氯气:
①化学式:Cl2
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:
氯气的物理性质和化学性质:
(1)物理性质:黄绿色,有刺激性气味,有毒,密度比空气大,能溶于水(1:2)。
(2)化学性质:氯气(Cl
2)是双原子分子,原子的最外层有七个电子,是典型的非金属元素,单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应: 2Na+Cl
22NaCl(反应剧烈,产生大量白烟) 2Fe+3Cl
22FeCl
3(反应剧烈,产生大量棕褐色烟,溶于水成黄色溶液) Cu+Cl
2CuCl
2(反应剧烈,产生大量棕色的烟,溶于水成蓝色或绿色溶液)氯气能与绝大数金属都能发生反应,表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H
2+Cl
22HCl(纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,芒白色火焰,在瓶口处有白雾产生)H
2+Cl
22HCl(发生爆炸) 2P+3Cl
22PCl
3(液态) PCl
3+Cl
2==PCl
5(固态)磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的烟、雾。雾是PCl
3,烟是PCl
5。氯气能有很多非金属单质反应,如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl
2+2NaOH==NaCl+NaClO+H
2O 2Cl
2+2Ca(OH)
2==CaCl
2+Ca(ClO)
2+2H
2O
④与某些还原性物质反应:Cl
2+2FeCl
2===2FeCl
3 Cl
2+SO
2+2H
2O==2HCl+H
2SO
4 ⑤有机反应(参与有机反应的取代和加成反应)
CH
4+Cl
2→CH
3Cl+HCl
CH
3Cl+Cl
2→CH
2Cl
2+HCl
CH
2Cl
2+Cl
2→CHCl
3+HCl
CHCl
3+Cl
2→CCl
4+HCl
Cl
2+CH
2=CH
2→CH
2Cl-CH
2Cl(加成反应)
⑥与水反应 Cl
2+H
2O
HCl+HClO
二氧化硫:
①化学式:SO
2②分子结构:SO
2是由极性键形成的极性分子,因此易溶于水,其晶体为分子晶体。
二氧化硫的物理性质和化学性质:
1.物理性质:
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(常温常压下,1体积水大约溶解40体积的SO2),易液化(沸点-10℃)。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①将SO2通入紫色石蕊试液中,试液变红。
②能与碱性氧化物、碱及某些盐反应。如:
(2)还原性
(3)弱氧化性
(4)漂白性(不能漂白酸碱指示剂) 能和某些有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,易分解而恢复原色,因此,SO2的漂白并不彻底。在中学化学常见试剂中,能用SO2漂白的只有品红溶液,品红溶液无色溶液恢复原色。
SO2与一些物质反应的实验现象:
SO2与强碱反应后固体成分的确定:
SO2与强碱(如NaOH)溶液发生反应后的固体成分取决于二者的用量。遇到类似的问题,可以采用数轴分析法讨论。设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH物质的量为n(NaOH),数轴代表,如下数轴所示:
分析数轴可得:
(1)则固体物质为Na2SO3,
(2),则固体物质为NaOH 和Na2SO3.
(3),则同体物质为NaHSO3
(4),则固体物质为Na2SO3和NaHSO3,
(5),则固体物质为NaHSO3。
二氧化硫的制备:
工业制法:
实验室制法:
(1)收集:向上排空气法。
(2)检验:品红溶液。SO2是中学阶段学到的唯一种既能使品红褪色,加热后又能使其恢复原色的气体。
(3)尾气处理:用NaOH溶液吸收。
二氧化硫的用途:
工业上用二氧化硫漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。此外,二氧化硫还可用于杀菌消毒,可以用作防腐剂。
二氧化硫对环境的污染及治理:
氢氧化铁胶体的制备:
(1)氢氧化铁胶体的制备:
往100mL烧杯中加入50mL水并加热至沸腾,向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,即停止加热。
注意:
(1)实验过程不能用玻璃棒搅拌,否则溶液出现浑浊;
(2)当反应体系呈现红褐色,即制得氢氧化铁胶体,应立即停止加热,否则也容易出现浑浊,产生红褐色的氢氧化铁沉淀。
(2)氢氧化铁的制备:
①原理:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
②操作方法:向试管里注入少量氯化铁溶液,再逐滴滴入氢氧化钠溶液,观察现象。
③现象:有红褐色沉淀产生。
实验室制取甲烷(CH4):
(1)反应原理:CH
3COONa+NaOH
CH
4+Na
2CO
3
(2)发生装置:固+固
气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理:无
(6)检验方法:①点燃,淡蓝色火焰,燃烧产物是H
2O和CO
2
实验室制取一氧化氮(NO):
(1)反应原理:3Cu+8HNO
3(稀)==3Cu(NO
3)
2+2NO↑+4H
2O
(2)发生装置:固+液→气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:排水集气法
(5)尾气处理:收集法(塑料袋)
(6)检验方法:无色气体,暴露于空气中立即变为红棕色
实验室制取二氧化氮(NO2):
(1)反应原理:Cu+4HNO
3(浓)==Cu(NO
3)
2+2NO
2↑+2H
2O
(2)发生装置:固+液→气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:向上排空气法
(5)尾气处理:碱液吸收 (3NO
2+H
2O==2HNO
3+NO;NO+NO
2+2NaOH===2NaNO
2+H
2O)
实验室制取氯化氢(HCl):
(1)反应原理:2NaCl+H
2SO
4Na
2SO
4+2HCl?
(2)发生装置:固+液→气
(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)
(4)收集方法:向上排空气法
(5)尾气处理:水(防倒吸装置)
(6)检验方法:①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟
五水硫酸铜的制备:
(1)实验原理:铜是不活泼金属,不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜,必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中,浓硝酸将铜氧化成Cu
2+,Cu
2+与SO
42-结合得到硫酸铜: Cu+2HNO
3+H
2SO
4====CuSO
4+2NO
2+2H
2O 未反应的铜屑(不溶性杂质)用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0~100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质,溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜,经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离,得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大,可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中,加适量水,加热成饱和溶液,趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却,析出硫酸铜,过滤,与可溶性杂质分离,得到纯的硫酸铜。
(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑,灼烧至表面呈现黑色,冷却;
②加5.5mL3mol/L硫酸,2.5mL浓硝酸,反应平稳后水浴加热,补加2.5mL3mol/L硫酸,0.5mL浓硝酸;
③铜近于完全溶解后,趁热倾滗法分离;
④水浴加热,蒸发浓缩至结晶膜出现;
⑤冷却、过滤;
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例,加热溶于水,趁热过滤;
⑦滤液冷却、过滤、晾干,得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重,计算产率。
实验室制取硫化氢(H2S):
(1)反应原理:FeS+2HCl→H
2S↑+FeCl
2
(2)发生装置:固+液→气(启普发生器)
(3)净化方法:饱和NaHS(除HCl),固体CaCl
2(除水蒸气)
(4)收集方法:向上排空气法
(5)尾气处理:CuSO
4溶液或碱液吸收(H
2S+2NaOH==Na
2S+H
2O或H
2S+NaOH==NaHS+H
2O)
(6)检验方法:①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑