非金属及其化合物-1

氯及其化合物非金属及其化合物1、非金属元素在周期表中的位置22种非金属元素，有6种是稀有气体；除H外均处于周期表右上方；除第一周期外，每周期非金属元素数目=8-周期序数。一非金属元素概述2、非金属元素的结构特点？除H、He、B外，最外层电子数≥4；且原子半径比同周期的金属元素小。3、非金属单质的物理性质●常温下状态：气态H2、N2、O2、F2、Cl2（稀有气体）；液态Br2；其余为固态。●晶体类型：原子晶体B、C、Si；分子晶体：除B、C、Si外的其它（常见）非金属单质。●溶解性：除F2与水发生置换反应，Cl2、Br2在水中发生自身氧化还原反应（部分）外，可以说非金属单质均难溶于水。4、非金属元素的性质（1）氧化性从左到右，从下到上，非金属单质的氧化性逐渐增强；氢化物的稳定性逐渐增强。非金属间的置换非金属间的置换原则是非金属性强的置换非金属性弱的。（2）还原性还原性为主的：H2、C、Si、P【归纳】重要非金属单质的性质比较表不反应二、氯及其重要的化合物（一）氯元素的原子结构和化合价1、氯的原子结构典型的非金属；自然界以化合物形式存在（NaCl、MgCl2等，海水中，盐矿里）。2、化合价：Cl2中显零价，还有+1，+3，+5，+7等价。处于中间价，既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。（二）氯气的物理性质+17287黄绿色气体，强刺激性气味（如何闻？），有毒，比空气重（71＞29）可溶于水（1：2）易液化。（三）氯气的化学性质1.可与大多数金属化合H2+Cl2→2HCl说明：可与大多数金属化合，显强氧化性，把变价金属（如铁，铜）氧化成高价态。氧化性：Cl2Fe3+Cu2+H+2.可与大多数非金属化合点燃或光照实验现象：苍白色火焰瓶口有白雾（解释？）生成刺激性气体点燃2Na+Cl2→2NaCl白烟2Fe+3Cl2→2FeCl3点燃褐色的烟Cu+Cl2→CuCl2点燃棕黄色的烟问：氯气的电子式、结构式、分子极性？问：氯气和磷反应？三氯化磷（雾）五氯化磷（烟）①把HCl气体溶于水得盐酸（工业制盐酸）②对“燃烧”的认识不一定要有O2参加有发光、发热现象属于氧化还原反应3.氯气与水的反应为何自来水、游泳池用氯气消毒？Cl2+H2OHCl+HClO次氯酸酸性极弱(比碳酸弱)不稳定(受热或光照分解)具有强氧化性(比氯气强)2HClO→2HCl+O2↑光照氯水：淡黄绿色,避光保存。新制氯水的主要成份：Cl2、H2O、HClO;H+、Cl-、ClO-、OH-久置氯水的主要成份：H+、Cl-、OH-(次氯酸分解)指出下列现象,说明理由(写出反应式)：实验现象解释或反应式加入碳酸钙粉末有气体生成2HCl+CaCO3→CaCl2+CO2↑+H2O锌粒加入氯水中有气体生成Zn+2H+→Zn2++H2↑先变红,后褪色酸性,后被HClO氧化漂白褪色HClO氧化漂白有白色沉淀生成Ag++Cl-→AgCl↓紫色石蕊试液加入氯水中红布条加入氯水中硝酸银溶液加入氯水中Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡移动向氯水中加入的物质浓度变化移动方向应用可溶性氯化物稀酸NaOHCa(OH)2NaHCO3光照左移左移右移右移右移右移a.用饱和食盐水除Cl2的HClb.用排饱和食盐水法收集Cl2次氯酸与浓盐酸反应制Cl2用NaOH溶液吸收多余Cl2制漂白粉制高浓度HClO溶液氯水避光保存或现用现配c(Cl－)增大c(H+)增大c(H+)减小c(H+)减小c(H+)减小C(HClO)减小【思考】：氯气可用于自来水,游泳池消毒,请用化学方程式及简要的文字说明理由。4.氯气与碱的反应：漂白粉的制备及漂白原理(氯气溶解度小,与水的反应生成的HClO少,且不稳定)Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O次氯酸钠(稳定)2Cl2+2Ca(OH)2→CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O次氯酸钙漂白粉：氯化钙和次氯酸钙(有效成分次氯酸钙)（制漂白粉）漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2+2CO2+2H2O→Ca(HCO3)2+2HClO（起漂白作用）①碳酸的酸性比次氯酸强(强酸制弱酸)②漂白粉应避免与空气水分接触(防止失效)。问：酸性强弱比较？HCOOHCH3COOHH2CO3HClOHCO3-Al(OH)3OH问：碱性强弱比较？HCOO-CH3COO-HCO3-ClO-CO32-AlO2-ONa＜＜＜＜＜＜为何上述反应写Ca(HCO3)2更合理？有漂白性的物质：Na2O2；O3；HClO；氯水；SO2；活性炭三种漂白原理氧化漂白Na2O2、O3、HClO、氯水；不可逆，加热不复原化合漂白SO2漂白品红等可逆，加热复原物理漂白活性炭木炭等可逆，属物理变化，加热解析复原问：氯气和氯化亚铁、硫化氢、二氧化硫、碘化钾反应？Cl2+2FeCl2→FeCl3(溶液由浅绿色变成棕黄色)Cl2+H2S→2HCl+S↓(溶液浑浊)Cl2+SO2+H2O→2HCl+2H2SO4(褪色，漂白功能失效)Cl2+2KI→2KCl+I2(湿润的淀粉碘化钾试纸试验Cl2的存在)5.氯气的用途：制盐酸自来水、游泳池消毒制漂白粉(精),漂白棉、麻、纸张用于冶金工业和有机化工氯气有毒,实验室制氯气用NaOH吸收多余的氯气,而不用Ca(OH)2(熟石灰溶解度小,吸收不完全)。Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O（四）Cl-的检验HCl或可溶性氯化物溶液中含有Cl-,如何检验？加入AgNO3溶液再加稀HNO3解释或反应式稀盐酸氯化钠溶液自来水碳酸钠溶液蒸馏水Ag++Cl-→AgCl↓Ag++Cl-→AgCl↓Ag++Cl-→AgCl↓Ag2CO3+2HNO3→2AgNO3+CO2↑+H2O白色沉淀不溶解白色沉淀白色沉淀白色沉淀无现象不溶解不溶解溶解,有气体生成无现象Cl2NaCl、FeCl3CuCl2HClHClONaClOCa(ClO)2KBr、KICO2+H2O、Br2、I2（尾气吸收）（制漂白粉）（漂白原理）Cl2的性质归纳：Cl2的化学性质活泼，能与大多数金属、非金属反应，也能与水、碱反应，还能置换溴、碘。表现强氧化性。（五）氯气的制法（1）反应的原理：（2）装置图：（3）收集气体的方法：（4）除杂（HCl）：（4）尾气的处理：（5）检验氯气是否收集满:（6）氯气的工业制法a.电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2+H2b.电解熔融NaCl得到金属钠和副产物氯气MnO2+4HCl(浓)→MnCl2+Cl2↑+2H2O向上排空气饱和食盐水NaOH溶液湿润的KI-淀粉试纸通电浓HClMnO2浓H2SO4饱和NaClCl2NaOH(五）氯气的实验室制法反应原理是什么？除HCl除H2O根据反应原理如何选择反应装置？怎样检查装置的气密性？制得的氯气有哪些杂质？如何除去？用什么方法收集氯气？尾气如何处理？MnO2+4HCl(浓)→MnCl2+Cl2↑+2H2O（六）氯的重要化合物的性质与用途1、氢化物（HCl）还原性：较弱的还原性（Cl━处于最低价）水溶性：极易溶于水，水溶液为盐酸2、盐酸（无色易挥发有强烈刺激性气味的液体）强酸性：（三大强酸之一）－具有酸的通性还原性：较弱的还原性（Cl━处于最低价）—实验室制氯气氧化性：较弱的氧化性（H+处于最高价）—实验室制氢气3、盐酸的实验室制法工业制法：H2+Cl2→2HCl实验室制法：NaCl+H2SO4(浓)→2HCl↑+Na2SO4点燃强热问：如何收集、检验氯化氢、尾气装置如何设计？答：向上排空气法收集；蓝色石蕊试纸或蘸有浓氨水的玻璃棒检验；用水或氢氧化钠溶液，并用倒置的漏斗来吸收。思考题：制备HCl气体下列方法可行的是（）①NaHSO4+KCl②浓H2SO4滴入浓HCl③Cl2通入H2O④浓H2SO4、NaCl、MnO2(s)AB4、含氧酸：同种元素不同价态含氧酸酸性强弱顺序：HClO4HClO3HClO2HClO最强无机酸强酸弱酸极弱酸问：1、氯化氢在水中溶解性大，可用什么实验证明？2、能否用Cl2来完成以上实验？3、蘸取浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒靠近什么现象？喷泉白烟*含氧酸：同种元素不同价态含氧酸氧化性强弱顺序：HClOHClO2HClO3HClO4可以，用氢氧化钠吸收1.次氯酸是弱酸，酸性比碳酸还弱。不稳定，在光照下易分解。2HClO→2HCl+O2↑强氧化性，能消毒杀菌，具有漂白作用。（七）HClO的性质和用途光照问：次氯酸的电子式和结构式？H-O-Cl2.次氯酸的氧化性（1）杀菌消毒、漂白（2）HClO+SO2+H2O→HCl+H2SO43.次氯酸的弱酸性Ca(ClO)2+2CO2+2H2O→Ca(HCO3)2↓+2HClO（起漂白作用）氯气单质及其重要的化合物知识网络图Cl2HClAgClNaClNaCuFePCuCl2FeCl3PCl3和PCl5电解水溶液浓H2SO4NaOHAgNO3H2MnO2H2ONaOHCa(OH)2KIFeBr2FeCuOCaCO3FeCl2CuCl2CO2HCl+HClONaCl+NaClOCaCl2+Ca（ClO）2I2FeCl3+Br2与有机物反应（八）卤素单质的物理性质氟氯溴碘色、态密度熔点沸点溶解度淡黄绿气体黄绿色气体深红棕液体紫黑色固体1.69g/L3.214g/L3.119g/cm34.93g/cm3-219.6-101-7.2113.5-188.1-34.658.78184.4反应226cm34.16g0.029g问：溴是唯一的液态非金属单质，易挥发，如何保存？答：用水封，且不能用橡胶塞。问：碘易升华，应如何保存？答：应保存在棕色瓶。（九）卤素的原子结构元素名称氟氯溴碘元素符号原子结构示意图最外层电子数核电荷数电子层数原子半径结论FClBrI均为7个电子逐渐增加依次增大①均为非常活泼的非金属,具有强氧化性②核对最外层电子的吸引能力逐渐减小,单质的氧化性逐渐减弱。**不同点：原子的最外层均为7个电子，易得到1个电子1.核电荷数依次增多；3.原子半径依次增大，离子半径比相应的原子半径大。**共同点：2.电子层数递增；（十）卤素单质的化学性质X2＋H2OHX＋HXO(F2除外)氟氯溴碘单质物性状态气气(易液化)液(易挥发)固(易升华)熔、沸点颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色密度X2与H2化合难易条件程度X2与H2O反应剧烈程度水溶性逐渐增大逐渐增大冷暗处剧烈爆炸光照爆炸加热缓慢持续加热化合同时分解2F2＋2H2O＝4HF＋O2剧烈缓慢微弱极弱与水反应生成HF酸水中溶解性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大卤素与氢气的反应氢化物的相似与递变规律：相似：1.极易溶于水2.在空气中产生白雾递变：1.稳定性：逐渐变弱2.还原性：逐渐增强3.水溶液的酸性：渐强H2+F2→2HFH2+Cl2→2HClH2+Br2→2HBrH2+I22HI点燃加热加热问：氢氟酸能否保存在玻璃瓶？答：不能。4HF+SiO2→SiF4↑+2H2O应保存在塑料瓶。卤素与水的反应2H2O+2F2→4HF+O2↑H2O+Cl2HCl+HClOH2O+Br2HBr+HBrOH2O+I2HI+HIOH2O+X2HX+HXO问：请给卤化氢的熔沸点排序？为何这样排？答：HFHClHBrHI＜＜氢键，范德华力问：能否用浓硫酸制备溴化氢和碘化氢？答：不行。浓硫酸具有强氧化性，会氧化溴化氢和碘化氢。卤素间的置换反应2NaBr+Cl2→2NaCl+Br22NaI+Cl2→2NaCl+I22KI+Br2→2KBr+I2卤素的特性X2在水的溶解溶液的颜色保存F2Cl2Br2I2与水反应易溶于水，与水反应在水溶解性较小，在汽油、苯、CCl4等有机溶剂是溶解性较大在水溶解性较小，在汽油、苯、CCl4等有机溶剂是溶解性较大塑料瓶易液化→钢瓶贮存易挥发→水封易升华→棕色瓶保存，单质I2使淀粉变蓝。新制氯水浅黄绿色溶液呈棕色或橙红色溶液呈紫色或紫红色问：铁和单质碘反应产物是什么？答：Fe+I2→FeI2△问：F2Cl2Br2I2和Fe3+的氧化性顺序？答：F2Cl2Br2Fe3+I2讨论：在