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【种花家务·化学】2-1-07氯的含氧化合物——『数理化自学丛书6677版』

2023-01-03 13:56 作者:山嵓  | 我要投稿

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。 

第一章卤族元素

§1-7氯的含氧化合物

【01】氯气虽然不能直接跟氧化合,但用间接的方法,可以制得氯的氧化物。氯的氧化物跟水化合后生成相应的水化物是酸(含氧酸)。例如,氧化二氯(Cl_2O)跟水反应生成次氯酸:

Cl_2O%2BH_2O%3D%5Cmathop%7B2HClO%7D%5Climits_%7B%E6%AC%A1%E6%B0%AF%E9%85%B8%7D【山注,Cl_2O+H_2O=\mathop{2HClO}\limits_{次氯酸}】氧化二氯是次氯酸的酸酐。

【02】次氯酸极不稳定,在常温下,特别是在日光照射下很容易分解放出氧气:

2HClO%3D2HCl%2BO_2%E2%86%91【山注,2HClO=2HCl+O_2↑】由于这一原因,次氯酸具有很强的氧化性,能够用来漂白织物、纸浆等植物纤维。氯气的漂白作用,实际上就是由于氯气跟水反应后产生的次氯酸所发生的(参看§1-2氯气的用途)【山注,化2-1-02第4~8段,传送门CV20919870

【03】如果把氯气通入糊状的消石灰(氢氧化钙)里,氯气跟水反应后产生的次氯酸和盐酸,将进一步跟氢氧化钙(碱)反应,分别生成次氯酸钙(盐)和氯化钙(盐),它们所包含的化学反应是:

%5Cbegin%7Beqnarray%7D%26%262Cl_2%2B2H_2O%3D2HClO%2B2HCl%5C%5C%26%262HClO%2BCa(OH)_2%3D%5Cmathop%7BCa(OCl)_2%7D%5Climits_%7B%E6%AC%A1%E6%B0%AF%E9%85%B8%E9%92%99%7D%2B2H_2O%5C%5C%26%262HCl%2BCa(OH)_2%3D%5Cmathop%7BCaCl_2%7D%5Climits_%7B%E6%B0%AF%E5%8C%96%E9%92%99%7D%2B2H_2O%5Cend%7Beqnarray%7D

【山注,\begin{eqnarray}&&2Cl_2+2H_2O=2HClO+2HCl\\ &&2HClO+Ca(OH)_2=\mathop{Ca(OCl)_2}\limits_{次氯酸钙}+2H_2O\\ &&2HCl+Ca(OH)_2=\mathop{CaCl_2}\limits_{氯化钙}+2H_2O\end{eqnarray}】

【04】总的化学反应方程式可写成:

2Cl_2%2B2Ca(OH)_2%3DCa(OCl)_2%2BCaCl_2%2B2H_2O【山注,2Cl_2+2Ca(OH)_2 =Ca(OCl)_2+CaCl_2+2H_2O】

【05】这个反应所得的产物——次氯酸钙Ca(OCl)_2和氯化钙CaCl_2%20的混和物称做漂白粉。漂白粉的有效成分是次氯酸钙,由于氯化钙的存在并不妨碍漂白粉的漂白作用,因此可以不必除去。【漂白粉的成分实际上还更加复杂,除了含有次氯酸钙、氯化钙外,还含有碱式盐Ca(OH)Cl%0A等其他成分】

【06】次氯酸钙也是不稳定的,能分解放出氧气:

Ca(OCl)_2%3DCaCl_2%2BO_2%E2%86%91【山注,Ca(OCl)_2=CaCl_2+O_2↑】

【07】在有酸和水存在的情况下,次氯酸钙首先分解生成次氯酸,次氯酸又立即分解放出氧气。由于空气里总是或多或少地存在着二氧化碳,因此,应用漂白粉漂白织物时,实际上是通过下面的反应产生氧以氧化织物的色素的:

%5Cbegin%7Beqnarray%7D%26%26Ca(OCl)_2%2BCO_2%2BH_2O%3DCaCO_3%2B2HClO%5C%5C%26%262HClO%3D2HCl%2BO_2%E2%86%91%5Cend%7Beqnarray%7D

【山注,\begin{eqnarray}&&Ca(OCl)_2+CO_2+H_2O=CaCO_3+2HClO\\ &&2HClO=2HCl+O_2↑\end{eqnarray}】

【08】漂白粉常用来漂白植物性纤维如棉、麻、纸等。漂白粉也能杀死微生物,用来消毒污水坑和厕所等。在国防上,漂白粉是防止毒气的毒害作用的有效药剂。

【09】实验室里用来制取氧气的氯酸钾(第一册§2-5)【山注,化1-2-05,传送门CV20385731是另一种重要的氯的含氧化合物。它是一种白色晶体,有毒,能溶于热水,但在冷水里的溶解度比较小。

【10】当氯气跟浓热的氢氧化钾溶液反应时,生成氯酸钾和氯化钾。冷却溶液,氯酸钾就会从溶液里结晶析出:

3Cl_2%2B6KOH%EF%BC%88%E6%B5%93%E7%83%AD%EF%BC%89%3D5KCl%2BKClO_3%2B3H_2O

【山注,3Cl_2+6KOH(浓热)=5KCl+KClO_3+3H_2O】

【11】氯酸钾是一种强氧化剂,它和各种易燃物(碳、磷、硫等)的混和物,在撞击时会剧烈爆炸着火,因此可以用来制造炸药,也可用来制造火柴、烟火等.。

习题1-7

1、次氯酸的酸酐是什么?写出它的名称和分子式。

2、漂白粉是怎样制造的?写出反应的化学方程式。

3、漂白粉的漂白作用是怎样的?写出反应的化学方程式。

4、氯酸钾是氯酸的钾盐,写出氯酸的分子式。

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