《氯及其化合物思维导图高中》

一、氯气 (Cl₂)

1. 物理性质

• 颜色：黄绿色气体
• 气味：刺激性气味
• 密度：比空气大
• 溶解性：可溶于水，形成氯水
• 毒性：有毒

2. 化学性质

• 强氧化性：是重要的氧化剂

  • 与金属反应：
    • 与活泼金属（如钠、铁）反应：生成金属氯化物，常放出大量热。例如：
      • 2Na + Cl₂ → 2NaCl （产生白烟）
      • 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ （产生棕褐色烟）
    • 与变价金属反应：直接生成高价金属氯化物，Fe + Cl₂ → FeCl₃， 与O₂不同，Fe + O₂ → Fe₃O₄
  • 与非金属反应：
    • 与氢气反应：H₂ + Cl₂ → 2HCl （点燃或光照爆炸）
    • 与硫反应：S + Cl₂ → SCl₂ (需要加热，生成液态二氯化硫)
  • 与水反应：Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO (可逆反应，生成盐酸和次氯酸)
  • 与碱反应：
    • 常温下：Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O （制备漂白液）
    • 加热时：3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O
  • 与某些还原性物质反应：氧化还原反应，体现氯气的氧化性
    • 例如：Cl₂ + 2FeCl₂ → 2FeCl₃
    • 例如：Cl₂ + SO₂ + 2H₂O → 2HCl + H₂SO₄ (湿润的Cl₂才能使SO₂褪色，漂白原理不同)
  • 与卤族元素及其化合物：
    • Cl₂ + 2Br⁻ → 2Cl⁻ + Br₂
    • Cl₂ + 2I⁻ → 2Cl⁻ + I₂
• 实验室制法：
  • 原理：MnO₂ + 4HCl(浓) → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O (氧化还原反应， MnO₂作氧化剂，HCl作还原剂)
  • 装置：固液加热型
  • 收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法
  • 除杂：用饱和食盐水除去HCl气体，用浓硫酸除去水蒸气
  • 尾气处理：用NaOH溶液吸收Cl₂
• 工业制法：
  • 电解饱和食盐水：2NaCl + 2H₂O (电解)→ 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

3. 应用

• 自来水消毒
• 生产漂白剂、农药、塑料、盐酸等
• 有机合成

二、氯水 (Cl₂ + H₂O)

1. 成分

• 分子：Cl₂、H₂O、HClO
• 离子：H⁺、Cl⁻、ClO⁻、OH⁻ （少量，水电离）

2. 性质

• 颜色：浅黄绿色
• 新制氯水的主要成分是Cl₂和H₂O，具有Cl₂和H₂O的性质
• 久置氯水的主要成分是盐酸，具有酸的性质
• 漂白性：HClO具有强氧化性，能使某些有机色素褪色
• 酸性：溶液中含有HCl
• 与AgNO₃溶液反应：产生白色沉淀（AgCl）
• 光照或加热易分解：2HClO → 2HCl + O₂

3. 作用

• 漂白、消毒、杀菌
• 提供Cl⁻，用于某些实验

三、盐酸 (HCl)

1. 物理性质

• 颜色：无色液体
• 气味：有刺激性气味
• 浓度：浓盐酸具有挥发性，在空气中形成白雾（HCl气体与空气中的水蒸气结合）
• 溶解性：易溶于水

2. 化学性质

• 酸的通性：
  • 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（必须满足复分解反应发生的条件）
• 与强氧化剂反应：浓盐酸在一定条件下具有还原性，可被强氧化剂氧化
  • 例如：MnO₂ + 4HCl(浓) → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

3. 应用

• 重要的化工原料
• 用于金属除锈
• 用于制备其他氯化物
• 用于实验室制备气体（如CO₂、H₂等）

四、氯离子 (Cl⁻)

1. 检验方法

• 加入AgNO₃溶液：产生白色沉淀，不溶于稀硝酸

2. 存在

• 盐酸、氯化物溶液、海水等

五、次氯酸 (HClO)

1. 性质

• 弱酸：酸性弱于盐酸、碳酸
• 不稳定：易分解，生成盐酸和氧气
• 强氧化性：能使某些有机色素褪色，具有漂白性
• 见光易分解：2HClO (光照)→ 2HCl + O₂

2. 应用

• 漂白剂、消毒剂
• 杀菌

六、氯的氧化物

• 多种氧化物，如 Cl₂O, ClO₂, Cl₂O₇ 等，多数不稳定，具有强氧化性

七、氯酸盐和高氯酸盐

• 氯酸钾 (KClO₃)：白色晶体，强氧化剂，受热分解
  • 2KClO₃ (MnO₂, 加热)→ 2KCl + 3O₂↑ (实验室制氧气)
• 高氯酸盐：更强的氧化剂，性质不稳定，加热易爆炸

八、思维导图总结

• 氯气：核心物质，连接各种含氯化合物的桥梁。
• 氧化性：氯及其化合物的重要性质，贯穿各个知识点。
• 实验室制法、工业制法：重要的考点，需要掌握反应原理和装置。
• 盐酸、氯水、次氯酸：常见试剂，需掌握其成分、性质和应用。
• 氯离子检验：重要的实验操作，需要熟练掌握。

注意：思维导图形式，需要将以上内容以图形化的方式进行整理，这里仅提供文字版。 可以利用软件或手绘的形式，将以上知识点进行关联和组织，形成一个清晰的思维导图。

上一个主题： 西游记思维导图 下一个主题： 1到9的乘法口诀思维导图怎么做