高中化学4.2《富集在海水中的元素——氯》学案14（人教版必修1）.doc

111第二节　富集在海水中的元素——氯【本节学习要点】1．了解氯的存在和氯原子的结构；2.掌握氯气的物理性质、化学性质，了解Cl2的主要用途；3．了解次氯酸和漂白粉的性质和应用；4.掌握Cl－的检验重难点一、氯水的成分和性质1．反应原理及成分Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClOHClOH＋＋ClO－2HClO光照2HCl＋O2↑新制氯水中，所含的分子有：Cl2、H2O、HClO；离子有：H＋、Cl－、ClO－、OH－(少量)2．氯水的性质氯水的多种成分决定了它具有多重性质：①Cl2的强氧化性：与活泼金属(如Mg)，还原性离子或分子(如S2－、I－、HS－、Fe2＋等)反应，如Cl2＋2KII2＋2KClCl2＋H2S2HCl＋S↓Cl2＋2FeCl22FeCl3②HCl的强酸性：与弱酸盐Na2CO3、CaCO3、NaHCO3等反应如：CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑HClO酸性弱于H2CO3，与CaCO3不反应③HClO的强氧化性：漂白、杀菌、消毒；弱酸性④Cl－的性质：与Ag＋生成白色沉淀AgCl在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，例如另外，氯水呈黄绿色是因为新制氯水中含Cl2分子；新制氯水有刺激性气味是氯水中溶解的Cl2可挥发出来，有些反应中还会表现多种成分的性质。

氯水与不同试剂发生反应，氯水所表现哪种性质，必须视具体情况确定现列表如下：参与反应的微粒　所加试剂成药品实验现象离子方程式或解释Cl－AgNO3溶液白色沉淀Cl－＋Ag＋=AgCl↓H＋Na2CO3固体有气泡产生2H＋＋CO2＝CO2↑＋H2OHClO有色布条布条颜色褪去发生氧化还原反应Cl2FeCl2溶液溶液变棕黄色2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Cl2、H2OSO2黄绿色褪去SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SO2－4HClO、H＋Cl2、H＋石蕊试液后褪色镁粉先变红氯水的颜色褪去并有气泡产生酸性和漂白性Cl2＋H2O= HCl＋HClOMg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑3.液氯和氯水的比较液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、H2O、OH－H＋、Cl－、H2O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、无漂白性特别提醒　①久置氯水成分与性质分析：氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO，久置氯水中因发生2HClO光,2HCl＋O2↑，随HClO的消耗，最后成为盐酸，久置氯水酸性增强，无漂白性。

②氯水的保存：密封保存在棕色试剂瓶中，并放在阴暗处③Cl2尽管有较强的氧化性，但没有漂白性，氯水具有漂白性的原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性，使有色物质被氧化而褪色④氯水能导电，但氯水是混合物，液氯是单质，它们既不是电解质，也不是非电解质⑤离子共存问题：ClO－与Fe2＋、I－、S2－、HS－、SO等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存4．HClO、Na2O2(H2O2)、Ca(ClO)2、活性炭的漂白性比较漂白剂氯水(HClO)Na2O2Ca(ClO)2活性炭漂白原理氧化漂白氧化漂白氧化漂白吸附漂白紫色石蕊试液先变红后褪色先变蓝后褪色褪色褪色重难点二、氯气与碱的反应1．常温下，Cl2与碱反应的化学方程式的一般模式Cl2＋碱＝次氯酸盐＋金属氯化物＋水Cl2作氧化剂和还原剂，氧化剂与还原剂的质量比为1∶12．氯气与强碱溶液反应的本质Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O3．氯气与强碱反应的利用(1)制漂白液：Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O(2)吸收多余的Cl2用NaOH溶液(3)制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O由于Ca(OH)2溶解度小，制备时用石灰乳而不用石灰水。

4．漂白粉的有关问题(1)漂白原理Ca(ClO)2与空气中的H2O和CO2反应Ca(ClO)2＋H2O＋CO2CaCO3↓＋2HClO在溶液中：Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋CO2CaCO3↓＋2HClO，该反应可证明HClO酸性比H2CO3的酸性弱2)保存方法：由于漂白粉久置空气中易与空气中的H2O、CO2反应生成HClO，HClO易分解失效，其方程式表示为Ca(ClO)2＋CO2＋H2OCaCO3↓＋2HClO,2HClO光照,2HCl＋O2↑，由此可确定漂白粉的保存方法为：密封(隔绝空气)保存于避光干燥阴凉处3)向漂白粉溶液中加稀盐酸能增强其漂白性，原因是Ca(ClO)2＋2HClCaCl2＋2HClO，用离子方程式表示为ClO－＋H＋HClO，HClO浓度增大4)ClO－遇稀盐酸生成HClO，遇浓HCl生成Cl2，ClO－＋H＋＋Cl－Cl2↑＋H2O，洗厕灵(浓HCl)与84消毒液(主要成分为NaClO)混合生成Cl2重难点三、氯气的实验室制法1．反应原理4HCl(浓)＋MnO2△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑MnO2＋4HCl(浓)△M得1×2e－nCl2＋Cl失去2×e－2↑＋2H2O氧化剂：MnO2，还原剂：HCl离子方程式MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O注意　①MnO2与浓HCl在加热条件下反应，与稀HCl或不加热时，均不反应，因浓HCl随反应进行变稀，故盐酸不能完全反应。

②浓HCl一部分作还原剂，一部分起酸性作用③应缓缓加热，防止盐酸挥发2．仪器装置：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Cl23．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，则证明已经集满5．尾气处理Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收特别提醒　(1)气体的制备装置一般包括：气体发生气体净化气体收集尾气吸收(2)气体净化装置的选择依据：反应物状态，反应条件气体收集的选择依据：气体的密度、溶解性及在空气中的稳定性3)不用Ca(OH)2溶液吸收多余的Cl2，因为Ca(OH)2的溶解度小，吸收Cl2不彻底题型1氯水的性质【例1】　常用氯气给自来水消毒，某同学用自来水配制下列物质的溶液，会产生明显药品变质的是(　　)①FeCl2　②AgNO3　③Na2CO3　④AlCl3　⑤KI　⑥石蕊试液A．①②④ B.①②③⑤⑥C．①②④⑥ D.全部解析　氯水中含有Cl 2、H2O、HClO、H＋、Cl－等，Cl2氧化FeCl2、KI；Cl－与AgNO3反应；H＋与Na2CO3反应；石蕊试液先遇H＋变红后被HClO氧化而褪色，Al3＋与这些微粒不反应。

故只有④不会产生明显的药品变质答案　B氯水中加入FeCl2、KI、NaBr、Na2S、Na2SO3或通入SO2、H2S等还原性物质时，起氧化作用的是Cl2而不是HClO氯水具有漂白作用是因为氯水中含有HClO，HClO具有强氧化性，而Cl2没有漂白性归纳整合氯水的性质表现(1)氯水含有HClO，常用于漂白、杀菌、消毒等2)氯水含有Cl2，能与还原性物质发生反应3)在氯水中加入指示剂，先因H＋的存在而变色，然后被HClO氧化而褪色4)Ag＋与氯水中的Cl－反应生成白色沉淀，而碳酸盐与氯水反应则因H＋的存在而放出CO25)光照氯水时，因HClO易分解而放出O2 题型2 Cl－的检验【例2】　氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢，为了防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，应选用的检验试剂是(　　)A．水 B.硝酸银溶液C．氢氧化钠溶液 D.KI溶液解析　根据已有的知识和题目所给信息，要检查CHCl3是否变质，只要检验是否有HCl生成即可。

HCl溶于水得盐酸，含有氯离子，所以可用硝酸银溶液来检验答案　BCHCl3、CCl4不溶于水，不能电离出Cl－，KClO3、Ca(ClO)2溶于水，但不能电离出Cl－，加AgNO3溶液和稀HNO3不能生成白色沉淀AgCl拓展提升思考　1.怎样用实验方法证明KClO3中含有氯元素？2．某溶液中同时存在Cl－、SO、Ag2SO4为难溶于水的白色沉淀，如何检验溶液中含有Cl－？思路点拨　1.在KClO3中存在K＋和ClO，要证明KClO3中含有氯元素，需思考的问题是如何才能使ClO转化为Cl－，通过检验Cl－来证明KClO3中存在氯元素2．检验Cl－时，为防止SO的干扰，应选择试剂将SO转化为BaSO4沉淀除去，再检验Cl－答案　1.将KClO3与MnO2混合并加热，然后将残余固体溶于水，过滤，向滤液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则说明KClO3中含有氯元素2．先向少许待测溶液中加入定量的Ba(NO3)2溶液，静置，取上层清液滴加AgNO3溶液和稀HNO3，若有白色沉淀生成，则证明含有Cl－题型3 Cl2与碱反应的计算【例3】　一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100 mL 3.00 mol/L的NaOH溶液(密度为1.12 g/mL)恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.05 mol。

1)原NaOH溶液的质量分数为________2)所得溶液中Cl－的物质的量为________mol3)所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n(Cl2)∶n(H2)＝________解析　(1)n(NaOH)＝0.1 L×3.00 mol/L＝0.3 mol，故NaOH的质量为m1(NaOH)＝0.3 mol×40 g·mol－1＝12 g，溶液的质量为m2＝100 mL×1.12 g·mL－1＝112 g所以NaOH溶液的质量分数为w(NaOH)＝×100%＝×100%＝10.7%2)根据Na守恒n(NaCl)＝n(NaOH)－n(NaClO)＝0.3 mol－0.05 mol＝0.25 mol，即n(Cl－)＝0.25 mol3)从所给物质间的反应情况看，可以将原来的Cl2分为两部分，一部分发生反应①H2＋Cl22HCl，此部分转化为NaCl，另一部分发生反应②Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，从反应②可推出该部分Cl2的物质的量n1(Cl2)＝n(NaClO)＝0.05 mol，根据NaOH守恒发生反应①的Cl2为n2(Cl2)＝[n(NaOH)－n(NaClO)×2]/2＝(0.3 mol－0.05 mol×2)/2＝0.1 mol，此部分需要H2也为0.1 mol，即n(H2)＝0.1 mol，因此参加反应的Cl2和H2物质的量之比。