1樓：乘風破浪心
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氯氣遇水會產生次氯酸，次氯酸具有淨化作用，用於消毒——溶於水生成的hclo具有強氧化性
氯氣一、組成結構
1．原子結構：氯原子最外層有7個電子，反應中易得到1個電子．
2．分子結構：氯氣分子為雙原子分子，分子式cl2．
3．離子結構：氯離子最外層有8個電子，因而很穩定．
思考：從氯原子最外層有7個電子，易形成8電子穩定結構來思考氯氣是雙原子分子的原因．
答案：兩個氯原子最外層都有7個電子，都欲形成8電子穩定結構，共用一對電子恰都能滿足要求．由此也知：cl2分子比cl原子穩定．
二、物理性質
1．在通常情況下：氯氣是黃綠色的氣體、氯氣有毒、並有刺激性氣味、密度比空氣大、熔沸點較低、能溶於水易溶於有機溶劑、在壓強為101kpa、溫度為-34.6℃時易液化。
如果將溫度繼續冷卻到-101℃時，液氯變成固態氯。1體積水在常溫下可溶解2體積氯氣．
2．氯氣有毒，聞有毒氣體氣味的方法是(扇動法)：用手輕輕在瓶口扇動，使極少量的氣體飄進鼻孔．
思考：和其他學習過的氣體相對比，氯氣的物理性質有哪些「特性」?
答案：有色、易液化．
三、化學性質
1．與金屬反應
2na＋cl2＝2nacl (現象：劇烈燃燒，白煙)
cu＋cl2＝cucl2 (現象：劇烈燃燒，棕色煙)
2fe＋3cl2＝2fecl3
思考：(1)上述反應中，氯元素的化合價變動有何共同特點?為什麼?cl2作什麼劑?
(2)對比鐵跟鹽酸的反應，鐵跟氯氣的反應體現了氯氣的什麼性質?
答案：(1)都從0價→－1價．因為最外層有7e－，易得到1e－達到8e－穩定結構．cl2作氧化劑．
(2)體現了cl2的氧化性比hcl強，是強氧化劑．
2．與非金屬反應
燃燒：發光、發熱的劇烈化學反應．
思考：(1)氫氣和氯氣反應，在點燃和光照條件下反應的現象為什麼不同?
(2)怎樣用實驗證明hcl氣體極易溶於水?
答案：(1)二者混合程度不同、接觸面積不同所致．
點燃氫氣放入氯氣中，氫氣分子只在導管口跟少量氯氣分子接觸而化合成***分子，同時產生少量的熱，不能**，呈蒼白色火焰．當點燃氫氣與氯氣的混合氣體時，大量的氫分子與氯分子接觸，迅速化合而產生大量的熱，使氣體體積急劇膨脹而發生**．
(2)將盛hcl的試管倒置於水槽中，水面慢慢上公升至滿．
3．與水反應
在該反應中，氧化劑是cl2，還原劑是cl2，改寫成離子反應方程式是：cl2＋h2o
h＋＋cl－＋hclo
(1)氯氣的水溶液叫氯水，飽和氯水呈現黃綠色，具有刺激性氣味，主要含有的粒子有cl2、h2o、hclo、h＋、cl－、clo－．
(2)次氯酸的性質
①弱酸性：是一元弱酸，屬弱電解質，酸性弱於碳酸．
hclo＋naoh＝naclo＋h2o
naclo＋hcl＝hclo＋nacl
2naclo＋co2＋h2o＝na2co3＋2hclo
②不穩定性：
由於hclo的分解，使cl2和水逐漸反應，直至氯水失效，因此氯水要現用現制，儲存在棕色試劑瓶中．氯水久置將變成稀鹽酸．
③強氧化性：hclo能氧化許多物質．
④殺菌漂白性：能使有色布條、品紅試劑等有色物質褪色，其原理主要是利用其強的氧化性．
說明：乾燥cl2本身沒有漂白性，只有轉化成hclo才有漂白性．
思考：(1)液氯和氯水是一種物質嗎？
答案：不是．液氯是cl2在加壓或冷卻時變成的液態cl2，是純淨物，而氯水是氯氣溶於水中形成的溶液，是混合物．
(2)①怎樣證明新制氯水中含有大量cl2？
②用實驗證明氯氣能與水反應．
答案：①觀察氯水顏色，呈黃綠色，此即氯氣的顏色，說明新制氯水中含大量cl2．
②向新制的氯水中加agno3溶液．若產生白色沉澱，說明氯水中含有cl－，即有部分氯氣與水反應了．
cl2＋h2o＝hcl＋hclo
agno3＋hcl＝agcl↓＋hno3
另法：也可向新制氯水中放入一紅布條或滴入幾滴品紅溶液，若布條或品紅褪色，說明新制氯水中有hclo，即cl2與水發生了反應．
(3)氯水中有多種化學物質，故性質較複雜．下列現象各是基於哪種物質的什麼性質?
①氯水能使紫色石蕊試液先變紅後褪色．
②向氯水中滴加飽和nahco3溶液，有氣泡出現．
③向氯水中滴入agno3溶液，產生白色沉澱．
答案：①h＋、hclo ②h＋ ③cl－
4．與鹼溶液反應
a.cl2＋2naoh＝nacl＋naclo＋h2o
b.2cl2＋2ca(oh)2＝cacl2＋ca(clo)2＋2h2o
上述兩反應中，cl2作氧化劑和還原劑．
漂白粉：(1)有效成分是ca(clo)2
(2)漂白原理
c.ca(clo)2＋co2＋h2o＝caco3↓＋2hclo
(3)久置失效的原因(用反應式說明)
ca(clo)2＋co2＋h2o＝caco3↓＋2hclo；2hclo 2hcl＋o2↑．
(4)儲存方法：隔絕空氣密封儲存．
將上述a、b、c三反應改寫成離子方程式：
a.cl2＋2oh－＝cl－＋clo－＋h2o
b.cl2＋2oh－＝cl－＋clo－＋h2o
c.ca2＋＋2clo－＋co2＋h2o＝caco3↓＋2hclo
思考：(1)實驗室常用naoh溶液吸收或除去多餘的氯氣，為什麼?
(2)分別向漂白粉溶液中通入少量和足量co2氣體，產生的現象一樣嗎?為什麼?
答案：(1)cl2有毒汙染環境，cl2可以跟naoh溶液反應從而除去cl2．
(2)不一樣，通入過量co2沒有沉澱生成，caco3＋co2＋h2o＝ca(hco3)2．
四、用途
學習物質的用途要與其性質緊密聯絡，因為性質決定用途．下列cl2的用途各是基於cl2的什麼性質?
用於消毒——溶於水生成的hclo具有強氧化性；
制鹽酸——與h2反應生成hcl；
制漂白粉——與ca(oh)2反應；
制多種農藥；
制氯仿等有機溶劑；
制塑料等．
思考：工業制漂白粉為什麼選用ca(oh)2而不選用naoh?而吸收cl2防止中毒或汙染空氣卻選用naoh溶液而不選用ca(oh)2?
答案：ca(oh)2價廉易得、成本較低；naoh溶液鹼性強、吸收效率高．
五、實驗室制法
1．反應原理�321
該反應中，氧化劑是mno2，還原劑是hcl，請標出電子轉移的方向和數目．
強調：mno2跟濃鹽酸在共熱的條件下才反應生成cl2，稀鹽酸不與mno2反應．
這是由於稀鹽酸的還原性比濃鹽酸弱，不能被mno2氧化．
2．儀器裝置
製取 淨化 收集 吸收
3．收集方法
(1)向上排空氣法
(2)排飽和食鹽水法
排氣法收集是基於cl2的密度比空氣大；cl2在飽和食鹽水中的溶解度約是在水中溶解度的 ，故也可用排飽和食鹽水法收集，也常用飽和食鹽水除去cl2中的hcl雜質．
4．尾氣吸收
(1)尾氣吸收的原因是cl2有毒，易汙染空氣．
(2)吸收發生的反應是2naoh＋cl2＝nacl＋naclo＋h2o．
說明：工業制法2nacl＋2h2o 2naoh＋h2↑＋cl2↑
六、氯離子的檢驗
1．試劑：agno3溶液，稀hno3．
2．原理：ag＋＋cl－＝agcl↓，agcl不溶於稀hno3．
3．方法：先在被檢液中加稀硝酸酸化，再滴入agno3溶液．
4．結論：若按上述方法操作，見到溶液**現白色沉澱，則得被檢液中含有cl－．
【熱點透視】
一、氯氣跟金屬反應
氯氣能與除au、pt之外的所有金屬直接反應，與fe、cu等變價金屬反應均生成**金屬氯化物，表現出較強的氧化性．
二、氯水的成分與性質
1．新制氯水與久置氯水的比較
新制氯水
久置氯水
成分cl2、hcl、hclo、h2o
hcl、h2o
顏色淡黃綠色
無色性質
酸性、漂白作用
酸性(比新制強)、無漂白作用
原因cl2＋h2o＝hcl＋hclo，2hclo 2hcl＋o2↑
2．氯水的性質
新制氯水是由cl2、h2o、hclo和h＋、cl－、clo－及少量的oh－組成的混合物．而久置的氯水只有h2o分子和h＋、cl－．氯水的多種成分決定了它具有多重性質：①cl2的強氧化性
②hclo、clo－的強氧化性 ③hcl的強酸性 ④hclo的弱酸性 ⑤cl－的性質．在不同的反應中，氯水中起作用的成分不同，一般有以下6種情況：
(1)只考慮cl2參與反應
①氯水和某些非金屬陰離子的作用
在ki溶液中加入適量氯水，其反應為：cl2＋2ki＝2kcl＋i2，檢驗氯氣時就是利用此反應．把濕潤的ki澱粉試紙放在瓶口，若變藍色，說明瓶中氯氣已充滿．因為cl2把i－氧化成i2，i2遇澱粉變藍色．
②氯水和某些還原性陽離子作用
在fecl2溶液中加適量氯水，其反應為：2fecl2＋cl2＝2eecl3
(2)只考慮h＋參與反應
向nahco3溶液中加適量的氯水，有氣泡產生，就是利用了鹽酸的強酸性．反應為：
nahco3＋hcl＝nacl＋co2↑＋h2o
(3)只考慮cl－參與的反應
向agno3溶液中加適量的氯水，有白色沉澱產生，就是利用了cl－的性質，反應為：
agno3＋hcl＝agcl↓＋hno3
(4)只考慮hclo參與的反應
將氯水滴在紅色紙條上，可使紅色褪去，便是hclo將有機色素氧化的結果．
(5)考慮cl2和h2o同時參與的反應
將so2氣體通入氯水中，氯水的淺黃綠色褪去，其反應為：
so2＋2h2o＋cl2＝h2so4＋2hcl
(6)考慮hcl和hclo同時參與反應
往新制得的氯水中滴入紫色石蕊試液時，溶液先變紅後褪色，便是鹽酸的強酸性和hclo的強氧化性的具體體現．
三、漂白粉的組成、性質和用途
1．組成：ca(clo)2和cacl2組成的混合物，有效成分是ca(clo)2．
2．性質：漂白粉本身沒有漂白性，只有轉化成hclo才有漂白性．由於hclo是弱酸，故ca(clo)2能跟較強的鹽酸、碳酸反應．
ca(clo)2＋2hcl＝cacl2＋2hclo
ca(clo)2＋co2＋h2o＝caco3↓＋2hclo
ca(clo)2的其他性質將以後學習．
3．用途：廉價的漂白劑和殺菌消毒劑．如紡織品的漂白，餐具的消毒，野外飲水消毒等．
四、實驗室製取氣體的系列問題
實驗室製取氣體並進行性質驗證，需要以下幾個環節：
組裝儀器→檢驗裝置的氣密性→裝入藥品→製取→除雜、淨化、乾燥→收集、驗滿→性質驗證→尾氣處理→拆卸儀器、洗刷收存．
1．組裝儀器的一般原則：先零後整、先主後輔、從低到高、從左到右．
2．檢驗裝置氣密性的方法：一般是先把導氣管插入盛水的水槽中，把有關活塞關閉，微熱主發生器，有氣泡從水中冒出，停止微熱後，水倒吸進入導氣管形成一段水柱．方可表示氣密性良好．
3．淨化：首先根據反應原理及所用藥品考慮雜質氣體的成分，再利用性質加以除去或轉化．
例如，實驗室用濃鹽酸和mno2共熱制cl2，cl2中可能混入hcl和h2o(g)，利用hcl易溶於飽和食鹽水(cl2在其中溶解性較小)而除去，用濃h2so4乾燥cl2除去h2o(g)．
4．收集：氣體的收集除用排氣法與排水法外，還可以用球膽或袋囊、塑膠袋等收集．
5．尾氣處理：尾氣處理的目的主要防止尾氣有毒能汙染空氣或使人中毒以及尾氣在有限空間內能形成**極限．
常用方法有：
(1)點燃法．如co、h2、ch4等易燃性氣體，可用此法．
(2)吸收法．如cl2、so2、hcl、h2s等可用水或其他液體吸收．
(3)轉化法．採用一定的方法，使有毒氣體轉化成無毒氣體即可排放．如no、no2，如能轉化成n2即可排放．
(4)匯入室外法．如h2是無毒氣體，可將其尾氣匯入室外，以防在實驗室形成**極限．
用液體吸收氣體的兩種方法
圖4—1
①圖4—1中a裝置：用於吸收不易溶於水的氣體，如：cl2、h2s、co2等．
②圖4—1中b裝置：用於吸收極易溶於水的氣體，如：hcl、hbr、nh3等．倒扣漏斗的作用是防止倒吸．
五、製取氯氣的常用方法
1．工業生產中用電解飽和食鹽水法來製取氯氣：
2nacl＋2h2o h2↑＋cl2↑＋2naoh
2．實驗室通常用氧化hcl或濃鹽酸的方法來製取氯氣，常見的氧化劑有：mno2、k2cr2o7、kmno4、kclo3、ca(clo)2，發生的反應分別是：
4hcl＋mno2 mncl2＋cl2↑＋2h2o
14hcl＋k2cr2o7＝2kcl＋2crcl3＋7h2o＋3cl2↑
16hcl＋2kmno4＝2kcl＋2mncl2＋8h2o＋5cl2↑
6hcl＋kclo3＝kcl＋3h2o＋3cl2↑
4hcl＋ca(clo)2＝cacl2＋2h2o＋2cl2↑
如不用濃鹽酸，亦可用nacl(固體)跟濃硫酸來代替．如：
2nacl＋mno2＋3h2so4 2nahso4＋mnso4＋cl2↑＋2h2o
淨化水裝置
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