高中化学PEP教材教学-14第十四讲 富集在海水中的元素——氯

第十四讲第十四讲 富集在海水中的元素富集在海水中的元素 氯氯 教学目标教学目标 1 了解氯气的物理性质 2 认识氯气的氧化性 并从氯的原子结构特点和氯气跟金属 非金属 水 碱的反应 了解氯气是一种化学性质非常活泼的非金属 3 掌握氯离子的检验方法 4 了解氯气置换溴离子 碘离子的反应 5 了解漂白粉的生产原理和漂白原理 知识梳理知识梳理 知识点一 氯气的性质及制备知识点一 氯气的性质及制备 1 原子结构 氯元素位于元素周期表中第三周期第 A 族 氯原子最外电子层上有 7 个电 子在化学反应中很容易得到 1 个电子形成 Cl 化学性质活泼 在自然界 没有游离态的氯 氯只以化合态存在 主要以氯化物和氯酸盐 2 物理性质 氯气是黄绿色气体 有刺激性气味 有毒 密度比空气大 易液化成液氯 能溶于水 体积比 1 2 常见的易液化的气体还有 NH3 SO2 3 化学性质 氯气化学性质非常活泼 很容易得到电子 是强氧化剂 能与金属 非金属 水以及碱反应 1 与金属反应 Na Al Fe Cu 等 2Na Cl2 点燃 2NaCl 现象 产生白烟 Cu Cl2点燃 CuCl2 现象 产生棕黄色的烟 溶于水呈蓝绿色 2Fe 3Cl2点燃 2FeCl3 现象 产生棕褐色的烟 溶于水呈黄色 注 Cl2的氧化性较强 与变价金属反应时 一般生成高价态的金属氯化 物 如氯气与金属铁反应只生成 FeCl3 而不生成 FeCl2 干燥的 Cl2在常温下不与 铁发生反应 因此可以用钢瓶储存干燥的氯气 2 与非金属反应 H2 Cl2点燃或光照 2HCl 氢气在氯气中燃烧现象 安静地燃烧 发出苍白 火焰 瓶口有白雾 混合光照 发生爆炸 2P 3Cl2点燃 2PCl3 PCl3液态 白雾 Cl2不足 2P 5Cl2点燃 2PCl5 PCl5固态 白烟 Cl2充足 注 P 与 Cl2实际反应时 两个反应均发生 产生白色烟雾 3 与水的反应 Cl2 H2O HCl HClO 离子方程式 Cl2 H2O H Cl HClO Cl2既是氧化剂 又是还原剂 4 与碱的反应 与 NaOH 反应 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 与 Ca OH 2溶液反应 2Cl2 2Ca OH 2 Ca ClO 2 CaCl2 2H2O 此反应用来制漂白粉 漂白粉的主要成分为 Ca ClO 2 和 CaCl2 有效成份 为 Ca ClO 2 漂白粉之所以具有漂白性 原因是 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 生成的 HClO 具有漂白性 同样 氯水也具有漂白性 因为氯水含 HClO NaClO 同样具有 漂白性 发生反应 NaClO CO2 H2O NaHCO3 HClO 干燥的氯气不能使红纸褪 色 因为不能生成 HClO 湿的氯气能使红纸褪色 因为氯气发生下列反应 Cl2 H2O HCl HClO 漂白粉久置空气会失效 涉及两个反应 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 漂白粉变质会有 CaCO3存在 外观上会结块 久置空气中的漂白粉加入浓盐酸会有 CO2气体生成 含 HCl 杂质气体 5 与还原性的物质反应 Br I SO2 Fe2 SO32 等 Cl2 2KI 2KCl I2 用湿润的淀粉 KI 试纸检验 Cl2 2FeCl2 Cl2 2FeCl3 溶液由浅绿色变为黄色 Cl2 Na2SO3 H2O Na2SO4 2HCl 除废水中的氯 4 用途 制漂白粉 自来水杀菌消毒 农药和某些有机物的原料等 1 实验室制法 1 原理 用 MnO2和浓盐酸加热反应 MnO2 4HCl 浓 加热 MnCl2 2H2O Cl2 注意 a MnO2与稀盐酸不反应 过量的 MnO2 与含 4mol HCl 的浓盐酸反应最终 得到的氯气不到 1mol b 反应要慢慢加热 以防 HCl 大量挥发 c 反应中若 4mol HCl 参加反应 只有 2mol 被氧化 d 可用 KMnO4 KClO3代替 MnO2作氧化剂 2KMnO4 16HCl 浓 2MnCl2 2KCl 5Cl2 8H2O e 可用浓 H2SO4和 NaCl 晶体代替浓盐酸与 MnO2共热制 Cl2 2NaCl 3H2SO4 浓 MnO2 加热 MnSO4 2NaHSO4 Cl2 2H2O 2 装置 根据反应原理 按气体发生 净化 收集 尾气处理等过程 可用下图中装置制备干 燥 纯净的 Cl2 2 工业制法 1 电解饱和食盐水 氯碱工业 2NaCl 2H2O 电解 2NaOH H2 Cl2 2 电解熔融的氯化钠 2NaCl 熔融 电解 2Na Cl2 典型例题典型例题 1 2015 北师大附月考 10 下列物质中 不能使干燥 有色布条褪色的是 A Cl2 B 氯水 C NaClO 溶液 D Na2O2与水反应后的溶液 答案 A 2 2015 朝阳期末 10 检验氯化氢气体中是否混有氯气 不可 用的方法是 A 用湿润的有色布条 B 用湿润的蓝色石蕊试纸 C 将气体通入硝酸银溶液 D 用湿润的淀粉碘化钾试纸 答案 C 知识点二 卤素的性质知识点二 卤素的性质 卤素包括 氟 F 氯 Cl 溴 Br 碘 I 砹 At 1 卤素的相似性 1 卤族元素在周期表中处于第 A 族 2 最外层电子数均为 7 是典型的非金属元素 3 单质均为双原子分子 4 主要化合价为 1 价 最高正价为 7 价 F 除外 5 均能形成气态氢化物 2 卤素性质的递变性 1 单质的物理性质 单质颜色变深 熔沸点升高 F2Cl2Br2I2 常温下状态气态气态液态固态 颜色淡黄绿色黄绿色深棕红色紫黑色 水中溶解度反应溶解溶解微溶 有机溶剂中的 颜色 黄色橙红色紫红色 熔沸点低 高 2 非金属性和单质氧化性逐渐减弱 3 与 H2化合或与水反应由易到难 4 氢化物稳定性逐渐减弱 5 最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱 6 卤离子还原性逐渐增强 7 前面元素的单质能把后面元素单质置换出来 8 氢化物水溶液酸性依次增强 3 卤素的特性 1 氟 a 无正价和含氧酸 b F2不能把氯 溴 碘从相应卤化物的水溶液中置换出来 F2与 H2O 剧 烈反应生成 HF 和 O2 2F2 2H2O 4HF O2 c F2可与某些稀有气体反应 d HF F2均能腐蚀玻璃 e 在 HX 中唯有 HF 是弱酸 f 在 AgX 中唯有 AgF 易溶于水 g F2在黑暗处就可以与 H2爆炸化合 F 只显负价 无含氧酸 2 溴 a Br2是深红棕色液体 有挥发性 b Br2易溶于有机溶剂 c 贮存少量的溴用水液封 瓶塞不能用橡皮塞 d AgBr 用于照相底片和变色玻璃等 3 碘 a I2易升华可利用该性质来分离提纯碘 b I2遇淀粉显蓝色 可利用该特性来检验 I2的存在或间接检验其它物质 c I2与 Fe 反应时 只生成 FeI2而不生成 FeI3 其他卤素单质与 Fe 反应时 均得到 Fe3 d 碘盐 成分为 KIO3 可防治甲状腺肿大 AgI 用于人工降雨 1 卤离子的检验 AgCl AgBr AgI 都不溶于酸 且颜色逐渐加深 分别为白色 浅黄色 黄 色 可用硝酸酸化的 AgNO3溶液 检验 Cl Br I 的存在 2 卤化银的稳定性 卤化银见光易分解 AgF 除外 如 AgBr 分解用于照相底片 AgI 分解用于 人工降雨 典型例题典型例题 1 2015 北师大附月考 12 在给定温度和压强下影响气体所占体积大小的主要因素 A 分子直径的大小 B 分子间距离的大小 C 分子间引力的大小 D 分子数目的多少 答案 D 2 2015 中关村中学月考 13 由阿伏加德罗常数和一个水分子的质量一个水分 子的体积 V水 不能确定的物理量有 A 1 摩尔水的质量 B 1 摩尔水蒸汽的质量 C 1 摩尔水的体积 D 1 摩尔水蒸汽的体积 答案 D 3 2015 二中期末 4 同温同压下 含有相同分子数的下列气体的质量最大的是 A O2 B CH4 C CO2 D SO2 答案 D 4 2015 北师大附月考 24 质量都为 4 2 g 的 A 气体和 B 气体 在标准状况下 的体积分别为 3 36 L 和 2 94 L 则这两种气体的摩尔质量之比为 A 1 1 B 15 13 C 7 8 D 8 7 答案 C 9 15 巩固练习巩固练习 一 选择题一 选择题 每小题只有每小题只有 1 1 个选项符合题意个选项符合题意 1 下列气体中 既有颜色又有毒性的是 A N2B COC Cl2D CO2 答案答案 C 2 下列化合物不能通过单质直接化合而制得的是 A CuCl2B FeCl2C HClD Na2O2 答案答案 B 3 下列有关氢气与氯气反应的叙述中 不正确的是 A 纯净的氢气在氯气里安静地燃烧 发出苍白色火焰 B 氢气与氯气反应生成的氯化氢气体与空气里的水蒸气结合 呈白雾状 C 氢气与氯气混合后 光照会发生爆炸 D 氢气与氯气的反应是化合反应 不是氧化还原反应 答案答案 D 4 下列有关氯气的叙述中 正确的是 A 氯气可使湿的红布褪色 所以氯气具有漂白性 B 氯气是一种有毒气体 被列为 毒气 之列 C 在通常情况下 氯气可以和任何金属直接化合 D 闻其气味时要小心地将集气瓶放在鼻孔下直接闻 答案答案 B 5 下列说法中 不正确的是 钠 氢气都能在氯气中燃烧且都生成白色烟雾 铜丝在氯气中燃烧 生成蓝绿色的 氯化铜 液氯就是氯气的水溶液 它能使干燥的有色布条褪色 久置的氯水 因氯气 几乎完全挥发掉 剩下的就是水 A 只有 B 和 C 和 D 答案答案 D 6 下列说法不正确的是 A 钠 铁和铜一样都能在氯气中燃烧生成金属氯化物 B 液氯是氯气的水溶液 它能使干燥的有色布条褪色 C 氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物 D 氯水具有杀菌 漂白作用是因氯水中含有强氧化性的次氯酸 答案答案 B 10 15 7 湿润的蓝色石蕊试纸接触氯气后 其颜色变化为 A 变B 变白C 先变红再变白D 不变色 答案答案 C 8 下列氯化物中 既能由金属和氯气直接参与化合制得 又能由金属和盐酸反应制得的 是 A CuCl2B FeCl2C MgCl2D FeCl3 答案答案 C 9 除去 Cl2中少量的 HCl 气体 最好选用的试剂是 A 蒸馏水B 二氧化锰C 饱和食盐水D 氢氧化钠溶液 答案答案 C 10 现有盐酸 氯化钠 氢氧化钠和氯水四种溶液 可用来区别它们的一种试剂是 A AgNO3B 酚酞试液C 紫色石蕊试液D 饱和食盐水 答案答案 C 11 下列物质中同时含有氯分子 Cl2 和氯离子 Cl 的是 A 液氯B 新制氯水C CaCl2溶液D 次氯酸 答案答案 B 12 下列各组离子在溶液中能大量共存的是 A Ba2 Cu2 3 NO 2 4 SO B H Na K 2 3 CO C K Na Cl 2 4 SO D H Cl Ag 3 NO 答案答案 C 13 为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素 选用给出的试剂和操作 其操作顺序正确的是 滴加 AgNO3溶液 加水溶解 过滤 取滤液 与二氧化锰混合加热 加稀 HNO3 与浓盐酸反应 加 NaOH 溶液加热 用淀粉碘化钾 A B C D 答案答案 A A 14 下列物质中不含有氯离子的是 A 氯水B 漂白粉 C 液氯D 盐酸 答案 C 15 某未知液中加入 AgNO3溶液有白色沉淀生成 加入稀硝酸 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 11 15 A Cl 2 4 SOB Cl 3 NO C Cl D Cl OH 2 3 CO 答案 C 16 可以证明次氯酸是弱酸的事实是 A 可与碱反应B 有漂白性 C 见光能分解D 次氯酸钙溶液可与碳酸反应生成次氯 酸 答案 D 17 检验 Cl 时 所用试剂稀 HNO3的作用是 A 防止的干扰B 防止 Cl 的干扰 2 3 CO C 生成 Ag2CO3沉淀D 防止的干扰 3 NO 答案 A 18 为了防止吸入氯气中毒 可以用浸有某种物质水溶液的毛巾捂住鼻子 这种物质可以 是 A NaOHB Na2CO3 C NH3D NaCl 答案 B B 二 填空题二 填空题 1 新制备的氯水呈黄绿色 说明氯水中有 Cl2分子存在 向氯水中滴入几滴 AgNO3溶液 立即有白色沉淀生成 说明氯水中有 Cl 存在 紫色石蕊试液遇到氯水后 首先变红 但很快又褪色 这是因为氯水呈酸性 所以先变红 但是氯水中的 HClO 有漂白性 强 氧化性 所以褪色 2 漂白液的有效成分是 NaClO 工业上用 Cl2和 NaOH 反应制取漂白液 其反应方程式 为 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 工业上之所以把氯气加工成漂白液再用于 漂白 是因为 HClO 不稳定 次氯酸盐比较稳定 易于运输和保存 漂白液久置 在空气中容易变质 用有关的反应方程式表示其原因 1 2NaClO CO2 H2O Na2CO3 2HClO 2 2HClO2HCl O2 3 3 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 A AgNO3溶液B NaOH 溶液C 水 12 15 B A C 4 甲 乙 丙 丁分别是盐酸 碳酸钠 氯化钙 硝酸银 4 种溶液中的一种 将它们两两混合后 观察到的现象如 右表所示 其中丁与乙混合产生的是无色气体 请回答 下面的问题 1 写出丁与乙反应的离子方程式 2H H2O CO2 2 3 CO 2 这 4 种溶液分别是 用化学式表示其溶质 甲 CaCl2 乙 Na2CO3 丙 AgNO3 丁 HCl 5 对宇航员从天外某星球外层空间取回的气体样品进行如下实验 将气体样品溶于水 发现其主要成分气体 A 易溶于水 将 A 的浓溶液与 MnO2共热生成一种黄绿色气体单质 B B 通入 NaOH 溶液中生成 两种钠盐 A 的稀溶液与锌粒反应生成气体 C C 与 B 组成的混合气体经光照发生爆炸 生成 气体 A 实验测得反应前后气体体积不变 据此回答下列问题 1 写出 A B C 的化学式 A HCl B Cl2 C H2 2 写出 A 的浓溶液与 MnO2共热的化学方程式 MnO2 4HCl 浓 加热 MnCl2 Cl2 2H2O 3 写出 B 通入 NaOH 溶液的离子方程式 Cl2 2OH Cl ClO H2O 拓展提升拓展提升 一 选择题一 选择题 每小题只有每小题只有 1 1 个选项符合题意个选项符合题意 1 实验室制取氧气的试管壁上沾附有 MnO2 除去沾附的 MnO2可用的试剂是 A 蒸馏水B 氢氧化钾溶液C 稀盐酸D 热的浓盐酸 答案 D 2 浓盐酸和 Ca ClO 2能发生如下反应 Ca ClO 2 4HCl 浓 CaCl2 2Cl2 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 田乙丙丁 田 乙 丙 丁 13 15 CO2 HCl H2O O2 A B C D 答案 A 3 实验室制备氯气 尾气用 NaOH 溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是 A 氯气不与石灰水反应 B 氢氧化钙微溶于水 所以澄清石灰水中氢氧化钙的含量少 吸收的氯气少 C 氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙难溶于水 D 澄清石灰水能吸收空气中的二氧化碳而变浑浊 答案 B 4 饮用水的消毒剂有多种 其中杀菌消毒能力强且不会影响水质的理想消毒剂是 A 液氯B 漂白粉 C 臭氧D 明矾 答案 C C 5 自来水可以用氯气消毒 某学生用这种自来水去配制下列物质的溶液 不会产生明显 的药品变质问题的是 A AgNO3B FeCl2 C Na2SD AlCl3 答案 D 6 曾用做麻醉剂的氯仿 CHCl3 常因保存不慎而被空气氧化 产生有毒的光气 COCl2 反应为 2CHCl3 O2 2HCl 2COCl2 氯仿和光气均难溶于水 为防止事故 使用前 可用于检验氯仿是否变质的试剂是 A NaOH 溶液 B 酚酞溶液 C 干燥的蓝色石蕊试纸 D 硝酸酸化的 AgNO3溶液 答案 D 7 溴化碘 IBr 的化学性质跟卤素单质相似 它跟水反应的化学方程式为 IBr H2O HBr HIO 下列有关的叙述中 不正确的是 A IBr 是双原子分子 B 在很多反应中