2018年秋高中化学 初高中衔接 专题20 富集在海水中的元素——氯学案.doc

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专题20 富集在海水中的元素——氯 【知识回放】 1．请画出氯的原子结构示意图。根据氯的原子结构，推断氯气的化学性质是否活泼，它具有强还原性还是强氧化性？为什么？ 2．在初中我们是如何定义燃烧的？ 3．氯元素在自然界中存在形式？存在于哪里？ 4．完成有关氯气的化学方程式。 Fe + Cl2 Cl2 + H2O Cl2＋NaOH Cl2＋Ca(OH)2 5．请写出SO42-离子的检验方法。 6．NaCl、盐酸与AgNO3反应的化学方程式及离子方程式。 【新知精讲】 一、活泼的黄绿色气体——氯气 1.氯的原子结构及存在 (1)氯的原子结构。 氯的原子结构示意图为,氯原子容易得到一个电子而形成Cl-,表现出典型的非金属性。 (2)氯的存在。 氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在。 2.氯气的发现 1774年瑞典化学家舍勒制取了氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。 3.物理性质 颜色 状态 气味 毒性 溶解性 黄绿色 气体 刺激性气味 有毒 1体积水约溶解2体积氯气 4.化学性质 Cl2的化学性质很活泼,具有很强的氧化性。 主要反应: 5.次氯酸的性质 HClO— 6.漂白剂的制取 (1)漂白液:反应的化学方程式为 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O, 有效成分是NaClO。 (2)漂白粉:反应的化学方程式为 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O, 主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。 二、氯离子的检验 【科学探究】 探究一 氯气的性质及实验室制法 问题导引 1.在实验室中如何闻氯气的气味? 提示氯气是一种有毒气体,闻氯气的气味时,要用手轻轻地在瓶口扇动,仅使极少量的氯气飘进鼻孔。 2.在制取并验证氯气的性质实验中,多余的氯气能否直接排入空气中?应如何处理? 提示Cl2有毒,多余的Cl2不能直接排入空气中,应用碱性溶液(常用NaOH溶液)吸收。 探究二 氯水的成分和性质 问题导引 1.新制氯水在放置过程中,酸性和氧化性如何变化? 提示氯水久置,会因HClO的分解导致其中的Cl2全部与H2O反应,次氯酸完全分解生成HCl和O2,使溶液的酸性增强,失去强氧化性而不再具有漂白性。 2.向含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加氯水,溶液红色褪去,如何验证是什么原因造成的? 【重点突破】 1.氯气的实验室制法 (1)反应原理: MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)仪器装置: 装置特点:固+液气 主要仪器:铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。装置如下图所示。 说明:C装置的作用是除去Cl2中的HCl;D装置的作用是干燥Cl2;F装置的作用是吸收多余的Cl2,防止污染环境。 (3)收集方法: ①向上排空气法(Cl2密度大于空气)。 ②排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小,且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。 (4)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。 (5)尾气处理: Cl2有毒,易污染空气,需用NaOH溶液吸收。 （6）实验室制取氯气的其他方法 可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化剂代替MnO2与浓盐酸反应(不需加热): 2KMnO4+16HCl(浓) ===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O KClO3+6HCl(浓) ===KCl+3Cl2↑+3H2O Ca(ClO)2+4HCl(浓) ===CaCl2+2Cl2↑+2H2O 2.氯水 （1）氯水性质的多重性 ①漂白、杀菌——HClO的性质。 ②不稳定性——HClO的性质,其化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。 ③酸性——盐酸和次氯酸电离出的H+的性质。 ④与Ag+反应产生白色沉淀——氯水中的氯离子体现出的性质。 ⑤氯水滴到蓝色石蕊试纸上先变红后褪色,原因是溶液中H+和HClO共同作用的结果。 （2）新制氯水、久置氯水、液氯的比较 新制氯水 久置氯水 液氯 物质类别 混合物 混合物 纯净物 主要微粒 Cl2、HClO、H2O、Cl-、ClO-、H+、OH- H2O、H+、Cl- Cl2 颜色 浅黄绿色 无色 黄绿色 主要性质 酸性、漂白性 强酸性 Cl2的性质 保存 棕色瓶盛装,置于阴暗处 — 低温密封 【典例探究】 典例1 氯是一种海水富集元素。下图是一套制取并验证氯气部分化学性质的实验装置: 回答下列问题: (1)装置Ⅰ中,仪器a的名称为 ; (2)装置Ⅱ的作用是 　; (3)当有少量Cl2气流通过后,装置Ⅲ中反应的离子方程式为 ; (4)当Cl2气流持续通过时,装置Ⅳ中干燥的有色布条能否褪色? ; (5)装置Ⅴ反应的离子方程式为 。 【答案】:(1)分液漏斗　(2)吸收Cl2中的HCl　 (3)Cl2+2I-===I2+2Cl-　 (4)能　(5)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O 变式训练1-1 下列实验过程中,不会产生气体的是(　　) 【答案】:C 【解析】:A项氯水中的HClO见光分解生成氧气;B项氯水中的H+与发酵粉中的NaHCO3反应生成CO2;氯水滴入NaBr溶液反应生成Br2和NaCl,没有气体产生;H2O与Na2O2反应产生O2。 变式训练1-2(双选) 下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是(　　) A.液氯是纯净物,而氯水是混合物 B.液氯无酸性,氯水有酸性 C.液氯较氯水的漂白作用更强 D.液氯无色,氯水呈黄绿色 【答案】:AB 【解析】:液氯的成分就是氯分子,为黄绿色油状液体,所以液氯无酸性,也无漂白性;氯水中存在着Cl2、HClO、H+、Cl-等多种成分,所以氯水既有酸性,又有漂白性。 变式训练1-3 下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是(　　) A.将NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡(H+) B.使红色布条褪色(HCl) C.向FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,发现溶液呈红色(Cl2) D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl-) 【答案】:B 典例2 在制氯气时有如下操作,操作顺序正确的是(　　) ①连接好装置,检查气密性; ②缓缓加热,加快反应,使气体均匀逸出; ③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末; ④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中; ⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收; ⑥用向上排空气法收集氯气。 A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤ 【答案】:D 变式训练2-1 在新制氯水中存在多种分子和离子,下列实验现象和结论一致且正确的是(　　) A.新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰,说明有Cl2 B.加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl- C.将KHCO3固体加入新制的氯水中,有气泡产生,说明有HClO D.光照新制氯水有气泡逸出,该气体一定是Cl2 【答案】:B 【解析】:A项,新制氯水中因含HClO而具有漂白性,Cl2没有漂白性;B项正确;C项,氯水中的盐酸与KHCO3反应产生CO2;D项,光照下氯水中的HClO发生分解反应产生O2。