人教版高中化学必修一第四章导学案氯及其化合物.docx
《人教版高中化学必修一第四章导学案氯及其化合物.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版高中化学必修一第四章导学案氯及其化合物.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
人教版高中化学必修一第四章导学案氯及其化合物
人教版高中化学必修一第四章导学案:
氯及其化合物
第二课时:
氯及其化合物
1.氯元素概述
(1)元素周期表的位置:
第三周期第VIIA族
(2)原子结构示意图:
(3)主要化合价:
-1价,0价,+1价,+3价,+5价,+7价
(4)自然界存在形式:
自然界中无单质形式,以化合物形式存在,主要以NaCl的形式存在于海水中。
【随堂练习】
1、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()
2、海水中含量最多的离子是()
A.钠离子B.氯离子C.钙离子D.镁离子
2.氯气的相关性质
2.1氯气的物理性质
黄绿色有强烈的刺激性气味的有毒气体,熔沸点较低,易液化,能溶于水(1:
2),密度比空气大(3.17g·L-1)
2.2氯气的化学性质
(1)与金属单质反应:
Cl2具有很强的氧化性,金属活动性顺序表里处理Au、Pt之外的金属都可以反应,与变价金属反应时会将金属氧化成高价态。
与金属钠在点燃的条件下反应:
黄色火焰,有白烟生成(NaCl固体小颗粒)
与金属铁在点燃的条件下反应:
棕红色火焰,常温下干燥的液氯不与铁反应,可用钢瓶储存运输液氯
与金属铜在点燃的条件下反应:
棕黄色火焰
(2)与非金属单质反应,如与H2在点燃的条件下反应:
苍白色火焰,有白雾(HCl气体与空气中的水蒸气形成HCl小液滴而呈雾状)。
光照时反应剧烈,会发生爆炸。
(3)与水反应
(4)与碱反应
与强碱反应的离子方程式:
反应实质是先与H2O反应生成酸再与碱反应
与NaOH溶液反应:
制取漂白液、84消毒液,吸收Cl2尾气的原理
与Ca(OH)2反应:
制取漂白粉的原理
(5)与还原性物质反应(如Fe2+、I-、Br-、SO2、SO32-、HSO3-、H2S、HS-、S2-等)
(8)用下图装置除去除去Cl2中的HCl气体。
( )
3、将Cl2通入自来水中杀菌消毒,主要是利用了Cl2和H2O生成的HClO的()
A.氧化性B.酸性C.稳定性D.还原性
4、下列有关氯气的叙述正确的是()
A.钠和磷都可以在氯气中燃烧,都产生白色烟雾
B.红热的铁丝、铜丝都可以在氯气中燃烧,生成棕黄色的烟
C.纯净的氢气可以在氯气中安全燃烧,发出苍白色火焰
D.氯气可用于漂白,这是氯气具有漂白作用
5、可以用于除去氯气中水蒸气的干燥剂是()
A.碱石灰B.浓硫酸C.无水氯化钙D.固体烧碱
3.次氯酸和次氯酸盐
3.1次氯酸的化学性质
(1)弱酸性
酸性强弱:
H2CO3>HClO>HCO3-
故次氯酸盐能与CO2、H2O反应生成次氯酸:
(2)不稳定性:
光照条件下,HClO会发生分解:
(3)强氧化性:
可氧化Fe2+、I-、SO2、SO32-、HSO3-、H2S、HS-、S2-、Cl-
3.2次氯酸盐(NaClO、Ca(ClO)2)
(1)漂白粉:
主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2。
漂白粉的制取:
用Ca(OH)2与Cl2反应
反应的化学方程式:
与澄清石灰水反应的离子方程式:
工业制取用石灰乳,不可以拆:
漂白粉的漂白原理:
工业漂白:
生活漂白:
漂白粉失效的原理(最终成分为CaCl2)
Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应:
HClO在光照条件下分解成HCl和O2:
HCl与CaCO3反应最终生成CaCl2:
保存方法:
密封保存
(2)漂白液、84消毒液的有效成分是NaClO
制取方程式:
3.3ClO-的强氧化性
不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、SO
不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。
如漂白粉遇到亚硫酸盐:
Ca2++ClO-+SO
===CaSO4↓+Cl-。
说明:
NO
不同于ClO-,在酸性条件下NO
具有强氧化性,与Fe2+、I-、S2-、SO
不能大量共存,而在碱性条件下,NO
与I-、S2-、SO
能大量共存。
【总结】漂白粉、漂白液消毒的原理都是酸性条件下生成具有漂白作用的HClO。
【随堂练习】
1、判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)84消毒液的有效成分是NaClO。
( )
(2)依据较强酸可以制取较弱的酸的规律可知次氯酸溶液无法制取盐酸。
( )
(3)漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张。
( )
(4)漂白粉在空气中久置变质的原因是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。
( )
(5)次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌。
( )
(6)石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂又是还原剂。
( )
2、为预防一种新型流感,同学们每天用“84”消毒液(NaClO溶液)消毒,下列说法正确的是( )
A.NaClO溶液的消毒原理是使蛋白质变性
B.1molCl2与足量NaOH溶液反应转移2mol电子
C.NaClO溶液的漂白原理与Na2O2、SO2相同
D.“84”消毒液与“洁厕灵”(盐酸)共同使用,可达到既清洁又消毒的双重效果
3、在淀粉_碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入少量的稀硫酸,溶液立即变蓝,在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液,蓝色逐渐消失。
下列判断不正确的是( )
A.氧化性:
ClO->I2>SO
B.漂白粉溶液可使淀粉_碘化钾试纸变蓝
C.向氯水中加入亚硫酸钠溶液,氯水褪色
D.次氯酸钠可以与亚硫酸钠共存
4.氯水
4.1氯水的成分
(1)氯水的形成以及物理性质:
氯水是Cl2溶于水得到的溶液,颜色呈黄绿色,具有刺激性气味。
(2)Cl2的溶解特点:
Cl2溶于水,少量溶解,少量电离,溶质主要是Cl2
(3)氯水中存在的平衡
Cl2+H2O
Cl-+H++HClOHClO
H++ClO-H2O
H++OH-
(4)氯水的主要成分:
三分子:
Cl2、H2O、HClO四离子:
Cl-、ClO-、OH-、H+
4.2氯水的化学性质
(1)Cl2的氧化性
例如:
SO2+Cl2+H2O===2HCl+H2SO42Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)HClO的氧化性和漂白性
在解释漂白性杀菌消毒时体现的是HClO的强氧化性。
向氯水中滴加紫色石蕊试液,先变红(H+作用的结果),后褪色(HClO的漂白作用)。
(3)HCl的强酸性
(4)向NaHCO3溶液中加入氯水,有气泡产生,利用了HCl的强酸性。
(5)Cl-的性质
加入AgNO3溶液有白色沉淀产生,可以检验出氯水中有Cl-。
4.3氯水的变质及保存
光照条件下,HClO会发生分解:
2HClO===2HCl+O2↑,最终成为稀盐酸因此氯水通常现配现用,如需储存备用,应存放在棕色瓶中,并置于阴暗处。
【随堂练习】
1、氯气、氯水、液氯是同一种物质,只是状态不同,都属于纯净物()
2、检验一瓶氯水是否已经完全变质,可以采用的试剂是( )
A.硝酸银溶液B.酚酞试剂C.碳酸钠溶液D.紫色石蕊试剂
3、在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2。
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-。
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+。
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO。
4、下列物质中,不能使干燥有色布条褪色的是( )
A.干燥Cl2B.氯水C.NaClO溶液D.Na2O2与水反应后的溶液
5、用自来水养金鱼时,通常需要将自来水晒一段时间,再注入鱼缸,原因是
A.提高水温B.增加水中的含氧量
C.除去水中少量的次氯酸D.用紫外线杀死水中的细菌
6、化学与生活是紧密相联的,下列说法中正确的是( )
A.氯气可用作消毒剂和漂白剂,是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强还原性
B.地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒,主要是利用漂白粉溶液的碱性
C.氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
D.能用同一原理解释ClO-与Fe2+、H+均不能大量共存
附表:
1.氯水的性质
参与反应微粒
所加试剂
实验现象
离子方程式或者解释
Cl-
AgNO3溶液
白色沉淀
Ag++Cl-===AgCl↓
H+
Na2CO3固体
固体溶解
有气体生成
2H++CO32-===H2O+CO2↑
HClO
有色布条
布条褪色
HClO有漂白性
Cl2
FeCl2溶液
溶液呈黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Cl2
SO2
溶液褪色
SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
H+,HCIO
石蕊试液
先变红后褪色
H+的酸性、HClO的漂白性
H+,Cl2
镁粉
溶液褪色,镁粉溶解,有气体生成
2H++Mg===Mg2++H2↑
Mg+Cl2===MgCl2
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
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
3.氯水和氨水的比较
氯水
氨水
形成
Cl2溶于水
NH3溶于水
颜色
黄绿色
无色
气味
刺激性气味
刺激性气味
溶解特点
Cl2溶于水,少量溶解,少量电离,溶质主要是Cl2
NH3溶于水,大量溶解,少量电离,电解质是NH3·H2O,溶质主要是NH3·H2O(计算溶质浓度时扔按NH3计算)
存在的平衡
Cl2+H2O
Cl-+H++HClO
HClO
H++ClO-
H2O
H++OH-
NH3+H2O
NH3·H2O
NH3·H2O
NH4++OH-
H2O
H++OH-
成分
三分子:
Cl2、H2O、HClO
四离子:
Cl-、ClO-、OH-、H+
三分子:
NH3、H2O、NH3·H2O
三离子:
NH4+、OH-、H+
反应实质
通常为Cl2参加的反应
NH3·H2O参加的反应
溶液性质
主要体现Cl2的强氧化性,还体现HCl的强酸性和HClO的漂白性
主要体现NH3·H2O的弱碱性
1mol气体溶于水的元素守恒式
NA(Cl-)+NA(ClO-)+NA(HClO)
+2NA(Cl2)=2NA
NA(NH4+)+NA(NH3+NA(NH3·H2O)=NA
保存
棕色瓶,放置于冷暗处
密封玻璃瓶,放置于阴凉避风隔绝火源的地方
5.氯气的实验室制法
5.1实验原理
(1)实验室通常用MnO2与浓盐酸加热条件下反应,反应的方程式为:
MnO2+4HCl(浓)==△==MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应,使用以上物质时,反应不需要加热,如:
2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
K2Cr2O7+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
5.2实验装置:
自左到右依次为:
制取装置
除杂装置
干燥装置
收集装置
尾气吸收装置
5.3氯气的检验以及验满方法:
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,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的集气瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。
(3)实验室制取Cl2时,常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。
【注意】
必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热的温度不宜过高,以减少HCl的挥发。
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。
尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。
5.4工业制取氯气的方法
(1)氯碱工业:
工业制取氯气的方法被称为氯碱工业,是通过电解饱和食盐水的方法来制取的,既可以制取氯气又可以制取NaOH。
反应的方程式为:
2NaCl+2H2O==通电==H2↑+Cl2↑+2NaOH
(2)其他冶金工业的副产品:
冶炼镁:
MgCl2(熔融)==通电==Mg+Cl2↑
冶炼钠:
2NaCl(熔融)==通电==2Na+Cl2↑
【随堂练习】
1、判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体。
( )
(2)除去Cl2中少量HCl气体的方法是将混合气体依次通入盛有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶。
( )
(3)MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式:
MnO2+4HCl
Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O。
( )
(4)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。
( )
(5)实验室用MnO2和稀盐酸共热制取少量氯气。
( )
(6)用NaOH溶液吸收多余的Cl2时,导气管不能伸到液面以下,原因是防止倒吸。
( )