氯氣的實驗室制法及其裝置

1、第一章第一章 鹵素鹵素第一節(jié) 氯氣 氯氣的實驗室制法及其裝置第二節(jié) 氯化氫的的性質(zhì)及實驗室制法第三節(jié) 氧化還原反應(yīng)第四節(jié) 鹵族元素的遞變規(guī)律 鹵族元素及其化合物的特殊性 氟 溴 碘 目錄 第一節(jié) 氯氣一 氯氣的物理性質(zhì)色黃綠色 味劇烈刺激性，有毒 態(tài)氣態(tài)溶解性能溶于水 ，在常溫下，1體積水溶解2體積Cl2 沸點 34.6 0C（易液化）氯氣的化學(xué)性質(zhì)1。與金屬的反應(yīng) 2Na + Cl2 = 2NaCl 燃燒，放熱， 有大量白煙生成（是氯化鈉固體 小顆粒）。Cu + Cl2 = CuCl2 氯化銅溶液濃度大時，呈綠色，濃度小時，呈藍綠色。 燃燒，放熱，有棕黃色的煙生成（是氯化銅固體小顆粒）。點燃

2、點燃back2。與非金屬的反應(yīng)H2 + Cl2 = 2HCl 發(fā)出蒼白色火焰，產(chǎn)生大量熱H2 + Cl2 = 2HCl 迅速化合而發(fā)生爆炸燃燒不一定要有氧氣參加。任何發(fā)熱發(fā)光的劇烈的化學(xué)反應(yīng)都可以叫做燃燒2P + 3Cl2 = 2PCl3 （三氯化磷：無色液體）PCl3 + Cl2 = PCl5 （五氯化磷：白色固體）磷與氯氣燃燒產(chǎn)生的白色煙霧是三氯化磷和五氯化磷的混合物。煙是固體小顆粒，霧是液體小顆粒。 點燃 光照點燃點燃 3、氯氣與水的反應(yīng) Cl2 + H2O = HCl + HClO （可逆）新制的氯水主要含有的分子：分子： Cl2、H2O、HClO 離子：離子： H、Cl、ClO（少量

3、）（少量） 、OH（少量）（少量）久制的氯水主要成份為H2O、HCl。（較稀的鹽酸） 2HClO = 2HCl + O2 次氯酸由于見光容易分解，故氯水用棕色瓶來保存次氯酸的性質(zhì)：弱酸性；強氧化性；不穩(wěn)定性； 可殺菌消毒，是染料和有機溶液褪色，作漂白劑 （ 氯氣可使?jié)駶櫇駶櫟牟紬l褪色) 光照4，氯氣與堿的反應(yīng)，氯氣與堿的反應(yīng) Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O Cl2 + 2Ca（OH）2 = CaCl2 + Ca（ClO）2 + 2H2O 工業(yè)上用氯氣和消石灰（石灰水濃度太?。┲瞥善追?。工業(yè)上用氯氣和消石灰（石灰水濃度太小）制成漂白粉。漂白粉漂白粉成分：成分：

4、 CaCl2,Ca(ClO)2 ，少量水少量水漂白作用：漂白作用：Ca(ClO)2+2H= Ca2+2HClO（過期的漂白粉可加鹽酸或醋酸）（過期的漂白粉可加鹽酸或醋酸）放久后失效：放久后失效：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO 溶液中的強酸制弱酸，體現(xiàn)出酸性的相對強弱：溶液中的強酸制弱酸，體現(xiàn)出酸性的相對強弱：HClH2CO3HClO; 2HClO =2HCl + O2 具有漂白作用的物質(zhì)；具有漂白作用的物質(zhì)； Na2O2(氧化漂白氧化漂白)、HClO(氧化漂白氧化漂白);SO2(化合成不穩(wěn)定無色物化合成不穩(wěn)定無色物)； 活性炭活性炭(物理吸附有色物質(zhì)物理吸附有色物質(zhì))

5、。5，氯氣的用途，氯氣的用途消毒、制造鹽酸、漂白粉、多種農(nóng)藥、氯仿等有機溶劑消毒、制造鹽酸、漂白粉、多種農(nóng)藥、氯仿等有機溶劑 （有效成分）光照 back氯氣的制法工業(yè)制法：電解食鹽水 2NaCl+ 2H2O2NaOH + Cl2+H2實驗室制法1、制氣原理 MnO2+4HClMnCl2+Cl2 +H2O （利用強氧化劑將HCl氧化成Cl2 ）、制氣裝置選擇固固 (加熱) 制O2、NH3、CH4固液制H2、CO2、H2S、C2H2 可用啟普發(fā)生器制取：可用啟普發(fā)生器制?。篐 H2 2、COCO2 2、H H2 2S S固液（加熱固液（加熱)制制ClCl2 2、HCl(HBrHCl(HBr、HIH

6、I、HNOHNO3 3、SOSO2 2 ) )液液（加熱）液液（加熱）CC2 2H H4 4 (需加沸石需加沸石) )電解back3、濃鹽酸的替代品、濃鹽酸的替代品 NaCl+濃濃H2SO42NaCl+2H2SO4+MnO2=MnSO4+Na2SO4+Cl2+2H2O4、強氧化劑、強氧化劑MnO2可替代品可替代品 KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2 5 5、濃鹽酸作用：還原性、酸性、濃鹽酸作用：還原性、酸性6、濃度要求、濃度要求該反應(yīng)必須用濃鹽酸，因稀鹽

7、酸幾乎無還原性，隨著反應(yīng)該反應(yīng)必須用濃鹽酸，因稀鹽酸幾乎無還原性，隨著反應(yīng)進行，濃鹽酸將漸稀，一定程度時，會自動停止，進行，濃鹽酸將漸稀，一定程度時，會自動停止，HCl不不可能消耗盡?？赡芟谋M。強熱7、Cl2的收集的收集用向上排氣法用向上排氣法(排飽和食鹽水除排飽和食鹽水除HCl)。干燥：除堿石灰，氧化鈣等堿性干燥劑外均可。干燥：除堿石灰，氧化鈣等堿性干燥劑外均可。檢驗：檢驗：用濕潤的用濕潤的KI淀粉試紙，試紙變藍。淀粉試紙，試紙變藍。 濕潤的藍色石蕊試紙，先變紅再褪色。濕潤的藍色石蕊試紙，先變紅再褪色。尾氣：用尾氣：用NaOH溶液吸收。（溶液吸收。（Ca（OH）2溶液濃度太低）溶液濃度太低

8、）Br2制備制備(NaBr+濃濃H2SO4)，I2制備制備(KI+濃濃H2SO4) 2NaBr+2H2SO4(濃濃)=Br2+Na2SO4+2H2O SO2 2NaI+2H2SO4(濃濃)=I2+Na2SO4+2H2O SO2 濃HClMn OClNaOH22實驗室制取氯氣這樣收集的氯氣不純凈，混有雜質(zhì)HCl和H2O（g）back 第二節(jié)，第二節(jié)，HCL 1、物理性質(zhì)：易溶于水，1體積水溶解500體積氯化氫（噴泉實驗）2 、實驗室制法反應(yīng)原理：高沸點的酸制取低沸點的酸 NaCl + H2SO4（濃） = NaHSO4 + HClNaHSO4 + NaCl = Na2SO4 + HCl2NaCl

9、 + H2SO4（濃） = Na2SO4 + 2HCl發(fā)生裝置：特點固體和液體加熱型（與Cl2相同） 儀器燒瓶、分液漏斗、鐵架臺、酒精燈、導(dǎo)管收集裝置：特點向上排空氣集氣法（與Cl2相同） 儀器集氣瓶、導(dǎo)管除尾氣裝置：與Cl2不相同，用漏斗倒置在液面上方，防止氣態(tài)氯化氫變?yōu)?液態(tài)后，壓強減小，產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。 加熱加熱back濃硫酸NaClbackback氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)方程式的配平方程式的配平1、配平依據(jù)：、配平依據(jù)： 還原劑中某元素化合價升高的總數(shù)與氧化還原劑中某元素化合價升高的總數(shù)與氧化劑中某元素化合價降低總數(shù)相等。劑中某元素化合價降低總數(shù)相等。2、配平步驟：、配平步驟：（1）寫出

10、反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，標(biāo)出有變）寫出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，標(biāo)出有變化的元素化合價。化的元素化合價。（2）列出元素的化合價變化情況，計算有關(guān)物）列出元素的化合價變化情況，計算有關(guān)物質(zhì)化學(xué)式里元素的化合價升降值。質(zhì)化學(xué)式里元素的化合價升降值。( 3 )根據(jù)化合價升高和降低的總數(shù)相等，確定相根據(jù)化合價升高和降低的總數(shù)相等，確定相應(yīng)物質(zhì)的系數(shù)。應(yīng)物質(zhì)的系數(shù)。( 4 )從已確定系數(shù)的物質(zhì)出發(fā)，用觀察法確定其從已確定系數(shù)的物質(zhì)出發(fā)，用觀察法確定其它物質(zhì)的系數(shù)。它物質(zhì)的系數(shù)。鹵族元素鹵族元素鹵素單質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)上的相似性和遞變規(guī)律 相似性：易得個電子，具有較強的氧化性 最低價價，最高價價最低價價，最高價價

11、 遞變性：氧化性、l、Br、I依次減弱（、l、Br、I位于周期表的第七主族易得1個電子，顯非金屬性，F(xiàn) 、l、Br、I同一主族核電荷數(shù)增加，半徑增加，得電子能力減弱，氧化性逐漸減弱） 還原性-、l-、Br-、I-依次增強（-、l-、Br-、I-易失電子形成F 、l、Br、I，離子半徑逐漸增加，失電子能力增強，還原性逐漸增強）、單質(zhì)的物理性質(zhì)比較：（按、單質(zhì)的物理性質(zhì)比較：（按F F2 2、ClCl2 2、r r2 2、2 2順序）順序） 顏色加深；顏色加深； 密度增大；密度增大； 熔、沸點漸高；熔、沸點漸高； 溶解性（水中）漸小；溶解性（水中）漸小；back、單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性：、

12、單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性：（1 1）與金屬反應(yīng)：）與金屬反應(yīng)：2 MXn 2Fe3Cl2 2FeCl3Cu+Cl2 CuCl2 2Fe+3Br2=2FeBr3Cu+Br2 = CuBr2 Fe+I2=FeI2 ( 2Cu+ I2=2CuI) 碘的氧化性比碘的氧化性比Cl2 ，Br2弱弱（2 2）與水反應(yīng)：）與水反應(yīng)：2F2 + 2H2O = 4HF + O2 (水做還原劑水做還原劑)X2 + H2O = HX + HXO (X=Cl、Br、I) 與與2 反應(yīng)：反應(yīng)：2+X2=2HXa.HX生成及穩(wěn)定性：生成及穩(wěn)定性：HFHClHBrHI 氟在陰暗處與氫氣劇烈化合而爆炸，氟在陰暗處與氫氣劇

13、烈化合而爆炸，HF很穩(wěn)定很穩(wěn)定 氯在強光照射下與氫氣劇烈化合而爆炸，氯在強光照射下與氫氣劇烈化合而爆炸，HCl較穩(wěn)定較穩(wěn)定 溴在高溫條件下與氫氣較慢化合，溴在高溫條件下與氫氣較慢化合，HBr較不穩(wěn)定較不穩(wěn)定 碘與氫氣持續(xù)加熱，慢慢化合，碘與氫氣持續(xù)加熱，慢慢化合，HI不穩(wěn)定不穩(wěn)定b.HX的還原性：的還原性：HFHClHBrHIc.HX水溶液的酸性：水溶液的酸性：HFHClHBrHBrO4HIO45、X離子檢驗離子檢驗 X酸化酸化AgNO3溶液生成沉淀溶液生成沉淀 l+ Ag+=AgCl(白白) Br+ Ag+=AgBr(淺黃淺黃) I+ Ag+=AgI(黃黃)還有：用氯水，四氯化碳為試劑的方法

14、。 加熱6，鹵素的顏色，鹵素的顏色 F2 ： 氟氣（淡黃綠色）氟氣（淡黃綠色） Cl2：氯氣（黃綠色）氯氣（黃綠色） 氯水（淺黃綠色）氯水（淺黃綠色） Br2：液溴（深紅棕色）液溴（深紅棕色）溴蒸汽（紅棕色）溴蒸汽（紅棕色） 溴的溴的有機溶劑（橙紅色有機溶劑（橙紅色 ）溴水（橙色）溴水（橙色） I2：固態(tài)碘（紫黑色）固態(tài)碘（紫黑色）碘蒸汽（紫色）碘蒸汽（紫色）碘的有機碘的有機溶劑（紫紅色）溶劑（紫紅色）碘酒（深棕褐色）碘酒（深棕褐色）碘水（棕黃色）碘水（棕黃色）back二、鹵素及其化合物的特殊性二、鹵素及其化合物的特殊性 、氟、氟單質(zhì)氧化性最強；單質(zhì)氧化性最強；無還原性；無還原性；HF酸腐蝕玻

15、璃；有劇毒，水溶液叫氫氟酸（弱酸）酸腐蝕玻璃；有劇毒，水溶液叫氫氟酸（弱酸） 用途：雕刻玻璃，制造塑料、橡膠、藥品、單質(zhì)氟AgF溶于水，溶于水，CaF2難溶；難溶；F元素?zé)o正價，但有含氧酸（例：元素?zé)o正價，但有含氧酸（例：HFO中，氟為中，氟為1價，氧為零價）；價，氧為零價）；HF水溶液呈弱酸性，而水溶液呈弱酸性，而HCl,HBr,HI水溶液為強酸性；水溶液為強酸性；氫氟酸可存于塑料容器或鉛制容器中。氫氟酸可存于塑料容器或鉛制容器中。back2. 溴溴液溴為棕紅色液體，易揮發(fā)；液溴為棕紅色液體，易揮發(fā)；腐蝕皮膚、橡膠；腐蝕皮膚、橡膠；保存液溴：密閉，冷暗處，液保存液溴：密閉，冷暗處，液(水水)封，玻璃塞；封，玻璃塞； 溴水橙黃色；溴水橙黃色；AgBr，AgI見光分解用于照像術(shù)，感光性見光分解用于照像術(shù)，感光性2AgBr = 2Ag + Br2 ；2AgI = 2Ag + I2HBr能被濃硫酸氧化，應(yīng)用濃磷酸制備，用能被濃硫酸氧化，應(yīng)用濃磷酸制備，用P2O5干燥。干燥。光照光照back、能使溴水褪色的物質(zhì)、能使溴水褪色的物質(zhì)金屬：金屬：Na,Mg,Al,Fe,Zn,Cu堿：堿：NaOH、Na2CO3 還原性氣體：還原性氣體：H2S、HI、SO2 還原性離子：還原性離子：S2, SO32, I ,