高中化学PEP教材教学-14第十四讲 富集在海水中的元素——氯.docx

第十四讲 富集在海水中的元素氯【教学目标】1了解氯气的物理性质。2认识氯气的氧化性，并从氯的原子结构特点和氯气跟金属、非金属、水、碱的反应，了解氯气是一种化学性质非常活泼的非金属。3掌握氯离子的检验方法。4了解氯气置换溴离子、碘离子的反应。5了解漂白粉的生产原理和漂白原理。【知识梳理】知识点一、氯气的性质及制备1原子结构 氯元素位于元素周期表中第三周期第A族，氯原子最外电子层上有7个电 子在化学反应中很容易得到1个电子形成Cl，化学性质活泼，在自然界 没有游离态的氯，氯只以化合态存在（主要以氯化物和氯酸盐）。2物理性质 氯气是黄绿色气体，有刺激性气味，有毒，密度比空气大，易液化成液氯， 能溶于水（体积比1:2）。常见的易液化的气体还有NH3、SO2。3化学性质 氯气化学性质非常活泼，很容易得到电子，是强氧化剂，能与金属、非金属、 水以及碱反应。（1）与金属反应（Na、Al、Fe、Cu等） 2Na + Cl2 点燃 2NaCl （现象：产生白烟） Cu + Cl2点燃 CuCl2 （现象：产生棕黄色的烟，溶于水呈蓝绿色） 2Fe +3Cl2点燃 2FeCl3 （现象：产生棕褐色的烟，溶于水呈黄色） 注：Cl2的氧化性较强，与变价金属反应时，一般生成高价态的金属氯化 物。如氯气与金属铁反应只生成FeCl3，而不生成FeCl2。干燥的Cl2在常温下不与铁发生反应，因此可以用钢瓶储存干燥的氯气。（2）与非金属反应 H2 + Cl2点燃或光照 2HCl（氢气在氯气中燃烧现象：安静地燃烧，发出苍白 火焰，瓶口有白雾。混合光照：发生爆炸） 2P + 3Cl2点燃 2PCl3（PCl3液态，白雾，Cl2不足） 2P + 5Cl2点燃 2PCl5（PCl5固态，白烟，Cl2充足） 注：P与Cl2实际反应时，两个反应均发生，产生白色烟雾。（3）与水的反应 Cl2 + H2O HCl + HClO 离子方程式：Cl2+ H2O H+ Cl+ HClO Cl2既是氧化剂，又是还原剂。（4）与碱的反应 与NaOH反应：Cl22NaOHNaClNaClOH2O 与Ca(OH)2溶液反应：2Cl22Ca(OH）2Ca(ClO)2CaCl22H2O 此反应用来制漂白粉，漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2，有效成份 为Ca(ClO)2。 漂白粉之所以具有漂白性，原因是：Ca(ClO)2CO2H2OCaCO3+2HClO生成的HClO具有漂白性；同样，氯水也具有漂白性，因为氯水含HClO；NaClO同样具有漂白性，发生反应NaClOCO2H2ONaHCO3+HClO；干燥的氯气不能使红纸褪色，因为不能生成HClO，湿的氯气能使红纸褪色，因为氯气发生下列反应Cl2H2OHClHClO 漂白粉久置空气会失效（涉及两个反应）：Ca(ClO)2CO2H2OCaCO32HClO， ，漂白粉变质会有CaCO3存在，外观上会结块，久置空气中的漂白粉加入浓盐酸会有CO2气体生成，含 HCl杂质气体。（5）与还原性的物质反应（Br-、I-、SO2、Fe2+、SO32-等） Cl2 +2KI = 2KCl +I2 （用湿润的淀粉KI试纸检验Cl2） 2FeCl2 +Cl2 = 2FeCl3 （溶液由浅绿色变为黄色） Cl2 +Na2SO3+H2O = Na2SO4+2HCl （除废水中的氯）4用途 制漂白粉、自来水杀菌消毒、农药和某些有机物的原料等。1实验室制法（1）原理 用MnO2和浓盐酸加热反应。 MnO2 +4HCl(浓) 加热MnCl2 + 2H2O +Cl2 注意： a.MnO2与稀盐酸不反应（过量的MnO2 与含4mol HCl的浓盐酸反应最终 得到的氯气不到1mol）。 b.反应要慢慢加热，以防HCl大量挥发。 c.反应中若4mol HCl参加反应，只有2mol被氧化。 d.可用KMnO4、KClO3代替MnO2作氧化剂2KMnO4+16HCl(浓）= 2MnCl2 +2KCl +5Cl2 +8H2O e.可用浓H2SO4和NaCl晶体代替浓盐酸与MnO2共热制Cl2 2NaCl +3H2SO4(浓)+ MnO2 加热 MnSO4 + 2NaHSO4+ Cl2+ 2H2O（2）装置 根据反应原理，按气体发生、净化、收集、尾气处理等过程，可用下图中装置制备干燥、纯净的Cl2。2工业制法（1）电解饱和食盐水（氯碱工业） 2NaCl + 2H2O电解 2NaOH+H2+Cl2 （2）电解熔融的氯化钠 2NaCl（熔融）电解 2Na + Cl2典型例题1（2015北师大附月考10）下列物质中，不能使干燥、有色布条褪色的是（ ） ACl2 B氯水 CNaClO溶液 D Na2O2与水反应后的溶液答案：A 2(2015朝阳期末10) 检验氯化氢气体中是否混有氯气，不可用的方法是 A用湿润的有色布条 B用湿润的蓝色石蕊试纸 C将气体通入硝酸银溶液 D用湿润的淀粉碘化钾试纸答案：C知识点二、卤素的性质卤素包括：氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At） 1卤素的相似性（1）卤族元素在周期表中处于第A族；（2）最外层电子数均为7，是典型的非金属元素；（3）单质均为双原子分子；（4）主要化合价为-1价，最高正价为+7价（F除外）；（5）均能形成气态氢化物； 2卤素性质的递变性（1） 单质的物理性质 单质颜色变深，熔沸点升高。F2Cl2Br2I2常温下状态气态气态液态固态颜色淡黄绿色黄绿色深棕红色紫黑色水中溶解度反应溶解溶解微溶有机溶剂中的颜色黄色橙红色紫红色熔沸点低高（2）非金属性和单质氧化性逐渐减弱。（3）与H2化合或与水反应由易到难。（4）氢化物稳定性逐渐减弱。（5）最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱。（6）卤离子还原性逐渐增强。（7）前面元素的单质能把后面元素单质置换出来。（8）氢化物水溶液酸性依次增强。 3卤素的特性（1）氟 a无正价和含氧酸。 bF2不能把氯、溴、碘从相应卤化物的水溶液中置换出来，F2与H2O剧 烈反应生成HF和O2：2F2+2H2O=4HF +O2。 cF2可与某些稀有气体反应。 dHF、F2均能腐蚀玻璃。 e在HX中唯有HF是弱酸。 f在AgX中唯有AgF易溶于水。 gF2在黑暗处就可以与H2爆炸化合；F只显负价，无含氧酸。（2）溴 aBr2是深红棕色液体，有挥发性。 bBr2易溶于有机溶剂。 c贮存少量的溴用水液封，瓶塞不能用橡皮塞。 dAgBr用于照相底片和变色玻璃等。（3）碘 aI2易升华可利用该性质来分离提纯碘。 bI2遇淀粉显蓝色：可利用该特性来检验I2的存在或间接检验其它物质。 cI2与Fe反应时，只生成FeI2而不生成FeI3。其他卤素单质与Fe反应时 均得到Fe3+。 d碘盐（成分为KIO3）可防治甲状腺肿大；AgI用于人工降雨。1卤离子的检验 AgCl、AgBr、AgI都不溶于酸，且颜色逐渐加深，分别为白色、浅黄色、黄色，可用硝酸酸化的AgNO3溶液，检验Cl、Br、I的存在。 2卤化银的稳定性 卤化银见光易分解（AgF除外），如AgBr分解用于照相底片，AgI分解用于 人工降雨。典型例题1.（2015北师大附月考12）在给定温度和压强下影响气体所占体积大小的主要因素 A. 分子直径的大小 B. 分子间距离的大小 C. 分子间引力的大小 D. 分子数目的多少答案：D2. （2015中关村中学月考13）由阿伏加德罗常数和一个水分子的质量一个水分 子的体积（V水），不能确定的物理量有（ ） A.1摩尔水的质量 B. 1摩尔水蒸汽的质量 C.1摩尔水的体积 D. 1摩尔水蒸汽的体积答案：D3.（2015二中期末4）同温同压下，含有相同分子数的下列气体的质量最大的是 A. O2 B. CH4 C. CO2 D. SO2答案：D4. （2015北师大附月考24）质量都为4.2 g 的A气体和B气体，在标准状况下 的体积分别为 3.36 L 和2.94 L，则这两种气体的摩尔质量之比为 A. 1 : 1 B. 15 : 13 C. 7 : 8 D. 8 : 7答案：C【巩固练习】一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1下列气体中，既有颜色又有毒性的是 ( )AN2BCOCCl2DCO2答案C2下列化合物不能通过单质直接化合而制得的是 ( )ACuCl2BFeCl2CHClDNa2O2答案B3下列有关氢气与氯气反应的叙述中，不正确的是 ( )A纯净的氢气在氯气里安静地燃烧，发出苍白色火焰B氢气与氯气反应生成的氯化氢气体与空气里的水蒸气结合，呈白雾状C氢气与氯气混合后，光照会发生爆炸D氢气与氯气的反应是化合反应，不是氧化还原反应答案D4下列有关氯气的叙述中，正确的是 ( )A氯气可使湿的红布褪色，所以氯气具有漂白性B氯气是一种有毒气体，被列为“毒气”之列C在通常情况下，氯气可以和任何金属直接化合D闻其气味时要小心地将集气瓶放在鼻孔下直接闻答案B5下列说法中，不正确的是 ( )钠、氢气都能在氯气中燃烧且都生成白色烟雾铜丝在氯气中燃烧，生成蓝绿色的氯化铜液氯就是氯气的水溶液，它能使干燥的有色布条褪色久置的氯水，因氯气几乎完全挥发掉，剩下的就是水A只有B和C和D答案D6下列说法不正确的是 ( )A钠、铁和铜一样都能在氯气中燃烧生成金属氯化物B液氯是氯气的水溶液，它能使干燥的有色布条褪色C氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物D氯水具有杀菌、漂白作用是因氯水中含有强氧化性的次氯酸答案B7湿润的蓝色石蕊试纸接触氯气后，其颜色变化为 ( )A变B变白C先变红再变白D不变色答案C8下列氯化物中，既能由金属和氯气直接参与化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是 ( )ACuCl2BFeCl2CMgCl2DFeCl3答案C9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氢氧化钠溶液答案C10现有盐酸、氯化钠、氢氧化钠和氯水四种溶液，可用来区别它们的一种试剂是( )AAgNO3B酚酞试液C紫色石蕊试液D饱和食盐水答案C11下列物质中同时含有氯分子(Cl2)和氯离子(Cl)的是 ( )A液氯B新制氯水CCaCl2溶液D次氯酸答案B12下列各组离子在溶液中能大量共存的是 ( )ABa2、Cu2、B、H、Na、KCK、Na、ClDH、Cl、Ag答案C13为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素，选用给出的试剂和操作，其操作顺序正确的是( )滴加AgNO3溶液加水溶解过滤、取滤液与二氧化锰混合加热加稀HNO3与浓盐酸反应加NaOH溶液加热用淀粉碘化钾ABCD答案A14下列物质中不含有氯离子的是 ( )A氯水B漂白粉C液氯D盐酸答案C15某未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有( )AClBClCClDCl OH答案C16可以证明次氯酸是弱酸的事实是 ( )A可与碱反应B有漂白性C见光能分解D次氯酸钙溶液可与碳酸反应生成次氯酸答案D17检验Cl时，所用试剂稀HNO3的作用是 ( )A防止的干扰B防止Cl的干扰C生成Ag2CO3沉淀D防止的干扰答案A18为了防止吸入氯气中毒，可以用浸有某种物质水溶液的毛巾捂住鼻子，这种物质可以是 ( )ANaOHBNa2CO3CNH3DNaCl答案B二、填空题1新制备的氯水呈黄绿色，说明氯水中有Cl2分子存在。向氯水中滴入几滴AgNO3溶液，立即有白色沉淀生成，说明氯水中有Cl存在。紫色石蕊试液遇到氯水后，首先变红，但很快又褪色，这是因为氯水呈酸性，所以先变红，但是氯水中的HClO有漂白性(强氧化性)，所以褪色。2漂白液的有效成分是NaClO，工业上用Cl2和NaOH反应制取漂白液，其反应方程式为Cl22NaOHNaClNaClOH2O。工业上之所以把氯气加工成漂白液再用于漂白，是因为HClO不稳定；次氯酸盐比较稳定、易于运输和保存。漂白液久置在空气中容易变质，用有关的反应方程式表示其原因：(1)2NaClOCO2H2ONa2CO32HClO；(2) 2HClO2HClO2。3向盛有氯气的三个集气瓶中，分别注入约五分之一的下列液体并振荡，观察下图所记录的现象，判断各瓶注入的液体是什么，将注入液体的编码填入图下方相应的括号中。AAgNO3溶液BNaOH溶液C水( B ) ( A ) ( C )田乙丙丁田乙丙丁4甲、乙、丙、丁分别是盐酸、碳酸钠、氯化钙、硝酸银4种溶液中的一种。将它们两两混合后，观察到的现象如右表所示，其中丁与乙混合产生的是无色气体。请回答下面的问题：(1)写出丁与乙反应的离子方程式：2HH2OCO2(2)这4种溶液分别是(用化学式表示其溶质)：甲CaCl2；乙Na2CO3；丙AgNO3；丁HCl。5对宇航员从天外某星球外层空间取回的气体样品进行如下实验：将气体样品溶于水，发现其主要成分气体A易溶于水；将A的浓溶液与MnO2共热生成一种黄绿色气体单质B，B通入NaOH溶液中生成两种钠盐；A的稀溶液与锌粒反应生成气体C，C与B组成的混合气体经光照发生爆炸，生成气体A，实验测得反应前后气体体积不变。据此回答下列问题：(1)写出A、B、C的化学式：A HCl；B Cl2；C H2。(2)写出A的浓溶液与MnO2共热的化学方程式MnO24HCl(浓)加热MnCl2Cl22H2O。(3)写出B通入NaOH溶液的离子方程式Cl22OHClClOH2O。【拓展提升】一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1实验室制取氧气的试管壁上沾附有MnO2，除去沾附的MnO2可用的试剂是 ( )A蒸馏水B氢氧化钾溶液C稀盐酸D热的浓盐酸答案D2浓盐酸和Ca(ClO)2能发生如下反应：Ca(ClO)24HCl(浓)CaCl22Cl22H2O，用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是 ( )CO2HClH2OO2ABCD答案A3实验室制备氯气，尾气用NaOH溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是 ( )A氯气不与石灰水反应B氢氧化钙微溶于水，所以澄清石灰水中氢氧化钙的含量少，吸收的氯气少C氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙难溶于水D澄清石灰水能吸收空气中的二氧化碳而变浑浊答案B4饮用水的消毒剂有多种，其中杀菌消毒能力强且不会影响水质的理想消毒剂是( )A液氯B漂白粉C臭氧D明矾答案C5自来水可以用氯气消毒，某学生用这种自来水去配制下列物质的溶液，不会产生明显的药品变质问题的是 ( )AAgNO3BFeCl2CNa2SDAlCl3答案D6曾用做麻醉剂的氯仿(CHCl3)，常因保存不慎而被空气氧化，产生有毒的光气(COCl2)，反应为2CHCl3O22HCl2COCl2(氯仿和光气均难溶于水)。为防止事故，使用前可用于检验氯仿是否变质的试剂是 ( )ANaOH溶液B酚酞溶液C干燥的蓝色石蕊试纸D硝酸酸化的AgNO3溶液答案D7溴化碘(IBr)的化学性质跟卤素单质相似，它跟水反应的化学方程式为：IBrH2OHBrHIO。下列有关的叙述中，不正确的是 ( )AIBr是双原子分子B在很多反应中，IBr是氧化剂C和NaOH反应能生成NaBrD和H2O反应时，IBr既是氧化剂又是还原剂答案D8将下列物质分别滴加到干燥的有色布条上，不能使其褪色的是 ( )A新制的氯水B液氯C次氯酸钙溶液D盐酸和次氯酸钠的混合溶液答案B9下列反应不属于氧化还原反应的是 ( )A2F22H2O4HFO2BCl2H2OHClHClOCBrClH2OHClHBrOD2Cl22Ca(OH)2CaCl2Ca(ClO)22H2O答案C101820年德贝莱纳用MnO2催化KClO3分解制氧，发现制得氧气有异常的气味，使该气体通过KI淀粉溶液，溶液变蓝。则该氧气中可能混有 ( )ACl2BBr2CHClDCO2答案A二、填空题1在某NaOH溶液里加入几滴酚酞试液，溶液显红色，向其中逐滴加入新制的饱和氯水，当滴到最后一滴时，红色突然褪去。回答下列问题。(1)产生该现象的原因可能有：氯水中的H与OH反应。氯水中HClO使红色褪去。(2)简述怎样用实验证明红色褪去的原因是或者是。向褪色后的溶液中再滴加NaOH溶液，若红色再现，则是的原因造成的；若红色不再出现，则是的原因造成的。2室温下，三种中学化学常见的单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体和无色气体，在一定条件下它们的反应如下：请回答(1)C的化学式为H2。(2)写出反应的化学方程式2Fe3Cl2点燃2FeCl3。(3)写出反应的离子方程式Fe2HFe2H2。(4)D、E、F三种物质的水溶液中均含有一种相同的主要阴离子是Cl，检验该阴离子所用的试剂硝酸银溶液和稀硝酸。15 / 15