2.2 氯及其化合物 课件 上学期化学人教版必修第一册

第二章海水中的重要元素--钠和氯第二节氯及其化合物掌握氯与金属、非金属的反应2课程学习目标学习氯的物理性质1掌握氯与水的反应3掌握实验室制氯气的方法5掌握氯与碱的反应4学习氯离子的检验方法6导入在自然界中除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中，还存在于陆地的盐湖和盐矿中。氯是一种重要的“成盐物质”海水盐湖盐矿导入导入导入导入氯的单质氯气是一种重要的化工原料。盐酸有机溶剂染料农药药品大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和药品等。思维启迪18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿（主要成分：MnO2）与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体。受当时流行学说的影响，舍勒未能确认这种气体。直到1810年，英国化学家戴维才确认这种气体是一种新元素组成的单质——氯气。瑞典化学家舍勒英国化学家戴维氯气的命名1810年，英国化学家戴维以大量事实为依据，确认黄绿色气体是一种新元素组成的单质，并将这种元素命名为chlorine。这一名称来自希腊文，有“绿色”的意思。中文译名曾为“绿气”，后改为“氯气”。思维启迪①颜色形态：黄绿色气体②气味：刺激性气味③熔点：-101℃④沸点：-34.6℃⑤密度：3.214g/L(0℃)新课讲解氯的物理性质氯气有毒，人吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激，引起咳嗽和胸部疼痛，吸入大量氯气会中毒致死。万一发生氯气泄露，应该顺风逃离还是逆风逃离呢？应该往高处还是低处走呢？思考·讨论逆风逃离，脱离氯气扩散的范围；氯气密度比空气大，所以人应该往高处走。有条件可用手巾蘸取肥皂水捂在嘴鼻处。根据氯的原子结构示意图，试推测氯的化学性质思考·讨论氯气是很活泼的非金属单质，有强氧化性。+17287Cl从氯的原子结构来看，它的原子的最外电子层上有7个电子，在化学反应中很容易得到1个电子，使最外电子层达到8个电子的稳定结构。氯气的化学性质氯气能与大多数金属化合，生成金属氯化物。如钠、铁、铜等都能与氯气在加热条件下发生反应。2Na+Cl2==2NaCl（白烟）2Fe+3Cl2==2FeCl3

（棕褐色烟）Cu+Cl2==2CuCl2

（棕黄色烟）新课讲解注意：氯气与变价金属反应生成高价金属氯化物氯气能与金属反应，那氯气能否和非金属反应？思考·讨论在空气中点燃氢气，然后将导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中，观察现象。可以观察到纯净的H2在Cl2中安静的燃烧，发出苍白色火焰。反应生成的气体是HCl，它在空气中与水蒸气结合，呈现雾状。新课讲解H2+Cl2

==2HCl氯气和氢气反应生成HCl点燃H2与Cl2混合后，点燃或光照会发生爆炸。我们以前学过的燃烧反应都是物质在氧气中燃烧。现在又观察到H2在Cl2中的燃烧。你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？思考·讨论启示1：燃烧不一定要有氧气参与。任何发光、发热的剧烈化学反应，都是燃烧。启示2：Cl2和O2相似，既能和金属反应，也能和非金属反应，是一种活泼的非金属单质。具有强氧化性。目前，很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒，我们偶尔闻到的自来水散发出的刺激性气味就是余氯的气味。为什么可以用氯气来杀菌、消毒呢？思维启迪思考·讨论氯气可以杀菌、消毒，是因为氯气与水反应产生的次氯酸。次氯酸具有强氧化性，因此，次氯酸能杀死水中的病菌，起到消毒的作用。思考·讨论在25℃时，1体积的水可以溶解约2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水。常温下，溶于水中的部分氯气会与水发生反应，生成盐酸和次氯酸。Cl2+H2O==HCl+HClO(次氯酸)Cl2+H2O==H++Cl-+HClO自来水用氯气杀菌消毒后，会有氯气残留，而氯气又有毒，那为什么仍然用氯气对自来水杀菌消毒？思考·讨论氯气是一种有毒气体，但控制氯气的用量，使水中余氯的含量达到国家饮用标准，氯气可以用于自来水的杀菌消毒。使用氯气对自来水消毒时可能产生一些负面影响，因此，人们已经开始使用一些新型自来水消毒剂。思维启迪新的自来水消毒剂使用氯气对自来水消毒时，氯气会与水中的有机物发生反应，生成的有机氯化物可能对人体有害。所以，国家规定了饮用水中余氯含量的标准；而且已经开始使用新的自来水消毒剂，如二氧化氯、臭氧等。(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条，分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。思考·讨论干燥的有色纸条放入干燥的氯气湿润的有色纸条放入干燥的氯气(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条，分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。干燥的有色纸条无明显变化湿润的有色纸条褪色了思考·讨论(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条，分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。干燥的氯气不具有漂白性，不能使有色纸条褪色氯气和水反应生成氯化氢和次氯酸，次氯酸有漂白性，可使有色纸条褪色。Cl2+H2O==HCl+HClO思考·讨论(2)将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片，观察现象。有色鲜花放入干燥氯气的集气瓶鲜花变色了干燥的氯气使有色鲜花变色了。思考·讨论

氯气可以与金属、非金属、水反应，它的化学性质非常活泼。那么氯能不能和碱反应呢？思考·讨论

常温下，将Cl2通入NaOH溶液中，可以得到以NaClO为有效成分的漂白液。你能书写出正确的反应式吗？Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2OCl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O

将Cl2通入冷的石灰乳中，可以制的以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉，试写出反应方程式。2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

如果Cl2与Ca(OH)2反应充分，并使Ca(ClO)2成为主要成分，则可得漂粉精。思考·讨论因为氯气溶解度不大，且次氯酸不稳定，难以保存，使用起来不太方便，效果也不理想，所以人们在氯气与水反应的基础上，制得次氯酸钠、次氯酸钙等具有漂白性的次氯酸盐。漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂。新课讲解次氯酸次氯酸的强氧化性还能使某些染料和有机色素褪色，因此，次氯酸可用作棉、麻和纸张的漂白剂。新课讲解2HClO===2HCl+O2↑光照Ca(ClO)2+CO2+H2O==2HClO+CaCO3↓次氯酸是很弱的酸(比碳酸还弱)，只存在于水溶液中。次氯酸不稳定，在光照下容易分解放出氧气。液氯是氯气加压降温液化后的产物，属于纯净物。和氯气一样都只含有氯气分子。概念辨析氯气、液氯和氯水氯水是氯气溶于水后得到的混合物。其中含有氯化氢、次氯酸、还有没有反应只是溶解的氯气。【化学与职业】水质检验员

水质检验员是指对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验和评定的专业技术人员。水质检验的目的是考察和研究环境质量、水的污染性或水受污染的程度、水质是否适宜使用，以及水处理过程的效率等。自来水厂，污水处理厂，玻璃加工、制药、食品和化工企业等都需要进行水质检验。例如，自来水厂水质检验员的工作就是在自来水出厂前，利用化学分析仪器等对水中的一些物质，如硫酸根离子、氯离子、放射性物质、微生物和有机物等进行检测，并对检测数据进行分析，以确保百姓家中的自来水达到国家《生活饮用水卫生标准》。新课讲解氯水中都含有哪些微粒？请设计实验证明思考·讨论H+

、Cl—、Cl2

、H2O、HClO......现象：浅黄绿色初步结论：含有Cl2实验探究：检验Cl2取一个装满氯水的矿泉水瓶(将瓶盖换成橡皮塞)，先让学生观察氯水的颜色。然后用注射器向此矿泉水瓶中注入一定体积的浓氢氧化钠溶液,振荡，观察现象。思考·讨论现象：注入浓氢氧化钠溶液后，氯水黄绿色褪去，同时矿泉水瓶变瘪。结论：氯水中含有氯气，且氯气与氢氧化钠溶液发生了反应。实验探究，检验H+方案1：取少量氯水于试管中，滴加NaHCO3溶液思考·讨论现象：产生气泡方案2：取少量氯水于试管中，加入一小块锌片现象：产生气泡方案3：取少量氯水于试管中，滴加石蕊溶液现象：溶液先变红，后褪色实验探究：检验次氯酸利用次氯酸的漂白性在氯水中滴加石蕊溶液思考·讨论现象：先变红后褪色先变红，是因为含有H+，后褪色，是因为HClO的强氧化性漂白了石蕊溶液。

往稀氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液，再逐滴滴加氯水，会有什么现象?

溶液会变红，逐滴滴加氯水后，红色褪去。

酚酞为什么褪色？是氯水与碱发生了反应，还是氯水中的HClO起了漂白作用?你能否设计实验证明哪种猜测是对的呢?

向褪色溶液中再滴加NaOH溶液，若红色再现，则是Cl2与碱发生了反应；若红色不再现，则是氯水中含有的HClO起了漂白作用。实验探究：检验Cl-【思考】如何证明氯水中有Cl-？在两支试管中分别加入2~3mL稀盐酸、NaCl溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，观察现象。思考·讨论现象：滴入AgNO3溶液后，两支试管中都有白色沉淀生成。解析：Cl-+Ag+=AgCl↓实验探究：检验Cl-【思考】与Ag+生成白色沉淀的是否只有氯离子？在第三支试管中加入2~3mLNa2CO3溶液，然后滴入几滴AgNO3溶液，观察现象。思考·讨论现象：滴入AgNO3溶液后，第三支试管中有白色沉淀生成。解析：CO32-+2Ag+=Ag2CO3↓实验探究：检验Cl-【思考】如何区分氯化银沉淀和碳酸银沉淀？在上述三支试管中分别加入少量稀硝酸，观察现象。思考·讨论现象：前两支试管中的白色沉淀不溶于稀硝酸；第三支试管中的沉淀溶于稀硝酸。解析：Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2↑+H2O氯离子的检验方法上述实验证明如果溶液中存在CO32-

时，用AgNO3溶液检验Cl-

的实验就会受到干扰。小结因此在用AgNO3溶液检验Cl-

时，一般先在被检测的溶液中滴人适量稀硝酸，使其酸化，以排除CO32-

等的干扰，然后滴入AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl-。新制氯水的成分通过上述实验可知氯水是混合物。结合实际情况，我们可得出新制氯水成分为：分子：离子：小结H2OCl2HClOOH—(微量)H+Cl—ClO－【知识拓展】实际上新制氯水中还有ClO－

，OH—(微量)。所以我们可以用“三分四离”来记忆氯水的成分。至于为何含有ClO－

，OH—(微量)，有兴趣的同学课后可查阅文献进行了解。【讨论】结合次氯酸的性质，你认为氯水放置久了之后，成分会有何变化？思考·讨论

因为次氯酸会分解，所以久置氯水中没有HClO和ClO－

，同时受到光照等因素影响，氯气可能会挥发或继续反应，导致久置氯水中也没有了氯气。因此久置氯水主要成分为H+和Cl—，相当于盐酸。1、下列说法正确的是：A、Cl2有毒，Cl-也有毒B、Cl2和Cl—化学性质一样C、Cl2和Cl—都是黄绿色D、某溶液滴入适量稀硝酸,再滴入AgNO3溶液，有白色沉淀，说明该溶液中含有Cl—D小试牛刀2．下列关于氯水的叙述正确的是（不定项，可能有一个或两个答案）A、新制氯水中只含Cl2和H2O分子B、新制氯水可使紫色石蕊试液先变红，后褪色C、光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D、氯水放置数天后pH值变小BD小试牛刀3.如右图所示，在A处通入未经干燥的氯气。当关闭B阀时，C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后，C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是()。①饱和NaCl溶液

②NaOH溶液③H2O④浓硫酸A、①②B、①③C、②④D、③④C小试牛刀4、在常温下，将Cl2通入NaOH溶液可得到一种漂白液。该漂白液的有效成分是

(填名称)，上述反应的离子方程式为

。(2)检验该漂白液中是否含有Cl-的方法是______________________________________________________，有关反应的离子方程式为_____________________。Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O次氯酸钠Ag++Cl-=AgCl↓向溶液中加稀硝酸酸化后,再加硝酸银溶液，观察是否产生白色沉淀小试牛刀课时148页课时作业(十四)作业布置第二课时氯气的制备请写出制取氯气的化学方程式。怎样制取氯气？新课讲解舍勒发现氯气的方法至今还是实验室中制取氯气的主要方法之一。即利用浓盐酸与二氧化锰反应来制氯气。装置如图2-17所示MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O△MnO2+4H++2Cl-==Mn2++Cl2↑+2H2O△观察图2-17所示装置，其中NaOH溶液的有什么作用?吸收多余的氯气，防止环境污染。思考·讨论【方法导引】（1）是否所有气体制备实验都要进行尾气处理？（2）尾气处理的依据是什么？尾气处理主要针对有毒或对环境有污染的气体。依据是气体本身的性质。思考·讨论(2)回顾初中所学的氧气、二氧化碳等气体的实验室制取方法，将相关内容填入下表。讨论氯气的制备装置和它们一样吗？如果一样，属于哪一种？如果不一样，请类比归纳氯气的制备装置。气体制取原理（方程式）反应物状态反应条件装置图

气体制备原理反应物状态反应条件装置O2CO2CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O2H2O22H2O+O2↑2KClO32KCl+3O2↑2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑加热液+固液+固固+固不加热不加热氯气的实验室制取是固体+液体加热制取气体不属于初中学习的任何一种实验室制取模型一般会选取分液漏斗、圆底烧瓶和酒精灯组装气体发生装置。思考·讨论MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O△【方法导引】如何选择气体的发生装置？依据反应物的状态和条件。氧气用了排水法收集，二氧化碳和氯气都用了向上排空气法收集。(3)根据上述装置图归纳氧气、二氧化碳和氯气是怎样收集的？依据是什么？思考·讨论【方法导引】如何选择收集气体的方法？依据气体的密度、气体在水中的溶解性，以及是否与水反应，选择收集装置。不能。浓盐酸会挥发，并且含有水蒸气。(4)应用图2-17中的装置能否收集到纯净干燥的氯气？如果不能，杂质是什么。思考·讨论请根据以下信息，设计实验方案，制备并收集一瓶纯净干燥的氯气。1.常温常压下，HCl的溶解度为1：5002.常见除杂装置3.常用干燥剂：浓硫酸、碱石灰(CaO+NaOH)思考·讨论取一小片湿润的淀粉碘化钾试纸于集气瓶口，若试纸变蓝，则集气瓶已充满氯气。思考·讨论思考：如何验满？【方法导引】（5）气体的除杂装置选择依据是什么？（6）在设计实验室制取气体的装置时，应考虑哪些方面?思考·讨论依据气体及其所含杂质的性质，选择除杂装置;选择和组装实验室制取气体的装置时，应考虑装置的选取依据和装置的连接顺序。1、在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是____C思考·讨论2、对比上述C装置与教材中氯气收集的装置，有什么区别，哪个更合理。C装置更合理。因为Cl2和NaOH反应后，会导致导管口压强减小，容易产生倒吸。思考·讨论实验室中制取气体装置的设计实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置，根据实际需要，还可增加除杂装置和尾气处理装置等。选择各部分装置时，应注意：依据反应物的状态和反应条件，选择气体的发生装置；依据气体及其所含杂质的性质，选择除杂装置；依据气体的密度、气体在水中的溶解性，以及是否与水反应，选择收集装置；依据气体的性质，选择尾