第13講氯氣的制取與性質(zhì)（課件）-2023年新高一化學(xué)銜接課程

新高一化學(xué)銜接課程第13講氯氣的制取與性質(zhì)【內(nèi)容導(dǎo)航】1．氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法。2．氯的原子結(jié)構(gòu)和氯氣的物理性質(zhì)。3．氯氣與金屬和非金屬反應(yīng)。4．氯氣與水的反應(yīng)。5．氯氣與堿的反應(yīng)。一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法1．氯元素的存在和氯氣的發(fā)現(xiàn)(1)氯元素在自然界中的存在在自然界中，氯元素全部以化合態(tài)的形式存在。海水中蘊(yùn)含豐富的氯元素，它主要以氯化鈉、氯化鎂等氯化物的形式存在。(2)氯氣的發(fā)現(xiàn)1774年，瑞典化學(xué)家舍勒將軟錳礦與濃鹽酸混合加熱，意外的產(chǎn)生一種具有強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色氣體。1810年，英國(guó)化學(xué)家戴維仔細(xì)研究了這種氣體，并將其命名為氯氣。2．氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法(1)反應(yīng)原理①實(shí)驗(yàn)室常用MnO2將濃鹽酸中化合態(tài)的氯元素氧化為游離態(tài)的氯氣。MnO2＋4HCl(濃)====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。②原理：利用強(qiáng)氧化劑氧化濃鹽酸中的Cl－生成Cl2，該反應(yīng)中MnO2為氧化劑，濃鹽酸為還原劑并且該實(shí)驗(yàn)還體現(xiàn)了濃鹽酸的酸性。△(2)儀器裝置①氣體發(fā)生裝置類(lèi)型：固＋液——→氣②發(fā)生裝置所用儀器：分液漏斗、圓底燒瓶、酒精燈。③除雜裝置：飽和食鹽水的作用是除去Cl2中少量的HCl氣體。濃硫酸的作用是干燥氯氣(或除去氯氣中的水蒸氣)。(3)收集方法：向上排空氣法(氯氣密度大于空氣)。(4)尾氣處理：用NaOH溶液吸收過(guò)量的氯氣，防止污染環(huán)境。△交流討論(1)為了減少鹽酸的揮發(fā)，應(yīng)采取哪些措施？①用小火慢慢加熱；②用分液漏斗慢慢滴加鹽酸。(2)若用足量

MnO2與含4molHCl的濃鹽酸充分反應(yīng)，理論上產(chǎn)生的Cl2____1mol(填“>”、“=”或“<”)。(3)實(shí)驗(yàn)室可以用KMnO4、KClO3、K2Cr2O7等代替MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，請(qǐng)寫(xiě)出KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣的化學(xué)方程式。2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O<【即學(xué)即練1】有關(guān)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的說(shuō)法中，正確的是（

）A．能用排水法收集氯氣B．如果加入足量的MnO2，鹽酸將會(huì)完全反應(yīng)C．可以用澄清石灰水來(lái)吸收氯氣D．如果加入足量的濃鹽酸，MnO2將會(huì)完全反應(yīng)D二、氯的原子結(jié)構(gòu)和氯氣的物理性質(zhì)1．氯的原子結(jié)構(gòu)ClCl-氯原子最外層有7個(gè)電子，容易得到1個(gè)電子而形成Cl－。氯是一種活潑的非金屬元素。氯氣(Cl2)是一種活潑的非金屬單質(zhì)。2．氯氣的物理性質(zhì)氯氣是一種黃綠色、密度比空氣大、有刺激性氣味的有毒氣體。常溫常壓下，1體積的水溶解約2體積的氯氣。氯氣易液化，在加壓條件下，氯氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)，可儲(chǔ)存在鋼瓶中。【即學(xué)即練2】下列說(shuō)法正確的是（

）A．Cl-和Cl2的性質(zhì)相同B．Cl2有毒，

Cl-也有毒C．Cl原子比Cl-離子活潑D．Cl2和Cl原子都呈黃綠色C三、氯氣與金屬和非金屬反應(yīng)氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì)，在一定條件下能與多種金屬和非金屬單質(zhì)反應(yīng)，生成氯化物。1．與金屬單質(zhì)反應(yīng)(1)與金屬鈉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：化學(xué)方程式：劇烈燃燒，黃色火焰，產(chǎn)生大量白煙2Na＋Cl2====2NaCl點(diǎn)燃(2)與鐵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：化學(xué)方程式：產(chǎn)生棕色煙2Fe＋3Cl2====2FeCl3點(diǎn)燃(3)與銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：化學(xué)方程式：產(chǎn)生棕黃色煙，溶于水，溶液呈藍(lán)綠色Cu＋Cl2====CuCl2點(diǎn)燃2．與非金屬單質(zhì)反應(yīng)H2+Cl2===========2HCl點(diǎn)燃或光照H2和Cl2的混合氣體點(diǎn)燃或光照會(huì)發(fā)生爆炸！氯氣與氫氣反應(yīng)：HCl氣體極易溶于水，工業(yè)上用氯氣和氫氣反應(yīng)制取鹽酸。H2在Cl2中能安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，有白霧產(chǎn)生?！炯磳W(xué)即練3】下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述正確的是(

)A．氫氣在氯氣中燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口上方形成白色煙霧B．鐵絲在氯氣中燃燒，產(chǎn)生棕褐色的煙，產(chǎn)物溶于水，溶液呈淺綠色C．銅絲在氯氣中燃燒，產(chǎn)生棕黃色的煙，產(chǎn)物溶于水，溶液呈藍(lán)綠色D．鈉在空氣中燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成白色固體C四、氯氣與水的反應(yīng)1．實(shí)驗(yàn)探究氯氣與水的反應(yīng)(1)實(shí)驗(yàn)操作：取一支100mL的針筒抽取80mL的氯氣和20mL的水，振蕩。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：活塞向里移動(dòng)，水溶液顏色逐漸變?yōu)闇\黃綠色。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①氯氣能溶于水，常溫常壓下，1體積的水約能溶解2體積的氯氣，氯水呈淺黃綠色。②溶于水的氯氣部分與水發(fā)生了反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：Cl2＋H2OHCl＋HClO。(4)可逆反應(yīng)的概念：可逆反應(yīng)是指在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。2．實(shí)驗(yàn)探究氯水的成分和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)1：將干燥的有色布條和濕潤(rùn)的有色布條分別放入兩瓶干燥的氯氣中。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：干燥的有色布條不褪色，濕潤(rùn)的有色布條褪色實(shí)驗(yàn)結(jié)論：干燥的氯氣沒(méi)有漂白性，氯水有漂白性。說(shuō)明氯氣與水反應(yīng)生成了具有漂白性的物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)2：分別用玻璃棒蘸取新制氯水和稀鹽酸，滴在pH試紙上。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：新制氯水滴在pH試紙上，試紙先變紅后褪色稀鹽酸滴在pH試紙上，試紙變紅色氯水顯酸性，具有漂白作用，稀鹽酸沒(méi)有漂白性。實(shí)驗(yàn)3：在潔凈的試管中加入1mL性質(zhì)氯水，再向試管中加入幾滴硝酸銀溶液和稀硝酸。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有白色沉淀生成，且白色沉淀不溶解。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氯水中含有Cl-。(2)氯水的成分：①氯水中含有H2O、Cl2、HClO等分子，也含有H+、Cl-、ClO-、OH-等離子。②氯水具有漂白性，其漂白作用的微粒是HClO。3．次氯酸的性質(zhì)(1)弱酸性：次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱，電離方程式為：HClOH++ClO-氯氣和水反應(yīng)的離子方程式為：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(2)不穩(wěn)定性：次氯酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2HClO====2HCl＋O2↑。(3)強(qiáng)氧化性：次氯酸具有強(qiáng)氧化性(其氧化性比氯氣強(qiáng))可用于自來(lái)水的殺菌消毒，能使染料等有機(jī)色素褪色，有漂白作用。光照4．新制氯水的性質(zhì)【即學(xué)即練4】下列關(guān)于氯水的敘述中正確的是(

)A．新制氯水中的微粒只含Cl2和H2OB．新制氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色C．光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2D．新制氯水在密閉無(wú)色玻璃瓶中放置數(shù)天后酸性將減弱B五、氯氣與堿的反應(yīng)1．氯氣與堿反應(yīng)(1)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)——制取漂白液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。漂白液的有效成分是次氯酸鈉（NaClO）。實(shí)驗(yàn)室用NaOH溶液吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境。(2)與石灰乳反應(yīng)——制取漂白粉反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。漂白粉的主要成分是CaCl2

、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。2．含氯消毒劑的合理使用①漂白粉應(yīng)密封、避光保存，并置于陰涼干燥處。②含氯漂白劑與潔廁劑（含有鹽酸）不能混合使用，因?yàn)閮烧呋旌蠒?huì)反應(yīng)生成氯氣。③新型滅菌消毒劑——二氧化氯：殺菌、消毒能力比氯氣強(qiáng)。(1)向Ca(ClO)2溶液中通入CO2氣體，有白色沉淀生成，寫(xiě)出化學(xué)方程式_______________，該反應(yīng)的能進(jìn)行的原因是__________________；(2)向CaCl2溶液中通入CO2氣體，有什么現(xiàn)象？原因是__________________________。交流討論答案：(1)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO碳酸的酸性比HClO強(qiáng)，反應(yīng)生成了更難電離的HClO。(2)無(wú)任何現(xiàn)象，碳酸鹽可與鹽酸反應(yīng)，且碳酸的酸性比鹽酸弱?！炯磳W(xué)即練5】氯氣及含氯化合物常被用來(lái)殺菌、消毒。(1)我國(guó)多數(shù)地區(qū)的自來(lái)水廠使用氯氣殺菌、消毒。氯氣和水反應(yīng)生成具有殺菌作用的物質(zhì)是___________。(2)工業(yè)上將氯氣通入氫氧化鈉溶液中制取消毒液，反應(yīng)的化學(xué)方程式是__