内容正文:
第二章 海水中的重要元素—钠和氯
2.2.2 氯气与水、碱的反应
人教版2019必修第一册
1、同学们打开自来水时,有没有闻到一股气味呢?为什么会有这种气味,其中放了什么呢?
2、250C时,一体积水可以溶解多少体积的氯气?
思考以下问题
⑤氯气与水的反应
Cl2 + H2O HCl + HClO
升,失1×e-,被氧化
降,得1×e-,被还原
【离子方程式】:
Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO
次氯酸:
强氧化性,能杀死水中的细菌,起到消毒作用。
氯气对自来水消毒时,生成的有机氯化物可能对人体有害;而且已开始使用新的自来水消毒剂,如二氧化氯(ClO2)、臭氧等
观看氯气与水反应微观动画视频,尝试书写化学方程式。
氯水:1体积的水能溶解2体积的Cl2,Cl2能溶于水,溶于水中的部分Cl2与水反应。
拓展:HClO、 HClO2、 HClO3、 HClO4
次氯酸(弱酸)、亚氯酸、 氯酸、 高氯酸(最强酸)
推测氯水的成分:
⑤氯气与水的反应
实验操作
实验现象
结论
有色布条 。
鲜花 。
有色布条 。
不褪色
褪色
褪色
干燥氯气
不具有漂白性
湿润氯气
具有漂白性
湿润氯气
具有漂白性
结论:使有色物质褪色的物质不是氯气本身,
而是反应生成的HClO具有漂白性。
【验证】新制氯水的成分,完成表格
步骤 现象 讨论结论
观察氯水的颜色 溶液呈 色 氯水中含有 。
滴加AgNO3溶液,再滴加稀硝酸 。 氯水中存在 。
加入NaHCO3粉末 有 产生 氯水中存在 。
加入有色布条 有色布条 。 氯水中存在 。
浅黄绿
白色沉淀产生
气泡
褪色
Cl2
Cl-
H+
HClO
为什么不使用次氯酸直接作为消毒剂,而是使用氯气消毒呢?
次氯酸光照下分解,所以将其转化为较稳定的物质再作为消毒剂。
2HClO 2HCl + O2↑
新制氯水
几天后
久置氯水
黄绿色
变浅
无色
【科学 技术 社会】
验证次氯酸光照分解产物的数字化实验
【实验探究】验证次氯酸光照分解产物的数字化实验(课本P48)
(2)氯离子浓度
(1)氯水的pH
(3)氧气的体积
数据:随着时间的推移,溶液的pH ,酸性 ,氯离子的浓度 ,
有 生成。
结论:次氯酸不稳定,见光易分解,反应的化学方程式: 。
减小
增强
增大
氧气
3.强氧化性,漂白作用;可用于自来水的杀菌、消毒,可用做漂白剂。
1.弱酸性
2.不稳定易分解
光照
2HClO 2HCl+O2↑
酸性:H2CO3 >HClO
4.只能在水溶液中存在(H2CO3也是)。
4、次氯酸的化学性质
新制氯水具有多种成分决定了它具有多重性质
新制氯水
氧化性
生成沉淀
不稳定性
漂白性
酸性
Cl2、HClO、ClO-
Cl-
HClO分解
HClO、ClO-
H+、HClO、ClO-
H+
5.氯水的化学性质
思考:液氯与氯水的区别?新制氯水与久置氯水的区别?
液氯 氯水
分类
成分
性质
纯净物
混合物
分子:
离子:
Cl2 ,HClO,H2O
H+,Cl-,ClO-
分子:H2O
离子:H+,Cl-
新制
有氧化性,无酸性和漂白性
有酸性,强氧化性,能漂白,消毒,光照时HClO分解
久置
只有Cl2
实验室中使用的氯水只能现配现用,并盛放在棕色试剂瓶中
只有酸性
2.在新制氯水中存在多种分子和离子,下列实验现象和结论一致且正确的是 ( )
A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有Cl2
B.加入石蕊溶液,溶液变红,说明该溶液一定不含OH-
C.将KHCO3固体加入新制的氯水中,有气泡产生,说明有HClO
D.光照新制氯水有气泡逸出,该气体一定是O2
D
解析:A项,新制氯水中因含HClO而具有漂白性,Cl2没有漂白性;B项,氯水中含有盐酸,能使石蕊溶液变红色;C项,氯水中的盐酸与KHCO3反应产生CO2;D项,光照下氯水中的HClO发生分解反应产生O2。
问题:上面的物质在生活中很常见,如漂白液起漂白作用的物质到底是什么呢?
氯气的与碱的反应
最初,人们直接用氯水作漂白剂,但因氯气的溶解度不大,而且生成的HClO不稳定,难以保存,使用起来很不方便,效果也不理想。在Cl2与水反应原理的基础上,人们制得了次氯酸钠(NaClO) 、次氯酸钙[Ca(ClO)2]等具有漂白作用的次氯酸盐。
5.氯气与碱的反应
CI2+ 2NaOH = NaCI + NaCIO + H2O
氯气与NaOH的反应得到漂白液
(1)氯气与NaOH的反应
【实践应用】常用NaOH溶液吸收多余Cl2 (尾气处理 )
Cl2+2OH- = Cl-+ClO-+H2O
✱✱漂白液的主要成分是NaCl和NaClO;有效成分NaCIO
2Ca(OH)2 + 2Cl2= CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
漂白粉的制取:将氯气通入冷的石灰乳中。
(2)氯气与Ca(OH)2的反应
Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O
✱✱漂白液的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2;有效成分Ca(ClO)2
制取漂白粉时,应选择石灰水还是石灰乳?为什么?
提示:由于氢氧化钙的溶解度较小,制备漂白粉时不能用石灰水,应用石灰乳。在石灰乳中通入氯气可制得漂白粉,也可以用氯气与稍湿的消石灰作用制得。
二、氯气的化学性质
漂白原理
NaClO + CO2 + H2O =NaHCO3 + HClO
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO
2HClO==2HCl+O2↑
光照
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
起漂白作用的物质
(2020·天津卷)在抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是 ( C )
A. NaOH B. NaCl C. NaClO D. Na2CO3
拓展延伸
2HCl + NaClO = NaCl + Cl2↑+H2O
Cl2有毒,打开门窗通风。
主要成分HCl
主要成分NaClO
禁止将洁厕灵和84消毒液混合使用
2H++Cl- + ClO- = 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。
漂白剂 漂白原理 分类 变化 效果
活性炭 ————
HClO O3
H2O2
SO2
有强氧化性,能将有色物质氧化成无色物质
吸附有色物质
能够和有色有机物(如品红)结合,形成不稳定的无色化合物
吸附型
氧化型
加合型
物理变化
化学变化
化学变化
不可逆
(永久性)
可逆
(暂时性)
拓展延伸
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:
Ca(ClO)2 + 2CO2 + 2H2O = Ca(HCO3)2+ 2HClO
NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓ + 2HClO
(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。
与还原性物质反应
Cl2能与Na2S 、 KI、 FeCl2 、NaBr等盐溶液反应(表现氯气的强氧化性)
Cl2 + S2- = 2Cl- + S
Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2
Cl2 +2Fe2+ = 2Cl- +2Fe3+
Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2
已知:氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2>S
还原性: Cl-<Br-<Fe2+<I-<S2-
左上右下可反应
可用湿润的淀粉KI试纸检验Cl2
Cl2+SO2+2H2O === 4H+ + 2Cl-+SO42-
课堂小结
Cl2
与H2O 反应
与强碱溶液 反应
与金属反应(金、铂除外)
与P、H2反应
与还原性物质如FeCl2等反应
既氧化性
又还原性
氧化性
用
途
自来水的杀菌、消毒;制取漂白粉、漂白液、消毒液等;化工原料用于工业制盐酸、有机溶剂、农药、染料等。
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