氯及其化合物

高中化学必修一，整理有氯及其化合物（氯气、次氯酸、新制氯水），思维导图帮助构建知识框架，知识全面，逻辑清晰。

氯及其化合物

• 氯气
  • 氯气的制法
    • 氯气的实验室制法
      • 实验原理：二氧化锰+4浓盐酸=（加热符号）氯化锰+氯气（气体上升符号）+水（实验所用盐酸为浓盐酸，稀盐酸的还原性弱与二氧化锰不反应）
      • 装置
        • 净化装置：用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥
        • 收集装置：向上排空气法或饱和食盐水法（Cl2在饱和食盐水中溶解度很小）
        • 尾气吸收装置：用强碱溶液吸收多余的氯气，防止污染空气（不能用澄清的石灰水吸收氯气，因为澄清的石灰水中的氢氧化钙的浓度小，吸收慢且吸收不完全）
        • 验满方法：用湿润的碘化钾试纸（变蓝）或湿润的石蕊试纸（先变红后褪色）
        • 除氯化氢和水蒸气的洗气装置的顺序不能颠倒
    • 氯气的工业制法
      • 原理：2氯化钠+2水=（通电条件下）氢氧化钠+氯气+氢气
      • 现象及产物
        • 铁棒：有无色气体生成，附近无色溶液由无色变为红色。产物：氢气、氢氧化钠
        • 石墨棒：有黄绿色气体产生，附近溶液由无色变为浅黄绿色。产物：氯气
  • 氯气的性质及应用
    • 物理性质
      • 颜色：黄绿色
      • 气味：有刺激性的气味
      • 状态：气体
      • 密度：比空气大（若遇到氯气泄漏，逃生时要逆风并向高处跑，可用衣服等沾水捂住口鼻）
      • 溶解性：能溶于水
      • 氯气有毒，做氯气的相关实验要注意安全
    • 化学性质
      • 与金属单质反应（因氯气具有强氧化性，与变价金属反应时，将其氧化到最高态）
        • 2钠原子+氯气=氯化钠，现象：在微热条件下发出黄光，产生白烟
        • 2铁原子+3氯气=三氯化铁，现象：产生棕褐色的烟，水溶液呈棕黄色。
        • 铜原子+氯气=二氯化铜，现象：产生棕黄色的烟，水溶液呈蓝色
      • 与氢气反应：氢气+氯气=（在点燃或光照的条件下）2盐酸，现象：安静地燃烧，产生苍白色火焰
      • 与水反应：氯气+水=（可逆）盐酸+次氯酸
      • 与碱反应
        • 与氢氧化钠
          • 氯气+2氢氧化钠=氯化钠+次氯酸钠+水
          • 应用：制取以次氯酸钠为有效成分的漂白剂
        • 与氢氧化钙
          • 2氯气+2氢氧化钙=氯化钙+次氯酸钙+2水
          • 应用：制取以次氯酸钙为有效成分的漂白剂
        • 漂白原理
          • 次氯酸盐与空气中的二氧化碳反应会生成次氯酸，因此漂白剂或漂白粉在使用时需加水浸泡片刻，才能更好地发挥漂白效果；次氯酸钠+二氧化碳+水=碳酸氢钠+次氯酸，次氯酸钙+二氧化碳+水=碳酸钙+次氯酸
          • 注意
            • 漂白剂或漂白粉需要密封保存以防止变质失效
            • 含氯漂白剂与洁厕灵（含有盐酸）不能混合使用，否则两者发生氧化还原反应生成有毒气体——氯气
    • 氯气的应用
      • 氯气可用来消毒
      • 制造盐酸、漂白剂、农药
      • 合成聚氯乙烯、制备药物、冶金及染料等各个邻域
    • 实验：干燥的氯气能否漂白物质
      • 现象：干燥的有色布条无明显现象，湿润的有色布条褪色
      • 结论：干燥的氯气没有漂白性，湿润的氯气（或湿润有色物质碰到干燥的氯气）有漂白性。实际上是氯气与水作用生成的次氯酸具有强氧化性、漂白性。
• 次氯酸
  • 化学性质
    • 弱酸性：次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸的酸性还弱，写离子方程式时不能拆成离子形式。酸性大小：碳酸＞次氯酸＞碳酸氢跟=根
    • 不稳定性：容易分解，只存在于水溶液中。2次氯酸=（光照）2盐酸+氧气
    • 强氧化性：次氯酸有杀菌消毒、漂白作用
• 新制氯水
  • 成分：三分子为水、氯气和次氯酸，四离子：氢离子、氯离子、次氯酸离子和氢氧根离子
  • 性质
    • 氯气：氧化性(能够氧化二价铁离子、溴离子和碘离子)
    • 氯离子：生成沉淀（加入硝酸银产生白色沉淀）
    • 次氯酸：不稳定性（在强光照射下新制氯水中有气泡产生）
    • 次氯酸：漂白性
      • 使湿润的有色布条或者品红溶液褪色
      • 使紫色石蕊溶液先变红后褪色
      • 不能用PH试纸来测量氯水或者次氯酸盐溶液的PH，因次氯酸会将PH试纸漂白
    • 氢离子：酸性
      • 是紫色石蕊溶液先变红后褪色
      • 加活泼金属、碳酸盐等产生气泡
  • 保存：保存氯水时应避免光照、受热，实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封避光保存。实验室中氯水需现用现配。