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富集在海水中的元素-氯优秀课件


新课程高中化学《必修1》

第四章 第二节 富集在海水中的元素——氯

浩瀚的海洋 资源的宝库

? 海水中含盐3%,主要为氯化钠; ? 还含有氯化镁、硫酸镁等。

氯在自然界中以化合态存在(主要是NaCl)。

氯原子结构
氯原子
+17
2 8 7

得到一个电子

氯离子
2 8 8

得 e-

+17

Cl

易得电子

Cl



结构决定性质

一、活泼的黄绿色气体—氯气 科学史话
氯气的发现和确认:
MnO2 +4HCl (浓)=MnCl2+2H2O+ Cl2 ↑


舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制 取氯气的主要方法之一。

舍勒 【瑞典】 公元1742一1786

京沪高速公路淮安路段液氯的泄漏

? 新华网报道:2005年3月29日,京 沪高速公路淮安路段一辆满载液 颜色 氯的液罐车和对面来车相撞 ,大量 状态 气味 液氯外泄。据目击者描述 : “一股 黄绿色的气体就像探照灯光一样, ‘唰’地射向空中,并有刺鼻的 溶解性 味道,眼睛也熏得睁不开 。” ? 事发后消防队员不断地用水枪喷 毒性 射,但还是造成350 人中毒进医 院救治, 28人中毒死亡,附近居民 采取应急措施,疏散到高坡上。 密度

如何掌握
颜色 状态
看 闻

熔点 沸点 溶解性 密度 硬度


物理性质

气味

有无毒性

(一)氯气的物理性质
密度: 密度比 溶解性: 黄绿色 色态: 空气大 在实验室里闻氯气时,必须十分小心, 气体 在水中溶解度 应该用手在瓶口轻轻地扇动,仅使极 不大(1:2) 少量的氯气飘入鼻孔。当闻其它的气 物理性质 体气味时,也应该采用这种方法。 有刺激 气味: 性气味 有无毒性: 有毒
氯 易液化: 气 -34.6度

熔沸点 : 较低(易液化)
液 氯

不能用排水集气法 收集氯气

-101度

固 态 氯

思考与交流
氯气有毒,氯离子是否有毒?氯气是 黄绿色,氯离子是否也是黄绿色?

(二) 化学性质
? 试从原子结构的特点推测氯气应该具有什么样 的化学性质? ? 当氯气参加反应时:非常活泼,体现强氧化性

1.与金属反应
(1)铜与氯气反应
现象:金属铜在氯气中燃烧,产生大量的 棕黄色的烟,加水溶解得蓝绿色溶液。
Cu+Cl2
点燃

CuCl2

(2)铁与氯气反应
演示实验 铁丝在氯气中燃烧 现象:红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,产 生棕黄色的烟; 溶于水后溶液呈黄色。
2Fe+3Cl2
点燃

2FeCl3

? 在通常情况下,干燥氯气不与铁反应,所以 可用钢瓶盛装和运输液氯。

(3)钠与氯气反应
现象:金属钠在氯气中剧烈燃烧,黄色火 焰,产生大量的白烟,生成白色固体
2Na+Cl2
点燃

2NaCl

2.与非金属反应
实验视频 ? 演示实验4-3 ? 现象:氢气在氯气中安静燃烧,发出苍白 色火焰,瓶口呈白雾状。

生成的HCl极易溶于水, 与空气中的水蒸气结合形成 的盐酸(氢氯酸)小液滴。 H2+Cl2
点燃

2HCl

2.与非金属反应
在点燃(或光照)下氯气均能与氢气反应
? 演示实验
实验视频

H2+Cl2

光照

2HCl
Cl2作氧化剂

H2作还原剂

实验证明,在一定条件下,Cl2还能与P、S、C 等非金属直接化合。 点燃 2P+3Cl2 2PCl3
2P+5Cl2
点燃

2PCl5

2.与非金属反应(与H2反应)
? 思考与交流 通过氢气在氯气中燃烧的实验,你对 燃烧的条件及其本质有什么新的认识?
①燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有 在氧气中才可以燃烧。 ②燃烧的本质是氧化还原反应,所有发光 发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。 定义:任何发光发热的剧烈的化学反应 叫燃烧。

描述反应现象要注意的事项:
1. 区分烟和雾:烟-固体小颗粒分散在空气中 雾-小液滴分散在空气中 2. 不要把现象和结果混淆

氯气与铜反应的现象是:有棕黄色的烟产生

不要说成是:有氯化铜生成。 (这是反应的结果)

课堂练习
1.下列叙述正确的是( ) A.氯原子和氯离子的化学性质相同。 B 氯离子比氯原子多一个电子。 B. C.氯气有毒,氯离子也有毒。 D.氯气和氯离子都呈黄绿色。

课堂练习
2.下列氯化物中,不能直接利用金属与氯 气反应得到的是( ) A.氯化铁 B.氯化铜 D C.氯化镁 D.氯化亚铁

课堂练习
3.关于氯气的叙述中,下列正确的是( ) A.氯气是能够与金属反应,不能与非金属 反应 B.氯气在自然界中既可以以化合态存在, 也可以以游离态存在 C.氯气不能溶解于水,所以可用排水法收 集氯气 D.氯气、液氯是同一种物质,只是状态不 同,都属于纯净物

课堂练习
4.下列关于对燃烧现象的认识中,不正确的是( A.燃烧一定是氧化还原反应 B.燃烧一定发光放热 C.燃烧一定是化学反应 D.燃烧一定有氧气参与 )

3.氯气与水的反应(溶于水中的 部分Cl2与水发生反应
0 -1 +1

Cl2 + H2O HCl + HClO 既是氧化剂又是还原剂 次氯酸(HClO)的性质 一元弱酸(酸性比碳酸还弱),强氧 化性(杀菌、消毒),漂白性,不稳定 易分解 光照 2HClO === 2HCl + O2↑
次氯酸可以消毒、杀菌、具有漂白性、见光易 分解都源于其+1价的氯的强氧化性

氯气的化学性质 3. 与水反应 实验
向一支充满 氯气的试管中加 入少量水,迅速 塞紧塞子,充分 振荡。

现象:溶液有点发黄 上部空间气体颜 色变浅 结论: 氯气能溶于水, 但溶解度不大 氯水中有游离态 的氯

氯气的化学性质 3. 与水反应

实验
用玻棒蘸取 氯水滴在蓝色石 蕊试纸上。

滴有氯水的 含有能使有 试纸中间变 色物质褪色的物 白 质 有酸生成 外围变红
Cl2 + H2O = HCl + HClO
次氯酸

思考: 氯水中哪种物质具 有漂白作用?怎样用实验证 明?

氯气的化学性质 3. 与水反应 实验
取两条蓝色 石蕊试纸分别放 入装有氯气和装 有氯水的集气瓶 中。 Cl2 + H2O = HCl + HClO
次氯酸

现象:
放入氯气中,蓝色石蕊试纸不 褪色 放入氯水中,蓝色石蕊试纸褪 色。 结论:

氯气无漂白作用 次氯酸有漂白作用

氯气的化学性质 3. 与水反应
Cl2 + H2O = HCl + HClO
次氯酸

思考
液氯和氯水 有何区别 ?

液氯是纯净物 ,只含有氯分子 氯水是混合物 氯水中主要含有: Cl2, H2O 、HClO, H+, Cl等微粒 还含有ClO- 和 OH-

怎样证明氯水分解放出的气体是氧气?

2 HClO

光照

2 HCl + O2↑

氯水长时间放置后,颜色

有何变化?组成上有何变化?

氯水颜色变浅 盐酸成份增多

液氯与氯水的区别?新制氯水与久置氯水的区别?
液氯 分 类 成 分 性 质 纯净物 氯水

混合物 新制
Cl2 ,HClO,H2O 分子: 离子: H+,Cl-,ClO-

久置 分子:H2O 离子:H+,Cl-

只有Cl2分子

有氧化性,无 酸性和漂白性

有酸性,强氧化性, 能漂白,消毒,光照 时HClO分解

只有酸性

实验室中使用的氯水只能现配现用,并盛放在棕色 试剂瓶中

氯气化学性质 4、氯气与碱反应

想一想

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O 漂白液

根据氯气与水的反应原 理,推测氯气与NaOH能 否发生反应?若反应,其 产物是什么? 有效成 分:NaClO

有效成 2 Ca(OH)2+2Cl2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O 分:Ca(ClO)2
漂白粉、漂粉精

氯气的化学性质 4. 与碱反应
现象: 气体颜色消失 溶液红色褪去
反应:
Cl2 + H2O = HCl + HClO HCl + NaOH = NaCl + H2O HClO+ NaOH = NaClO + H2O
Cl2 + 2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O 次氯酸钠

实验
将滴有酚酞 的氢氧化钠溶液 滴入充满氯气的 集气瓶中,振荡

4、氯气与碱反应

想一想

氯气跟碱反应的化学方 程式有规律吗? 氯气+碱 氯化物+次氯酸盐+水

漂白原理:

日常 Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
(反应原理:强酸制取弱酸)

工业 Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO
氯水、漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白作用都是因反 应生成的HClO

漂白粉失效原理
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2 HClO
光照

2 HClO

2 HCl + O2↑

? 为什么不直接用次氯酸作漂白剂?

思 考 ? 怎样保存漂白粉?

次氯酸不稳定,次氯酸盐较稳定。

密封,保存于干燥处。

漂白性的比较
名称 原理 实质 程度 范围

活性炭 吸附有色 色素
物理吸附

过氧化钠
将有色的色素 氧化为稳定的 无色物质





氯水中的次氯酸将有色 物质氧化成无色物质

氧化作用
永久性

氧化作用 永久性

漂白大多 数有色物质

漂白大多数有色物 质,能使紫色石蕊试液 褪色

课堂练习 课堂练习

1. 把氯气通入紫色石蕊试液中,出现的现象是
(A)溶液变红色 (B)溶液变蓝色

(C)溶液不变色 (D)溶液先变红后褪色 (E)溶液先褪色后变红 ( D)
解析:Cl2通入石蕊试液中,先与水反应生成盐 酸和次氯酸,盐酸使石蕊试液变红(速度较快),而 次氯酸有强氧化性,能把有色物质氧化成无色(速度 较慢),故选(D)

课堂练习 课堂练习
(D) 2. 用自来水养鱼之前,应先将盛有自来水的鱼 缸放在阳光下晒一段时间,主要目的是( A )

(A)除去水中的HClO (B)紫外线杀菌消毒

(C)增加水中含氧量

(D)提高水温

解析:自来水用氯气消毒,因此水中含有次氯酸, 次氯酸对生物不利,光照可使次氯酸分解,选( A)。

课堂练习 课堂练习
3. 次氯酸是一种强氧化剂,能杀死水里的细菌,能使
染料和有机色质褪色。它是强酸还是弱酸?怎样证明? 思路:强酸和弱酸的盐反应能生成弱酸和强酸的盐 Ca(ClO)2 + H2O +CO2 = CaCO3 + 2 HClO
次氯酸钙能与碳酸反应生成次氯酸,证明次氯酸的酸性 比碳酸弱,次氯酸是弱酸。

自然界有氯气存在吗?为什么?
氯气是一种活泼非金属,
能与大多数金属反应,

能与非金属反应,
能与水反应, 能与碱反应, 所以,自然界中没有氯气 存在。

(三)氯气的用途
阅读与思考

阅读课本相关文字,联系氯气 的性质归纳氯气的用途及使用氯 气的注意事项。

氯气的制取
4 HCl(浓) + MnO2 = MnCl2 +2H2O +Cl2
二氯化锰 -1 +4 +2 -1 0

分液漏斗
固液反应,需加热
要用浓盐酸 用向上排气法收集 用氢氧化钠溶液吸收

连接顺序:E H G F

氯气的制取
4 HCl + MnO2 = MnCl2 +2H2O +Cl2
已知氯气在饱和食盐水中的溶解度不大,欲收集 纯净干燥
的氯气而且不造成空气污染,下列装置的连接顺序是:

洗气瓶

吸收氯气

收集氯气

干燥氯气

除去氯化氢

E C
制取氯气

D A B

H G F 气体净化

考考你的智慧
20克 36.5%的浓盐酸与足量的二氧化锰加热反

应,能生成多少克氯气?
解: 设能生成氯气的质量为 x

MnO2 + 4 HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
146 20×36.5%g
x= 20×36.5%×71 = 3.6g

71 x

146 答:能生成氯气3.6 克

此答案对吗?为什么?

不对!随着反应的进行,浓盐酸变成稀盐酸,反应就 停止了,故生成的氯气必少于3.6克。

二、氯离子(Cl-)的检验
有关反应的离子方程式是: Ag+ + Cl– == AgCl ? 2Ag+ + CO32- == Ag2CO3 ? Ag2CO3 + 2H+ == 2Ag+ + CO2 ?+ H2O


小结

某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,则可 确定该溶液中一定有氯离子,这种说法对不对? (1)试剂:AgNO3溶液、稀硝酸

(2)方法和结论: 在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化,再滴入AgNO3 溶液,若产生白色沉淀,则被检液中含有Cl-。 或 在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液,若产生白色 沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶,则被检液中含有Cl-。

三、成盐元素—卤素

卤 素 的 原 子 结 构
想一想



F

9

+9 2 7 +17 2 8 7 +35 2 8 18 7


溴 碘

Cl
Br I

17
35 53

+53 2 8 18 18 7
+85 2 8 18 32 18 7



At

85

卤素原子结构有何相似点和不同 点?由此推测它们化学性质有何相似 性和递变性?

原子结构
最外层7个电子 核电荷数递增 电子层数递增

决定

性质

易得一个电子, 具氧化性

得电子能力逐渐减弱 氧化性逐渐减弱

原子半径依次增大

卤素单质的化学性质
①对比Cl2,写出Br2与 Na 、Fe 反应的化学方程式。 Br2+2Na=2NaBr 3Br2+2Fe=2FeBr3 I2 +Fe=FeI2 ②对比Cl2,写出F2 、Br2、I2与 H2 反应的化学方程式。 它们发生反应的条件相同吗? ③对比Cl2,写出Br2与 H2O 反应的化学方程式。

与金属反应:F2 Cl2 Br2 的氧化性强,能把可变化合价 的金属氧化成高价的金属卤化物,I2 的氧化能力最弱, 跟铁反应只夺取铁的2个电子,生成FeI2。

2. 卤素与氢气的反应

名称
F2
Cl2 Br2 I2

反应条件
冷暗处爆炸

方程式
H2+F2====2HF

氢化物稳定性

HF很稳定
HCl稳定

光照或点燃 H2+Cl2=====2HCl 高温
高温、持续加热 缓慢进行

H2+Br2======2HBr HBr较不稳定 H2+I2======2HI HI很不稳定

结论:

F Cl Br I 随着核电荷数的增多,原子半径的增大, (1)卤素单质与H2化合的难易关系:F2 >Cl2> Br2> I 2 (2)卤化氢的稳定性关系:HF > HCl > HBr > HI

3.卤素与水反应

2F2+2H2O=====4HF+O2 (特例) Cl2 +H2O=====HCl+HClO

Br2+ H2O=====HBr+HBrO
I2 +H2O=====HI+HIO 通式:X2 + H2O=====HX+HXO (X:Cl、Br、I)

反 应 越 来 越 难 以 发 生

4.卤素间的相互置换 1. Cl2+ 2Br- ===== 2Cl-+Br2 2. Cl2+ 2I- ===== 2Cl-+I2 3. Br2+ 2I- ===== 2Br-+I2

思考:根据上述实验,排出Cl2、Br2、I2的氧化性 强弱顺序及Cl-、Br-、I-的还原性强弱顺序

结论:

氧化性:Cl2>Br2>I2 还原性:I->Br->Cl-

Cl-、Br-、 I-的检验
? ? ? ? 试剂:硝酸银和稀硝酸 反应:Ag++ Cl-=AgCl↓ 白色沉淀 Ag++ Br-=AgBr↓ 浅(淡)黄色沉淀 Ag++l-=AgI↓黄色沉淀

小结
卤素原子结构的相似性,决定了单质化学性质的

相似性。

与金属反应,生成卤化物。 与氢气反应,生成卤化氢。 与水反应,生成卤化氢和次卤酸。 卤素原子结构的差异性,决定了单质化学性质的

差异性和递变性

与氢反应的能力渐弱 氢化物的稳定性渐弱 与水反应的能力渐弱

特性

碘遇淀粉显蓝色。 氟气和水的反应: 2F2 +2H2O=4HF+ O2




1 . 通过对氯气的学习,学 会研究物质物理性质的方法。
2. 结构决定性质,这是学习化 学的一个重要思维方法。氯气活 泼的化学性质,是氯分子和氯 原子结构不稳定的结果。

3. 通过对燃烧定义的讨论,明 确到认识事物有一个发展的过程, 对知识要不断深化。

课 堂 小 结
4. 通过演示实验,培养观察能力和分析推理能力
如:氯气能否能溶于水,氯水中有无氯分子存在? 氯与水反应会生成哪类物质? 氯水中哪种物质具有漂白能力?

5.

学会比较,这是学习化学的重要方法。
液氯和氯水有何不同?

新制氯水和久置氯水成份有何不同?

6. 氯气是一种比氧气还活泼的气体

小 结

7. 氯水在反应过程中有三种 “有效 成分”,分别是Cl2、HClO、HCl, 体现出强氧化性, 漂白性和酸的通 性。 8. 制氧、制氢和制氯的装置是中学 化学制取气体的三种典型装置。

9. 解题时,必需充分注意反应的条件,
如浓度,温度,酸碱度,反应物相对 用量等。


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