氯及其化合物-課件【新教材】人教版高中化學(xué)必修一(含視頻)

第二節(jié)、氯及其化合物第二章海水中的重要元素—鈉和氯學(xué)習(xí)目標課標要點：1、Cl2的主要性質(zhì)和用途2、實驗室制取Cl2的反應(yīng)原理及裝置3、Cl2的凈化、檢驗及尾氣處理4、檢驗Cl-的方法情景導(dǎo)入2020年注定是個特殊的年份，當新年的鐘聲尚未敲響時，當全國人民正沉浸在新年團聚的氛圍中時，一種怪異的病毒從中國武漢這座古老而又青春的城市悄然蔓延開來。

同學(xué)們！你們知道疫情期間我們常用什么消毒液來消毒殺菌嗎？素材拓展一、氯氣的發(fā)現(xiàn)：18世紀70年代瑞典化學(xué)家舍勒將軟錳礦（主要成分為MnO2）與濃鹽酸混合加熱產(chǎn)生一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體未能確認1810年英國化學(xué)家戴維重做上述實驗得出同樣結(jié)果確認為氯氣30多年后知識梳理二、氯元素的概述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鹽湖、鹽礦中，海洋是氯的巨大的資源寶庫。2、氯的原子結(jié)構(gòu)：氯原子最外層有七個電子，易得到一個電子而形成氯離子，是活潑的非金屬元素。因此，氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)活潑的非金屬單質(zhì)，它具有很強的氧化性。知識梳理三、氯氣的性質(zhì)知識梳理1、物理性質(zhì)⑴狀態(tài)：氣體⑵顏色：黃綠色⑶氣味：強烈的刺激性氣味⑷溶解性：能溶于水在常溫下，1體積水中能溶解約2體積的Cl2⑸密度：大于空氣⑹特性：易液化在低溫和加壓的條件下，氯氣（Cl2）可轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)和固態(tài)知識梳理知識梳理溫馨提示：⑴

聞氣體氣味的正確操作方法如右圖所示，用手輕輕在試劑瓶的瓶口扇動，使極少量氣體飄進鼻孔。⑵因為氯氣比空氣的密度大，所以在收集氯氣時，可采用向上排空氣法，遇到氯氣擴散時，逃生應(yīng)向高處走。2、化學(xué)性質(zhì)⑴氯氣與金屬單質(zhì)的反應(yīng)氯氣能與大多數(shù)金屬化合，生成金屬氯化物。例如:鈉、鐵、銅等都能與氯氣在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)知識梳理金屬條件實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式Na

FeCu實驗數(shù)據(jù)：加熱加熱加熱產(chǎn)生白煙產(chǎn)生棕褐色的煙，溶于水得棕黃色溶液產(chǎn)生棕黃色的煙，溶于水得藍綠色溶液2Na+Cl22NaCl△2Fe+3Cl23FeCl3

△Cu+Cl2CuCl2△知識梳理特別提醒：⑴由于Cl2具有很強的氧化性，因此Cl2與變價金屬反應(yīng)時，生成高價態(tài)金屬氯化物。如Cl2與Fe反應(yīng)生成FeCl3，而不是FeCl2，而S與Fe、Cu反應(yīng)時，生成物為低價態(tài)硫化物（FeS、Cu2S）這也說明Cl2的氧化性比S的強。⑵常溫下，干燥的Cl2不與Fe反應(yīng)，故工業(yè)上常用鋼瓶貯運液氯。知識梳理⑵氯氣與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)氯氣能與大多數(shù)非金屬化合反應(yīng)，以H2為例：①H2在Cl2中燃燒：實驗裝置：實驗操作：在空氣中點燃氫氣，然后把導(dǎo)管緩慢伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象知識梳理實驗現(xiàn)象：純凈的H2在Cl2中安靜的燃燒，發(fā)出蒼白色火焰。燃燒結(jié)束后，抽走玻璃瓶，瓶口上方出現(xiàn)白霧。實驗結(jié)論：

H2+Cl2

2HCl點燃特別提醒：⑴H2與Cl2混合，在強光照射下可能會發(fā)生爆炸⑵工業(yè)上可以利用H2與Cl2燃燒的反應(yīng)來制備鹽酸失去2×e-,化合價升高，被氧化得到2×e-,化合價降低，被還原（既是氧化產(chǎn)物也是還原產(chǎn)物）知識梳理⑶為了保證實驗安全，H2在點燃之前必須先檢驗純度，只有符合點燃純度要求的H2才能點燃。⑷可燃物與氧化劑（如O2、Cl2、CO2等）在一定條件（點燃、灼燒等）下發(fā)生的發(fā)光、發(fā)熱的劇烈反應(yīng)都可以稱為燃燒，即燃燒不一定要有O2參加。知識梳理⑶氯氣與水的反應(yīng)氯氣能溶于水，在常溫下，1體積水可溶約2體積的氯氣，氯氣的水溶液叫氯水，氯水因溶有氯氣而淺黃綠色。溶解的氯氣部分能夠與水發(fā)生反應(yīng)，生成HCl(鹽酸)和HClO(次氯酸)。Cl2+H2O溶解反應(yīng)氯水HCl+HClOCl2+H2OHCl+HClO失去e-,化合價升高，被氧化得到e-,化合價降低，被還原(既做氧化劑又做還原劑)知識梳理知識梳理①次氯酸的性質(zhì)：HClO弱酸性不穩(wěn)定性強氧化性比碳酸的酸性弱見光易分解有漂白性、有殺菌、消毒作用2HClO2HCl+O2↑光照⑷氯氣與堿的反應(yīng)知識梳理①Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O利用此反應(yīng)，可以吸收尾氣中的有毒氣體Cl2,也可以制取以NaClO為有效成分的漂白液。如“84消毒液”②2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O利用此反應(yīng)，常用Cl2與石灰乳反應(yīng)制取以為Ca(ClO)2有效成分的漂白粉、漂白精。特別提醒：漂白液的有效成分為次氯酸鈉（NaClO），漂白粉的有效成分為次氯酸鈣［

Ca(ClO)2

］，含有效氯約為35%，漂白精的有效成分也為次氯酸鈣［

Ca(ClO)2

］，含有效氯約為70%知識拓展⑴漂白粉的漂白原理：漂白液、漂白粉、漂白精的漂白原理相同，在酸性條件下生成有漂白、消毒作用的次氯酸（HClO）Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO(家用漂白、消毒)Ca(ClO)2+2HClCaCl2+2HClO(工業(yè)漂白)⑵漂白粉放置在空氣在中失效的原理：Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO2HClO2HCl+O2↑光照所以漂白粉應(yīng)避光密封存放于干燥出知識拓展①NaClO、Ca(ClO)2

在沒有酸存在的條件下，也有一定的漂白、殺菌能力，也有較強的氧化性，能氧化I-、S2-、SO3、Fe2+等，所以在溶液中與這些離子都不能大量共存。2-②NaClO、Ca(ClO)2

的穩(wěn)定性比HClO強得多，所以含氯的漂白物質(zhì)一般制成次氯酸鹽，然后通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成HClO來漂白有色物質(zhì)。三、氯氣的主要用途1、常用于自來水殺菌、消毒2、制造鹽酸3、制造漂白液、漂白粉和漂白精4、用于制作其他含氯工業(yè)產(chǎn)品的原料5、制取高純硅、鍺和金屬鈦等知識梳理1、如下圖所示為鈉、鎂、鋁、鐵分別與足量氯氣反應(yīng)時，消耗金屬的質(zhì)量與消耗氯氣的質(zhì)量之間的關(guān)系，其中表示鋁與氯氣反應(yīng)的是（）0金屬質(zhì)量氯氣質(zhì)量甲乙丙丁A.甲B.乙C.丙D.丁D2、下列有關(guān)實驗現(xiàn)象的敘述中，不正確的是（）A.氫氣在Cl2中燃燒產(chǎn)生蒼白是火焰，瓶口有白霧生成B.鐵絲在Cl2中燃燒產(chǎn)生棕褐色的煙C.鈉在Cl2中燃燒產(chǎn)生白色的霧D.銅絲在Cl2中燃燒產(chǎn)生棕黃色的煙C3、氯氣可用于消滅田鼠，做法是將氯氣用軟管通到田鼠洞中。這是利用了氯氣性質(zhì)中的（）①黃綠色②密度比空氣大③有毒④易液化⑤能溶于水A.①②B.②③C.①②③D.③④⑤B4、洪災(zāi)過后，生活用水的消毒、殺菌成為抑制大規(guī)模傳染性疾病暴發(fā)的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒劑。⑴工業(yè)上將氯氣通入石灰乳［Ca(OH)2

］制取漂白粉，化學(xué)方程式為：⑵漂白粉的有效成分是：⑶漂白粉溶于水后，與空氣中的CO2作用，即產(chǎn)生有漂白、殺菌作用的次氯酸，反應(yīng)的離子方程式為：⑷反應(yīng)⑴和⑶中，屬于氧化還原反應(yīng)的是（填序號）⑸瓶裝漂白粉久置空氣中會呈稀粥狀而失效，使用化學(xué)方程式表示漂白粉在空氣中易失效的原因：①②2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCa(ClO)2⑴Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO2HClO2HCl+O2↑光照Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+HClO知識拓展四、氯水的成分和性質(zhì):1、氯水的成分：⑴氯水中存在的反應(yīng)過程HClH++Cl-2HClO2HCl+O2↑光照氯水中存在的分子：Cl2、HClO、H2OCl2+H2OHCl+HClOHClOH++ClO-H2OH++OH-氯水中存在的分子：H+、Cl-、ClO-、OH-（三種分子）（四種離子）簡稱：“三分四離”（極少量）2、新制氯水的性質(zhì)：⑴性質(zhì)：在不同的反應(yīng)中，新制氯水中起作用的成分不同新制氯水Cl2Cl-HClOH+強氧化性：能夠氧化Fe2+、Br-、I-等易與Ag+結(jié)合:加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀酸性：加入活潑金屬、碳酸鹽能產(chǎn)生氣體漂白性：使紫色石蕊溶液先變紅，后褪色不穩(wěn)定性：在強光照射下有氣泡產(chǎn)生知識拓展特別提醒：新制氯水中含有Cl2和HClO,兩者均有強氧化性，但Cl2的濃度比HClO大得多。因此向新制氯水中加入還原性物質(zhì)時，只考慮Cl2與還原性物質(zhì)的反應(yīng)。⑵涉及到的部分反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+Cl-+Ag+AgCl↓2H++ZnZn2++H2↑2H++CO3CO2↑+H2O2HClO2HCl+O2↑光照知識拓展⑶液氯、新制氯水、久置氯水的比較物質(zhì)液氯新制氯水久置氯水成分分類顏色性質(zhì)保存Cl2、HClO、H2OH+、Cl-、ClO-、OH-Cl2Cl2、H2OH+、Cl-、OH-純凈物黃綠色氧化性特質(zhì)鋼瓶混合物淺黃綠色酸性、氧化性、漂白性棕色試劑瓶盛裝，密封保存于陰涼處，一般先用現(xiàn)配?；旌衔餆o色酸性—知識拓展⑷氯水的保存和應(yīng)用①實驗室中氯水需要現(xiàn)用現(xiàn)配。保存氯水時，應(yīng)避免光照、受熱，在實驗室中通常將氯水置于棕色試劑瓶中密封保存。②光照氯水，淺黃綠色逐漸褪去，溶液的pH逐漸減小因為弱酸HClO轉(zhuǎn)化為強酸HCl。③Cl2可使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后褪色，其原因是Cl2與水反應(yīng)生成的HCl使藍色的石蕊試紙變紅，具有強氧化性的HClO又將變色后的石蕊試紙氧化褪色。知識拓展知識梳理五、氯氣的制法㈠、氯氣的實驗室制法1、實驗原理：利用二氧化錳（軟錳礦的主要成分）與濃鹽酸反應(yīng)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O△失去2×e-,化合價升高，被氧化得到2e-,化合價降低，被還原特別提醒：①實驗室在用二氧化錳和濃鹽酸制取Cl2時，鹽酸必須為濃鹽酸，隨著反應(yīng)的進行，鹽酸的濃度逐漸減小，減小到一定程度，反應(yīng)停止。②在MnO2和濃鹽酸的反應(yīng)中，濃鹽酸既起還原劑的作用，又起酸的作用，體現(xiàn)了酸性和還原性。知識梳理2、實驗裝置：制取純凈、干燥的氯氣的改進裝置：知識梳理發(fā)生裝置凈化裝置收集裝置尾氣處理裝置知識梳理①發(fā)生裝置：固液加熱型②凈化裝置用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體用濃H2SO4吸收Cl2中的水蒸氣無水CaCl2、P2O5也可以用來干燥Cl2，干燥裝置如下圖濃H2SO4

飽和食鹽水③收集裝置：由于氯氣的密度比空氣大，可以采用向上排空氣法知識梳理哪套更好？收集Cl2時，除了用向上排空氣法，能用排水法嗎？為什么？若果一定要用排水法，應(yīng)作怎樣的處理？由于飽和食鹽水只吸收HCl,而不吸收Cl2,也可以采用排飽和食鹽水法收集Cl2④驗滿方法：用濕潤的淀粉-KI試紙（變藍）或觀察瓶口的顏色⑤尾氣吸收：用NaOH溶液吸收多余的Cl2，發(fā)生反應(yīng)的方程式為Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O知識梳理飽和NaOH知識拓展思考：實驗室制取氧氣時，體現(xiàn)了MnO2的什么性質(zhì)？能否用其他的物質(zhì)代替MnO2呢？①KMnO4+16HCl(濃)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O②KClO3+16HCl(濃)KCl+3Cl2↑+3H2O③Ca(ClO)2+4HCl(濃)CaCl2+2Cl2↑+2H2O④K2Cr2O7+14HCl(濃)2CrCl3+2KCl+3Cl2↑+7H2O用以上物質(zhì)代替MnO2制取Cl2，反應(yīng)不需要加熱且反應(yīng)速率較快㈡、氯氣的工業(yè)制法1、實驗原理：工業(yè)上常用電解飽和食鹽水的方法來獲取Cl22NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑通電工業(yè)上電解氯化鈉或氯化鎂在獲取金屬鈉或鎂的同時能得到副產(chǎn)品Cl22NaCl(熔融)2Na+Cl2↑通電MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑通電知識拓展六、氯離子的檢驗知識梳理1、對比實驗（教材P46·實驗2-9）加入物質(zhì)實驗現(xiàn)象解釋或離子方程式加入AgNO3溶液后加入稀硝酸后稀鹽酸NaCl溶液Na2CO3溶液白色沉淀白色沉淀白色沉淀不溶解不溶解溶解并產(chǎn)生氣泡Ag++Cl-AgCl↓Ag++Cl-AgCl↓2Ag++CO3Ag2CO3↓2-Ag2CO3+2H+2Ag++CO2↑+H2O2、檢驗氯離子的一般步驟：樣品酸化液白色沉淀稀硝酸AgNO3溶液樣品白色沉淀沉淀不溶解稀硝酸AgNO3溶液特別提醒：①用稀硝酸酸化，主要是排除CO3等的干擾。2-②不能用稀鹽酸酸化，因為鹽酸會引入Cl-。③Cl-的檢驗步驟也可以表述為在待測液中直接加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明溶液中含有Cl-。知識梳理小試牛刀1、1774年，瑞典化學(xué)家舍勒將軟錳礦與濃鹽酸混合加熱制得了氯氣，請用你所學(xué)的知識回答下列問題。⑴發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：⑵該反應(yīng)中氧化劑為，還原劑為，發(fā)生反應(yīng)時氧化劑與還原劑的計量數(shù)之比為。⑶該反應(yīng)中體現(xiàn)了濃鹽酸的性和性。MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O△MnO2HCl1:2還原酸2、在新制氯水中存在多種分子和離子，下列實驗現(xiàn)象和結(jié)論一致且正確的是（）A.新制氯水使紅玫瑰變?yōu)榘酌倒?，說明含有Cl2。B.加入石蕊溶液，溶液變紅，說明溶液一定不含HClOC.將KHCO3固體加入新制的氯水中，有氣泡產(chǎn)生，說明有HClO。D.光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體一定是O2。B3、下圖是用KMnO4和濃鹽酸制取適量Cl2的簡易裝置⑴裝置B、C、D的作用分別是：B.向上排空氣法收集Cl2C.安全作用，防止D中的液體倒吸進入B中D.吸收尾氣Cl2，防