内容正文:
专题三 从海水中获得的化学物质
第二单元 氯气及氯的化合物
一、氯气的物理性质
颜色
气味
密度
毒性
黄绿色
刺激性气味
比空气大
有毒
① 约32吨的黄绿色气体从罐车破损处汹涌而出;② 顿时,一股刺鼻的味道迎面扑来;③ 村民被疏散到高坡处;④消防官兵不断地用水枪喷射泄漏的氯气。⑤一些村民因为氯气中毒被送往医院进行救治。
新
闻
片
段
Cl2
溶解性
能溶
1:2
一、氯气的物理性质
黄绿色刺激性气味的有毒气体; ρ(Cl2) >ρ(空气);与水2:1互溶,难溶于饱和食盐水;收集方法:向上排空气法、排饱和食盐水法。自然界中的氯都以化合态形式存在。
物理性质
二、氯气的化学性质
1、结构
+17
2
8
7
Cl
1、易得电子 → 具有强氧化性 → Cl2是强氧化剂
2、常见化合价:-1、+1、+5、+7
二、氯气的化学性质
2、与金属单质
实验现象:
剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量白烟。(NaCl小颗粒)
化学方程式
2Na + Cl2 2NaCl
点燃
① Cl2与Na的反应
二、氯气的化学性质
② Cl2与Fe的反应
实验现象:
剧烈燃烧,产生棕红(褐)色的烟,产物的水溶液为棕黄色
化学方程式
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
点燃
干燥Cl2与Fe在常温下不反应,液氯保存在钢瓶中。
二、氯气的化学性质
③ Cl2与Cu的反应
实验现象:
剧烈燃烧,产生棕黄色的烟,产物水溶液为蓝色
化学方程式
Cu + Cl2 CuCl2
点燃
记
二、氯气的化学性质
3、与非金属单质
实验现象:
H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾
化学方程式
H2 + Cl2 2HCl(工业制HCl)
点燃
① Cl2与H2的反应
Cl2与H2在强光下会剧烈反应,发生爆炸。
记
二、氯气的化学性质
② Cl2与P的反应
实验现象:
反应过程会发出光,形成白烟(白雾)
化学方程式
2P+ 5Cl2 2PCl5 (白烟Cl2充足)
点燃
2P+ 3Cl2 2PCl3 (白雾Cl2不足)
点燃
记
二、氯气的化学性质
贝托莱
(1748-1822)
【资料卡片】
法国化学家贝托莱在研究氯气时发现,氯气溶于水后形成的溶液(称为“氯水” )有漂白性,露置在日光下会失去漂白能力,同时产生盐酸和氧气,因此他推断氯气是一种含氧化合物。
二、氯气的化学性质
问题1:氯气溶于水?是简单的溶解还是发生了化学反应?具有漂白性的物质是氯气吗?请根据上述材料,尝试回答以上问题。
【思考交流】
猜测1
氯气与水没有发生化学反应,具有漂白性的物质是氯气。
猜测2
氯气与水发生了化学反应,具有漂白性的物质是反应生成的新物质。
Cl2 + H2O → 新物质 → HCl + O2
具有漂白性,光照下易分解
二、氯气的化学性质
【探究】氯气是否具有漂白性
(1) 取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条,分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
【实验现象】
干燥的红色纸条无明显变化,湿润的红色纸条褪色明显
【实验结论】
干燥的氯气没有漂白性,氯气溶于水后具有漂白性。
二、氯气的化学性质
问题2:从物质组成和氧化还原反应角度分析, Cl2 和H2O反应生成的具有漂白性物质可能是什么?
化学方程式:Cl2 + H2O HCl + HClO(次氯酸)
HClO为弱酸,不稳定,光照下易分解;具有漂白性、强氧化性。
(强氧化性→漂白不可逆)(杀菌消毒)
4、与H2O反应(歧化)
化学方程式:2HClO 2HCl + O2↑
光照
a
与活性炭吸附原理相同吗?
记
记
记
记标题
13
二、氯气的化学性质
问题3:把氯气溶于水后形成的溶液称为氯水,尝试分析新制氯水中存在哪些微粒。
完 全电 离
H+ Cl-
H+ ClO-
部 分电 离
化学方程式:Cl2 + H2O HCl + HClO(次氯酸)
物质 新制氯水(浅黄绿色) 久置氯水(无色)
分子
离子
性质
①Cl2 ②H2O ③HClO
①H+ ②OH- ③ClO- ④ Cl-
H2O
①H+ ②OH-
③ Cl-
b
酸性、漂白性、氧化性
酸性
新制氯水保存在棕色试剂瓶中
二、氯气的化学性质
检验Cl2:
c
湿润的淀粉KI试纸(变蓝)
检验Cl-:
HNO3酸化的AgNO3溶液(产生白色沉淀)
Cl2 遇到湿润石蕊试纸:
先变红后褪色
记
二、氯气的化学性质
5、与碱反应(歧化)
Cl2 + H2O = HCl + HClO
HCl + NaOH = NaCl + H2O
HClO + NaOH = NaClO + H2O
Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
2Cl2 + 2Ca(OH)2 =CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
漂白液有效成分
漂白粉有效成分
实验室制备Cl2用NaOH做尾气吸收
工业制备漂白粉用石灰乳和Cl2
①
记标题
记
二、氯气的化学性质
②
漂白原理:(通CO2或酸)
2NaClO + CO2 + H2O = Na2CO3 + 2HClO
Ca(ClO)2 + CO2+H2O == CaCO3 + 2HClO
2HClO ===2HCl + O2↑
光照
漂白粉密闭保存,空气中变质。
记
证明酸性:H2CO3> HClO
补充:CH3COOH > H2CO3> HClO
二、氯气的化学性质
6、与盐反应
Cl2+2Fe2+= 2Fe3++2Cl-
Cl2+2Br -= Br2+2Cl-
记
三、氯气的实验室制法
MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+Cl2↑+2H2O
1、实验原理:
氯
三、氯气的实验室制法
参加反应的反应物之比是: .
氧化剂和还原剂的个数之比是: .
浓盐酸体现 性
还原性、酸性
1:2
1:4
氧化剂
+4 -1 +2 0
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
还原剂
还原产物
氧化产物
2、数量关系:
三、氯气的实验室制法
酸性干燥剂:浓硫酸、五氧化二磷、硅胶
碱性干燥剂:碱石灰、生石灰、氢氧化钠固体
中性干燥剂:无水CaCl2
3、干燥剂种类:
三、氯气的实验室制法
观察法:直接根据黄绿色判断集气瓶是否充满
将湿润的淀粉—KI试纸放在瓶口,观察试纸是否变蓝。
将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口,若先变_____后________,则已满。
2KI+Cl2= 2KCl+I2
红
褪色
4、如何验满:
三、氯气的实验室制法
一定量的浓盐酸与足量的二氧化锰反应,盐酸是否能完全反应?
不能,因为随着反应的进行,浓盐酸逐渐变为稀盐酸,不再与二氧化锰反应。
实验室制取氯气时需要加热,加热温度是否越高越好?
否,HCl易挥发。
5、问题探究:
三、氯气的实验室制法
④瓶中浓硫酸能否换成P2O5干燥剂?
③除HCl饱和食盐水能否换成Na2CO3溶液? 为什么?
否,Na2CO3溶液会吸收Cl2和HCl,同时生成杂质气体CO2。
否,P2O5为固体,不能放于洗气瓶,应放于干燥管中。
三、氯气的实验室制法
⑤饱和食盐水和浓硫酸能否颠倒?
否,若颠倒则收集不到干燥的Cl2。
⑥能否用排水法收集Cl2?
否,Cl2易溶于水。
⑦能否用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液进行尾气处理,同时还可以制得漂白粉?
不合理。澄清石灰水的浓度很小,不能确保氯气被完全吸收,制备漂白粉应该利用氯气与石灰乳反应。
三、氯气的实验室制法
5、补充比较:
2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
无需加热
四、氯气的工业制法
电解饱和食盐水——氯碱工业
2NaCl + 2H2O === 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
通电
铁棒
直流电源
石磨棒
饱和食盐水
氢氧化钠溶液
+
一
a
b
氢气特有的爆鸣声,用冷烧杯罩在火焰上烧杯壁上有水珠生成。
向溶液中滴加1-2滴酚酞溶液,溶液变红。
用向上排空气法收集从b管导出的气体,淀粉-KI试纸变蓝
脑瓜子塞满了!太多了!
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