2019_2020学年高中化学第四章非金属及其化合物第二节第2课时氯气与碱反应及Cl－的检验学案新人教版.docx

第2课时氯气与碱反应及Cl的检验核心素养发展目标1.从氯化合价的角度认识氯气与水、碱的反应，掌握氯及其化合物的转化。2.通过实验探究氯气的制备、性质及Cl的检验，掌握实验室制备气体的仪器选择，目的：进一步理解Cl2对环境的影响。一、氯气与碱的反应1与氢氧化钠溶液反应制取漂白液(1)制取反应的化学方程式：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。(2)离子方程式：Cl22OH=ClClOH2O。(3)漂白液的有效成分是次氯酸钠。2与石灰乳反应制取漂白粉(1)制取反应的化学方程式：2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。(2)漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。(3)漂白粉的漂白原理：利用复分解反应原理，漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。(4)漂白粉长期露置于空气中，最终会生成氯化钙而失效，有关反应的化学方程式：Ca(ClO)2H2OCO2=CaCO32HClO；2HClO2HClO2；CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2。(1)氯气的溶解度不大，而且生成的次氯酸很不稳定，不便于保存，而次氯酸盐性质稳定，常用氯气与碱反应制取漂白粉。(2)漂白粉在空气中保存不当会变质。因此漂白粉和漂粉精的保存方法是密封、避光并置于阴凉干燥处。例1在抗震救灾中要用大量漂白粉和漂白液杀菌消毒。下列说法中正确的是()A漂白粉是纯净物，漂白液是混合物B漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2C工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉D漂白液的有效成分是Na2O2答案B解析漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，有效成分是次氯酸钙，是混合物；漂白液的主要成分是氯化钠和次氯酸钠，有效成分是次氯酸钠，是混合物。【考点】氯气与碱反应及其应用【题点】漂白粉的制取、存放与用途例2用漂白粉溶液浸泡过的有色布条晾置在空气中一段时间，漂白效果更好，原因是()A漂白粉被氧化了B有色布条被空气中的氧气氧化了C漂白粉跟空气中的CO2充分反应，生成了较多量的HClOD漂白粉溶液蒸发掉部分水，其浓度增大答案C解析晾置在空气中一段时间漂白效果更好是因为漂白粉跟空气中的CO2充分反应，生成较多量的HClO。【考点】氯气与碱反应及其应用【题点】漂白粉的制取、存放与用途二、氯气的实验室制法1反应原理实验室常用强氧化剂(如MnO2、KMnO4等)氧化浓盐酸等来制取氯气：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O2仪器装置(1)气体发生装置类型：固液气(2)发生装置所用仪器的名称为分液漏斗、圆底烧瓶。(3)装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。(4)装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。3收集方法(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。4验满方法(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。5尾气处理(1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。(2)该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。例3某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是()A中可用分液漏斗代替长颈漏斗B中缺少加热装置C中盛放的NaOH溶液可以净化氯气D中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气答案C解析A中可用分液漏斗代替长颈漏斗，避免盐酸挥发，气体逸出，同时便于控制反应速率，A正确；二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气，需要添加加热装置，B正确；NaOH溶液吸收氯气，不能净化Cl2，可以用饱和食盐水净化氯气，C错误；氢氧化钠溶液与氯气反应，可以吸收氯气，防止污染空气，D正确。【考点】氯气的实验室制法【题点】制取氯气实验的仪器装置例4如图所示装置可用于二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气，并利用产物进行后续实验，请填写下列空白：(1)写出二氧化锰与浓盐酸反应的化学方程式：_。(2)在该反应中，HCl充当的是_(填“氧化剂”或“还原剂”)。(3)洗气瓶B中盛有饱和食盐水，洗气瓶C中盛有品红溶液，在洗气瓶D中放有石灰乳，则C瓶中观察到的现象是_；D瓶中发生反应的化学方程式是_。(4)若反应产生了标况下11.2L的氯气，则参与氧化还原反应的HCl的物质的量是_mol。答案(1)4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O(2)还原剂(3)品红溶液褪色2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(4)1【考点】氯气的实验室制法【题点】氯气制备的综合实验思维启迪(1)稀盐酸与MnO2不反应，制取氯气时必须选用浓盐酸；加热温度不宜过高，以减少氯化氢的挥发。(2)制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。(3)尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中Ca(OH)2含量少，吸收不完全。(4)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。相关链接氯气的实验室制法详解1发生装置()(1)特点：固体液体气体。(2)仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。(3)试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。2净化装置()装置盛放试剂试剂的作用C饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，除去氯气中的水蒸气除可用浓硫酸外，也可用干燥的CaCl2，装置如图所示。3收集装置()(1)收集方法：用向上排空气法(Cl2的密度大于空气的密度)；不要求干燥时，也可用排饱和食盐水法收集(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。(2)验满方法：用湿润的蓝色石蕊试纸检验。将湿润的蓝色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸先变红后褪色，则证明Cl2已收集满。4尾气处理装置()(1)导气管要伸入液面以下。(2)F中盛放试剂：氢氧化钠溶液；作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。5实验室制备Cl2的注意事项(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。(4)尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。6MnO2与盐酸反应特点(1)浓盐酸中，部分Cl的化合价升高，4molHCl参加反应，被氧化的Cl为2mol。(2)随着反应的进行盐酸浓度变小，故无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。三、氯离子的检验1在5支试管中分别加入23mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水，然后各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象，填写下表：实验现象滴入几滴AgNO3溶液加入少量稀硝酸稀盐酸有白色沉淀生成沉淀不溶解NaCl溶液有白色沉淀生成沉淀不溶解Na2CO3溶液有白色沉淀生成沉淀溶解，有气泡产生自来水有少量白色沉淀生成沉淀不溶解蒸馏水无明显变化无明显变化2.请写出上述实验中有关的化学方程式：NaClAgNO3=AgClNaNO3；Na2CO32AgNO3=Ag2CO32NaNO3，Ag2CO32HNO3=CO2H2O2AgNO3。氯离子(Cl)的检验方法(1)方法：先加稀HNO3溶液，再加AgNO3溶液。(2)现象：产生白色沉淀。(3)原理：AgCl=AgCl。(4)加稀硝酸的目的：排除CO等离子的干扰。例5在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，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()ACl、SOBCl、NOCCl、CODCl、OH答案C解析根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在CO和Cl。【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯离子的检验例6有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：溶于水，得到无色溶液；在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡生成。根据上述现象判断：(1)白色固体中一定含有的成分是_，可能含有的成分是_。(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：_。答案(1)KCl和K2CO3KNO3(2)AgCl=AgCl、2AgCO=Ag2CO3、Ag2CO32H=2AgH2OCO2解析三种物质溶于水均得到无色溶液，且相互之间不反应；加入AgNO3溶液生成白色沉淀，说明固体中可能含KCl、K2CO3或两者中的一种；滴加稀HNO3，沉淀量减少说明固体中含有K2CO3，沉淀不完全消失说明固体中含有KCl。【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯离子的检验1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉()(2)漂白粉在空气中久置不可能发生氧化还原反应()(3)漂白粉在空气中不稳定，所以可用于漂白纸张()(4)实验室制取干燥、纯净的氯气，可依次通过浓硫酸、饱和食盐水()(5)检验Cl时，要加稀硝酸排除其他离子的干扰()(6)1molCl2与足量的NaOH溶液反应，转移电子数为2NA()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯气性质的综合应用2已知：2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O，下列关于该反应的说法正确的是()A工业上可用来制取漂白粉B属于复分解反应C氯元素只被还原D还原产物与氧化产物的质量比为11答案A解析氯气与氢氧化钙溶液反应，生成氯化钙(还原产物)和次氯酸钙(氧化产物)，二者的物质的量之比为11；该反应中氯气既是氧化剂又是还原剂，氯元素既被氧化又被还原。【考点】氯气与碱反应及其应用【题点】氯气与碱的反应3“84消毒液”在日常生活中被广泛使用，该消毒液无色，pH大于7，对某些有色物质有漂白作用。已知，强碱弱酸形成的盐溶液呈碱性，则你认为“84消毒液”的有效成分是()A氯化氢B次氯酸钠C高锰酸钾D碳酸钠答案B解析pH大于7，说明溶液显碱性，氯化氢溶于水显酸性；“消毒液无色”，高锰酸钾溶液显紫红色；碳酸钠溶液虽显碱性，但碳酸钠不能杀菌消毒。【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】含氯消毒剂4(2019甘肃省静宁一中期末)实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气时，有14.6g氯化氢被氧化，所得Cl2全部用石灰水吸收，可制得漂白粉的质量是()A14.3gB25.4gC28.6gD50.8g答案B解析反应：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O,2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O，可得关系式：4HCl(被氧化)2Cl2CaCl2Ca(ClO)2，设生成漂白粉的质量为m，则：4HCl(被氧化)2Cl2CaCl2Ca(ClO)2436.5g254g146gm(漂白粉)所以m(漂白粉)g25.4g。【考点】氯气的实验室制法【题点】氯气制法与性质的综合5下列检验Cl的方法正确的是()A向某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有ClB向某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有ClC向某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有ClD向某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl答案D解析可能有CO、SO等的干扰，A错误；加入盐酸，引入Cl，B、C错误；硝酸酸化排除CO等其他离子的干扰，加硝酸银溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即为AgCl，由此说明原溶液中有Cl，D正确。【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯离子的检验6(2019毕节市织金一中月考)实验室制取氧气的试管壁上沾附有少量二氧化锰，除去沾附的二氧化锰可选用的试剂是()A蒸馏水B氢氧化钾溶液C稀盐酸D浓盐酸答案D解析MnO2与蒸馏水、氢氧化钾溶液、稀盐酸不反应，能与浓盐酸反应生成二氯化锰、氯气和水，则除去沾附的MnO2可用的试剂是浓盐酸。【考点】氯气的实验室制法【题点】Cl2实验室制法反应原理的应用题组一氯气与碱的反应及其应用1某高速公路一辆载有35吨液氯的槽罐车与一辆货车相撞，导致槽罐车中液氯大面积泄漏，造成多人伤亡。下列处理方法和过程合理的是()A将人群转移到地势较低的地方，等待营救B将槽罐车推入附近的水塘中，撒上石灰C用高压水枪向空中喷洒大量酸性溶液D被转移人群可戴上用氢氧化钠处理过的口罩答案B解析氯气的密度比空气大，人群应转移到地势较高处；氯气能与石灰发生反应而与酸不反应；氢氧化钠对皮肤有强烈的腐蚀作用。【考点】氯气与碱反应及其应用【题点】氯气与碱的反应2有关漂白粉的下列说法中，错误的是()A漂白粉是混合物，其有效成分是次氯酸钙B为了提高漂白粉的漂白效果，使用时可加少量盐酸C漂白粉长期敞口放置在空气中会变质失效D漂白粉能与少量二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙和次氯酸答案D解析漂白粉的主要成分是次氯酸钙和氯化钙，有效成分是次氯酸钙，在酸性条件下易生成次氯酸(具有漂白作用)；漂白粉在空气中敞口存放，会与空气中的二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸不稳定易分解，使漂白粉失效。【考点】氯气与碱反应及其应用【题点】漂白粉的制取、存放与用途3向盛有氯气的三个集气瓶中，分别注入约五分之一的液体并振荡，观察下图所记录的现象，其中判断各瓶所注入的液体正确的是()A中为硝酸银溶液B中为氢氧化钠溶液C中为蒸馏水D中为澄清石灰水答案C解析瓶中氯气完全被吸收，加入的是碱溶液；瓶中氯气完全被吸收，有白色沉淀生成，加入的可能是硝酸银溶液；瓶中氯气部分被吸收，得到浅黄绿色氯水溶液，加入的是蒸馏水。【考点】氯气与碱反应及其应用【题点】氯气与碱反应在实验中的应用题组二氯气的实验室制法4下列关于实验室制氯气的说法中错误的是()A该反应是一个氧化还原反应，其中二氧化锰是氧化剂B每生成1mol氯气，就要转移2mol电子C该反应的离子方程式为MnO24H4ClMnCl22H2OCl2D该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的答案C解析由MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl2可知，二氧化锰是氧化剂，盐酸部分作还原剂，部分起酸的作用；每生成1mol氯气，转移2mol电子，4mol浓盐酸中有2mol被氧化成氯气；氯化锰是可溶于水的强电解质，在离子方程式中应写成离子符号。【考点】氯气的实验室制法【题点】氯气实验室制法的反应原理5将0.2molMnO2和50mL12molL1的盐酸混合后缓缓加热，向反应完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液，则生成的AgCl沉淀的物质的量(不考虑盐酸的挥发)()A等于0.3molB小于0.3molC在0.30.6mol之间D以上结论均不正确答案C解析本题易错之处在于没有考虑到盐酸浓度降低到一定程度后，MnO2与HCl不再继续反应，因而错选A。由题意可知n(HCl)0.6mol，根据化学方程式MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O可判断出MnO2过量。若0.6molHCl完全反应，则有0.3molHCl被氧化，反应后的溶液中存在0.3molCl，加入足量AgNO3溶液生成0.3molAgCl。但随着反应的进行，盐酸的浓度减小，而稀盐酸与MnO2不反应，所以实际被氧化的HCl的物质的量必然小于0.3mol，即反应后溶液中存在的Cl的物质的量大于0.3mol，故加入足量AgNO3溶液产生的AgCl的物质的量大于0.3mol，小于0.6mol，C项正确。【考点】氯气的实验室制法【题点】氯气实验室制法的反应原理6实验室用下列两种方法制氯气：用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；用87gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气()A比多B比多C一样多D无法比较答案B解析146gHCl的物质的量为4mol,87gMnO2的物质的量为1mol，由化学方程式：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O知，1molMnO2可以与4molHCl反应，但是由于稀盐酸与MnO2不反应，所以含有4molHCl的浓盐酸不能与MnO2完全反应。【考点】氯气的实验室制法【题点】制取氯气的实验操作7某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法不正确的是()A该装置图中至少存在三处明显错误B该实验中收集氯气的方法不正确C为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理D在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有Cl2逸出答案B解析装置中未用酒精灯加热，应该用分液漏斗，没有尾气吸收装置，共3处明显错误。【考点】氯气的实验室制法【题点】制取氯气实验的仪器装置题组三氯离子的检验8自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水(离子的浓度非常低)出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是()A酚酞溶液B氯化钡溶液C氢氧化钠溶液D硝酸银溶液答案D解析Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生沉淀的是纯净水。【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯离子的检验9氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢，为防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，应选用的检验试剂是()A水BAgNO3溶液CNaOH溶液DKI溶液答案B解析氯仿氧化后生成COCl2(光气)和HCl，因此，用AgNO3溶液检验HCl中Cl的存在即可判断氯仿是否变质。【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯离子的检验题组四氯及其化合物性质的应用10(2018福州三中期末)能使湿润的KI淀粉试纸变蓝的是()氯水溴水碘水氯化钠溴化钾ABCD答案B解析氯水与KI反应生成碘，溴水与KI反应生成碘，碘水中含有碘，均可使KI淀粉试纸变蓝色，正确；氯化钠与KI不反应，无碘单质生成，溴化钾不能氧化碘离子生成碘单质，所以不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，错误。【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯气性质的综合应用11利用下列装置可以制备无水氯化铁。下列有关说法正确的是()A烧瓶B中制备氯气的反应物为二氧化锰和稀盐酸B装置C、D中分别盛有浓硫酸、饱和食盐水C装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置，才能制得无水氯化铁D装置F的目的是检验有无氯气逸出答案C解析干燥装置应在除杂装置后，装置C、D中分别盛有饱和食盐水、浓硫酸；装置F中挥发出的水蒸气易逆行进入装置E，需在装置E、F之间增加干燥装置；装置F是尾气吸收装置。【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯气制备与性质的综合12某溶液中阳离子只含K，其中Cl、Br、I的个数比为123，欲使这些离子个数比变为321，需要通入的氯分子与原溶液中I的个数比应为()A12B21C13D31答案C解析将比例看成具体物质的量，即Cl、Br、I分别是1mol、2mol、3mol，还原性强弱顺序：ClBrI，反应后Br的物质的量不变，仅剩余1molI，说明氯气只和I发生了反应，只反应掉2molI，Cl22KI=2KClI2，每反应掉2molI时，消耗1molCl2。【考点】氯及其化合物性质的应用【题点】氯气性质的综合应用13某化工厂生产的漂白粉，产品说明书如下：漂白粉使用说明书主要成分：次氯酸钙、氯化钙用法用量：每次取漂白粉2g，水1000mL，配成0.2%0.3%的浊液。将病人用具浸泡其中510分钟，如需要，浓度可提高，时间可延长。注意事项：回答下列问题：(1)请你为漂白粉写一