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氯气的实验室制法及其装置

↑ ↑
浓HCl Mn O 2 NaOH
Cl 2
实验室制取氯气
这样收集的氯气不纯净,混有杂质HCl和H2O(g) ( )
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第二节,HCL 第二节,
1、物理性质:易溶于水,1体积水溶解500体积氯化氢(喷泉实验) 2 、实验室制法 反应原理:高沸点的酸制取低沸点的酸 NaCl + H2SO4(浓) ===== NaHSO4 + HCl↑ NaHSO4 + NaCl ===== Na2SO4 + HCl↑ 2NaCl + H2SO4(浓) ===== Na2SO4 + 2HCl↑ 发生装置:特点——固体和液体加热型(与Cl2相同) 仪器——烧瓶、分液漏斗、铁架台、酒精灯、导管 收集装置:特点——向上排空气集气法(与Cl2相同) 仪器——集气瓶、导管 除尾气装置:与Cl2不相同,用漏斗倒置在液面上方,防止气态氯化氢变为 液态后,压强减小,产生倒吸现象。
卤族元素
1 卤素单质在化学性质上的相似性和递变规律 相似性:易得1个电子,具有较强的氧化性 最低价- 最低价-1价,最高价+7价 最高价+ 递变性:氧化性——F、Cl、Br、I依次减弱(F、Cl、Br、I位于 周期表的第七主族易得1个电子,显非金属性,F 、Cl、Br、I同一主族 核电荷数增加,半径增加,得电子能力减弱,氧化性逐渐减弱) 还原性——F-、Cl-、Br-、I-依次增强(F-、Cl-、Br-、I易失电子形成F 、Cl、Br、I,离子半径逐渐增加,失电子能力增强,还 原性逐渐增强) 、Br 顺序) 2、单质的物理性质比较:(按F2、Cl2、Br2、I2顺序) 单质的物理性质比较:(按 :( ⑴颜色加深; 颜色加深; ⑵密度增大; 密度增大; ⑶熔、沸点渐高; 沸点渐高; ⑷溶解性(水中)渐小; 溶解性(水中)渐小;
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3、单质的化学性质的相似性和递变性: 单质的化学性质的相似性和递变性: (1)与金属反应:M+X2 →MXn 与金属反应: 2Fe+3Cl2 == + ==2FeCl3 Cu+Cl2 == CuCl2 2Fe+3Br2=2FeBr3 Cu+Br2 = CuBr2 Fe+I2=FeI2 ( 2Cu+ I2=2CuI) 碘的氧化性比 2 ,Br2弱 碘的氧化性比Cl
(2)与水反应: 与水反应: 2F2 + 2H2O = 4HF + O2 ↑ X2 + H2O = HX + HXO (水做还原剂 水做还原剂) 水做还原剂 (X=Cl、Br、I) 、 、
反应:H ⑵与H2 反应:H2+X2=2HX a.HX生成及稳定性:HF>HCl>HBr>HI 生成及稳定性: 生成及稳定性 氟在阴暗处与氢气剧烈化合而爆炸, 很稳定 氟在阴暗处与氢气剧烈化合而爆炸,HF很稳定 氯在强光照射下与氢气剧烈化合而爆炸, 氯在强光照射下与氢气剧烈化合而爆炸,HCl较稳定 较稳定 溴在高温条件下与氢气较慢化合, 溴在高温条件下与氢气较慢化合,HBr较不稳定 较不稳定 碘与氢气持续加热,慢慢化合, 不稳定 碘与氢气持续加热,慢慢化合,HI不稳定 b.HX的还原性:HF<HCl<HBr<HI 的还原性: 的还原性 c.HX水溶液的酸性:※HF<HCl<HBr<HI 根据原子的匹配原则 水溶液的酸性: 水溶液的酸性 d.HX的制备: 的制备: 的制备 萤石)+ 加热,放在铅或塑料的容器中) HF: CaF2(萤石)+ H2SO4 =HF↑+ CaSO4 (加热,放在铅或塑料的容器中) + HCl: 2NaCl+ H2SO4(浓) = Na2SO4+2HCl↑(加热) 浓 ↑ 加热) HBr: HI: 3NaBr+ H3PO4 (浓) =Na3PO4+3HBr↑(强热) 浓 ↑ 强热) 3KI+ H3PO4 (浓) = Na3PO4+3HI↑(强热) 浓 ↑ 强热)
X-酸化AgNO3溶液生成沉淀 酸化
Cl-+ Ag+=AgCl↓(白) ↓白 Br-+ Ag+=AgBr↓(浅黄 浅黄) ↓ 浅黄 I-+ Ag+=AgI↓(黄) ↓黄 还有:用氯水,四氯化碳为试剂的方法。
6,卤素的颜色 , 氟气(淡黄绿色) ⑴ F2 : 氟气(淡黄绿色) 氯水( ⑵ Cl2:氯气(黄绿色) →氯水(浅黄绿色) 氯水 浅黄绿色) :氯气(黄绿色) 溴蒸汽(红棕色) ⑶ Br2:液溴(深红棕色)→溴蒸汽(红棕色)→ 溴的 :液溴(深红棕色) 溴蒸汽 有机溶剂( 溴水( 有机溶剂(橙红色 )→溴水(橙色) 溴水 橙色) 碘蒸汽(紫色) 碘的有机 ⑷ I2:固态碘(紫黑色)→碘蒸汽(紫色)→碘的有机 :固态碘(紫黑色) 碘蒸汽 溶剂(紫红色) 碘酒 深棕褐色) 碘水 棕黄色) 碘酒( 碘水( 溶剂(紫红色)→碘酒(深棕褐色)→碘水(棕黄色)
光照
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氯气的制法
㈠工业制法:电解食盐水
电解
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2NaCl+ 2H2O===2NaOH + Cl2↑+H2↑ ㈡实验室制法 1、制气原理 MnO2+4HCl==MnCl2+Cl2 ↑ +H2O (利用强氧化剂将HCl氧化成Cl2 2、制气装置选择 ⑴固+固 (加热) → 制O2、NH3、CH4…… ⑵固+液 → 制H2、CO2、H2S、C2H2……
强热
2NaCl+2H2SO4+MnO2==MnSO4+Na2SO4+Cl2+2H2O 4、强氧化剂MnO2可替代品 、强氧化剂 KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2…… 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 ↑ KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2 ↑ 5、浓盐酸作用:还原性、酸性 浓盐酸作用:还原性、 6、浓度要求 、 该反应必须用浓盐酸,因稀盐酸几乎无还原性, 该反应必须用浓盐酸,因稀盐酸几乎无还原性,随着反应 进行,浓盐酸将渐稀,一定程度时,会自动停止, 进行,浓盐酸将渐稀,一定程度时,会自动停止,HCl不 不 可能消耗尽。 可能消耗尽。
第一章
卤素
目录
第一节 氯气 氯气的实验室制法及其装置 第二节 氯化氢的的性质及实验室制法 第三节 氧化还原反应 第四节 卤族元素的递变规律 卤族元素及其化合物的特殊性 氟 溴 碘
第一节 一 氯气的物理性质
氯气 back
色——黄绿色 味——剧烈刺激性,有毒 态——气态 溶解性——能溶于水 ,在常温下,1体积水溶解2体积Cl2 沸点 —34.6 0C(易液化) 二 氯气的化学性质
7、Cl2的收集 、 用向上排气法(排饱和食盐水除 用向上排气法 排饱和食盐水除HCl)。 。 排饱和食盐水除 干燥:除碱石灰,氧化钙等碱性干燥剂外均可。 干燥:除碱石灰,氧化钙等碱性干燥剂外均可。 检验: 用湿润的 -淀粉试纸,试纸变蓝。 检验:⑴用湿润的KI-淀粉试纸,试纸变蓝。 ⑵湿润的蓝色石蕊试纸,先变红再褪色。 湿润的蓝色石蕊试纸,先变红再褪色。 尾气: 溶液吸收。( ( ) 溶液浓度太低) 尾气:用NaOH溶液吸收。(Ca(OH)2溶液浓度太低) 溶液吸收 Br2制备(NaBr+浓H2SO4),I2制备(KI+浓H2SO4) 制备 浓 , 制备 浓 2NaBr+2H2SO4(浓)====Br2↑+Na2SO4+2H2O +SO2 浓 2NaI+2H2SO4(浓)====I2↑+Na2SO4+2H2O +SO2 浓
光照
4,氯气与碱的反应 ,
Cl2 + 2NaOH ===== NaCl + NaClO + H2O
Cl2 + 2Ca(OH)2 ===== CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O ( ( ) ) 工业上用氯气和消石灰(石灰水浓度太小)制成漂白粉。 工业上用氯气和消石灰(石灰水浓度太小)制成漂白粉。 ※漂白粉
(有效成分) 少量水 ⑴成分: CaCl2,Ca(ClO)2 成分: ,
⑵漂白作用:Ca(ClO)2+2H+= Ca2++2HClO(过期的漂白粉可加盐酸或醋酸) 漂白作用: (过期的漂白粉可加盐酸或醋酸) ⑶放久后失效:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO 放久后失效: 溶液中的强酸制弱酸,体现出酸性的相对强弱: 溶液中的强酸制弱酸,体现出酸性的相对强弱:HCl>H2CO3>HClO; 2HClO ====2HCl + O2 ⑷具有漂白作用的物质; 具有漂白作用的物质; Na2O2(氧化漂白 、HClO(氧化漂白 氧化漂白)、 氧化漂白);SO2(化合成不稳定无色物 ; 化合成不稳定无色物); 氧化漂白 氧化漂白 化合成不稳定无色物 活性炭(物理吸附有色物质 。 活性炭 物理吸附有色物质)。 物理吸附有色物质 5,氯气的用途——消毒、制造盐酸、漂白粉、多种农药、氯仿等有机溶剂 ,氯气的用途 消毒、 消毒 制造盐酸、漂白粉、多种农药、
点燃 点燃 光照 点燃
3、氯气与水的反应
Cl2 + H2O ====== HCl + HClO (可逆) 新制的氯水主要含有的分子: Cl2、H2O、HClO 分子: 分子 、
-(少量 少量) -(少量 少量) 离子: 离子: H+、Cl-、ClO-(少量) 、OH-(少量)
久制的氯水主要成份为H2O、HCl。(较稀的盐酸) 2HClO ======= 2HCl + O2 次氯酸由于见光容易分解,故氯水用棕色瓶来保存 次氯酸的性质:弱酸性;强氧化性;不稳定性; 可杀菌消毒,是染料和有机溶液褪色,作漂白剂 ( 氯气可使湿润 湿润的布条褪色) 湿润
1。与金属的反应 2Na + Cl2 ===== 2NaCl 燃烧,放热, 有大量白烟生成(是氯化钠固体
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