《2022版高中化學 第四章 非金屬及其化合物 第2節(jié) 富集在海水中的元素——氯學案 新人教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022版高中化學 第四章 非金屬及其化合物 第2節(jié) 富集在海水中的元素——氯學案 新人教版必修1（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022版高中化學 第四章 非金屬及其化合物 第2節(jié) 富集在海水中的元素——氯學案 新人教版必修1 1．了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應用。(重點) 2．了解實驗室制取Cl2的原理和實驗裝置。(重難點) 3．掌握Cl－的檢驗方法。(重點) 氯氣的制法和氯氣及其化合物的性質(zhì) [基礎·初探] 1．氯氣 (1)氯的原子結構及存在 (2)氯氣的實驗室制法 在實驗室里常用MnO2和濃鹽酸共熱來制取Cl2，該化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (3)氯氣的物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 毒性 溶解性 黃綠色 氣體 刺

2、激性氣味 有毒 25℃時，1體積水溶解約2體積氯氣 (4)氯氣的化學性質(zhì) ①與金屬的反應： ②與非金屬的反應： 與H2反應：H2＋Cl22HCl。 現(xiàn)象：火焰為蒼白色，瓶口出現(xiàn)白霧。 ③與水反應： 氯氣與水反應的化學方程式為Cl2＋H2O===HCl＋HClO。 ④與堿的反應： a．與NaOH反應——制漂白液 化學方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 漂白液的有效成分為NaClO。 b．與Ca(OH)2反應——制漂白粉 化學方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 漂白粉的成分是CaCl2和C

3、a(ClO)2。 (5)氯氣的用途 ①Cl2是一種重要的化學工業(yè)物質(zhì)。氯的化合物可作為制取高純硅、鍺(半導體)和金屬鈦的重要中間物質(zhì)。 ②在有機化工中，氯氣是合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品的重要原料。 2．次氯酸 (1)物理性質(zhì) 常溫下僅存在于水溶液中，有刺激性氣味。 (2)化學性質(zhì) ①弱酸性(酸性小于碳酸)： NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO。 ②不穩(wěn)定性：2HClO2HCl＋O2↑。 ③強氧化性：能氧化還原性物質(zhì)(如Na2SO3、FeCl2、KI等)，使有色布條、品紅褪色： Na2SO3＋HClO===Na2SO4＋HCl。 【特

4、別提醒】　液氯、新制氯水、久置氯水的區(qū)別 液氯 新制氯水 久置氯水 成分 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－ H＋、Cl－、H2O、OH－ 分類 純凈物 混合物 混合物 [探究·升華] [思考探究] 探究1　氯水的多重性 (1)向氯水中加入紫色石蕊試液，有什么現(xiàn)象？體現(xiàn)什么性質(zhì)？ 【提示】　先變紅后褪色，酸性和漂白性。 (2)對氯水微熱有什么現(xiàn)象？ 【提示】　有氣泡產(chǎn)生，氯水顏色變淺。 (3)將氯水滴入NaHCO3溶液中，有何現(xiàn)象？為什么？ 【提示】　溶液中產(chǎn)生氣泡，因為氯水中的鹽酸與NaHCO3發(fā)生反應：HCO＋H＋=

5、==H2O＋CO2↑。 (4)氯水中加入AgNO3溶液，有什么現(xiàn)象？ 【提示】　白色沉淀生成。 (5)向FeCl2溶液中加KSCN溶液，然后加入少量氯水，有什么現(xiàn)象？ 【提示】　加KSCN溶液無現(xiàn)象，加氯水后溶液變紅。 探究2　次氯酸漂白性的實驗探究 為了探究HClO的漂白性，某同學設計了如下的實驗。 問題思考： (1)通入Cl2，根據(jù)集氣瓶A、B中紅色布條的現(xiàn)象，你能得出什么結論？ 【提示】　Cl2不能使干燥的紅色布條褪色，Cl2能使?jié)駶櫟募t色布條褪色，因此Cl2不具有漂白作用，但Cl2溶于水后具有漂白作用。 (2)為了確認是HClO使?jié)駶櫟募t色布條褪色，你認為還需增

6、加的實驗是什么？ 【提示】　Cl2溶于水并與H2O發(fā)生反應Cl2＋H2O===HClO＋HCl，因此為了確認是HClO具有漂白性，還應增加一個將HCl通過濕潤紅色布條的實驗裝置，以驗證鹽酸不具有漂白性。 (3)燒杯中NaOH溶液的作用是什么？反應的離子方程式是怎樣的？ 【提示】　NaOH溶液用于吸收Cl2，反應的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 [認知升華] 升華1　氯水性質(zhì)的多重性 所加試劑 參與反 應的微粒 實驗現(xiàn)象 離子方程式或解釋 AgNO3溶液 Cl－ 白色沉淀 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ Na2CO3固體 H＋ 有氣

7、泡產(chǎn)生 2H＋＋CO===CO2↑＋H2O 有色布條 HClO 布條顏色褪去 漂白性 FeCl2溶液 Cl2 溶液變棕黃色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 石蕊溶液 HClO、H＋ 先變紅后褪去 酸性和漂白性 升華2　次氯酸的漂白性 注意：干燥的Cl2無漂白性，氯水漂白性的實質(zhì)是HClO的漂白性。 [題組·沖關] 題組1　Cl2及氯水的性質(zhì)與應用 1．下面對氯的敘述，正確的是(　　) A．液氯可使?jié)竦募t布條褪色，所以液氯具有漂白性 B．氯氣沒有漂白性，但通入品紅溶液中，品紅的紅色褪去 C．在通常情況下，氯氣可以和任何金屬直接化合 D

8、．氯氣有毒，可以用澄清的石灰水吸收尾氣；久置的氯水最終變?yōu)橄←}酸 【解析】　次氯酸具有漂白性，液氯沒有漂白性，A項錯誤；氯氣沒有漂白性，但通入品紅溶液中，氯氣和水反應生成的次氯酸使品紅褪色，B項正確；在點燃或加熱的情況下，氯氣可以和大多數(shù)金屬直接化合，C項錯誤；氯氣有毒，可以用氫氧化鈉溶液吸收尾氣，而澄清石灰水濃度太小，吸收效果不好，D項錯誤。 【答案】　B 2．在氯水中存在多種分子和離子，可通過實驗的方法加以確定，下列說法中可能錯誤的是(　　) A．加入含有NaOH的酚酞試液，紅色褪去，說明有H＋存在 B．加入有色布條后，有色布條褪色，說明有HClO分子存在 C．氯水呈淺黃綠色，

9、且有刺激性氣味，說明有Cl2分子存在 D．加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明有Cl－存在 【解析】　氯氣溶于水，且與水發(fā)生反應，氯水的成分呈現(xiàn)多樣性，加入含有NaOH的酚酞試液，紅色褪去，可能是氯水中的H＋恰好與OH－中和，也可能是HClO漂白，A項錯誤；HClO有強氧化性，可使有色布條褪色，B項正確；氯水中因含有Cl2分子而呈淺黃綠色，C項正確；氯水中含有Cl－，與硝酸酸化的AgNO3溶液反應產(chǎn)生白色沉淀，D項正確。 【答案】　A 3．新制氯水與久置的氯水相比較，下列結論不正確的是(　　) A．都呈酸性 B．前者能使有色布條褪色 C．光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體

10、是Cl2 D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀 【解析】　新制氯水中含有分子Cl2、HClO、H2O，離子H＋、Cl－、ClO－、OH－，光照時發(fā)生反應2HClO2HCl＋O2↑，所以久置的氯水實際上已經(jīng)是鹽酸，故A、B、D正確，C錯誤。 【答案】　C 4．如圖是一組檢驗氯氣性質(zhì)的裝置。 (1)現(xiàn)關閉活塞K，若有色布條是干燥的，溶液B為濃硫酸，則有色布條________；若溶液B為水，則有色布條________；若溶液B為飽和的NaHCO3溶液，則有色布條________。 (2)現(xiàn)打開K，溶液B為氫氧化鈉溶液，通入的Cl2是濕潤的，布條是干燥的，則有色布條________。

11、 【解析】　(1)關閉K通入Cl2，若B為濃硫酸，則進入(Ⅱ)的是干燥的Cl2，有色布條不褪色；若B為水，則進入(Ⅱ)的是濕潤的Cl2，有色布條褪色；若B是NaHCO3溶液，則Cl2在(Ⅰ)中被消耗，有色布條不褪色。(2)打開K，盡管B是NaOH溶液，濕潤的Cl2還是直接進入(Ⅱ)，有色布條褪色。 【答案】　(1)不褪色　褪色　不褪色　(2)褪色 題組2　Cl2的實驗室制法 5．某校化學興趣小組擬用濃鹽酸與二氧化錳加熱反應，制取并收集2瓶干燥、純凈的氯氣。為防止換集氣瓶時生成的氯氣污染空氣，設計了如下裝置： (1)寫出裝置 Ⅰ 燒瓶中發(fā)生反應的離子方程式：_____________

12、________ ___________________________________________________________。 (2)裝置Ⅱ中盛放的藥品是飽和氯化鈉溶液，其作用是__________________ _____________________________________________________________； 裝置Ⅲ的作用是干燥氯氣，應盛放____________。 (3)實驗開始后，先________a________b(填“關閉”或“打開”，下同)；當集滿一瓶氯氣時，為減少換集氣瓶時氯氣的外溢，再________a________b，換好

13、集氣瓶后，繼續(xù)收集氯氣。 (4)興趣小組的某些同學準備在燒杯中加入下列溶液中的一種來吸收殘余氯氣，你認為其中不恰當?shù)氖莀_______(填字母)。 A．氫氧化鈉溶液 B．濃硫酸 C．水 【解析】　(1)裝置 Ⅰ 是制取氯氣的發(fā)生裝置，反應的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。 (2)Ⅱ、Ⅲ部分屬于凈化裝置，飽和氯化鈉溶液是除去氯氣中的HCl氣體；裝置Ⅲ應盛放濃硫酸，用來干燥氯氣。 (3)首先明確裝置Ⅳ的作用——用來臨時儲存氯氣，防止換集氣瓶時生成的氯氣排出；故實驗開始時，關閉a，打開b，換瓶時關閉b，打開a。 (4)要吸收多余的氯氣一般用堿液，氯

14、氣在水中和在濃硫酸中溶解度都非常小。 【答案】　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (2)除去Cl2中混有的HCl　濃硫酸 (3)關閉　打開　打開　關閉 (4)BC 【題后歸納】　Cl2的實驗室制法 (1)儀器裝置：固＋液氣 主要儀器：鐵架臺、酒精燈、圓底燒瓶、分液漏斗、集氣瓶、燒杯等。Cl2的制備、凈化裝置如圖所示： 說明：C裝置的作用是除去Cl2中的HCl，D裝置的作用是干燥Cl2，F(xiàn)裝置的作用是吸收多余的Cl2。 (2)收集方法 ①向上排空氣法(Cl2密度大于空氣)。 ②排飽和食鹽水法(Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可

15、除去實驗過程中揮發(fā)產(chǎn)生的HCl氣體)。 (3)尾氣處理 Cl2有毒，易污染空氣，需用NaOH溶液吸收，不能用澄清石灰水。 氯離子(Cl－)的檢驗 [探究·升華] [思考探究] 氯離子的檢驗實驗探究 (1)實驗探究過程 2～3 mL 試樣 現(xiàn)象 解釋或離子 方程式 AgNO3 溶液 稀硝酸 稀鹽酸 白色沉淀 不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ NaCl溶液 白色沉淀 不溶解 Cl－＋Ag＋===AgCl↓ Na2CO3 溶液 白色沉淀 溶解并產(chǎn)生氣泡 2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO

16、2↑＋H2O 自來水 渾濁 渾濁 自來水中含有少量Cl－， Ag＋＋Cl－===AgCl↓ ①若在某無色溶液中加入AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，則溶液中一定含有Cl－嗎？ 【提示】　不一定。因為Ag＋也可與CO等反應生成白色的Ag2CO3沉淀。 ②檢驗Cl－時為何要加入稀硝酸酸化？ 【提示】　加稀硝酸酸化目的是排除CO等的干擾，因為Ag2CO3可溶于稀硝酸，而AgCl不溶。 (2)Cl－的一般檢驗方法 [認知升華] 溶液中Cl－的檢驗注意的問題 (1)要排除CO、PO等離子的干擾，它們的銀鹽沉淀溶于稀硝酸。一般先在被測液中加入稀硝酸酸化，以排除干擾離子(CO、P

17、O)。 (2)若被檢液中有SO存在，由于SO可以與Ag＋生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸，則在檢驗Cl－之前，需先用Ba(NO3)2溶液除去SO，再加入硝酸酸化的AgNO3溶液檢驗Cl－的存在。 [題組·沖關] 1．檢驗Cl－所用的試劑為AgNO3溶液和稀硝酸，稀硝酸的作用是(　　) A．防止CO等離子的干擾 B．防止Cl－的干擾 C．生成AgNO3沉淀 D．防止NO的干擾 【答案】　A 2．檢驗某未知溶液中是否含有氯離子(Cl－)，正確的操作是(　　) A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生 B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，加入鹽酸，沉淀不消失 C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生 D．向未知溶液中加入稀鹽酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生 【解析】　A操作不正確，它不能排除CO等的干擾；B操作不正確，因為Ag2CO3跟HCl反應時，生成的AgCl仍是白色沉淀；D操作不正確，用鹽酸酸化，加入了Cl－。 【答案】　C