1、第四章非金属元素及其化合物第四章非金属元素及其化合物 第二第二节节富集在海水中元素富集在海水中元素氯氯9月23日第1页考向分析考向分析命题形式命题形式本节高考重点考查:(1)氯及其主要化合物性质、应用及制备方法;(2)氯气对环境影响。(3)卤素单质及离子性质 普通在选择题、化工和探究题可能出现。经常以Cl2制备为载体,在Cl2性质、尾气处理及氯水成份与性质上进行命题而且包括氧化还原反应考查。第2页2、氯气物理性质颜色状态气味密度毒性溶解性黄绿色比空气 溶于水气体气体强强烈刺烈刺激性激性大大有毒有毒可可一:氯气1、氯气分子结构氯原子结构示意图,氯气分子分子式、电子式、结构式书写?氯元素常见化合价
2、?-1,+1,+3,+5,+7 3第3页3、氯气化学性质:与金属反应(Na、Fe、Cu 等)与非金属反应 (H2 等)与水反应与碱液反应(NaOH、Ca(OH)2)与还原性物质反应(Fe2+、S2-、SO32-、Br 等)ClCl2 2氧化性(为主)还原性与有机物反应4第4页2NaCl2 2NaCl(现象?)现象?)CuCl2CuCl2(现象?)(现象?)2Fe3Cl22FeCl3(现象?)(现象?)(产生红(产生红棕色棕色烟烟,溶于水溶液呈,溶于水溶液呈黄色黄色)(产生(产生棕黄色棕黄色烟烟,溶于水溶液呈,溶于水溶液呈蓝色蓝色)(与变价金属反应,均使金属氧化至高价态)(与变价金属反应,均使金
3、属氧化至高价态)注:常温下干燥氯气或液氯不能与铁发生反应,所以注:常温下干燥氯气或液氯不能与铁发生反应,所以工业上常把工业上常把干燥液氯储存在钢瓶中干燥液氯储存在钢瓶中跟金属反应:跟金属反应:(可与大多数金属化合可与大多数金属化合)氯气化学性质很活泼,是强氧化剂氯气化学性质很活泼,是强氧化剂(产生(产生白烟白烟)说明:可与大多数金属化合,显强氧化性,把变价金属(如说明:可与大多数金属化合,显强氧化性,把变价金属(如铁,铜)氧化成高价态。铁,铜)氧化成高价态。氧化性:氧化性:Cl2Fe3+Cu2+H+第5页H2Cl2 2HCl点燃现象:点燃现象:发出苍白色火焰,瓶口有白雾发出苍白色火焰,瓶口有白
4、雾(工业制盐酸)(工业制盐酸)光照:会发生爆炸光照:会发生爆炸(故不能用于工业制盐酸)(故不能用于工业制盐酸)(2)与非金属反应:点燃6燃烧本质是氧化还原燃烧本质是氧化还原反应,概念是猛烈发反应,概念是猛烈发烧发光氧化还原反应。烧发光氧化还原反应。第6页(3)与还原性物质反应Cl2Br-溶液由无色变橙色溶液由无色变橙色2Br-+Cl2=Br2+2Cl-I溶液由无色变深黄色溶液由无色变深黄色2I-+Cl2=I2+2Cl-Fe2+溶液由浅绿色变黄色溶液由浅绿色变黄色2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-S2-溶液变浑浊溶液变浑浊S2-+Cl2=S +2Cl-SO32-溶液无显著现象溶液无显著现象H2
5、O+SO32-+Cl2=SO42-+2Cl-+2H+SO2溶液没有显著现象溶液没有显著现象2H2O+SO2+Cl2=SO42-+2Cl-+4H+反应方程式反应现象7第7页(4)氯气与碱反应2Ca(OH)2 2Cl2 Ca(ClO)2 CaCl2 2H2O2NaOH Cl2 NaClO NaCl H2O(工业制漂白液、(工业制漂白液、可用于尾气吸收)可用于尾气吸收)(工业制漂白粉)(工业制漂白粉)漂白粉:成份:主要成份:有效成份:性质:漂白原理:失效原因:CaCl2、Ca(ClO)2Ca(ClO)2水解呈碱性,含有强氧化性Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClOCa(ClO)2+
6、CO2+H2O=CaCO3+2HClO2HClO 2HCl +O2光石灰乳石灰乳8第8页(5)与有机物反应a、取代反应 CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光光b、加成反应 CH2 CH2+Cl2 CH2Cl CH2Cl催化剂催化剂9第9页二、二、HClO性质性质(1)HClO有漂白作用和消毒作用,是利用了它有漂白作用和消毒作用,是利用了它 性。性。(2)次氯酸)次氯酸 (稳定或不稳定稳定或不稳定),轻易分解放出轻易分解放出 普通不直接使用,在普通不直接使用,在 条件下分解速率加紧。条件下分解速率加紧。反应方程式为反应方程式为 。(3)次氯酸是一个)次氯酸是一个 酸,属于酸,属于 电解质。在新电
7、解质。在新制氯水中主要以制氯水中主要以 形式存在。比碳酸酸性形式存在。比碳酸酸性 ,电离方程式为:电离方程式为:。强氧化强氧化不稳定不稳定氧气氧气光照光照一元弱一元弱弱弱分子分子弱弱2HClO 2HCl+O2光HClO H+ClO-(6)与水反应:第10页三、氯水性质氯气不但溶解于水,而且和水发生反应,化学方程式为 .离子方程式为 .氯气水溶液称氯水,新制氯水中存在微粒有_ 久置氯水为 溶液。氯水保留:瓶中,阴凉、蔽光处保留。、Cl2HClOHClClOH2OCl2H2O H+ClHClOCl2H2O HClHClO盐酸棕色、细口、玻璃塞、玻璃第11页 1氯水与液氯区分液液氯氯新制新制氯氯水水
8、久置久置氯氯水水成份Cl2Cl2、HClO、H2O、H、Cl、ClO、OH(少许)H、Cl、H2O、OH(少许)分分类类纯净纯净物物混合物混合物混合物混合物颜颜色色黄黄绿绿色色黄黄绿绿色色无色无色性性质质氧化性氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性、氧化性、漂白性酸性酸性第12页2.新制氯水成份与性质(1)氯水中粒子及其性质在不一样反应中,氯水中起作用粒子不一样所加所加试剂试剂参加反应粒子试验现象离子方程离子方程式或解式或解释释AgNO3溶液溶液Cl白色沉淀白色沉淀ClAgAgClNa2CO3固体固体H有气泡有气泡产产生生2HCOCO2H2O有色布条有色布条HClO有色布条有色布条颜颜色褪色褪去去发发
9、生氧化生氧化还还原反原反应应FeCl2溶液溶液Cl2溶液溶液变变棕黄色棕黄色2Fe2Cl22Fe32Cl石蕊溶液石蕊溶液HClO、H先先变红变红后褪色后褪色酸性和漂白性酸性和漂白性第13页(2)新制氯水中平衡Cl2H2O HClHClO应用向氯水中加入物质浓度改变平衡移动方向应应用用可溶性可溶性氯氯化物化物c(Cl)增大增大左移左移用饱和食盐水除去Cl2中HCl用排饱和食盐水法搜集Cl2盐盐酸酸c(H)和和c(Cl)增大增大左移左移次次氯氯酸与酸与浓盐浓盐酸反酸反应应制制Cl2NaOHc(H)减小减小右移右移用NaOH溶液吸收多出Cl2Ca(OH)2c(H)减小减小右移右移制漂白粉制漂白粉Ca
10、CO3c(H)减小减小右移右移制高制高浓浓度度HClO溶液溶液光照光照c(HClO)减小减小右移右移氯水避光保留或现用现配第14页漂白性物质:漂白漂白剂剂HClONa2O2(H2O2)SO2活性炭活性炭漂白原理漂白原理与品与品红红溶溶液液与紫色石与紫色石蕊蕊试试液液氧化漂白不可逆化合漂白-可逆 吸附漂白褪色褪色褪色加热复原褪色先变红后褪色先变蓝后褪色,产生气泡变红褪色第15页四:氯气试验室制法氧化剂:氧化剂:MnO2 还原剂:还原剂:HCl(浓)(浓)MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2 +2H2O 2、发生装置分液漏斗分液漏斗圆底烧瓶圆底烧瓶1、反应原理:16工业电解法 电解饱和食盐
11、水方法制取氯气,化学方程式:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2第16页固体反应物加热制气比如:氧气、氨气等固体和液体混合制气比如:氢气、二氧化碳等有液体反应物,反应需要加热比如:氯气、氯化氢等常见气体发生装置17第17页3.搜集气体方法搜集方法向上排气法向上排气法向下排气法向下排气法排水取气法排水取气法简易装置图简易装置图搜集气体O2、H2、CH4、NOCO2、SO2Cl2、HClH2、CH4 NH3、18第18页4、尾气处理方法类类别别易溶气易溶气体(甲)体(甲)例例能溶气能溶气体(乙)体(乙)例例可燃气体可燃气体(丙)(丙)例例简简易易装装置置COH2HClNH3Cl219第1
12、9页5、制气装置:制取制取-净化净化-搜集搜集-尾气处理尾气处理氯气净化:先经过饱和食盐水除HCl,再经过浓H2SO4除H2O验满方法:湿润淀粉-KI试纸(变蓝)、湿润蓝色石蕊试纸(先变红后褪色)、品红溶液(褪色)20第20页思索题:思索题:1、能否用稀盐酸代替浓盐酸制取氯气?、能否用稀盐酸代替浓盐酸制取氯气?一些物质氧化还原性跟浓度相关,稀盐酸浓度不够,一些物质氧化还原性跟浓度相关,稀盐酸浓度不够,还原性不强还原性不强2、为何用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,要缓缓加热,、为何用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,要缓缓加热,不能强热不能强热?3、为何用氢氧化钠溶液吸收多出氯气,而普通不用石、为何用氢氧化钠溶液吸收多出氯气,而普通不用石灰水?灰水?浓盐酸有很强挥发性,强热时能挥发出大量氯化氢气体和水蒸气,而使制得氯气中含有大量杂质;其次,又降低了HCl利用率。Ca(OH)2微溶于水,用微溶于水,用石灰水吸收效果不好石灰水吸收效果不好21第21页