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1、第2讲富集在海水中的元素 氯 1 会通过氯原子的结构及分子结构推断其单质的物理性质及化学性质 2 熟练掌握氯气的化学性质 并能分析解决相应的问题 3 理解氯水的成分及相应的平衡 掌握氯水的特性 各成分性质 了解漂白粉的成分及漂白原理 4 掌握氯气的制法及用途 能联系实际分析解决问题 一 氯气的性质1 通常情况下 氯气是 有气味 比空气重的毒气体 易液化 溶于水 2 氯气的化学性质很活泼 是一种活泼的非金属单质和强氧化剂 1 跟金属反应 变价金属均氧化至价 2Na Cl2 现象 Cu Cl2 现象 2Fe 3Cl2 现象 黄绿色 刺激性 有 能 最高 产生白烟 产生棕色的烟 产生棕黄色的烟 2N
2、aCl CuCl2 2FeCl3 2 跟非金属反应H2 Cl2点燃 发现色火焰 有白雾 工业制 光照 会发生爆炸 2P 3Cl2 Cl2不足 2P 5Cl2 Cl2足量 2HCl 苍白 盐酸 2PCl3 2PCl5 3 跟水的反应 离子方程式 HClO是一元弱酸 酸性比H2CO3弱 不稳定易分解 氯水保存方法 Cl2 H2O HCl HClO Cl2 H2O H Cl HClO 2HClO2HCl O2 密封储存于棕色试剂瓶里 4 跟碱反应Cl2 2NaOH 制漂白液 制漂白粉 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O 有效成分 5 与还原性化合物反应Cl2 2FeC
3、l2 除FeCl3中FeCl2 Cl2 H2S Cl2 2KI 氯气的检验 NaCl NaClO H2O 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O Ca ClO 2 2FeCl3 2HCl S 2KCl I2 Cl2 Na2SO3 H2O Cl2 2NaBr Cl2 SO2 2H2O 6 与有机物反应Cl2 CH4 取代反应 CH2 CH2 Cl2 加成反应 2HCl Na2SO4 2NaCl Br2 2HCl H2SO4 CH3Cl HCl CH2ClCH2Cl 二 氯气的制法 1 氯气的制法 1 实验室制取原理 MnO2 4HCl 浓 氧化剂可用MnO2或KMnO
4、4或Ca ClO 2等 浓盐酸可用浓硫酸和固体食盐代替 如 MnO2 2NaCl 3H2SO4 浓 氯气的收集方法是 检验方法是 湿润KI淀粉试纸变蓝或湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色 MnCl2 Cl2 2H2O MnSO4 Cl2 2H2O 2NaHSO4 向上排空气或排饱和食盐水 湿润KI淀粉试纸变蓝或湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色 2 工业制法 电解饱和食盐水 氯碱工业 电解熔融的氯化钠 2NaCl2Na Cl2 2 Cl 的检验检验溶液中的Cl 时 应先加硝酸酸化 再加入硝酸银溶液 有白色沉淀产生 证明有Cl 存在 H2 Cl2 2NaCl 2H2O2NaOH 三 卤素1 卤素原子最外层电
5、子数均为 最高价为价 氟除外 负价为价 均能形成气态氢化物 HX 最高价氧化物对应的水化物 HXO4 为酸 F除外 都有 卤素单质按F2 Cl2 Br2 I2的顺序 颜色加深 密度增大 熔沸点升高 水溶性降低 从F I随着原子序数的递增 卤素得电子能力逐渐减弱 元素的非金属性逐渐 单质氧化性逐渐 与H2化合由易到难 氢化物的稳定性减小 最高价氧化物对应水化物的酸性 卤素离子或氢化物的还原性增强 7 7 1 氧化性或非金属性 减弱 减弱 减弱 2 卤素的特殊性 单质溴常温下为红棕色 极易实验室保存时常用 盛溴的试剂瓶不能用胶塞 碘单质紫黑色固体 加热易 用于分离 遇淀粉变蓝 用来检验 碘的氧化性
6、较其他卤素单质弱 与变价金属铁反应生成FeI2 F2在黑暗处就可与H2爆炸化合 氟与水剧烈反应产生氧气 2F2 2H2O 4HF O2 卤离子在溶液中与银离子生成的AgCl AgBr AgI分别为白色 浅黄 黄色沉淀 卤化银都不溶于水和稀酸 见光易 用AgNO3可检验溶液中的卤离子 AgF易溶于水 Cl2 Br2 I2易溶于苯 CCl4 汽油等有机溶剂 在有机溶剂中分别呈黄色 棕红色 紫色 苯 汽油不溶于水且密度水 CCl4溶于水且密度大于水 液体 挥发 水封 升华 分解 小于 不 3 卤素间置换反应离子方程式 Cl2 2Br 2Cl Br2 Cl2 2I 2Cl I2 Br2 2I 2Br
7、I2 1 漂白粉长时间放置会失效 原因是什么 2 NaClO溶液与FeCl2溶液混合 会产生红褐色沉淀 体现了NaClO的哪些性质 3 如何用实验证明KClO3中含有氯元素 但不含Cl 提示 1 漂白粉的有效成分是Ca ClO 2 在空气中长时间放置后 会发生下列一系列反应 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 2HClO2HCl O2 漂白粉的漂白原理是能产生HClO HClO有强氧化性 HClO分解后即失效 2 红褐色物质为Fe OH 3 FeCl2被氧化成了Fe3 体现了NaClO的氧化性 同时溶液也有一定碱性 3 先取少量KClO3加水溶解 滴加稀HNO3酸化的Ag
8、NO3溶液 若无白色沉淀产生 说明无Cl 证明是否含氯元素的方法 将KClO3和MnO2混合加热 冷却后 将固体残渣溶于水 静置 取上层清液少许 滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液 若观察到有白色沉淀生成 证明KClO3中含有氯元素 氯水及其性质 1 氯水与次氯酸氯气的水溶液叫氯水 呈黄绿色 溶于水的部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸 Cl2 H2O HCl HClO次氯酸 HClO 具有三个性质 1 弱酸性 其酸性比碳酸还弱 即HClO H ClO 2 不稳定性 次氯酸不稳定 见光容易分解放出氧气 化学方程式是2HClO2HCl O2 3 强氧化性 次氯酸是一种强氧化剂 能杀死水里的病菌 故自
9、来水常用氯气来杀菌消毒 次氯酸的强氧化性 能使某些有机色质褪色 可用作漂白剂 2 物质的漂白 1 褪色 是指有色物质变为无色物质 有物理变化也有化学变化 例如 把木炭投入NO2气体的集气瓶中 塞紧瓶塞摇动瓶子 集气瓶内的气体变为无色 在CuSO4溶液中加入氢氧化钠溶液 溶液由蓝色变为无色 前者是物理变化 后者是化学变化 2 漂白 特指染料 有机物 或有机色质变为无色物质 它是化学变化 发生物理变化的有机物褪色不是漂白 如把木炭投入盛有红墨水的锥形瓶中 轻轻振荡溶液变为无色 发生化学变化的有 二氧化硫能使品红溶液褪色 是因为发生了化学变化生成了不稳定的无色物质 加热后 恢复品红的颜色 过氧化钠和
10、氯水漂白 是利用了两者的强氧化性 生成了稳定的无色物质 与二氧化硫漂白原理不同 说明 氯气本身没有杀菌漂白作用 干燥的氯气不能使有色物质褪色 工业上氯气通常保存在钢瓶中 钢瓶漆成绿色 3 新制氯水 久置氯水 液氯的区别 4 氯水中的平衡移动化学方程式是Cl2 H2O H Cl HClO 5 氯水的性质氯水的多种成分决定了它具有多重性质 Cl2的强氧化性 HCl的强酸性 HClO的强氧化性 弱酸性 Cl 的性质 在不同的反应中 氯水起作用的成分不同 现列表如下 已知氯气与水的反应Cl2 H2O HCl HClO是一个可逆反应且反应生成的次氯酸 HClO 是一种酸性比碳酸还要弱的酸 1 分别写出盐
11、酸 次氯酸的电离方程式 2 要使新制氯水里次氯酸的浓度增大 可向其中加入下列的 A NaOH固体B 水C NaClO固体D NaHCO3固体E CaCO3固体 3 若将新制的氯水逐滴滴入含酚酞的NaOH稀溶液中 当滴到最后一滴时 红色突然褪去 有同学认为产生该现象的原因可能是稀溶液中的NaOH恰好与氯水完全反应 请你用实验方法证明该同学的结论是否成立 导航 氯气与水反应的两个产物中 一个是强酸 另一个是弱酸 且酸性强弱关系为 盐酸 碳酸 次氯酸 氯水中的次氯酸有漂白能力 且颜色不可恢复 解析 1 注意前者为强酸而后者为弱酸 2 要使氯水里次氯酸的浓度增大 就要设法使化学平衡Cl2 H2O HC
12、l HClO向正反应方向移动 还不能损耗HClO 加NaOH会损耗HCl和HClO 其用量不易控制 加水虽会使平衡向右移动 但平衡体系内各物质浓度均会降低 加NaClO不但会把盐酸反应掉 使平衡右移 还可以生成HClO 符合题意 由于次氯酸是比碳酸还弱的酸 故加NaHCO3 CaCO3等碳酸的盐 都可以只消耗HCl而不消耗HClO 导致平衡右移 使HClO浓度增大 3 氯水使NaOH的酚酞溶液褪色 是将NaOH中和了还是使酚酞氧化了 若是前者 再加NaOH溶液应马上恢复红色 若是后者 酚酞被氧化而失去作指示剂的性质 再加NaOH溶液仍会是无色 考虑到了这个区别便找到了思路 找到了简单的实验方案
13、 答案 1 HCl H Cl HClO H ClO 2 CDE 3 向无色溶液中加入NaOH溶液 若红色再现 说明NaOH被中和了 否则酚酞被氧化了 实验室制备气体的分析方法 1 分析反应原理 1 主反应 2 副反应 2 反应试剂的选择 1 固体 块状 粒状还是粉末状 2 溶液 稀还是浓 3 反应条件的选择加热还是不加热 4 反应制备装置的选择 1 发生器的组装 组装仪器的一般原则 先零后整 先主后辅 从下到上 从左到右 在装入药品前要检查装置的气密性 其基本方法是 一般是先把导气管插入盛水的水槽中 把有关活塞关闭 微热主发生器 有气泡从水中冒出 停止微热后 水倒吸进入导气管形成一段水柱 方可
14、表示气密性良好 2 除杂净化和干燥仪器的组装首先根据反应原理及所用药品考虑杂质气体的成分 再利用性质选择合适装置及试剂加以除去或转化 3 收集仪器的组装气体的收集除用排气法与排水法外 还可以用球胆或袋囊 塑料袋等收集 4 吸收尾气仪器的组装尾气处理的目的主要是防止有毒尾气污染空气或使人中毒以及尾气在有限空间内能达到爆炸极限 不同的方法应选用不同的装置 常用方法有 点燃法 如CO H2 CH4等易燃性气体 可用此法 吸收法 如Cl2 SO2 HCl H2S等可用碱液吸收 转化法 采用一定的方法 使有毒气体转化成无毒气体即可排放 如NO NO2 若能转化成N2即可排放 导入室外法 如H2是无毒气体
15、 可将其尾气导入室外 以防在实验室达到爆炸极限 实验室用下列装置制备Cl2 并进行Cl2的性质实验 1 A中加入KMnO4固体 反应后产物是MnCl2 B中盛有浓盐酸 烧瓶中发生反应的化学方程式为 2 C中盛有紫色石蕊试液 C中的现象是 D中有白色沉淀生成 D中盛放的试剂可能是 E中溶液由无色变为蓝色 E中盛放的试剂可能是 3 F中一般盛放 其作用是 导航 1 实验室制取气体 根据反应物的状态及反应条件可分为以下几种情况 固体 固体气体 如制取O2等 固体 块状 液体 气体 不加热 如制取H2 CO2等 可用启普发生器或其简易装置 固体 液体气体 如制取Cl2等 2 气体的收集方法 根据气体的
16、密度和水溶性等确定 不易溶于水 不与水反应的气体可用排水法收集 如H2 O2 CO等 密度比空气大且与空气不反应的气体用向上排气法收集 如Cl2 CO2等 密度比空气小且与空气不反应的气体用向下排空气法收集 如H2 NH3 CH4等 3 密度与空气接近且与空气不反应的气体 不能用排空气法收集 只能用排水法收集 如N2 CO等 Cl2 CO2等均能溶于水 不能用排水法收集 但Cl2可用排饱和食盐水法收集 CO2可用排饱和NaHCO3溶液的方法收集 解析 推测洗气瓶中的现象或物质 应紧紧抓住Cl2的性质 从它反应后的生成物及在反应中的特殊作用上进行联想 推理 判断 验证 1 由于是制Cl2的反应 且已知KMnO4中的锰元素反应后生成MnCl2 所以为KMnO4与HCl反应 生成MnCl2 KCl Cl2和H2O 2 产生的Cl2通入石蕊试液中 Cl2与水反应产生的盐酸使石蕊由紫色变为红色 产生的HClO又可将红色漂白 Cl2通入D中产生白色沉淀 应为Cl2与H2O反应产生的HCl与Ag 作用产生AgCl的结果 E中溶液由无色变成蓝色应是KI与Cl2反应产生的I2与淀粉作用的结果 3 吸收尾
