2020年高中化学 专题二 从海水中获得的化学物质 第1单元 氯、溴、碘及其化合物 第1课时 氯气的

第一单元氯、溴、碘及其化合物第1课时氯气的生产原理氯气的性质[目标导学]1．掌握氯气的性质。2．掌握实验室制Cl2的原理，净化除杂、尾气吸收装置。3．初步了解工业上电解饱和食盐水制氯气的反应原理。4．了解氯水的成分与性质。[背诵经典导学]1．工业上采取电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。与电源正极相连的石墨棒上产生Cl2，与电源负极相连的铁棒上产生H2和NaOH。2．实验室制取Cl2反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。3．氯气是一种黄绿色、有毒的气体。4．氯水的成分——“三分子、四离子”。“三分子”为Cl2、H2O、HClO；“四离子”为H＋、Cl－、ClO－、OH－。5．Cl2能和多数金属反应，能和H2反应，能和碱反应生成两种盐，可用于制漂白粉。扬帆起航温习双基课前学习空间1．海水中的化学资源(1)氯化物：主要为_______，其次是_______、_______和_______。(2)溴元素：被称为“_________”。(3)碘元素：总量可达到8×1010t。氯化钠氯化镁氯化钙氯化钾海洋元素2．氯气的生产原理(1)氯气的工业制法①氯碱工业：以__________为基础制取氯气等产品的工业。②反应原理：______________________________________。③电解装置：2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑电解食盐水④实验现象及产物：a．铁棒上的现象为_______________，其产物为_____。b．石墨棒上的现象为_________________，其产物为_____。c．在电解后的U形管中滴加1～2滴酚酞溶液，现象为___________________，其产物为_______。H2Cl2NaOH有无色气体产生有黄绿色气体产生铁棒附近的溶液变红(2)实验室制法实验室制取氯气的化学方程式为__________________________________________________，用_____排空气法收集氯气，用_______溶液吸收尾气。MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2ONaOH向上3．氯气的性质(1)氯气的物理性质氯气是一种_____色、有_______气味的___毒气体，能溶于水(通常条件下，1体积水溶解约__体积的氯气)，密度比空气___，在加压条件下，氯气转化为___态(称“_____”)。【名师提示】闻氯气的方法：用手在集气瓶口轻轻扇动，使少量Cl2分子飘入鼻孔。黄绿刺激性有2大液液氯(2)氯气的化学性质①与金属反应氯气是一种非常活泼的非金属单质，能与多种金属反应，如与Na、Fe、Cu反应的化学方程式为____________________、_________________________、__________________________。2Na＋Cl2===2NaCl2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3Cu＋Cl2=====点燃CuCl2【名师提示】Cl2与变价金属如Fe、Cu等反应时，会生成高价态金属氯化物，如FeCl3和CuCl2。②与非金属反应氯气还能与氢气反应，反应的化学方程式为___________________，产物_______溶于水后得到盐酸，工业上常用此方法制取盐酸。③与水反应与水反应的化学方程式为Cl2＋H2OHCl＋HClO，次氯酸能使染料等___________褪色，具有_____性，还能杀死水中的细菌，起________作用。它不稳定，易分解，化学方程式为______________________________。H2＋Cl2=====点燃2HCl2HClO=====光照2HCl＋O2↑氯化氢有机色素漂白消毒④与碱反应实验室用NaOH溶液吸收多余的Cl2，化学方程式为________________________________________；氯气与石灰乳反应制取漂白粉的化学方程式为___________________________________________，漂白粉的主要成分为_________________，有效成分为____________。Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2OCaCl2、Ca(ClO)2Ca(ClO)2——小试身手1．如图为教科书中电解饱和食盐水的实验装置。据此，下列叙述不正确的是()A．装置中，a管能产生氢气B．b管导出的是氯气C．以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”D．在石墨棒电极区域有NaOH生成解析：a管中导出的气体遇明火有爆鸣声，则该气体为氢气，A正确；根据题中实验装置可知，b管导出的气体可用NaOH溶液吸收，则b管中导出的气体应为氯气，B正确；由氯碱工业的定义可知，C正确；根据教科书中的演示实验，在两极滴入酚酞，只有铁棒附近溶液变红色，而石墨棒附近不变红，说明NaOH不在石墨棒电极区域，D不正确。答案：D2．下列关于氯气的叙述，不正确的是()A．氯气是一种有毒的气体B．氯气、氯水、液氯是同一种物质C．氯气能与水发生反应D．氯气是一种黄绿色，有刺激性气味的气体解析：氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成有害的影响：次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽，所以氯气有毒，故A正确；氯气和液氯是同一物质，为纯净物，只是状态不同；氯水是氯气的水溶液，为混合物，故B错误；氯气溶于水后，部分氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，氯气和水的反应存在一个溶解平衡，所以是可逆反应，故C正确；氯气是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，故D正确，故选B。答案：B3．下列盐既可通过金属与酸反应得到，也可以通过金属与单质反应得到的是()A．FeCl3B．FeCl2C．MgCl2D．CuCl2解析：Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与HCl反应生成FeCl2，A、B均错误；Mg与Cl2反应生成MgCl2，Mg与HCl反应生成MgCl2，C正确；Cu与Cl2反应生成CuCl2，Cu与HCl不发生反应，D错误。正确答案C。答案：C4．(1)如图所示，将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶和盛有潮湿有色布条的广口瓶，可观察到的现象是______________________。(2)为防止氯气尾气污染空气，根据氯水显酸性的性质，可用________溶液吸收多余的氯气，原理是(用化学方程式表示)____________________。(3)根据这一原理，工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉，漂白粉的有效成分是________(填化学式)，长期露置于空气中的漂白粉，加稀盐酸后产生的气体是________(用字母代号填)。A．O2B．H2C．CO2D．HClO解析：(1)氯气无漂白性，干燥的有色布条无明显现象，氯气与水反应Cl2＋H2OHCl＋HClO生成的次氯酸具有漂白性，所以可观察到潮湿有色布条的广口瓶的现象是有色布条褪色。(2)氯气与NaOH溶液发生反应为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。(3)氯气和氢氧化钙反应2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，次氯酸钙和二氧化碳反应Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3＋2HClO，生成的碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳，所以长期露置于空气中的漂白粉，加稀盐酸后CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，产生的气体是二氧化碳，故选C。答案：(1)盛有潮湿有色布条的广口瓶中有色布条褪色(2)NaOHCl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(3)Ca(ClO)2C核心要点突破定位重点深化理解知识点一氯水的成分与性质1．氯水成分氯气的水溶液称为氯水，氯水因溶解有Cl2而呈浅黄绿色，氯水的成分复杂多样，其反应原理为：Cl2＋H2OHCl＋HClO，HClOH＋＋ClO－，HCl===H＋＋Cl－，故新制氯水中分子：Cl2、H2O、HClO离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－少量2．氯水的性质氯水成分的多样性决定了其性质的多样性：①Cl2的氧化性；②HCl的强酸性，Cl－的性质；③HClO的强氧化性、漂白性。在不同反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：所加试剂参与反应的微粒实验现象化学方程式或解释AgNO3溶液Cl－白色沉淀AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3Na2CO3固体H＋有气泡产生Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑有色布条HClO布条颜色褪去HClO有漂白性石蕊溶液HClO、H＋先变红后褪色酸性和漂白性3.氯水与液氯区别液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－(少量)H＋、Cl－、H2O分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性【名师提示】氯水久置过程中，发生反应：2HClO=====光照2HCl＋O2↑，导致其中的Cl2全部与水反应，HClO完全分解为HCl和O2，使溶液酸性增强，失去强氧化性而变质。所以氯水应保存在棕色试剂瓶中，且不宜长期放置，一般现用现配。知识点二漂白粉和次氯酸1．(1)HClO具有弱酸性：酸性小于H2CO3。(2)不稳定性：见光分解2HClO=====光2HCl＋O2↑。(3)强氧化性和漂白性。2．漂白粉(1)制取：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(2)主要成分：CaCl2和Ca(ClO)2。(3)有效成分：Ca(ClO)2。(4)变质原因：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO，2HClO=====光2HCl＋O2↑。(5)保存：密封，放于阴暗处。知识点三氯气的实验室制法1．反应原理MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2．仪器装置(1)反应特点：固＋液――→△气体(2)主要仪器：铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。(3)各装置的作用①发生装置：A、B组成。②净化装置：C、D组成C装置：盛放饱和食盐水，作用：除去Cl2中的HCl；D装置：盛放浓H2SO4，作用：干燥Cl2。③收集装置：E装置，利用向上排空气法收集，也可以用排饱和食盐水法收集。④尾气处理装置：F装置，盛放NaOH溶液，作用：吸收过量的Cl2，防止污染环境。发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。【名师提示】1．该反应中的MnO2可以用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等物质代替。2．该反应中的盐酸为浓盐酸，稀盐酸不反应。足量的MnO2和含4molHCl的浓盐酸加热制得Cl2物质的量小于1mol。——对点训练【例1】在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一定正确的是()A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在B．向氯水中滴加石蕊试液，溶液先变红后褪色，说明溶液中有盐酸和次氯酸C．加入盐酸酸化，再加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明氯水中有Cl－存在D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO分子存在【解析】氯水中含有次氯酸，可使有色布条褪色，A错误；氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，其中H＋可使石蕊变红，HClO可使石蕊褪色，B正确；加入盐酸，引入氯离子，不能确定氯水中含有Cl－，C错误；加入NaOH溶液，氯水浅黄绿色消失，是由于氯气和氢氧化钠溶液反应，与次氯酸无关，D错误。答案选B。【答案】B【名师指导】该题为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，明确离子、