富集在海水中的元素-氯

第四章第二节

富集在海水中的元素——氯新课程高中化学《必修1》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）。结构决定性质氯原子结构ClCl－得

e－氯原子氯离子得到一个电子+17287+17288易得电子

思考与交流：

游离态的氯是以氯原子还是氯分子的形式存在？试从原子的结构分析。一、活泼的黄绿色气体—氯气氯气的发现和确认：舍勒【瑞典】

公元1742一1786

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。双原子分子Cl2氯气的制备与性质实验1.反应的原理：用强氧化性物质（如MnO2、KMnO4等）和浓盐酸反应。ＭnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

注意

稀盐酸与MnO2作用不能制取Cl2。若没有浓盐酸时，也可用NaCl和浓H2SO4与MnO2

共热制取Cl2：MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓)MnSO4+Cl2↑+2NaHSO4+2H2O2.制气类型：固+液气（注意：KMnO4与浓盐酸的反应不需加热）。3.收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法(Cl2

在饱和食盐水中的溶解度最小)。4.净化装置：用饱和食盐水或水洗气法除去HCl，再用浓H2SO4干燥。5.尾气吸收装置：用强碱溶液吸收多余的Cl2，防止污染大气。6.验满方法（1）将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。（2）将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。（3）实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。7.注意事项（1）为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl挥发。（2）必须用浓盐酸，稀盐酸不与MnO2作用生成Cl2。（3）实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,

再拆卸装置，避免污染空气。（4）尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中含Ca(OH)2量少，吸收不完全。特别提醒（1）一套完整的制取气体的实验装置包括四个部分：发生装置→净化装置→收集或性质验证装置→尾气处理装置。在组合装置制取气体时，可按此顺序选择需要的仪器和相应的药品，对有毒气体必须有尾气处理装置。（2）制Cl2装置，可适用于具有“固体（或液体）+液体气体”特点的反应。【典例导析1】下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常见的气体发生装置；Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是气体收集装置，根据要求回答下列问题：

（1）若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置

，用方程式表示制取氯气的反应原理是

。（2）若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置

，试完成并配平下列离子方程式：

MnO+

Cl-+

H+Mn2++Cl2↑+

。（3）若选用Ⅳ为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用

溶液浸湿，其作用是

。（4）若选用Ⅴ为氯气收集装置,则氯气应从

口通入。用化学方法检验氯气收集满了的方法是

。解析

MnO2与浓盐酸反应制取氯气需要加热，选Ⅰ装置；用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，由于KMnO4的氧化性强，可以不加热，选Ⅲ装置；若选用Ⅳ为氯气的收集装置,为了防止氯气逸出污染空气,应将蘸有氢氧化钠溶液的棉花团放置在试管口;由于氯气的密度比空气大，导气管应该“长进短出”；将湿润的淀粉-KI试纸放在B口处，试纸变蓝色，证明氯气已集满。答案（1）ⅠMnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O（2）Ⅲ21016258H2O（3）氢氧化钠防止氯气逸出污染空气（4）A将湿润的淀粉-KI试纸放在B口处，试纸变蓝色，证明氯气已集满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氯的液罐车和对面来车相撞,大量液氯外泄。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，并有刺鼻的味道，眼睛也熏得睁不开。”事发后消防队员不断地用水枪喷射，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。颜色状态气味溶解性密度毒性（一）氯气的物理性质物理性质色态：黄绿色气体密度：密度比空气大溶解性：在水中溶解度不大（1：2）气味：有刺激性气味有无毒性：有毒熔沸点：较低(易液化)在实验室里闻氯气时，必须十分小心，应该用手在瓶口轻轻地扇动，仅使极少量的氯气飘入鼻孔。当闻其它的气体气味时，也应该采用这种方法。不能用排水集气法收集氯气氯气液氯固态氯－34.6度－101度易液化：（二）化学性质1.与金属反应

（1）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，生成白色固体点燃2Na+Cl22NaCl（二）化学性质在通常情况下，干燥氯气不与铁反应，所以可用钢瓶盛装和运输液氯。注意：不生成FeCl2。与变价金属反应，均生成金属的高价态化合物

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。

（2）铁与氯气反应点燃2Fe+3Cl22FeCl3（二）化学性质

（3）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。点燃Cu+Cl2CuCl2（二）化学性质小结

①氯气具有很强的氧化性，属于氧化剂，而金属属于还原剂。②金属+氯气→金属氯化物（盐）成盐元素——卤素2.与非金属反应现象：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+Cl22HCl点燃2.与非金属反应

在点燃（或光照）下氯气均能与氢气反H2+Cl22HCl光照H2作还原剂Cl2作氧化剂实验证明，在一定条件下，Cl2还能与P、S、C等非金属直接化合。2P+3Cl22PCl3点燃2P+5Cl2

2PCl5点燃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。3.氯气与水的反应（溶于水中的部分Cl2与水发生反应Cl2+H2OHCl+HClO0-1+1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

2HClO===2HCl+O2↑光照次氯酸可以消毒、杀菌、具有漂白性、见光易分解都源于其+1价的氯的强氧化性液氯与氯水的区别？新制氯水与久置氯水的区别？液氯氯水分类成分

性质纯净物混合物分子：离子：Cl2

，HClO，H2OH+，Cl－，ClO－分子：H2O离子：H+，Cl－新制有氧化性，无酸性和漂白性有酸性，强氧化性，能漂白，消毒，光照时HClO分解久置只有Cl2分子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只有酸性想一想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?4、氯气与碱反应2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O有效成分:NaClO2Ca(OH)2+2Cl2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O漂白粉、漂粉精漂白液有效成分:Ca(ClO)2氯气化学性质想一想4、氯气与碱反应

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+水日常Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO工业Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO漂白原理：(反应原理：强酸制取弱酸）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+2HClO思考

为什么不直接用次氯酸作漂白剂？次氯酸不稳定，次氯酸盐较稳定。

怎样保存漂白粉？密封，保存于干燥处。2HClO2HCl+O2↑光照课堂练习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。C.氯气有毒，氯离子也有毒。D.氯气和氯离子都呈黄绿色。B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

C.氯化镁D.氯化亚铁D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D课堂练习D4．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 燃烧一定有氧气参与D

漂白性的比较名称原理实质程度范围过氧化钠氯水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

氧化作用永久性

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活性炭吸附有色色素物理吸附课堂练习课堂练习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

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）（D）课堂练习课堂练习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）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）。A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+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑1467120×36.5%gx20×36.5%×71

146x==3.6g

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–==AgCl2Ag++CO32-==Ag2CO3Ag2CO3+2H+==2Ag++CO2

+H2O

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？

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-。(2)方法和结论：(1)试剂:AgNO3溶液、稀硝酸

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-。小结

？氟

F9＋９27氯

Cl

17＋17溴

Br35碘

I

53砹

At

85＋3528187＋532818187＋85281832187卤素的原子结构三、成盐元素—卤素

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？想一想补充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。

与金属反应:F2Cl2Br2

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。I2+Fe=FeI2Br2+2Na=2NaBr3Br2+2Fe=2FeBr3名称反应条件方程式氢化物稳定性

F2

冷暗处爆炸 H2+F2====2HFHF很稳定Cl2

光照或点燃 H2+Cl2=====2HClHCl稳定Br2

高温 H2+Br2======2HBrHBr较不稳定I2

高温、持续加热

H2+I2======2HI HI很不稳定缓慢进行

2.卤素与氢气的反应结论:

FClBrI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>I2(2)卤化氢的稳定性关系：HF>HCl>HBr>HIBr2＋H2O=====HBr＋HBrO反应越来越难以发生2F2＋2H2O=====4HF＋O2（特例）Cl2＋H2O=====HCl＋HClO3.卤素与水反应通式：X2＋H2O=====HX＋HXO（X:Cl、Br、I）I2＋H2O=====HI＋HIO4.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

笔记基础回归1.物理性质

通常情况下,氯气是

色

气味的

体。

密度比空气

，有

，易

，能溶于水,通常

1体积水约溶解

体积氯气，其水溶液称为氯水。实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：

。黄绿有刺激性气大毒液化2瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔用手在2.化学性质（1）与金属反应铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为：

(

色烟)

（

色烟)（2）与非金属反应氢气在氯气中燃烧的化学方程式为：

(

色火焰)（3）与水反应氯气与水反应的化学方程式：

。Cu+Cl2CuCl22Fe+3Cl22FeCl3H2+Cl22HClCl2+H2O棕黄棕褐苍白HCl+HClO（4）与碱反应（完成下列化学方程式）①与烧碱反应:

，②制取漂白粉：

。漂白粉的主要成分是

,有效成分是

。（5）跟还原性物质反应（完成下列化学方程式）①氯气与KI溶液：

。②氯气与FeCl2溶液：

。③向氯水中通入SO2：

。Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2、CaCl2Ca(ClO)22KI+Cl22KCl+I22FeCl2+Cl22FeCl3SO2+2H2O+Cl2Ca(ClO)2+2H2OH2SO4+2HCl3.制取（1）工业上用电解饱和食盐水的方法制Cl2，化学方程式为

。（2）实验室制取反应原理：

。2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O基础回归1.次氯酸（HClO）(1)不稳定性：化学方程式为

。（2）弱酸性：比碳酸酸性

，电离方程式为

。（3）强氧化性：具有

性。2.Ca(ClO)2的主要化学性质（1）稳定性比HClO

。（2）水解显

性，其水解离子方程式：

。2HClOHClOH++ClO-漂白2HCl+O2↑强碱ClO-+H2OHClO+OH-弱（3）与酸反应生成

，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为

。 漂白粉的漂白原理是什么？为什么要密封保存？提示

工业上常用氯气和石灰乳制取漂白粉，漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，漂白粉的漂白原理是：Ca(ClO)2+2HClCaCl2+2HClO,Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO，产生的HClO具有漂白性和强氧化性。由于HClO见光易分解，所以漂白粉应密封保存。HClOCa(ClO)2+CO2+H2O2HClO+CaCO3↓思考:要点一氯水的成分及性质1.氯水的成分

Cl2溶于水：Cl2+H2OH++Cl-+HClO要点精讲三种分子：C12、H2O、HC1O四种离子：C1-、H+、OH-、C1O-2.液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性粒子种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-H2O、H+、Cl-、OH-

特别提醒

当向FeBr2、FeI2、SO2混合溶液中逐渐通入Cl2时，要考虑它们的还原性顺序：SO2>I->Fe2+>Br-，要根据氧化顺序和得失电子守恒计算。3.氯水的性质氯水的多种成分决定了氯水的化学性质表现出多样性：（1）Cl2的强氧化性;

（2）HCl的强酸性；（3）HClO的强氧化性、弱酸性和不稳定性；（4）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：参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释Cl-AgNO3溶液白色沉淀Cl-+Ag+AgCl↓H+Na2CO3固体有气泡产生2H++COCO2↑+H2OHClO有色布条布条颜色褪去发