第2讲 研究物质性质的程序 氯.ppt

一 研究物质性质的基本程序 探究氯气的性质 1 基本程序 1 观察物质的外观 2 预测物质的性质 3 通过化学实验来验证和探究预测的性质 4 通过对现象的分析 探讨 归纳 概述得出物质的性质结论 2 Cl2的物理性质 在通常状况下 氯气为黄绿色气体 具有刺激性气味 比空气密度大 能溶解于水 有毒性 3 Cl2的化学性质 1 与金属单质反应 除Au Pt以外的所有金属 Fe在Cl2中燃烧时产生红棕色的烟 化学方程式为 2Fe 3Cl22FeCl3 Cu在Cl2中燃烧时产生棕黄色的烟 化学方程式为 Cu Cl2CuCl2 Na在Cl2中燃烧时产生白色的烟 化学方程式为 2Na Cl22NaCl 2 与非金属反应 H2在Cl2中燃烧时产生苍白色火焰 混合气体在光照或点燃条件下会发生剧烈反应而爆炸 化学方程式为 H2 Cl22HCl 3 与水反应 其反应的化学方程式为Cl2 H2OHCl HClO 4 与碱反应 实验室中常用NaOH溶液吸收多余的氯气 其反应的化学方程式为 Cl2 2NaOHNaCl NaClO H2O 工业上用氯气和石灰乳制漂白粉 其反应的化学方程式为2Cl2 2Ca OH 2CaCl2 Ca ClO 2 2H2O 5 与还原性物质反应 通入SO2的水溶液中 SO2 Cl2 2H2OH2SO4 2HCl 通入氢硫酸中 Cl2 H2S2HCl S 通入FeCl2溶液中 2FeCl2 Cl22FeCl3 通入KI溶液中 2KI Cl22KCl I2 6 与有机物反应 与CH4发生取代反应 Cl2 CH4CH3Cl HCl 仅写第1步即可 与CH2CH2发生加成反应 CH2CH2 Cl2 4 氯气的制取 1 工业制法 电解法 用电解饱和食盐水的方法制取氯气 化学方程式为 2NaCl 2H2O2NaOH Cl2 H2 2 实验室制法 原理 实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下制取Cl2 化学方程式为MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 装置 收集方法 向上排空气法或排饱和食盐水法 验满方法 将湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口 若试纸变蓝 证明已收集满 净化方法 用饱和食盐水除去HCl 再用浓硫酸除去水蒸气 吸收装置 Cl2有毒 多余的Cl2排放到空气中会造成环境污染 须用强碱浓溶液 如NaOH溶液 吸收 5 主要用途 用于制漂白剂 杀菌消毒剂 盐酸等 是重要的化工原料 二 氯的重要化合物 1 次氯酸 1 不稳定性 见光或受热易分解 化学方程式为 2HClO2HCl O2 2 弱酸性 一元弱酸 且比碳酸酸性弱 电离方程式为 HClOH ClO 3 强氧化性 因有强氧化性而具有漂白性 2 次氯酸钙 漂白粉的有效成分 1 稳定性比HClO强 2 水解显弱碱性 3 与酸反应生成HClO 作为漂白剂或消毒剂反应原理的化学方程式表示为 与CO2和H2O 相当于H2CO3 反应 Ca ClO 2 CO2 H2OCaCO3 2HClO CO2不足量 与盐酸反应 Ca ClO 2 2HCl 稀 CaCl2 2HClO 在空气中久置的漂白粉是否还有漂白作用 提示 在空气中久置的漂白粉会发生如下反应 Ca ClO 2 CO2 H2OCaCO3 2HClO 2HClO2HCl O2 从而失去漂白作用 思考感悟 提示 考点一 氯水的成分及性质 1 液氯 新制氯水 久置氯水的比较 当向FeBr2 FeI2 SO2混合溶液中逐渐通入Cl2时 要考虑它们的还原性顺序 SO2 I Fe2 Br 要根据氧化顺序和得失电子守恒计算 2 氯水的性质 氯水的多种成分决定了氯水的化学性质表现出多样性 1 Cl2的强氧化性 2 HCl的强酸性 3 HClO的强氧化性 弱酸性和不稳定性 4 Cl 的性质 在不同的反应中 氯水起作用的成分不同 现列表如下 续表 氯水的颜色由Cl2产生 氯水中其他微粒均无色 因此当c Cl2 降低时 颜色变浅 氯水中含有多种微粒 其性质具有多重性 在不同的具体问题中 氯水体现哪种性质必须视具体情况而定 已知氯气与水的反应Cl2 H2OHCl HClO是一个可逆反应 即不能进行到底的反应 且反应生成的次氯酸 HClO 是一种酸性比碳酸还要弱的酸 1 分别写出盐酸 次氯酸的电离方程式 2 要使新制氯水里次氯酸的浓度增大 可向其中加入下列的 填字母序号 A NaOH固体B 水 C NaClO固体D NaHCO3固体 E CaCO3固体 3 根据次氯酸及有关物质的性质判断 下列反应的离子方程式正确的是 填字母序号 B 氯气溶于石灰水 Cl2 2OH Cl ClO H2O C 漂白粉溶液中通入足量CO2 Ca2 2ClO CO2 H2OCaCO3 2HClO D 漂白粉溶液中通入足量SO2 ClO SO2 H2OHS HClO A 氯气溶解于水 Cl2 H2O2H Cl ClO 2 CDE 3 B 感悟提升 外界条件改变对氯气与水反应 Cl2 H2OH Cl HClO 体系的影响 解析 HCl是强电解质 完全电离 HClO是弱电解质 不完全电离 要增大次氯酸的浓度 平衡向右移动 但不能通过减小HClO的浓度实现 因此选择能与HCl反应但不能与HClO反应的物质 HClO要写为化学式 漂白粉溶液中通入足量CO2应生成Ca HCO3 2 HClO具有强氧化性 不会有HS生成 答案 1 HClH Cl HClOH ClO 下列氯化物中 既能由金属和氯气直接制取 又能由金属和盐酸直接制得的是 A FeCl3B AlCl3 C FeCl2D CuCl2 解析 因为Cl2具有强氧化性 当Cl2与金属反应时 都可把金属氧化成最高价态的金属氯化物 而盐酸中H 氧化能力较弱 只能把铁氧化成Fe2 而不能把铜氧化 故只有B项正确 答案 B 解析 Cl2的实验室制法 化学是一门以实验为基础的学科 通过实验可以使学生观察到语言难以表达清晰的实验现象 在实验过程中除了培养学生的观察能力 实验能力外 还应培养学生的绿色化学思想 实验过程中必定会涉及有毒 有害物质 实验中要求用最少的药品获得最佳的实验效果 最大限度地减少废弃物及尾气排放 提高环境意识 实验室制取Cl2的过程中 绿色化学思想得到了充分的体现 其具体过程如下 考点二 反应原理 1 制Cl2的装置 可用于具有 固体 或液体 液体气体 特点的反应 2 工业制取Cl2的方法是电解饱和食盐水 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 俗称氯碱工业 如图所示是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置 其中各试剂瓶装的试剂为 B 氢硫酸 C 溴化亚铁溶液 D 碘化钾 淀粉溶液 E 混有二氧化硫的氯化钡溶液 F 水 H 紫色石蕊试液 1 A是氯气发生装置 其化学反应方程式是 2 中b瓶内加入的液体最好是 3 用图示的 或 代替 是否可行 简要说明理由 4 实验开始时 先点燃A处酒精灯 打开分液漏斗旋塞和 处活塞 让氯气充满整个装置 再点燃G处酒精灯 回答下列问题 怎样证明氯气已充满了整个装置 下列装置中的现象是C D E F 5 G装置的硬质玻璃管内盛有炭粉 发生氧化还原反应 其产物为二氧化碳和氯化氢 写出G中反应的化学方程式 装置F的作用是 6 在H处 紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色 再变为无色 其原因是 思维解码 如何制备氯气 CO2具有哪些性质 在 中打开活塞气体如何移动 关闭活塞时Cl2怎样移动 的作用是什么 解析 解析 b瓶的作用是贮存多余的Cl2 试剂最好是饱和食盐水 原理同 可代替 中c瓶口密封 不安全 当黄绿色气体充满整个装置时 说明Cl2充满 Cl2有强氧化性 可将Fe2 Br I SO2氧化为Fe3 Br2 I2 S 故C中溶液由浅绿色变为棕黄色 D中溶液变蓝 E中产生白色沉淀BaSO4 F中由于吸收了Cl2变为黄绿色 Cl2与C反应 C 2H2O 2Cl2CO2 4HCl F的作用是提供水蒸气 答案 1 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 2 饱和食盐水 3 可行 不行 与 原理相同 而 中因c瓶口密封 体积不能改变 增大压强会有危险 4 观察 当整个装置内充满黄绿色气体时 说明氯气已充满整个装置 溶液由浅绿色变为棕黄色溶液变蓝生成白色沉淀溶液变为浅黄绿色 5 C 2H2O 2Cl2CO2 4HCl 向G中提供反应所需的水蒸气 6 生成的HCl使紫色石蕊试液变红色 剩余的Cl2又与水作用生成次氯酸 起漂白作用 使红色退去 感悟提升 一套完整的制取气体的实验装置包括四个部分 发生装置 净化装置 收集或性质验证装置 尾气处理装置 在组合装置制取气体时 可按此顺序选择需要的仪器和相应的药品 对有毒气体 可燃性气体必须有尾气处理装置 张明同学用下图所示的方法研究物质的性质 其中气体X的主要成分是氯气 杂质是水蒸气 请回答下列问题 1 该项研究的主要目的是 2 浓硫酸的作用是 与该项研究的目的直接相关的实验现象是 3 从物质性质的方面来看 这样的实验设计还存在安全隐患 其表现是 请在上图的D处添加一个装置以消除安全隐患 解析 1 该项研究的主要目的是证明Cl2本身无漂白性 Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白性 2 浓硫酸的作用是吸收气体X中的水蒸气 与该项研究的目的直接相关的实验现象是B装置内干燥的有色布条不退色 C装置内的有色布条退色 解析 3 这样的实验设计存在的安全隐患 表现在无尾气吸收装置 Cl2会污染环境 利用Cl2易与NaOH溶液发生反应这一原理 可用NaOH溶液吸收多余的Cl2 Cl2 2NaOHNaClO NaCl H2O D装置如右图所示 答案 1 证明Cl2本身无漂白性 Cl2与水反应生成的HClO具有漂白性 2 吸收气体X中的水蒸气B装置内干燥的有色布条不退色 C装置内的有色布条退色 3 无尾气吸收装置如图 1 碘是公认的 智慧元素 儿童缺碘会导致发育迟缓 成人缺碘会引起甲状腺肿大 因此我国强制推行食用加碘盐 下面是四位同学对食用加碘盐的有关认识 其中正确的是 解析 食盐中加的是KIO3 答案 C 解析 2 密码改编 下列有关说法错误的是 A 氯气通入淀粉 碘化钾溶液中 溶液变蓝 氧化性 Cl2 I2 B 久置的氯水最终变为稀盐酸 C 明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒 两者的作用原理不同 D 无色溶液C中加入AgNO3溶液 产生白色沉淀 再加入稀盐酸 沉淀不消失 则无色溶液C中一定含有Cl 胶体利用胶体的吸附性净水 漂白粉利用其强氧化性杀菌消毒 C项正确 再加入稀盐酸又混入了Cl 无法确定原溶液中是否含Cl D项错误 答案 D 解析 Cl2的氧化性强于I2 A项正确 因为Cl2 H2OHCl HClO 2HClO2HCl O2 使平衡右移最终生成盐酸 B项正确 明矾是形成 3 下列除去杂质的方法正确的是 A Cl2中混有少量HCl 通过盛有硝酸银溶液的洗气瓶 B Cl2中混有少量水蒸气 通过足量浓硫酸 收集气体 C Cl2中混有少量HCl 通过碱石灰后收集气体 D HCl中混有少量Cl2 通入氢气光照 解析 Cl2 H2OHCl HClO 所以Cl2能与硝酸银溶液反应 也能与碱石灰反应 所以A C两项均错误 用气体除去气体中的杂质 易混入新的气体杂质 D项错误 答案 B 4 向盛有Cl2的三个集气瓶甲 乙 丙中各加入下列液体中的一种 经振荡 现象如下图所示 则甲 乙 丙中注入的液体分别是 AgNO3溶液 NaOH溶液 水 A B C D 解析 氯气全部与NaOH溶液反应生成无色溶液 所以甲中注入的是NaOH溶液 由Cl2 H2OHCl HClO可知 加入AgNO3溶液生成AgCl沉淀 使平衡右移 最终氯气全部溶于水 所以乙中注入的是AgNO3溶液 氯气部分溶于水呈现浅黄绿色 丙中注入的为水 答案 B 5 氯水的成分比较多 所以氯水的化学性质也比较复杂 高考题常以此为载体考查物质的检验 实验的设计与评价 氧化还原 离子反应 化学平衡等 做这种类型的题时 一定要抓住氯水的成分及性质 联系化学平衡理论解题 1 实验 得出的结论为 2 指出实验 和实验 中的 实验现象 3 实验 中 实验方法 的具体操作过程是 4 实验 的 实验现象 同学们得出两个不同的结论 这两个结论可能是a b 请设计简单的实验证明哪一个是正确的 5 若将实验 中的淀粉碘化钾试纸换为pH试纸 填 能 或 不能 测出氯水的pH 为什么 6 若实验中使用的是久置的氯水 实验方法不变 对上述实验现象无影响 解析 4 要从氯水的