第二课时:氯及其化合物1.氯元素概述(1)元素周期表的位置:第三周期第VIIA族(2)原子结构示意图:(3)主要化合价:-1价,0价,+1价,+3价,+5价,+7价(4)自然界存在形式:自然界中无单质形式,以化合物形式存在,主要以NaCl 的形式存在于海水中。
【随堂练习】1、氯气在自然界中既可以以化合态存在,也可以以游离态存在( )2、海水中含量最多的离子是( )A.钠离子B.氯离子C.钙离子D.镁离子2.氯气的相关性质2.1 氯气的物理性质黄绿色有强烈的刺激性气味的有毒气体,熔沸点较低,易液化,能溶于水(1:2),密度比空气大(3.17g·L-1)2.2 氯气的化学性质(1)与金属单质反应:Cl2具有很强的氧化性,金属活动性顺序表里处理Au、Pt之外的金属都可以反应,与变价金属反应时会将金属氧化成高价态。
①与金属钠在点燃的条件下反应:黄色火焰,有白烟生成(NaCl固体小颗粒)②与金属铁在点燃的条件下反应:棕红色火焰,常温下干燥的液氯不与铁反应,可用钢瓶储存运输液氯③与金属铜在点燃的条件下反应:棕黄色火焰(2)与非金属单质反应,如与H2在点燃的条件下反应:苍白色火焰,有白雾(HCl 气体与空气中的水蒸气形成HCl小液滴而呈雾状)。
光照时反应剧烈,会发生爆炸。
(3)与水反应(4)与碱反应与强碱反应的离子方程式:反应实质是先与H2O反应生成酸再与碱反应与NaOH溶液反应:制取漂白液、84消毒液,吸收Cl2尾气的原理与Ca(OH)2反应:制取漂白粉的原理(5)与还原性物质反应(如Fe2+、I-、Br-、SO2、SO32-、HSO3-、H2S、HS-、S2-等)(6)与某些有机物反应(不讲)2.3 氯气的用途制漂白粉,消毒,制HCl,制农药。
【随堂练习】1、与Cl2有关的定量离子方程式的书写(1)Cl2与Na2CO3的反应Cl2与Na2CO3按1:1的物料比反应:Cl2与Na2CO3按2:1的物料比反应:【总结】酸性比较:盐酸>H2CO3>HClO>HCO3-。
(2)Cl2与FeBr2的反应Cl2与FeBr2按1:1的物料比反应:Cl2与FeBr2按1:3的物料比反应:Cl2与FeBr2按3:2的物料比反应:【总结】还原性:F2+>Br-。
2、判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1))Cl2+H2O===HCl+HClO的反应是水作还原剂的氧化还原反应。
()(2)Cl2通入NaOH溶液:Cl2+OH-===Cl-+ClO-+H2O。
()(3)向FeBr2溶液中通入足量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。
()(4))Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性。
()(5)Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂。
()(6)氯气具有酸性,可与烧碱或石灰乳反应制备含氯消毒剂。
()(7)Cl2有氧化性所以Cl2能使湿润的红色布条褪色。
()(8)用下图装置除去除去Cl2中的HCl气体。
()3、将Cl2通入自来水中杀菌消毒,主要是利用了Cl2和H2O生成的HClO的( )A.氧化性B.酸性C.稳定性D.还原性4、下列有关氯气的叙述正确的是( )A.钠和磷都可以在氯气中燃烧,都产生白色烟雾B.红热的铁丝、铜丝都可以在氯气中燃烧,生成棕黄色的烟C.纯净的氢气可以在氯气中安全燃烧,发出苍白色火焰D.氯气可用于漂白,这是氯气具有漂白作用5、可以用于除去氯气中水蒸气的干燥剂是( )A.碱石灰B.浓硫酸C.无水氯化钙D.固体烧碱3.次氯酸和次氯酸盐3.1 次氯酸的化学性质(1)弱酸性酸性强弱:H2CO3>HClO>HCO3-故次氯酸盐能与CO2、H2O反应生成次氯酸:(2)不稳定性:光照条件下,HClO会发生分解:(3)强氧化性:可氧化Fe2+、I-、SO2、SO32-、HSO3-、H2S、HS-、S2-、Cl-3.2 次氯酸盐(NaClO、Ca(ClO)2)(1)漂白粉:主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2。
①漂白粉的制取:用Ca(OH)2与Cl2反应反应的化学方程式:与澄清石灰水反应的离子方程式:工业制取用石灰乳,不可以拆:②漂白粉的漂白原理:工业漂白:生活漂白:③漂白粉失效的原理(最终成分为CaCl2)Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应:HClO在光照条件下分解成HCl和O2:HCl与CaCO3反应最终生成CaCl2:④保存方法:密封保存(2)漂白液、84消毒液的有效成分是NaClO制取方程式:3.3 ClO-的强氧化性不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、SO2-3不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。
如漂白粉遇到亚硫酸盐:Ca2++ClO-+SO2-3===CaSO4↓+Cl-。
说明:NO-3不同于ClO-,在酸性条件下NO-3具有强氧化性,与Fe2+、I-、S2-、SO2-3不能大量共存,而在碱性条件下,NO-3与I-、S2-、SO2-3能大量共存。
【总结】漂白粉、漂白液消毒的原理都是酸性条件下生成具有漂白作用的HClO。
【随堂练习】1、判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)84消毒液的有效成分是NaClO。
()(2)依据较强酸可以制取较弱的酸的规律可知次氯酸溶液无法制取盐酸。
()(3)漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张。
()(4)漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。
()(5)次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌。
()(6)石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂又是还原剂。
()2、为预防一种新型流感,同学们每天用“84”消毒液(NaClO溶液)消毒,下列说法正确的是()A.NaClO溶液的消毒原理是使蛋白质变性B.1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移2 mol电子C.NaClO溶液的漂白原理与Na2O2、SO2相同D.“84”消毒液与“洁厕灵”(盐酸)共同使用,可达到既清洁又消毒的双重效果3、在淀粉_碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入少量的稀硫酸,溶液立即变蓝,在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液,蓝色逐渐消失。
下列判断不正确的是()A.氧化性:ClO->I2>SO2-3B.漂白粉溶液可使淀粉_碘化钾试纸变蓝C.向氯水中加入亚硫酸钠溶液,氯水褪色D.次氯酸钠可以与亚硫酸钠共存4.氯水4.1 氯水的成分(1)氯水的形成以及物理性质:氯水是Cl2溶于水得到的溶液,颜色呈黄绿色,具有刺激性气味。
(2)Cl2的溶解特点:Cl2溶于水,少量溶解,少量电离,溶质主要是Cl2(3)氯水中存在的平衡Cl 2+H2O Cl-+H++HClO HClO H++ClO-H2O H++OH-(4)氯水的主要成分:三分子:Cl2、H2O、HClO 四离子:Cl-、ClO-、OH-、H+4.2 氯水的化学性质(1)Cl2的氧化性例如:SO2+Cl2+H2O===2HCl+H2SO4 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(2)HClO的氧化性和漂白性在解释漂白性杀菌消毒时体现的是HClO的强氧化性。
向氯水中滴加紫色石蕊试液,先变红(H+作用的结果),后褪色(HClO的漂白作用)。
(3)HCl的强酸性(4)向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生,利用了HCl的强酸性。
(5)Cl-的性质加入AgNO3溶液有白色沉淀产生,可以检验出氯水中有Cl-。
4.3 氯水的变质及保存光照条件下,HClO会发生分解:2HClO===2HCl+O2↑,最终成为稀盐酸因此氯水通常现配现用,如需储存备用,应存放在棕色瓶中,并置于阴暗处。
【随堂练习】1、氯气、氯水、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物( )2、检验一瓶氯水是否已经完全变质,可以采用的试剂是()A.硝酸银溶液B.酚酞试剂C.碳酸钠溶液D.紫色石蕊试剂3、在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2。
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-。
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+。
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO。
4、下列物质中,不能使干燥有色布条褪色的是()A.干燥Cl2B.氯水C.NaClO溶液D.Na2O2与水反应后的溶液5、用自来水养金鱼时,通常需要将自来水晒一段时间,再注入鱼缸,原因是A.提高水温B.增加水中的含氧量C.除去水中少量的次氯酸D.用紫外线杀死水中的细菌6、化学与生活是紧密相联的,下列说法中正确的是()A.氯气可用作消毒剂和漂白剂,是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强还原性B.地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒,主要是利用漂白粉溶液的碱性C.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂D.能用同一原理解释ClO-与Fe2+、H+均不能大量共存附表:3Cl2+H2O Cl-+H++HClO HClO H++ClO-H2O H++OH-NH3+H2O NH3·H2O NH3·H2O NH4++OH-H2O H++OH-三分子:Cl、H O、HClO 三分子:NH、H O、NH·H O5.氯气的实验室制法5.1实验原理(1)实验室通常用MnO2与浓盐酸加热条件下反应,反应的方程式为:MnO2+4HCl(浓)==△==MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应,使用以上物质时,反应不需要加热,如:2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2OK2Cr2O7+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O5.2实验装置:自左到右依次为:①制取装置②除杂装置③干燥装置④收集装置⑤尾气吸收装置5.3氯气的检验以及验满方法:(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。
(3)实验室制取Cl2时,常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。
【注意】①必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
②为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热的温度不宜过高,以减少HCl的挥发。