃色的溴水，加入CCl4振蕩靜置后，上層顯橙紅色
⑧室溫下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，說明Fe3＋的氧化性比I2的強(qiáng)
⑨酸性溶液中KIO3與KI反應(yīng)生成I2：IO＋I(xiàn)－＋6H＋===I2＋3H2O
⑩用濕潤的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2
?加碘食鹽可用淀粉溶液檢驗(yàn)其中的碘
?要除去KBr溶液中混有的單質(zhì)Br2，可用酒精萃取除去
【課時(shí)練習(xí)】
1．下列關(guān)于氯氣的敘述不正確的是（ ）
A．氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味、有毒的氣體
B．氯氣溶于水得到淺黃綠色的氯水，該過程涉及化學(xué)變化
C．氯氣化學(xué)性質(zhì)活潑，因此自然界中不存在游離態(tài)的氯元素
D．氫氣在盛有氯氣的集氣瓶中燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰和白煙
2．下列說法正確的是（ ）
①把氯氣通入到濕潤的有色布條集氣瓶中，有色布條的顏色褪去，說明氯氣具有漂白性?、趯?shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)，為了防止環(huán)境污染，多余的氯氣可以用澄清石灰水吸收?、劬弥寐人乃嵝詮?qiáng)于新制氯水 ④檢驗(yàn)HCl氣體中是否混有Cl2，方法是將氣體通入硝酸銀溶液?、莩Cl氣體中的Cl2，可將氣體通入到氫氧化鈉溶液中
A．①③④ B．①②③ C．③ D．①②⑤
3．在探究新制飽和氯水成分的實(shí)驗(yàn)中，下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是
A．氯水的顏色呈淺綠色，說明氯水中含有Cl2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明氯水中含有Cl－
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說明氯水中含有H＋
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明氯水中含有HClO
4．下列鹵族元素有關(guān)性質(zhì)比較不正確的是( )
A．新制氯水久置后酸性增強(qiáng)
B．HF是弱酸，且酸性強(qiáng)弱關(guān)系為：HF

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