氯及其化合物(教学设计)-2017届高三化学一轮复习

第四章非金属及其化合物〖课题〗第二课时氯及其化合物〖复习目标〗（1）掌握氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。（2）了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。（3）掌握Cl2的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。（4）卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。〖教学重点〗氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用、Cl2的实验室制法〖教学难点〗氯及其化合物性质的应用〖教学过程〗【知识精讲】1、氯气的性质（1）物理1、氯气的性质（1）物理性质性质颜色状态气味密度毒性溶解性黄绿色气体刺激性比空气大有毒1体积水溶解约2体积Cl2【注意】实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。（2）化学性质Cl的最外层有7个电子，易得到1个e-，具有很强的氧化性，能跟很多具有还原性的物质发生反应，如金属、非金属单质、化合物等。①与金属反应铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为：Cu+Cl2CuCl2(棕黄色烟)2Fe+3Cl22FeCl3（棕褐色烟)②与非金属反应氢气在氯气中燃烧的化学方程式为：H2+Cl22HCl(苍白色火焰)氢气与氯气的混合气体在光照条件下发生爆炸H2+Cl22HCl③与水反应：Cl2+H2O=HCl+HClO④与碱反应氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。a、与烧碱反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，b、制取漂白粉：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。漂白粉的漂白原理是：Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClOCa(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO产生的HClO具有漂白性和强氧化性。由于HClO见光易分解，所以漂白粉应密封保存。⑤跟还原性物质反应a、氯气与KI溶液：2KI+Cl2=2KCl+I2。b、氯气与FeCl2溶液：2FeCl2+Cl2=2FeCl3。c、向氯水中通入SO2：SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl。（3）次氯酸和次氯酸盐的性质①次氯酸(HClO)a、不稳定性：化学方程式为2HClO=====光(或△)2HCl＋O2↑。b、弱酸性：比碳酸酸性弱。c、强氧化性：具有漂白性，能杀菌消毒。②Ca(ClO)2的主要化学性质a、Ca(ClO)2的稳定性比HClO强。b、水解显碱性，其水解离子方程式：ClO－＋H2OHClO＋OH－。c、与酸反应生成HClO，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓。2、氯气的实验室制法氯气是一种性质活泼的气体，以氯气的实验室制备、性质实验为素材的实验题目在高考实验类试题中占有很重要的位置，复习中应高度重视。（1）反应的原理：用强氧化性物质（如MnO2、KMnO4等）和浓盐酸反应。MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O【注意】稀盐酸与MnO2作用不能制取Cl2。若没有浓盐酸时，也可用NaCl和浓H2SO4与MnO2共热制取Cl2：MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓)MnSO4+Cl2↑+2NaHSO4+2H2O（2）制气类型：固+液→气（注意：KMnO4与浓盐酸的反应不需加热）。（3）收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法(Cl2在饱和食盐水中的溶解度最小)。（4）净化装置：用饱和食盐水或水洗气法除去HCl，再用浓H2SO4干燥。（5）尾气吸收装置：用强碱溶液吸收多余的Cl2，防止污染大气。（6）验满方法①将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，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的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。③实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。（6）注意事项①为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl挥发。②必须用浓盐酸，稀盐酸不与MnO2作用生成Cl2。③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2。再拆卸装置，避免污染空气。④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中含Ca(OH)2量少，吸收不完全。3、卤族元素（1）卤族元素原子结构的比较①相似性：卤素原子最外层上均有7个电子，最高正价为+7价（F无正价），负价为-1价。②递变性：从F→I，原子核外电子层数依次增大，原子半径依次增大。（2）元素的性质①相似性：均为活泼非金属，最低负化合价：-1，最高正价：+7（F除外）；②递变性：随着原子序数的递增，获得电子的能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。（3）单质的物理性质（从F2→I2）①颜色由浅到深。②状态：F2、Cl2呈气态，Br2为液态（易挥发），I2为固态（易升华）。③熔、沸点：依次增大。④密度：依次增大。⑤溶解性：在水中的溶解度逐渐减小，在有机溶剂中的溶解性大于在水中的溶解性。（4）化学性质①卤素单质的相似性：均具有强氧化性，均能与H2、H2O、金属反应，较活泼的卤素单质能将不活泼的卤素从其卤化物中置换出来。②卤族元素氢化物的递变性a、稳定性由强至弱的顺序为:HFHClHBrHI。b、沸点由高至低的顺序为：HFHIHBrHCl。HF沸点反常的原因是：分子间存在氢键。c、还原性由强至弱的顺序为：HIHBrHClHF。d、水溶液酸性由强至弱的顺序为:HIHBrHClHF。（5）卤素离子（Cl-、Br-、I-）的检验①未知液————→AgNO3↓，————→HNO3↓，据沉淀颜色判断。AgCl为白色，AgBr为浅黄色，AgI为黄色。②未知液————————————→加适量新制饱和氯水振荡有机层呈橙色或橙红色，表明有Br-紫色或浅紫色，表明有I-（6）特性①氟及其化合物a、无正价和含氧酸，非金属性最强，F-的还原性最弱。b、与H2反应在暗处即爆炸。c、2F2+2H2O=4HF+O2。d、HF是弱酸；能腐蚀玻璃，保存在铝制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸点最高。②溴及其化合物a、Br2是深红棕色液体，易挥发。b、Br2易溶于有机溶剂。c、盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞。③碘及其化合物a、I2遇淀粉变蓝色。b、I2加热时易升华。c、I2易溶于有机溶剂。d、食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。④卤化银a、AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黄色不溶于水，AgI黄色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。b、除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相。c、AgI可进行人工降雨。d、I2与Fe反应产生FeI2，其他卤素单质生成FeX3。⑤使溴水褪色的物质a、因萃取作用而使溴水褪色的物质：苯、CCl4、直馏汽油等有机溶剂。b、能与溴发生氧化还原反应的还原性无机化合物：H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等。c、能与溴水发生反应的金属，如Na、Mg、Al、Zn等。d、能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物，如烯烃、炔烃等。e、能被溴水氧化的，含有醛基的化合物。f、能与溴水发生反应的碱性物质，如NaOH、Na2CO3等。g、加入活性炭等吸附剂，使溴水褪色。【方法精讲】1、氯水成分及性质探究（1）氯水成分氯水中存在三个平衡关系：①Cl2＋H2OHCl＋HClO②HClOH＋＋ClO－③H2OH＋＋OH－根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。（2）氯水与次氯酸氯气的水溶液叫氯水，呈黄绿色，溶于水的部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸。Cl2＋H2OHCl＋HClO次氯酸(HClO)具有三个性质：①弱酸性，其酸性比碳酸还弱，即HClOH＋＋ClO－。②不稳定性：次氯酸不稳定，见光容易分解放出氧气。化学方程式是2HClO=2HCl＋O2↑。③强氧化性：次氯酸是一种强氧化剂，能杀死水里的病菌，故自来水常用氯气来杀菌消毒。次氯酸的强氧化性，能使某些有机色质褪色，可用作漂白剂。（3）物质的漂白①褪色：是指有色物质变为无色物质。有物理变化也有化学变化。例如：把木炭投入NO2气体的集气瓶中，塞紧瓶塞摇动瓶子，集气瓶内的气体变为无色。在CuSO4溶液中加入氢氧化钠溶液，溶液由蓝色变为无色，前者是物理变化，后者是化学变化。②漂白，特指染料(有机物)或有机色质变为无色物质，它是化学变化，发生物理变化的有机物褪色不是漂白，如把木炭投入盛有红墨水的锥形瓶中，轻轻振荡溶液变为无色。发生化学变化的有：二氧化硫能使品红溶液褪色，是因为发生了化学变化生成了不稳定的无色物质，加热后，恢复品红的颜色。过氧化钠和氯水漂白，是利用了两者的强氧化性，生成了稳定的无色物质。与二氧化硫漂白原理不同。（4）新制氯水、久置氯水、液氯的区别新制氯水久置氯水液氯类别混合物混合物纯净物微粒H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－Cl2主要性质呈黄绿色、导电、具有酸性、氧化性、漂白性无色、导电、具有酸性、无氧化性、无漂白性黄绿色、不导电、具有氧化性保存棕色瓶盛装，置于阴暗处低温密封（5）氯水中的平衡移动化学方程式是Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向氯水中加入的物质浓度变化移动的方向应用可溶性的氯化物c(Cl－)增大左移用饱和食盐水除去氯气中氯化氢稀酸c(H＋)增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H＋)减小右移用氢氧化钠吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H＋)减小右移制取漂白粉CaCO3c(H＋)减小右移制高浓度次氯酸溶液光照c(HClO)减小右移氯水避光保存或现用现配（6）氯水的性质氯水的多种成分决定了它具有多重性质：①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl－的性质。在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释Cl－AgNO3溶液白色沉淀Cl－＋Ag＋=AgCl↓H＋Na2CO3固体有气泡产生2H＋＋CO2-3=CO2↑＋H2OHClO有色布条布条颜色褪去发生氧化还原反应Cl2FeCl2溶液溶液变棕黄色2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Cl2、H2OSO2黄绿色褪去SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SO2-4HClO、H＋石蕊溶液先变红后褪色酸性和漂白性Cl2、H＋镁粉氯水的颜色褪去并有气泡产生Mg＋Cl2=Mg2＋＋2Cl－Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑2、氯气的制备及性质探究（1）实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点①为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。②必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应。③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。④尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。（2）验证性实验解题基本方法验证型实验题的关键是结合题目要求和所给的仪器、装置以及所给的试剂，了解命题的意图。一般思路是：明确实验目的(该实验要求做什么)；明确题干、题图含义(认真理解实验的设计思路、每一个装置的设计意图)，理解题目给我们达成实验目的提供了什么依据和有效信息；明确解答问题的落点是什么？即试题给我们设置了什么样的问题情境，要求我们回答什么问题。①已给出试剂或装置(仪器)的实验该类题目的关键是通读全题，结合题意或元素化合物的性质，弄清楚在某一仪器处发生的反应或该反应的现象，同时要理解设置的仪器或装置的目的。这样问题就能迎刃而解。②已知反应或反应现象及仪器操作要求该类题目的关键是根据题目的现象或操作要求等，通过所学元素化合物的性质或化学实验的仪器使用和基本操作，确定此处缺少的试剂或缺少的装置或仪器。（3）与氯气有关的探究实验①氯气的制取、净化、收集、尾气处理过程的考查。②氯气的漂白性的探究及改进。③氯气实验微型化、绿色化的实验。【典例精讲】【例1】某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说