第二章 海水中的氯.doc

第二章 海水中的氯1、氯元素的原子结构与存在形态海水中含有大量的无机盐，主要含有NaCl，海洋中含盐3%,而氯元素是最重要的成盐元素，1.1氯在自然界中主要以什么形式存在？ 它的存在形式与什么有关？ 氯在自然界中主要是以氯离子的形式存在，与它的原子结构有关2、氯气的性质2.1氯气（Cl2）的物理性质颜色： 黄绿色状态： 气体（常温下）气味： 有剧烈的刺激性气味，有毒密度： 密度比水大，比空气大溶解性：能溶于水（1体积水可溶解2体积氯气）；（加水后氯气颜色变浅，说明氯气可溶于水）氯气的水溶液氯水（浅黄绿色）；不能用排水法收集，可用排饱和食盐水法收集。特性： 易液化；易挥发 ；具有强烈的腐蚀性;氯气 加水后氯气加压液化为液态氯，又称为液氯。保存： 氯气：加压液化，贮存在钢瓶中 氯水：在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存【注意】：闻气体的方法： 用手轻轻地在瓶口（或试管口）扇动，闻气体的方法使极少量的气体飘入鼻孔。2.2氯气的化学性质化学性质很活泼的非金属单质，它具有强氧化性。2.2.1氯气与金属的反应氯气具有强氧化性。可以和大多数金属反应，氯气和金属反应生成高价态的金属氯化物。Na在氯气中燃烧Cu在氯气中燃烧Fe在氯气中燃烧金属单质反应条件点燃化学方程式反应现象Na点燃点燃2Na + Cl2 2NaCl剧烈燃烧，放出大量的热，产生白色的烟Fe点燃点燃2Fe + 3Cl2 2FeC3 放出大量的热，产生棕黄色的烟溶于水生成棕黄色溶液）。Cu点燃2Cu + Cl2 2CuCl2 放出大量的热，产生棕黄色的烟（溶于水生成蓝绿色溶液）。注意（1）氯气具有强氧化性。可以和大多数金属反应，氯气和金属反应生成高价态的金属氯化物。（2）在常温下，液氯（Cl2）与Fe不反应，故干燥的液氯一般保存在钢瓶中。2.2. 2 氯气与非金属的反应H2在氯气中燃烧非金属反应条件化学方程式反应现象H2点燃点燃H2 + Cl2 2HClH2在氯气中安静燃烧，发出苍白色的火焰，瓶口有白雾产生，有刺激性气味气体生成。光照光照H2 + Cl2 2HClH2和Cl2的混合气体，光照发生爆炸。P点燃(少量Cl2)点燃2P + 3Cl2 2PCl3 有白雾生成点燃(足量Cl2)点燃4P + 5Cl2 2P2Cl5有白烟生成注意（1）氢气在氯气中燃烧生成具有刺激性气味HCl气体，极易溶于水，瓶口白雾是HCl气体跟空气中的水蒸气结合所形成的盐酸小液滴(酸雾)。（2）P与氯气反应，一般生成PCl3 和P2Cl5的混合物，有白色烟雾生成。【思考】：燃烧的定义燃烧不一定要有氧气参与， 燃烧定义：任何剧烈的发光放热的化学反应。或一切剧烈的发光发热的化学反应都叫燃烧燃烧的本质：是氧化还原反应2.2.3 氯气与H2O反应和漂白作用实验演示与探究（1）【探索内容】：氯气并不是简单只溶于水，而是与水发生化学反应，生成了具有漂白性的物质。集气瓶1号瓶2号瓶装有纸条种类干燥的有色纸条湿润的有色纸条注入氯气用注射器注入干燥的氯气用注射器注入干燥的氯气实验现象纸条颜色无明显变化纸条颜色很快褪去结 论1）使纸条褪色的既不是氯气又不是水。2）氯气并不是简单只溶于水，而是与水发生化学反应，生成了具有漂白性的物质。实验演示与探究（2）【探索内容】：1.氯水的成分是什么？ 2.具有漂白性的物质是什么？药品氯水、稀盐酸、AgNO3溶液、紫色的石蕊试液实验步骤内 容现 象得 出 结 论1观测新制的氯水的颜色呈浅黄绿色新制的氯水中含有 Cl2分子；2将新制氯水滴入AgNO3溶液有白色沉淀 生成新制的氯水中含有Cl-；3将新制氯水滴入Na2CO3溶液有气泡冒出新制的氯水中含有H+；4将紫色石蕊试液 滴入新制氯水中先变红后褪色新制的氯水中含有含H+，含有 一种漂白的微粒。（1）氯气与H2O反应在常温下，溶于水中的部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸。刚才验证了具有漂白性的既不是Cl2又不是H2O, 也不是HCl，具有漂白性的就只有次氯酸HClO（2）次氯酸（HClO）的性质性质反应条件受热化学方程式弱酸性一元弱酸，酸性比H2CO3弱。光2HClO 2HCl + O2不稳定性见光、受热易分解。2HClO 2HCl + O2 强氧化性漂白(HClO)、消毒杀菌应用漂白性：使有机色质褪色；消毒杀菌：自来水用液氯消毒杀菌（3）新制氯水与久置氯水的区别 氯水在长期放置的过程中，溶液的酸性增强，氧化性减弱，颜色变浅。新制氯水久置氯水成分新制的氯水中存在：3分子4离子即：分子：H2O 、Cl2 、HClO离子：H+ 、Cl-、 ClO- 、OH-久置的氯水中存在：H2O、H+、Cl-、OH-几乎是盐酸溶液。原因Cl2 + H2O HCl + HClOH2O H+ + OH-HCl H+ + Cl-光HClO H+ + ClO-Cl2 + H2O HCl + HClOH2O H+ + OH-HCl H+ + Cl-光2HClO 2HCl + O2石蕊试液先变红后褪色变红AgNO3溶液有白色沉淀生成有白色沉淀生成（4）液氯与氯水的区别液氯氯水状态纯净物混合物紫色石蕊是单质氯的一种存在形式Cl2分子存在多种分子和离子：分子：H2O 、Cl2 、HClO离子：H+ 、Cl-、 ClO- 、OH-【思考】：1、如何区别新制氯水和久置氯水？（新制氯水有漂白性和久置氯水无漂白性）2、新制氯水可使紫色石蕊试液先变红后褪色，干燥氯气呢?2.2.4氯气与碱溶液的反应【实验】：当NaOH溶液或消石灰Ca(OH)2通入存有氯气的针筒内时,【现象】：存有氯气的针筒内气体体积迅速减少，黄绿色立即退去，溶液呈无色。 漂白液漂粉精制作氯气+ NaOH溶液氯气+消石灰Ca(OH)2（因消石灰原料易得，价格便宜，成本较低,工业上用消石灰和氯气制漂粉精）化学方程式Cl2 +2NaOH NaClNaClOH2OCl2 +2 Ca(OH)2 CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O成分主要成分：NaCl、NaClO有效成分：NaClO主要成分：CaCl2、Ca(ClO)2有效成分：Ca(ClO)2作用杀菌消毒、漂白【注意】： 漂白粉或漂粉精本身没有漂白作用，也就是说它本身不能直接用来漂白。使用时，它必须与水及空气中的CO2共同作用生成具有强氧化性的HClO才能用来漂白有色物质。 只有将Ca(ClO)2 转化成HClO才能表现其漂白、杀菌作用。用途消毒剂、漂白剂使用方法方法1）与稀酸（比HClO强的酸)混合；2）次氯酸盐溶于水中，并吸收空气中的CO2生成次氯酸；3）或在潮湿环境中，与空气中的水分和CO2反应。原理NaClO +2CO2 +2H2O NaHCO3+ 2HClOCa(ClO)2 + 2HCl CaCl2 + 2HClO Ca(ClO)2 +2CO2 +2H2O Ca(HCO3)2 + 2HClO保存方法失效原因在潮湿的空气中，与空气中的水分和CO2发生反应，且生成的HClO见光易分解，会慢慢变质失效。光Ca(ClO)2 +2 CO2 +2 H2O Ca(HCO3)2 + 2HClO 2HClO 2HCl + O2保存方法置于避光干燥处密封保存2.2.5氯气与卤族元素单质之间的置换 Cl2+ NaBr Br2 + 2NaCl Cl2+ 2KI I2 + 2NaCl F2+ 2KCl CI2 + 2KF3.氯气的制取3.1实验室制取氯气【原理】 MnO2 + 4HCl（浓） MnCl2 + 2H2O + Cl2【发生装置】 固+液 加热【净化】 饱和食盐水【干燥】 浓硫酸 或无水CaCl2【收集】 向上排空气法、排饱和食盐水法【尾气处理】 通入NaOH溶液中【检验】 湿润的淀粉KI试纸变蓝色 湿润的紫色石蕊试纸变红色3.2实验室制取氯气的其他方法（1）实验室可用KMnO4或KClO3代替MnO2与HCl(浓)反应制氯气2KMnO4固+16HCl浓 2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 KClO3固+6HCl浓 KCl+3H2O+3Cl2 （2）实验室也可用H2SO4(浓)、NaCl(固)、二氧化锰共热制取。NaCl固+H2SO4浓 NaHSO4+HCl MnO2固+4HCl浓 MnCl2+Cl2+2H2O3.3氯气与氯化氢制法对比气体氯气氯化氢药品HCl浓+MnO2固或KMnO4固、KClO3固、Ca(ClO)2固H2SO4浓+NaCl固原理氧化剂2Cl- Cl2（氧化还原反应）难挥发性酸制易挥发性酸(复分解反应)化学反应方程式MnO2固+4HCl浓 MnCl2+Cl2+2H2O2KMnO4固+16HCl浓 KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2KClO3固+6HCl浓 KCl+3H2O+3Cl2微热NaCl固+H2SO4浓 NaHSO4+HCl强热2NaCl固+H2SO4浓 Na2SO4+2HCl发生装置固+液 加热除杂浓硫酸、饱和食盐水、无水CaCl2浓硫酸收集向上排空气法、排饱和食盐水法向上排空气法吸收NaOH溶液水检验湿润的淀粉KI试纸变蓝色湿润的紫色石蕊试纸变红色湿润的紫色石蕊试纸变红色3.4工业制取氯气的方法工业上制备氯气通常是通过电解饱和食盐水得到。4.水的其他消毒方法 A、氯气、漂白粉；生成HClO消毒 （1）化学消毒方法B、臭氧、二氧化氮；臭氧很不稳定，容易分解，O3 O2 + O。O表示游离的氧原子，具有很强的杀毒作用。 紫外线（2）物理消毒方法 超声波 加热 5. 氯离子（Cl+）的检验方法往某溶液中加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，再加稀硝酸后，白色沉淀不溶解，则证明含有Cl；反之，加稀硝酸后，白色沉淀溶解，则证明不含有Cl。6.重要的氯化物