高中化學 第四章 第二節(jié)富集在海水中的元素 氯 新人教版必修1

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1、第二節(jié)第二節(jié)富集在海水中的元素富集在海水中的元素氯氯新知初探自學導引新知初探自學導引自主學習自主學習一、氯氣一、氯氣1.氯的原子結(jié)構(gòu)及存在氯的原子結(jié)構(gòu)及存在(1)氯的原子結(jié)構(gòu)氯的原子結(jié)構(gòu)氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖為氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ，氯原子容易，氯原子容易_一個電子而形成一個電子而形成Cl，表現(xiàn)為典型的，表現(xiàn)為典型的_性。性。得得非金屬非金屬(2)氯的存在。氯的存在。氯在自然界中以氯在自然界中以_態(tài)存在，主要以態(tài)存在，主要以_的形式存在。的形式存在。2.氯氣的發(fā)現(xiàn)氯氣的發(fā)現(xiàn)1774年瑞典化學家舍勒發(fā)現(xiàn)了氯氣，反應年瑞典化學家舍勒發(fā)現(xiàn)了氯氣，反應的化學方程式為的化學方程式為_?；匣螻aClMnC

2、l2Cl22H2OMnO24HCl(濃濃) 3.物理性質(zhì)物理性質(zhì)顏顏色色狀態(tài)狀態(tài)氣味氣味毒性毒性溶解性溶解性黃綠色黃綠色 氣體氣體刺激性刺激性氣味氣味有毒有毒1體積水約體積水約溶解溶解2體積體積氯氣氯氣4.化學性質(zhì)化學性質(zhì)Cl2的化學性質(zhì)很活潑，具有很強的的化學性質(zhì)很活潑，具有很強的_性。性。(1)主要反應：主要反應：氧化氧化Cl2H2O=HClHClOCl22OH=ClClOH2O想一想想一想1某地貯存液氯的儲氣罐出現(xiàn)泄漏，如果某地貯存液氯的儲氣罐出現(xiàn)泄漏，如果你是附近的居民，該如何自救？你是附近的居民，該如何自救？提示：提示：Cl2的密度比空氣的大，應往高處的密度比空氣的大，應往高處逆風跑

3、。逆風跑。立即用浸過水或弱堿性溶液的毛巾捂住口立即用浸過水或弱堿性溶液的毛巾捂住口鼻。鼻。向室內(nèi)噴灑石灰水。向室內(nèi)噴灑石灰水。二、氯水及次氯酸二、氯水及次氯酸1.氯水的性質(zhì)氯水的性質(zhì)實實驗操作驗操作實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論有色布條有色布條不褪色不褪色干燥的干燥的Cl2_作作用用有色布條有色布條褪色褪色氯水有漂白作氯水有漂白作用，起漂白作用，起漂白作用的用的是是_無漂白無漂白HClO2.次氯酸的性質(zhì)次氯酸的性質(zhì)3.漂白劑的制取漂白劑的制取(1)漂白液：反應的化學方程式為：漂白液：反應的化學方程式為：_，有，有效成分是效成分是_。( 2 ) 漂 白 粉 ： 反 應 的 化 學 方 程 式 為 ：漂

4、 白 粉 ： 反 應 的 化 學 方 程 式 為 ：_，主要成分是主要成分是_，有效成，有效成分是分是Ca(ClO)2。Cl22NaOH=NaClNaClOH2ONaClO2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2OCaCl2、Ca(ClO)2 想一想 2漂白粉為什么要密閉保存？ 提示：漂白粉吸收空氣中的水和CO2，與有效成分Ca(ClO)2反應生成HClO，而HClO不穩(wěn)定易分解，導致漂白粉失效。三、氯離子的檢驗三、氯離子的檢驗AgNO3溶液溶液稀稀HNO3自主體驗自主體驗1.下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A用鼻子對著盛有氯氣的瓶口，就可以嗅用鼻子對著盛有氯氣的瓶口

5、，就可以嗅到氯氣的氣味到氯氣的氣味B用排水集氣法便可以收集到純凈的氯氣用排水集氣法便可以收集到純凈的氯氣C氯氣有漂白性氯氣有漂白性D自來水常用氯氣來殺菌、消毒自來水常用氯氣來殺菌、消毒解析：選解析：選D。氯氣是有毒氣體，聞氯氣氣味。氯氣是有毒氣體，聞氯氣氣味的時候，應該用手輕輕地在瓶口扇動，使極的時候，應該用手輕輕地在瓶口扇動，使極少量的氯氣飄進鼻孔。少量的氯氣飄進鼻孔。Cl2溶于水，不宜用溶于水，不宜用排水法收集。排水法收集。Cl2本身無漂白性，氯水漂白本身無漂白性，氯水漂白是是HClO的作用。的作用。2.2012年年3月月21日中新社北京電：根據(jù)墨西日中新社北京電：根據(jù)墨西哥國家地震局的監(jiān)

6、測，當?shù)貢r間哥國家地震局的監(jiān)測，當?shù)貢r間20日日12時時許發(fā)生在格雷羅州的地震為許發(fā)生在格雷羅州的地震為7.8級。截止級。截止3月月21日日17時已有時已有11人受傷。在抗震救災中要人受傷。在抗震救災中要用大量漂白粉和漂白液殺菌消毒。下列說法用大量漂白粉和漂白液殺菌消毒。下列說法中正確的是中正確的是()A漂白粉是純凈物，漂白液是混合物漂白粉是純凈物，漂白液是混合物B漂白粉的有效成分是漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2C工業(yè)上將氯氣通入澄清石灰水制取漂工業(yè)上將氯氣通入澄清石灰水制取漂白粉白粉D漂白液的有效成分是漂白液的有效成分是Na2O2解析：選解析：選B。漂白粉是將。漂白粉是將Cl2通入石灰乳

7、中制通入石灰乳中制得的混合物，反應方程式為：得的混合物，反應方程式為：2Cl22Ca(OH)2 =CaCl2Ca(ClO)22H2O，故其主要成分是，故其主要成分是CaCl2和和Ca(ClO)2，其，其有效成分是有效成分是Ca(ClO)2，漂白液的有效成分，漂白液的有效成分是是NaClO,B正確。正確。3.檢驗某溶液中是否含有檢驗某溶液中是否含有Cl，正確的操作，正確的操作是是()A取樣，滴加取樣，滴加AgNO3溶液，看是否有白色溶液，看是否有白色沉淀生成沉淀生成B取樣，先加鹽酸酸化，再加入取樣，先加鹽酸酸化，再加入AgNO3溶溶液，看是否有白色沉淀生成液，看是否有白色沉淀生成C取樣，先加稀硫

8、酸酸化，再加入取樣，先加稀硫酸酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成溶液，看是否有白色沉淀生成D取樣，加少量取樣，加少量AgNO3溶液，有白色沉淀溶液，有白色沉淀生成，再加稀硝酸，看白色沉淀是否消失生成，再加稀硝酸，看白色沉淀是否消失解析：選解析：選D。A選項不能證明一定有選項不能證明一定有Cl，還，還可能有可能有 等；等；B選項加鹽選項加鹽酸引入酸引入Cl,不能檢驗原溶液中是否有不能檢驗原溶液中是否有Cl;C選項用稀硫酸酸化，引入了選項用稀硫酸酸化，引入了 ，干擾，干擾對對Cl的檢驗；的檢驗；D選項加入了稀硝酸，排除選項加入了稀硝酸，排除了干擾。了干擾。要點突破講練互動要點突破講練

9、互動 探究導引1請結(jié)合氯氣和水的反應，思考氯水中有哪些微粒？ 提示：Cl2、HClO、H2O、H、Cl、ClO、OH。氯水的性質(zhì)氯水的性質(zhì)探究導引探究導引2向氯水中加入紫色石蕊試液，向氯水中加入紫色石蕊試液，會觀察到怎樣的現(xiàn)象？會觀察到怎樣的現(xiàn)象？提示：提示：先變紅后褪色。先變紅后褪色。 要點歸納 1.氯水的成分 (1)氯水中的化學反應及物質(zhì)的電離 Cl2H2O=HClHClO HClO HClO 2HClO 2HClO2 (2)氯水的成分 分子：Cl2、HClO、H2O； 離子：H、Cl、ClO、OH。2.氯水的性質(zhì)氯水的性質(zhì)氯水成分的多樣性決定了其性質(zhì)的多樣性：氯水成分的多樣性決定了其性質(zhì)

10、的多樣性：特別提醒特別提醒(1)飽和氯水飽和氯水(呈黃綠色呈黃綠色)，屬于混合物，若久，屬于混合物，若久置，則最終為鹽酸置，則最終為鹽酸(無色無色)，故久置的氯水顏，故久置的氯水顏色褪去色褪去(無無Cl2)，氧化性減弱，氧化性減弱(無無HClO、Cl2),酸性增強酸性增強(鹽酸為強酸鹽酸為強酸)。(2)液氯是氯氣的液態(tài)形式，屬于純凈物。液氯是氯氣的液態(tài)形式，屬于純凈物。即時應用即時應用1. (2012武漢高一檢測武漢高一檢測)氯水中含有多種成氯水中含有多種成分分,因而具有多種性質(zhì)，根據(jù)氯水分別與如因而具有多種性質(zhì)，根據(jù)氯水分別與如圖四種物質(zhì)發(fā)生的反應填空圖四種物質(zhì)發(fā)生的反應填空(a、b、c、d

11、重重合部分代表物質(zhì)間反應，且氯水足量合部分代表物質(zhì)間反應，且氯水足量)。(1)能證明氯水具有漂白性的是能證明氯水具有漂白性的是_(填填“a”、“b”、“c”或或“d”)。(2)c過程中的現(xiàn)象是過程中的現(xiàn)象是_，b過程中反應的離子方程式為過程中反應的離子方程式為_。(3)a過程中反應的化學方程式為過程中反應的化學方程式為_。解析：含解析：含Cl2分子，可將分子，可將FeCl2氧化：氧化：2FeCl2Cl2=2FeCl3；含；含H，可使石蕊試液變，可使石蕊試液變紅，可與紅，可與 反應，放出反應，放出CO2： 2H =H2OCO2；含有；含有Cl，可與，可與AgNO3反反應生成應生成AgCl白色沉淀

12、；含有白色沉淀；含有HClO分子，有分子，有漂白性，可使變紅的石蕊試液褪色。漂白性，可使變紅的石蕊試液褪色。答案：答案：(1)d(2)溶液中產(chǎn)生白色沉淀溶液中產(chǎn)生白色沉淀CO2H= H2OCO2(3)2FeCl2Cl2 = 2FeCl3氯氣的實驗室制法氯氣的實驗室制法 探究導引3請結(jié)合實驗室制氯氣的原料及其性質(zhì)，思考氯氣中含有什么雜質(zhì)？如何除去？ 提示：含有雜質(zhì)為：HCl、水蒸氣；依次通過：飽和食鹽水、濃H2SO4。探究導引探究導引4由由Cl2的性質(zhì)分析，如何收集的性質(zhì)分析，如何收集Cl2?提示：提示：排飽和食鹽水法、向上排空氣法。排飽和食鹽水法、向上排空氣法。要點歸納要點歸納1.藥品：二氧化

13、錳和濃鹽酸。藥品：二氧化錳和濃鹽酸。2.原理：原理：MnO24HCl(濃濃) MnCl2Cl22H2O3.裝置：裝置：(1)發(fā)生裝置發(fā)生裝置(部分部分)特點：固體液體特點：固體液體 氣體氣體儀器：鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、圓底燒儀器：鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、分液漏斗等。瓶、分液漏斗等。試劑：試劑：A中盛放濃鹽酸，中盛放濃鹽酸，B中盛放二氧化中盛放二氧化錳。錳。(2)凈化裝置凈化裝置(部分部分)組成組成盛放試劑盛放試劑試劑的作用試劑的作用C飽和氯化鈉飽和氯化鈉溶液溶液除去氯氣中的氯除去氯氣中的氯化氫化氫D濃硫酸濃硫酸干燥氯氣干燥氯氣(3)收集裝置收集裝置(部分部分)收集方法：向上排空氣法

14、；收集方法：向上排空氣法；驗滿方法：濕潤的藍色石蕊試紙放在集氣驗滿方法：濕潤的藍色石蕊試紙放在集氣瓶口。瓶口。(4)尾氣處理裝置尾氣處理裝置(部分部分)導氣管要深入液面以下；導氣管要深入液面以下；F中盛放的試劑：氫氧化鈉溶液中盛放的試劑：氫氧化鈉溶液(或其他堿或其他堿液液),作用是吸收過量的氯氣作用是吸收過量的氯氣,防止污染環(huán)境。防止污染環(huán)境。特別提醒特別提醒(1)實驗時要緩緩加熱，減少氯化氫的揮發(fā)；實驗時要緩緩加熱，減少氯化氫的揮發(fā)；(2)洗氣瓶中的導氣管要做到：長管進短管出。洗氣瓶中的導氣管要做到：長管進短管出。收集收集Cl2也可用排飽和食鹽水的方法，此時應短也可用排飽和食鹽水的方法，此時

15、應短管進，長管出。管進，長管出。即時應用即時應用2.氯氣是一種重要的化工原料。氯氣是一種重要的化工原料。(1)實驗室可用二氧化錳和濃鹽酸反應制取實驗室可用二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣，反應的化學方程式是氯氣，反應的化學方程式是_。(2)某學習小組利用此原理設計如圖所示的某學習小組利用此原理設計如圖所示的裝置制取氯氣。裝置制取氯氣。在該實驗中，制取氯氣的裝置是在該實驗中，制取氯氣的裝置是_(填字母填字母)。C裝置中盛放飽和氯化鈉溶液，其作用是裝置中盛放飽和氯化鈉溶液，其作用是_。D裝置的作用是干燥氯氣，其中盛放的試裝置的作用是干燥氯氣，其中盛放的試劑是劑是_。該實驗存在明顯的缺陷，改進的方法是該

16、實驗存在明顯的缺陷，改進的方法是_。解析：實驗室用二氧化錳和濃鹽酸反應制取解析：實驗室用二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣的反應原理是氯氣的反應原理是MnO24HCl(濃濃) MnCl2Cl22H2O，該反應是固體和液體，該反應是固體和液體需要加熱的反應，故選需要加熱的反應，故選c裝置制取氯氣。因裝置制取氯氣。因為氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有雜質(zhì)氯為氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有雜質(zhì)氯化氫，還有水蒸氣，所以要得到干燥純凈的化氫，還有水蒸氣，所以要得到干燥純凈的氯氣，應先通過飽和氯化鈉溶液，除去氯氣氯氣，應先通過飽和氯化鈉溶液，除去氯氣中的氯化氫，再通過濃硫酸干燥氯氣，最后中的氯化氫，再通過濃硫酸干

17、燥氯氣，最后為防止氯氣污染環(huán)境，要用氫氧化鈉溶液吸為防止氯氣污染環(huán)境，要用氫氧化鈉溶液吸收尾氣。收尾氣。答案：答案：(1)MnO24HCl(濃濃) MnCl2Cl22H2O(2)c除去氯氣中的氯化氫除去氯氣中的氯化氫濃硫酸濃硫酸在在E裝置后連接一個盛有氫氧化鈉溶液的裝置后連接一個盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶洗氣瓶(合理即可合理即可)題型探究權(quán)威預測題型探究權(quán)威預測氯氣的化學性質(zhì)氯氣的化學性質(zhì) 下列化合物中，不能通過兩種單質(zhì)下列化合物中，不能通過兩種單質(zhì)間直接化合制取的是間直接化合制取的是()AFeCl3BCuCl2CHCl DFeCl2【解析解析】氯氣可以和絕大多數(shù)金屬或非金氯氣可以和絕大多數(shù)金屬

18、或非金屬化合，在與可變價金屬反應時，金屬被氧屬化合，在與可變價金屬反應時，金屬被氧化成高價態(tài)化成高價態(tài)(如如FeFe3，CuCu2),而而FeCl2中的鐵是中的鐵是2價的低價態(tài)。價的低價態(tài)?！敬鸢复鸢浮緿氯水的性質(zhì)氯水的性質(zhì) 下列關(guān)于氯水的敘述中正確的是下列關(guān)于氯水的敘述中正確的是(雙選雙選)()A新制氯水中只含新制氯水中只含Cl2和和H2O分子分子B新制氯水可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色新制氯水可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色C光照氯水有氣泡逸出，該氣體是光照氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2D氯水放置數(shù)天后氯水放置數(shù)天后pH將變小將變小【解析解析】新制氯水中有新制氯水中有Cl2、HClO、H2O分子

19、，有分子，有H、Cl、ClO(OH極少極少,不計不計),故故A項錯；新制氯水中含有項錯；新制氯水中含有H和和HClO，藍，藍色石蕊試紙遇色石蕊試紙遇H變紅，變紅后的試紙被強變紅，變紅后的試紙被強氧化劑氧化劑HClO氧化而褪色氧化而褪色;2HClO 2HClO2，逸出的氣體是，逸出的氣體是O2，不是，不是Cl2；HClO分解后變成分解后變成HCl，HCl是強酸，溶液的是強酸，溶液的酸性增強，酸性增強，pH變小。變小。 【答案】BD 【名師點睛】解決問題要抓關(guān)鍵，本題只要明確了新制氯水的成分及其有關(guān)成分(如HClO、H)的性質(zhì)，便能順利解答。 下圖是實驗室以下圖是實驗室以MnO2和濃鹽酸反應和濃鹽

20、酸反應制制Cl2并凈化和收集的裝置，試回答以下問并凈化和收集的裝置，試回答以下問題：題：氯氣的實驗室制法氯氣的實驗室制法(1)如何檢驗裝置的氣密性？如何檢驗裝置的氣密性？_。(2)凈化裝置的順序能否顛倒？為什么？凈化裝置的順序能否顛倒？為什么？_(3)以含以含14.6 g HCl的濃鹽酸與足量的濃鹽酸與足量MnO2充充分反應，制得的分反應，制得的Cl2在標準狀況下總小于在標準狀況下總小于2.24 L，原因可能是，原因可能是_；_。(4)據(jù)據(jù)4HCl(濃濃)MnO2 MnCl2Cl22H2O，4HCl(g)O2 2H2O2Cl2，16HCl(濃濃)2KMnO4 = = 2KCl2MnCl25Cl

21、28H2O。判斷判斷MnO2、O2、KMnO4的氧化性由強到的氧化性由強到弱的順序是弱的順序是_?！窘馕鼋馕觥?1)此類裝置可用微熱法檢驗其氣密此類裝置可用微熱法檢驗其氣密性。性。(2)干燥除雜的順序通常是先去除其他氣干燥除雜的順序通常是先去除其他氣體雜質(zhì)，最后干燥，以免再混入水蒸氣。體雜質(zhì)，最后干燥，以免再混入水蒸氣。(3)此反應須是濃鹽酸和此反應須是濃鹽酸和MnO2共熱才能發(fā)生。共熱才能發(fā)生。(4)據(jù)反應條件可看出，據(jù)反應條件可看出，KMnO4得電子能力得電子能力最強而最強而O2最弱。最弱?！敬鸢复鸢浮?1)將導管末端插入水中，用酒將導管末端插入水中，用酒精燈微熱燒瓶，導管口有氣泡冒出，移

22、開酒精燈微熱燒瓶，導管口有氣泡冒出，移開酒精燈，水上升到導管中形成一段穩(wěn)定的水柱精燈，水上升到導管中形成一段穩(wěn)定的水柱，則證明裝置的氣密性良好，則證明裝置的氣密性良好(2)不能；如顛倒則不能；如顛倒則Cl2經(jīng)飽和食鹽水除去經(jīng)飽和食鹽水除去HCl時會重新混入水蒸氣時會重新混入水蒸氣(3)隨著反應進行，鹽酸濃度變小，隨著反應進行，鹽酸濃度變小，MnO2與稀鹽酸不反應，該反應停止與稀鹽酸不反應，該反應停止加熱過快加熱過快,部分部分HCl揮發(fā)揮發(fā)(4)KMnO4MnO2O2【規(guī)律方法規(guī)律方法】(1)一套完整的氣體制備裝置一套完整的氣體制備裝置一般包括：反應裝置一般包括：反應裝置除雜裝置除雜裝置收集裝置

23、收集裝置尾氣處理裝置等。尾氣處理裝置等。(2)反應裝置的選擇要依據(jù)反應物的狀態(tài)和反反應裝置的選擇要依據(jù)反應物的狀態(tài)和反應的條件。收集方法的選擇應考慮氣體密度應的條件。收集方法的選擇應考慮氣體密度,溶解性及在空氣中的穩(wěn)定性。是否需要尾氣溶解性及在空氣中的穩(wěn)定性。是否需要尾氣處理，要取決于該氣體是否有毒。處理，要取決于該氣體是否有毒。熱點示例思維拓展熱點示例思維拓展經(jīng)典案例經(jīng)典案例在學習氯水的成分后，老師在在學習氯水的成分后，老師在課堂上演示了一個趣味實驗：把一朵帶露的課堂上演示了一個趣味實驗：把一朵帶露的紅玫瑰放到盛有干燥氯氣的集氣瓶中，紅玫紅玫瑰放到盛有干燥氯氣的集氣瓶中，紅玫瑰很快變成瑰很快

24、變成“白白”玫瑰。學生對此進行了猜玫瑰。學生對此進行了猜測。測。猜測一：氯氣具有漂白性猜測一：氯氣具有漂白性,能使紅玫瑰褪色能使紅玫瑰褪色;猜測二：氯氣與玫瑰上的水分作用，產(chǎn)生的猜測二：氯氣與玫瑰上的水分作用，產(chǎn)生的鹽酸使紅玫瑰褪色。鹽酸使紅玫瑰褪色。思考并回答下列問題：思考并回答下列問題：(1)你認為哪種猜測是正確的？如果你不同你認為哪種猜測是正確的？如果你不同意以上兩種猜測，請給出你的猜測。意以上兩種猜測，請給出你的猜測。(2)請你設計實驗方案，證明你的觀點。請你設計實驗方案，證明你的觀點。(提提供的實驗用品有：帶露的紅玫瑰、供的實驗用品有：帶露的紅玫瑰、風干的紅玫瑰、鹽酸、干燥的氯氣、氯

25、水、風干的紅玫瑰、鹽酸、干燥的氯氣、氯水、蒸餾水，實驗儀器自選蒸餾水，實驗儀器自選)【答案答案】(1)都不正確，干燥的氯氣與鹽都不正確，干燥的氯氣與鹽酸均無漂白性，是氯氣與玫瑰上的水分作用酸均無漂白性，是氯氣與玫瑰上的水分作用生成的次氯酸使紅玫瑰褪色。生成的次氯酸使紅玫瑰褪色。(2)將風干的紅玫瑰放到盛有干燥氯氣的集將風干的紅玫瑰放到盛有干燥氯氣的集氣瓶內(nèi)，紅玫瑰不褪色，滴幾滴蒸餾水在花氣瓶內(nèi)，紅玫瑰不褪色，滴幾滴蒸餾水在花瓣瓣上，紅玫瑰很快變成上，紅玫瑰很快變成“白白”玫瑰，說明猜測玫瑰，說明猜測一是錯誤的，而且褪色和氯氣與水反應的產(chǎn)一是錯誤的，而且褪色和氯氣與水反應的產(chǎn)物有關(guān)；另取帶露的紅玫瑰放入盛有鹽酸的物有關(guān)；另取帶露的紅玫瑰放入盛有鹽酸的燒杯中，紅玫瑰不褪色，說明猜測二也是錯燒杯中，紅玫瑰不褪色，說明猜測二也是錯誤的，綜合分析兩實驗，說明是次氯酸使紅誤的，綜合分析兩實驗，說明是次氯酸使紅玫瑰褪色。玫瑰褪色。