2020高中化学 第四章 非金属及其化合物 第二节 富集在海水中的元素——氯（第2课时）课件 新人教

[明确学习目标]1.掌握实验室制取Cl2的原理和实验装置。2.掌握Cl－的检验方法。23学生自主学习一、氯气的实验室制法实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，离子方程式为________________________________________________________。MnO2＋4H＋＋2Cl－=====△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O二、氯离子的检验1．氯离子检验的实验探究在5支试管中分别加入2～3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水，然后各滴入几滴AgNO3溶液，观察现象。然后再分别加入少量稀硝酸，观察现象。2．氯离子检验的一般步骤某溶液――→少量稀硝酸无现象――→硝酸银溶液白色沉淀，则证明原溶液中含Cl－。3．成盐元素——卤素在元素周期表中，与氯元素处于同一纵行的元素还有氟(F)、溴(Br)、碘(I)。与氯元素一样，这些元素原子的最外电子层都有__________个电子，是典型的__________元素。都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合生成盐，所以统称为卤素(成盐元素之意)。氯是这一族中的代表性元素。氟、溴、碘的单质——F2、Br2、I2的化学性质与Cl2相似，都具有__________，并随元素原子核电荷数的增大而逐渐减弱，氧化性：________________________________________。□177□18非金属□19氧化性□20F2□21Cl2□22Br2□23I21．含有4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1molCl2吗？提示：不能，因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于1mol。提示2．Cl－检验时，为什么要加稀硝酸？中学阶段所学的不溶于稀硝酸的白色沉淀有哪些？提示：稀硝酸能排除CO2－3等离子的干扰。中学阶段常考的不溶于稀硝酸的白色沉淀有AgCl和BaSO4。提示23课堂互动探究一、氯气的制法氯气的实验室制法1．药品：二氧化锰和浓盐酸。2．原理：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。3．装置(1)发生装置(Ⅰ部分)①特点：固体＋液体――→△气体。②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。③试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。(2)净化装置(Ⅱ部分)(3)收集装置(Ⅲ部分)①收集方法：向上排空气法；②验满方法：湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉­KI试纸放在集气瓶口。(4)尾气处理装置(Ⅳ部分)①导气管要伸入液面以下；②F中盛放的试剂：氢氧化钠溶液(或其他碱液)，作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。4．注意事项(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，加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并吸收残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。(4)实验室制取氯气的其他方法可用KMnO4代替MnO2与浓盐酸反应(不需加热)：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。[即时练]1．某实验室的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是()A．饱和的石灰水B．饱和的食盐水C．自来水D．烧碱溶液答案D答案解析虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度远大于氢氧化钙的溶解度，吸收效果烧碱溶液更好，A错误，D正确；氯气在饱和食盐水、自来水中的溶解度很小，不适合用来作吸收剂，B、C错误。解析2．某化学小组用下图所示装置制取氯气，下列说法不正确的是()A．该装置图中至少存在两处明显错误B．该实验中收集氯气的方法不正确C．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出答案B答案解析应用酒精灯加热、尾气应处理，A、C正确；向上排空气法收集Cl2是正确的，B错误；在集气瓶口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出，若逸出则变蓝，反之则不变色，D正确。解析方法规律(1)实验时要缓缓加热，减少氯化氢的挥发。(2)Cl2的密度大于空气，洗气瓶中的导气管要做到长管进短管出。(3)收集Cl2也可用排饱和食盐水的方法，此时应短管进，长管出。(4)不能用澄清石灰水或饱和石灰水来吸收Cl2，原因是Ca(OH)2在水中的溶解度很小，不能将Cl2吸收完全。二、氯离子的检验1．Cl－的检验(1)用稀硝酸酸化，主要是排除CO2－3的干扰。(2)不能用稀盐酸酸化，因为盐酸会引入Cl－。(3)Cl－的检验步骤也可表述为在待测液中直接加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中含有Cl－。2．卤素单质物理性质的递变规律3．卤素单质(X2)的化学性质(1)与金属反应金属＋X2=====△金属卤化物，其中Cl2、Br2与Fe反应生成三价铁，I2与Fe生成二价铁。(2)卤素单质间的置换反应Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2Cl2＋2I－===2Cl－＋I2Br2＋2I－===2Br－＋I2氧化性：Cl2Br2I2；还原性：Cl－Br－I－。4．卤素单质的特性(1)溴是常温下唯一易挥发的液态非金属单质，保存时应密闭保存，试剂瓶中的溴常加水液封，盛溴的试剂瓶不可选用橡胶塞。(2)碘易升华，这是物理变化，可用于分离、提纯。碘单质遇淀粉变蓝，常用于鉴别碘或淀粉的存在。(3)Cl2、Br2、I2在水中的溶解度较小，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。(4)F2的氧化性非常强，与水反应可置换出O2，反应为2F2＋2H2O===4HF＋O2。[即时练]3．下列检验Cl－的方法正确的是()A．在某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl－B．在某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－C．在某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有Cl－D．在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－答案D答案解析A、C项中若溶液中有CO2－3也会有此现象；B项中由于加入了Cl－，故无法判断出原溶液是否含Cl－。解析4．将足量的Br2加入KCl和KI的混合溶液中，充分反应后将溶液加热、蒸干、灼烧，所得固体为()A．KCl、KBr和I2B．KBrC．KCl和KBrD．KCl和I2答案C答案解析KCl与Br2不反应；2KI＋Br2===2KBr＋I2，由于I2及过量的Br2在加热过程中分别升华和挥发，所以最后得到KCl、KBr固体。解析本课归纳总结1.实验室制备Cl2的反应原理：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。2．氯气制备的流程：发生装置⇨净化装置⇨收集装置⇨尾气吸收装置3．Cl－的检验：先在被检液中加稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断溶液中含有Cl－。4．卤素单质的氧化性：F2Cl2Br2I2。23学习效果检测1．在实验室中制取纯净、干燥的氯气，常使生成的氯气通过两个洗气瓶，第一个洗气瓶中盛有()A．浓硫酸B．烧碱溶液C．饱和食盐水D．石灰水答案C答案解析实验室制出的氯气中常混有少量HCl气体和水蒸气，只有先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl气体后，再除去水蒸气。如顺序颠倒，则干燥后的氯气通过食盐水时又会带出水蒸气，最终不能得到干燥的氯气。解析2．下列离子方程式错误的是()A．实验室制Cl2：MnO2＋4H＋＋2Cl－=====△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2OB．在NaCl溶液中滴入AgNO3试液：Ag＋＋Cl－===AgCl↓C．Cl2溶于水：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－D．用NaOH溶液吸收Cl2：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O答案C答案解析本题中HClO是弱酸应写成分子形式。解析3．用下图装置探究Cl2、Br2、I2的活泼性。(1)试剂瓶①中现象：无色溶液变为________色，写出反应方程式：________________；向上述溶液中加入少量CCl4，振荡，溶液分两层，上层________色，下层________色。(2)试剂瓶②中现象：无色溶液变为________色，写出反应方程式：__________________；向上述溶液中加入少量CCl4，振荡，溶液分两层，上层________色，下层________色。(3)若把溴蒸气通入KI溶液中发生的反应为__________________；结论：通过以上实验可以得出Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序是________________。答案(1)橙(橙黄)Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl无橙(橙红)(2)褐(黄褐)Cl2＋2KI===I2＋2KCl无深紫(紫红)(3)Br2＋2KI===I2＋2KBrCl2＞Br2＞I2答案解析(1)由于氯气的氧化性大于溴单质，则试剂瓶①中现象为无色溶液变为橙(橙黄)色，反应的化学方程式为Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl；向上述溶液中加入少量CCl4，振荡，发生萃取现象，则溶液分两层，上层为无色的水层，下层为溴的四氯化碳溶液，为橙色(或橙红色)。(2)氯气的氧化性大于碘单质，则试剂瓶②中现象为无色溶液变为褐(黄褐)色，发生的反应方程式为Cl2＋2KI===I2＋2KCl；向上述溶液中加入少量CCl4，振荡，发生萃取现象，则混合液分两层，上层为无色，下层为碘的四氯化碳溶液，为深紫(紫红)色。解析(3)溴单质的氧化性大于碘单质，则若把溴蒸气通入KI溶液中发生的反应为Br2＋2KI===I2＋2KBr。通过以上实验可以得出Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序是Cl2＞Br2＞I2。解析4．为了证明干燥氯气无漂白性以及卤素氧化性的强弱，可先制取氯气再进行性质实验。如图为实验所提供的仪器和药品，据此回答下列问题：(1)各仪器装置连接的顺序为(填接口序号)________接________、________接________、________接________、________接________。(2)装置Ⅰ中的现象是________________________，发生反应的离子方程式为______________________。(3)仪器Ⅱ中分别加入的试剂为__________________和________(按气体流向先后顺序填)。答案(1)JDCEFABG(2)溶液变为蓝色Cl2＋2I－===I2＋2Cl－(3)饱和食盐水浓硫酸答案解析(1)证明干燥氯气无漂白性以及卤素氧化性的强弱，可先制取氯气再进行性质实验，制取氯气使用装置Ⅴ，然后使用装置Ⅱ除去氯气中的氯化氢、干燥氯气，将干燥的氯气通入装置Ⅲ检验干燥氯气是否具有漂白性，再将氯气通入装置Ⅰ检验氯气的氧化性与碘单质氧化性强弱，最后使用装置Ⅳ吸收多余的氯气，所以各仪器装置连接的顺序为J接D、C接E、F接A、B接G。解析(2)氯气通入装置Ⅰ中，碘离子被氯气氧化成碘单质，溶液变成蓝色，反应的离子方程式为Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。(3)仪器Ⅱ中试剂的作用是除去氯气中的氯化氢和干燥氯气，使用饱和食盐水除去杂质氯化氢，使用浓硫酸干燥氯气，所以盛放的试剂为饱和食盐水和浓硫酸。解析