人教版高一化学必修1第四章 第二节富集在海水中的元素——氯讲义+答案

第四章 非金属及其化合物 第二节 富集在海水中的元素——氯 重难点 1．氯气与金属单质、非金属单质反应的化学方程式、离子方程式、现象 2．次氯酸相关的化学方程式及由此制成的漂白粉、漂粉精、漂白液化学方程式 3．氯气的实验室制法（制取装置、净化装置、收集装置、尾气处理装置）；相关卤族元素性质；氯离子的检验 一 活泼的黄绿色气体——氯气 科学史话 氯气的发现和确认 1774年，瑞典化学家舍勒在研究软锰矿（主要成分是MnO2）的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色的气体，有强烈的刺鼻气味。 在第一次世界大战的比利时战场上，德军正与英法联军对峙。忽然，从处于上风口的德军阵地上升起一股股黄绿色的云团，一直飘向处于下风口的英法阵地。毫无准备的英法士兵猝不及防，眼看着黄绿色的气体涌来，两万余名士兵先是咳嗽继而喘息，大多数士兵因中毒导致死亡。经统计，最终活下来的士兵大部分都是在黄绿色云团飘来时跑到了较高的山丘上才幸免于难，还有一些人是用湿手绢捂住了嘴才保住了性命，而这种使上万人丧命的气体就是氯气，而这场战争也作为战争史上第一次化学战记入了史册。 1．氯气的物理性质 黄绿色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，能溶于水，标准情况下的溶解度为1：2（体积比），易液化，在低温和加压情况下，氯气可以转变为液态（称为液氯）和固态 氯气是一种有毒气体，氯气主要损伤人的喉黏膜和肺，严重时可窒息致死。 （氯气泄露、扩散时，会与空气中的水蒸气反应，该环境中的人可用浸有一定浓度的NaHCO3、Na2CO3等溶液的毛巾捂住口鼻，以防中毒，并注意观察风向，设法迅速朝逆风方向、地势高的地方撤离） 在实验室闻氯气气味时，应用手轻轻地在瓶口煽动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔 2．氯气的化学性质 （1）与金属的反应 氯气能与钠、铁、铜等大多数金属化合，具有强氧化性，是很活泼的非金属单质 2Na+Cl2 Cu+Cl2 SHAPE \* MERGEFORMAT CuCl2（剧烈燃烧，产生大量棕黄色的烟，水溶液呈蓝绿色） 2Fe+3Cl2 SHAPE \* MERGEFORMAT 2FeCl3（剧烈燃烧，产生大量棕褐色的烟，水溶液呈棕黄色） 注意： ①大多数金属都能在一定条件下与氯气化合（Pt、Au除外） ②氯气与金属的反应都属于氧化还原反应，Cl2均为氧化剂 ③一定条件下，氯气与常见金属的反应为放热反应。但常温下，干燥的氯气或液氯不能与铁反应，所以工业上常把干燥的液氯贮存在钢瓶中 ④氯气与变价金属反应时，均生成高价的金属氯化物，如：CuCl2、FeCl3，而铁与酸反应均生成亚铁盐，所以氯气的氧化性强于酸(H+) （2）与非金属反应 a 与氢气反应 实验4－3 氢气在氯气中燃烧 实验步骤 在空气中点燃H2，然后把导管伸入盛有Cl2的集气瓶中，如图所示，观察H2在Cl2中燃烧时的现象 实验现象 H2在Cl2中继续燃烧，发出苍白色火焰，H2燃烧结束后，抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片，观察到集气瓶口上方出现白雾 实验结论 纯净的H2可以在Cl2中安静地燃烧 H2+Cl2 SHAPE \* MERGEFORMAT 2HCl（安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口形成白雾） 注意： ①为了保证实验的安全，氢气在点燃前必须先验纯，只有纯度符合点燃要求的氢气才能点燃 ②为了使氢气持续地燃烧下去，氯气浓度应较大；氢气导管要从集气瓶口部慢慢地伸向瓶底。否则氢气的火焰会被氯化氢气体“淹死” ③为了减弱对环境的污染，氢气燃烧完毕后立即用玻璃片盖住集气瓶口，然后向集气瓶中加入少量NaOH稀溶液并振荡，吸收HCl气体及未反应的少量氯气 ④用途：上述反应也是工业上制取HCl的化学反应原理 ⑤光照H2和Cl2的混合气体会发生爆炸，生成HCl：H2+Cl2 SHAPE \* MERGEFORMAT 2HCl，所以工业上不能用该原理制盐酸 说明：由各种金属、氢气与氯气的反应中可知，燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应，所有发光、放热，剧烈的化学反应都称为燃烧 b 与水反应 目前，很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒，我们偶尔闻到的自来水散发出来的刺激性气味就是余氯的气味。 氯气溶于水为什么能杀菌消毒呢？ 氯气与水的反应状况 氯气能溶于水，溶于水的部分氯气能与水反应，氯气的水溶液叫做“氯水”： Cl2 + H2O === HCl + HClO（次氯酸） Cl2 + H2O === H＋+ Cl－ + HClO HClO不稳定，见光易分解：2HClO SHAPE \* MERGEFORMAT 2HCl＋O2↑ 说明：生成的HClO易溶于水，其水溶液为无色。HClO是一元弱酸，HClO的酸性比H2CO3还弱，在水溶液中有极少部分发生电离