人教版化学必修1课件：第4章 第2节 富集在海水中的元素--氯

学 习 目 标 1.了解氯元素单质及其重要化合物的主 要性质及应用。 2.了解实验室制取 Cl2的原理和实验装置。 3.掌握 Cl 的检验方法。 一、活泼的黄绿色气体 氯气 (Cl2) 1氯的原子结构及存在 (1)原子结构 原子结构示意图为 ，氯原子容易得到一 个电子而形成 Cl ，表现为典型的 性。 基础知识梳理 非金属 氯在自然界中以 态存在，主要 以 的形式存在。 化合 NaCl 2氯气的发现 1774 年瑞典化学家舍勒发现了氯气 ， 反 应的化学方程式为 ： M n O 2 4HC l ( 浓 ) = = M n C l 2 Cl 2 2H 2 O 。 3物理性质 颜色 状态 气味 毒性 溶解性 黄绿色 气体 刺激性 气味 有毒 1体积水溶解 2 体积氯气 4.化学性质 Cl2的化学性质很活泼，具有很强的 性。 (1)主要反应 氧化 苍白色 (2)氯水 Cl2的水溶液 氯水的性质 实验操作 实验现象 结论 有色布条不 褪色 干燥的 Cl2 漂白作用 有色布条褪 色 氯水有漂白作用，起 漂白作用的是 无 HClO 次氯酸的性质 弱 杀菌、消毒 (3)漂白剂的制取 漂白液：反应的化学方程式为： Cl2 2NaOH=NaCl NaClO H2O，有效成 分是 。 漂白粉：反应的化学方程式为： 2Cl2 2Ca(OH)2=CaCl2 Ca(ClO)2 2H2O， 主要成分是 ，有效成分 是 。 NaClO CaCl2、 Ca(ClO)2 Ca(ClO)2 (1)漂白粉和木炭都能使红墨水褪色，其原理 相同吗？ (2)漂白粉露置于空气中会变质，发生的主要 反应有哪些？ 思考 【 思考 提示 】 (1)不同。漂白粉中 的 Ca(ClO)2在酸性溶液中具有强氧化性，使 有色物质被氧化而褪色，而木炭则具有强 的吸附性，可吸附色素而使红墨水褪色。 ( 2 ) C a ( C lO ) 2 CO 2 H 2 O = = C a C O 3 2 H C lO , 2 H C lO = = 光照 2 H C l O 2 。 二、氯离子 (Cl )的检验 1方法：先加 ，再加稀 。 2现象：产生 ，加稀 HNO3，沉淀 。 3原理： Ag Cl =AgCl。 4加稀硝酸的目的：排除 等离子的干 扰。 AgNO3溶液 HNO3 白色沉淀 不溶解 CO32 1氯水和液氯的区别 课堂互动讲练 要点一 氯水和液氯 液氯 新制氯水 久置氯水 成分 Cl2 Cl2、 HClO、 H2O、 H 、 Cl 、 ClO 、 OH H 、 Cl 、 H2O OH 分类 纯净物 混合物 混合物 颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色 性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性 2.新制氯水的性质 在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，列表如下： 所加试剂 参与反应的 微粒 实验现象 离子方程式或解释 AgNO3溶 液 Cl 白色沉淀 Cl Ag =AgCl Na2CO3固 体 H 有气泡产生 2H CO32 =CO2 H2O 有色布条 HClO 布条颜色褪去 发生氧化还原反应 FeCl2溶液 Cl2 溶液变棕黄色 2Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl 石蕊溶液 HClO、 H 先变红后褪色 酸性和漂白性 镁粉 Cl2、 H 氯水的颜色褪 去并有气泡产 生 Mg Cl2=Mg2 2Cl Mg 2H =Mg2 H2 氯水久置，会因 HClO的分解导致其中的 Cl2全部与 H2O反应， HClO完全分解生成盐酸和 O2，使溶液酸性增强，失去强氧化性而变质。 特别提醒 用滴管把新制的氯水逐滴加到含有酚酞的 氢氧化钠溶液中，当加到最后一滴时，溶液的 红色突然消失。对产生实验现象的原因有两种 推测： 是氯水中的次氯酸的漂白性使它由红 色变成无色； 是氯水的酸性 (H )使它由红色 变成无色。假设其中一种是正确的。 请你设计一个实验，由实验现象对以上的 推测作出判断。 (1)要使用的实验用品： _ _ _ _ _； 例 1 (2)要进行的实验操作： _ _ _ _ _； (3)实验现象和结论： _ _ _ _ _。 【 解析 】 酚酞滴入碱液中呈红色，若 的推测 正确，说明有色物质被次氯酸氧化，即酚酞已经变质， 向其中加入 NaOH溶液，溶液呈碱性，溶液不再变红 色；若 的推测正确，向溶液中再加入 NaOH溶液， 溶液会呈红色。 【 答案 】 (1)NaOH溶液、 pH试纸、玻璃棒 (2)向已褪色的溶液中滴加 NaOH溶液至呈碱性 (3)滴加 NaOH溶液后若溶液恢复红色说明推测 正确，若溶液仍为无色说明推测 正确 1下列关于氯水的叙述，正确的是 ( ) A新制氯水中只含有 Cl2和 H2O分子 B新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 C光照氯水有气泡逸出，该气体是 Cl2 D氯水放置数天后，酸性增强 变式训练 解析 ： 选 BD。 在新制的氯水中溶有大量 Cl2分子，其中小部分 Cl2与水发生反应生成盐 酸和次氯酸， HCl完全电离成 H 和 Cl ， HClO 部分电离产生 H 、 ClO 。所以氯水中含有 H2O、 Cl2、 HClO分子和 H 、 Cl 、 ClO 、 OH 离子。 HClO有强氧化性、漂白性，见光 易分解放出 O2。氯水放置数天后 HClO分解接 近完全，转化为盐酸，酸性增强。 1反应原理 要点二 Cl2的实验室制取 M n O 2 4H C l( 浓 ) = = M n C l 2 Cl 2 2H 2 O 主要仪器：铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、 分液漏斗、集气瓶、烧杯等。 Cl2的制备、净 化装置如图所示： 2 仪器装置： 固 液 气 说明 ： C装置的作用是除去 Cl2中的 HCl， D装置的作用是干燥 Cl2。 F装置的作用是吸收 多余的 Cl2。 3收集方法 (1)向上排空气法 (Cl2密度大于空气 )。 (2)排饱和食盐水法 (Cl2在饱和 NaCl溶液 中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中 挥发产生的 HCl气体 )。 4尾气处理 Cl2有毒，易污染空气，需用 NaOH溶液 吸收。 气体的制备装置一般包括反应装置、除杂装 置、收集装置、尾气处理装置等。反应装置的选 择要依据反应物的状态和反应的条件。收集方法 的选择应考虑气体密度、溶解性及在空气中的稳 定性。是否处理尾气，要取决于该气体是否有毒。 一个装置的选择实际上与气体的性质密切相关。 特别提醒 回答下列问题： (1)装置中的大试管内发生反应的离子方程式 为 _ _ _ _。 例 2 某研究小组为制备消毒液 ( 主要成分 N aC lO) 设计了如图装置 。 并查阅到下列资料 ， “ 在加热 情况下卤素和碱液发生如下反应 ： 3X 2 6OH = = 70 5X XO 3 3H 2 O ” 。 (2)装置中能否省去盛饱和 NaCl溶液的洗 气瓶？ _，理由是 _ _ _。 (3)装置中能否省去盛浓硫酸的洗气瓶？ _ _， 理由是 _ _ _。 (4)装置中能否省去盛冰水的烧杯？ _，理由是 _。 【 思路点拨 】 解答本题要注意以下两点： (1)分析实验原理，结合实验装置判断各 种药品的作用。 (2)结合题中信息确定可能发生的副反应。 【解析】 本题具有较强的综合性，装置产 生的 Cl 2 在冰水冷却下和 N aOH 发生反应制得消 毒液。运用该装置必须通过饱和 N aC l 溶液除去 HCl ，否则将生成 N aC l，降低 N aC lO 的纯度； 但干燥装置可以省略，因为少量水蒸气不会影响 反应；冷却装置不可省略，因为题给信息：氯气 和水的反应是放热反应，温度升高，引起副反应： 3C l 2 6 OH = = 70 5C l C lO 3 3H 2 O 。 【 答案 】 (1)Cl2 2OH =Cl ClO H2O (2)否 氯气中混有的 HCl气体进入大试管 中也会和氢氧化钠溶液反应，降低了 NaClO的 产量和纯度 (3)能 少量水蒸气进入试管中不影响反应 (4)否 氯气和水的反应是放热反应，反应 时温度升高，可能引起副反应，生成 NaClO3 如制取 NaClO3，需加热至 70 ，而且要求温 度较稳定，怎样才能实现？ 【 提示 】 向烧杯内加入 70 的水，用温度计 测量温度，用酒精灯进行间断性的水浴加热。 互动探究 2在下图所示的装置中， A是 Cl2发生装置， C、 D为气体的净化装置， C中装有饱和食盐水， D中装有 浓硫酸， E是硬质玻璃管 (其中装有细铁丝网 )， F为干 燥的广口瓶，烧杯 G为尾气吸收装置。 变式训练 (1)A、 B、 G中各装有什么药品： A_， B_， G_。 (2)分析 A中生成的 Cl2中可能含有哪些杂质 气体？ _ _。 (3)为什么 A中生成的气体一定要经过 C、 D 两个装置？ _ _ _。 (4)反应时 E中的现象为 _， 生成的物质是 _(填化学式 )。 (5)写出 G和 E中反应的化学方程式： _ _ _ _ _。 解析 ：本题主要考查的是实验操作，应熟 练地掌握实验室安全知识及注意事项。 由图可知，整套装置包括 Cl2的发生、净化、 与 Fe粉的反应、收集和尾气吸收等几部分。由 于浓盐酸易挥发，故生成的 Cl2中必含有 HCl和 水蒸气等杂质，若不除去这些杂质，则会影响 Cl2与 Fe在高温下的反应，使生成物不纯。另外， FeCl3遇水极易水解变质，这一点将在以后学到。 答案 ： (1)MnO2 浓盐酸 NaOH溶液 (2)HCl和水蒸气 (3)除去 HCl和水蒸气，否则 会影响 Cl2与 Fe在高温下的反应，使生成物不纯 (4)有棕黄色烟 FeCl3 ( 5 ) C l 2 2 N a O H = = N a C l N a C lO H 2 O , 2 F e 3 C l 2 = = 点燃 2 F e C l 3