人教版高中化学必修一4.2富集在海水中的元素——氯ppt课件.ppt

第二节 富集在海水中的元素 —— 氯 学习目标 1. 了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2. 了解实验室制取 Cl 2 的原理和实验装置。 3. 掌握 Cl － 的检验方法。 一、活泼的黄绿色气体 —— 氯气 (Cl 2 ) 1 ．氯的原子结构及存在 (1) 原子结构 原子结构示意图为  ，氯原子容易得到一 个电子而形成 Cl － ，表现为典型的 性。 非金属 氯在自然界中以 态存在，主要以 的形式存在。 化合 NaCl 2 ．氯气的发现 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 体积水溶解 2 体积氯气 4. 化学性质 Cl 2 的化学性质很活泼，具有很强的 性。 (1) 主要反应 氧化 苍白色 (2) 氯水 ——Cl 2 的水溶液 ①氯水的性质 实验操作 实验现象 结论 有色布条不褪色 干燥的 Cl 2 漂白作用 有色布条褪色 氯水有漂白作用，起漂白作用的是 无 HClO ② 次氯酸的性质 弱 杀菌、消毒 (3) 漂白剂的制取 ①漂白液：反应的化学方程式为： Cl 2 ＋ 2NaOH===NaCl ＋ NaClO ＋ H 2 O ，有效成分是 。 ② 漂白粉：反应的化学方程式为： 2Cl 2 ＋ 2Ca(OH) 2 ===CaCl 2 ＋ Ca(ClO) 2 ＋ 2H 2 O ，主要成分是 ，有效成分是 。 NaClO CaCl 2 、 Ca(ClO) 2 Ca(ClO) 2 (1) 漂白粉和木炭都能使红墨水褪色，其原理相同吗？ (2) 漂白粉露置于空气中会变质，发生的主要反应有哪些？ 思考 【 思考 · 提示 】 　 (1) 不同。漂白粉中的 Ca(ClO) 2 在酸性溶液中具有强氧化性，使有色物质被氧化而褪色，而木炭则具有强的吸附性，可吸附色素而使红墨水褪色。 二、氯离子 (Cl － ) 的检验 1 ．方法：先加 ，再加稀 。 2 ．现象：产生 ，加稀 HNO 3 ，沉淀 。 3 ．原理： Ag ＋ ＋ Cl － ===AgCl↓ 。 4 ．加稀硝酸的目的：排除 等离子的干扰。 AgNO 3 溶液 HNO 3 白色沉淀 不溶解 CO 3 2 － 1 ．氯水和液氯的区别 要点一 氯水和液氯 液氯 新制氯水 久置氯水 成分 Cl 2 Cl 2 、 HClO 、 H 2 O 、 H ＋ 、 Cl － 、 ClO － 、 OH － H ＋ 、 Cl － 、 H 2 O OH － 分类 纯净物 混合物 混合物 颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色 性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性 2. 新制氯水的性质 在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，列表如下： 所加试剂 参与反应的微粒 实验现象 离子方程式或解释 AgNO 3 溶液 Cl － 白色沉淀 Cl － ＋ Ag ＋ ===AgCl ↓ Na 2 CO 3 固体 H ＋ 有气泡产生 2H ＋ ＋ CO 3 2 － ===CO 2 ↑ ＋ H 2 O 有色布条 HClO 布条颜色褪去 发生氧化还原反应 FeCl 2 溶液 Cl 2 溶液变棕黄色 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 石蕊溶液 HClO 、 H ＋ 先变红后褪色 酸性和漂白性 镁粉 Cl 2 、 H ＋ 氯水的颜色褪去并有气泡产生　　 Mg ＋ Cl 2 ===Mg 2 ＋ ＋ 2Cl － Mg ＋ 2H ＋ ===Mg 2 ＋ ＋ H 2 ↑ 　氯水久置，会因 HClO 的分解导致其中的 Cl 2 全部与 H 2 O 反应， HClO 完全分解生成盐酸和 O 2 ，使溶液酸性增强，失去强氧化性而变质。 特别提醒 用滴管把新制的氯水逐滴加到含有酚酞的氢氧化钠溶液中，当加到最后一滴时，溶液的红色突然消失。对产生实验现象的原因有两种推测： ① 是氯水中的次氯酸的漂白性使它由红色变成无色； ② 是氯水的酸性 (H ＋ ) 使它由红色变成无色。假设其中一种是正确的。 请你设计一个实验，由实验现象对以上的推测作出判断。 (1) 要使用的实验用品： _______________ ________________________________________________________________________________________________________________ ； 例 1 (2) 要进行的实验操作： ____________ ________________________________________________________________________________________________________________ ； (3) 实验现象和结论： _______________ _______________________________________________________________________________________________________________ 。 【 解析 】 　酚酞滴入碱液中呈红色，若 ① 的推测正确，说明有色物质被次氯酸氧化，即酚酞已经变质，向其中加入 NaOH 溶液，溶液呈碱性，溶液不再变红色；若 ② 的推测正确，向溶液中再加入 NaOH 溶液，溶液会呈红色。 【 答案 】 　 (1)NaOH 溶液、 pH 试纸、玻璃棒 (2) 向已褪色的溶液中滴加 NaOH 溶液至呈碱性 (3) 滴加 NaOH 溶液后若溶液恢复红色说明推测 ② 正确，若溶液仍为无色说明推测 ① 正确 1 ．下列关于氯水的叙述，正确的是 ( 　　 ) A ．新制氯水中只含有 Cl 2 和 H 2 O 分子 B ．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 C ．光照氯水有气泡逸出，该气体是 Cl 2 D ．氯水放置数天后，酸性增强 变式训练 解析 ： 选 BD 。 在新制的氯水中溶有大量 Cl 2 分子，其中小部分 Cl 2 与水发生反应生成盐酸和次氯酸， HCl 完全电离成 H ＋ 和 Cl － ， HClO 部分电离产生 H ＋ 、 ClO － 。所以氯水中含有 H 2 O 、 Cl 2 、 HClO 分子和 H ＋ 、 Cl － 、 ClO － 、 OH － 离子。 HClO 有强氧化性、漂白性，见光易分解放出 O 2 。氯水放置数天后 HClO 分解接近完全，转化为盐酸，酸性增强。 1 ．反应原理 要点二 Cl 2 的实验室制取 主要仪器：铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。 Cl 2 的制备、净化装置如图所示： 说明 ： C 装置的作用是除去 Cl 2 中的 HCl ， D 装置的作用是干燥 Cl 2 。 F 装置的作用是吸收多余的 Cl 2 。 3 ．收集方法 (1) 向上排空气法 (Cl 2 密度大于空气 ) 。 (2) 排饱和食盐水法 (Cl 2 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 ．尾气处理 Cl 2 有毒，易污染空气，需用 NaOH 溶液吸收。 气体的制备装置一般包括反应装置、除杂装置、收集装置、尾气处理装置等。反应装置的选择要依据反应物的状态和反应的条件。收集方法的选择应考虑气体密度、溶解性及在空气中的稳定性。是否处理尾气，要取决于该气体是否有毒。一个装置的选择实际上与气体的性质密切相关。　 特别提醒 回答下列问题： (1) 装置中的大试管内发生反应的离子方程式为 _________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________ 。 例 2 (2) 装置中能否省去盛饱和 NaCl 溶液的洗气瓶？ ____________ ，理由是 __________ ______________________________________________________________ 。 (3) 装置中能否省去盛浓硫酸的洗气瓶？ _________________________________ ___________________________________ ， 理由是 ___________________________ _____________________________________________ 。 (4) 装置中能否省去盛冰水的烧杯？ ______________ ，理由是 ____________ 。 【 思路点拨 】 　解答本题要注意以下两点： (1) 分析实验原理，结合实验装置判断各种药品的作用。 (2) 结合题中信息确定可能发生的副反应。 【 答案 】 　 (1)Cl 2 ＋ 2OH － ===Cl － ＋ ClO － ＋ H 2 O (2) 否　氯气中混有的 HCl 气体进入大试管中也会和氢氧化钠溶液反应，降低了 NaClO 的产量和纯度 (3) 能　少量水蒸气进入试管中不影响反应 (4) 否　氯气和水的反应是放热反应，反应时温度升高，可能引起副反应，生成 NaClO 3 如制取 NaClO 3 ，需加热至 70 ℃ ，而且要求温度较稳定，怎样才能实现？ 【 提示 】 　向烧杯内加入 70 ℃ 的水，用温度计测量温度，用酒精灯进行间断性的水浴加热。 互动探究 2 ．在下图所示的装置中， A 是 Cl 2 发生装置， C 、 D 为气体的净化装置， C 中装有饱和食盐水， D 中装有浓硫酸， E 是硬质玻璃管 ( 其中装有细铁丝网 ) ， F 为干燥的广口瓶，烧杯 G 为尾气吸收装置。 变式训练 (1)A 、 B 、 G 中各装有什么药品： A________ ， B________ ， G________ 。 (2) 分析 A 中生成的 Cl 2 中可能含有哪些杂质气体？ ___________________________________ ____________________________________ 。 (3) 为什么 A 中生成的气体一定要经过 C 、 D 两个装置？ _______________________________ _______________________________________ 。 (4) 反应时 E 中的现象为 _______________ ，生成的物质是 ________( 填化学式 ) 。 (5) 写出 G 和 E 中反应的化学方程式： _____ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。 解析 ：本题主要考查的是实验操作，应熟练地掌握实验室安全知识及注意事项。 由图可知，整套装置包括 Cl 2 的发生、净化、与 Fe 粉的反应、收集和尾气吸收等几部分。由于浓盐酸易挥发，故生成的 Cl 2 中必含有 HCl 和水蒸气等杂质，若不除去这些杂质，则会影响 Cl 2 与 Fe 在高温下的反应，使生成物不纯。另外， FeCl 3 遇水极易水解变质，这一点将在以后学到。 答案 ： (1)MnO 2 　浓盐酸　 NaOH 溶液　 (2)HCl 和水蒸气　 (3) 除去 HCl 和水蒸气，否则会影响 Cl 2 与 Fe 在高温下的反应，使生成物不纯　 (4) 有棕黄色烟　 FeCl 3