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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 第一單元氯 溴 碘及其化合物 第1課時 氯氣的制備和性質(zhì) 一 海水中的化學(xué)資源 1 海水中蘊(yùn)含的元素有 多種 它是一個巨大的寶 藏 期待著人們的開發(fā)和利用 2 海水中的氯化物主要為 其次是 和 3 海水中還蘊(yùn)含豐富的溴元素和碘元素 其中 元素被稱為 海洋元素 80 NaCl MgCl2 KCl CaCl2 溴 二 氯氣的生產(chǎn)原理1 工業(yè)上制氯氣 以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)稱為 電解食鹽水的化學(xué)方程式為 2 實驗室制氯氣 濃鹽酸與二氧化錳混合加熱 生成一種 色氣體 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 氯堿工業(yè) 黃綠 三 氯氣的性質(zhì) 1 氯氣的物理性質(zhì) 通常情況下 氯氣是一種 色 密度比空氣 有 氣味的 氣體 氯氣 溶于水 常溫下 1體積的水約能溶解2體積氯氣 2 氯氣的化學(xué)性質(zhì) 1 氯氣是一種化學(xué)性質(zhì) 的非金屬單質(zhì) 能與多種 和 直接化合 鐵在氯氣中燃燒 生成 反應(yīng)方程式為 氫氣在氯氣中燃燒 生成 溶于水后得 反應(yīng)方程式為 黃綠 大 刺激性 有毒 能 很活潑 金屬 非金屬 FeCl3 HCl 鹽酸 2 氯氣的水溶液稱為 因溶有氯氣呈 色 溶解在水中的氯氣能與水發(fā)生反應(yīng) 生成 和 反應(yīng)方程式為 3 氯氣和堿溶液反應(yīng)生成 和 工業(yè)上可用氯氣和 為原料制造漂白粉 反應(yīng)方程式為 3 氯氣的用途 氯氣是一種重要的 原料 在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用十分廣泛 自來水的 農(nóng)藥的生產(chǎn) 藥物的合成等都需要用到氯氣 氯水 黃綠 鹽酸 次氯酸 石灰乳 次氯酸鹽 氯化物 水 化工 消毒 四 次氯酸的性質(zhì) 1 次氯酸是一種 酸 其酸性比碳酸 填 強(qiáng) 或 弱 2 次氯酸的 性很強(qiáng) 具有殺菌 消毒及漂白的功 能 3 次氯酸 容易分解放出氧氣 在陽光的照射下 分解速率加快 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 弱 弱 氧化 不穩(wěn)定 氯氣的制法1 工業(yè)制取氯氣 1 反應(yīng)原理 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 2 實驗裝置如圖2 1 1 1圖2 1 1 1 3 實驗現(xiàn)象 接通電源后 石墨棒上產(chǎn)生黃綠色氣體 鐵棒上產(chǎn)生無色 氣體 4 電解產(chǎn)物的驗證 通電一段時間后用小試管收集導(dǎo)管a導(dǎo)出的氣體 用拇指堵住試管口 移近點(diǎn)燃的酒精燈 松開拇指 現(xiàn)象 有輕微爆鳴聲 結(jié)論 說明有氫氣產(chǎn)生 取一支小試管 用向上排空氣法收集從b管導(dǎo)出的氣體 用濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近管口 現(xiàn)象 試紙變藍(lán) 結(jié)論 說明有氯氣產(chǎn)生 化學(xué)方程式為 Cl2 2KI 2KCl I2 碘遇淀粉變藍(lán) 關(guān)閉電源 打開U形管左端的橡皮塞 向溶液中滴加1 2滴酚酞溶液 現(xiàn)象 溶液顏色變紅 結(jié)論 生成了堿性物質(zhì) 實驗表明 電解食鹽水可以得到黃綠色的氯氣 同時生成氫氣和氫氧化鈉溶液 2 氯氣的實驗室制法 1 反應(yīng)原理 4HCl 濃 MnO2 MnCl2 2H2O Cl2 2 實驗裝置如圖2 1 1 2 圖2 1 1 2 除去HCl除去 3 實驗步驟實驗室制取干燥純凈的氯氣可按如下思路設(shè)計 發(fā)生裝置 凈化裝置 收集裝置 尾氣吸收 固 液 氣 H2O向上排空氣法收集NaOH溶液吸收 氯氣的化學(xué)性質(zhì)氯原子的最外電子層上有7個電子 容易得1個電子達(dá)到8元素的化合價易降低 而且氯氣發(fā)生這種變化的趨勢比同學(xué)們熟知的氧氣還要強(qiáng) 1 與金屬反應(yīng)氯氣能跟絕大多數(shù)的金屬直接化合 如果是與變價金屬反應(yīng) 一般都生成高價態(tài)金屬氯化物 2Na Cl2 2NaCl 白煙 Cu Cl2 CuCl2 棕黃色煙 濃CuCl2溶液呈綠色 中 等濃度的CuCl2溶液呈藍(lán)綠色 2Fe 3Cl2 2FeCl3 棕黃色煙 溶液呈棕黃色 常溫下 干燥Cl2不與鐵反應(yīng) 可用鋼瓶儲存液氯 2 與非金屬反應(yīng) H2 Cl2 2HCl 火焰呈蒼白色 有白霧 把生成的HCl溶于水即得鹽酸 工業(yè)制鹽酸就利用此反應(yīng) 光照H2和Cl2的混合氣體時 會發(fā)生爆炸 因此工業(yè)生產(chǎn)中不能用光照的方法取制HCl 要用點(diǎn)燃的方法 3 與水反應(yīng)在溶于水的氯氣中 有一部分與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸 鹽酸和次氯酸同時又能起反應(yīng)生成氯氣和水 像這樣的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng) Cl2 H2O HCl HClO 4 與堿反應(yīng) Cl2十2NaOH NaCl NaClO十H2O 實驗室常用NaOH溶液來吸收多余的Cl2 漂白粉的制取 成分和漂白原理 a 工業(yè)上生產(chǎn)漂白粉的原理 2Cl2 2Ca OH 2 Ca ClO 2 CaCl2 2H2O b 漂白粉的主要成分 Ca ClO 2和CaCl2 漂白粉的有效 成分 Ca ClO 2 c 漂白粉漂白和消毒的原理 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 生成的HClO具有漂白和消毒作用 該反應(yīng)也證明了H2CO3的酸性比HClO強(qiáng) 氯水的多重性質(zhì) 氯水中含有多種成分 Cl2 H2O HClO HCl 因此氯水 的性質(zhì)具有多元性 氯氣的制取 例1 圖2 1 1 3所示 A是氯氣的發(fā)生裝置 B C是凈化氣體的裝置 B中盛飽和食鹽水 C中盛濃硫酸 D中裝鐵絲網(wǎng) 反應(yīng)后E的底部有棕色固體聚集 F是吸收多余氣體的裝置 圖2 1 1 3 1 反應(yīng)前A中分液漏斗中裝的藥品是 燒瓶中 裝的藥品是 2 通過B是為了除去 通過C是為了除去 3 寫出A D F的化學(xué)方程式 解析 A是氯氣的發(fā)生裝置 根據(jù)裝置特點(diǎn) 應(yīng)為濃鹽酸和MnO2 的反應(yīng) B是除去揮發(fā)出的HCl C是干燥裝置 E收集產(chǎn)品 F尾氣的吸收 配對訓(xùn)練 1 某校化學(xué)興趣小組用濃鹽酸與二氧化錳加熱反應(yīng) 制取并收集兩瓶干燥 純凈的氯氣 為防止換集氣瓶時生成的氯氣污染空氣 他們設(shè)計了如圖2 1 1 4所示的裝置 圖2 1 1 4 1 寫出裝置 燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 2 裝置 中盛放的藥品是飽和氯化鈉溶液 其作用是 裝置 的作用是干燥氯氣 應(yīng)盛放 裝置 中盛放的藥品是氫氧化鈉溶液 其作用是 3 實驗開始后 先 a b 填 關(guān)閉 或 打開 下同 當(dāng)收集滿一瓶氯氣時 為減少換集氣瓶時氯氣的外逸 再 a b 換好集氣瓶后 繼續(xù)收集氯氣 答案 1 MnO2 4HCl 濃 MnCl2 Cl2 2H2O 濃硫酸 吸收多余的氯氣 防止 2 除去Cl2中混有的HCl污染空氣 3 關(guān)閉 打開 打開 關(guān)閉 2 工業(yè)生產(chǎn)氯氣常用 電解飽和食鹽水法 根據(jù)圖2 1 1 5所示 回答 1 2 兩題 反應(yīng)加入的水或生成的水均略去 圖2 1 1 5 1 寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式 A B C D E F 2 寫出反應(yīng) 的化學(xué)方程式 氯氣的性質(zhì) 例2 某學(xué)生用圖2 1 1 6所示的方法研究物質(zhì)的性質(zhì) 其中氣體A的主要成分是氯氣 雜質(zhì)是空氣和水蒸氣 回答下列問題 圖2 1 1 6 1 該項研究 實驗 的主要目的是 2 濃H2SO4的作用是 與研究目的直接相關(guān)的實驗現(xiàn)象是 3 從物質(zhì)性質(zhì)方面來看 這樣的實驗設(shè)計還存在事故隱患 事故表現(xiàn)是 請在上圖的D處以圖的形式表明克服事故隱患的措施 答案 1 證明起漂白作用的成分是Cl2還是HClO B內(nèi)的布條不褪色 C內(nèi)的布 2 吸收氣體A中的水蒸氣條褪色 3 Cl2污染空氣 如圖2 1 1 7所示圖2 1 1 7 配對訓(xùn)練 A 4 為防止氯氣中毒 可用浸有某種物質(zhì)溶液的毛巾捂住口 D 鼻 該物質(zhì)的最佳選擇是 A NaOHC NaCl B Ca OH 2D NaHCO3 解析 NaCl與氯氣不反應(yīng) 首先排除 NaOH與Ca OH 2腐蝕性太強(qiáng) 不能用于捂口鼻 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全