化学自习室移动版

一、物理性质总述

氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，沸点：－34.6 ℃，易液化。在25 ℃时，1体积的水可溶解约2体积的氯气。

在多原子分子中，其所包含的共价键类型会有σ键和π键（也会有δ键，这里不讨论），而对于一般的σ键和π键上的键电子，其“活动范围”仅局限在两个成键原子中，这样的键叫做定域键；

氯气的观察

氯气的收集

排空法：

氯气密度比空气大，所以应采用向上排空法！

利用上方集气瓶装置进行排空时，要注意“长进短出”！

排饱和食盐水：（不能单纯地使用排水法）

在25 ℃时，1体积的水可溶解约2体积的氯气，所以不能单纯地使用排水法收集氯气。

排饱和食盐水可进行收集的主要原因：饱和食盐水中氯离子浓度大，使得上述平衡逆向移动，能够抑制氯气与水的反应，从而抑制氯气的溶解。

次要原因：根据相似相溶原理，氯气是非极性分子，氯化钠能够增强水的极性，从而抑制氯气的溶解，进而起到收集作用。

该实验图示需要注意的点是：1）饱和食盐水；2）短进长出（如果长进短出，液面下降以后就无法将食盐水挤压出去）

引申实验：氯气制备实验中如何去除氯气中含有的HCl？

请你判断下面实验图示能否实现目的（去除氯气中的HCl）？

答：都可以

解析：实验原理都是利用HCl极易溶于水，氯气不溶于该溶液。

饱和食盐水可以提供氯离子进而抑制氯气的溶解；稀硫酸则可以提供氢离子，也可以使得下述平衡逆向移动，从而抑制氯气的溶解（这个图例是2021年福建卷的高考题哦，抓住本质去思考问题）。

二、氯气的化学性质

1、氯气与氢气的反应

实验现象：氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。

实验解释：白雾：盐酸小液滴

注意事项：避免在强光照射下进行，会产生爆炸。

（1）与变价金属Fe、Cu的反应（需要加热进行）

示例：下述实验图示能否制备氯化亚铁？

答：×

解析：氯气与铁加热生成氯化铁，与铜反应生成氯化铜。

引申判断：过量Fe与氯气加热能否制备得到氯化亚铁？

答：×

解析：氯气与铁加热生成氯化铁固体，过量的Fe不与氯化铁固体发生反应。（Fe与氯化铁的溶液就可以反应啦，有效碰撞更多）

实验补充细节：1）氯气与铁加热产生棕红色的烟；2）氯气与铜加热产生棕黄色的烟

（2）非金属性或氧化性的比较

氧化性：F₂＞Cl₂＞Br₂＞I₂＞S

非金属性：F＞Cl＞Br＞I

典型错误示例1：非金属性的比较不用最高价含氧酸的酸性强弱

1）向Na2S 溶液中滴加盐酸产生臭鸡蛋气味的气体，能否说明非金属性：Cl＞S？

2）将盐酸滴加到亚硫酸钠固体中，把产生的气体通入品红溶液，品红溶液褪色，能否说明非金属性：Cl＞S？

3）测定等浓度Na2S、NaCl溶液的pH，能否说明非金属性：Cl＞S？

答：×

解析：

1）只能说明酸性：HCl＞H₂S（强酸制弱酸），这两个酸都不是Cl和S的最高价含氧酸，所以无法比较。

2） 只能说明酸性：HCl＞亚硫酸（强酸制弱酸），也不是Cl和S的最高价含氧酸，所以无法比较。

3）根据越弱越水解的规律，只能得出酸性：HCl＞HS^-，同样不是Cl和S的最高价含氧酸，所以无法比较。

典型错误示例2：氧化性（非金属性）的比较不注意分离的问题

请你判断下列实验图示能否说明元素非金属性的强弱（左:Cl＞Br＞S；右：Cl＞Br＞I）？

答：×

解析：Cl₂和反应产生的Br₂都能够与Na₂S或KI在溶液中发生反应，因此都不能证明元素的非金属性：Cl＞Br＞S或Cl＞Br＞I。

典型错误示例3：氧化性（非金属性）的比较不注意氟单质与水的反应

请你判断“向NaCl溶液中通入氟气，能否证明非金属性：F＞Cl？”

答：×

解析：F₂会优先和溶液中的水发生反应，不与NaCl反应，所以无法说明。

典型错误示例4：氧化性（非金属性）的比较不注意量（还原性强弱）的问题

请你判断“将少量氯水滴入溴化亚铁溶液中，能否证明非金属性：Cl＞Br？”

答：×

解析：亚铁离子的还原性大于溴离子，将少量氯水滴入溴化亚铁溶液中，亚铁离子优先反应，不能达到实验目的

典型错误示例5：苯或四氯化碳作溶剂时的分层问题

注意1：卤素单质在非极性溶剂苯和四氯化碳中的溶解度更大

注意2：苯的密度比水小，四氯化碳的密度比水大

注意3：溴单质和碘单质在水和有机物中的颜色

典型正确示例1：Cl与S的非金属性可以利用它们与变价金属（Fe、Cu）的反应加以判断

典型正确示例2：利用各单质与氢气化合的难易程度加以判断

典型正确示例3：在进行卤素单质间的置换时，分开操作，例如：为证明非金属性Cl＞Br、Cl＞I，可采用下列图示：

三、次氯酸的漂白性

干燥的Cl₂无漂白作用；在有H₂O存在的条件下，氯气与水反应生成的次氯酸有强氧化性，能氧化有机色素从而导致其褪色

典型错误示例1：用有色鲜花验证干燥的氯气没有漂白性

有色花瓣中含水，干燥的氯气能使其褪色，所以无法验证干燥的氯气是否有漂白性。

典型错误示例2：探究干燥的氯气是否具有漂白性时未注意水分的携带

错误示例中干燥氯气接触湿润布条后会携带水分进入后续装置，所以无法验证干燥的氯气是否有漂白性。

典型错误示例3：干燥剂的选择存在错误

错误示例中，氯气会与碱石灰发生反应而被吸收。

典型错误示例4：干燥剂的盛放装置存在错误

浓硫酸不宜盛放于该U型管内，因为如若气体流速过快可能会导致一部分浓硫酸被挤压到后续装置中。

引申拓展1：

下述装置如何进行操作才可以探究干燥的氯气和湿润的氯气是否具有漂白性？

答：先关闭K，干燥后氯气不能使干燥红纸褪色，后打开K，潮湿氯气能使干燥红纸褪色，可用于验证潮湿氯气与干燥氯气的漂白性

典型错误示例5：漂白性与其他性质的混淆

思考：酸性高锰酸钾溶液褪色，能否说明氯水具有漂白性？

答：×

解析：氯水中存在氯离子，氯离子与酸性高锰酸钾溶液反应从而使其褪色，因而体现的是氯离子的还原性，而不是氯水的漂白性！

典型错误示例6：氯水的永久性漂白与二氧化硫的不稳定漂白混淆

思考判断下列表述是否正确：将氯气通入品红溶液，红色褪去，加热该褪色溶液，溶液又恢复红色，说明次氯酸具有漂白性。

答：×

解析：氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，能使品红溶液褪色，但加热已褪色的溶液，溶液不会恢复到原来的颜色！

引申拓展2：新制氯水的酸性与漂白性探究

实验现象：紫色石蕊试液变红，而后褪色

引申拓展3：新制氯水的保存

解析：棕色试剂瓶低温保存，防止次氯酸见光或受热分解。

引申拓展4：新制氯水的pH测定

解析：不能用pH试纸进行测定，因为新制氯水中的次氯酸具有强氧化性，会使得pH试纸漂白褪色。

四、氯气与碱的反应

实验考点1：氯气的尾气吸收

澄清石灰水中氢氧化钙的量很少，吸收氯气的效果不佳，应选用氢氧化钠溶液或石灰乳。

实验考点2：喷泉实验

氯气能与氢氧化钠溶液反应，从而使气体的压强减小而产生喷泉，所以可以用左侧装置完成氯气与氢氧化钠溶液的喷泉实验；右侧装置中，氯气在饱和食盐水中溶解度小，打开止水夹，挤压胶头滴管不能引发喷泉。