第七讲 氯气 高一化学

1、新王牌小班 高一化学暑期讲义 第七讲 氯气课前预习1、 氯气是_色，有_气味，有毒的气体，用_法收集。2、 氯气微溶于水，氯水呈_色,成分有_，氯水中起漂白作用的物质是_。3、 氯气与铁反应的化学方程式为_，反应的现象为_ _。4、 点燃氢气与氯气的混合气体，化学方程式为_，现象为_。5、 实验室制备氯气的化学方程式为_，吸收尾气氯气的化学方程式为_。学习内容氯元素的性质是卤素性质的代表。氯气及其化合物的用途非常广泛，工业上通过电解饱和食盐水得到氯气，自来水常用氯气消毒。氯气可用于制备聚氯乙烯、塑料、盐酸、漂白精、农药以及制造氯仿等有机溶剂等多种含氯产品。一、氯气性质的研究1、氯气的物理性质氯

2、气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，微溶于水，常温下1体积水约能溶解2体积氯气，标准状况下氯气的密度是3.214g/L，比空气重。氯气容易液化，常压下冷却到-34.6（或在常温下加压到6101.3kPa），变成黄色油状的液态氯，继续冷却到-101，液态氯则变成固态氯。氯气有毒，对人体有强烈的刺激性，吸入少量氯气会刺激鼻腔和喉粘膜，引起胸痛和咳嗽；吸入较多量氯气会中毒致死。第一次世界大战期间，德军曾向英法联军释放氯气，造成对方伤亡达2万多人之多。但氯气也可以用来消毒，例如在自来水生产中通入氯气以杀死各种细菌。因此，我们要认识和了解氯气的性质，避免氯气对人类产生危害，让它更好地为人类服务。2、氯气

3、的化学性质课堂思考：通过氯原子的结构示意图，试推断氯气的化学性质。氯原子的最外电子层上有7个电子，容易获得1个电子达到最外层8电子的稳定结构形成氯离子。因此，氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，能与多种金属和非金属直接化合，还能与水、碱等化合物起反应。（1）氯气跟金属的反应实验活动2-6取绿豆粒大的一块钠，吸干表面的煤油，放在铺有细砂的玻璃燃烧匙里加热点燃，立即伸入盛有氯气的集气瓶中（图2-2-1），观察现象。可看到活泼金属钠在氯气中剧烈燃烧，发出黄光，产生白烟，放出大量的热。Na + Cl22NaCl 实验活动2-7把光洁的细铁丝绕成螺旋状，一端系在一根粗铁丝上，另一端

4、系上一端火柴梗，点燃火柴梗，立即把细铁丝伸入氯气的集气瓶里（图2-2-2），观察现象。较活泼的金属铁在氯气中燃烧，火星四射，产生大量的棕褐色的烟，这是氯化铁小颗粒。2Fe +3Cl2 2FeCl3实验活动2-8把一束光亮的细铜丝灼热后立即插入盛有氯气的集气瓶里（图2-2-3），观察现象。然后把少量水注入集气瓶里，盖上玻片，振荡，观察溶液的颜色。较不活泼的金属铜在氯气中也能剧烈燃烧，集气瓶里充满棕黄色的烟（氯化铜的微小晶体）。Cu + Cl2 CuCl2氯化铜溶于水后，溶液呈蓝绿色。当溶液的浓度不同时，溶液的颜色有所不同。当CuCl2溶液浓度较大时，溶液呈绿色，当CuCl2溶液浓度较小时，溶液呈

5、蓝色。大多数金属在点燃或灼热的条件下，都能与氯气发生反应生成氯化物。但是，在通常状况下，干燥的氯气不能与铁起反应，因此，可以用钢瓶储存液氯。（2）氯气与非金属的反应实验活动2-9把新收集的一塑料瓶氯气和一塑料瓶氢气口对口地放置，上下颠倒几次，使氯气和氢气充分混合。抽去瓶口间的玻璃片，取一瓶混合气体，用塑料片盖好，在距离约10cm处点燃镁条，观察实验现象（图2-2-4）。可以看到，塑料片向上弹起。这是因为当镁条燃烧所产生的强光照射到混合气体时，瓶中的氢气和氯气迅速化合生成氯化氢气体，放出大量的热，而发生爆炸。H2+Cl22HCl实验活动2-10如图2-2-5所示，在空气中点燃氢气，然后把导管伸入

6、盛有氯气的集气瓶里，观察氢气在氯气中燃烧的现象。发现纯净的氢气可以在氯气中安静燃烧，发出苍白色的火焰。且反应生成的氯化氢气体与空气里水蒸气结合，在瓶口形成雾状。H2+Cl22HCl氯气还能跟红磷、硫等其他非金属直接化合。例如淡然的红磷能在氯气中燃烧，产生白色的烟雾。2P+3Cl22PCl3(无色小液滴)2P+5Cl22PCl5(固体小颗粒)（3）氯气跟水的反应氯气能溶解于水，并与水发生反应，氯气的水溶液叫做氯水。实验活动2-11取一瓶新制的氯水小心嗅闻气味，观察其颜色。可看到氯水呈黄绿色并有刺激性气味。氯水中因溶有氯气分子而呈黄绿色，部分氯气与水反应，生成盐酸和次氯酸（HClO）。Cl2 +

7、H2OHCl+HClO氯气跟水反应生成盐酸和次氯酸，而一部分盐酸和次氯酸又同时反应生成氯气和水。这种在同一条件下、同时向正、逆两个方向进行的化学反应叫做可逆反应。新制的氯水含有Cl2、H2O、HClO分子及Cl-、H+、ClO-、OH-离子等微粒。实验活动2-12取干燥的和湿润的有色布条个一条，分别放入两个集气瓶中，然后通入氯气，观察发生的现象（图2-2-6）。可以清楚地看到，氯气可以使湿润的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色。若在一块色布上滴上一滴盐酸，可观察到布条不褪色。实验证明，盐酸本身无漂白作用，能使色布褪色发生漂白的是次氯酸。次氯酸是一种不稳定的弱酸，容易分解放出氧气。当氯水收到

8、日光照射时，次氯酸的分解速率加快（图2-2-8）。由于次氯酸的分解，因此久置的氯水在成分上则称为盐酸溶液，无氯水所具有的性质，而酸性增强。次氯酸是一种很强的氧化剂，具有很强的杀菌消毒能力，能杀死水里的病菌，所以自来水常用液氯（1m3水里约通入2g氯气）来杀菌消毒。次氯酸的强氧化性还能使有些染料和有机色素褪色，可用作棉、麻和纸张等物品的漂白剂。但次氯酸不稳定，难以保存，而次氯酸盐比次氯酸要稳定，容易存放，容易运输，故工业上将其制成盐漂粉精来使用。3、氯气跟碱的反应氯气是有毒气体，实验室中常用氢氧化钠溶液来吸收氯气的尾气，反应生成氯化钠和次氯酸钠（NaClO）。Cl2 +2NaOHNaCl+NaC

9、lO+H2O 次氯酸钠也具有较强的氧化性，工业织物的漂白通常用次氯酸钠。生活上常用的84消毒液其主要成分就是次氯酸钠，工业上就是通过这个反应来制备漂白液。漂粉精（也称漂白粉、漂白精）是次氯酸钙、少量氯化钙和氢氧化钙等的混合物，其中有效成分是次氯酸钙。次氯酸钙在酸性溶液中可以生成具有强氧化性的次氯酸，起到漂白、杀菌作用。Ca(ClO)2+2HCl(稀)CaCl2+2HClO在潮湿的空气里，次氯酸钙和过量的二氧化碳和水蒸气反应也会生成次氯酸。Ca(ClO)2+2CO2+2H2OCa(HCO3)2+2HClO通常漂粉精要密封保存。从这一反应中还可以看出次氯酸的酸性比碳酸还要弱。漂粉精主要用于游泳池水

10、和饮用水的消毒、防止工业冷却水中菌藻的滋生、食品工业的环境消毒以及用作家庭、学校、医院及公共场所的清洁卫生剂。4、氯气的实验室制法MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2+2H2O图2-2-7为实验室氯气的发生、干燥、收集及尾气处理过程的装置。浓盐酸具有挥发性，因此产生出来的氯气中含有氯化氢和水蒸气，通过饱和食盐水既可吸收氯化氢（因为氯化氢极易溶于水），同时还可以抑制氯气在水中的溶解；浓硫酸用于干燥氯气，氢氧化钠吸收尾气氯气。实验室里也常用下列反应来制取氯气： 2KMnO4+16HCl2KCl+5Cl2+2MnCl2+8H2O(快速制氯气)KClO3+6HClKCl+3Cl2+3H2O(快速

11、制氯气)注意，上述反应中均使用浓盐酸，用稀盐酸不能制取氯气。工业制氯气常用电解饱和食盐水的方法得到。 【知识梳理】1、通过金属在氯气中的燃烧、氢气在氯气中的燃烧，你对燃烧概念有何新的理解？2、请归纳出氯气的物理性质；氯气有毒，为什么却用来消毒杀菌？3、氯水和液氯有何不同？新制氯水与久置氯水在成分上有何区别？请写出有关反应的化学方程式。4、请写出氯气与几种典型金属反应的化学方程式。氯气与金属铜或铁反应时，这两种金属的价态如何？5、请写出氯气与氢气反应的化学方程式；为什么氯气和氢气的混合气体光照或点燃时会发生爆炸，而将点燃的氢气通入氯气中却可安静的燃烧？6、请写出实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯

12、气的化学反应方程式，并描述其除杂、干燥及尾气吸收的过程。7、请写出制取漂粉精和制取次氯酸钠的化学反应方程式。利用它们的什么性质，可以杀菌消毒？8、久置的漂粉精会失效，请写出有关反应的化学方程式。【视野拓展】氯气的发现世界最大的快乐是什么？“世间最大的快乐莫过于发现世人从未见过的新物质。”这是瑞典化学家舍勒在1773年制得新的气体氯气之后的深切体会。舍勒是一个自学成才的化学家，15岁时就去一家药房当学徒，在药房里，他最喜欢的是药房里的书库和实验室。舍勒在实验室里就像小孩迷醉于大自然的美丽景色一样，他几乎在实验室里度过了一生。1773年的一天，他在研究软锰矿（MnO2）时，将这种矿石与盐酸混合放在

13、曲颈瓶中，并将曲颈瓶放置在沙浴上加热，瓶颈处冒出气泡很快充满了一种黄绿色的气体。这气体具有刺激性臭味，吸入后使肺部极为难受，令人窒息；它还具有漂白作用，这就是我们现在所认识的氯气。舍勒虽然制得了氯气，并确定了它的性质，并没有从本质上认识它究竟是什么？直到1810年11月英国皇家学会才根据戴维的论文正式命名这种气体是氯气，氯寓意“绿色”。自来水的消毒生活饮用水不应含有致病微生物，主要是指细菌性病源微生物和病毒性病原微生物。常见的有传染性肝炎病毒、小儿麻痹症病毒、脑膜炎病毒等。消毒并不是把所有微生物都杀死，只要把治病微生物消灭掉。消毒方法包括物理方法（如加热、紫外线和超声波）和化学方法（如加氯、臭

14、氧、二氧化氯等）两种。我国自来水的处理最常用的是氯消毒法。氯消毒的加氯量（液氯）在1.02.5g/m3之间。主要是通过氯与水反应生成次氯酸，次氯酸能在细菌内部起氧化作用，破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。加氯量低于和超过规定的量都是有害的。紫外线消毒的原理是波长在200295nm的紫外线具有杀菌能力，而波长为260nm的紫外线杀菌能力最强。臭氧是空气中的氧通过高压放电产生的。臭氧不稳定，溶液分解：产生的O具有强氧化性，对病毒、芽孢等具有强大的杀伤力。气体钢瓶及其识别气体钢瓶是工业上储存和运输气体的一种高压容器。钢瓶内气体处于高压状态，因此装有气体的钢瓶在运输和使用时应远离热源，并避免阳光暴晒，以防

15、止气体受热时，压强超过钢瓶所允许的限度而引起爆炸。同时还应防止钢瓶的碰撞冲击和不同气体钢瓶的混用，常用气体钢瓶的国家标准规定见表2-2-1。表2-2-1气体外表颜色字样字样颜色工作压力（kPa）钢瓶内气体状态O2天蓝氧黑14710压缩气体Cl2草绿氯白1961液态H2深绿氢红14710压缩气体石油液化气灰液化石油气红1569液态N2黑氮黄14710压缩气体CO2黑二氧化碳黄12258液态基础训练1、下列物质中，氯元素的化合价最高的是（ ）A、Ca(ClO)2 B、KClO3 C、HClO4 D、HCl2、关于Cl-和Cl2的性质，下列说法中正确的是（ ）A、Cl-无毒，Cl2有毒 B、都能与钠

16、反应 C、都呈黄绿色 D、都有刺激性气味3、把氯气不断通入石蕊试液中，出现的现象是（ ）A、溶液变红 B、溶液变蓝 C、溶液先变红后褪色 D、溶液先变蓝后褪色4、2005年，京沪高速公路淮安段上行线处，一辆液氯的槽罐车与一辆货车相撞，导致槽罐车液氯泄漏，造成部分人员伤亡。作为救援消防干警，在现场处理方法和过程较合理的是（ ）及时转移疏散人群，同时向有关部门如实报告事故情况被转移人群戴上用NaOH浸湿过的口罩用高压水枪向空中喷洒含碱性物质的水溶液将人群尽量转移到地势高且氯气不易扩散到的地方将人群转移到地势较低的地方即可，不必走太远适时清理现场，检查水源和食物等时否被污染常温下氯气能溶于水，所以只

17、要想空气中喷洒水就可以解毒A、 B、 C、 D、5、为防止储存液氯的钢瓶被腐蚀，钢瓶在装氯之前必须（ ）A、除去铁锈 B、放入铁粉 C、清洗干净 D、彻底干燥6、下列物质中，露置在空气中不易变质的是（ ）A、NaOH B、NaCl C、漂白精 D、石灰水7、工业上为制漂白粉，根据你的分析，应将氯气通入（ ）A、干燥的Ca(OH)2粉末中 B、澄清的饱和石灰水中 C、悬浮有CaCO3的水中 D、石灰乳中8、下列关于氯气的描述中，正确的是（ ）A、Cl2以液态形式存在时可称作氯水或液氯B、红热的铜丝在氯气中燃烧，生成蓝色固体CuCl2C、有氯气参加的化学反应不一定在溶液中进行D、氯气可以使湿润的红

18、色布条褪色，所以氯气具有漂白性9、下列溶液中，能使红色花瓣快速褪色的是（ ）A、稀盐酸 B、新制氯水 C、氯化钙稀溶液 D、生理盐水10、下列物质中，不能使有色布条褪色的是（ ）A、NaClO溶液 B、Ca(ClO)2溶液 C、新制氯水 D、CaCl2溶液11通常情况下，氯气是 色、有 气味、具有 性的气体。为了防止污染环境，在做完实验后，多余的氯气应用 溶液吸收，其化学方程式为 _ 。12. 漂粉精是用氯气与_反应来制取的，制取反应的化学方程式为：_，漂粉精的有效成分为_。漂粉精露置空气中失效的原因是(用化学方程式表示)_。13.实验室用二氧化锰和浓盐酸制氯气时，除氯气外，往往还含有_等气体

19、杂质。为检验纯氯气性质，可先通过_以除去其中的 _，再通过盛有_的洗气瓶以除去_，而得到纯氯气。多余的氯气应用_溶液吸收，其化学方程式为_。14.新制备的氯水显_色，说明氯水有_ 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_ 存在。蓝色石蕊试纸遇到氯水后，先变红，后又很快褪色，这是因为_ 。氯水经光照后，黄绿色逐渐消失，并生成无色气体，该反应的化学方程式为_ 。15.图2-2-9为实验室制取纯净、干燥的Cl2，并进行检验Cl2性质实验的装置其中E瓶中放有干燥红色布条；F中为铜网，F右端出气管口附近放有脱脂棉 试回答：（1）A中所放试剂为_，B中所放试剂为_，二者反应的化学方程式为_；（2）C中试剂为_；D中试剂的作用为_；（3）E中现象是_；F中现象是_ ，其反应的化学方程式为_；F管中脱脂棉的作用是_；（4）H中试剂为_，反应的化学方程式为_； （5）整套装置中有两处用酒精灯加热，两处酒精灯点燃的先后顺序是_。提高训练16两种金属组成的混合物20g与氯气反应，消耗氯气0.5mol,则混合金属的组成不可能为（ ）。A.钠与铝 B.钙与锌 C.铁与锌 D.钠与铜17.自来水可以用氯气消毒。某学生用这种自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质的是（ ）。A.NaOH B.FeCl2 C.NaHCO3 D.FeCl318.某