富集在海水中的元素氯.ppt

第四章非金属及其化合物,第二节富集在海水中的元素-氯,了解氯气的物理性质。掌握氯的原子结构特点、化学性质。认识氯水的组成和性质。掌握氯离子的检验方法。认识卤素，了解其相似点及递变性。掌握结构性质用途的思维方法,教学目标,知识拓展：海洋生物资源,大陆架的浅海海底：石油、天然气、煤、硫、磷等近岸带的滨海砂矿：砂、贝壳等建筑材料和金属矿产多数海盆中：深海锰结核,知识拓展：海底矿产资源,思考与交流1你对氯气了解多少？氯气是一种什么样的物质？有什么样的性质？历史上第一次应用化学武器是在1915年4月22日，德国军队在比利时战场大规模使用氯气，造成英法联军一万五千人中毒，其中五千人死亡。,1.氯原子结构特点,原子结构：,典型非金属性（强氧化性）,Cl,得e-,Cl-,一、活泼的黄绿色气体氯气,化合价：-1，+1，+2，+3，+4，+5，+6，+7得电子能力强，非金属性强,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。,氯气有毒,想一想,怎样闻氯气,2.氯气的性质,（1）物理性质,氯气是黄绿色有刺激性气味，有毒的气体易液化密度比空气大能溶于水（1体积水可溶解2体积氯气）,加压液化，贮存在钢瓶中,向上排空气法收集,不能用排水法收集，可用排饱和食盐水法收集,应,该,这,样,干燥的氯气常温不与铁反应,闻氯气的方法是：用手轻轻地在瓶口扇动，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。,（2）氯气的化学性质,（氧化剂，强氧化性）,氯气与金属反应,Cl2有很强的氧化性，能与多数金属反应生成相应的金属氯化物，尤其要注意的是：它和变价金属反应时，生成高价的金属氯化物，如：CuCl2、FeCl3,在一定条件（点燃或灼热）下氯气能否与金属反应？金属的价态有什么规律？,氯气与铜反应,铜丝在氯气里剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，产物溶于水后，溶液呈蓝绿色。,现象,铁与氯气反应,现象,铁丝剧烈燃烧，产生色的,棕黄,烟,钠与氯气反应,现象,剧烈燃烧，火焰呈色，生成晶体,白色,反应规律：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？,黄,观看实验演示,氯气与金属反应,？,观看实验演示,观看实验演示,金属铁能否在在Cl2中燃烧？若能会生成什么产物呢？（氯化亚铁还是氯化铁？）,红热的铁丝伸入氯气中。现象：铁在Cl2中燃烧，产生红褐色的烟。2Fe3Cl22FeCl3,点燃,Fe时一种变价金属，当遇到强氧化剂时，它会失去3个电子（Fe3）；当遇到弱的氧化剂时，它只会失去2个电子（Fe2）,用坩埚钳夹住一束铜丝，灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶里，观察。然后把少量的水注入集气瓶里，用玻璃片盖住瓶口，振荡，观察溶液颜色。现象：红热的铜丝剧烈燃烧，产生棕黄色的烟（CuCl2固体小颗粒），加水后得到蓝绿色溶液。CuCl2CuCl2,点燃,例2：怎样制取FeCl2。,Fe+2HClFeCl2+H2,例1：下列化合物中，不能由氯气和相应的金属直接反应来制取的是A.FeCl3B.CaCl2C.FeCl2D.KCl,（C）,气与某些非金属反应,氯气与金属反应时，是实实在在的得电子，而在与非金属（如H2）反应时，氯原子和氢原子都想得电子，最后双方为了达到稳定，形成共用电子对。即使这样，形成的共用电子对还是偏向氯，偏离氢，从而使氯显-1价。,请看实验录像,纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，放出大量的热，瓶口有大量白雾产生。,燃烧：任何发光发热的剧烈的化学反应叫做燃烧。燃烧不一定要有氧气参加，燃烧的本质是氧化还原反应。,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。,实验现象,氢气和氯气的混合气体光照或点燃后发生爆炸。,请看实验4-3录像,通过H2在Cl2中燃烧的实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识?,思考与交流,氯气与非金属反应,氯气与水反应,次氯酸的性质：,3、强氧化性漂白作用,1、弱酸性,2、不稳定易分解,可用于自来水的杀菌、消毒，可用做漂白剂。,阅读与思考,（1）打开自来水龙头为何有刺激性气味？（2）氯气溶于水为何有杀菌、消毒作用？（3）干燥的Cl2有杀菌、消毒和漂白作用吗？,次氯酸,酸性：H2CO3HClO,氯气的水溶性：1体积的水可以溶解2体积的氯气（即氯水，黄绿色）【思考与交流】氯气溶于水的这一过程是一个简单的物理溶解过程，还是一个伴随有化学变化的过程呢？新制的氯水当中究竟含有哪些微粒？如何证明这些微粒的存在呢？你能通过实验来说明问题吗？药品：（HNO3酸化的）AgNO3溶液、紫色石蕊试剂、红纸、镁粉、氯水等注：氯水不能超过1mL！,探究结果：,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,例3、下列说法正确的是：A、Cl2有毒，Cl-也有毒B、Cl和Cl-化学性质一样C、Cl2和Cl-都是黄绿色D、液氯并非氯水,例4.将新制的氯水缓缓滴入预先滴有酚酞的NaOH溶液中，当滴到一定量时红色完全褪去。产生这一现象的原因可能有两种：（1）是_(2)是_,新制氯水中的HCl、HClO与NaOH发生中和反应，使NaOH无剩余。,新制氯水中HClO具有漂白性，使红色溶液褪色,D,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?,氯气与碱反应,2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O,有效成分:NaClO,2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,漂白粉、漂粉精,漂白液,有效成分:Ca(ClO)2,想一想,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,漂白液和漂白粉的漂白原理A.NaClO+HClNaCl+HClO2NaClOCO2+H2O=Na2CO3+2HClOB.Ca(ClO)2+2HClCaCl2+2HClOCa(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO(漂白粉在潮湿的空气中容易失效),注：此处为“强酸制弱酸，弱酸可以制更弱的酸”。,与盐溶液的反应,与FeCl2、NaBr、KI等盐溶液反应（表现氯气的强氧化性）,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Cl2+2Br-=2Cl-+Br2Cl2+2I-=2Cl-+I2,探究：,新制的氯水有什么性质？能与那些物质发生反应？,例6：漂白粉在空气中易失效的原因是CaCl2易吸收空气中的水分B.Ca(ClO)2见光易分解C.Ca(ClO)2与空气中的水分和二氧化碳作用，生成HClOD.Ca(ClO)2易被空气中的氧气氧化,例5：如图所示，A处通入湿润的Cl2，关闭B阀时，C处的红布看不到明显现象，当打开B阀后，C处红布条逐渐褪色，则D中装的是A浓H2SO4BNaOH溶液CH2OD饱和NaCl溶液,D,AB,C,思考与交流氯水如何保存？为什么？久置氯水和新制氯水有何区别？,答：新制氯水：H+、Cl、ClO、HClO、Cl2、H2O，有强氧化性。久置氯水：盐酸溶液，无强氧化性。,氯气的用途,杀菌消毒制漂白粉（液）作制高纯硅、锗和钛的中间物质合成塑料、橡胶、农药、药品等,二、氯离子（Cl-)的检验,观察实验4-6,有关反应的离子方程式是：Ag+Cl=AgCl2Ag+CO32-=Ag2CO3Ag2CO3+2H+=2Ag+CO2+H2O,某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，则可确定该溶液中一定有氯离子，这种说法对不对？,在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检液中含有Cl-。,（2）方法和结论：,(1)试剂:AgNO3溶液、稀硝酸,或在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶，则被检液中含有Cl-。,小结,？,氟F9,氯Cl17,溴Br35,碘I53,砹At85,卤素的原子结构,三、成盐元素卤素（科学视野）,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,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,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。,1.与金属反应:F2Cl2Br2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,F2冷暗处爆炸H2+F2=2HFHF很稳定,Cl2光照或点燃H2+Cl2=2HClHCl稳定,Br2高温H2+Br2=2HBrHBr较不稳定,I2高温、持续加热H2+I2=2HIHI很不稳定缓慢进行,2.卤素与氢气的反应,结论:FClBrI随着核电荷数的增多，原子半径的增大,（1）卤素单质与H2化合的难易关系：F2Cl2Br2I2,(2)卤化氢的稳定性关系：HFHClHBrHI,Br2H2O=HBrHBrO,反应越来越难以发生,2F22H2O=4HFO2（特例）,Cl2H2O=HClHClO,3.卤素与水反应,通式：X2H2O=HXHXO（X:Cl、Br、I）,I2H2O=HIHIO,4.卤素间的相互置换,1.Cl22Br=2ClBr22.Cl22I=2ClI23.Br2+I=BrI2,思考：根据上述实验，排出Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序及、的还原性强弱顺序,结论：氧化性：Cl2Br2I2还原性：,小结,卤素原子结构的相似性，决定了单质化学性质的相似性。,与金属反应，生成卤化物。,与氢气反应，生成卤化氢。,与水反应，生成卤化氢和次卤酸。,卤素原子结构的差异性，决定了单质化学性质的差异性和递变性,与氢反应的能力渐弱,氢化物的稳定性渐弱,与水反应的能力渐弱,特性,碘遇淀粉显蓝色。,氟气和水的反应：2F2+2H2O=4HF+O2,练习,1.下列气体中，既有颜色又有毒性的是（）AN2BCOCCl2DCO2解析：N2、CO2是无色、无毒气体；CO有毒但无色；Cl2是黄绿色且有毒的气体。,C,2.下列叙述中能证明次氯酸是一种弱酸的是（）A次氯酸不稳定，易分解B次氯酸是一种强氧化剂C次氯酸钙能与碳酸作用生成碳酸钙和次氯酸D次氯酸能使染料和有机色质褪色解析：根据反应Ca（ClO）2CO2H2O=CaCO32HClO可知，HClO的酸性比碳酸弱，故证明次氯酸也是一种弱酸。,C,3.下列说法中正确的是（）A用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味B用排水集气法便可以收集到纯净的氯气C氯气有漂白性D自来水常用氯气来杀菌、消毒解析：氯气是有毒气体，闻氯气的时候，应该用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。用排水法收集氯气会带有水蒸气，氯气本身没有漂白性。故选D。,D,4.下列物质中，既含有氯分子，又含有氯离子的是（）A氯化钠溶液B新制氯水C漂白粉D液氯解析：氯水是一种多组分的混合物，新制的氯水中除了含有较多的水分子外，还含有Cl2、HClO分子及H、C1、C1O。,B,5.下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是（）A液氯是纯净物，而氯水是混合物B液氯无酸性，氯水有酸性C液氯较氯水的漂白作用更强D液氯无色，氯水呈黄绿色解析：液氯的成分就是氯分子，所以液氯无酸性，也无漂白性；氯水中存在着Cl2、HClO、盐酸等多种成分，所以氯水既有酸性，又有漂白性，故答案选A、B。,AB,6.下列物质中能使干燥的有色布条褪色的是（）A氯水B液氯C氯气D次氯酸7.Cl2可用来消灭田鼠，使用时可将Cl2通过管子灌入洞中，这是利用Cl2下列性质中的（）A黄绿色B密度比空气大C有毒D较易液化解析：利用了Cl2有毒和密度比空气大的性质。,AD,BC,8.将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中，当日光照射相当一段时间后，试管中最后剩余的气体约占试管容积的（）A2/3B1/2C1/3D1/4解析：根据反应方程式：C12H2O=2HClHClO和2HClO=2HClO2可知，充分反应的结果剩余气体是O2，且Cl2与O2之间满足关系式：2Cl2O2，故答案选B。,B,9.向盛有氯气的三个集气瓶中，分别注入约五分之一的下列液体并振荡，观察下图所记录的现象，判断各瓶注入的液体是什么，将注入液体的编码填入图下方相应的括号中。AAgNO3溶液BNaOH溶液C水解析：中Cl2完全被NaOH溶液吸收，生成两种可溶性盐，故上下均显无色；中Cl2跟水作用生成HCl，再跟AgNO3溶液充分作用，生成白色难溶盐AgCl，故上显无色，下显白色浑浊；中少量Cl2溶于水形成氯水，故上、下均呈浅黄绿色。答案：BAC,10.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，将气体通人澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有（）ACl，SO42-BCl，NO32-CCl，CO32-DCl，OH解析：由已知能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，又因为加入稀HNO3后沉淀部分溶解，故原溶液中除含有CO32-外，还有Cl。,C,11.浓盐酸和Ca（ClO）2能发生如下反应：Ca（ClO）24HCl（浓）=CaCl22Cl2十2H2O用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是（）CO2HClH2OO2ABCD解析：题中提供一条信息：Ca（ClO）2中1价的Cl和浓HCl中1价的Cl可归到0价的Cl2。漂白粉贮存很久可能有CaCO3生成，CaCO3和HCl反应可产生CO2。浓盐酸可挥发出HCl。整个体系还夹带有水蒸