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第四章 第二节富集在海水中的元素氯,新课程高中化学必修1,1,生活中最重要的调味品是什么?,2,浩瀚的海洋 资源的宝库,海水中含盐3%,主要为氯化钠;还含有氯化镁、硫酸镁等。,氯在自然界中以化合态存在(主要是NaCl)。,3,结构决定性质,氯原子结构,Cl,Cl,得 e,氯原子,氯离子,得到一个电子,易得电子,4,分析:氯原子的最外电子层上有 个电子,在化学反应中极易 形成8电子稳定结构而显示 价,化合价降低,从而表现出较强的 ,在一定条件下,能跟许多金属、非金属及化合物发生反应。,请大家根据氯原子的结构来分析氯气的化学性质。,7,得到一个电子,氧化性,5,舍勒 (17421786)瑞典化学家。,思考与交流,启示:科学研究需要有正确的理论作指导,错误的理论只能浪费时间和精力。,启示:科学研究需要以大量事实为依据,只有大量事实才能推翻错误的理论,建立正确的理论或推动科学理论的发展。,启示:科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。,1774年舍勒 发现氯气他将这种元素命名为Chlorine,这个名称来自希腊文,有“绿色”的意思。我国早年译文将其译成“绿气”,后改为氯气。,6,一、活泼的黄绿色气体氯气,氯气的发现和确认:,舍勒 【瑞典】公元1742一1786,舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。,7,1、在 反应中,被氧化的HCl与参加反应的HCl质量关系是( ) A、11 B、12C、21 D、14,B,8,京沪高速公路淮安路段液氯的泄漏,新华网报道:2005年3月29日,京沪高速公路淮安路段一辆满载液氯的液罐车和对面来车相撞 ,大量液氯外泄。据目击者描述 : “一股黄绿色的气体就像探照灯光一样,唰地射向空中,并有刺鼻的味道,眼睛也熏得睁不开 。”事发后消防队员不断地用水枪喷射,但还是造成350 人中毒进医院救治, 28人中毒死亡,附近居民采取应急措施,疏散到高坡上。,颜色状态,气味,溶解性,密度,毒性,9,(一)氯气的物理性质,物理性质,黄绿色气体,密度比空气大,在水中溶解度不大(1:2),有刺激性气味,有毒,较低(易液化),在实验室里闻氯气时,必须十分小心,应该用手在瓶口轻轻地扇动,仅使极少量的氯气飘入鼻孔。当闻其它的气体气味时,也应该采用这种方法。,不能用排水集气法收集氯气,10,闻氯气的方法是: 用手轻轻的在瓶口煽动,仅使极少量的氯气飘进鼻孔,注意:这是闻各种气体气味的方法,11,一、氯气的物理性质,氯气(Cl2)在通常情况下呈 ,是一种 的 气体。与其他气体一样,氯气在 和 的条件下可以转化为液态(称为 )和固态。,黄绿色,强烈刺激性气味,有毒,低温,加压,液氯,氯气与水能以2:1的比例互溶。,液氯是混合物吗?,12,关于氯气的叙述中,下列正确的是( )A氯气是一种黄绿色、有毒的气体 B氯气在自然界中既可以以化合态存在,也可以以游离态存在C氯气不能溶解于水,所以可用排水法收集氯气D氯气、氯水、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物,A,13,(二) 化学性质,试从原子结构的特点推测氯气应该具有什么样的化学性质?当氯气参加反应时:非常活泼,体现强氧化性,1.与金属反应,(1)钠与氯气反应,现象:金属钠在氯气中剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量的白烟,生成白色固体,我们日常吃的NaCl是钠与氯气吗?,14,(二) 化学性质,注意:不生成 FeCl2。Cl2具强氧化性与变价金属反应,均生成金属的高价态化合物在通常情况下,干燥氯气不与铁反应,所以可用钢瓶盛装和运输液氯。,演示实验 铁丝在氯气中燃烧 现象:红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,产生棕褐色的烟; 溶于水后溶液呈黄色。,(2)铁与氯气反应,为什么不是FeCl2,15,(二) 化学性质,(3)铜与氯气反应,现象:金属铜在氯气中燃烧,产生大量的棕黄色的烟,加水溶解得蓝绿色溶液。,16,发出黄色火焰,放出大量热量,产生白烟,放出大量热量,有棕黄色烟产生,剧烈燃烧,产生棕色烟,在通常情况下,干燥氯气不与铁反应,所以可用钢瓶盛装和运输液氯。,氧化剂均为Cl2,三、化学性质1)与金属反应,点燃,点燃,点燃,17,反应的化学方程式,氧化剂:Cl2,氧化剂:Cl2,氧化剂:Cl2,失2e-,得2e-,失6e-,失2e-,得6e-,得2e-,18,(二) 化学性质,小结 氯气具有很强的氧化性,属于氧化剂,而金属属于还原剂。 金属+氯气金属氯化物(盐) 成盐元素卤素,反应规律:氯气可跟绝大多数金属(除Au、Pt外) 反应,生成高价金属的氯化物。,FeCl3和CuCl2能用它们的金属与盐酸反应制取吗?,19,下列氯化物中,不能通过单质之间直接 制取的是( ) AFeCl2 BFeCl3 CNaCl DCuCl2,反应规律:氯气可跟绝大多数金属(除Au、Pt外) 反应,生成高价金属的氯化物。,A,20,下列氯化物中,既能由金属与氯气直接反应,又能由金属和盐酸反应制得的是( )A.CuCl2 B. FeCl2 C.FeCl3 D.AlCl3,D,21,2.与非金属反应,演示实验4-3现象:氢气在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口呈白雾状。 生成的HCl极易溶于水, 与空气中的水蒸气结合形成 的盐酸(氢氯酸)小液滴。,22,2.与非金属反应,在点燃(或光照)下氯气均能与氢气反应演示实验,实验证明,在一定条件下,Cl2还能与P、S、C等非金属直接化合。,23,氢气与氯气通过点燃和光照都能发生反应生成HCl。,2)与非金属反应,安静地燃烧,发出苍白色火焰,放出大量的热, 瓶口有大量白雾产生。,(与氢气反应),爆炸,H2 与 Cl2化合的产物HCl气体溶于水,就成为我们常用的盐酸,24,2.与非金属反应(与H2反应),思考与交流 通过氢气在氯气中燃烧的实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识?,燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。,燃烧的本质是氧化还原反应,所有发光发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。,定义:任何发光发热的剧烈的化学反应叫燃烧。,25,点燃和燃烧有何区别?,点燃是一种反应条件,燃烧是一种剧烈的化学反应,特点是有发光发热的现象。,在化学方程式等号的上方或下方书写的是反应条件,因此只能写点燃而不能写燃烧。,26,描述反应现象要注意的事项:,烟固体小颗粒分散在空气中,雾小液滴分散在空气中,2. 不要把现象和结果混淆,不要说成是:有氯化铜生成。,(这是反应的结果),1. 区分烟和雾:,氯气与铜反应的现象是:有棕黄色的烟产生,27,课堂练习,1.下列叙述正确的是( )A.氯原子和氯离子的化学性质相同。B.氯离子比氯原子多一个电子。C.氯气有毒,氯离子也有毒。D.氯气和氯离子都呈黄绿色。,B,28,课堂练习,2.下列氯化物中,不能直接利用金属与氯气反应得到的是( ) A.氯化铁 B.氯化铜 C.氯化镁 D.氯化亚铁,D,29,课堂练习,3关于氯气的叙述中,下列正确的是( ) A氯气是能够与金属反应,不能与非金属 反应 B氯气在自然界中既可以以化合态存在, 也可以以游离态存在 C氯气不能溶解于水,所以可用排水法收 集氯气 D氯气、液氯是同一种物质,只是状态不 同,都属于纯净物,D,30,课堂练习,D,4下列关于对燃烧现象的认识中,不正确的是( ) A燃烧一定是氧化还原反应 B燃烧一定发光放热 C燃烧一定是化学反应 D燃烧一定有氧气参与,31,信息:次氯酸是一元弱酸,其酸性比碳酸还弱,具有很强氧化性,能杀死水里的病菌,具有杀菌消毒作用,且能使某些染料 和有机色素褪色,可用作棉、纸张等的漂白剂,次氯酸不稳定,且见光分解放出氧气。,3、与水反应,新制氯水中有哪些分子和离子:,(弱酸),H2O、Cl2、HCl、HClO,新制氯水的组成,Cl2+H2O=HCl+HClO,32,3.氯气与水的反应(溶于水中的 部分Cl2与水发生反应),次氯酸(HClO)的性质,一元弱酸(酸性比碳酸还弱),强氧化性(杀菌、消毒),漂白性,不稳定易分解,次氯酸可以消毒、杀菌、具有漂白性、见光易分解都源于其+1价的氯的强氧化性,33,怎样证明氯水分解放出的气体是氧气?,氯水长时间放置后,颜色有何变化?组成上有何变化?,氯水颜色变浅,盐酸成份增多,34,氯水的性质,1、颜色:新制的氯水因溶有氯气呈黄绿色2、气味:氯水中溶解的氯气可挥发出来,因此氯水有氯 气的刺激性气味。3、酸性:氯水因含有HCl和HClO而显酸性;但氯水的酸性主要由HCl所决定。4、沉淀Ag+性:氯水中含有Cl- ; Cl- 和Ag+ 反应生成白色AgCl沉淀: Ag+ + Cl- =AgCl5、强氧化性:氯水因含有Cl2和HClO而具有强氧化性,但氯水的强氧化性主要由HClO所决定。氯水的强氧化性决定了它有漂白性、灭菌性和腐蚀性。6、不稳定性:用日光照射氯水有气体逸出。,35,注意,1、 HClO分解使氯水颜色变浅甚至消失,强氧化性减弱甚至消失,H+浓度增大,酸性增强。2、久置的氯水成分:分子:H2O 离子:H+;Cl-3、新制氯水要避光,密封盛装,36,液氯与氯水的区别?新制氯水与久置氯水的区别?,纯净物,混合物,分子:,离子:,Cl2 ,HClO,H2O,H+,Cl,ClO,分子:H2O,离子:H+,Cl,新制,有氧化性,无酸性和漂白性,有酸性,强氧化性,能漂白,消毒,光照时HClO分解,久置,只有Cl2分子,实验室中使用的氯水只能现配现用,并盛放在棕色试剂瓶中,只有酸性(增强),37,实验44 氯水的漂白作用,有色纸条或布条、有色花瓣褪色,氯水具有漂白作用,实验45 干燥的氯气能否漂白物质,有色纸条或布条、有色花瓣不褪色,干燥的氯气没有漂白作用,38,3、与水反应 Cl2+H2O=HCl+HClO(弱酸),水和盐酸,H2O、Cl2、HCl、HClO,C,39,通入干燥的氯气后 加入氯水后,40,2 、下列物质中,既含有氯分子,又含有氯离子的是 (B) A、氯化钠溶液 B、新制氯水 C、漂白粉 D、液氯3、往PH试纸上滴入新制氯水,观察到的现象是( ) A、变红 B、褪色 C、先变红后褪色 D、不变色,C,41,4、Cl2可用于消毒生活用水的原因是( ) A、 Cl2能杀灭细菌 B、 Cl2是氧化性很强的气体 C、 Cl2有毒,以毒攻毒 D、 Cl2与水反应生成的HClO,可杀菌。,D,42,气态,液态,液态,Cl2分子,纯净物,纯净物,混合物,Cl2分子,无,无,有,H2O、 Cl2、HClO,Cl-、 H+、 ClO-,混合物,液态,H2O、 Cl-、 H+,无,练习: 完成下面表格,43,想一想,根据氯气与水的反应原理,推测氯气与NaOH能否发生反应?若反应,其产物是什么?,4、氯气与碱反应,2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O,有效成分:NaClO,2 Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,漂白粉、漂粉精,漂白液,有效成分:Ca(ClO)2,氯气化学性质,44,想一想,4、氯气与碱反应,氯气跟碱反应的化学方程式有规律吗?,日常 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO,工业 Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO,漂白原理:,(反应原理:强酸制取弱酸),氯水、漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白作用都是因反应生成的HClO,45,漂白粉失效原理,思考,为什么不直接用次氯酸作漂白剂?,次氯酸不稳定,次氯酸盐较稳定。,怎样保存漂白粉?,密封,保存于干燥处。,46,漂白性的比较,名称,原理,实质,程度,范围,过氧化钠,氯 水,将有色的色素氧化为稳定的无色物质,氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质,氧化作用,氧化作用,永久性,永久性,漂白大多数有色物质,漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊试液褪色,活性炭,吸附有色色素,物理吸附,永久性,47,1. 把氯气通入紫色石蕊试液中,出现的现象是 (A)溶液变红色 (B)溶液变蓝色(C)溶液不变色 (D)溶液先变红后褪色(E)溶液先褪色后变红,解析:Cl2通入石蕊试液中,先与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸使石蕊试液变红(速度较快),而次氯酸有强氧化性,能把有色物质氧化成无色(速度较慢),故选(D),(D),48,2. 用自来水养鱼之前,应先将盛有自来水的鱼缸放在阳光下晒一段时间,主要目的是( ) (A)除去水中的HClO (B)紫外线杀菌消毒(C)增加水中含氧量 (D)提高水温,解析:自来水用氯气消毒,因此水中含有次氯酸,次氯酸对生物不利,光照可使次氯酸分解,选(A)。,(D),A,49,课堂练习,次氯酸钙能与碳酸反应生成次氯酸,证明次氯酸的酸性比碳酸弱,次氯酸是弱酸。,3. 次氯酸是一种强氧化剂,能杀死水里的细菌,能使染料和有机色质褪色。它是强酸还是弱酸?怎样证明?,课堂练习,思路:强酸和弱酸的盐反应能生成弱酸和强酸的盐,50,氯气的制取,H,G,F,E,1,1,0,4,2,分液漏斗,连接顺序:,要用浓盐酸,用向上排气法收集,用氢氧化钠溶液吸收,固液反应,需加热,51,氯气的制取,已知氯气在饱和食盐水中的溶解度不大,欲收集 纯净干燥的氯气而且不造成空气污染,下列装置的连接顺序是:,C,D,A,H,G,F,B,E,除去氯化氢,干燥氯气,收集氯气,吸收氯气,制取氯气,气体净化,洗气瓶,52,(5)、某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。,(1)装置中有六处错误,请指出。 , , , , , 。,烧瓶下面缺石棉网,铁圈下面缺酒精灯,原料使用了稀盐酸,不应使用长颈漏斗,盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了,洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下,而出口导管应靠近瓶塞,53,氟 F 9,氯 Cl 17,溴 Br 35,碘 I 53,砹 At 85,卤素的原子结构,三、成盐元素卤素,卤素原子结构有何相似点和不同点?由此推测它们化学性质有何相似性和递变性?,想一想,54,最外层7个电子,易得一个电子,,核电荷数递增,电子层数递增,原子半径依次增大,得电子能力逐渐减弱,原子结构,性质,决定,具氧化性,氧化性逐渐减弱,55,卤素单质的化学性质,对比Cl2,写出Br2与 Na 、Fe 反应的化学方程式。,与金属反应:F2 Cl2 Br2 的氧化性强,能把可变化合价 的金属氧化成高价的金属卤化物,I2 的氧化能力最弱, 跟铁反应只夺取铁的2个电子,生成FeI2。,对比Cl2,写出F2 、Br2、I2与 H2 反应的化学方程式。 它们发生反应的条件相同吗?,对比Cl2,写出Br2与 H2O 反应的化学方程式。,I2 +Fe=FeI2,Br2+2Na=2NaBr3Br2+2Fe=2FeBr3,56,F2 冷暗处爆炸 H2+F2=2HF HF很稳定,Cl2 光照或点燃 H2+Cl2=2
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