《化学氯及其化合物思维导图》
一、氯气 (Cl₂)
1.1 物理性质
- 颜色状态： 黄绿色气体
- 气味： 刺激性气味
- 溶解性： 可溶于水 (形成氯水)
- 密度： 比空气大
- 毒性： 有毒
1.2 化学性质
- 强氧化性：
- 与金属反应：
- 与活泼金属反应 (如钠、铁) : 生成金属氯化物 (无水)
- 与变价金属反应：生成高价金属氯化物 (如 FeCl₃)
- 条件：通常需加热或点燃
- 与非金属反应：
- 与氢气反应：生成氯化氢 (光照或点燃)
- 与硫、磷等反应：生成相应的氯化物
- 与水反应：
- Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO (次氯酸)
- 可逆反应，光照条件下促进反应
- 与碱反应：
- 与冷 NaOH 溶液反应：Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O
- 与热 NaOH 溶液反应：3Cl₂ + 6NaOH → 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O
- 与石灰乳反应：制备漂白粉 Ca(ClO)₂
- 与金属反应：
1.3 制备
- 实验室制法：
- 原理：用强氧化剂 (如MnO₂) 氧化浓盐酸
- 方程式：MnO₂ + 4HCl(浓) → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O
- 实验条件：加热
- 净化：饱和食盐水 (吸收HCl) , 浓硫酸 (干燥)
- 工业制法：
- 电解饱和食盐水：2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑
- 离子交换膜法：利用选择性透过的离子交换膜，防止氯气与氢氧化钠反应。
1.4 用途
- 自来水消毒
- 生产盐酸
- 制造漂白粉、氯气农药
- 合成有机化合物
二、氯化氢 (HCl)
2.1 物理性质
- 颜色状态： 无色气体
- 气味： 刺激性气味
- 溶解性： 极易溶于水 (形成盐酸)
- 密度： 比空气大
- 毒性： 有毒
2.2 化学性质
- 酸性：
- 与指示剂反应：使石蕊试液变红，酚酞试液不变色
- 与活泼金属反应：生成盐和氢气
- 与金属氧化物反应：生成盐和水
- 与碱反应：发生中和反应，生成盐和水
- 与盐反应：生成新酸和新盐 (需满足复分解反应条件)
- 还原性： 可被强氧化剂氧化
- 挥发性： 盐酸具有挥发性
2.3 制备
- 实验室制法：
- NaCl (固) + H₂SO₄ (浓) → NaHSO₄ + HCl↑ (加热)
- 注意：用浓硫酸与氯化钠固体反应，加热。
- 工业制法：
- 氢气与氯气直接化合：H₂ + Cl₂ → 2HCl (点燃或光照)
2.4 用途
- 制造盐酸
- 用于金属除锈
- 用于有机合成
- 用于制取氯化物
三、盐酸 (HCl 水溶液)
3.1 性质
- 酸性： 具有酸的通性，参照氯化氢的化学性质。
- 浓盐酸的特殊性质：
- 浓盐酸具有挥发性，在空气中会形成白雾 (HCl小液滴)。
- 浓盐酸具有腐蚀性。
3.2 浓盐酸与稀盐酸的区别
- 浓度： 浓盐酸浓度较高，稀盐酸浓度较低。
- 性质表现： 浓盐酸更易挥发，腐蚀性更强。
- 使用注意事项： 浓盐酸使用时要注意安全，避免接触皮肤。
四、次氯酸 (HClO)
4.1 性质
- 弱酸性： 酸性比碳酸弱
- 强氧化性： 具有漂白性
- 不稳定性： 易分解生成盐酸和氧气
- 2HClO → 2HCl + O₂↑
- 见光易分解：加速分解
- 漂白原理：HClO能使有色物质褪色，漂白作用不可逆
4.2 制备
- 氯气与水反应：Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO
- 氯气与氢氧化钠反应：Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O
4.3 用途
- 漂白剂
- 消毒剂
- 杀菌剂
五、漂白粉
5.1 成分
- 主要成分：Ca(ClO)₂、CaCl₂
- 有效成分：Ca(ClO)₂
5.2 原理
- Ca(ClO)₂ + CO₂ + H₂O → CaCO₃↓ + 2HClO
- Ca(ClO)₂在空气中易与CO₂和水反应，产生HClO，起到漂白作用。
5.3 用途
- 漂白剂
- 消毒剂
六、氯离子的检验
- 加入硝酸银溶液：Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓ (白色沉淀)
- 加入稀硝酸：验证沉淀不溶于稀硝酸，排除其他银盐沉淀的干扰。
七、思维导图总览 (示例，实际应更详细)
mermaid graph LR A[氯及其化合物] --> B(氯气 Cl₂) A --> C(氯化氢 HCl) A --> D(盐酸 HCl 水溶液) A --> E(次氯酸 HClO) A --> F(漂白粉 Ca(ClO)₂)
B --> B1(物理性质)
B --> B2(化学性质)
B --> B3(制备)
B --> B4(用途)
C --> C1(物理性质)
C --> C2(化学性质)
C --> C3(制备)
C --> C4(用途)
D --> D1(性质)
D --> D2(浓盐酸与稀盐酸的区别)
E --> E1(性质)
E --> E2(制备)
E --> E3(用途)
F --> F1(成分)
F --> F2(原理)
F --> F3(用途)以上只是一个初步的框架，每个分支下都还可以继续细化。例如，在“氯气的化学性质”分支下，可以详细列出与各种金属、非金属、水、碱等反应的方程式和现象。在“氯气的制备”分支下，可以详细描述实验室制法和工业制法的原理、装置、条件和注意事项。
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