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对含氯元素化合物的分析(高中化学)
一、氯元素,位于元素周期表的第三周期ⅦA族,化学符号为Cl,根据元素周期表主族元素的规律,氯元素的最高正价为+7价,最低负价为-1价。
二、-1价的含氯元素化合物主要是HCl、MClx(M表示金属元素和铵根) 1、HCl是气态物质,其水溶液称为盐酸,属于强酸,具有强腐蚀性,强刺激性。既然属于酸,就具有酸的通性。
酸的通性
1. 酸溶液能使酸碱指示剂变色:紫色石蕊遇HCl显红色。
2. 跟金属活动性顺序表(H)前面的金属单质反应,生成盐和氢气。如
Zn+2HCl=ZnCl2+H2。
3. 跟碱性氧化物反应,生成盐和水。如2HCl+CaO=CaCl2+H2O 4. 与碱发生中和反应。如HCl+NaOH=NaCl+H2O 5. 与某些盐反应,生成新酸和新盐。(强酸制弱酸) 如2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2+H2O
2、HCl还具有一定的还原性和氧化性。还原性主要是氯离子的影响,会被强氧化性物质(如高锰酸钾、重铬酸钾、二氧化锰等)氧化为氯气或其他高价含氯化合物。氧化性是受氢离子的影响,会被强还原性物质(如活泼金属)所还原。
3、MClx的代表物主要是NaCl、MgCl2。NaCl的主要用途:(1)食用盐;(2)作生理盐水(含NaCl的质量分数为0.9%);(3)选种;(4)化工原料,如工业上电解熔融NaCl制取金属钠,电解氯化钠水溶液制取氯气、氢气和氢氧化钠。
MgCl2的主要用途:卤粉
三、0价的含氯元素的物质是氯气。
1、氯气的物理性质:黄绿色有强烈刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,可溶于水和碱溶液,易溶于有机溶剂。
2、化学性质:(1)氧化性
与金属单质的反应:如3Fe+2Cl2=点燃=2FeCl3(注:干燥的氯气或液氯不与Fe反应,只能在加热条件下反应,因此可以用钢瓶储存氯气或液氯)。
与非金属单质的反应:如H2+Cl2=点燃=2HCl
与水的反应:Cl2+H2O=HCl+HClO(可逆反应,此反应为歧化反应,氯气既作氧化剂,又作还原剂。)
与碱的反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+H2O
漂白粉
漂白液
(以上两个反应为歧化反应,氯气既作氧化剂,又作还原剂。)
与盐溶液的反应:Na2S+Cl2=S+2NaCl(此反应用来证明氯元素的非金属性或氧化性比S强)
(2)还原性
氯气与水、氢氧化钠、氢氧化钙的反应均能证明氯气具有还原性。 (3)与烷烃在光照下发生取代反应
(4)与烯烃、炔烃等不饱和烃发生加成反应
3.实验室制取氯气:MnO2+4HCl(浓盐酸)=MnCl2+Cl2+2H2O(欲除去氯气中的氯化氢,应将制取的氯气通入饱和食盐水)
四、+1的含氯化合物主要是次氯酸、次氯酸钠、次氯酸钙 1、次氯酸(HClO)
次氯酸是弱酸,但其氧化性是含氯元素的含氧酸中最强的。
化学性质:(1)弱酸性
(2)强氧化剂:能氧化还原性物质(Na2SO3、KI、FeCl2、石蕊等),使有色布条、品红、石蕊褪色。
(3)不稳定性
2HClO=光照=2HCl+O2
(4)用途:漂白剂、氧化剂、杀毒剂
2、次氯酸钠(NaClO)和次氯酸钙(Ca(ClO)2)
作用与用途:强氧化剂,用作漂白剂、氧化剂及水净化剂。具有漂白、杀菌、消毒的作用。
五、+2价的含氯化合物(中学阶段不讨论) 六、+3价的含氯化合物主要是亚氯酸及其盐 亚氯酸——HClO2
七、+4价的含氯化合物主要是ClO2
二氧化氯(ClO₂)是一种黄绿色到橙黄色的气体,是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。
八、+5价的含氯化合物主要是氯酸及其盐
氯酸,化学式为HClO3,是氯元素的含氧酸之一,其中氯的化合价为+5价。它具有强酸性与强氧化性。
九、+7价的含氯化合物主要是高氯酸及其盐
高氯酸——HClO4,是高中阶段已知的最强酸,具有强酸性和氧化性。 化合价性质分析:高价氧化低价还,中间价态显两性。
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