内容正文:
人教版化学必修一
第二章 海水中重要的元素-钠和氯
第2节 氯及其化合物
高一化学备课组
氯元素在自然界中的存在:
化合态
海洋占地球表面71%
湖盐
氯气的应用:
资料来源——百度百科
①消毒,自来水常用氯气消毒,1L 水里约通入0.002g氯气
②制盐酸
③工业用于制漂白粉或漂粉精
④制多种农药
一、氯气
1、物理性质:黄绿色、刺激性气味的气体,密度大于空气,在水中溶解度是1:2,有毒,易液化。
2、收集方法:
向上排空气、
排饱和食盐水法。
3、氯原子结构:
原子结构示意图:
氯元素常见化合价:
-1
0
+7
+3
+4
+1
+5
+17
2 8 7
4、氯气化学性质:
(1)与金属、非金属单质反应
2Na+Cl2 2NaCl
加热
现象:剧烈燃烧,黄色火焰,大量白烟。
现象:剧烈燃烧,棕褐色烟。
2Fe+3Cl2 2FeCl3
加热
Cu+Cl2 CuCl2
加热
现象:剧烈燃烧,棕黄色烟。
具有氧化性(为主)和还原性
对比与分析
Fe+S FeS
加热
2Cu+S Cu2S
加热
Cl2与变价金属单质反应,生成高价态盐;
S 与……………………………低……。
氧化性:
Cl2 ﹥S
思考与交流
对燃烧的新认识:
燃烧的本质是氧化还原反应,不一定要有氧气参加,
所有发光发热的剧烈的化学反应都可称为燃烧。
6
(2)与水的反应
实验探究
实验操作 实验现象 氯水中微粒
观察新制氯水颜色
滴入Na2CO3溶液
滴入AgNO3溶液
盛有氯水的试管中
有色布条
将紫色石蕊溶液
滴入新制氯水
Cl2
H+
Cl—
HClO
H+、HClO
呈黄绿色
生成气体
生成白色沉淀
有色布条褪色
先变红,后褪色
为探究氯气与水是否反应,若反应,产物是什么,设计下列实验:
7
次氯酸
氧化剂
还原剂
e-
Cl2+H2O HCl+HClO
Cl2+H2O H+ + Cl— + HClO
离子反应方程式为:
HClO 次氯酸
①强氧化性,漂白剂、消毒剂
不能用酸碱指示剂、pH试纸检验新制氯水的酸性。
②弱酸性,弱于H2CO3
部分电离:HClO H+ + ClO—
部分电离:H2O H+ + OH—
全部电离:HCl = H+ + Cl—
思考与交流
新制氯水中的微粒有哪些?
三种分子:Cl2、HClO、H2O
四种离子:Cl—、H+、ClO—、OH—
“三分四离”
③不稳定性,见光易分解
2HClO 2HCl + O2↑
1、保存新制氯水时要注意什么?
思考与交流
密封保存在棕色试剂瓶,放在冷暗处
2、久置氯水的成分是什么?
稀盐酸
3、俗话:“养鱼先养水”是什么意思?
自来水在日光照射下十小时,在放入鱼。
对比与区分
液氯、新制氯水、久置氯水
液氯 新制氯水 久置氯水
物质类别
颜色
微粒
成分 分子
离子
性质
纯净物
黄绿色
Cl2
无
氧化性(主)
还原性
毒性
混合物
黄绿色
Cl2、HClO、H2O
Cl—、H+、ClO—、OH—
氧化性、酸性、漂白性、消毒、不稳定性
混合物
无色
H2O
Cl—、H+、OH—
酸性
了解八四消毒液名称来源、消毒原理及使用注意事项
使用注意事项
思考:下图为市面上常用的消毒液和漂白剂,为什么不直接用次氯酸作漂白剂?
氯气在水中的溶解度不大,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。
新冠的克星
①与NaOH反应
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
84消毒液的主要成分
次氯酸钠(NaClO)是漂白液的有效成分。
根据氯气与水的反应原理,推测氯气与NaOH能否发生反应?若反应,其产物是什么?
NaOH
NaOH
思考: 84消毒液如何杀菌消毒?怎样提高杀菌、消毒效率?
NaClO+H2O+CO2= NaHCO3 +HClO
HCl+ NaClO = NaCl + HClO
(反应原理:较强酸制取弱酸)
Cl2 + H2O = HCl + HClO
(次氯酸的杀菌、消毒)
3、与碱的反应
氯气
次氯酸
次氯酸盐与氯化物
次氯酸盐
制备原理
碱
生效原理
酸
氯气 + 碱→氯化物 + 次氯酸盐 + H2O
酸+ 次氯酸盐 →次氯酸+盐
主要成分
有效成分
制备原理
生效原理
次氯酸盐含氯消毒剂制备和生效原理示意图
原料
杀菌、消毒、漂白
Cl2
HClO
CaCl2 Ca(ClO)2
Ca(ClO)2
制备原理
Ca(OH)2
生效原理
酸
主要成分
有效成分
漂白粉的制备原理
生效原理
2Cl2 + 2 Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
工业 Ca(ClO)2+2HCl = CaCl2+2HClO
日常 Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO
②与Ca(OH)2 反应——漂白粉的制备
请你想一想……我们常用的碱有氢氧化钠和氢氧化钙,但工业上生产漂白粉的方法是用氯气和石灰乳反应。结合下表信息,请你分析使用石灰乳的原因。
取两种碱各74g
等质量的两种碱所含的氢氧根的物质的量相差不大,但是价格
长期放置在空气中漂白粉会失效的原因:
Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3 ↓ +2HClO
2HClO==2HCl+O2↑
光
课堂练习(课本P48 T6):
漂白粉或漂粉精中Ca(ClO)2的能与空气中CO2的和水蒸气发生如下反应:Ca(ClO)2+H2O+CO2= CaCO3 ↓ +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?
购买时注意:观察包装袋是否密封,漂白粉中有无结块,注意使用期限,现买现用
购买之后保存:应密闭保存在避光阴凉干燥处。
课堂练习、有关漂白粉和漂白液的说法正确的是( )
①工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
②漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
③漂白粉和明矾都常用于自来水的处理,二者的作用原理不相同。
④漂白粉空气中久置不发生氧化还原反应
⑤漂白粉空气中久置变质,理由是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。
②
③
84消毒液为什么不能和洁厕剂混用使用?
NaClO + HCl = Cl2 ↑ +H2O + NaCl
ClO - + Cl- + 2H+ = Cl2 ↑ + H2O
次氯酸盐含氯消毒剂使用注意事项
HCl
不能
次氯酸盐消毒剂与双氧水能混合使用吗?
含褐色色素的饮料
含褐色色素的饮料+84消毒液
双氧水+84消毒液
含褐色色素的饮料双氧水+84消毒液
NaClO + H2O2 = O2 ↑ +H2O + NaCl
不能
课堂练习3.某消毒液的主要成分为NaCIO,下列用来解释事实的方程式中,不合理的是( )
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收氯气制备Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
B. 在空气中的漂白原理NaClO+H2O+CO2= Na2CO3 +HClO
C.消毒液与洁厕灵(主要成分为HCI)混用,产生有毒的Cl2
ClO - + Cl- + 2H+ = Cl2 ↑ + H2O
D.该消毒液加白醋生成HCIO,可增强漂白作用:
CH3COOH+Cl-=HClO+CH3COO-
B
漂白粉的广泛使用
新一代含氯消毒剂
(5)与还原性物质反应
Cl2能与FeCl2 、NaBr、KI、Na2S等盐溶液反应(表现氯气的强氧化性)
Cl2 +2Fe2+ = 2Cl- +2Fe3+
Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2
Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2
Cl2 + S2- = 2Cl- + S
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
拓展:
1、FeBr2溶液中通入Cl2
Cl2(少量)
Cl2(足量)
等物质的量的氯气
“强者优先法”可确定谁先反应
2、FeI2溶液中通入Cl2
Cl2(少量)
Cl2(足量)
2Fe2++4I- +3Cl2=2Fe3++2I2+6Cl-
课堂练习4、用经Cl2消毒的自来水配制下列溶液:
①Na2SO3 ②KI ③AlCl3 ④FeCl2 ⑤AgNO3 ⑥稀盐酸,发现部分药品变质,它们是( )
A、①②④⑤ B、①②③④
C、①②④ D、③⑥
A
HCl
NaCl
Na2CO3
AgNO3溶液
AgNO3溶液
AgNO3溶液
HNO3溶液
HNO3溶液
HNO3溶液
Cl- + Ag+ = AgCl↓
CO32- + 2Ag+ = Ag2CO3↓
Ag2CO3 + 2H+ = 2Ag+ + CO2↑ + H2O
都产生白色沉淀
沉淀不溶解
沉淀溶解
三、 的检验
课本P46【实验2-9】
思考:(1)若在某无色溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定含有Cl-吗?为什么?
提示: 不一定含Cl-, CO32- 与Ag+反应也生成白色沉淀。
(2)检验Cl-时为何要加入稀硝酸?
提示: 防止 CO32- 等离子的干扰。
取少量待检液于一洁净试管中,向试管中加入稀硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则被检液中含有Cl-。
氯离子检验方法
离子检验答题模板:
1、取样
2、加试剂
3、现象
4、结论
水质检验员在检验水质
课堂练习5、检验某Na2CO3溶液中是否含有NaCl,操作是 ( )
A.取样,滴加AgNO3溶液,看是否有白色沉淀生成
B.取样,先加盐酸酸化,再加入AgN03溶液,看是否有白色沉淀生成
C. 取样,先加稀H2SO4酸化,再加入AgNO3溶液,看是否有白色沉淀生成
D.取样,加入少量AgN03溶液,有白色沉淀生成,再加入稀HN03,看白色沉淀是否消失
D
化合价
Cl2
HCl
HClO
CaCl2、 NaCl、CuCl2、FeCl3
Ca(ClO)2、NaClO
KClO3
+5
+1
0
-1
单质 酸 盐
物质类别
课堂小结
氯元素的价类二维图
舍勒是怎样在实验室制取氯气的?
(教材P41)舍勒将软锰矿(主要成分MnO2 )与浓盐酸混合并加热时,产生了一种黄绿色的气体(氯气)。书写此反应的化学方程式并单线桥分析。
知识回顾:
加热
Cl2
软锰矿(MnO2)
浓盐酸(HCl)
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 +Cl2 + 2H2O
氧化剂
还原剂 酸性
2e-
思考:参与反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比?
1:2
课堂练习1、
①用含146 g氯化氢的浓盐酸与足量的二氧化锰反应;
②用87 g 二氧化锰与足量浓盐酸反应。 若不考虑氯化氢的挥发,则反应后所得氯气的质量( )
A.①比②多 B.②比①多
C.两种方法一样多 D.无法比较
B
提示: 随着反应的进行,盐酸不断的消耗和挥发,盐酸浓度变稀,稀盐酸的还原性比浓盐酸弱,稀盐酸不能被MnO2氧化得到Cl2。
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 +Cl2 + 2H2O
固体 液体 加热
发生装置
反应物的状态
反应条件
决定
密度比空气大
收集装置
决定
氯气的制备装置
思考:氢氧化钠溶液的作用是什么?
四、氯气得实验室制法
吸收多余的氯气,防止污染环境:Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
尾气处理装置
有毒,与氢氧化钠溶液反应
决定
制备原理
制备装置
已知氯气在饱和食盐水中溶解度比在水中小,氯化氢极易溶于饱和食盐水
思考:利用右侧装置收集的Cl2纯净吗?有什么杂质?若得到干燥纯净Cl2上述装置如何改进?
装置收集的Cl2不纯,有HCl和H2O(g)。在上述装置A、B之间依次连接盛有饱和食盐水的洗气瓶除HCl和盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥Cl2。
氯气的净化装置
思考:总结检验氯气的方法和原理?
用湿润淀粉碘化钾试纸靠近瓶口,白色试纸变蓝色
淀粉碘化钾试纸
Cl2+2KI=I2+2KCl I2遇淀粉变蓝
纯净干燥的氯气的制备
课本P46页方法引导 实验室中制取气体装置的设计
反应物状态、反应条件
气体及所含杂质的性质
气体的密度、气体在水中溶解性、是否与水反应等
发生装置
收集装置
除杂装置
尾气处理装置
气体的性质
课堂练习2、
(1)实验室制取Cl2时,下列操作
不正确的是 (填序号)。
①②③④
①装置Ⅰ可用于制取少量Cl2
②用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl
③用装置Ⅲ制取Cl2
④用装置Ⅳ干燥Cl2
(2)欲在实验室制取干燥、纯净的氯气,除了用二氧化锰、浓盐酸外,还需要的药有 、 、 。
饱和食盐水
浓硫酸
NaOH溶液
据台湾媒体报道,北县中和市锦和中学的部分学生,在清扫厕所时误以为浴厕清洁剂(主要成分是盐酸)与漂白液混合,清洁效果会更强,结果混合后产生氯气,并冒出大量浓烟,九名学生疑似氯气吸入过多,身体不适被送往双和医院,诊治后幸无大碍。 请尝试写出产生氯气的化学方程式。
2HCl+ NaClO = NaCl+H2O+ Cl2↑
拓展一:实验室制备氯气的原理
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 +Cl2 + 2H2O
氧化剂
还原剂 酸性
KClO3 + 6HCl (浓) = KCl + 3Cl2↑ + 3H2O
K2Cr2O7 + 14HCl(浓) = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 7H2O
2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Ca(ClO)2 + 4HCl (浓) = Cl2 ↑ + 2H2O+CaCl2
MnO2 + 2H2SO4(浓) + 2NaCl MnSO4 + Na2SO4 + Cl2↑ + 2H2O
课堂练习3、下图是用KClO3与浓盐酸反应制取氯气的简易装置。下列说法正确的是( )
B
A.A中固体也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、二氧化锰等代替
B.装置A发生反应的化学方程式为KClO3+6HCl(浓) = 3Cl2↑+KCl+3H2O
C.待没有气泡产生后,向A中加入足量AgNO3溶液,根据沉淀质量可求出剩余盐酸的量
D.装置B盛放的是饱和食盐水,目的为除去HCl
收集装置
防倒吸
拓展二:实验装置的选择
1、气体发生装置
思考:已知将浓盐酸滴到KMnO4固体上也能反应产成Cl2,且不需要加热,则选用哪套装置呢?
固体加热——KMnO4、KClO3(MnO2)制备氧气
固液混合不需要加热——H2O2 + MnO2、HCl + CaCO3
固液混合需要加热——HCl(浓) + MnO2
收集难溶或微溶于水(或其他液体)的气体
2、气体收集装置
向下排空气法
(收集密度比空气小的气体)
向上排空气法
(收集密度比空气大的气体)
思考:收集Cl2是否可以用排液法,若可以,请问是排哪种液体?
可以。排饱和食盐水
排空气法
排水法
3、尾气处理装置
难吸收易燃的可以点燃处理,选用C;
练习:请选出Cl2 、HCl 、CO、NO尾气处理的装置
难吸收的少量尾气可以先收集,选用D。
说明:其他在液体中溶解度不大的气体用装置A;
溶解度极大的气体易倒吸,选用B可防倒吸。
A
B
C
D
A B C D
4、除杂装置
氯气的净化装置
液体除杂试剂
固体除杂试剂
液体干燥剂:浓硫酸
固体干燥剂:五氧化二磷、无水CaCl2、碱石灰等
球形干燥管
U形干燥管
实验步骤
⑴仪器的安装: 由下而上,从左到右
⑵检查气密性:
⑶添加药品: 先固后液,先下后上
⑷缓缓加热
制备实验”二、三、四”
二意识:安全意识与环保意识
三原理:反应原理、装置原理、操作原理
四过程:气体发生过程、净化过程、收集过程、 尾气处理过程
1、在实验进行过程中发生装置中的浓盐酸有时不能顺利滴下?
2、能否用排液法?
3、尾气的吸收中怎样改进吸收效果更好?
氯气制备实验仪器的改进
工业制氯气(课本P48 T6)
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
课堂练习4:某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。
装置中有六处错误,请指出。
1、烧瓶下面缺石棉网 2、铁圈下面缺酒精灯
3、原料使用了稀盐酸 4、不应使用长颈漏斗
5、盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了
6、洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下,而出口导管应靠近瓶塞
课堂小结
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 +Cl2 + 2H2O
1.实验室制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是( )
①连接好装置,检查气密性
②缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出
③在烧瓶中加入二氧化锰粉末
④往分液漏斗中加入浓盐酸,再缓缓滴入烧瓶中
⑤用向上排空气法收集氯气,尾气导入氢氧化钠溶液中
A.①②③④⑤ B.④③①②⑤
C.①③④②⑤ D.①④③②⑤
C
课堂练习
2、除去Cl2中少量的HCl气体,最好选用的试剂是 ( )
A. 蒸馏水 B. 二氧化锰
C. 饱和食盐水 D. 氢氧化钠溶液
C
3、在MnO2 + 4HCl(浓)= MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O反应中,被氧化的HCl与参加反应的HCl质量关系 ( )
A、1∶1 B、1∶2 C、2∶1 D、1∶4
△
B
2017高一化学必修一课件:第2节《 富集在海水中的元素——氯 》课时2
52
C
4.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是( )
5.已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并进行它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中错误的是( )。
A.①②
B.③④
C.①②③
D.②③④
D
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接
口处的字母):___接___;___接___;
___接___;___接___。
2)装置中,饱和食盐水的作用是____________;NaOH溶液的作用是_______________。
(3)化学实验中常用湿润的淀粉KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生,可观察到_________,反应的化学方程式为___________________。
(4)写出下列化学反应的离子方程式:
①气体发生装置中:________________________。
②NaOH溶液中:__________________________。
6、二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。
E
C
D
A
B
H
G
F
除Cl2中的HCl
吸收过量的氯气
试纸变蓝
2KI+Cl2=2KCl+I2
浓盐酸
MnO2+4H++Cl- Mn2++Cl2↑+ 2H2O
2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O
答案 4.(1)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
(3)2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
5.(1)2I-+Cl2===I2+2Cl- (2)2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-
6.(1)Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
(2)4Fe+12H++3NO===3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O (3)3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
答案 4.(1)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
(3)2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
5.(1)2I-+Cl2===I2+2Cl- (2)2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-
6.(1)Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
(2)4Fe+12H++3NO===3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O (3)3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
答案 4.(1)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
(3)2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
5.(1)2I-+Cl2===I2+2Cl- (2)2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-
6.(1)Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
(2)4Fe+12H++3NO===3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O (3)3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
答案 4.(1)2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-
(2)2Fe2++2Br-+2Cl2==2Fe3++Br2+4Cl-
(3)2Fe2++4Br-+3Cl2==2Fe3++2Br2+6Cl-
5.(1)2I-+Cl2==I2+2Cl- (2)2Fe2++4I-+3Cl2==2Fe3++2I2+6Cl-
6.(1)Fe+4H++NO==Fe3++NO↑+2H2O
(2)4Fe+12H++3NO===3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O (3)3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
$