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1、最新版化学教学资料第一单元氯、溴、碘及其化合物第一课时 氯气的生产原理及其性质 课标要求1了解氯气的工业制法。2掌握氯气的实验室制法。3了解氯元素的存在、氯气的物理性质及应用。4了解氯气及其重要化合物以及氯水的主要性质及应用。, 1.工业上采取电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。与电源正极相连的石墨棒上产生Cl2，与电源负极相连的铁棒上产生H2和NaOH。2实验室制取Cl2反应的化学方程式为MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl2。3氯气是一种黄绿色、有毒的气体。4氯水的成分“三分子、四离子”。“三分子”为Cl2、H2O、HClO；“
2、四离子”为H、Cl、ClO、OH。 1海水中的化学物质(1)元素种类：80多种。(2)氯化物：主要为氯化钠，其次为氯化镁、氯化钙、氯化钾等。(3)溴元素：被称为“海洋元素”，原因是：99%以上的溴蕴藏在海水中。(4)碘元素：含量丰富，达81010 t。2氯气的工业制法以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为氯碱工业。(1)氯气的制备原理：反应的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。(2)实验室电解饱和食盐水实验装置：实验现象：a接通电源，片刻后，U形管两端电极上都有气泡产生，并且不断增多。b通电一段时间，然后用小试管套住a管，收集U形管左端产生的气体。2 min后，提起小试管，
3、并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，发出轻微的爆鸣声，说明产生的气体是氢气。c取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，气体呈黄绿色。d关闭电源，打开U形管两端的橡皮塞，分别向溶液中滴加12滴酚酞溶液，U形管右端无变化，左端溶液变红。反应产物：a石墨棒上产生氯气。b铁棒上产生氢气和氢氧化钠。3氯气的实验室制法(1)反应原理MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。(2)实验装置A装置为气体发生装置，作用是制备气体。B装置为收集装置，作用是收集气体。C装置为尾气处理装置，作用是吸收多余Cl2。1实验室制取氯气时，由于反应条件是“浓盐酸”和“加热”，生成的Cl2中含挥
4、发出来的HCl气体和水蒸气，若实验室要制取纯净、干燥的Cl2，如何除去Cl2中的杂质并干燥？提示：用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，并用浓硫酸干燥。2含有4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1 mol Cl2吗？提示：不能，因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于1 mol。3如何检验氯气已经收集满？提示：将湿润的淀粉KI试纸放到瓶口，Cl2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。氯气的实验室制法(如图所示)1试剂的选择通常选用浓盐酸和具有强氧化性的物质(MnO2、KMnO4等)来制取。如MnO24HCl(浓),MnCl2Cl22H2O2KMnO41
5、6HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O2发生装置选取发生装置的依据是制取气体所用试剂的状态和反应条件(加热与否)。以此分析可知，实验室制取氯气是加热固体与液体的混合物，所以应选用固液加热制气发生装置。3收集方法选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水，密度比空气的大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2。4干燥剂的选择选择气体干燥剂的主要依据是被干燥气体不能与干燥剂反应。如氯气能与碱反应，所以不能用碱石灰进行干燥，常用浓硫酸、五氧化二磷等进行干燥。5吸收装置氯气有毒，实验室制取氯气时
6、应在密闭系统或通风橱中进行，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。6验满常用湿润的淀粉碘化钾试纸或湿润的蓝色石蕊试纸检验Cl2。方法是将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近集气瓶瓶口，试纸变蓝，或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶瓶口，试纸先变红后褪色，则可证明Cl2已收集满。1下列有关说法错误的是()A“氯碱工业”是用直流电对精制饱和氯化钠溶液电解B根据氯碱工业的原理，若电解氯化钾溶液反应为2KCl2H2O2KOHCl2H2C氯碱工业产生两种气体，一种无色，一种为黄绿色D电解饱和食盐水时，氯气和氢氧化钠溶液都在石墨棒上生成解析：选D电解饱和食盐水时，石墨棒上产生Cl2，铁棒上产生H2和NaOH
7、溶液，D项不正确。2某实验室的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是()A饱和的石灰水B饱和的食盐水C自来水 D烧碱溶液解析：选D虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度，吸收效果烧碱溶液更好，A项错误、D项正确；饱和食盐水中氯离子浓度达到最大，抑制氯气的溶解，则吸收效果最不好，B项错误；自来水中含有氯离子，将抑制氯气的溶解，且氯气的溶解度较小，用水吸收效果不好，C项错误。3某学生设计如图实验装置用于制备纯净的Cl2。(1)装置中有五处错误，请指出_，_，_，_，_。(2)在更正后的装置图中，仪器中的饱和食盐水、浓硫酸、氢氧化钠溶液
8、的作用分别是：饱和食盐水的作用：_；浓硫酸的作用：_；氢氧化钠溶液的作用_。解析：从实验原理上来说，氯气是用浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下制取，不能用稀盐酸，因稀盐酸与二氧化锰不反应；制得的氯气中混有HCl和水蒸气，应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶将其除去；因氯气有毒，应用尾气吸收装置，以避免对环境的污染；因氯气比空气重，应用向上排空气法收集。答案：(1)用长颈漏斗错误，应用分液漏斗不能用稀盐酸，应用浓盐酸没有用酒精灯，应用酒精灯加热盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒，应更换位置盛饱和食盐水的洗气瓶中的进气导管应插入液面，出气导管不应插入液面(2)除去混在氯气中的HCl除去
9、混在氯气中的水蒸气吸收多余的Cl2，防止污染环境 1氯的原子结构和氯元素存在(1)原子结构原子结构示意图为，氯原子容易得到1个电子而形成Cl的稳定结构。(2)氯元素的存在氯在自然界中以化合态存在，主要以NaCl的形式存在。2氯气的物理性质颜色密度气味毒性状态溶解性特性黄绿色比空气大刺激性气味有毒气体1 体积水约能溶解2 体积氯气易液化3.氯气的用途(1)常用于自来水的消毒。(2)制造盐酸。(3)制造漂白粉。(4)用于农药的生产、药物的合成。4与金属单质的反应5与非金属单质的反应操作现象反应原理H2在Cl2中燃烧H2在盛有Cl2的集气瓶中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口有白雾产生H2Cl2
10、2HClH2和Cl2的混合气体光照发生爆炸特别提醒Cl2与变价金属反应时生成高价态的金属氯化物，即Cl2与Fe反应，不论Cl2是否过量均生成FeCl3而不是FeCl2。1下列现象不属于H2在Cl2中燃烧现象的是()A苍白色火焰B瓶口有白雾C集气瓶内气体颜色变浅 D爆炸解析：选DH2在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口因生成的HCl吸收空气中的H2O生成盐酸小液滴而形成白雾，集气瓶内气体的颜色因Cl2的消耗而变浅，但不发生爆炸。2下列化合物中，不能通过两种单质间化合直接制取的是()AFeCl3 BCuCl2CHCl DFeCl2解析：选DCl2与金属反应生成高价态的氯化物，所以FeCl2不能由两
11、种单质直接化合制取。 1氯气与水反应(1)氯水中的成分：“三分子”是：H2O、Cl2、HClO。“四离子”是：H、OH、Cl、ClO。(2)氯气与水反应的化学方程式：Cl2H2OHClHClO。2次氯酸(HClO)的性质与应用(1)次氯酸的三大性质 (2)次氯酸的漂白作用 特别提醒干燥的Cl2没有漂白性，但湿润的Cl2由于生成了HClO而具有漂白性。3氯气与NaOH反应化学方程式：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。工业生产和实验室常用氢氧化钠溶液吸收氯气尾气。4氯气与Ca(OH)2反应化学方程式：2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。5漂白粉(1)漂白粉的成分
12、为CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。(2)漂白粉长期露置于空气中，最终会生成CaCl2，其反应原理为Ca(ClO)2H2OCO2=CaCO32HClO、2HClO光照,2HClO2、CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2。6漂白液漂白液的有效成分为次氯酸钠(NaClO)。1品红溶液呈红色，向品红溶液中加入新制氯水，溶液的颜色有何变化？提示：新制氯水中含有HClO，具有漂白性，因此品红溶液褪色。2将氯水滴入NaHCO3溶液中，有何现象？提示：溶液中产生气泡，因为氯水中的盐酸与NaHCO3发生反应：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。3实验室里如何保存氯水？提示：
13、氯水中的HClO见光或受热易分解，故新制氯水应密闭保存于棕色试剂瓶中，并置于冷暗处。1氯水性质的多样性在氯水中含有多种微粒，因此在与不同物质发生反应时，表现出不同微粒的性质，现列表如下：所加试剂参与反应的微粒实验现象化学方程式或解释AgNO3溶液Cl产生白色沉淀HClAgNO3= AgClHNO3Na2CO3固体H有气泡产生2HClNa2CO3=2NaClCO2H2O有色布条HClO布条颜色褪去漂白性FeCl2溶液Cl2溶液由浅绿色变为棕黄色2FeCl2Cl2=2FeCl3石蕊溶液HClO、H先变红后褪色酸性和漂白性特别提醒氯水中含有Cl2、HClO，当氯水发生氧化还原(如与FeCl2、NaBr、KI等)反应时，只看作Cl2参与反应，如2FeCl2Cl2=2FeCl3；当考虑氯水的漂白性和消毒性时，只看作HClO起作用。2新制氯水、久置氯水、液氯的比较新制氯水久置氯水液氯区别氯气的水溶液稀盐酸氯气的液体状态分类混合物混合物纯净物颜色浅黄绿色无色黄绿色组成微粒Cl2、HClO、H2O、H
