氯元素

一、氯气（Cl_{2}）

1.物理性质

常温常压下氯气为有强烈刺激性气味的黄绿色气体，密度是比空气密度大。可溶于水（1体积水溶解约2体积的氯气），易溶于有机溶剂，难溶于饱和食盐水。在低温和加压条件下，氯气可转变为液态和固态。

2.化学性质

氯气的化学性质非常活泼。

（1）与金属反应

2Na+Cl_{2}frac{点燃}{——}2NaCl ，产生白烟

2Fe+3Cl_{2}frac{点燃}{——}2FeCl_{3} ，产生棕褐色烟

Cu+Cl_{2}frac{点燃}{——}CuCl_{2} ，产生棕黄色烟

（2）与非金属单质反应

H_{2}+Cl_{2}frac{点燃}{——}2HCl ，苍白色火焰，集气瓶口产生白雾。可用于氢气和氯气相互鉴别

2P+3Cl_{2}frac{点燃}{——}2PCl_{3} （无色液体）

2P+5Cl_{2}frac{点燃}{——}2PCl_{5} （白色固体）

PCl_{3}+Cl_{2}frac{点燃}{——}PCl_{5}

（3）与水反应

此反应可逆： Cl_{2}+H_{2}O⇋HCl+HClO

离子方程式： Cl_{2}+H_{2}O⇋H^{+}+Cl^{-}+HClO

（4）与堿反应

Cl_{2}+2NaOH=NaCl+NaClO+H_{2}O （可用于制漂白液、除去多余氯气）

离子方程式： Cl_{2}+2OH^{-}=Cl^{-}+ClO^{-}+H_{2}O

制漂白粉： 2Cl_{2}+2Ca(OH)_{2}=CaCl_{2}+Ca(ClO)_{2}+2H_{2}O

（5）与还原性物质反应

2FeCl_{2}+Cl_{2}=2FeCl_{3}

SO_{2}+Cl_{2}+2H_{2}O=H_{2}SO_{4}+2HCl

2NH_{3}+3Cl_{2}=N_{2}+6HCl （氨气少量）

8NH_{3}+3Cl_{2}=N_{2}+6NH_{4}Cl （氨气过量）

2KI+Cl_{2}=2KCl+I_{2}

二、次氯酸和次氯酸盐的性质

1.次氯酸（ HClO ）

弱酸性：次氯酸是一种一元弱酸。

强氧化性：次氯酸能氧化还原性物质（如： KI，FeCl_{2}，Na_{2}SO_{3} 等)，还可以使有色布条、品红溶液、石蕊溶液褪色。常用作消毒剂、漂白剂。

不稳定性：在光照或加热条件下易分解， HClOfrac{光照/Delta}{———}HCl+O_{2}uparrow 。

保存方法：密封避光保存在棕色试剂瓶中

2.次氯酸钙（ Ca(ClO)_{2} ）

次氯酸钙为白色粉末，是漂白粉的主要成分，稳定性强于次氯酸，可溶于水。

与稀盐酸反应： Ca(ClO)_{2}+2HCl=CaCl_{2}+2HClO

与浓盐酸反应 ： Ca(ClO)_{2}+4HCl（浓）=CaCl_{2}+2H_{2}O+2Cl_{2}uparrow

漂白粉漂白原理：生成次氯酸， Ca(ClO)_{2}+H_{2}O+CO_{2}=CaCO_{3}downarrow+2HClO

三、氯气的实验室制备

1.试剂

二氧化锰（ MnO_{2} ）、浓盐酸

2.原理

MnO_{2}+4HCl（浓）frac{Delta}{——}MnCl_{2}+2H_{2}O+Cl_{2}uparrow

3.反应装置

铁架台，酒精灯，圆底烧瓶，分液漏斗

实验室制氯气的装置

4.净化装置

①用饱和食盐水除去氯气当中混有的氯化氢：盛有饱和食盐水洗瓶、防倒吸装置

②然后用浓硫酸除去水：装有浓硫酸的洗瓶

5.收集

方法：向上集气法、排饱和食盐水法

验满：把碘化钾淀粉试纸湿润，放到集气瓶口上方，若试纸变蓝色，则氯气已收集满

6.尾气处理

用氢氧化钠除去多余的氯气，防止污染环境。

Cl_{2}+2NaOH=NaCl+NaClO+H_{2}O

三、卤素

1.卤族元素

元素： F、Cl、Br、I、At （氟、氯、溴、碘、砹）

对应单质： F_{2} （淡黄色气体）、 Cl_{2} （黄绿色气体）、 Br_{2} （深红棕色液体）、 I_{2} （紫黑色固体）、 At （放射性固体）

2.化学性质

（1）氧化性： F_{2}>Cl_{2}>Br_{2}>I_{2}

（2）卤素单质间的置换

Cl_{2}+2NaBr=Br_{2}+2NaCl

Cl_{2}+2KI=I_{2}+2KCl

Br_{2}+2KI=I_{2}+2KBr