第二節(jié)富集在海水中的元素-氯(共2課時)

第二節(jié)富集在海水中的元素——氯(共2課時)

第一次世界大戰(zhàn)期間，德軍與英、法聯(lián)軍戰(zhàn)士在比利時的伊普爾對峙。黎明時，英、法聯(lián)軍前線戰(zhàn)壕的士兵突然看到一股陰森森的黃綠色氣體沿著地面逐漸向他們襲來，這股毒浪使戰(zhàn)壕里的英法軍隊感到鼻腔、咽喉疼痛，很快數(shù)百名英、法聯(lián)軍戰(zhàn)士窒息而死，數(shù)千名士兵雙目失明，英法士兵被嚇得驚慌失措，四散奔逃。德軍只用一個小時就攻破了英法聯(lián)軍曾堅守數(shù)月的防線……。據(jù)估計，這次戰(zhàn)役英法軍隊約有15000人中毒。這是1915年4月22日發(fā)生的令人發(fā)指的事件，也是世界戰(zhàn)爭史上的第一次化學戰(zhàn)。從此，化學戰(zhàn)作為最邪惡的戰(zhàn)爭被寫入了人類戰(zhàn)爭的史冊。你知道這種殺傷力極強的黃綠色氣體的成分嗎？

●問題探究1．氯氣是一種有毒氣體，但可用于自來水的殺菌消毒；使用氯氣對自來水消毒時可能產(chǎn)生一些負面影響，因此，人們開始研究并試用一些新型自來水消毒劑。從中你得到什么啟示？提示：任何事物，都具有兩面性。使用Cl2給自來水消毒，能殺死水中的病菌，對人體有益；但也能結(jié)合水中的有機物，生成潛在的致癌物質(zhì)。ClO2、O3、Na2FeO4都是新型的自來水消毒劑。具有強氧化性的物質(zhì)，理論上都可作消毒劑。2．同一物質(zhì)的固體和溶液顏色一定相同嗎？舉例說明。提示：不一定，如CuCl2固體為棕黃色，溶液呈藍綠色。3．什么叫燃燒？燃燒一定有O2參加嗎？提示：燃燒不一定有O2參加，任何發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學反應，都可以叫燃燒。

●細品教材1．氯元素的存在自然界中氯以化合態(tài)形式存在，主要以NaCl的形式存在于海水和陸地的鹽礦中，海洋是氯的巨大的資源寶庫。

氯氣的物理性質(zhì)2．氯氣的物理性質(zhì)

顏色狀態(tài)氣味溶解性熔沸點毒性黃綠色氣體有刺激性氣味能溶于水，1體積水可溶解2體積氯氣較高(與其他氣體比較)有毒溫馨提示：①Cl2為黃綠色氣體，其他常見氣體如H2、O2、CO2、NH3、CH4等多為無色氣體，應注意記憶。②Cl2有強烈的刺激性氣味且有毒，吸入少量氯氣會刺激鼻腔和喉黏膜，并引起胸痛和咳嗽，吸入較多Cl2會使人窒息致死。Cl2曾被作為化學武器用于戰(zhàn)爭。居住環(huán)境的空氣中一次性檢測允許Cl2的含量最高為0.1mg/m3(空氣)，日平均最高允許Cl2含量不得超過0.03mg/m3(空氣)。③實驗室聞氣體氣味的方法：稍打開蓋集氣瓶的玻璃片，用手輕輕在瓶口扇動，使極少量氣體飄進鼻孔，如下圖所示。●典例精析【例1】有關(guān)氯氣的下列敘述，不正確的是()A．氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體B．氯氣、液氯是同一種物質(zhì)C．氯氣易溶于水D．氯氣有毒【解析】

根據(jù)氯氣的物理性質(zhì)判斷，A、D正確，C錯誤。B中氯氣、液氯是同一種物質(zhì)的不同狀態(tài)，它們的成分完全相同?！敬鸢浮?/p>

C【點拔】應熟記氯氣的物理性質(zhì)。

(福建省龍巖一中09－10學年度高一上學期模塊考試)油炸蝦條、薯片等擠壓易碎的食品不宜采用真空包裝，一般在包裝袋充入某種氣體防止食品被直接擠壓。你認為下列氣體中不宜充入包裝袋的是 ()A．氮氣 B．空氣C．氯氣 D．氬氣【解析】

氯氣有毒，不能與食品直接接觸，并且Cl2具有強氧化性，容易把食品氧化變質(zhì)?！敬鸢浮?/p>

C

●細品教材1．氯元素的原子結(jié)構(gòu)特點及其存在形式氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ，故很容易得到1

個電子而形成Cl－，表現(xiàn)為典型的非金屬性。氯元素在自然界中以化合態(tài)存在，主要以氯化鈉的形式存在于海水和陸地的鹽礦中，氯元素是最重要的“成鹽元素”。

2．氯氣的化學性質(zhì)(1)與金屬的反應2Na＋Cl2 2NaCl現(xiàn)象：產(chǎn)生黃色的火焰和大量的白煙。Cu＋Cl2 CuCl2現(xiàn)象：產(chǎn)生大量棕色的煙。2Fe＋3Cl2 2FeCl3現(xiàn)象：產(chǎn)生大量棕褐色的煙。

大多數(shù)金屬都能在一定條件下與氯氣化合(Pt、Au除外)，氯氣與變價金屬反應時，金屬均被氧化成高價金屬，例如，F(xiàn)e→FeCl3，Cu→CuCl2。在常溫下，鐵與氯氣不發(fā)生反應，故氯氣可以貯存在鋼瓶中。

(2)與非金屬的反應H2＋Cl2 2HCl(或H2＋Cl2 2HCl現(xiàn)象：爆炸)現(xiàn)象：火焰呈蒼白色，瓶口上方有白霧產(chǎn)生。(3)與水的反應

實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論干燥的有色布條不變色；濕潤的有色布條褪色Cl2無漂白性，起漂白作用的是HClOpH試紙顯紅色鹽酸顯酸性實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論pH試紙開始顯紅色，放置片刻后褪色氯水具有酸性和漂白性品紅褪色氯水具有漂白性溶液黃綠色消失并有白色沉淀生成氯水中含有Cl－氯氣溶解于水，在常溫下，1體積水約溶解2體積的氯氣，氯氣的水溶液叫氯水，溶于水的氯氣只有少量與水發(fā)生反應。Cl2＋H2OHCl＋HClO可見，氯水是含有Cl2、HCl、HClO三種溶質(zhì)的混合溶液，其主要溶質(zhì)是Cl2，故新制氯水呈黃綠色，通常用它代替Cl2做一些實驗。生成的HClO(次氯酸)是一種弱酸(酸性比碳酸還弱)，且很不穩(wěn)定，增大濃度、加熱或光照等，能加快HClO的分解。①實驗室中用氯水需現(xiàn)用現(xiàn)配，要避光、密封，且保存在帶有玻璃塞的棕色瓶中。②久置氯水的成分是：H2O、H＋、Cl－。HClO是一種強氧化劑，其氧化性比Cl2還強，HClO具有氧化性，能殺死水中的細菌，還能使染料和有機色質(zhì)(如石蕊、品紅、植物色素)褪色，氯水和潮濕的氯氣具有漂白性而干燥的氯氣卻沒有，原因就是前者生成了HClO，而后者沒有。

(4)與堿液的反應Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2OCl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2OCl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O在常溫下，Cl2與堿反應的化學方程式一般為Cl2＋堿―→次氯酸鹽＋金屬氯化物＋H2O但在加熱的條件下，Cl2與堿液(如NaOH)的反應為3Cl2＋6NaOH 5NaCl＋NaClO3＋3H2O實驗室中多余的Cl2，通常用NaOH溶液吸收；在常溫下，將Cl2通入NaOH溶液中制得漂白液，將Cl2通入石灰乳(或含有少量水分的熟石灰)中即制得漂白粉，也可得漂粉精。漂白液、漂白粉、漂粉精既可做漂白棉、麻、紙張的漂白劑，又可做游泳池及環(huán)境的消毒劑。

(5)與鹽溶液的反應氯氣通入FeCl2溶液中：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋將氯氣滴入NaHCO3溶液中：Cl2＋H2OHCl＋HClOHCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2↑將氯水滴入AgNO3溶液中：Cl2＋H2OHClO＋HClHCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO33．氯氣的用途(1)做消毒劑：自來水常用氯氣(在1L水中通入約0.002g)來殺菌消毒，但是使用氯氣對自來水消毒時，氯氣會與水中的有機物發(fā)生反應，生成的物質(zhì)如三氯甲烷(CHCl3)等可能是潛在致癌物，因此，人們已經(jīng)開始研究并試用新的自來水消毒劑，如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。(2)制造鹽酸H2＋Cl2 2HClHCl溶于水即得鹽酸。(3)制造漂白劑(如漂白液、漂白粉及漂粉精等)。(4)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。

●典例精析【例2】下列說法中，正確的是 ()①金屬鈉、氫氣都能在氯氣中燃燒，生成白色煙霧；②銅絲在氯氣中燃燒，生成藍綠色的氯化銅；③點燃是使氯氣跟氫氣化合的唯一條件；④氯氣跟變價金屬反應生成高價金屬氯化物A．只有②③B．只有①②C．只有①④ D．只有④【解析】

①金屬鈉在氯氣中燃燒，生成白煙，為氯化鈉的小顆粒；②銅絲在氯氣中燃燒，生成棕色的煙，加入少量的水得到藍綠色的氯化銅溶液；③點燃不是使氯氣跟氫氣化合的唯一條件，二者在光照條件下也能發(fā)生化學反應；④氯氣具有強氧化性，跟變價金屬反應生成高價金屬氯化物?！敬鸢浮?/p>

D【點拔】Cl2既能與金屬單質(zhì)反應，又能與非金屬單質(zhì)反應。與變價金屬反應時，生成高價化合物。

【例3】(山東寧陽一中2009－2010學年度高一月考，7)某實驗室的尾氣中含有較多的氯氣，有毒，要吸收這些尾氣，下列試劑最適合的是A．飽和的石灰水 B．飽和的食鹽水C．自來水 D．燒堿溶液【解析】

飽和石灰水的濃度太小，而飽和食鹽水、及自來水中氯氣的溶解度較小，吸收氯氣的量少，吸收氯氣一般選用NaOH溶液?！敬鸢浮?/p>

D【例4】某同學應用下圖所示意的方法研究物質(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：(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)的方面來看，這樣的實驗設計還存在事故隱患，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。【解析】

Cl2本身無漂白性，Cl2與H2O反應生成的HClO有漂白性，Cl2有毒，Cl2易與NaOH溶液發(fā)生反應：Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O?！敬鸢浮?1)比較Cl2與HClO誰有漂白性。(或驗證Cl2的漂白性)。(2)吸收氣體A中的水B內(nèi)的布條不褪色，C中的布條褪色。(3)Cl2污染空氣如上圖所示【點拔】該題較全面地考查了研究物質(zhì)性質(zhì)的實驗設計。(福建廈門杏南中學2009－2010學年度高一月考，7)下列化學反應的實驗現(xiàn)象結(jié)論描述錯誤的是()A．鈉在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰，生成氧化鈉B．銅粉在氯氣中燃燒生成棕黃色的煙C．鐵在氯氣中燃燒產(chǎn)生紅棕色煙D．氫氣在氯氣中燃燒產(chǎn)生蒼白色火焰【解析】

鈉在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰，生成過氧化鈉。【答案】

A(福建廈門杏南中學2009－2010學年度高一月考，9)下列關(guān)于氯水的敘述中正確的是 ()A．新制氯水中只含有Cl2和H2O兩種分子B．新制氯水可以使藍色石蕊試紙先變紅后褪色C．光照氯水有氣泡逸出，逸出的氣體是氯氣D．氯水放置數(shù)天后酸性減弱【解析】

新制的氯水中含有Cl2、HClO、H2O分子和H＋、Cl－、ClO－離子，而由于其中的HClO見光易分解：2HClO 2HCl＋O2↑，所以氯水經(jīng)光照有O2逸出，同時溶液的酸性增強?！敬鸢浮?/p>

B

如圖所示，從A處通入純凈的Cl2，關(guān)閉B閥時，C處的紅色布條上看不到明顯的現(xiàn)象；當打開B閥后，C處紅布逐漸褪色。則D瓶中裝的是 ()A．飽和KNO3溶液B．NaOH溶液C．H2OD．飽和NaCl溶液【解析】

先應判斷A處通入的Cl2是否帶有水蒸氣。根據(jù)B閥打開時，C褪色，說明A處的Cl2為潮濕的，潮濕的Cl2在B閥關(guān)閉時通過D瓶，看不到C處紅色布條有明顯變化，說明D瓶溶液吸收了氯氣吸收了潮濕氯氣中的水蒸氣。故正確答案為B。【答案】

B●資料備選1．氯水的成分和性質(zhì)(1)反應原理及成分Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClOHClOH＋＋ClO－2HClO 2HCl＋O2↑新制氯水中，所含的分子有：Cl2、H2O、HClO；離子有：H＋、Cl－、ClO－、OH－(少量)。

(2)氯水的性質(zhì)氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)：①Cl2的強氧化性；②HCl的強酸性；③HClO的強氧化性、弱酸性；④Cl－的性質(zhì)。在不同的反應中，氯水起作用的成分不同，現(xiàn)列表如下：參與反應的微粒所加試劑實驗現(xiàn)象離子方程式或解釋Cl－AgNO3溶液白色沉淀Cl－＋Ag＋===AgCl↓H＋Na2CO3固體有氣泡產(chǎn)生2H＋＋CO===CO2↑＋H2O參與反應的微粒所加試劑實驗現(xiàn)象離子方程式或解釋HClO有色布條布條顏色褪色發(fā)生氧化還原反應Cl2FeCl2溶液溶液變棕黃色2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－HClO、H＋石蕊溶液先變紅后褪色酸性和漂白性Cl2、H＋鎂粉氯水的顏色褪去并有氣泡產(chǎn)生Mg