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第二节 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。,【新知预习】 一、氯气 (1)实验室中如何制备Cl2？ (2)Cl2有哪些重要的物理性质和化学性质？ 1.氯的原子结构及存在 (1)原子结构。 氯的原子结构示意图为_，氯原子容易得到一个电 子而形成Cl-，表现出典型的_性。 (2)存在。 氯在自然界中以_态存在，主要以_的形式存在。,非金属,化合,NaCl,2.氯气的实验室制法 在实验室里常用MnO2和浓盐酸共热来制取Cl2，该化学方程式为 _。,MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O,3.氯气的物理性质,黄绿色,气体,刺激性气味,有毒,4.氯气的化学性质,反应方程式及主要现象 (1)_。 (2)_。 (3)_ (产生棕褐色烟)。 _ (产生棕黄色烟)。 (4)_ (产生_色火焰)。 Cl2与H2的混合气体在点燃或光照时会发生爆炸。,Cl2+H2O=HCl+HClO,2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,3Cl2+2Fe 2FeCl3,Cl2+Cu CuCl2,Cl2+H2 2HCl,苍白,5.氯气的用途 (1)氯气是一种重要的化学工业物质。氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。 (2)在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。,二、次氯酸 (1)HClO具有酸性，作用于石蕊试液时，试液有怎样的颜色变 化？ (2)HClO有哪些主要用途？利用了HClO的什么性质？应怎样保存HClO？,1.HClO漂白性的实验探究,不褪色,无,褪色,HClO,2.次氯酸的三大性质,比H2CO3酸性_,弱,不稳定性,见光易分解：_,2HClO 2HCl+O2,强氧化性,有漂白性，有杀菌、消毒作用,三、氯离子的检验 怎样检验未知溶液中是否存在Cl-？检验Cl-要防止哪些离子的 干扰？,Cl-+Ag+=AgCl,先加_，再加_,_,原理,方法,现象,硝酸银溶液,稀硝酸,产生白色沉淀，加稀硝酸时，沉淀不溶解,【正误立判】 1.Cl2与变价金属反应时，生成高价态金属氯化物。( ) 分析：正确。Cl2具有强氧化性，能将变价金属氧化为高价 态，如2Fe+3Cl2 2FeCl3。 2.将Cl2通入品红溶液中，品红褪色，说明Cl2具有漂白作用。 ( ) 分析：错误。Cl2没有漂白作用，真正起漂白作用的是Cl2与H2O 反应生成的HClO。,3.Cl2与NaOH溶液反应时，Cl2作氧化剂，NaOH作还原剂。( ) 分析：错误。Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 所以该反应中，Cl2既作氧化剂，又作还原剂，NaOH既不是氧 化剂，也不是还原剂。 4.含4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2反应，能产生1 mol Cl2。 ( ) 分析：错误。浓盐酸与MnO2反应时，盐酸浓度逐渐降低，变为 稀盐酸后不再与MnO2反应，因此产生Cl2的物质的量少于1 mol。,得1e-,失1e-,5.检验Cl-时，要加稀硝酸排除其他离子的干扰。( ) 分析：正确。CO32-、SO42-等离子均与Ag+反应生成白色沉淀，检验Cl-时，加入稀硝酸是为了排除CO32-、SO42-等离子的干扰。,【课堂探究】 一、氯水的成分及性质分析 1.氯水的成分 (1)氯水中的化学反应及物质的电离。 Cl2+H2O=H+Cl-+HClO HClO H+ClO- 2HClO 2HCl+O2,(2)氯水的成分“三分子四离子”。,2.氯水的性质,在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：,Cl-,白色沉淀,Cl-+Ag+=AgCl,H+,有气泡 产生,2H+CO32-=CO2+H2O,HClO,布条颜色 褪去,发生氧化还原反应,Cl2,溶液变 棕黄色,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,HClO、H+,先变红 后褪色,酸性和漂白性,【特别提醒】(1)液氯是液态的氯单质，是纯净物，氯水是Cl2的水溶液，是混合物。 (2)新制氯水长久放置时，由于HClO的分解，使Cl2继续与H2O反应，导致氯水的颜色变浅，刺激性气味减弱，氧化性和漂白性减弱，而酸性增强。,【拓展延伸】次氯酸的漂白原理、特点及应用范围 原理将有色物质氧化为稳定的无色物质 特点 应用 范围,几乎所有有色物质遇HClO都会褪色,被HClO漂白后的物质，久置后不再恢复原色， 即HClO的漂白具有不可逆性,【典例1】某学习小组设计以下四个实验探究新制氯水的成分，请根据表格回答问题。(已知Cl2+2I-=2Cl-+I2),(1)实验得出的结论是_。 (2)指出实验和实验中的“实验现象”： _， _。 (3)实验中“实验方法”的具体操作过程是_ _。 (4)通过实验的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是： a.氯水中含有HClO，其漂白作用能使溶液褪色； b._。 请设计简单的实验证明上述a、b结论：_。,【思路点拨】解答本题要注意以下两点： (1)氯水中含有三种分子、四种离子，与不同试剂反应时起作用的微粒不同； (2)HClO的漂白作用是不可逆的。,【解析】(1)与Ag+产生白色沉淀是Cl-的性质； (2)氯水能使含酚酞的NaOH溶液褪色，氯水中的H+与Na2CO3反应放出CO2气体； (3)氯水中的Cl2可将KI中的I-氧化成I2使淀粉变蓝； (4)实验中的酚酞褪色有两种可能，一是HClO的漂白作用引起的。二是氯水中的H+中和OH-使碱性减弱引起的。若是中和作用引起的，再加入碱，溶液还会变红，若是HClO的漂白作用引起的，再加入碱，溶液不会再变红。,答案：(1)氯水中含有Cl- (2)溶液褪色 有气泡冒出 (3)取一片淀粉KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上 (4)b.氯水中含有H+，中和OH-使溶液褪色 向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液显红色，证明是H+的中和作用引起的,【方法技巧】氯水强氧化性的应用 (1)氯水中含有Cl2和HClO，二者均具有强氧化性，但Cl2的浓度比HClO大得多。因此当氯水作用于还原性物质时，只考虑Cl2与还原性物质反应，不再考虑HClO与之反应。 (2)由于干燥的Cl2无漂白作用，故当氯水作用于有色物质时，只考虑HClO将有色物质氧化为无色物质，显示漂白性质。,【变式训练】在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一定正确的是 ( ) A.加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在 B.溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在 C.加入盐酸酸化，再加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明氯水中有Cl-存在 D.加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO分子存在,【解析】选B。氯水中存在三种分子：Cl2、HClO、H2O，四种离子：Cl-、ClO-、H+、OH-。其中HClO具有漂白性，能使有色布条褪色；氯水中含有氯气分子，溶液呈浅黄绿色；往溶液中加入NaOH溶液，Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO，而使氯水的黄绿色消失，不能证明HClO分子的存在；加入盐酸酸化，就会向溶液中引入Cl-，再加入AgNO3产生白色沉淀，不能说明氯水中有Cl-存在。,【变式备选】已知：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O。如图所示，将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置，实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上，并用表面皿盖好。如表中由实验现象得出的结论完全正确的是( ),【解析】选D。A项说明Cl2具有氧化性。B项是Cl2与H2O反应生成了有漂白性的次氯酸。C项是Cl2与H2O反应生成的HCl具有酸性，HClO具有漂白性。D项的反应为Cl2+2KI=2KCl+I2，说明Cl2具有氧化性。,二、氯气的实验室制取方法 1.一个原理 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O,【典例2】制取氯化铁粉末，已知氯化铁粉末很容易吸水生成结晶化合物FeCl3+6H2O=FeCl36H2O。,(1)按照气体流向从左到右顺序连接仪器应是(填仪器接口顺序)： 接_，_接_，_接_。 (2)烧瓶A发生的反应中，氧化剂是_(填物质名称)，B中反 应的化学方程式是_。 (3)容器D的作用是_， 容器E的作用是_。 (4)A、B中的酒精灯应先点燃_处(填“A”或“B”)的酒精 灯，理由是_。 (5)这套实验装置是否完整？_(填“是”或“否”)，若不完整， 还须补充_装置(若第一问填“是”，则此问不需要作答)。,【思路点拨】解答本题的思维流程图可表示如下： 特别注意Fe必须与干燥的Cl2反应来制取FeCl3，并进一步防止产物接触空气中的水分，多余Cl2一定要进行尾气处理。,制Cl2,除Cl2中的HCl,干燥Cl2,制取FeCl3,吸收多余Cl2,【解析】按照思维流程图和气体流向，仪器的接口顺序为、。 其中E装置用于除去Cl2中的HCl，D装置用于干燥Cl2；加热时，先点燃A处酒精灯制取Cl2，用Cl2排净装置内空气，防止Fe被空气中O2氧化，最后必须用NaOH溶液吸收多余Cl2。,答案：(1) (2)二氧化锰 3Cl2+2Fe 2FeCl3 (3)吸收水分 吸收氯气中的氯化氢气体 (4)A 使制取的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中的氧气氧化 (5)否 装有氢氧化钠溶液的烧杯(或尾气吸收),【警示钟】(1)除杂试剂的选择。除去Cl2中的HCl时，不能用NaOH溶液，因为Cl2、HCl均与NaOH发生反应；也不能用水，否则由于Cl2溶于水造成Cl2损失过多。 (2)尾气吸收试剂的选择。吸收多余Cl2时，不能用澄清石灰水，因为Ca(OH)2属微溶物，澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收Cl2慢且吸收量少。,【变式训练】实验室里常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取少量的氯气，反应的化学方程式为： MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O 取一定量的浓盐酸使其与二氧化锰发生反应，产生的氯气在标准状况下的体积为22.4 L。 请回答下列问题： (1)该反应的离子方程式为_。 (2)反应中被氧化的HCl的物质的量为_。,【解析】根据书写离子方程式的要求，可得到该反应的离子方 程式为MnO2+4H+2Cl- Cl2+Mn2+2H2O。该反应中每有 4 mol氯化氢参加反应，只有2 mol氯化氢被氧化，同时生成 1 mol氯气。 答案：(1)MnO2+4H+2Cl- Cl2+Mn2+2H2O (2)2 mol,【牛刀小试】 1.2011年3月，日本发生9.0级特大地震，灾后工作中医疗人员在消毒杀菌时，通常要用到一种消毒剂。已知该消毒剂的主要成分经焰色反应，火焰呈黄色，且该物质有强氧化性。依据你所学知识判断该主要成分可能是( ) A.NaHCO3 B.NaCl C.Na2CO3 D.NaClO 【解析】选D。NaHCO3和Na2CO3溶液呈碱性，但没有强氧化性。NaCl溶液呈中性，没有强氧化性。NaClO溶液在一定条件下有强氧化性。,2.制备氯化物时，常用两种方法： 用金属与氯气直接化合制得； 用金属与盐酸反应制得。 用以上两种方法都可制得的氯化物是( ) AAlCl3 BFeCl3 CFeCl2 DCuCl2,【解析】选A。铝与氯气或盐酸反应均生成AlCl3，但氯气与变价金属反应时生成高价态的氯化物，如与铁反应生成FeCl3，与铜反应生成CuCl2，但铁与盐酸反应生成FeCl2，铜不与盐酸反应。故选A。,3.(2012大纲版全国卷)能正确表示下列反应的离子方程式的是( ) A.硫酸铝溶液中加入过量氨水 Al3+3OH-=Al(OH)3 B.碳酸钠溶液中加入澄清石灰水 Ca(OH)2+CO32-=CaCO3+2OH- C.冷的氢氧化钠溶液中通入氯气 Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O D.稀硫酸中加入铁粉 2Fe+6H+=2Fe3+3H2,【解析】选C。氨水是弱电解质,应写成化学式， A错误；澄清石灰水作为反应物要写成离子形式，B错误；C项符合事实，正确；D项体现了铁与弱氧化剂反应后氧化产物的价态，应生成亚铁离子，错误。,3.有关漂白粉和漂白液的说法正确的是( ) A.漂白粉是纯净物，漂白液是混合物 B.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2 C.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉 D.漂白液的有效成分是Na2O2,【解析】选B。A项，漂白粉和漂白液均为混合物；B项，漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2；C项，工业制漂白粉，是将Cl2与冷的消石灰反应，而不是与澄清石灰水中的Ca(OH)2反应；D项，漂白液的有效成分为NaClO，而不是Na2O2。,4用下列两种方法制取氯气： 用含氯化氢146克的浓盐酸与足量的二氧化锰反应 用87克二氧化锰与足量的浓盐酸反应。则所得氯气( ) A.比多 B.比多 C.一样多 D.无法比较,【解析】选A。浓盐酸与MnO2反应的化学方程式为 4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2+2H2O，随着反应进行，盐酸 浓度逐渐减小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应。中n(HCl)= 不能完全反应，产生的n(Cl2)。,5.洪水过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。 (1)工业上将氯气通入石灰乳Ca(OH)2制取漂白粉，化学反应方程式为_。 (2)漂白粉的有效成分是(填名称)_。 (3)漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，反应的离子方程式为_。 (4)反应(1)和反应(3)中，属于氧化还原反应的是(填编号)_。,【解析】工业制取漂白粉的反应为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O(该反应为氧化还原反应)，漂白粉的有效成分是次氯酸钙，漂白粉溶于水后与二氧化碳反应的离子反应方程式为Ca2+2ClO-+CO2+H2O=CaCO3+2HClO。 答案：(1)2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O (2)次氯酸钙 (3)Ca2+2ClO-+CO2+ H2O=CaCO3+ 2HClO (4)(1),
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