知識(shí)講解-富集在海水中的元素-氯(基礎(chǔ))

1、 富集在海水中的元素一一氯【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解氯氣的物理性質(zhì)，理解氯氣的化學(xué)性質(zhì)。了解氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法和用途。了解C檢驗(yàn)。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、氯元素在自然界中的存在和氯氣的物理性質(zhì).氯元素的存在在自然界里，氯元素以化合態(tài)存在，游離態(tài)的氯只能通過人工方法制得。氯元素是最重要的“成鹽元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陸地的鹽礦中。海洋中含鹽3%,主要是NaCl,還含有MgCl 2、MgSO4等鹽類,致使海水既咸又苦，不能直接飲用。人體體液中的Na+和C對于調(diào)節(jié)體液的物理和化學(xué)特性，保證體內(nèi)正常的生理活動(dòng)和功能發(fā)揮著重要作用。人體每天必須經(jīng)過食物和食鹽來補(bǔ)充人體所缺失的Na+和Cl o.氯氣的物理

2、性質(zhì)氯氣是一種黃綠色、具有強(qiáng)烈刺激性氣味的有毒氣體， 在低溫和加壓情況下可以轉(zhuǎn)化 為液態(tài)（液氯）和固態(tài)。氯氣能溶于水，25。C時(shí)，1體積的水可以溶解 2體積的氯氣，所得水溶液稱為氯水。在實(shí)驗(yàn)室聞氯氣氣味時(shí)， 應(yīng)該用手輕輕在瓶口扇動(dòng)， 僅使極少量的氯氣飄過鼻孔，如右圖所示，聞其他氣體的氣味時(shí)也應(yīng)采用這種方法。注意：應(yīng)注意氣體溶解度的表示方法與固體不同，固體的溶解度是在一定溫度下，溶液達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，100g溶劑（水）中溶解的溶質(zhì)的質(zhì)量（g）。氣體的溶解度用體積比表示，與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，如常溫（25。C）常壓下，氯氣可以1 ： 2溶解于水，應(yīng)理解為1L水中可溶解2L的氯氣或1體積水中可溶解2體積的

3、氯氣。要點(diǎn)二、氯氣的化學(xué)性質(zhì) 要點(diǎn)詮釋：氯是第17號(hào)元素，其原子的最外層有7個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)過程中很容易得一個(gè)電子形成氯離子（Cl ）即達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為典型的非金屬性。氯氣是雙原子分子， 其分子雖已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)但不是最穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，通常做氧化劑，且是強(qiáng)氧化劑。氯氣非?；顫姡蚨?在自然界中無游離態(tài)的氯存在，化合態(tài)的氯主要以-1價(jià)的氯化物形式存在于自然界中。.與金屬的反應(yīng)大多數(shù)金屬在點(diǎn)燃或灼熱的條件下，都能與氯氣發(fā)生反應(yīng)生成氯化物。對于有變價(jià)的金屬元素和氯氣發(fā)生反應(yīng)時(shí)生成其高價(jià)氯化物。如Fe與C12反應(yīng)不管Fe是否過量都只能生成 FeCE點(diǎn)

4、燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃Cl2+2Na2NaCl3Cl2+2Fe 2FeCl3Cl2+Cu CuCl 2但在常溫下干燥的氯氣不與鐵反應(yīng)，所以可以將液氯儲(chǔ)存在鋼瓶里。.與非金屬反應(yīng) 點(diǎn)燃 H2+Cl2=2HCl。現(xiàn)象：氫氣在氯氣中安靜燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口上方有白霧。注意：（1）光照H2和C12的混合氣體時(shí)，會(huì)發(fā)生爆炸，因此工業(yè)生產(chǎn)是用點(diǎn)燃的方法來生產(chǎn)鹽酸，絕對不 能用光照的方法。（2）工業(yè)鹽酸呈黃色是因其中混有FeCb。.與水反應(yīng)(1)氯氣與水反應(yīng)的情況在常溫下，溶于水中的部分C12與水發(fā)生反應(yīng)，生成鹽酸(HCl)和次氯酸(HClO): Cl2+H2O=HCl+HClO 。-r說明皿+為3HCIOC12

5、既被氧化又被還原，氧化劑、還原劑都是C12。(2)次氯酸的重要性質(zhì)強(qiáng)氧化性：HC1O中+1價(jià)Cl表現(xiàn)出很強(qiáng)的得電子能力，得電子還原成C，其氧化性比 C12還強(qiáng)。HC1O以其強(qiáng)氧化性殺死水中的病菌，起到消毒的作用，還能使染料和有機(jī)物質(zhì)褪色而具有漂白作用。弱酸性：HC1O是一元弱酸，酸性比碳酸還弱，在水中只有少部分發(fā)生電離：HClOH+ClO，光照不穩(wěn)定性：HC1O只存在于水溶液中，在光照下易分解放出氧氣：2HC1O2HC1+O2T。4.與堿反應(yīng)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H 2O (可作漂白液，有效成分為NaClO)。2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2

6、O。漂白粉(或漂粉精)的有效成分均為Ca(ClO)2。要點(diǎn)三、氯水的成分和性質(zhì)高清課堂：富集在海水中的元素一一氯 #練習(xí)題】1.氯水及液氯的區(qū)別液氯新制氯水久置氯水成分C12Cl2、HClO、H2O、H +、Cl、ClO、OHH +、Cl、H2O分類純凈物混合物混合物顏色1黃綠色黃綠色P 無色性質(zhì)氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性要點(diǎn)詮釋：氯水久置，會(huì)因HC1O的分解導(dǎo)致其中的 C12全部與H2O反應(yīng)，HC1O完全分解成鹽酸和 。2,使溶液酸性增 強(qiáng)，失去強(qiáng)氧化性而變質(zhì)(久置氯水實(shí)為極稀的鹽酸)。2.氯水的性質(zhì)氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)：C12的強(qiáng)氧化性；HCl的強(qiáng)酸性；HC1O的強(qiáng)氧化性

7、、弱酸性； C的性質(zhì)。在不同的反應(yīng)中，氯水起作用的成分不同，現(xiàn)列表如下：所加試劑參與反應(yīng)的微粒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式或解釋AgNO3溶液Cl白色沉淀Cl +Ag +=AgCl JNa2CO3固體H +有氣泡產(chǎn)生2H+CO32 =CO 2 T +H2O有色布條HClO布條顏色褪去發(fā)生氧化還原反應(yīng)FeCl2溶液Cl2溶液變棕黃色2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl石蕊溶液HClO、H +先變紅后褪色酸性和漂白性鎂粉Cl2、H +氯水的顏色褪去并有氣泡產(chǎn)生Mg+Cl2=Mg2+2ClMg+2H +=Mg 2+H 2 T要點(diǎn)四、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 高清課堂：富集在海水中的元素一一氯氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法】1、原理:

8、MnO2+4HCl （濃）MnCl 2+CI2T +2H 2O或：2KMnO 4+16HC1 (濃)=2MnCl 2+2KC1+5C1 2 f +8H2O注：若用KMnO4制Cl2,則不需加熱。2、發(fā)生裝置：固+液加熱型3、凈化：將氣體通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶4、干燥：將氣體通過盛有濃硫酸的洗氣瓶5、收集：用向上排空氣法或排飽和食鹽水法。6、尾氣吸收：用 NaOH溶液吸收多余的氯氣，防止污染空氣。注：Ca(OH) 2的溶解度太小，所以尾氣吸收時(shí)不用石灰水，而用NaOH溶液。7、驗(yàn)滿方法將濕潤的淀粉-KI試紙靠近盛C12的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛C12

9、的瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。要點(diǎn)五、氯離子的檢驗(yàn).試劑：稀硝酸、AgNO3溶液。.操作：取待測液 2mL加入試管中，先滴入少量稀硝酸，然后再滴入AgNO3溶液。.現(xiàn)象及結(jié)論：產(chǎn)生白色沉淀，該溶液中含有C。.原理：Ag+Cl =AgCl J。要點(diǎn)詮釋：(1)加稀硝酸的目的是排除 CO32-的干擾，因?yàn)锳g2CO3是可以溶于稀硝酸的白色不溶物。因此，鑒定時(shí)可以 將加試劑的順序顛倒，即可以先加AgNO3,再加稀硝酸。若生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，同樣可以證明溶液中有Cl o(2)不用稀鹽酸、稀硫酸酸化，否則引入C、SO42一產(chǎn)生干擾?！镜湫屠}】類型一、氯氣的物理性質(zhì)例1、(201

10、5吉林一中期末考)下列關(guān)于氯氣的敘述正確的是()。A.氯氣是一種黃綠色、有毒的氣體B.氯元素在自然界中既可以以化合態(tài)存在，也可以以游離態(tài)存在C.氯氣不能溶解于水，所以可用排水法收集氯氣D.氯氣、氯水、液氯是同一種物質(zhì)，只是狀態(tài)不同，都屬于純凈物【答案】A舉一反三：【變式1】可以用氯氣灌洞的方法來消滅田鼠，這是利用了氯氣的（）。密度比空氣大易液化能溶于水有毒A. B. C. D.【答案】D【解析】灌洞類似于“灌水”利用的是密度比空氣大的性質(zhì)；消滅田鼠，利用了氯氣的毒性。啟示：因氯氣密度比空氣大，故當(dāng)發(fā)生氯氣泄漏時(shí)，人應(yīng)逆風(fēng)往高處“跑”。【變式2】下列關(guān)于液氯和氯氣的說法正確的是（）。A.液氯和氯

11、氣不是同種物質(zhì)B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下 C12的密度為3.17 g - L 1C.液氯不導(dǎo)電，是非電解質(zhì)，氯氣能導(dǎo)電，是電解質(zhì)D.液氯是混合物，氯氣是純凈物【答案】B【解析】標(biāo)準(zhǔn)狀況下 Cl2的密度約為：71g/（22.4 L mol-1）= 3.17 g - L 1【變式3】（2015 江蘇徐州期末）下列關(guān)于氯氣的敘述中不正確的是（）。A.可用向上排空氣法收集少量的氯氣B.與水反應(yīng)生成的次氯酸是一種弱酸C.常溫下干燥的 C12能用鋼瓶貯運(yùn)，所以 C12不與鐵反應(yīng)D.與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，C12既被還原，同時(shí)又被氧化【答案】C【解析】 氯氣的密度比空氣大，可用向上排空氣法收集， A項(xiàng)正確；次氯酸是弱酸，

12、 B項(xiàng)正確：常溫下鐵與氯 氣不反應(yīng)，在加熱條件下氯氣與鐵反應(yīng)生成FeCl3, C項(xiàng)錯(cuò)誤；氯氣與 NaOH溶液反應(yīng)生成 NaCl、NaClO , Cl2既被還原，同時(shí)又被氧化，D項(xiàng)正確。類型二、氯氣的化學(xué)性質(zhì)例2、下列氯化物中，既能由金屬和氯氣直接反應(yīng)制得，又能由金屬和鹽酸反應(yīng)制得的是（）。A. CuCl2 B. FeCl2 C. FeCl3 D. AlCl 3【思路點(diǎn)撥】具有可變價(jià)態(tài)的金屬（如Fe、Cu等）與氯氣反應(yīng)，生成高價(jià)態(tài)金屬氯化物；活潑的金屬與鹽酸反應(yīng)，生成低價(jià)態(tài)金屬氯化物，而不活潑的金屬與鹽酸不反應(yīng)。【答案】D【解析】銅與氯氣反應(yīng)，生成 CuCl2,與鹽酸不反應(yīng)，所以 A錯(cuò)誤；鐵與氯

13、氣反應(yīng)生成 FeCl3,與鹽酸反應(yīng) 生成FeCl2,所以B、C錯(cuò)誤；鋁與氯氣反應(yīng)生成 AlCl 3,與鹽酸反應(yīng)生成 AlCl 3和H2,所以D正確。【總結(jié)升華】氯氣與大多數(shù)金屬反應(yīng)，生成高價(jià)態(tài)金屬氯化物；只有金屬活動(dòng)順序表中氫以前的金屬，才能跟鹽酸反應(yīng)，并且一般生成低價(jià)態(tài)金屬氯化物和氫氣，所以符合題意的是具有不變價(jià)態(tài)、且在金屬活動(dòng)順序表中排在氫以前的金屬的氯化物。舉一反三：【變式1】氯氣跟下列物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，能產(chǎn)生白霧的是（）；能產(chǎn)生白煙的是（）；產(chǎn)物溶于水后，溶液呈藍(lán)色的是（）A. NaB. Cu C. H2D. Fe【答案】CAB【變式2】當(dāng)不慎有大量 Cl2擴(kuò)散到周圍環(huán)境，處在該環(huán)境中的人可

14、以用浸有一定濃度某種物質(zhì)的水溶液的毛巾 捂住鼻子，迅速逃離該環(huán)境。該物質(zhì)最適宜采用的是（）A. NaOHB. NaCl C. Na2CO3D. NH3 H2O【答案】C類型三、氯水的性質(zhì)例3、下列關(guān)于氯水的敘述，正確的是（）。A.新制氯水中只含 C12和H2O分子B .新制氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色C.光照氯水有氣泡逸出，該氣體是C12D.氯水久置后，由于 C12揮發(fā)，酸性減弱【思路點(diǎn)撥】解題的關(guān)鍵是明確氯水的各種組成成分，這些組成成分決定了其性質(zhì)的多樣性。【答案】B【解析】在新制的氯水中溶有大量C12分子，其中小部分 C12與水發(fā)生反應(yīng)生成 HCl和HClO, HCl完全電離產(chǎn)生H+和

15、Cl，HClO部分電離產(chǎn)生 H +、ClO o所以氯水中有三種分子H2O、Cl2、HClO和四種離子H+、C、ClO OH一,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。HClO有強(qiáng)氧化性、漂白性，所以新制氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，故B項(xiàng)正確。HClO見光易分解放出 。2,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。氯水放置數(shù)天后 HClO分解接近完全，轉(zhuǎn)化為鹽酸，酸性增強(qiáng)， 故D項(xiàng)錯(cuò)誤。【總結(jié)升華】（1）氯水含有 HClO,常用于漂白、殺茵、消毒等。（2）氯水含有 Cl2,能與大多數(shù)的還原性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。（3）常溫下，氯水與堿反應(yīng)生成氯化物、次氯酸鹽及水。（4）在氯水中加入指示劑，先因H +的存在而變色，然后被次氯酸氧化而褪色。（5） Ag+與氯

16、水中的 C廠反應(yīng)而產(chǎn)生白色沉淀，而碳酸鹽與氯水反應(yīng)則因鹽酸的存在而放出 CO2。（6）光照氯水時(shí)，因次氯酸易分解而放出O2。舉一反三：【變式1】自來水一般是用少量的氯氣消毒。如果實(shí)驗(yàn)室中臨時(shí)沒有蒸儲(chǔ)水，可以用自來水配制某些急需的藥品，但有些藥品若用自來水配制，則明顯會(huì)導(dǎo)致藥品變質(zhì)。下列哪些藥品不能用自來水配制的是（）。A. Na2SO4B. NaCl C. AgNO 3 D. K2CO3【答案】CD【變式2】新制氯水中存在 H2。、Cl2、HClO、HCl ,其中能起殺菌消毒作用的是 ,能與鋅反應(yīng)生成氫 氣的是,能與硝酸酸化的硝酸銀溶液作用生成白色沉淀的是 ,能使染料和有機(jī)物質(zhì)褪色的是,能與F

17、eCl2反應(yīng)的是。【答案】HClO HCl HCl HClOCl2【解析】HClO具有強(qiáng)氧化性，可殺菌消毒和漂白有機(jī)物質(zhì)；HCl具有強(qiáng)酸性，能與活潑金屬反應(yīng)生成H2,并且HCl電離產(chǎn)生的C可與硝酸酸化的硝酸銀溶液反應(yīng)，生成白色沉淀；Cl2具有強(qiáng)氧化性，可與具有還原性的物質(zhì)反應(yīng)。類型四、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法,其中二氧化鎰的作、。若需制得純凈、干 的洗氣瓶。為防止氯氣污染空氣，例4、實(shí)驗(yàn)室用二氧化鎰和濃鹽酸加熱來制取氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 用是。按上述方法制得的氯氣中，可能含有的雜質(zhì)氣體有 燥的氯氣，應(yīng)將由發(fā)生裝置導(dǎo)出的氣體依次通過分別盛有 多余的氯氣通常可用 吸收，這個(gè)反應(yīng)的離子方程式為 【思路點(diǎn)

18、撥】本題考查氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法，在除雜過程中抓住每個(gè)雜質(zhì)氣體的特殊性質(zhì)進(jìn)行處理?！敬鸢浮縈nO2+4HCl (濃)=MnCl2+Cl2f +2H2O氧化劑 HClH2O ( g) 飽和食鹽水 濃硫酸NaOH 溶液Cl 2+2OH =Cl +ClO +H2OA 【解析】實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)為：MnO2+4HCl （濃）= MnCl2+Cl2 T +2H2O,由此分析從氣體發(fā)生裝置出來的氯氣中有 HCl和H2O （g）雜質(zhì)，所以需用飽和食鹽水洗去 HCl ,用濃硫酸干燥氯氣；由氯氣的密度和溶 解性，可選擇向上排空氣法收集氯氣；根據(jù)氯氣的性質(zhì)，可用濕潤的 KI淀粉試紙檢驗(yàn)集氣瓶是否充滿，剩余的 氯氣可

19、用NaOH溶液吸收。【總結(jié)升華】對氣體的實(shí)驗(yàn)室制法，一般應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮分析：反應(yīng)原理反應(yīng)裝置及儀器除雜裝置干燥裝置氣體收集方法及裝置驗(yàn)滿方法余氣處理裝置。要善于運(yùn)用所學(xué)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和氯氣的性質(zhì)，通過分析整理出有關(guān)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法的七個(gè)方面的內(nèi)容，使之成為理性記憶分析能力。 舉一反三：【變式1】某學(xué)生設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置用于制備純凈的C12。植和疊處水（1）裝置中有五處錯(cuò)誤，請指出 ,。（2）在更正后的裝置圖中，洗氣瓶（凈化氣體）中的飽和食鹽水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液的作用分別是：飽和食鹽水的作用： ;濃硫酸的作用： ;氫氧化鈉的作用： ?！敬鸢浮浚?）用長頸漏斗錯(cuò)誤，應(yīng)用分液漏斗 不能用稀鹽酸，應(yīng)用濃鹽酸 沒有用酒精燈，應(yīng)用 酒精燈加熱 盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒，應(yīng)予更換位置 盛飽和食鹽水洗氣瓶中的進(jìn)氣導(dǎo)管未插