论文部分内容阅读
学习“氯气”一节时，不少同学往往在许多重要的知识点上经常出现似是而非、张冠李戴的现象.为了便于大家准确、牢固、迅速地理解和掌握本节的重、难点知识，现将有关问题逐一归纳、整理如下，仅供参考.
1．嗅氯气的刺激性气味时，不能将打开的集气瓶口直接放在鼻孔下方.正确的方法是在打开的瓶口上方用手轻轻扇动，仅让极少量的氯气飘入鼻孔,否则，易造成中毒及污染空气.
2.制备FeCl3、CuCl2时，不能使金属铁、铜与盐酸反应.因为铁的金属性虽然比较活泼，能与弱氧化剂盐酸直接反应，但只能生成低价的FeCl2，反应的化学方程式是：Fe+2HClFeCl2+H2↑.(这是用铁直接制取FeCl2的方法)；金属铜在金属活动性顺序表中位于氢之后，其还原性较弱，不能与盐酸发生反应.用铁、铜制备这两种金属的高价盐，应该使它们直接与强氧化剂氯气在点燃的条件下发生氧化还原反应.化学方程式如下：
2Fe+3Cl2点燃FeCl3；Cu+Cl2点燃CuCl2.
3.红磷在氯气中燃烧时，能形成很浓的白色烟雾.反应方程式如下：2P+3Cl2点燃2PCl3，PCl3+Cl2PCl5．描述此实验现象时，不能将其叙述为只产生了很浓的白色烟或只产生了很浓的雾.因为在这个反应里，既生成了大量PCl5的白色细小固体颗粒，分散在气体里为白烟，同时又生成了很多PCl3的无色液体小液滴，分散在气体里为白雾；而PCl5和PCl3一起分散在气体里便形成了浓的白色烟雾.
4物质燃烧时，在许多情况下往往都有氧气参与反应.但是，不能说物质燃烧时就一定要有氧气参与.因为在没有氧气的情况下，许多物质与强氧化剂(如氯气等)反应时照样能够出现发光发热的剧烈的燃烧现象.如红热的金属丝在氯气中燃烧就是一个很好的例子.
5纯净的H2在Cl2中燃烧，或在光照下H2与Cl2发生氧化还原反应，都能生成HCl气体.但工业上制备氯化氢气体的化学原理，却不能用化学方程式H2+Cl2光照2HCl来表示.这是因为工业上生产氯化氢气体是在点燃的条件下进行的，而不是在光照下发生的.6Cl2溶解于水后，只有一少部分能够与水发生反应.应该指出，这个反应属于可逆反应，它不能进行到底或者说不能趋于完成.因为反应物Cl2和H2O与生成物HCl和HClO之间建立了化学平衡，用化学方程式可表示为：Cl2+H2OHCl+HClO.如果在常温下，向氯水中加入一定量的苛性钠或纯碱等的溶液时，该反应就可完成.
新制氯水中的次氯酸虽然不稳定，在通常情况下是不容易发生分解反应的，所以这时氯水里所发生的化学反应，就不能用化学方程式表示为：2Cl2+2H2O4HCl+O2↑.由于在此种情况下，次氯酸的分解反应速率十分缓慢，不可能有氧气放出，只有在强光照射下才容易分解放出氧气.
存放新制的氯水时，既不能使用橡胶塞，又不能把它盛装在无色玻璃瓶里并置于阳光直射的地方.由于氯水里的氯气与橡胶里的不饱和键会发生加成反应而使橡胶受到腐蚀,同时，当受到阳光照射时次氯酸的分解速率显著加快，使新制的氯水很快变质.反应的化学方程式是：2HClO光2HCl+O2↑.所以，保存新制的氯水应该做到：使用棕色玻璃磨塞的细口瓶盛装，置于阴凉冷暗处，还不宜久存.
新制的氯水和久置的氯水，虽然都是氯水，但是它门的定语不同，所以不能误认为它们的化学成分、性质和用途都相同.因为前者是多种成分(三种分子——Cl2、H2O、HClO;四种离子——H+、Cl-、ClO-和极少量的OH-)组成的，具有多重化学性质(强氧化性、漂白作用、酸性等)，兰色石蕊试纸与新制的氯水作用先变红而后褪色，淀粉碘化钾试纸与其作用变蓝就是很好的证明；而后者则是很稀的盐酸，仅仅具有较弱氧化性等.
7潮湿的氯气具有很强的漂白作用，而干燥的氯气却不能漂白有色织物.这一事实充分证明了漂白作用并不是具有较强氧化性的氯气本身的化学性质，而是氯气和水作用生成的HClO的一个重要化学特性.漂白粉是一种混合物，不能误认为它是纯净物.因为漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，其有效成分则是Ca(ClO)2.
漂白粉必须密封存放于阴凉处，不能露天放置，也不宜久存.因为漂白粉遇到空气中的CO2和水蒸气就会迅速变质.所发生反应的化学方程式是：
Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO.
实验室里用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取氯气时，加热温度不能过高.一是可防止浓盐酸中的HCl气体大量挥发，致使生成的氯气有所减少；二是还会防止所收集的氯气不纯，其中往往还含有氯化氢、水蒸气等气体杂质.
实验室里制取氯气的发生装置里，分液漏斗上方的磨口玻塞不仅不能打开，而且一定要塞紧塞好，以防实验过程中HCl气体从上口中不断逸出.这不仅浪费了盐酸，而且还会污染环境.
实验室里收集干燥、纯挣的氯气，不能使用碱石灰、生石灰等碱性干燥剂，因为氯气能和这类物质发生化学反应而大量损耗.如与碱石灰中的NaOH反应如下2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O.所以，制备氯气时只能用酸性的非还原性的干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷等干燥它.
实验室里制取干燥、纯净的氯气时，为了收集到浓而纯的氯气，常常采用排除饱和食盐水的方法，不能采用排水法.因为在20 ℃时，若以食盐的溶解度为35．8 g计，其饱和溶液的质量分数为26．4％，密度为1．197 g／mL，则氯离子的浓度为5．4 mol/L；但是，常温下1体积的水里能溶解2体积的氯气.若设其13与水发生了反应，且溶液的密度为1．0 g／mL则氯水中氯离子的浓度约为0．03 mol／L.显然饱和食盐水里氯离子的浓度是氯水中的180倍，它能有效抑制如下化学平衡(Cl2+H2OHCl+HClO)向正反应方向移动，阻止氯气溶于水.所以，实验室里制取氯气时采用排除饱和食盐水的方法收集.若使用排水法收集，既损耗了较多的氯气，又会使所收集的氯气不纯.
9加热含有4n摩尔氯化氢的浓盐酸和足量二氧化锰的混合物，不能生成n摩尔的氯气.这不仅由于在反应过程中浓盐酸逐步被生成的水稀释，而且稀盐酸的还原性又较弱，当盐酸被稀释到一定程度时，就不会与氧化剂二氧化锰发生氧化还原反应的缘故.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
1．嗅氯气的刺激性气味时，不能将打开的集气瓶口直接放在鼻孔下方.正确的方法是在打开的瓶口上方用手轻轻扇动，仅让极少量的氯气飘入鼻孔,否则，易造成中毒及污染空气.
2.制备FeCl3、CuCl2时，不能使金属铁、铜与盐酸反应.因为铁的金属性虽然比较活泼，能与弱氧化剂盐酸直接反应，但只能生成低价的FeCl2，反应的化学方程式是：Fe+2HClFeCl2+H2↑.(这是用铁直接制取FeCl2的方法)；金属铜在金属活动性顺序表中位于氢之后，其还原性较弱，不能与盐酸发生反应.用铁、铜制备这两种金属的高价盐，应该使它们直接与强氧化剂氯气在点燃的条件下发生氧化还原反应.化学方程式如下：
2Fe+3Cl2点燃FeCl3；Cu+Cl2点燃CuCl2.
3.红磷在氯气中燃烧时，能形成很浓的白色烟雾.反应方程式如下：2P+3Cl2点燃2PCl3，PCl3+Cl2PCl5．描述此实验现象时，不能将其叙述为只产生了很浓的白色烟或只产生了很浓的雾.因为在这个反应里，既生成了大量PCl5的白色细小固体颗粒，分散在气体里为白烟，同时又生成了很多PCl3的无色液体小液滴，分散在气体里为白雾；而PCl5和PCl3一起分散在气体里便形成了浓的白色烟雾.
4物质燃烧时，在许多情况下往往都有氧气参与反应.但是，不能说物质燃烧时就一定要有氧气参与.因为在没有氧气的情况下，许多物质与强氧化剂(如氯气等)反应时照样能够出现发光发热的剧烈的燃烧现象.如红热的金属丝在氯气中燃烧就是一个很好的例子.
5纯净的H2在Cl2中燃烧，或在光照下H2与Cl2发生氧化还原反应，都能生成HCl气体.但工业上制备氯化氢气体的化学原理，却不能用化学方程式H2+Cl2光照2HCl来表示.这是因为工业上生产氯化氢气体是在点燃的条件下进行的，而不是在光照下发生的.6Cl2溶解于水后，只有一少部分能够与水发生反应.应该指出，这个反应属于可逆反应，它不能进行到底或者说不能趋于完成.因为反应物Cl2和H2O与生成物HCl和HClO之间建立了化学平衡，用化学方程式可表示为：Cl2+H2OHCl+HClO.如果在常温下，向氯水中加入一定量的苛性钠或纯碱等的溶液时，该反应就可完成.
新制氯水中的次氯酸虽然不稳定，在通常情况下是不容易发生分解反应的，所以这时氯水里所发生的化学反应，就不能用化学方程式表示为：2Cl2+2H2O4HCl+O2↑.由于在此种情况下，次氯酸的分解反应速率十分缓慢，不可能有氧气放出，只有在强光照射下才容易分解放出氧气.
存放新制的氯水时，既不能使用橡胶塞，又不能把它盛装在无色玻璃瓶里并置于阳光直射的地方.由于氯水里的氯气与橡胶里的不饱和键会发生加成反应而使橡胶受到腐蚀,同时，当受到阳光照射时次氯酸的分解速率显著加快，使新制的氯水很快变质.反应的化学方程式是：2HClO光2HCl+O2↑.所以，保存新制的氯水应该做到：使用棕色玻璃磨塞的细口瓶盛装，置于阴凉冷暗处，还不宜久存.
新制的氯水和久置的氯水，虽然都是氯水，但是它门的定语不同，所以不能误认为它们的化学成分、性质和用途都相同.因为前者是多种成分(三种分子——Cl2、H2O、HClO;四种离子——H+、Cl-、ClO-和极少量的OH-)组成的，具有多重化学性质(强氧化性、漂白作用、酸性等)，兰色石蕊试纸与新制的氯水作用先变红而后褪色，淀粉碘化钾试纸与其作用变蓝就是很好的证明；而后者则是很稀的盐酸，仅仅具有较弱氧化性等.
7潮湿的氯气具有很强的漂白作用，而干燥的氯气却不能漂白有色织物.这一事实充分证明了漂白作用并不是具有较强氧化性的氯气本身的化学性质，而是氯气和水作用生成的HClO的一个重要化学特性.漂白粉是一种混合物，不能误认为它是纯净物.因为漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，其有效成分则是Ca(ClO)2.
漂白粉必须密封存放于阴凉处，不能露天放置，也不宜久存.因为漂白粉遇到空气中的CO2和水蒸气就会迅速变质.所发生反应的化学方程式是：
Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO.
实验室里用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取氯气时，加热温度不能过高.一是可防止浓盐酸中的HCl气体大量挥发，致使生成的氯气有所减少；二是还会防止所收集的氯气不纯，其中往往还含有氯化氢、水蒸气等气体杂质.
实验室里制取氯气的发生装置里，分液漏斗上方的磨口玻塞不仅不能打开，而且一定要塞紧塞好，以防实验过程中HCl气体从上口中不断逸出.这不仅浪费了盐酸，而且还会污染环境.
实验室里收集干燥、纯挣的氯气，不能使用碱石灰、生石灰等碱性干燥剂，因为氯气能和这类物质发生化学反应而大量损耗.如与碱石灰中的NaOH反应如下2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O.所以，制备氯气时只能用酸性的非还原性的干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷等干燥它.
实验室里制取干燥、纯净的氯气时，为了收集到浓而纯的氯气，常常采用排除饱和食盐水的方法，不能采用排水法.因为在20 ℃时，若以食盐的溶解度为35．8 g计，其饱和溶液的质量分数为26．4％，密度为1．197 g／mL，则氯离子的浓度为5．4 mol/L；但是，常温下1体积的水里能溶解2体积的氯气.若设其13与水发生了反应，且溶液的密度为1．0 g／mL则氯水中氯离子的浓度约为0．03 mol／L.显然饱和食盐水里氯离子的浓度是氯水中的180倍，它能有效抑制如下化学平衡(Cl2+H2OHCl+HClO)向正反应方向移动，阻止氯气溶于水.所以，实验室里制取氯气时采用排除饱和食盐水的方法收集.若使用排水法收集，既损耗了较多的氯气，又会使所收集的氯气不纯.
9加热含有4n摩尔氯化氢的浓盐酸和足量二氧化锰的混合物，不能生成n摩尔的氯气.这不仅由于在反应过程中浓盐酸逐步被生成的水稀释，而且稀盐酸的还原性又较弱，当盐酸被稀释到一定程度时，就不会与氧化剂二氧化锰发生氧化还原反应的缘故.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文