高中化学 第四章 非金属及其化合物 42 富集在海水中的元素氯第2课时学案1新人教版必修doc.docx

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高中化学第四章非金属及其化合物42富集在海水中的元素氯第2课时学案1新人教版必修doc

2020年高中化学第四章非金属及其化合物4.2富集在海水中的元素——氯（第2课时）学案1（新人教版）必修

[学习目标定位]　1.根据氯气与水的反应能正确写出氯气与碱[NaOH、Ca（OH）2]反应的化学方程式。

2.知道漂白粉的成分和用途。

3.学会氯离子的检验方法。

一　氯气与碱的反应

1．Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。

2．工业上制取漂白粉（Cl2和石灰乳）的原理与上述反应原理相似，则反应的化学方程式为2Ca（OH）2＋2Cl2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。

3．自来水常用氯气来杀菌消毒，但因氯气的溶解度不大，而且生成的HClO很不稳定，不便于保存，而次氯酸盐性质稳定，且遇酸或空气中的CO2和水蒸气又可再生成HClO。

因此常用氯气与碱反应制取漂白粉。

归纳总结

漂白液（粉）的制取与保存

（1）漂白液是NaClO溶液；漂白粉的成分是CaCl2、Ca（ClO）2，有效成分是Ca（ClO）2；漂粉精的主要成分是Ca（ClO）2。

（2）漂白粉的使用原理：

利用复分解反应原理和较强酸能够制取较弱酸的原理使Ca（ClO）2转化为HClO进行漂白。

①Ca（ClO）2＋2HCl===CaCl2＋2HClO，离子方程式：

ClO－＋H＋===HClO。

②Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO（酸性：

HClO酸性比H2CO3弱）。

（3）漂白粉保存不当会变质的原因是Ca（ClO）2和空气中的CO2和水蒸气反应生成HClO，易分解。

因此漂白粉和漂粉精的保存方法是密封、避光并置于阴凉干燥处。

1．某化工厂生产的漂白粉，产品说明书如下：

漂白粉使用说明书

主要成分：

次氯酸钙，氯化钙

用法用量：

每次取漂白粉2g，水1000mL，配成0.2%～0.3%的浊液。

将病人用具浸泡其中5～10分钟，如需要，浓度可提高，时间可延长。

注意事项：

……

请你回答：

（1）请你为漂白粉写一份保存、使用的注意事项（不超过30字）___________________________________________。

（2）用化学方程式表示：

①漂白粉的生产原理：

_______________________________。

②一般情况下，漂白粉失效的主要原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）密封、避光保存在阴凉处，随配随用，勿接触皮肤，不能用以漂洗丝、毛织品等

（2）①2Ca（OH）2＋2Cl2===Ca（ClO）2＋CaCl2＋2H2O

②Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO、

2HClO

2HCl＋O2↑

二　Cl2的实验室制法

实验室制取氯气的装置如图所示：

（1）用化学方程式表示制取氯气的反应原理：

__________________________________。

（2）发生装置所用仪器的名称为_______________________________________。

（3）装置C的作用是________，装置D的作用是_______________________________

________________________________________________________________________。

（4）检验E瓶集满氯气的方法是___________________________________________。

（5）烧杯F中盛放的液体是__________，其作用是_______________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（2）分液漏斗、圆底烧瓶

（3）除去Cl2中的少量HCl气体　干燥氯气（或除去氯气中的水蒸气）

（4）湿润的红色布条放在瓶口褪色（或湿润淀粉KI试纸放在瓶口变蓝）

（5）NaOH溶液　吸收过量的氯气，防止污染环境

归纳总结

1．反应原理

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

2．仪器装置

装置特点：

固＋液

气

主要仪器：

铁架台（带铁圈）、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。

装置如图所示。

说明：

C装置的作用是除去Cl2中的HCl；D装置的作用是干燥Cl2；F装置的作用是吸收多余的Cl2，防止污染环境。

3．收集方法

（1）向上排空气法（Cl2密度大于空气）。

（2）排饱和食盐水法（Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体）。

4．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。

5．尾气处理

Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。

2．某化学小组用下图所示装置制取氯气，下列说法不正确的是（　　）

A．该装置图中至少存在两处明显错误

B．该实验中收集氯气的方法不正确

C．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理

D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出

答案　B

三　Cl－的检验

1．在5支试管中分别加入2～3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水，然后各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象，填写下表：

实验现象

滴入几滴AgNO3溶液

加入少量稀硝酸

①稀盐酸

有白色沉淀生成

沉淀不溶解

②NaCl溶液

有白色沉淀生成

沉淀不溶解

③Na2CO3溶液

有白色沉淀生成

沉淀溶解，有气泡产生

④自来水

有少量白色沉淀生成

沉淀不溶解

⑤蒸馏水

无明显变化

无明显变化

2.请写出上述实验中有关的化学方程式

②NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3；

③Na2CO3＋2AgNO3===Ag2CO3↓＋2NaNO3，

Ag2CO3＋2HNO3===CO2↑＋H2O＋2AgNO3；

④Cl2＋H2O===HCl＋HClO，

HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3。

归纳总结

检验Cl－的方法

先滴加AgNO3溶液后滴加少量稀HNO3，或滴加经稀HNO3酸化的AgNO3溶液。

注意：

检验Cl－时，滴加AgNO3后还要滴加稀HNO3，目的是排除CO

等离子的干扰。

3．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有（　　）

A．Cl－、SO

B．Cl－、NO

C．Cl－、CO

D．Cl－、OH－

答案　C

解析　根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在CO

和Cl－。

1．氯气是有毒的，曾被法西斯制成毒气弹用于侵略战争，当这种毒气弹顺风爆炸时，通常可用的防御方法是（　　）

A．人应躲到低洼的地方

B．人、畜应到较高的地方去

C．人、畜应多饮豆浆和牛乳

D．可用NaOH溶液浸湿软布蒙面

答案　B

2．下列关于漂白粉的叙述不正确的是（　　）

A．漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2

B．漂白粉在空气中久置后能变质

C．漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得

D．漂白粉的主要成分是CaCl2

答案　D

3．下列检验Cl－的方法正确的是（　　）

A．在某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl－

B．在某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－

C．在某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有Cl－

D．在某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－

答案　D

解析　可能有CO

、PO

等的干扰，A错误；加入盐酸，引入Cl－，B、C错误；硝酸酸化排除干扰，加硝酸银溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即为AgCl，由此说明原溶液中有Cl－，D正确。

4．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

答案　B

解析　146gHCl的物质的量为4mol,87gMnO2的物质的量为1mol，由化学方程式：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1molMnO2可以与4molHCl反应，但是由于稀盐酸与MnO2不反应，所以含有4molHCl的浓盐酸不能与MnO2完全反应。

5．“84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气，反应方程式为NaClO＋NaCl＋H2SO4

Na2SO4＋Cl2↑＋H2O。

为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置。

请回答：

（1）在该实验中，制取氯气的装置是________（填字母）。

（2）装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是______________________________________，

请提出合理的改进方法_______________________________________。

（3）D中的现象是__________________________________________，

反应的离子方程式为_________________________________________，

分离D中液体的方法是___________________________________________。

（4）写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式_______________________________________

________________________________________________________________________，

该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

为验证尾气吸收后的溶液中存在Cl－，正确的操作是________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性：

盐酸＞碳酸＞次氯酸，该实验证明Cl2与H2O反应的产物中含有________。

答案　

（1）c

（2）Cl2中混有少量H2O（g）　在A～B之间增加装有浓H2SO4的洗气瓶

（3）下层CCl4层呈紫红色　Cl2＋2I－===I2＋2Cl－　分液

（4）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　1∶1　取少量烧杯内吸收Cl2后的溶液，加入足量的稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，证明其中含有Cl－

（5）盐酸

解析　

（1）根据“固＋液

气”原理可知应选择c装置制取Cl2。

（2）布条褪色证明Cl2中混有H2O（g），生成了HClO，应增加除H2O（g）的装置。

（3）Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，CCl4将I2萃取出来，I2溶于CCl4，溶液呈紫红色，分离两种互不相溶的液体采用分液法。

（4）Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，根据反应前后Cl2

l－↓　1

lO－↑　1说明Cl2既作氧化剂，又作还原剂，且物质的量之比为1∶1；检验Cl－，应先用稀HNO3酸化中和溶液中的OH－，并将ClO－转化为HClO，再加AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，证明含有Cl－。

（5）因酸性HCl＞H2CO3＞HClO，HCl与NaHCO3反应：

HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2↑，而HClO不与NaHCO3反应，故氯气与H2O反应的产物中含盐酸。

6．

（1）实验室制取Cl2时，下列操作不正确的是________（填序号）。

①装置Ⅰ可用于制取少量Cl2

②用装置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl

③用装置Ⅲ制取Cl2

④用装置Ⅳ干燥Cl2

（2）实验室制取干燥、纯净的氯气，除了二氧化锰、浓盐酸外还需要____________、____________、____________。

（3）已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。

若用如下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气及验证它与金属的反应。

每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是________（填字母，下同）。

（4）在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。

下列收集Cl2的装置正确的是________。

答案　

（1）①②③④

（2）饱和食盐水　浓H2SO4　NaOH溶液

（3）BD　（4）C

解析　

（1）①实验室制取Cl2用浓盐酸和MnO2反应，而不用稀盐酸；②除去Cl2中的HCl气体用饱和食盐水，NaHCO3溶液与Cl2反应并放出CO2气体，气体应“长进短出”；③MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应；④干燥Cl2使用浓H2SO4洗气瓶，应“长进短出”。

（2）制取纯净Cl2还需饱和食盐水除去HCl气体，浓H2SO4干燥Cl2、NaOH溶液除去多余的Cl2。

（3）B处NaOH溶液与Cl2能反应；D处试管缺少出气导管且将导管末端通入NaOH溶液中。

（4）集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞压出，A项错误；因为Cl2比空气的密度大，Cl2应短管进，B项错误；该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，C项正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。

40分钟课时作业

[经典基础题]

题组一　氯气与碱反应的应用

1．下列有关漂白粉的说法正确的是（　　）

A．漂白粉的有效成分是CaCl2

B．漂白粉和明矾处理自来水的原理是相同的

C．漂白粉最好在弱酸性环境下使用

D．漂白粉因易在空气中氧化而密封保存

答案　C

2．在空气中能稳定存在的物质是（　　）

A．氢氧化钙溶液B．新制氯水

C．次氯酸钠D．食盐水

答案　D

3．漂白粉在空气中放置易失效的主要原因是（　　）

A．Ca（ClO）2不稳定，易分解

B．Ca（ClO）2易吸收水分而潮解

C．Ca（ClO）2跟空气中的水和CO2反应

D．Ca（ClO）2跟空气中的CO2反应

答案　C

题组二　Cl2的制法

4．实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：

①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上；②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈的高度，固定好铁圈，放好石棉网；③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；④检查气密性；⑤在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导管。

最好的实验操作顺序是（　　）

A．②⑤①④③B．②①⑤④③

C．②①⑤③④D．⑤②①④③

答案　B

5．实验室用浓盐酸与足量的二氧化锰反应产生少量的氯气。

若反应过程中消耗了0.2molHCl，理论上可收集到的氯气的质量（　　）

A．等于3.55gB．小于3.55g

C．大于3.55gD．约等于7.1g

答案　A

解析　理论上可收集到的氯气的质量，可直接根据化学方程式计算，设收集到氯气的质量为x，则

4HCl（浓）＋MnO2

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

4mol　　　　　　　　　　　71g

0．2mol　　　　　　　　　　x

x＝3.55g。

6．下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是（　　）

A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质

B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用

C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl

D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集

答案　D

解析　Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。

7．下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是（　　）

A．a—b—c—d—e—e—f—g—h

B．a—e—d—c—b—h—i—g

C．a—d—e—c—b—h—i—g

D．a—c—b—d—e—h—i—f

答案　B

解析　按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。

8．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是（　　）

A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2

B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中

C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境

D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气

答案　A

解析　根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气。

题组三　Cl－的检验

9．检验Cl－时所用试剂HNO3的作用是（　　）

A．防止CO

等的干扰B．防止Cl－的干扰

C．生成Ag2CO3沉淀D．防止NO

的干扰

答案　A

10．自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。

市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水（离子的浓度非常低）出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。

在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是（　　）

A．酚酞试液B．氯化钡溶液

C．氢氧化钠溶液D．硝酸银溶液

答案　D

[能力提升题]

11．已知：

将Cl2通入适量KOH溶液，产物中可能有KCl、KClO、KClO3，且

的值与温度高低有关。

当n（KOH）＝amol时，

（1）标准状况下，参加反应的氯气的体积等于_______L。

（2）若某温度下，反应后

＝11，则溶液中

＝___________，此时反应总离子方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）改变温度，产物中KClO3的最大理论产量为________mol。

答案　

（1）11.2a　

（2）

　7Cl2＋14OH－===11Cl－＋ClO－＋2ClO

＋7H2O　（3）

a

解析　

（1）从产物来看，n（Cl）＝n（K），故n（Cl2）＝

n（KOH）＝

amol，则氯气的体积为V＝n·Vm＝11.2aL。

（2）令n（ClO－）＝1mol，反应后c（Cl－）∶c（ClO－）＝11，则n（Cl－）＝11mol，据得失电子守恒，5×n（ClO

）＋1×n（ClO－）＝1×n（Cl－），即5×n（ClO

）＋1×1mol＝1×11mol，解得n（ClO

）＝2mol，故溶液中

＝

；则根据原子守恒和电荷守恒配平反应的离子方程式为7Cl2＋14OH－===11Cl－＋ClO－＋2ClO

＋7H2O。

（3）氧化产物只有KClO3时，其物质的量最大，根据电子转移守恒n（KCl）＝5n（KClO3），由钾离子守恒：

n（KCl）＋n（KClO3）＝n（KOH），故n最大（KClO3）＝

n（KOH）＝

amol。

12．常温下，A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体，A、B、C、D、E都含X元素，其转化关系如图所示。

（1）请分别写出A、B、D的化学式（如为溶液请填溶质的化学式）：

A________、B________、D________。

（2）写出下列反应的化学方程式或离子方程式（请注明反应条件）：

A＋H2O（离子方程式）：

___________________________________________________；

A＋NaOH（离子方程式）：

____________________________________________；

D―→A（化学方程式）：

________________________________________。

答案　

（1）Cl2　HClO　HCl

（2）Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO

Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋2H2O＋Cl2

解析　由题意可知A为Cl2，B为次氯酸，D为盐酸，C为氯化钠，E为次氯酸钠。

13．如图所示，将仪器A中的浓盐酸滴加到盛有MnO2的烧瓶中，加热后产生的气体依次通过装置B和C，然后再通过加热的石英玻璃管D（放置有铁粉）。

请回答下列问题：

（1）仪器A的名称是____________，烧瓶中反应的化学方程式是

________________________________________________________________________。

（2）装置B中盛放液体是________________，气体通过装置B的目的是

________________________________________________________________________。

装置C中盛放的液体是____________，气体通过装置C的目的是

________________________________________________________________________。

（3）D中反应的化学方程式是

________________________________________________________________________。

（4）烧杯E中盛放的液体是________，反应的离子方程式是

________________________________________________________________________。

（5）资料表明D中产物有以下性质：

①受热易升华，冷却后易凝华；②遇H2O（g）剧烈反应。

为收集D中产物，在D与E之间，除增加收集装置外，还需要增加_