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[文化课]——氯与硫的故事

时间:2019-11-25 00:12:07      阅读:85      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:延伸   阳光   部分   log   晶体   cuc   老师   strong   机房   

氯与硫的故事

  • 前言:上次在机房无意中写了一篇“化学小记”帮我自己梳理了一下知识。结果反响很好,化学年排进了前50。因此我觉得写blog是个不错的方式。于是,就有了今天的这一篇blog。

  • 由于信竞停课,以下内容部分是自学 + 网上搜索 + 问老师得到的,如有错误,请指出!

  • 说到氯气。我们来分析分析这种物质是什么。
  • 首先它是黄绿色的气体。说到颜色,我想起F2是浅黄绿色,Cl2是黄绿色色,Br2是棕红色,I2是紫红色,有木有发现它们颜色依次加深?
  • 氯气还是有毒气体,所以只能轻轻扇动让极少量氯气飘进鼻孔。它是可溶于水的。比例是1:2。也就是一份水溶两份氯气。
  • ok那么物理性质就这一点点啦、
  • 注意,Cl2有强氧化性。所以他能把人家的化合价升高。
  • 比如说与金属反应
    • 2Fe + 3Cl2 =加热= 2FeCl3;Cu + Cl2 =加热= CuCl2。
    • 注意上面俩反应是固体和气体反应噢,所以你会看到棕黄色的。这个是固体小颗粒。
    • 总结出规律:变价金属与Cl2反应生成高价金属。
    • 我有个疑问,那么如何产生低价金属呢?答案是用硫。后面会讲。
  • 氯气还可能跟非金属反应
    • Cl2 + H2 =点燃= 2HCl(安静燃烧,苍白色火焰,瓶口有白雾)
    • 注意,如果把点燃换成光照,就会爆炸!
  • 氯气跟水反应
    • Cl2 + H2O =可逆= HCl + HClO。出现了!HClO!
    • HClO叫次氯酸,是一种比碳酸都要弱的弱酸。但是,它有强氧化性,具有漂白性。
    • 单纯的氯气没有漂白性噢!
  • 氯气跟碱反应
    • Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO +H2O。这个反应其实可以推出来,你可以看成Cl2先跟水反应生成了HCl和HClO。然后HCl跟NaOH反应生成NaCl,HClO跟NaOH反应生成NaClO。至于H2O,配平用的。
    • 好再来看个Cl2跟Ca(OH)2反应,自然可以推出2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O。
    • 注意,NaClO又叫漂白液,CaCl2和Ca(ClO)2叫漂白粉/漂粉精,其中Ca(ClO)2是主要成分。
  • 突然想说说氯水。我们知道,氯气可以跟水反应生成HCl跟HClO。但是,氯气是以1:2溶于水的。所以,肯定有一些氯气没溶进去。所以何谓氯水?就是Cl2 + H2O + HCl + HClO。所以这也顺便证明了氯水是黄绿色的。
  • 真的吗?错!
  • 当时光飞逝,氯气全部与水反应掉,氯水中只有H2O + HCl + HClO,又由于阳光长时间照射氯水。这时HClO是种比碳酸还弱的酸,所以它易分解。程式:2HClO =光照= 2HCl + O2↑。所以,氯水里的HClO就分解掉了!此时,氯水中竟只含有HCl + H2O。
  • 所以新制氯水中有HClO、H2O、Cl2分子;H、Cl、OH、ClO离子
  • 久制氯水中有H2O分子;H、Cl、OH离子

  • 突然想说说漂白。
  • 我们知道:2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O。得到漂白粉,那漂白粉又是如何发挥作用的呢?
  • 如下三个程式体现出来:
    • Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓ + 2HClO
    • 2HClO =光照= 2HCl + O2↑
    • CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
  • 主要是第二步产生了新生态的氧气从而使物质褪色。这三个程式既是漂白原理,也是失效原理。因为空气中有光有CO2有H2O啊。
  • 最后注意下,漂白分几个类型。利用强氧化性漂白的:次氯酸、过氧化氢、次氯酸钠、次氯酸钙;利用吸附性漂白的:活性炭;利用化合性漂白的:SO2。
  • 利用强氧化性漂白的一般都是不可逆的,而且能漂白的物质多一些。但利用化合性的只是跟有色物质生成了无色物质,加热时无色物质分解又有色了。所以化合性漂白往往可逆而且能漂白的物质还少。

  • 实验室里制氯气用MnO2+浓盐酸+加热。程式如下:
    • MnO2 + 4HCl(浓) =加热= MnCl2 + Cl2↑ + H2O
  • 有几个要注意的地方:
    1. 一定要用浓盐酸且加热,要不不得分
    2. 浓盐酸体现出的还原性和酸性比例是1:1
    3. 反应到一定程度时,HCl变稀。所以实际生成的Cl2量会少些
  • 那么制出来氯气后怎么收集呢?
  • 首先要过一个饱和食盐水溶液,来除去挥发出来的HCl气体。原理我觉得有必要跟大家讲一下(死缠烂打地问老师才说的)

  • 氯气在水中的溶解包括两部分:一部分溶解于水中,另一部分是与水发生反应。Cl2在食盐水中溶解度很低,所以第一部分损失的Cl2很少。第二部分的程式为Cl2 + H2O =可逆= HCl + HClO,由于饱和食盐水中Cl-浓度很大,所以平衡左移,导致Cl2很难与H2O进行反应了,从而第二部分的Cl2也消耗的很少。又由于HCl易溶于饱和食盐水,所以它就溶进去了。而Cl2就等于无视了饱和食盐水直接穿过去了。

  • 然后再过一个浓硫酸,除水嘛。
  • 最后收集就行啦。用向上排空气法(氯气密度>空气密度)

  • 别忘了在最后加个尾气处理装置哦,一般用NaOH溶液。

  • woc我真的要佩服我们的郑哥讲这块内容只花了10min。以下是原话:
  • “关于硫的物化性质自己去走逻辑不就推出来了吗?”
  • “全部都可以用CO2类比出来啊,有什么好讲的?”
  • 自学才是清北班学生的最大优点。”
  • 自己去处理。
  • 牛逼。
  • 好了,不说废话。还是献上我的一些总结。
  • 单质硫在火山边有。物理性质:是黄色晶体(俗名硫黄);不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。高中易溶于CS2的只有白磷(P4)和S了。
  • 化学性质:首先跟变价金属反应生成低价金属。这个在上面铺垫过了。例如:
    • Cu + S =加热= Cu2S;Fe + S =加热= FeS
  • S还可以跟非金属反应:
    • S + O2 =点燃= SO2;S + H2 =加热= H2S。
    • 注意,这里的H2S可以叫硫化氢也可以叫氢硫酸,是有毒气体。还有,这玩意儿是弱酸,写离子方程式时不拆
  • S还可以跟碱反应:
    • 3S + 6NaOH =加热= NaS + Na2SO3 + 3H2O
  • 接下来就是SO2了!
  • 物理性质:无色、有刺激性气味、易溶于水(1:40)、密度大于空气
  • 化学性质:类比CO2
    • 跟H2O:SO2 + H2O =可逆= H2SO3。亚硫酸的酸性比碳酸强。
    • 跟碱:SO2 + CaO = CaSO3(CaSO3是沉淀噢)
    • 跟碱性氧化物:SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
    • 思考一下,如果跟NaOH反应SO2过量呢?
    • 当然是生成NaHSO3啦!程式:
      • SO2 + NaOH = NaHSO3
      • 记住,没有头绪时,想想CO2时怎样反应的。因为它们都是酸性氧化物
  • 因为SO2是强还原剂,所以跟O2可以反应
    • 2SO2 + O2 =可逆,加热,催化剂= 2SO3。注意这个SO3在标况下为非气体
  • 并且SO2同时具有氧化性,所以可以跟H2S反应
    • SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O。现象当然就是看到黄色沉淀(S)
  • 接下来说个SO2的重点。漂白性
  • 上文提到过了,SO2的漂白性是化合性漂白。能漂白的物质比较少。为了方便起见,我们记一下SO2可以漂白品红就好了。酚酞不行,因为SO2跟H2O一反应就变成H2SO3了。
  • 最后就是怎样制SO2了(实验室制法)
    • Na2SO3 + H2SO4 = NaSO4 + SO2↑ + H2O
    • 怎么推出来的,类比CO2啊!

注意

  • 关于褪色问题,可以延伸出很多东西:
  • 首先对于品红:SO2加进入先褪色,加热又恢复。Cl2加进去褪色,加热也不会恢复。
  • 然后对于紫色石蕊:SO2加进去不会褪色,反而变成了红色。因为生成了亚硫酸。Cl2加进去先变红,然后褪色,加热也不能恢复。因为Cl2与H2O反应生成HCl和HClO。盐酸有酸性所以变红,HClO有强氧化性所以漂白掉了。这同过氧化钠加入到酚酞中,酚酞先变红后褪色的原理是一样的。
  • 那,SO2跟溴水反应或酸性高锰酸钾反应使其褪色能叫漂白吗?
  • 首先看看跟溴水反应吧
    • SO2 + Br2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4
    • 溴水是橙黄色的,这么一弄,直接褪色了。原因是被反应掉了!
    • (欸好像一下制得了俩强酸,意外收获:D
    • 说到一下制得俩强酸,我记得还有一个反应:
      • SO2 + Cl2 + H2O = 2HCl + H2SO4
  • 再看看跟酸性高锰酸钾反应。
    • 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
    • 所以我们除SO2可以用酸性高锰酸钾来除
    • 说到除SO2,我想起做题时碰到可以用饱和的NaHCO3溶液来除,程式为:
      • SO2 + 2NaHCO3 = Na2SO3 + H2O + 2CO2。但注意,这里产生了CO2!
  • 补充个反应,做题时碰到的:
    • SO2 + 2Na2S + 2H2O = 4NaOH + 3S↓
  • 就写到这叭~

[文化课]——氯与硫的故事

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原文地址:https://www.cnblogs.com/BigYellowDog/p/11925164.html

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