第二章《开发海水中的卤素资源》第三节氯气

第二章开发海水中的卤素资源物理性质颜色状态气味密度熔沸点溶解度看闻测如何掌握一、氯气(Cl2)收集氯气的方法：用向上排空气法、排饱和食盐水法不能用排水集气法黄绿色气体有刺激性气味有毒密度比空气大能溶于水(常温常压1∶2)Cl2(g)Cl2(l)Cl2(s)－34.6℃－101℃易液化：(一)氯气的物理性质Cl222易断裂易得电子分子结构不稳定原子结构不稳定化学性质活泼,氧化性强结构决定性质ClCl-(二)氯气的化学性质1.与金属反应2Na+Cl22NaCl点燃剧烈燃烧，发出黄光，生成白色固体剧烈燃烧，产生棕黄色的烟剧烈燃烧，火星四射，产生大量红棕色的烟2Fe+3Cl22FeCl3注意：不生成FeCl2氯化铜溶于水后，溶液呈蓝绿色。浓溶液绿色，稀溶液蓝色Cu+Cl2CuCl2点燃2.下列物质不能直接由单质化合制得的是（）思考1.如何制得FeCl2？用铁和稀盐酸反应制得。A：NaClB：FeCl2C：FeCl3C：CuCl2BH2+Cl22HCl(二)氯气的化学性质2.与非金属反应点燃安静地燃烧，发出苍白色的火焰，瓶口有白雾，有刺激性气味气体生成H2和O2混合点燃会发生爆炸，H2和Cl2混合点燃会发生爆炸吗？会！可燃性气体在点燃或加热前必须验纯！注意思考H2+Cl22HCl光照爆炸，瓶口有白雾金属钠和铜，非金属氢气都可以在氯气中燃烧，这三个反应有何相同的现象？想一想燃烧是否一定要有氧气的参与？什么叫燃烧？可燃物与空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应叫燃烧。问题讨论2P+3Cl22PCl3（液）点燃一般生成PCl3和PCl5的混和物，形成白烟形成白雾白色烟雾若P过量，则主要生成PCl3，若Cl2过量，主要生成PCl5Cl2+PCl3PCl5（固）结论燃烧不一定需要氧气参加，许多氧化剂（如：O2、Cl2、F2、CO2等）都能支持某些物质的燃烧。任何发光发热的剧烈的化学反应都叫做燃烧。2HClO2HCl＋O2↑(二)氯气的化学性质3、与水反应次氯酸的性质：光照3、强氧化性1、弱酸性2、不稳定易分解e弱电解质酸性比碳酸还弱可用于自来水的杀菌、消毒，可用做漂白剂。Cl2+H2OHCl+HClO氯水（混合物）分类新制氯水久置氯水成分分子：离子：分子：离子：Cl2、H2O、HClOH2OH+、Cl－新制氯水与久置氯水的区别H+、Cl-、ClO-OH-(少量)(二)氯气的化学性质4、与碱反应2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O漂白粉和漂粉精制备：2Ca(OH)2+2Cl2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O氯气+碱氯化物+次氯酸盐+水(三)氯气的制法1、原理：MnO2+4HCl(浓)→MnCl2+Cl2↑+2H2O2、装置发生装置：固+液加热型收集装置尾气吸收装置：NaOH溶液吸收向上排气法排饱和食盐水法实验室制氯气干燥装置制气装置除杂装置收集装置尾气处理装置干燥装置制气装置除杂装置收集装置尾气处理装置实验室里也常用下列方法制取氯气KClO3+6HCl(浓)→KCl+3Cl2↑+3H2O2KMnO4+16HCl(浓)→2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O注意：上述反应中均使用浓盐酸，用稀盐酸不能制得氯气。工业制氯气常用电解饱和食盐水的方法2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑通电通常的检验方法是：用湿润的淀粉碘化钾试纸置于集气瓶口视其是否变蓝色怎样检验氯气？原理：Cl2+2KI→I2+2KCl单质碘遇到淀粉变蓝制气→除杂→干燥→收集→尾气处理添加一个盛有品红试液的集气瓶，观察氯气通过后是否褪色二、次氯酸和漂粉精次氯酸(HClO)是一种不稳定的弱酸，容易分解放出氧气。当氯水受到日光照射时，次氯酸的分解速率加快。2HClO2HCl＋O2↑光照氯气和消石灰反应生成的是混合物其成分含有：Ca(ClO)2、CaCl2、H2O、Ca(OH)2、Cl2其中有效成分是：Ca(ClO)2日常Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO工业Ca(ClO)2+2HCl==CaCl2+2HClO漂白原理：(原理：强酸制取弱酸）第二章开发海水中的卤素资源氯化氢是一种无色、有刺激性气味的气体，密度约为相同条件下空气的1.26倍，极易溶于水，0℃时1体积水大约能溶解500体积的氯化氢。氯化氢气体挥发在空气中能与空气中少量的水蒸气作用形成白雾。一、氯化氢(HCl)(一)氯化氢的物理性质喷泉实验喷泉实验1.为什么烧杯中的溶液会喷入烧瓶？答:外界压强比烧瓶内的压强大，所以把烧杯中的溶液压入了烧瓶。2.为什么烧瓶内与外界会产生很大的压强差，烧瓶中的HCl呢？答:几乎全部HCl都溶于了挤入烧瓶中的几滴水中。使烧瓶内的压强迅速减少。3.从该实验可以得出HCl的溶解度如何？答:HCl气体极易溶于水。喷泉实验的条件1.气体在液体中溶解度较大2.容器内外产生较大压强差氯化氢的热稳定性良好，即使在1000℃也只微量分解。氯化氢不能使干燥的蓝色石蕊试纸变红，与活泼金属也难反应。(二)氯化氢的化学性质实验室中制取氯化氢可用固体氯化钠跟浓硫酸反应，在微热时有反应：(三)氯化氢的制法加热到500℃以上又有反应：强热2NaCl+H2SO4(浓)→Na2SO4+2HCl↑高沸点酸制取低沸点酸NaCl+H2SO4(浓)→NaHSO4+HCl↑微热(三)氯化氢的制法=234工业上常用氯气在氢气中燃烧的方法来制取氯化氢气体，氯气在氢气中燃烧时，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气充分反应。在生产上，往往采取使用一种过量的原料而使有害的或价格较昂贵的原料充分反应。氯化氢的水溶液叫氢氯酸,俗称盐酸二、盐酸浓盐酸稀盐酸工业盐酸颜色状态气味挥发性浓度密度浓盐酸是无色，有刺激性气味和酸味的液体，具有挥发性，有腐蚀性。无色无色黄色液体液体液体刺激性空气中形成白雾36%-37%1.19克/毫升(一)盐酸的物理性质1、盐酸与指示剂的反应盐酸能使紫色石蕊试液变成红色盐酸不能使无色酚酞试液变色(二)盐酸的化学性质指示剂及其显色紫色石蕊试液酸性中性碱性红色无色紫色蓝色无色红色无色酚酞试液2、盐酸与金属的反应盐酸+活泼金属==盐+氢气2HCl+Zn→ZnCl2+H2↑2HCl+Mg→2HCl+Fe→MgCl2+H2↑FeCl2+H2↑Fe2O3+HClFeCl3+H2O3、盐酸与金属氧化物的反应生锈的铁钉与盐酸反应现象铁锈溶解，一段时间后，铁钉表面产生气泡。反应方程式263盐酸与氧化铜反应现象氧化铜溶解，溶液变成蓝色反应方程式CuO+2HCl=CuCl2+H2O盐酸+金属氧化物→盐+水盐酸与氧化铁反应4、盐酸与碱的反应实验：（1）将盐酸滴在已经遇氢氧化钠变红的酚酞试液中现象：红色变成无色反应方程式：实验：（2）不溶于水的氢氧化铜与盐酸反应现象：固体溶解，溶液变成蓝色反应方程式：盐酸+碱→盐+水NaOH+HCl=NaCl+H2OCu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O5、盐酸和硝酸银等某些盐的反应现象：生成白色沉淀反应方程式：结论：可用硝酸银（加入稀硝酸）检验盐酸或电离产生氯离子的物质。HCl+AgNO3=AgCl+HNO31.浓盐酸长期露置在空气中，其质量会，浓度会，这是因为浓盐酸具有性。减小降低挥发问题2.写出下列反应对应的离子方程式：A.CaO+2HCl=CaCl2+H2OB.H2SO4+Mg(OH)2=MgSO4+2H2OC.NaCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3D.CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2OCaO+2H+=Ca2++H2O2H++Mg(OH)2=Mg2++2H2OCl-+Ag+=AgCl↓CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O第二章开发海水中的卤素资源图一：盐田图二：扫盐图三：将盐装入簸箕图四：成堆的粗盐图五：待售的粗盐为什么要用结晶的方法而不干脆把海水晒干呢？结晶完的海水叫卤水,卤水中还含有什么成份呢？海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量海水密度(g/mL)CaSO4NaClMgCl2MgSO4NaBr1.130.561.200.911.210.053.260.0040.0081.220.0159.650.010.041.260.012.640.020.020.041.311.400.540.030.06元素浓度(mg/L)元素浓度(mg/L)元素浓度(mg/L)锂Li0.17钴Co0.0005碘I0.06硼B4.6镍Ni0.002铯Cs0.0005钠Na10770溴Br67钡Ba0.03镁Mg1290铷Rb0.12金Au0.000004硫S885锶Sr8汞Hg0.00003氯Cl19350钼Mo0.01铀U0.003钾K380银Ag0.00004钙Ca400镉Cd0.00011海水中主要元素的含量查看课本25页中资料库“海水中主要元素的含量，回答问题：海水中的盐类都以离子形式存在，其中除水以外含量最多的元素依次是：Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br看课本24页中表2.1，得出结论：从海水中提取食盐，必须控制海水的密度为:1.21g/mL—1.26g/mL粗盐中除氯化钠外，还含有其他一些盐类和难溶性物质，必须经过粗盐提纯大部分食盐用于化工生产，中国现代化工之母——氯碱工业粗盐中含有一些杂质，远不能达到电解要求，必须制备化工用的纯食盐粗盐中的成分：Na+Cl-Mg2+SO42-Ca2+Mg(OH)2BaSO4CaCO3NaOHBaCl2Na2CO3H2ONa+Cl-H+OH-为确保杂质除净，所加试剂必须过量，过量的Ba2+可以用CO32-除去，最后用盐酸(HCl)调节pH值，除CO32-。用盐酸之前先过滤。加试剂的顺序：加BaCl2必须在Na2CO3之前,加盐酸要放在最后加入试剂2()加入试剂1()Mg2+SO42-Ca2+}剩余杂质}剩余杂质稍过量BaCl2Mg2+Ca2+Ba2+稍过量NaOHCa2+Ba2+OH-}除杂要求:不引入新杂质;为保证杂质除尽,所加试剂需稍过量,新引入杂质需在后面加入试剂中除去。粗盐提纯稍过量Na2CO3加入试剂3()剩余杂质}OH-CO32-加入试剂4()适量HCl调整溶液的pH=7过滤除去沉淀加入试剂3()稍过量NaOHSO42-Ca2+OH-稍过量BaCl2剩余杂质Ca2+OH-Ba2+}稍过量Na2CO3剩余杂质}OH-CO32-加入试剂4()适量HCl调整溶液的pH=7过滤除去沉淀除杂要求:不引入新杂质;为保证杂质除尽,所加试剂需稍过量,新引入杂质需在后面加入试剂中除去。粗盐提纯加入试剂1()加入试剂2()Mg2+SO42-Ca2+}剩余杂质}电解饱和食盐水反应原理阴极：阳极：总反应：2H2O+2NaCl=H2↑+Cl2↑+2NaOH电解阴极产物:H2和NaOH(无色酚酞变红)阳极产物:Cl2(湿润的淀粉KI试纸变蓝)阴极(铁):与电源的负极相连阳极(炭):与电源的正极相连阴极产物:H2和NaOH(无色酚酞变红)阳极产物:Cl2(淀粉KI变蓝)此反应也是工业制取氯气的反应方程式反应方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2通电电解饱和食盐水第二章开发海水中的卤素资源一、卤素单质的物理性质卤素在自然界都以化合态存在，它们的单质可由人工制得。下表中列出了卤族元素单质的主要物理性质。从表中可以看出，卤素的物理性质有较大差别。在常温下，氟、氯是气体，溴是液体，碘是固体。它们的颜色由淡黄绿色到紫黑色，逐渐变深。氟、氯、溴、碘在常压下的沸点和熔点也依次逐渐升高。溴是深红棕色的液体，很容易挥发，在水中溶解度不大，比水重。应密闭保存。如果把溴存放在试剂瓶里，需要在瓶中加一些水，以减少挥发(水封法)。溴的物理性质溴的用途：工业：制造燃料的抗爆剂AgBr可做胶卷的感光材料农业：含溴杀虫剂医药：NaBr，KI用做镇静剂碘是紫黑色的固体碘被加热时，不经熔化就直接变成紫色蒸气，这种固态物质不经液态而直接变成气态的现象，叫做升华。碘蒸气遇冷，重新凝聚