第四章 学案19 富集在海水中的元素一氯及其化合物Word下载.docx
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(1)Cl2为什么易液化?
常见的易液化的气体还有哪几种?
(2)用什么现象说明Cl2溶于水时只有少量Cl2与水发生了反应?
(3)将Cl2通入石蕊试液中的现象是什么?
能用pH试纸测定氯水的pH值吗?
(4)常见的有特殊颜色的气体有哪些?
各显什么颜色?
知识点三 含氯化合物
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:
_____________________________________
(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
________________________________________________________________________
2.漂白粉为何要密封保存?
一、氯水的成分和性质
1.氯水的成分
氯气溶于水,发生反应的离子方程式是Cl2+H2O
H++Cl-+HClO,其中含有的分子有Cl2、H2O、HClO,共3种;
含有的离子有Cl-、H+、OH-、ClO-,共4种。
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
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
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
3.氯水的性质
(1)完成下列表格中的内容填空
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++CO
===CO2↑+H2O
HClO
有色布条
布条颜色褪去
发生氧化还原反应
FeCl2溶液
溶液变棕黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Cl2、H2O
SO2
黄绿色褪去
SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO
HClO、H+
石蕊试液
先变红后褪色
酸性和漂白性
Cl2、H+
镁粉
氯水的颜色褪去并有气泡产生
Mg+Cl2===Mg2++2Cl-
Mg+2H+===
Mg2++H2↑
(2)氯水的多种成分决定了氯水的化学性质表现出多样性,根据上述表格归纳总结氯水的主要化学性质。
4.Cl2+H2O
HCl+HClO平衡移动的应用
(1)完成下列表格
向氯水中加
入的物质
浓度变化
平衡移动的
方向
应用
可溶性氯化物
c(Cl-)____
(1)用饱和食盐水除Cl2中的HCl
(2)用排饱和食盐水收集Cl2
盐酸
c(H+)和
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH
c(H+)____
用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2
制漂白粉
CaCO3
制高浓度的HClO溶液
光照
c(HClO)____
氯水避光保存或现用现配
(2)平衡移动原理的应用
①用排饱和食盐水的方法收集Cl2的原理是什么?
除去Cl2的混有的HCl气体时,所选最佳试剂是什么?
②如何制备较高浓度的HClO?
③如何保存氯水?
典例导悟1
(2011·
山东威海联考)某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分,请根据下表回答问题。
实验
序号
实验方法
结论
①
将氯水滴加到AgNO3溶液中
生成白色沉淀
②
将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
③
淀粉KI试纸变蓝色
氯水中含有Cl2
④
将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中
氯水中含有H+
(1)实验①得出的结论______________________________________________________。
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”:
②________________④________________________。
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是:
________________________________
(4)通过实验②的“实验现象”,同学们得出两个不同的结论。
这两个结论可能是
a.________________________________________________________________________,
b.________________________________________________________________________。
请设计简单的实验证明哪一个是正确的______________________________________
二、氯气的实验室制法
典例导悟2
某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题。
(1)下列方法中,可制得氯气的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热 ②KMnO4和浓盐酸混合
③次氯酸钠和浓盐酸混合 ④K2Cr2O7和浓盐酸混合
⑤KClO3和浓盐酸混合
A.①②⑤ B.②④⑤ C.①②④ D.全部可以
(2)若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12L的原因是
(3)①装置B的作用是__________,现象是___________________________________。
②装置D和E出现的不同现象说明的问题是________________________________。
③装置F的作用是______________________________________________________。
④写出装置G中发生反应的离子方程式:
____________________________________
(4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。
为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。
你认为装置应加在________与________之间(填装置字母序号),装置中应放____________________试剂。
1.判断正误
(1)将氯气溶于水制备次氯酸:
Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-( )
(2010·
天津理综-5C)
(2)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度( )
全国理综Ⅱ-8A)
2.(2009·
山东理综,10)下列关于氯的说法正确的是( )
A.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
B.
Cl、
Cl为不同的核素,有不同的化学性质
C.实验室制备Cl2,可用排饱和食盐水集气法收集
D.1.12LCl2含有1.7NA个质子(NA表示阿伏加德罗常数)
3.(2010·
上海,18)下图是模
拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置,下列有关说法错误的是( )
A.烧瓶中立即出现白烟
B.烧瓶中立即出现红棕色
C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
4.(2009·
上海理综,14)生活中难免会遇到一些突发事件,我们要善于利用学过的知识,采取科学、有效的方法保护自己。
如果发生了氯气泄漏,以下自救方法得当的是( )
A.只要在室内放一盆水
B.向地势低的地方撤离
C.观察风向,顺风撤离
D.用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离
题组一 氯气的性质
1.(2010·
贵州安顺期末)氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是( )
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
B.通常状况下,干燥的氯气能和Fe反应
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口呈现雾状;
光照H2和Cl2的混合气体时,因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl,久置氯水最终变为稀盐酸
2.检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采用的方法是( )
A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥的有色布条
C.将气体通入硝酸银溶液D.用湿润的淀粉碘化钾试纸
3.自来水常用氯气进行消毒。
如果在实验室用自来水配制下列物质的溶液,不会产生明显药品变质问题的是( )
A.FeCl2B.Na2SO3C.NaOHD.AlCl3
4.今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水,浓度均为0.1mol·
L-1。
如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(nmol),在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(nmol),丙瓶不变。
片刻后,甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.甲=乙>
丙B.甲>
丙>
乙
C.丙>
甲=乙D.乙>
甲
题组二 含氯化合物
5.下列现象或事实可用同一原理解释的是( )
A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低
B.氯水和活性炭使红墨水褪色
C.漂白粉和钠长期暴露在空气中变质
D.氯水和过氧化钠使品红褪色
6.下图所涉及的物质均为中学化学中的常见的物质,其中C、D、E为单质,其余为化合物。
它们存在如下转化关系,反应中生成的水及次要产物已略去。
(1)写出B的名称________,F的化学式________。
(2)指出MnO2在相关反应中的作用:
反应①中是______剂;
反应②中是________剂。
(3)若反应①是加热条件下进行,A是________;
若反应①是在常温条件下进行,A是________。
若在上述两种条件下得到等量的C单质,反应中转移的电子数之比为________。
题组三 氯气的制取
7.(2011·
福建泉州统考)实验室用下列两种方法制氯气:
①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应;
②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。
所得的氯气( )
A.①比②多B.②比①多
C.一样多D.无法比较
8.将0.2molMnO2和50mL12mol·
L-1盐酸混合后缓缓加热,反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成AgCl沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发)( )
A.等于0.3molB.小于0.3mol
C.大于0.3molD.以上结论都不正确
9.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_____________________________________________________________。
题组四 实验探究
10.(2011·
济南一模)甲、乙是同主族非金属元素组成的单质,乙通常状况下是深红棕色液体。
X、Y、Z是化合物。
X溶液呈浅绿色,Y、Z的溶液都能使KSCN溶液变红。
它们之间有如下图所示的转化关系。
(1)写出少量单质甲通入X溶液中发生的离子方程式:
(2)欲在实验室中制取并收集纯净、干燥的气体甲,某同学设计了如下图所示的装置。
①装置A中发生反应的化学方程式为_______________________________________
②装置B的作用是_______________________________________________________。
③装置C中的试剂为____________。
④装置D中收集气体甲的方法是___________________________________________。
学案19 富集在海水中的元素
(一)——氯及其化合物
【课前准备区】
知识点一
1.化合态 氯化钠
2.三 ⅦA
7 1 8
知识点二
1.黄绿 有刺激性 气 大 毒 液化 2 用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔
2.
(1)Cu+Cl2
CuCl2 棕黄
2Fe+3Cl2
2FeCl3 棕褐
(2)H2+Cl2
2HCl 苍白
(3)Cl2+H2O
HCl+HClO
(4)①Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
②2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
Ca(ClO)2、CaCl2 Ca(ClO)2
(5)①2KI+Cl2===2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③SO2+2H2O+Cl2===H2SO4+2HCl
知识点三
1.
(1)2HClO
2HCl+O2↑
(2)弱 HClO
H++ClO-(3)漂白
2.
(1)强
(2)碱 ClO-+H2O
HClO+OH-
(3)HClO Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓
1.
(1)Cl2分子的相对分子质量较大,分子间的作用力较大,所以易液化。
常见的易液化的气体还有NH3、SO2等。
(2)氯水呈黄绿色,说明氯水中有大量Cl2分子。
(3)现象是先变红后褪色。
不能用pH试纸测定,因为氯水中的HClO能将pH试纸漂白。
(4)Cl2呈黄绿色,NO2为红棕色。
2.①隔绝CO2、H2O(g);
②HClO见光易分解。
【课堂活动区】
3.
(2)①Cl2的强氧化性;
②HCl的强酸性;
③HClO的强氧化性、弱酸性和不稳定性;
④Cl-的性质。
4.
(1)
平衡移动的方向
c(Cl-)增大
左移
c(H+)和c(Cl-)增大
c(H+)减小
右移
c(HClO)减小
(2)①利用Cl2+H2O
H++Cl-+HClO的平衡移动原理,Cl-浓度大时,Cl2在水中的溶解度小,故用排饱和食盐水法收集Cl2;
除去HCl杂质时,把混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶。
②可向新制氯水中加入CaCO3粉末,此时HCl反应,而HClO的酸性较H2CO3弱不反应,平衡右移,HClO浓度增大。
③避光、密闭保存(棕色瓶中)。
典例导悟
1
(1)氯水中含有Cl-
(2)溶液褪色 有气泡冒出
(3)取一片淀粉KI试纸,置于表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取氯水,滴在试纸上
(4)a.氯水中含有HClO,其漂白作用使溶液褪色
b.氯水中含有H+,中和OH-使溶液褪色
向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性,若溶液不再显红色,证明红色消失是HClO的漂白作用引起的;
若溶液重新显红色,证明是H+的中和作用引起的
2
(1)D
(2)浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低,最终变为稀盐酸,反应不再产生氯气
(3)①证明有水蒸气产生 白色固体变蓝色
②氯气无漂白性,次氯酸有漂白性
③吸收氯气
④Ag++Cl-===AgCl↓
(4)F G 湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)
解析 实验目的是证明Cl2中混有水蒸气和HCl气体,同时证明干燥Cl2和潮湿Cl2有无漂白性。
首先从
(1)题中选择正确的组合利用A装置制备Cl2;
然后根据实验目的,再分析其他每个装置的作用。
只有B装置能够证明水蒸气的存在,则B装置中的药品为CuSO4粉末;
D、E装置用来证明干燥Cl2无漂白性,潮湿氯气发生反应:
Cl2+H2O
HCl+HClO,HClO具有强氧化性,因此潮湿Cl2具有漂白性。
G装置是用来证明HCl气体的,因为Cl2与AgNO3溶液反应也能生成AgCl沉淀,因此F装置利用是Cl2易溶于CCl4的性质除去Cl2,F、G装置之间应增加验证Cl2被除尽的装置。
【课后练习区】
高考集训
1.
(1)×
解析 HClO是弱酸,不能拆开写。
(2)√
2.C [Cl2中的氯元素化合价为0价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,A错误;
同位素原子的质子数和电子数分别相等,所以化学性质几乎完全相同,B错误;
通过实验室制得的Cl2中含有少量HCl,Cl2在饱和食盐水中溶解度很小,而HCl易溶,C正确;
没有指明气体所处的状态,D错误。
]
3.B [此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。
分析装置图,可知氨气和氯气接触时发生反应:
8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2,烧瓶中出现白烟,A对;
不能出现红棕色气体,B错;
该反应中氨气中的氮元素化合价升高,表现还原性,C对;
烧杯中的氢氧化钠