學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 1.了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物的主 要性質(zhì)及應(yīng)用。 2.了解實(shí)驗(yàn)室制取 Cl2的原理和實(shí)驗(yàn)裝置。 3.掌握 Cl 的檢驗(yàn)方法。 一、活潑的黃綠色氣體 氯氣 (Cl2) 1氯的原子結(jié)構(gòu)及存在 (1)原子結(jié)構(gòu) 原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ，氯原子容易得到一 個(gè)電子而形成 Cl ，表現(xiàn)為典型的 性。 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 非金屬 氯在自然界中以 態(tài)存在，主要 以 的形式存在。 化合 NaCl 2氯氣的發(fā)現(xiàn) 1774 年瑞典化學(xué)家舍勒發(fā)現(xiàn)了氯氣 ， 反 應(yīng)的化學(xué)方程式為 ： M n O 2 4HC l ( 濃 ) = = M n C l 2 Cl 2 2H 2 O 。 3物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 毒性 溶解性 黃綠色 氣體 刺激性 氣味 有毒 1體積水溶解 2 體積氯氣 4.化學(xué)性質(zhì) Cl2的化學(xué)性質(zhì)很活潑，具有很強(qiáng)的 性。 (1)主要反應(yīng) 氧化 蒼白色 (2)氯水 Cl2的水溶液 氯水的性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 有色布條不 褪色 干燥的 Cl2 漂白作用 有色布條褪 色 氯水有漂白作用，起 漂白作用的是 無 HClO 次氯酸的性質(zhì) 弱 殺菌、消毒 (3)漂白劑的制取 漂白液：反應(yīng)的化學(xué)方程式為： Cl2 2NaOH=NaCl NaClO H2O，有效成 分是 。 漂白粉：反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2Cl2 2Ca(OH)2=CaCl2 Ca(ClO)2 2H2O， 主要成分是 ，有效成分 是 。 NaClO CaCl2、 Ca(ClO)2 Ca(ClO)2 (1)漂白粉和木炭都能使紅墨水褪色，其原理 相同嗎？ (2)漂白粉露置于空氣中會(huì)變質(zhì)，發(fā)生的主要 反應(yīng)有哪些？ 思考 【 思考 提示 】 (1)不同。漂白粉中 的 Ca(ClO)2在酸性溶液中具有強(qiáng)氧化性，使 有色物質(zhì)被氧化而褪色，而木炭則具有強(qiáng) 的吸附性，可吸附色素而使紅墨水褪色。 ( 2 ) C a ( C lO ) 2 CO 2 H 2 O = = C a C O 3 2 H C lO , 2 H C lO = = 光照 2 H C l O 2 。 二、氯離子 (Cl )的檢驗(yàn) 1方法：先加 ，再加稀 。 2現(xiàn)象：產(chǎn)生 ，加稀 HNO3，沉淀 。 3原理： Ag Cl =AgCl。 4加稀硝酸的目的：排除 等離子的干 擾。 AgNO3溶液 HNO3 白色沉淀 不溶解 CO32 1氯水和液氯的區(qū)別 課堂互動(dòng)講練 要點(diǎn)一 氯水和液氯 液氯 新制氯水 久置氯水 成分 Cl2 Cl2、 HClO、 H2O、 H 、 Cl 、 ClO 、 OH H 、 Cl 、 H2O OH 分類 純凈物 混合物 混合物 顏色 黃綠色 淺黃綠色 無色 性質(zhì) 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性 2.新制氯水的性質(zhì) 在不同的反應(yīng)中，氯水起作用的成分不同，列表如下： 所加試劑 參與反應(yīng)的 微粒 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 離子方程式或解釋 AgNO3溶 液 Cl 白色沉淀 Cl Ag =AgCl Na2CO3固 體 H 有氣泡產(chǎn)生 2H CO32 =CO2 H2O 有色布條 HClO 布條顏色褪去 發(fā)生氧化還原反應(yīng) FeCl2溶液 Cl2 溶液變棕黃色 2Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl 石蕊溶液 HClO、 H 先變紅后褪色 酸性和漂白性 鎂粉 Cl2、 H 氯水的顏色褪 去并有氣泡產(chǎn) 生 Mg Cl2=Mg2 2Cl Mg 2H =Mg2 H2 氯水久置，會(huì)因 HClO的分解導(dǎo)致其中的 Cl2全部與 H2O反應(yīng)， HClO完全分解生成鹽酸和 O2，使溶液酸性增強(qiáng)，失去強(qiáng)氧化性而變質(zhì)。 特別提醒 用滴管把新制的氯水逐滴加到含有酚酞的 氫氧化鈉溶液中，當(dāng)加到最后一滴時(shí)，溶液的 紅色突然消失。對(duì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因有兩種 推測： 是氯水中的次氯酸的漂白性使它由紅 色變成無色； 是氯水的酸性 (H )使它由紅色 變成無色。假設(shè)其中一種是正確的。 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)以上的 推測作出判斷。 (1)要使用的實(shí)驗(yàn)用品： _ _ _ _ _； 例 1 (2)要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作： _ _ _ _ _； (3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論： _ _ _ _ _。 【 解析 】 酚酞滴入堿液中呈紅色，若 的推測 正確，說明有色物質(zhì)被次氯酸氧化，即酚酞已經(jīng)變質(zhì)， 向其中加入 NaOH溶液，溶液呈堿性，溶液不再變紅 色；若 的推測正確，向溶液中再加入 NaOH溶液， 溶液會(huì)呈紅色。 【 答案 】 (1)NaOH溶液、 pH試紙、玻璃棒 (2)向已褪色的溶液中滴加 NaOH溶液至呈堿性 (3)滴加 NaOH溶液后若溶液恢復(fù)紅色說明推測 正確，若溶液仍為無色說明推測 正確 1下列關(guān)于氯水的敘述，正確的是 ( ) A新制氯水中只含有 Cl2和 H2O分子 B新制氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色 C光照氯水有氣泡逸出，該氣體是 Cl2 D氯水放置數(shù)天后，酸性增強(qiáng) 變式訓(xùn)練 解析 ： 選 BD。 在新制的氯水中溶有大量 Cl2分子，其中小部分 Cl2與水發(fā)生反應(yīng)生成鹽 酸和次氯酸， HCl完全電離成 H 和 Cl ， HClO 部分電離產(chǎn)生 H 、 ClO 。所以氯水中含有 H2O、 Cl2、 HClO分子和 H 、 Cl 、 ClO 、 OH 離子。 HClO有強(qiáng)氧化性、漂白性，見光 易分解放出 O2。氯水放置數(shù)天后 HClO分解接 近完全，轉(zhuǎn)化為鹽酸，酸性增強(qiáng)。 1反應(yīng)原理 要點(diǎn)二 Cl2的實(shí)驗(yàn)室制取 M n O 2 4H C l( 濃 ) = = M n C l 2 Cl 2 2H 2 O 主要儀器：鐵架臺(tái)、酒精燈、圓底燒瓶、 分液漏斗、集氣瓶、燒杯等。 Cl2的制備、凈 化裝置如圖所示： 2 儀器裝置： 固 液 氣 說明 ： C裝置的作用是除去 Cl2中的 HCl， D裝置的作用是干燥 Cl2。 F裝置的作用是吸收 多余的 Cl2。 3收集方法 (1)向上排空氣法 (Cl2密度大于空氣 )。 (2)排飽和食鹽水法 (Cl2在飽和 NaCl溶液 中的溶解度很小，且用此法可除去實(shí)驗(yàn)過程中 揮發(fā)產(chǎn)生的 HCl氣體 )。 4尾氣處理 Cl2有毒，易污染空氣，需用 NaOH溶液 吸收。 氣體的制備裝置一般包括反應(yīng)裝置、除雜裝 置、收集裝置、尾氣處理裝置等。反應(yīng)裝置的選 擇要依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件。收集方法 的選擇應(yīng)考慮氣體密度、溶解性及在空氣中的穩(wěn) 定性。是否處理尾氣，要取決于該氣體是否有毒。 一個(gè)裝置的選擇實(shí)際上與氣體的性質(zhì)密切相關(guān)。 特別提醒 回答下列問題： (1)裝置中的大試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 為 _ _ _ _。 例 2 某研究小組為制備消毒液 ( 主要成分 N aC lO) 設(shè)計(jì)了如圖裝置 。 并查閱到下列資料 ， “ 在加熱 情況下鹵素和堿液發(fā)生如下反應(yīng) ： 3X 2 6OH = = 70 5X XO 3 3H 2 O ” 。 (2)裝置中能否省去盛飽和 NaCl溶液的洗 氣瓶？ _，理由是 _ _ _。 (3)裝置中能否省去盛濃硫酸的洗氣瓶？ _ _， 理由是 _ _ _。 (4)裝置中能否省去盛冰水的燒杯？ _，理由是 _。 【 思路點(diǎn)撥 】 解答本題要注意以下兩點(diǎn)： (1)分析實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置判斷各 種藥品的作用。 (2)結(jié)合題中信息確定可能發(fā)生的副反應(yīng)。 【解析】 本題具有較強(qiáng)的綜合性，裝置產(chǎn) 生的 Cl 2 在冰水冷卻下和 N aOH 發(fā)生反應(yīng)制得消 毒液。運(yùn)用該裝置必須通過飽和 N aC l 溶液除去 HCl ，否則將生成 N aC l，降低 N aC lO 的純度； 但干燥裝置可以省略，因?yàn)樯倭克魵獠粫?huì)影響 反應(yīng)；冷卻裝置不可省略，因?yàn)轭}給信息：氯氣 和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，引起副反應(yīng)： 3C l 2 6 OH = = 70 5C l C lO 3 3H 2 O 。 【 答案 】 (1)Cl2 2OH =Cl ClO H2O (2)否 氯氣中混有的 HCl氣體進(jìn)入大試管 中也會(huì)和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，降低了 NaClO的 產(chǎn)量和純度 (3)能 少量水蒸氣進(jìn)入試管中不影響反應(yīng) (4)否 氯氣和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng) 時(shí)溫度升高，可能引起副反應(yīng)，生成 NaClO3 如制取 NaClO3，需加熱至 70 ，而且要求溫 度較穩(wěn)定，怎樣才能實(shí)現(xiàn)？ 【 提示 】 向燒杯內(nèi)加入 70 的水，用溫度計(jì) 測量溫度，用酒精燈進(jìn)行間斷性的水浴加熱。 互動(dòng)探究 2在下圖所示的裝置中， A是 Cl2發(fā)生裝置， C、 D為氣體的凈化裝置， C中裝有飽和食鹽水， D中裝有 濃硫酸， E是硬質(zhì)玻璃管 (其中裝有細(xì)鐵絲網(wǎng) )， F為干 燥的廣口瓶，燒杯 G為尾氣吸收裝置。 變式訓(xùn)練 (1)A、 B、 G中各裝有什么藥品： A_， B_， G_。 (2)分析 A中生成的 Cl2中可能含有哪些雜質(zhì) 氣體？ _ _。 (3)為什么 A中生成的氣體一定要經(jīng)過 C、 D 兩個(gè)裝置？ _ _ _。 (4)反應(yīng)時(shí) E中的現(xiàn)象為 _， 生成的物質(zhì)是 _(填化學(xué)式 )。 (5)寫出 G和 E中反應(yīng)的化學(xué)方程式： _ _ _ _ _。 解析 ：本題主要考查的是實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)熟 練地掌握實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)及注意事項(xiàng)。 由圖可知，整套裝置包括 Cl2的發(fā)生、凈化、 與 Fe粉的反應(yīng)、收集和尾氣吸收等幾部分。由 于濃鹽酸易揮發(fā)，故生成的 Cl2中必含有 HCl和 水蒸氣等雜質(zhì)，若不除去這些雜質(zhì)，則會(huì)影響 Cl2與 Fe在高溫下的反應(yīng)，使生成物不純。另外， FeCl3遇水極易水解變質(zhì)，這一點(diǎn)將在以后學(xué)到。 答案 ： (1)MnO2 濃鹽酸 NaOH溶液 (2)HCl和水蒸氣 (3)除去 HCl和水蒸氣，否則 會(huì)影響 Cl2與 Fe在高溫下的反應(yīng)，使生成物不純 (4)有棕黃色煙 FeCl3 ( 5 ) C l 2 2 N a O H = = N a C l N a C lO H 2 O , 2 F e 3 C l 2 = = 點(diǎn)燃 2 F e C l 3