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专题20 富集在海水中的元素氯【知识回放】1请画出氯的原子结构示意图。根据氯的原子结构，推断氯气的化学性质是否活泼，它具有强还原性还是强氧化性？为什么？2在初中我们是如何定义燃烧的？3氯元素在自然界中存在形式？存在于哪里？4完成有关氯气的化学方程式。Fe + Cl2 Cl2 + H2O Cl2NaOH Cl2Ca(OH)2 5请写出SO42-离子的检验方法。6NaCl、盐酸与AgNO3反应的化学方程式及离子方程式。【新知精讲】一、活泼的黄绿色气体氯气1.氯的原子结构及存在(1)氯的原子结构。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-,表现出典型的非金属性。(2)氯的存在。 氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在。2.氯气的发现1774年瑞典化学家舍勒制取了氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O。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体积水约溶解2体积氯气4.化学性质Cl2的化学性质很活泼,具有很强的氧化性。主要反应:5.次氯酸的性质HClO6.漂白剂的制取(1)漂白液:反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,有效成分是NaClO。(2)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CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。二、氯离子的检验【科学探究】探究一 氯气的性质及实验室制法问题导引1.在实验室中如何闻氯气的气味?提示氯气是一种有毒气体,闻氯气的气味时,要用手轻轻地在瓶口扇动,仅使极少量的氯气飘进鼻孔。2.在制取并验证氯气的性质实验中,多余的氯气能否直接排入空气中?应如何处理?提示Cl2有毒,多余的Cl2不能直接排入空气中,应用碱性溶液(常用NaOH溶液)吸收。探究二 氯水的成分和性质问题导引1.新制氯水在放置过程中,酸性和氧化性如何变化?提示氯水久置,会因HClO的分解导致其中的Cl2全部与H2O反应,次氯酸完全分解生成HCl和O2,使溶液的酸性增强,失去强氧化性而不再具有漂白性。 2.向含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加氯水,溶液红色褪去,如何验证是什么原因造成的?【重点突破】1.氯气的实验室制法(1)反应原理:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O(2)仪器装置:装置特点:固+液气主要仪器:铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。装置如下图所示。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,防止污染环境。(3)收集方法:向上排空气法(Cl2密度大于空气)。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)验满方法:将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。(5)尾气处理:Cl2有毒,易污染空气,需用NaOH溶液吸收。（6）实验室制取氯气的其他方法可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化剂代替MnO2与浓盐酸反应(不需加热):2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2OKClO3+6HCl(浓) =KCl+3Cl2+3H2OCa(ClO)2+4HCl(浓) =CaCl2+2Cl2+2H2O2.氯水（1）氯水性质的多重性漂白、杀菌HClO的性质。不稳定性HClO的性质,其化学方程式为2HClO2HCl+O2。酸性盐酸和次氯酸电离出的H+的性质。与Ag+反应产生白色沉淀氯水中的氯离子体现出的性质。氯水滴到蓝色石蕊试纸上先变红后褪色,原因是溶液中H+和HClO共同作用的结果。（2）新制氯水、久置氯水、液氯的比较新制氯水久置氯水液氯物质类别混合物混合物纯净物主要微粒Cl2、HClO、H2O、Cl-、ClO-、H+、OH-H2O、H+、Cl-Cl2颜色浅黄绿色无色黄绿色主要性质酸性、漂白性强酸性Cl2的性质保存棕色瓶盛装,置于阴暗处低温密封【典例探究】典例1氯是一种海水富集元素。下图是一套制取并验证氯气部分化学性质的实验装置:回答下列问题:(1)装置中,仪器a的名称为 ;(2)装置的作用是 ;(3)当有少量Cl2气流通过后,装置中反应的离子方程式为 ;(4)当Cl2气流持续通过时,装置中干燥的有色布条能否褪色? ;(5)装置反应的离子方程式为 。【答案】:(1)分液漏斗(2)吸收Cl2中的HCl(3)Cl2+2I-=I2+2Cl-(4)能(5)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 变式训练1-1下列实验过程中,不会产生气体的是()【答案】:C【解析】:A项氯水中的HClO见光分解生成氧气;B项氯水中的H+与发酵粉中的NaHCO3反应生成CO2;氯水滴入NaBr溶液反应生成Br2和NaCl,没有气体产生;H2O与Na2O2反应产生O2。变式训练1-2(双选)下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是()A.液氯是纯净物,而氯水是混合物B.液氯无酸性,氯水有酸性C.液氯较氯水的漂白作用更强D.液氯无色,氯水呈黄绿色【答案】:AB【解析】:液氯的成分就是氯分子,为黄绿色油状液体,所以液氯无酸性,也无漂白性;氯水中存在着Cl2、HClO、H+、Cl-等多种成分,所以氯水既有酸性,又有漂白性。变式训练1-3下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是()A.将NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡(H+)B.使红色布条褪色(HCl)C.向FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,发现溶液呈红色(Cl2)D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl-)【答案】:B典例2在制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是()连接好装置,检查气密性;缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出;在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末;从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中;将多余的Cl2用NaOH溶液吸收;用向上排空气法收集氯气。A.B.C.D.【答案】:D变式训练2-1在新制氯水中存在多种分子和离子,下列实验现象和结论一致且正确的是()A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有Cl2B.加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-C.将KHCO3固体加入新制的氯水中,有气泡产生,说明有HClOD.光照新制氯水有气泡逸出,该气体一定是Cl2【答案】:B【解析】:A项,新制氯水中因含HClO而具有漂白性,Cl2没有漂白性;B项正确;C项,氯水中的盐酸与KHCO3反应产生CO2;D项,光照下氯水中的HClO发生分解反应产生O2。
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