内容正文:
第1讲
氯气的性质与制备
考点要求 考题统计 考点要求 考题统计
氯及其化合物的性质 2024浙江1月2题,3分;
2023浙江1月6题,3分;
2022浙江6月9题,2分; 氯气的实验室制法及含氯化合物的制备 2044浙江1月5题,3分
2022浙江1月7题,3分;
2022浙江6月19题,2分;
2021浙江6月30题,10分;
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2
复习目标
1.会书写氯气的电子式、结构式,知道氯气分子中化学键的类型及分子的极性。
2.从原子结构、氧化还原反应角度理解氯气的化学性质,知道其主要应用。
3.由氧化还原反应原理,认识Cl2的实验室制取和氯碱工业原理。
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3
一.氯原子的结构:核外电子排布式,元素周期表位置,元素分区?
二、氯气的化学性质
H2O
FeCl3
CuCl2
HCl
HClO
Br2 /I2
H2SO4
Fe3+
Fe
Cu
PCl3\PCl5
NaClO
Ca(ClO)2
Cl2
Ca(OH)2
NaOH
CH4
CH2=CH2
CH3Cl
CH2ClCH2Cl
Br- / I-
SO2
Fe2+
H2
P
强氧化性
既有氧化性又有还原性
棕褐色烟
棕黄色烟
白色烟雾
苍白色火焰
Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO
尾气吸收、制备消毒液
与石灰乳制备漂白粉
Cl2
CH2Cl2 ···
任务一:构建含氯物质“价-类”二维图
与碱反应——84消毒液、漂白粉
氯水
(1)三平衡
①氯气的化学平衡:Cl2+H2O H++Cl-+HClO
②次氯酸电离平衡:HClO H++ClO-
③溶质水电离平衡:H2O H++OH-
任务二.用化学平衡的视角看氯水
(2)三分子、四离子
(3)新制氯水的多重性质
久置氯水?
问题1:足量MnO2和含4 mol HCl的浓盐酸加热制得Cl2物质的量 1mol(填<或=或>)。
问题2:如果没有MnO2,可用哪些物质代替(反应不需要加热):
KMnO4+HCl(浓)——
KClO3+HCl(浓) ——
K2Cr2O7+HCl(浓)——
Ca(ClO)2+HCl(浓)——
PbO2+HCl(浓)——
KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O
KCl+Cl2↑+H2O
KCl+CrCl3+Cl2↑+H2O
CaCl2+Cl2↑+H2O
PbCl2+Cl2↑+H2O
<
任务三:制取氯气
氯气的实验室制备
制备原理
1.发生装置:固液加热(MnO2与浓HCl)
固液常温(KMnO4与浓HCl)
2.除杂装置:饱和食盐水的作用?
浓硫酸的作用?
3.收集装置:收集方法?
【向上排空气、排饱和食盐水】
验满方法?
4.吸收装置:为什么用NaOH(aq)不用Ca(OH)2(aq)?
制备装置
氯气的工业制法
电解饱和食盐水(氯碱工业)
惰性电极下,电极反应式:
阳极:
阴极:
总反应:
2Cl - +2e- = Cl2↑
2H2O +2e- = H2↑ + 2OH-
2NaCl+2H2O = 2NaOH+Cl2↑+H2↑
通电
其它冶金工业的副产品也可得氯气,如电解熔融的NaCl:
2NaCl(熔融) = 2Na+Cl2↑
电解
Cl2
Cl2
Cl—
H2
Na+
H+
OH—
淡盐水
NaOH溶液
精制饱和NaCl溶液
H2O(含少量NaOH)
阳离子交换膜
阳 极
惰性电极
阴 极
碳钢网
阳极室
阴极室
+
-
阳离子交换膜的作用是什么?
能否换成阴离子交换膜?
两室电解池
2NaCl+2H2O === 2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解
电解槽:阴极——碳钢网,阳极——金属钛网、离子交换膜
离子交换摸:只允许Na+通过,Cl-、OH-和气体不能通过,从而把电解槽隔为阴极室和阳极室,既防止H2和Cl2反应,又防止Cl2与NaOH反应。
任务四.次氯酸 次氯酸盐
物质分类视角
氧化还原视角
属于酸,且为一元弱酸,具有酸性;
可与碱、碱性氧化物等物质反应。
Cl的价态为+1价,具有较强的氧化性;
可与还原性物质反应,用于漂白、杀菌、消毒。
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O == CaCO3 + 2HClO
不稳定性,自身发生氧化还原反应。
2HClO == 2HCl+O2↑
光照
氧气传感器
pH传感器
光照时,氯水中O2、pH、Cl-浓度的变化
次氯酸、亚氯酸、氯酸、高氯酸化学式?
二氧化氯碱性条件下发生歧化反应而失效?
消毒效率
以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是?
有效氯含量
每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力,NaClO2的有效氯含量?
任务五.含氯的其他化合物
HCl
盐类水解时的保护气
SOCl2
结构式?与水反应的产物?
AlCl3
FeCl3
MgCl2
NaCl
TiCl4
水解制备TiO2
NH4Cl
离子化合物
氯离子的检验
硝酸酸化的硝酸银溶液
$$