【最新版】初中升高高中化学衔接课程讲义专题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。  学科#网

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

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[来源:Z_xx_k.Com]

[来源:Z*xx*k.Com]

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。  学@科网

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

【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 学@！科网

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[来源:Zxxk.Com]

【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[来源:Z+xx+k.Com]

【答案】:D

[来源:学科网ZXXK]

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。