2.1.1 氯气的生产原理及其性质-2020-2021学年高中化学必修1【名师导航】同步Word教参(苏教版)

第一单元　氯、溴、碘及其化合物 第1课时　氯气的生产原理及其性质 目标与素养：1.了解氯气的工业制法，掌握氯气的实验室制法。(科学探究与创新意识)2.了解氯元素的存在、氯气的物理性质，掌握氯气得化学性质。(宏观辨识与微观探析)3.了解氯水的主要性质及应用。(宏观辨识与微观探析) 一、氯气的生产原理 1．海水中的化学物质 (1)元素种类：80多种。 (2)氯化物：主要为氯化钠，其次为氯化镁、氯化钙、氯化钾等。 (3)溴元素：被称为“海洋元素”，原因是地球上99%以上的溴蕴藏在海水中。 (4)碘元素：含量丰富，达8×1010 t。 2．氯气的工业制法 以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为氯碱工业。 (1)氯气的制备原理：反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (2)实验室电解饱和食盐水 ①实验装置 ②实验操作 a．接通电源，观察食盐水发生的变化。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。 b．取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。 c．关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。 ③实验分析 实验现象 结论 a 出现爆鸣声 a管中气体为氢气 b 产生黄绿色的气体 b管中气体为氯气 c 铁棒端溶液变红石墨棒端溶液不变色 U形管左端溶液显碱性 U形管右端溶液不显碱性 ④实验结论 根据实验推断电解饱和食盐水的产物是H2、Cl2、NaOH溶液。 3．氯气的实验室制法 (1)反应原理： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (2)实验装置 ①A装置为气体发生装置，作用是制备气体。 ②B装置为收集装置，作用是收集气体。 ③C装置为尾气处理装置，作用是吸收多余Cl2。 1．含有4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1 mol Cl2吗？ [提示]　不能，因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于1 mol。 2．实验室制取氯气时，由于反应条件是“浓盐酸”和“加热”，生成的Cl2中含挥发出来的HCl气体和水蒸气，若实验室要制取纯净、干燥的Cl2，如何除去Cl2中的杂质并干燥？ [提示]　用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，并用浓硫酸干燥。 二、氯气的性质 1．氯气的物理性质 颜色 密度 气味 毒性 状态 溶解性 特性 黄绿色 比空气大 刺激性气味 有毒 气体 1 体积水约能溶解 2 体积氯气 易液化 2.氯气的化学性质 氯元素的原子结构示意图为，由此可知：氯原子在化学反应中容易得到1个电子。氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，能与多种物质直接发生反应。 (1)能与绝大多数金属反应生成盐 微点拨 Cl2与变价金属反应时生成高价态的金属氯化物，即Cl2与Fe反应，不论Cl2是否过量均生成FeCl3而不是FeCl2。 (2)Cl2与非金属单质的反应 操作 H2在Cl2中燃烧 H2和Cl2的混合气体光照 现象 H2在盛有Cl2的集气瓶中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口有白雾产生 发生爆炸 反应原理 H2＋Cl22HCl (3)氯气与水的反应 ①氯气能溶于水，其水溶液俗称氯水。按照表中要求完成氯水的性质实验，将实验现象及有关结论填入表中： 实验操作 实验现象 实验结论 有色布条不褪色 干燥氯气不具有漂白性 有色布条褪色 新制氯水具有漂白性 ②新制氯水具有漂白性是因为氯气与H2O反应生成了HClO，反应的化学方程式是Cl2＋H2OHCl＋HClO，该反应的氧化剂是Cl2，还原剂是Cl2。 ③次氯酸(HClO)的性质 a．次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱，写离子方程式时不能拆成离子形式。氯气和水反应的离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。 b．次氯酸不稳定，见光易分解，反应的化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。 c．次氯酸具有强氧化性，其氧化性比Cl2强，可用于自来水的杀菌消毒，还可用作漂白剂。 微点拨 干燥的Cl2没有漂白性，但湿润的Cl2由于生成了HClO而具有漂白性。 (4)氯气与碱溶液的反应 ①氯气与NaOH反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，工业生产和实验室常用氢氧化钠溶液吸收氯气尾气。 ②氯气与Ca(OH)2反应的化学方程式： 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 ③漂白粉 a．漂白粉的成分为CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。　 b．漂白粉长期露