人教版必修1 第4章第2节 富集在海水中的元素——氯 学案 (1).doc

第2节 富集在海水中的元素氯1了解氯气的物理性质，理解氯气的化学性质。2了解氯气的实验室制法和用途。3了解cl检验，了解卤素的性质。知识点一. 氯元素在自然界中的存在和氯气的物理性质1氯元素的存在在自然界里，氯元素以化合态存在，游离态的氯只能通过人工方法而制得。氯元素是最重要的“成盐元素”，主要以nacl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。海洋中含盐3%，主要是nacl，还含有mgcl2、mgso4等盐类，致使海水既咸又苦，不能直接饮用。人体体液中的na+和cl对于调节体液的物理和化学特性，保证体内正常的生理活动和功能发挥着重要作用。人体每天必须经过食物和食盐来补充人体所缺失的na+和cl。 2氯气的物理性质氯气是一种黄绿色、具有强烈刺激性气味的有毒气体，在低温和加压情况下可以转化为液态（液氯）和固态。氯气能溶于水，25c 时，1体积的水可以溶解2体积的氯气，所得水溶液称为氯水。在实验室闻氯气气味时，应该用手轻轻在瓶口扇动，仅使极少量的氯气飘过鼻孔，如右图所示，闻其他气体的气味时也应采用这种方法。注意：应注意气体溶解度的表示方法与固体不同，固体的溶解度是在一定温度下，溶液达到饱和状态时，100g溶剂（水）中溶解的溶质的质量（g）。气体的溶解度用体积比表示，与温度、压强有关，如常温（25c）常压下，氯气可以溶解于水，应理解为1l水中可溶解2l的氯气或体积水中可溶解体积的氯气。知识点二. 氯气的化学性质1与金属的反应大多数金属在点燃或灼热的条件下，都能与氯气发生反应生成氯化物。对于有变价的金属元素和氯气发生反应时生成其高价氯化物。如fe与cl2反应不管fe是否过量都只能生成fecl3。cl2+2na2nacl 3cl2+2fe2fecl3cl2+cucucl2但在常温下干燥的氯气不与铁反应，所以可以将液氯储存在钢瓶里。 2与非金属反应 h2+cl22hcl。 现象：氢气在氯气中安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方有白雾。注意：（1）光照h2和cl2的混合气体时，会发生爆炸，因此工业生产是用点燃的方法来生产盐酸，绝对不能用光照的方法。（2）工业盐酸呈黄色是因其中混有fecl3。拓展延伸：2p+3cl2 (少量)2pcl3（白雾）2p+5cl2 (足量)2pcl5（白烟） 3与水反应 （1）氯气与水反应的情况 在常温下，溶于水中的部分cl2与水发生反应，生成盐酸（hcl）和次氯酸（hclo）：cl2+h2o=hcl+hclo。 cl2既被氧化又被还原，氧化剂、还原剂都是cl2。 （2）次氯酸的重要性质 强氧化性：hclo中+1价cl表现出很强的得电子能力，得电子还原成cl，其氧化性比cl2还强。hclo以其强氧化性杀死水中的病菌，起到消毒的作用，还能使染料和有机物质褪色而具有漂白作用。 弱酸性：hclo是一元弱酸，酸性比碳酸还弱，在水中只有少部分发生电离：hcloh+clo。 不稳定性：hclo只存在于水溶液中，在光照下易分解放出氧气：2hclo2hcl+o2。 4与碱反应 cl2+2naoh=nacl+naclo+h2o（可作漂白液，有效成分为naclo）。2cl2+2ca(oh)2=cacl2+ca(clo)2+2h2o。漂白粉（或漂粉精）的有效成分均为ca(clo)2。知识点三. 氯水的成分和性质1氯水及液氯的区别液氯新制氯水久置氯水成分cl2cl2、hclo、h2o、h+、cl、clo、ohh+、cl、h2o分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性要点解释：氯水久置，会因hclo的分解导致其中的cl2全部与h2o反应，hclo完全分解成盐酸和o2，使溶液酸性增强，失去强氧化性而变质（久置氯水实为极稀的盐酸）。 2氯水的性质 氯水的多种成分决定了它具有多重性质： cl2的强氧化性；hcl的强酸性；hclo的强氧化性、弱酸性；cl的性质。 在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：所加试剂参与反应的微粒实验现象离子方程式或解释agno3溶液cl白色沉淀cl+ag+=agclna2co3固体h+有气泡产生2h+co32=co2+h2o有色布条hclo布条颜色褪去发生氧化还原反应fecl2溶液cl2溶液变棕黄色2fe2+cl2=2fe3+2cl石蕊溶液hclo、h+先变红后褪色酸性和漂白性镁粉cl2、h+氯水的颜色褪去并有气泡产生mg+cl2=mg2+2clmg+2h+=mg2+h2知识点四. 氯气的实验室制法1原理：mno2+4hcl (浓) mncl2+cl2+2h2o或：2kmno4+16hcl (浓)=2mncl2+2kcl+5cl2+8h2o注：若用kmno4制cl2，则不需加热。2发生装置： 固+液加热型 3净化：将气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶4干燥：将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶5收集：用向上排空气法或排饱和食盐水法。6尾气吸收：用naoh溶液吸收多余的氯气，防止污染空气。注：ca(oh)2的溶解度太小，所以尾气吸收时不用石灰水，而用naoh溶液。7验满方法将湿润的淀粉-ki试纸靠近盛cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。知识点五. 氯气的实验室制法1试剂：稀硝酸、agno3溶液。 2操作：取待测液2ml加入试管中，先滴入少量稀硝酸，然后再滴入agno3溶液。 3现象及结论：产生白色沉淀，该溶液中含有cl。4原理：ag+cl=agcl。要点解释： （1）加稀硝酸的目的是排除co32的干扰，因为ag2co3是可以溶于稀硝酸的白色不溶物。因此，鉴定时可以将加试剂的顺序颠倒，即可以先加agno3，再加稀硝酸。若生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，同样可以证明溶液中有cl。（2）不用稀盐酸、稀硫酸酸化，否则引入cl、so42产生干扰。知识点六. 成盐元素卤素1卤素的原子结构 在元素周期表中，与氯元素处于同一纵行第a族的元素还有氟（f）、溴（br）、碘（i）、砹（at，人工合成元素）。与氯元素一样，这些元素原子的最外电子层都有7个电子，都是典型的非金属元素。由于第a族元素都能与na、k、ca、mg等金属化合生成盐，所以统称为卤素（成盐元素）。 2物理性质f2cl2br2i2颜色淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色状态气态气态液态固态水中溶解性反应可溶可溶微溶熔沸点 cl2、br2、i2易溶于苯、ccl4、汽油等有机溶剂。 注意：从溴水中萃取出br2，可向其中加入苯，振荡、静置，溶液分两层，上层橙红色，下层为水层，近乎无色；从碘水中萃取i2，可向其中加入ccl4，振荡、静置，溶液分两层，上层（水层）近乎无色，下层为紫红色（已知苯的密度小于水的密度，ccl4的密度大于水的密度，且二者均不溶于水）。 3卤素的化学性质 氯是第a族中的代表性元素。氟、溴、碘的单质的化学性质与氯气相似，都具有氧化性，并随元素原子核电荷数的增大而逐渐减弱。 （1）与h2的反应：h2+x2=2hx 氟气在冷暗处即可剧烈化合爆炸；氯气受光照或混合点燃时反应；溴加热时缓慢与h2化合；碘持续加热，缓慢化合，同时又分解。 （2）与h2o的反应，从f2i2逐渐减弱： f2：2f2+2h2o=4hf+o2（剧烈） cl2：cl2+h2o=hcl+hclo x2+h2ohx+hxo（x为br或i） （3）与碱溶液反应： x2+2naoh=nax+naxo+h2o（x为cl、br、i，反应能力逐渐减弱） （4）与金属反应，从f2i2反应能力逐渐减弱。常见金属na、k、mg、al、fe、cu、zn等均能与卤素单质反应。如：2fe+3br2=2febr3，fe+i2fei2（i2的氧化性不强，与变价金属反应得低价盐）。 （5）卤素单质间的置换反应： cl2+2br=2cl+br2；cl2+2i=2cl+i2；br2+2i=2br+i2。氧化性：cl2br2i2；还原性：clbri。类型一：氯气的物理性质例1下列说法正确的是（ ）a液氯的成分是氯分子和水b可用鼻子直接靠在集气瓶口闻氯气的气味c可用向上排空气法收集氯气d实验中，可用水吸收剩余的氯气 答案: c 解析:氯气在低温和加压时会变为液体，称为液氯，是一种纯净物，所以a错误；氯气有毒，闻其气味的方法：用手在集气瓶口轻轻扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔，所以b错误；氯气的密度比空气大，所以可以用向上排空气法收集，因此c正确；由于氯气在水中的溶解性不大，所以不能用水吸收余氯，所以d错误。类型二：氯气的化学性质 例2. 下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是（ ）acucl2 bfecl2 cfecl3 dalcl3解析: 铜与氯气反应，生成cucl2，与盐酸不反应，所以a错误；铁与氯气反应生成fecl3，与盐酸反应生成fecl2，所以b、c错误；铝与氯气反应生成alcl3，与盐酸反应生成alcl3和h2，所以d正确。答案: d 例3. 氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3cl2+2nh3=n2+6hcl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是（ ）。 a若管道漏气遇nh3就会产生白烟 b该反应利用了cl2的强氧化性 c该反应属于复分解反应 d生成1 mol n2有6 mol电子转移 解析：nh3与cl2反应生成hcl气体，hcl气体再与nh3反应生成nh4cl白色固体，a正确。由可分析出b、d两项均正确。由复分解反应的定义知c错。答案: c类型三. 氯水性质的多重性 例4. 下列关于氯水的叙述，正确的是（ ）。 a新制氯水中只含cl2和h2o分子 b新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 c光照氯水有气泡逸出，该气体是cl2 d氯水久置后，由于cl2挥发，酸性减弱 解析: 在新制的氯水中溶有大量cl2分子，其中小部分cl2与水发生反应生成hcl和hclo，hcl完全电离产生h+和cl，hclo部分电离产生h+、clo。所以氯水中有三种分子h2o、cl2、hclo和四种离子h+、cl、clo、oh，故a项错误。hclo有强氧化性、漂白性，所以新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故b项正确。hclo见光易分解放出o2，故c项错误。氯水放置数天后hclo分解接近完全，转化为盐酸，酸性增强，故d项错误。答案: b类型四. 氯气的实验室制法例5.实验室用二氧化锰和浓盐酸加热来制取氯气，反应的化学方程式为_，其中二氧化锰的作用是_。按上述方法制得的氯气中，可能含有的杂质气体有_、_。若需制得纯净、干燥的氯气，应将由发生装置导出的气体依次通过分别盛有_、_的洗气瓶。为防止氯气污染空气，多余的氯气通常可用_吸收，这个反应的离子方程式为_。 解析: 实验室制取氯气的反应为：mno2+4hcl (浓)mncl2+cl2+2h2o，由此分析从气体发生装置出来的氯气中有hcl和h2o（g）杂质，所以需用饱和食盐水洗去hcl，用浓硫酸干燥氯气；由氯气的密度和溶解性，可选择向上排空气法收集氯气；根据氯气的性质，可用湿润的ki淀粉试纸检验集气瓶是否充满，剩余的氯气可用naoh溶液吸收。答案: mno2+4hcl (浓)mncl2+cl2+2h2o 氧化剂 hcl h2o（g） 饱和食盐水 浓硫酸 naoh溶液 cl2+2oh=cl+clo+h2o类型五. cl的检验例6.向下列液体中分别滴入agno3溶液和足量的稀硝酸溶液，有白色沉淀存在的是（ ）。 a氯水 b氯酸钾溶液 c食盐水 d碳酸钠溶液解析：氯水中因cl2+h2o=hcl+hclo、hcl=h+cl而含有cl。氯酸钾溶液中的含氯粒子是clo3，而不是cl。而co32和ag+生成的沉淀溶于稀硝酸。 答案:a、c类型六. 卤素单质例7.下列关于卤素（用x表示）的叙述正确的是（ ）a单质都能与大多数金属反应，生成高价态金属卤化物b单质都能与h2反应，且从f2i2逐渐变难c单质都能与h2o反应，通式x2+h2o=hx+hxod单质的还原性顺序为：f2cl2br2i2 解析:单质都能跟金属反应，但i2与金属反应生成低价态的金属碘化物，a错误；随着单质的氧化性顺序：f2cl2br2i2，单质与h2化合也逐渐变难，所以b正确，d错误；f2与h2o反应时，2f2+2h2o=4hf+o2，所以c错误。答案:b基础演练一填空题1当有大量cl2逸散到周围空间，你认为以下措施合理的是()迅速拨打求救电话；迅速撤离至地势较高处；迅速撤离至下风口；用浸有一定浓度naoh溶液的口罩或毛巾捂住口鼻；用浸有一定浓度na2co3溶液的口罩或毛巾捂住口鼻；尽可能切断泄漏源(如堵住泄漏口，将其浸入碱液池等)。abc d2实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，主要操作步骤为：将蒸馏烧瓶固定在铁架台上；把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈的高度，固定铁圈，放好石棉网；用药匙向蒸馏烧瓶中加入mno2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中；检查装置的气密性；在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导气管。 该实验最好的实验操作顺序是()a bc d3用氯气消毒的自来水配制下列溶液时，会使配得的溶液变质的是()naohagno3na2co3nabrfecl2a只有 b只有c只有 d全部4下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是()氯气液氯新制的氯水氯气的酒精溶液盐酸盐酸酸化的漂白粉溶液a bc d5(双选题)下列关于氯气的叙述正确的是()a钠在氯气中燃烧产生白色烟雾b红热的铜丝可以在氯气中燃烧，产生棕黄色烟c纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰d氯气可用于漂白，这是氯气的漂白作用6某同学用下列装置制备并检验cl2的性质。下列说法正确的是()a图中：如果mno2过量，浓盐酸就可全部反应b图中：生成蓝色的烟c图中：用日光照射量筒，量筒中会产生大量白雾，液面会迅速上升d图中：a中有色布条褪色，b中不褪色7下列关于氯的说法正确的是()acl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂b.少量的氯气和过量的铁反应生成氯化亚铁c实验室制备cl2可用排饱和食盐水集气法收集d1.12 l cl2含有1.7 na个质子(na表示阿伏加德罗常数)二填空题8下图是实验室以mno2和浓盐酸反应制cl2并净化和收集的装置，试回答以下问题：(1)如何检验装置的气密性？_。(2)净化装置的顺序能否颠倒？为什么？_。(3)以含14.6 g hcl的浓盐酸与足量mno2充分反应，制得的cl2在标准状况下总小于2.24 l，原因可能是_；_。巩固提高一选择题1(双选题)关于卤素的下列叙述正确的是()a卤素只以化合态存在于自然界中b随着核电荷数的增加，卤素单质的熔、沸点升高c随着核电荷数的增加，单质的氧化性增强d单质与水反应，均可用通式：x2h2o=hxhxo2检验某溶液中是否含有cl，正确的操作是()a取样，滴加agno3溶液，看是否有白色沉淀生成b取样，先加盐酸酸化，再加入agno3溶液，看是否有白色沉淀生成c取样，加入少量agno3溶液，有白色沉淀生成，再加稀hcl，看白色沉淀是否消失d取样，先加稀hno3酸化，再加入agno3溶液，看是否有白色沉淀生成3为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素，选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是()滴加agno3溶液加水溶解过滤、取滤液与二氧化锰混合加热加稀hno3与浓盐酸反应与naoh溶液混合加热用淀粉ki试纸abc d4下列关于卤素的叙述中，正确的是()卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯溴化银具有感光性，碘化银不具感光性某溶液与淀粉碘化钾溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂a bc d5(双选题)向下列溶液中分别加入agno3溶液和稀hno3，能生成不溶于稀硝酸的白色沉淀的是()a氯水 b氯酸钾c氯化钾 d四氯化碳6甲、乙、丙三种溶液中各有一种x(x为cl、br或i)离子，向甲中加入淀粉和氯水，溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙依次含有()abr、i、cl bbr、cl、ici、br、cl dcl、i、br7溴(br)与氯同属“卤族”元素，其单质在性质上具有很大的相似性，但cl2比br2活泼。下面是根据氯的性质对溴的性质的预测，其中不正确的是()a溴单质常温下为液态，但极容易挥发为溴蒸气b溴单质只具有氧化性c溴原子最外层有7个电子，在化学反应中容易得1个电子，表现为氧化性d溴离子可以用酸性agno3溶液来检验8已知在水溶液中溴可与镁发生下列反应：mgbr2=mgbr2，在碱性溶液中溴能发生下列反应：3br26naoh=nabro35nabr3h2o。下列物质分别加入溴水中，溴水颜色不变浅的是()a少量hcl晶体 bkoh晶体cccl4 dmg二填空题9用8.7 g mno2和10 moll1的盐酸120 ml反应制取cl2。 （1）在标准状况下可生成多少升氯气？（2）若把反应后的剩余溶液稀释成1 l后，取出20 ml（不考虑hcl损失），在这20 ml溶液中加入足量agno3溶液，可得agcl多少克？一选择题1下列说法正确的是a标准状况下，2.24l cl2与过量稀naoh溶液反应，转移的电子总数为0.2nab1molcl2与足量fe反应，转移的电子数为3nac常温常压下的33.6l氯气与27g铝充分反应，转移电子数为3nad在h2o2cl2=2hclo2反应中，每生成32g 氧气，转移2na个电子2实验室制取氯气可以有以下途径，用化学方程式表示如下。若制取等质量的氯气，消耗盐酸最少的是（ ）。a8hcl+k2cr2o7=2kcl+cr2o3+4h2o+3cl2 b16hcl+2kmno4=2mncl2+8h2o+2kcl+5cl2 c4hcl (浓)+mno2mncl2+2h2o+cl2 d6hcl+kclo3=kcl+3h2o+3cl23制取漂白液的化学方程式是：cl2+2naoh=nacl+naclo+h2o，该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为（ ）。 a11 b12 c21 d324检验氯化氢气体中是否混有氯气，可采用的方法是a用干燥的蓝色石蕊试纸 b用干燥的红布条c将气体通入硝酸银溶液 d用湿润的淀粉碘化钾试纸5溴（br）与氯同属“卤族”元素，其单质在化学性质上具有相似性，但cl2比br2的活泼性强，下面是根据氯的性质对溴的性质的预测，其中不正确的是（ ）。 a溴单质常温下为液态，但极容易挥发为溴蒸气 b溴单质只具有氧化性 c溴原子最外层有7个电子，在化学反应中容易得1个电子，表现氧化性 d溴离子可以用硝酸酸化的agno3酸性溶液来检验6甲、乙、丙三种溶液各含有一种卤离子x（x指cl、br、i），若向甲中溶液加氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙中依次含有（ ）。 abr、cl、i bbr、i、cl ci、br、cl dcl、i、br7在5 ml 0.05 moll1的某金属氯化物的溶液中，滴加0.1 moll1 agno3溶液，生成沉淀质量与加入agno3溶液体积关系如下图所示，则该氯化物中金属元素的化合价为（ ）。 a+l b+2 c+3 d+48某科研所欲检测一合金的成分，特做如下实验：取该合金64 g，与足量的氯气完全反应，消耗氯气71 g，则合金的组成可能是（ ）。 acu zn bna zn cfe ca dcu ca9只含一种杂质的不纯氯化铜13.5 g，当与足量的硝酸银溶液反应时，生成29 g agcl沉淀，则氯化铜粉末中的杂质可能是（ ）。 akcl bcacl2 czncl2 dbacl210实验室中的mno2和浓盐酸共热制cl2，反应如下：mno2+4hcl (浓)nacl2+2h2o+cl2用1 mol mno2和含hcl为4 mol的浓盐酸充分反应（共热），在不考虑hcl挥发的情况下，得到氯气的物质的量是( )a等于2 mol b等于1 mol c小于1 mol d大于2 mol二填空题11室温下，单质a、b、c分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的条件下，它们可以按下图所示框图进行反应，又知e溶液是无色的，请回答： （1）a是_，b是_，c是_。（请填化学式） （2）反应的化学方程式为_。 （3）反应的化学方程式为_。 （4）反应的化学方程式为_。12实验室需要少量某些气体时，通常使用快速的方法制备。下列几个实验可快速制取实验室所需的少量气体，并进行相关性质实验。（实验装置如右图所示）（1）若a中为30%的h2o2溶液，b中固体为mno2 ，c中盛有fecl2和kscn的混合液，旋开e后，c中的现象是 ，c中发生氧化还原反应的离子方程式是 。（2）若a中为浓盐酸，b中装有固体kmno4 ，c中盛有ki淀粉溶液，旋开e后，b中出现黄绿色气体。已知1mol kmno4发生反应时转移5mol电子，且生成的气体为单质。b中发生反应的化学方程式是 ，c中的现象是 ；继续反应一段时间后，发现c中溶液的颜色褪去，这是因为在溶液中 。有学生认为，此实验装置不符合环保要求，请你提出改进意见： 。1现有盐酸、氯化钠、氢氧化钠和氯水四种溶液，可用来区别它们的一种试剂是（ ）。aagno3溶液 b酚酞溶液 c紫色石蕊试液 d饱和食盐水2下列无水氯化物中不能用氯气和该元素的单质直接化合制取的是（ ）。aalcl3 bcucl2 cfecl2 dhcl3下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是（ ）氯气 液氯 新制氯水 氯气的酒精溶液 盐酸 盐酸酸化的漂白粉溶液a b c d4下列关于物质的保存不正确的是（ ）。aagno3溶液应保存在棕色瓶中 b氯水保存在棕色细口瓶中c液氯可以保存在干燥的钢瓶中 d漂白粉可露置于空气中保存5如右图是一种试验某气体化学性质的实验装置，图中b为止水夹。如先打开b，在a处通入干燥氯气，c中红布条颜色无变化；当关闭b时，c中红布条颜色褪去。则d瓶中盛有的溶液是（ ）。 a浓硫酸 b浓naoh溶液 c四氯化碳 d饱和nacl溶液6将一盛满氯气的试管倒立在水槽中，经日光照射相当一段时间后，试管中最后剩余气体的体积约占试管容积的（ ）。 a14 b13 c12 d237下列离子方程式书写错误的是（ ）。a氯气与水反应：cl2+h2o=2h+cl+clob二氧化锰与浓盐酸共热制：mno2+4h+2clmn2+cl2+2h2oc用氢氧化钠溶液吸收氯气：cl2+2oh=cl+clo+h2od向稀漂粉精溶液中通人少量二氧化碳：ca2+2clo+co2+h2o=