内容正文:
氯及其化合物
世间最大的快乐,莫过于发现世人从未见过的新物质
——舍勒
84消毒液和洁厕灵可以混合使用吗?
会产生有毒气体氯气(Cl2),直接把人送走
NaClO + 2HCl == NaCl + Cl2↑ + H2O
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氯气对眼睛黏膜和皮肤有高度刺激性;不仅如此,吸入氯气还会刺激呼吸道,使人咳嗽不止,严重时甚至会造成呼吸困难。
如果因为使用不当吸入了氯气,应立即撤离现场,送至新鲜空气处;若病情严重应拨打120求助,或及时送到医院诊疗。
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1774年,舍勒在研究软锰矿(MnO2),当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时,产生了一种黄绿色的气体,这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。受当时流行学说的影响,他未能确认这种气体。
MnO2 + 4HCl(浓) == MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
△
化学史话:氯气的发现
1810年,英国化学家戴维研究后发现这种气体仅有一种元素组成。我国早年译为“绿气”,后改为“氯气”。
[真实情景] 2022年6月27日,亚洲西部国家约旦亚喀巴港口发生氯气泄漏事故。有黄绿色的气体弥漫在雾气中,散发刺鼻气味。周边群众被紧急疏散。消防员提醒:如果氯气外溢情况可以控制,操作人员可以用消火栓进行水雾喷射,控制氯气继续外溢。如果氯气外溢较多,操作人员应迅速撤离至上风口和地势较高处,并拨打110报警, 请求支援疏散厂区周边居民,防止中毒。
Cl2的物理性质
氯气有哪些物理性质呢?
【想一想】
上述新闻资料说明了氯气具有什么样的物理性质?
颜色 气味 状态 密度 溶解性 毒性
______ 刺激性 气体 比空气___ 1体积水溶解约2体积Cl2
黄绿色
大
氯气
液氯
-34.6℃
有毒
一、Cl2的物理性质
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应向上风向地区转移,并用湿毛巾捂住口鼻。
若遇到氯气泄漏,应如何逃生?
学以致用
氯原子易得电子,氯气表现出较强的 ,在自然界中均以 存在 。
以 NaCl、MgCl2等盐存在于海水及内陆湖——成盐元素
天空之境——茶卡盐湖
海 水
氧化性
化合态
二、Cl2的化学性质
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实验操作
将加热后的钠、铁丝、铜丝分别伸入装有Cl2的集气瓶,观察。
1、Cl2与金属的反应
实验现象
与Na:
火焰为黄色,产生大量白烟
2Na+Cl2==2NaCl
与Fe:
产生棕红色烟,溶于水后形成棕黄色溶液
2Fe+3Cl2==2FeCl3
与Cu:
产生棕黄色烟,溶于水后形成蓝绿色溶液
Cu+Cl2== CuCl2
❊Cl2将大多数金属氧化成其最高价态
实验操作
将点燃的H2伸入装有Cl2的集气瓶中,观察现象。
2、Cl2与非金属H2的金属的反应
实验现象
H2在Cl2中 ,发出 火焰,集气瓶口上方出现 。
安静燃烧
苍白色
白雾
点燃
H2+Cl2===2HCl
(光照时剧烈反应,发生爆炸)
思考:燃烧一定需要O2参与吗?
Cl2有氧化性,请从氧化还原角度出发,试着梳理:Cl2还可以跟哪些常见的物质发生反应?(Cl2体现氧化性)
1. Cl2与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2 = 2FeCl3
2. Cl2与KI溶液反应:Cl2+2KI = 2KCl+I2
3. Cl2与SO2的水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O = 2HCl+H2SO4
4. 与NH3反应:8NH3+3Cl2 = N2+6NH4Cl
......
Fe2+、SO2、SO32-、Br-、I-......
3、Cl2与还原性物质反应
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实验操作
将干燥、湿润有色布条、鲜花分别放入装有Cl2的集气瓶,观察。
4、Cl2与H2O反应
实验现象
干燥有色布条 ,湿润有色布条和有色鲜花 。
不褪色
褪色
Cl2+H2O ⇌HCl+HClO
实验结论
Cl2不具有漂白性,与水反应的产物(HClO)具有漂白性。
HClO有强氧化性,使某些染料和有机色素褪色,可用于棉、麻、纸张等的漂白剂,也能杀死水中的细菌,起到消毒作用。
自来水消毒剂
使用氯气对自来水消毒时,氯气会与水中的有机物发生反应,生成的有机氯化物可能对人体有害。所以,国家规定了饮用水中余氯含量的标准;而且已经开始使用新的自来水消毒剂,如ClO2、臭氧等。
拓展延伸
目前,很多自来水厂用液氯杀菌、消毒,为什么Cl2溶于水能杀菌、消毒呢?早晨打开水龙头,有时会闻到刺鼻的气味,养鱼、浇花的自来水为什么最好放置24h?
自来水通常用Cl2消毒;自来水中含有Cl2,直接用来养金鱼,金鱼
无法存活,通常要将自来水在阳光下暴晒后除去Cl2,才能用于养鱼。
化学与生活
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氯水的成分和性质:
(1)反应原理:Cl2 + H2O HCl + HClO、 HClO H++ClO- H2O H++OH-
(2)新制氯水中所含的微粒:________________________________________________
(3)新制氯水的性质及原因
Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+、ClO-、OH-
性质 理论解释 考点
显浅黄绿色 溶有Cl2
具有氧化性 能与Fe2+、I-、SO2、等还原性物质反应
具有漂白性 能使有色布条褪色
酸的通性与个性 能使紫色石蕊先变红后褪色
酸的通性 加活泼金属、碳酸盐等产生气泡
Cl2
HClO
H+ 、HClO
H+
【思考】能否用pH试纸测氯水、NaClO溶液的pH?
不能
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学习活动
【资料卡片】次氯酸的性质
HClO是一元弱酸,其酸性比碳酸还弱;具有很强的氧化性,能杀死水里的病菌,具有杀菌消毒的作用,且能使某些染料和有机色素褪色,可用作棉、纸张等的漂白剂。
HClO的化学性质:
①弱酸(比碳酸弱)②强氧化性(可用于杀菌、消毒,可做漂白剂)
HClO的化学性质
③不稳定性:
光照
2HClO 2HCl+O2↑
【思考1】液氯、新制氯水、久置氯水的成分?氯水应如何保存?
①弱酸性: (比碳酸弱)
②强氧化性: 可用于自来水杀菌、消毒,也可做漂白剂
HClO H++ClO-
液 氯 氯 水
分类
成分
性质
纯净物
混合物
分子:
离子:
H2O,Cl2,HClO
H+,Cl-,ClO-,OH-
分子:H2O
离子:H+,Cl-,OH-
新制
有氧化性,无酸性和漂白性
有酸性、强氧化性、漂白性,能杀菌消毒
久置
只有Cl2
只有酸性
【注意】实验室中使用的氯水只能现配现用,并保存在棕色试剂瓶中
(1)观察氯水颜色,发现氯水呈浅黄绿色,证明氯水中含有的粒子是____。
(2)向氯水中滴入Na2CO3溶液,有气体生成,说明氯水中含有的粒子是___。
(3)盛有氯水的试管中有色布条褪色,说明氯水中含有的粒子是______。
(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液显红色,起作用的微粒是____,过一会儿,溶液的颜色褪去,起作用的微粒是_______。
Cl2
H+
HClO
H+
HClO
(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成,证明氯水中含有的粒子是____。
(6)氯水经光照后,颜色___________,放出的气体是____,化学方程式为_______________________,溶液的酸性______(填“增强”“不变”或“减弱”)。所以实验室的氯水应该用___色瓶密封保存,放到_____处。
(7)将氯气通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯微粒是__________________。
Cl-
变浅或褪色
O2
增强
棕
冷暗
Cl2、ClO-、HClO
2HClO===2HCl+O2↑
光照
【例】为探究氯水中含有的部分粒子及其性质,某化学兴趣小组做了如下实验:
学以致用
氯气
新制氯水有漂白性,那我们日常生活中是不是可以用新制氯水来漂白?
①含游离态的Cl2,有毒;
②HClO不稳定,难以保存
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5、氯气与碱的反应
(1).与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液
化学方程式:_____________________________________。
离子方程式:_____________________________________。
漂白液的主要成分是_______________,有效成分是_______。
Cl2 + 2NaOH === NaCl + NaClO + H2O
Cl2 + 2OH- === Cl- + ClO- + H2O
NaClO、NaCl
NaClO
氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物分别是?
氯气有毒,该反应还可以用来吸收氯气(尾气处理)
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5、氯气与碱的反应
(2).与石灰乳反应——制取漂白粉/漂白精
化学方程式:________________________________________________。
离子方程式:________________________________________________。
漂白粉的主要成分是_________________,有效成分是_____________。
2Cl2 + 2Ca(OH)2 === CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
2Cl2 + 2Ca(OH)2 === 2Ca2+ + 2Cl- + 2ClO- + 2H2O
Ca(ClO)2、CaCl2
Ca(ClO)2
漂白粉漂白原理:
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
( 酸性: H2CO3 >HClO)
讨论:漂白粉久置空气中失效的原因
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
2HClO === 2HCl + O2↑
光照
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【再试一刀】下列氯化物中,既能由金属和Cl2直接化合制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2 B.MgCl2 C.FeCl2 D.FeCl3
概念辨析
1
【小试牛刀】下列关于氯气的叙述正确的是( )
A.氯气能和Fe反应,氯气的储存不能用铁质容器
B.红热的铜丝可以在氯气中燃烧,产生棕黄色雾
C.H2在Cl2中安静燃烧,产生苍白色火焰,形成白色烟雾
D.燃烧不一定有氧气参加
D
B
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习题巩固
2
C
C
【例4】(双选)某校化学兴趣小组在探究新制饱和氯水成分的实验中,根据实验现象推测的有关结论中错误的是
A.向氯水中滴入紫色石蕊溶液看到其先变红后褪色,推测氯水中含有Cl2分子
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,推测氯水中可能含有Cl-
C.向氯水中加入碳酸钠粉末,有气泡产生,推测氯水中含有H+
D.氯水放置一周后pH将变大,说明氯水中含有ClO-
AD
题型四:氯水的性质
对点训练
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【例5】下列说法正确的是( )
A.向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液,溶液将先变红后褪色
B.光照新制氯水有气体逸出
C.漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2,应密封保存
D.氯气有漂白性,所以氯气能使湿润的有色布条褪色
B
题型五:“氯”的漂白性
对点训练
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【例6】下列关于氯及其化合物的说法正确的是
A.氯气和液氯是两种不同的物质
B.Cl2通入到含有酚酞的NaOH溶液中红色褪去,因为氯气有漂白性
C. Cl2在化学反应中既能作氧化剂,又能作还原剂
D.新制的氯水呈酸性,向其中滴加几滴紫色石蕊试液并振荡,溶液呈红色
C
题型六:氯气的性质综合
对点训练
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【例7】 (1)在某防空防灾演习现场,模拟一起大客车与一辆装有氯气的槽罐车发生追尾事故,造成槽罐翻落、氯气泄露。人防办立即指挥专业救援队在事发地点,测定风向,进行事故处置。引导大客车上的乘客____(填序号)
a.顺风向高处转移 b.顺风向低处转移
c.逆风向高处转移 d.逆风向低处转移
(2)如图所示,将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶和盛有
潮湿有色布条的广口瓶,可观察到的现象是 ________。
(3)为防止氯气尾气污染空气,根据氯气的性质,可用NaOH溶液吸收多余的氯气,原理是(用离子方程式表示) ____________。根据这一原理,工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉,漂白粉的有效成分是________(填化学式),长期露置于空气中的漂白粉会失效的原因,用化学反应方程式可表示为________。
题型六:氯气的性质综合
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题型六:氯气的性质综合
【答案】c 干燥的有色布条无明显变化,湿润的有色布条褪色 Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O Ca(ClO)2
Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO,2HClO==2HCl+O2↑
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【例9】探究氯气的化学性质,设计如图装置。
已知:该装置气密性良好;铜粉放在耐高温托盘内。
请回答下列问题:
(1)为防止铜与空气中的氧气反应,在加热之前应该进
行的操作为__________________________________。
(2)当观察到AgNO3溶液中出现白色沉淀时,点燃酒精灯加热;写出AgNO3溶液中发生反应的化学方程式:____________________________。
(3)硬质玻璃管中的反应现象为________________,反应的化学方程式为___________________。
(4)装置中空试管的作用是___________________。
(5)实验中,观察到紫色石蕊溶液颜色的变化为___________________。
(6)烧杯中氢氧化钠溶液的作用是_____________,发生反应的化学方程式为_______________。
(7)盛水的试管中,溶液最后的颜色为___,说明氯气____(填“能”或“不能”)溶于水。
题型六:氯气的性质综合
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题型六:氯气的性质综合
【答案】通入氯气排尽装置中的空气 Cl2+H2O=HCl+HClO、HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 剧烈反应,产生棕黄色的烟 Cu+Cl2 == CuCl2 防止右侧试管中的水倒吸入硬质玻璃管中,使硬质玻璃管炸裂 先变红后褪色 吸收尾气中的氯气,防止污染空气 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 浅黄绿色 能
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