内容正文:
主题八 非金属及其化合物
第一讲 氯及其化合物
|内|容|与|目|标|
1.掌握Cl2的性质及其应用。
2.了解常见含氯化合物的性质及应用。
3.掌握Cl2的实验室制法。
4.了解卤素的相似性和递变性。
5.了解海水提溴和海带提碘的工艺流程及其原理。
第1课时 氯及其化合物 氯气的制法
逐点清(一) 氯气、氯水
系统教材·固本强基
1.氯的原子结构
氯元素的价层电子排布式为 ,位于元素周期表的第 周期第 族,属于p区元素,易得1个电子达到稳定结构。
2.Cl2的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
色
强烈 气味
有毒
比空气大
易液化
3.Cl2的化学性质
(1)氧化性
注意:Cl2与变价金属反应,均生成高价态的金属氯化物。
(2)歧化反应
氯气与水或碱反应,氯元素的化合价既升高又降低,氯气既表现氧化性又表现还原性。
与水
离子方程式:
与碱
制漂
白液
Cl2+2NaOH
制漂
白粉
2Cl2+2Ca(OH)2
4.氯水中三种平衡及粒子成分
三种平衡
存在粒子
Cl2+H2OH++Cl-+HClO
HClOH++ClO-
H2OH++OH-
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Cl2是黄绿色气体,若泄漏于空气中,人们要向高处顺风方向撤离 ( )
(2)氯气可使湿润的红色布条褪色,所以氯气具有漂白性 ( )
(3)工业制HCl可以光照H2和Cl2的混合气体生成HCl ( )
(4)1 mol Cl2溶于水转移1 mol e- ( )
(5)Cl2与过量Fe发生反应时生成FeCl2 ( )
(6)氯水光照条件下生成气体为Cl2 ( )
2.写出下列反应的离子方程式。
(1)Cl2通入水中:
(2)Cl2通入澄清石灰水中:
(3)Cl2通入FeCl2溶液中:
(4)Cl2通入KI溶液中:
3.Cl2可以消灭洞中的田鼠,利用了Cl2的什么性质?
迁移应用·深化学习
牛刀小试
题点(一) 氯气的性质及应用
1.如图所示,将浓盐酸滴在KClO3晶体上生成Cl2,立即用表面皿盖好。由实验现象得出的结论正确的是 ( )
选项
实验现象
结论
A
滴有酚酞的NaOH溶液褪色
Cl2具有酸性
B
滴有KSCN的FeCl2溶液变红
Cl2具有还原性
C
KI⁃淀粉溶液变成蓝色
Cl2具有氧化性
D
紫色石蕊溶液先变红后褪色
Cl2具有漂白性
2.根据下列装置图回答问题。
(1)装置A、B通入干燥的Cl2后,观察到的现象是
,根据现象可得出的结论是
。
(2)装置B中发生反应的离子方程式是
。
(3)实验开始后,观察装置C中的现象是
。
(4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是 。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是
。
(6)装置F中发生反应的化学方程式是
。
题点(二) 氯水的多重性
3.根据氯水分别与如图四种物质发生的反应,选择不正确的表述 ( )
A.a反应的离子方程式可能是2Fe2++4Br-+3Cl22Fe3++2Br2+6Cl-
B.b反应中产生无色无味气体,说明HCl的酸性强于H2CO3
C.由c反应的现象知可以直接利用硝酸银溶液检验Cl-
D.d反应的最终现象是紫色石蕊溶液褪色,因为HClO具有漂白性
4.用滴管将新制的氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中,当滴到最后半滴时红色突然褪去。请你对发生这一现象的原因,提出两种合理的猜想。
猜想一:
。
猜想二:
。
请用简单的实验方法证明你的猜想。
练后补强
1.掌握氯气的性质与应用
(1)Cl2与H2反应制氯化氢,进而制盐酸。
(2)Cl2与NaOH溶液反应制漂白液或消毒液。
(3)Cl2与石灰乳反应制漂白粉或漂粉精。
(4)Cl2与烃反应制氯代烃。
2.理清氯水性质的多重性
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
自我补给
逐点清(二) 次氯酸、次氯酸盐
系统教材·固本强基
1.次氯酸
弱酸性
比碳酸
不稳定性
2HClO2HCl+O2↑,氯水要现用现配,保存在 试剂瓶中
强氧化性
使某些染料和有机色素褪色,用作消毒剂、漂白剂
2.漂白液
3.漂白粉
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)工业制漂白粉可以将Cl2通入冷的石灰水中进行反应 ( )
(2)漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果 ( )
(3)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2,生成白色沉淀CaSO3 ( )
2.(人教必修1 P52 T6改编)漂白粉或漂粉精中的Ca(ClO)2能与空气中的CO2和水蒸气发生如下反应:
Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO
根据以上反应,你认为购买和存放漂白粉或漂粉精时应注意哪些问题。
迁移应用·深化学习
牛刀小试
1.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11) ( )
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:
Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
B.该消毒液的pH约为12:
ClO-+H2OHClO+OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒的Cl2:
2H++Cl-+ClO-Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-HClO+CH3COO-
2.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。按要求回答下列问题:
(1)NaClO2在酸性条件下反应生成ClO2和NaCl,写出反应的离子方程式:
。
(2)ClO2在强碱性环境中失效,可能的原因是会发生歧化反应生成Cl和Cl,写出反应的离子方程式:
。
3.亚氯酸钠(NaClO2)常用于纺织、造纸业漂白,也用于食品消毒、水处理等。
已知:①亚氯酸钠(NaClO2)受热易分解;
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。
制取NaClO2晶体的装置如下:
(1)实验过程中需要持续通入空气,目的是
。
(2)装置A中产生ClO2的化学方程式为
。
(3)装置B中还原剂和氧化剂的物质的量之比为 ,还原产物为 ;反应结束后,为从溶液中得到固体,采取减压蒸发而不用常压蒸发,原因是
。
(4)装置C的作用是
。
练后补强
形形色色的含氯化合物
1.氯的常见氧化物
(1)一氧化二氯
性质
是次氯酸的酸酐,溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸
外观
与性状
黄棕色气体,有刺激性气味
(2)二氧化氯
物理
性质
是一种黄绿色到橙黄色的气体,极易溶于水
制取
Cl2+2NaClO22ClO2↑+2NaCl或5NaClO2+4HCl4ClO2↑+5NaCl+2H2O
用途
是一种广谱、高效的灭菌剂
(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。
2.氯的含氧酸
(1)氯的含氧酸的种类
氯的含氧酸有:HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。
(2)氯的含氧酸的性质
酸性
HClO4>HClO3>HClO2>HClO
氧化性
HClO>HClO2>HClO3>HClO4
3.氯的含氧酸盐
NaClO2
(亚氯酸钠)
性质
黄绿色液体,呈碱性,是一种强氧化剂,遇酸放出ClO2气体
用途
是一种高效氧化剂、漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造
KClO3
(氯酸钾)
性质
是一种白色晶体,有毒,在冷水中溶解度较小,易溶于热水;是强氧化剂
用途
可用作制造炸药,也可用来制造火柴、烟火
自我补给
逐点清(三) 氯气的实验室制法及性质探究
系统教材·固本强基
1.制取原理
实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的方程式: 。
其他制取Cl2的原理:
①16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
②6HCl(浓)+KClO3KCl+3H2O+3Cl2↑
③4HCl+Ca(ClO)2CaCl2+2H2O+2Cl2↑
2.实验装置
3.制取过程
装置特点
固体+液体气体
净化方法
用 除去HCl气体,再用 除去水蒸气
收集方法
①Cl2的密度比空气大,可用 收集;
②Cl2能溶于水,但在饱和食盐水中的溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集
验满方法
①用湿润的淀粉⁃KI试纸,试纸变蓝;
②用湿润的品红试纸,试纸褪色;
③根据氯气的颜色
尾气处理
多余的Cl2须用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)含4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热,可生成1 mol Cl2 ( )
(2)MnO2与浓盐酸共热时温度越高越好 ( )
(3)漂白粉与浓盐酸反应可以生成Cl2 ( )
(4)尾气Cl2可以用石灰水吸收 ( )
(5)Cl2可以用向下排空气法收集 ( )
2.实验室制Cl2,除了MnO2加热时能氧化浓盐酸,还有哪些氧化剂?举例说明。
3.(人教必修1 P49“思考与讨论”栏目改编)根据O2、CO2、Cl2等气体的实验室制取的发生装置,设计实验室制取气体的装置时应考虑哪些方面?一般有哪些发生装置类型?
自我备注
迁移应用·深化学习
牛刀小试
1.(2023·江苏卷)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是 ( )
2.(2025·湖南名校联盟联考)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。下列说法错误的是 ( )
A.装置A烧瓶内的试剂可以是MnO2
B.装置B具有除杂和贮存气体的作用
C.实验结束后,振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色
D.利用该装置能证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱
3.已知FeCl3呈棕红色、易潮解,100 ℃左右时升华。
某化学实验小组利用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,并设计Ⅰ和Ⅱ两套不同的收集方案。
(1)B中反应的离子方程式为
。
(2)Ⅰ和Ⅱ中装置F的作用分别是 ;
。
如果选用Ⅱ来完成实验,则必须采取的改进措施是
。
练后补强
1.拓展改进实验室制取Cl2的除杂装置
(1)该装置的作用之一是通过观察产生气泡的快慢,可控制生成Cl2的速率;
(2)长颈漏斗可用于平衡气压,并用于检查整套装置是否发生堵塞。
2.建构Cl2性质探究模型
实验目的
装置
试剂
实验现象
验证干燥的氯气无漂白作用,湿润的氯气(含HClO)有漂白作用
A
浓硫酸
—
B
干燥红
色布条
无明显变化
C
湿润红色布条
红色布条褪色
验证氯气具有强氧化性,可与金属及还原性化合物反应
D
FeCl2溶液
溶液由浅绿
色变棕黄色
E
淀粉⁃KI
溶液
溶液变蓝色
F
Mg或Na
产生白烟
吸收多余的氯气
G
NaOH溶液
—
渗透实验在平时(5)——实验装置的气密性检验与气体除杂装置
1.实验装置的气密性检验
检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不等,观察气泡或液面变化。
(1)微热法(如a):加热有气泡,冷却后倒吸形成水柱。
(2)液差法(如b、c):停止加水,液面不再变化。
(3)滴液法(如d):关闭止水夹,打开分液漏斗活塞,水不能持续滴落。
(4)抽气或吹气法(如e、f):外拉注射器活塞,松手后又恢复,吹气,漏斗内液面上升。
2.实验中四种气体除杂装置
洗气法
干燥法
加热法
冷却法
[提能训练]
1.实验探究是化学学科核心素养之一,用如图所示装置能净化和收集气体的是 ( )
选项
气体(杂质)
试剂X
A
C2H4(SO2)
酸性KMnO4溶液
B
Cl2(HCl)
饱和食盐水
C
SO2(CO2)
饱和碳酸钠溶液
D
NH3(H2O)
碱石灰
2.实验室中先制备Ca(HS)2,再与CaCN2合成CS(NH2)2,实验装置(夹持及加热装置略)如图所示。
实验前先检查装置气密性,操作为①在E中加水至浸没导管末端, ;②微热A处三颈烧瓶,观察到E处导管末端有气泡冒出,移走酒精灯;③一段时间后,E处导管末端形成一段水柱,且高度不变。
将操作①补充完整。
课下请完成课时跟踪检测(三十一)
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