1.从化学平衡的角度认识氯水的成分与应用
(1)氯水的成分
氯水中存在三个平衡关系:
①Cl2+H2O$\rightleftharpoons$HCl+HClO
②HClO$\rightleftharpoons$H++ClO-
③H2O$\rightleftharpoons$H++OH-
根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在3种分子:H2O、Cl2、HClO,4种离子:H+、Cl-、ClO-、OH-。
(2)Cl2+H2O$\rightleftharpoons$HCl+HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质 | 浓度变化 | 平衡移动的方向 | 应用 |
可溶性氯化物 | c(Cl-)增大 | 左移 | ①用饱和食盐水除Cl2中的HCl ②用排饱和食盐水法收集Cl2 |
盐酸 | c(H+)和c(Cl-)增大 | 左移 | 次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2 |
NaOH | c(H+)减小 | 右移 | 用NaOH溶液吸收多余Cl2 |
Ca(OH)2 | c(H+)减小 | 右移 | 制漂白粉 |
CaCO3 | c(H+)减小 | 右移 | 制高浓度的HClO溶液 |
光照 | c(HClO)减小 | 右移 | 氯水避光保存或现用现配 |
2.从微粒组成的角度认识氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
3.氯气的性质探究实验流程分析方法
常见实验形式如图所示:
装置 | 试剂 | 实验现象 | 实验目的 |
A | 浓硫酸 | 无 | 验证氯气无漂白作用,而湿润的红布条之所以褪色是因为Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用 |
B | 干燥红布条 | 无明显变化 | |
C | 湿润红布条 | 红布条褪色 | |
D | FeCl2溶液 | 溶液由浅绿色变棕黄色 | 验证氯气具有强氧化性,可与金属及还原性物质反应 |
E | 淀粉KI溶液 | 溶液变蓝色 | |
F | 浓硫酸 | ||
G | 铁粉 | 产生棕色烟 | |
H | NaOH溶液 | 吸收多余的氯气 |
4.氯水组成、性质及应用中的常见误区
(1)氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增强,无漂白性。因此,氯水要现用现配。
(2)制取氯水的反应为Cl2+H2O$\rightleftharpoons$HCl+HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,且1 mol Cl2参加反应,转移电子数为NA。
(3)Cl2尽管有较强氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO。
(4)ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO32-等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。
1.次氯酸
(1)不稳定性
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO$ \stackrel {光照} {=} $2HCl+O2↑。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO2,离子方程式为2ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO。
[注意]
(1)氯水中的HClO见光易分解,通常保存在棕色试剂瓶中并置于阴暗处。
(2)HClO不稳定,不能单独存在,只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。
2.次氯酸盐
(1)漂白液
(2)漂白粉
①成分:漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2,其中有效成分是Ca(ClO)2。
②制备原理:化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
③漂白原理:化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO。
[注意]
(1)工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得,而不是用氯气与石灰水反应。
(2)“84”消毒液的主要成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用,其原因是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O。
3.次氯酸盐的强氧化性
ClO-不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、SO32-不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸盐:Ca2++ClO-+SO32-=CaSO4↓+Cl-。