2.2.1氯气的性质 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第二节 氯及其化合物 第1课时 氯气的性质 第二章 海水中的重要元素 1 学习目标 1.了解氯元素在自然界的存在形式及主要物理性质。 2.掌握氯气与金属单质、水、碱反应的化学方程式或离子方程式，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 一、氯的存在和用途 氯是一种重要的“成盐元素” 在自然界中除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中，还存在于陆地的盐湖和盐矿中。 海水 盐湖 盐矿 一、氯的存在和用途 氯气的用途：是一种重要的化工原料 大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等 盐酸 有机溶剂 农药 药品 染料 一、氯的存在和用途 科学史话：氯气的发现和确认 1774年瑞典化学家舍勒发现氯气，但他受当时流行学说 ( 燃素说 ) 的影响，未能确认这种气体，直到1810 年英国化学家戴维以大量的实验事实为依据确认其为一种新元素，并将这种元素命名为chlorine，有绿色的意思，中文译名曾成“绿气”，后改为“氯气”。 舍勒 戴维 二、氯气的物理性质 京沪高速公路淮安路段液氯的泄漏 2005年3月29日，京沪高速公路淮安路段一辆满载液氯的液罐车和对面来车相撞，大量液氯外泄。据目击者描述:“一股黄绿色的气体就像探照灯光样，唰地射向空中，并有刺鼻的味道，眼睛也熏得睁不开。 事发后消防队员不断地用水枪喷射，但还是造成350人中毒进医院救治，28人中毒死亡，附近居民采取应急措施，疏散到高坡上。 颜色 状态 气味 溶解性 毒性 密度 二、氯气的物理性质 色态 气味 密度 水溶性 毒性 沸点 黄绿色气体 刺激性气味 比空 气大 可溶于水 (1:2) 有毒 −34.6℃ 易液化 液氯 氯气有毒，如何正确闻气体气味？ 一扇 二飘 三闻 在瓶口轻轻扇动 使极少量气体飘入鼻孔 仔细辨别气味 三、氯气的化学性质 氯气表现出 性 强氧化 常见化合价：−1、0、+1、+3、+4、+5、+7 易得e− +17 2 7 8 Cl +17 2 8 Cl− 8 三、氯气的化学性质 1.氯气与金属的反应 金属 现象 化学方程式 钠 铁 铜 黄色火焰，产生白烟。 2Na+Cl2 === 2NaCl △ 产生棕褐色的烟， 溶于水得棕黄色溶液 2Fe+3Cl2 === 2FeCl3 △ 产生棕黄色的烟， 溶于水后溶液呈蓝绿色， 稀释后呈蓝色 Cu+Cl2 === CuCl2 △ 三、氯气的化学性质 1.氯气与金属的反应 氯气能与大多数金属化合，生产金属氯化物。如钠、铁、铜等都能与氯气在加热或点燃条件下发生反应。 氯气具有强氧化性，因此氯气与变价金属反应时，均生成高价态的金属氯化物，且与用量无关。 常温下，干燥的Cl2与Fe不反应，故工业上常用钢瓶贮运液氯。 储存液氯的钢瓶 三、氯气的化学性质 2.氯气与非金属的反应 【实验2-7】氯气与氢气的反应：在空气中点燃氢气，然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中，观察现象。 实验现象： 纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾。 H2 + Cl2=== 2HCl 点燃 H2 + Cl2 === 2HCl 光照 现象：爆炸。 烟——固体小颗粒分散在空气中 雾——液体小液滴分散在空气中 【思考】通过H2在Cl2中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？ 可燃物与助燃剂(如O2、Cl2、CO2等)在一定条件下发生的剧烈的发光、发热的氧化还原反应都可以称为燃烧。(不一定要有O2参与) 三、氯气的化学性质 2.氯气与非金属的反应 ①HCl是一种无色、有刺激性气味的气体。结合空气中水蒸气产生白雾。 ②HCl极易溶解于水。（0℃下，1体积的水可溶解500体积的氯化氢） ③HCl溶于水即形成盐酸，具有酸的通性，浓盐酸具有挥发性。 【补充】 HCl 的部分性质： 盐酸小液滴 三、氯气的化学性质 【补充】 Cl2与其他非金属（选讲） ① Cl2与N2 、 O2不反应； ② Cl2与S、 P反应： Cl2不足（S2Cl2）： Cl2过量（SCl2）： S Cl2不足（PCl3）： P Cl2过量（PCl5）： S+Cl2 === S2Cl2 △ S+Cl2 === SCl2 △ 3Cl2 + 2P === 2PCl3 △ 5Cl2 + 2P === 2PCl5 △ 2.氯气与非金属的反应 三、氯气的化学性质 3.氯气与水的反应 Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO +1 （歧化反应） 次氯酸 在25℃时，1体积的水可溶解2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水。 新制氯水 新制氯水的成分： 三分子：H2O、Cl2、HClO 四离子：H+、Cl− 、 ClO− 、 OH− (1)部分氯气与水反应 Cl2 + H2O ⇌ H+ + Cl− + HClO 三、氯气的化学性质 (2)次氯酸的性质： 3.氯气与水的反应 HClO 弱酸性 不稳定性 强氧化性 比碳酸的酸性弱 光照 2HClO ==== 2HCl+O2↑ 实验室中氯水需现用现配，置于棕色试剂瓶中密封保存。 有漂白性(作棉、麻和纸张的漂白剂) 有杀菌、消毒作用 酸性：H2CO3 >HClO> HC 三、氯气的化学性质 3.氯气与水的反应 【思考】氯水中有强氧化性的微粒有哪些？谁体现漂白性？如何实验验证？ 【实验2-8】氯水的漂白性 实验操作 实验现象 实验结论 有色布条不褪色 有色布条褪色 有色鲜花褪色 干燥的Cl2无漂白作用，湿润的Cl2或氯水中起漂白作用的是HClO。 Cl2、HClO 三、氯气的化学性质 3.氯气与水的反应 (3)在不同的反应中，新制氯水中起作用的成分不同 新制氯水 Cl2 Cl− HClO H＋ HClO 强氧化性 能氧化S2−、Fe2+等，常用氯水代替氯气反应 生成沉淀 加入AgNO3溶液产生白色沉淀 不稳定性 光照下有气泡产生 漂白性 使有色布条或品红溶液褪色 酸性 加活泼金属、碳酸盐产生气泡 使紫色石蕊溶液先变红(H＋)后褪色(HClO) 分子 离子 颜色 性质 液氯 新制氯水 久置氯水 三、氯气的化学性质 3.氯气与水的反应 (4)液氯，新制氯水，久置氯水的成分与性质 H2O、Cl2、 HClO H+、Cl− 、 ClO− 、OH− H2O H+、Cl− 、OH− Cl2 强氧化性 强氧化性、漂白性、 酸性、不稳定性 酸性(相当于稀盐酸) 光照氯水，浅黄绿色逐渐褪去，溶液的酸性逐渐增强(HClO→HCl)，久置的氯水即为稀盐酸。 黄绿色 浅黄绿色 无色 三、氯气的化学性质 4.氯气与碱的反应 (1)与NaOH： 2NaOH+Cl2 === NaCl+NaClO+H2O (2)与Ca(OH)2 ： 2Ca(OH)2 + 2Cl2＝Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O （石灰乳） 漂白粉 (混合物) 有效成分：次氯酸钙 Cl2 + 2OH− === Cl− + ClO− + H2O ①工业上制取以NaClO为有效成分的漂白液 ②Cl2有毒，实验过程常用NaOH 溶液吸收尾气中的有毒气体Cl2 拓展：3Cl2 + 6OH− === 5Cl− + Cl+ 3H2O ∆ Cl2+Ca(OH)2＝Ca2++Cl−+ClO−+H2O 三、氯气的化学性质 4.氯气与碱的反应 【思考】漂白液、漂白粉、漂粉精有什么不同? 漂白液：次氯酸钠的水溶液； 漂白粉：氯化钙与次氯酸钙的混合物； 漂粉精：与漂白粉的成分一样，只是有效成分次氯酸钙的含量更高一些。 漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可作游泳池等场所的消毒剂。 次氯酸不稳定，次氯酸盐较稳定。 因保管不当，与空气中的CO2和H2O反应，生成的HClO分解了。 发生了反应①、 ②和 因此应密封保存。 ① NaClO + CO2 + H2O === NaHCO3 + HClO ② Ca(ClO)2 + CO2 + H2O === CaCO3↓ + 2HClO 三、氯气的化学性质 5.漂白液、漂白粉、漂粉精的生效与失效原理 原理：在酸性条件下生成有漂白、消毒作用的次氯酸 【讨论】漂白液、漂白粉久置空气中失效的原因是什么？ 光照 2HClO ==== 2HCl+O2↑ 三、氯气的化学性质 5.漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白原理 由于酸性： H2CO3 >HClO> HC 结合H+能力： HC＜ClO− ＜ C 向NaClO水溶液中通入CO2无论少量还是足量都只能发生反应： 而受CaCO3难溶的影响，向Ca(ClO)2水溶液中 通入少量CO2发生反应： 通入足量CO2发生反应： 强酸制弱酸，左上右下可反应 Ca(ClO)2 + 2CO2 + 2H2O === Ca(HCO3)2+ 2HClO NaClO + CO2 + H2O === NaHCO3 + HClO Ca(ClO)2 + CO2 + H2O === CaCO3↓ + 2HClO 【思考1】如何提高饱和氯水中HClO的含量？ 加入小苏打或石灰石 【思考2】Na2CO3与HClO反应：_____________________________________ HClO + Na2CO3 === NaHCO3 +NaClO 三、氯气的化学性质 5.漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白原理 (1) NaClO、Ca(ClO)2在没有酸存在的条件下，也具有强的氧化性，在酸性、碱性、中性条件下均能氧化I−、S2−、S、Fe2+等，因此在溶液中ClO−与这些离子都不能大量共存。 (2) 洁厕灵(含浓HCl)不能与“84”消毒液同时使用。 离子方程式：__________________________________ Cl− + ClO− + 2H+ ＝ Cl2↑ + H2O ClO−与Cl−在酸性环境下不能大量共存，但在碱性环境下可以大量共存。 (3)已知酸性：H2SO3>HClO，判断下列方程式正确与否。 Ca(ClO)2 + SO2 + H2O === CaSO3↓ + 2HClO 三、氯气的化学性质 【思考1】往NaOH溶液中滴加酚酞溶液，再逐滴滴加氯水，会有什么现象？ 【猜想】实验中酚酞褪色的原因是什么？ ②因为氯水中含有的HClO起漂白作用 【探究】如何设计实验证明哪种猜测是对的。 ①因为Cl2与碱发生了反应 酚酞变红后褪色 取褪色后的溶液少量滴加几滴NaOH溶液。 若溶液恢复红色，说明是原因①；若溶液未恢复红色，说明是原因②。 【思考2】将一盛满标况下氯气的烧瓶倒置于水槽中，光照足够长的时间， 进入烧瓶中的液体约占烧瓶总体积的多少？ 1/2 三、氯气的化学性质 6.氯气与其他常见还原剂的反应 Cl2 + H2S === 2HCl + S↓ Cl2 +S + H2O === 2Cl− + S+2H+ Cl2 + 2I− === 2Cl−+ I2 Cl2 + 2Fe2+=== 2Cl− + 2Fe3+ Cl2 + SO2 + 2H2O === 2Cl− + S+4H+ Cl2 + HS+ H2O === 2Cl− + S+3H+ Cl2 + Na2S === 2NaCl + S↓ 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl 2NH3+3Cl2===N2+6HCl Cl2 + 2Br− === 2Cl−+ Br2 第二节 氯及其化合物 第2课时 氯气的制备和Cl−的检验 第二章 海水中的重要元素 26 学习目标 1. 掌握氯气的实验室制备，认识实验仪器，书写相应化学方程式，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 2.掌握氯离子的检验方法 一、氯气的实验室制法 MnO2 + 4HCl (浓) === MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O △ 注意： (2) MnO2可用 KMnO4、KClO3、 K2Cr2O7、 NaClO 等强氧化剂代替。 2KMnO4+16HCl(浓) === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (3)浓盐酸可用浓H2SO4和NaCl固体代替。 (1) 浓HCl的作用： （只能用浓盐酸） 【思考】足量 MnO2与含100个HCl分子的浓盐酸反应，可制得多少Cl2分子？ 1.反应原理 还原剂、酸性 KClO3＋6HCl(浓) === KCl＋3Cl2↑＋3H2O K2Cr2O7＋14HCl(浓) === 2CrCl3＋2KCl＋3Cl2↑＋7H2O 气体发生装置： 固体与液体加热制气体 气体收集装置： 向上排空气法收集 尾气处理装置： 氯气有毒，用NaOH溶液吸收。 气体净化装置： 先用饱和食盐水除去混有的HCl气体，再用浓硫酸干燥 （或排饱和食盐水法） 一、氯气的实验室制法 2.制取装置 一、氯气的实验室制法 3.实验过程 (1)仪器的安装：由下而上，从左到右； (2)检查气密性； (3)添加药品：先固后液，先下后上； (4)缓缓加热； (5)结束实验。 制备实验的二意识、三原理、四过程 二意识：安全意识与环保意识 三原理：反应原理、装置原理、操作原理 四过程：气体发生过程、净化过程、收集过程、 尾气处理过程 思考：如何验满？ 用镊子夹一片湿润的淀粉KI试纸靠近瓶口，若变蓝则已收集满。 二、氯离子的检验 取少许待测液于试管中，加入几滴稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀产生，证明有Cl−。 加稀硝酸的作用：排除C和S干扰 注意：碳酸银和硫酸银均为不溶于水白色固体，但可溶于稀硝酸 Ag+ + Cl− === AgCl↓ 其他X−（Br−、I−）的检验也用此法： AgX↓颜色不同，AgBr↓浅黄色 、 AgI↓黄色 2Ag+ + C === Ag2CO3↓ Ag2CO3+ 2H+ === 2Ag+ + H2O + CO2↑ 第二节 氯及其化合物 第2课时 氯气的制备和Cl−的检验 第二章 海水中的重要元素 32 学习目标 1. 掌握氯气的实验室制备，认识实验仪器，书写相应化学方程式，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 2.掌握氯离子的检验方法 一、实验室中制取气体装置的设计 1.常见气体的发生装置 反应装置类型 反应装置图 适用气体 操作注意事项 固、固 加热型 O2、NH3等 ①试管要干燥； ②试管口应___________； ③加热时先_________再固定加强热。 固、液加热型 液、液加热型 Cl2、HCl等 ①烧瓶加热时要__________； ②反应物均为液体时，烧瓶内要加______________，若开始忘加，应____________。 略向下倾斜 均匀加热 隔石棉网 碎瓷片(或沸石) 冷却后补加 一、实验室中制取气体装置的设计 1.常见气体的发生装置 反应装置类型 反应装置图 适用气体 操作注意事项 固、液不加热型或液、液不加热型 H2、CO2、 SO2、NO、 NO2、 C2H2等 ①长颈漏斗下端要插入__________； ②启普发生器对固体要求：___________________________________； ③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速。 液面以下 粒径大，难溶于水，遇水不变糊状 一、实验室中制取气体装置的设计 2.常见气体的净化装置 (1)气体干燥净化装置 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体、加热 装置 一、实验室中制取气体装置的设计 2.常见气体的净化装置 (2)各类干燥剂的选取 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体、加热 常见 干燥剂 浓硫酸 (酸性、强氧化性) 无水氯化钙 (中性) 碱石灰 (碱性) 除杂试剂Cu、CuO、Mg等 处理 气体 干燥______________等；不宜干燥______ ________________________________。 干燥________ _________等，不能干燥____。 干燥_________ _____等；不能干燥_________。 除杂O2或转化H2、CO等 中性和酸性气体 碱性和还原性气体，如NH3、H2S等 中性和酸性气体 NH3 中性和碱性气体 酸性气体 一、实验室中制取气体装置的设计 3.常见气体的收集装置 (1)排水法：收集______________________的气体，如O2、H2、N2、NO、CO、C2H4等。 (2)排液法：收集难溶于所选溶液的气体，如Cl2用________________收集。 (3)向上排空气法：收集气体密度比空气_____________又___________________的气体，如Cl2、CO2、NO2等。 (4)向下排空气法：收集气体密度比空气小且不与空气中成分反应的气体，如CH4、H2、NH3等。 难溶于水且不与水反应 排饱和食盐水法 大且相差较大 不与空气中成分反应 (1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。 (2)处理方法：一般使其转化为 非气态物质或无毒物质， 如酸性有毒气体用碱溶液吸收， 可燃性气体用点燃等措施处理。 (3)尾气处理装置： (Cl2尾气—b，CO、H2尾气—ac) 一、实验室中制取气体装置的设计 4.常见气体的尾气处理装置 一、实验室中制取气体装置的设计 4.常见气体的尾气处理装置 (4)尾气吸收防倒吸装置 一、实验室中制取气体装置的设计 发生装置 净化装置 收集装置 尾气装置 5.常见气体制备收集装置模型 【思考1】随着反应的进行，烧瓶内生成的气体越来越多，内压增大，浓盐酸不能顺利滴下，如何解决？ 【思考2】如果尾气气流过快，容易吸收不完全。如何解决？ 一、实验室中制取气体装置的设计 6.常见气体制备验性装置模型 例：某研究性学习小组为了制取、收集纯净干燥的氯气并探究氯气的性质,他们设计了如图所示的实验装置，请回答下列问题: (1)整套装置的连接顺序是f接(　),(　)接(　),(　)接(　)。 (填接口处的字母) 发生装置 净化装置 验性装置 尾气装置 a　 b　 d　 e　 c　 (2)E装置中的离子方程式是____________________________________。  (3)B装置的作用是__________；A装置中试剂X是____________。  (4)C装置中可观察到的现象是___________, D装置中可观察到的现象是______________。引起红色变浅的原因可能是____________________或_______________________________。设计实验方案验证上述原因______________________________________________________________________________________________________________________________。 干燥Cl2　 饱和食盐水　 溶液变蓝 溶液红色变浅 MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O 一、实验室中制取气体装置的设计 反应消耗了NaOH，溶液碱性减弱 次氯酸的漂白性 取褪色后的溶液继续滴加NaOH溶液，若不恢复红色，则是次氯酸的漂白性引起的，若恢复红色，则是反应消耗了NaOH，溶液碱性减弱引起的 6.常见气体制备验性装置模型 一、实验室中制取气体装置的设计 7.常见气体制备再反应装置模型 驱赶装置 发生装置 主体反应 收集装置 净化装置 尾气装置 例：用下列装置制备AlCl3。已知：实验室在常温下用KMnO4和浓盐酸反应制备Cl2。AlCl3易潮解，升华温度为178 ℃。 (1)制备实验开始时，先_________________，接下来的操作依次是______。 a.加入KMnO4粉末　b.打开A处活塞　 c.加入浓盐酸　d.点燃D处酒精灯 (2)装置A中反应的离子方程式：___________________________________。 (3) 盛放浓HCl的仪器名称________，装置B的作用___________________。装置C的作用_______，装置E的作用_______________。 (4)装置F中没有气体逸出，可能生成哪几种盐_______________________。 (5) 图中明显错误的有___处，修改后，才能进行实验。 一、实验室中制取气体装置的设计 检查装置的气密性 acbd 分液漏斗 除去Cl2中混有的HCl 干燥Cl2 冷凝收集AlCl3 2Mn＋16H++10Cl- ===2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O NaCl、NaClO、 NaHCO3 2 7.常见气体制备再反应装置模型 1.球形干燥管是中学化学常用的一种玻璃仪器。下列有关球形干燥管的创新用途，错误的是(　 ) 　　　　　 甲　　　　 乙　　　　　 丙　　　　 　　　丁 A.甲用于尾气处理，防倒吸 B.乙用于铜丝与Cl2反应，防污染 C.丙是简易的天然水净化过滤器 D.丁用于Na2CO3固体与稀硫酸反应制备CO2气体，可随制随停 D 一、实验室中制取气体装置的设计 A.Ⅰ图中：如果MnO2过量，盐酸就可全部消耗 B.Ⅱ图中：如果倒置的量筒充满了氯气，水槽内装满水，经足够长的时间光照，量筒内最后剩余气体为HCl和氧气 C.Ⅲ图中：生成蓝色的烟 D.Ⅳ图中：b能褪色，反应后将硫酸溶液滴入烧杯中至溶液呈酸性，结果有Cl2生成 2.某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是( ) D 一、实验室中制取气体装置的设计 3.ClO2是一种黄绿色气体，在空气中浓度超过10%时会有很强的爆炸性。依据反应3NaClO3+2H2SO4 NaClO4+2ClO2↑+2NaHSO4+H2O，实验室可制备少量NaClO2溶液。回答下列问题： 一、实验室中制取气体装置的设计 (1)组装好仪器后，应先___________________，再加入药品，然后操作顺序为_______。 a.打开K b.滴加浓硫酸 c. 通入N2 (2)通N2的主要目的是_____________________ ____________________________；装置②的作用____________________；装置③中氧化产物与还原产物的个数比为_______。 稀释ClO2 ，防止爆炸， 并使生成的ClO2进入后续装置 缓冲气流并防止倒吸 1∶2 acb 检查装置的气密性 4.实验室验证钠能与二氧化碳发生反应，并确定其产物的装置如图所示(已知:PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd)，回答下列问题： (1)装置①的仪器_____(填“能”或“否”)制取H2。 (2)当_______________________时才能点燃④处酒精灯。 (3)装置②中盛装_________________装置③中盛装___________。 (4)装置⑥反应后呈酸性，化学方程式为_______________________________。 一、实验室中制取气体装置的设计 装置⑤中石灰水变浑浊后 饱和NaHCO3溶液 浓H2SO4 能 PdCl2+CO+H2O === Pd↓+CO2+2HCl $$