第二节 富集在海水中的元素——氯

.,.,长芦盐场是我国海盐产量最大的盐场，主要分布于河北省和天津市的渤海沿岸，其中以塘沽盐场规模最大，年产盐119万吨。,以NaCl为主要成分的食盐，至今仍是人类惟一必须的食用盐。,.,第四章非金属及其化合物,第二节富集在海水中的元素氯,氯元素是最重要的成盐元素，在自然界中以化合物形式存在。主要以NaCl的形式存在于海水中。,.,1915年4月22日，在第一次世界大战的比利时伊珀尔战场。趁着顺风，德军一声令下开启了大约6000只预先埋伏的压缩钢瓶。刹那间在68千米宽的正面形成2米高的黄绿色气体幕墙滚滚向前推进，对手毫无防范，致使5千多人死亡，一万五千多人中毒致伤。一位战地记者进行了如此描述：“他们已经死亡，两手伸展着好像要挥去上方的死神。尸体遍野，他们极度痛苦的肺在喘息，满嘴都是黄色液体。”这就是战争史上的第一次化学战，从此，化学战作为最邪恶的战争被写入了人类战争的史册。这种气体就是我们研究的氯气。,历史事件：,.,反对战争，维护世界和平！,.,瑞典化学家舍勒,启示：科学家要有一种献身的精神。,启示：真理的发现需要经过漫长，曲折的道路。,启示：科学研究时，不能凭主观的想象，更不能迷信一些所谓的权威。,1774年舍勒发现氯气，但他受当时流行的错误学说燃素说的影响，未能确认氯气的“庐山真面目”；直到1810年英国化学家戴维以大量的实验事实为依据确认其为一种新元素，并将这种元素命名为Chlorine,有“绿色”的意思。我国早年将其译成“绿气”，后改为氯气。,阅读：P82科学史话,氯气的发现和确认,思考与交流,.,舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。已知：软锰矿（MnO2）与浓盐酸(HCl)反应产生黄绿色气体Cl2。你能根据已学过的氧化还原反应和相关的知识完成这个反应吗？,思考、交流、探究：,MnO2+HCl（浓）Cl2？,浓盐酸既表现还原性，又表现酸性。,.,氯气是一种重要的化工原料，广泛用于制造各种含氯化合物、造纸、印染及自来水消毒等工业。为便于大量贮存、运输，氯气通常是以液态、高压充装在钢瓶、槽罐等容器中,若操作不当，则极有可能导致大量氯气泄漏。2004年4月15日重庆天原化工总厂的氯气发生泄漏，15万名群众被疏散,事故一度使举国震惊，谈“氯”色变。,.,贮存液氯的钢瓶发生了泄漏，旁边的工人首先看到一股浓浓的黄绿色气体逸出，接着闻到一股刺激性味，然后被毒倒了。,消防官兵得到信息后，迅速将中毒人员转移至地势较高处等待救护车，同时将周围的群众往高处疏散。,.,然后在周围50米处筑起了“水墙”以降低空气中氯气的浓度。,并将液氯钢瓶扔进了投放了大量烧碱的水坑内。,氯气的泄漏,.,一、氯气的物理性质,1、氯气是黄绿色有刺激性气味的有毒气体.,2、可溶于水，常温常压下，1体积水可溶解2体积氯气（氯水呈黄绿色）。易液化，在低温和加压的条件下可以转变为液态（称为液氯)和固态。,3、密度比空气大,思考与讨论1：氯气的物理性质包含那些方面？,思考与讨论2：怎样闻气体的气味？,.,1）密度比空气大，（向上排空气法）2）排饱和食盐水法（氯气能溶于水，但在饱和食盐水中的溶解度较小，而且饱和食盐水可以除去Cl2中的HCl杂质。）,思考与讨论：实验室制取氯气时应采用什么方法收集？,.,氯气的危害：氯气对眼、呼吸道粘膜有刺激作用，可引起急性中毒和肺损伤；氯气可损害人全身器官和系统。严重时可使人窒息死亡。所以使用氯气时一定要注意安全。,大气中氯气的浓度不得超过0.1mg/m3，生产车间不超过mg/m3居民区不超过0.03mg/m3。,.,闻氯气的方法是：招气入鼻用手轻轻的在瓶口煽动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔。,.,1、氯的原子结构,常见化合价：-1，+1，+3，+5，+7,二、氯气的化学性质,思考与讨论4：写出氯原子结构简图，并据此推测氯气可能具有的化学性质?,易得电子具有强氧化性氯单质是强氧化剂,.,氯气的化学性质极为活泼，表现出较强的氧化性，可以与许多物质发生反应。具体表现在：,.,2、氯气与金属单质的反应,实验金属钠在氯气中燃烧现象：金属钠在氯气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，产生大量白色的烟；,（1）氯气与钠反应,.,（2）氯气与铜的反应,红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，使集气瓶里充满棕色的烟，水溶液呈蓝色。,红热的铜丝可以在氯气里燃烧生成氯化铜。,用坩埚钳夹住一束铜丝，灼热后立即放入充满氯气的集气瓶里，观察发生的现象。然后把适量水注入集气瓶里，用玻璃片盖住瓶口，振荡。观察溶液的颜色。,.,在通常情况下，干燥氯气不与铁反应，所以可用钢瓶盛装和运输液氯。,实验铁丝在氯气中燃烧现象：红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕色的烟；溶于水后溶液呈黄色。,（3）氯气与铁反应,.,小结,氯气与变价金属反应时，生成高价的金属氯化物，如：CuCl2、FeCl3。,氯气在加热的条件下,可以与金属活动性顺序表中除铂和金以外的金属反应。,思考与讨论5；铜元素和铁元素的化合价分别有，分析铜、铁分别与氯气反应的产物你能得出什么结论？,.,3、氯气与非金属单质反应,氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，放出大量的热，瓶口有白雾出现。,氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢易溶于水，结合空气中的水蒸气形成盐酸小液滴而成白雾。,氢气氯气混合点燃甚至光照时就会发生爆炸。,.,思考与讨论6：通过氢气在氯气中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？,燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。,燃烧的本质是氧化还原反应，所有发光发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。,燃烧：任何发光发热的剧烈化学反应。,.,烟：固体小颗粒分散在气体中形成的分散系。雾：小液滴分散在气体中形成的分散系。,思考与讨论7：烟和雾有什么区别？,其他非金属如硅、磷、硫等在一定条件下也能与氯气发生反应。,点燃,.,问题:氯气溶于水的过程，只是简单的溶解吗?若不是，你认为发生了什么反应？,.,石蕊试液,变红很快褪色,AgNO3溶液（HNO3）,白色沉淀,品红溶液,加Na2CO3溶液,有气泡生成,溶液褪色,HClO,Cl2,FeCl2溶液,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,溶液变棕黄色,Cl-,H2O+Cl2=HCl+HClO,氯气与水反应的离子方程式:Cl2+H2O=H+Cl-+HClO,.,信息：次氯酸是一元弱酸，其酸性比碳酸还弱，具有很强氧化性，能杀死水里的病菌，具有杀菌消毒作用，且能使某些染料和有机色素褪色，可用作棉、纸张等的漂白剂，次氯酸不稳定，且见光分解放出氧气。,.,分子:H2O、HClO（起漂白作用的物质）、Cl2（氯水的主要成分）,离子:H+、Cl-、ClO-,思考与讨论10：新制氯水中含有哪些什么微粒？,HClOH+ClO-HCI=H+Cl-,H2O+Cl2=HCl+HClO,.,由于次氯酸光照易分解：,思考与讨论11：新制氯水与久置的氯水相比成分相同吗？液氯与氯水是否相同？,故久置氯水相当于稀盐酸，氯水要现用现制，保存在棕色试剂瓶中。,新制氯水以氧化性和漂白性为主，久置氯水以酸性为,主，基本没有漂白性。,.,学与问,任何事物都有两面性，化学技术和化学品也不例外。氯气是有毒气体，但它可以用于自来水消毒，而且是重要的化工原料。正确使用化学物质基础和化学技术至关重要。近来也有研究表明，使用氯气给自来水消毒时，会产生有致癌作用的物质如三氯甲烷，在一些发达国家已经使用更好的替代品如二氧化氯、臭氧等。科学发展具有局限性，科学和技术是在实践和探索中不断发展进步的。所以，我们应该认真学好知识，正确运用，让自然资源更好地为人类服务。,氯气是一种有毒气体，但在工农业生产和日常生活中却有着广泛的应用,从中你得到什么启示？,.,有效成分:NaClO,(4)与碱的反应,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?,2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O,漂白液,次氯酸盐比次氯酸稳定，容易保存,.,关于漂白粉、漂粉精（既是漂白剂又是消毒剂)：,成分：,有效成分：,CaCl2和Ca(ClO)2的混合物,Ca(ClO)2,漂白原理：,漂白条件：酸性条件,保存条件：密闭保存,.,漂白液、漂白粉、漂粉精有什么不同？,漂白液是次氯酸钠的水溶液，漂白粉是氯化钙与次氯酸钙的混合物，漂粉精与漂白粉的成份一样，只不过是有效成份次氯酸钙的含量更高一些而已。,次氯酸钠、次氯酸钙、氯气这些物质是否具有漂白性？真正起漂白作用的物质是什么？次氯酸钠、次氯酸钙要起漂白作用，必须怎样处理？,次氯酸钠的固体、次氯酸钙的固体、氯气都不具有漂白性，真正起漂白作用的物质是次氯酸。次氯酸钠和次氯酸钙要起漂白作用，必须要想办法将它们转化为次氯酸。转化成次氯酸的方法，可以直接放到水中溶解，配制成水溶液，它们都可以与水及CO2发生反应，生成次氯酸。或者加强酸稀盐酸，将其转化成次氯酸。,.,6、氯气与盐溶液的反应（表现氯气的强氧化性）,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,三、氯气的用途,杀菌、消毒,重要的化工原料：制漂白粉、农药、氯仿等,.,思考与讨论15：向某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，则可确定该溶液中含有氯离子，这种说法对吗？,五、Cl-的检验,白色沉淀,沉淀不溶,白色沉淀,沉淀不溶,白色沉淀,沉淀溶解产生气泡,白色浑浊,不溶,无明显现象,无明显现象,Ag+Cl-=AgCl,Ag+Cl-=AgCl,Ag+Cl-=AgCl,2Ag+CO32-=Ag2CO3,Ag2CO3+2H+=2Ag+CO2+H2O,一般先在溶液中滴加稀硝酸酸化，排除其他离子的干扰，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则溶液中含有Cl-。,2、方法和结论：,1、试剂：AgNO3溶液、稀硝酸,氯离子的检验,.,仪器组装顺序：自下而上、从左到右,收集装置：,尾气处理装置：,发生装置：,固、液加热,向上排气法（或排饱和食盐水法）,碱液（NaOH)吸收,思考与讨论14：跟据舍勒制氯气原理，写出实验室制取氯气的化学方程式。并指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。（用哪种方法收集氯气）,四、氯气的实验室制法,根据反应原理选择反应装置,净化装置：,分液漏斗、圆底烧瓶,洗气瓶：HCl(饱和食盐水)、H2O（浓硫酸）,能否用澄清石灰水代替NaOH？为什么？,如何检验氯气已收集满？多余氯气能否直接排放到空气中？应如何处理？,MnO2,浓HCl,饱和食盐水(除HCl),浓硫酸(除H2O),注意导气管的进出方式（长进短出）为什么？,.,不能用石灰水代替氢氧化钠吸收尾气，因为石灰水中Ca(OH)2量少，吸收不完全。,.,1、下列关于氯水的说法中正确的是：A、新制氯水中只含有Cl2和H2O分子B、新制氯水能杀菌消毒是因为Cl2有毒，能毒杀细菌C、光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D、氯水放置数天后酸性增强2、下列物质能使红墨水褪色的是A、活性炭B、二氧化碳C、NaCl溶液D、酸化的NaClO溶液,课堂练习：,D,AD,.,3、氯气能使湿润的蓝色石蕊试纸A、褪色B、变成红色C、先褪色后变红D、先变红后褪色4、下列物质既能由两种单质化合而生成，又能由单质与盐酸反应而生成的是：A、FeCl2B、CuCl2C、AlCl3D、FeCl35、当有大量Cl2逸出在周围空间时，可以用含有一定浓度某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子，该物质最好是A、NaOHB、NaClC、KBrD、Na2CO3,C,D,D,.,向上排空法收集气体：收集密度比空气大的气体（如O2、CO2、SO2等）时，气体由长导管通入，空气由短导管排出（以下简称长进短出）。向下排空法收集气体：收集密度比空气小的气体