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第二节富集在海水中的元素——氯
[学习目标]1.了解氯的结构及存在,掌握Cl2的物理性质。
2.掌握Cl2的化学性质和Cl-的检验方法。(重点)
3.知道Cl2和HClO的性质,理解漂白粉的制取原理,了解漂白粉的有效成分和主要成分。(难点)
4.掌握Cl2的实验室制法。(重点)
5.了解COeq\o\al(2-,3)等对Cl-检验的干扰。
第1课时氯气
一、氯的原子结构及存在
1.原子结构:氯的原子结构示意图为。
2.存在:氯在自然界中以化合态的形式存在,主要形式为NaCl。
二、发现和确认
1774年,瑞典化学家舍勒,通过化学反应:4HCl(浓)+MnO2eq\o(=====,\s\up17(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O,发现了氯气。
1810年,由英国化学家戴维确认。
三、物理性质
1.Cl2在通常情况下呈黄绿色,是一种有刺激性气味的有毒气体。25℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。
2.在实验室中闻气体的方法:用手轻轻在瓶口扇动,使极少量气体飘进鼻孔。
四、化学性质
氯原子很容易得一个电子而形成氯离子,表现为典型的非金属性。
1.和金属单质反应
2Na+Cl2eq\o(=====,\s\up17(点燃))2NaCl
2Fe+3Cl2eq\o(=====,\s\up17(点燃))2FeCl3
Cu+Cl2eq\o(=====,\s\up17(点燃))CuCl2
2.和非金属单质反应
如与H2的反应
现象:氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口有白雾产生。
化学程式:H2+Cl2eq\o(=====,\s\up17(点燃))2HCl。
3.和水反应
(1)氯水
氯气的水溶液叫做氯水。溶于水中的Cl2部分与水反应,化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。
(2)次氯酸
①弱酸性:比碳酸酸性弱;
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
②不稳定性:只存在于水溶液中,在光照下易分解,化学方程式为2HClOeq\o(=====,\s\up17(光))2HCl+O2↑;
③强氧化性:能杀菌、消毒,具有漂白作用。
4.与碱反应
(1)与NaOH的反应
化学方程式为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,是漂白液的制取原理,其有效成分为NaClO。
(2)与Ca(OH)2的反应
化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,是漂白粉和漂粉精的制取原理,其有效成分为Ca(ClO)2。
知识点一氯气的化学性质
1.氯气与金属反应
(1)大多数金属都能在一定条件下与氯气化合(Pt、Au除外)。
(2)氯气与金属的反应属于氧化还原反应,氯气为氧化剂。
(3)一定条件下,氯气与常见金属的反应为放热反应,但常温下,液氯与铁不发生化学反应,所以液氯可以贮存在钢瓶中。
(4)氯气与变价金属反应时,金属均被氧化成高价态,如:Fe―→FeCl3,Cu―→CuCl2。
(5)固体小颗粒分散到空气中,描述为烟,小液滴分散到空气中,描述为雾。
2.氯气与非金属反应
(1)氯气可与大多数的非金属反应。
(2)H2与Cl2反应条件不同,现象不同,写方程式时一定要注意条件。如在常温下黑暗处Cl2与H2混合不发生反应,在光照条件下,H2与Cl2混合发生爆炸,纯净的H2点燃时,可以在Cl2中安静燃烧。
(3)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。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。如Na、Fe、H2等物质均可在Cl2中燃烧。
(4)HCl气体具有刺激性气味,极易溶于水。HCl的水溶液称为盐酸。瓶口的白雾就是HCl气体跟空气中的水蒸气结合所形成的盐酸小液滴。
(5)为了保证实验安全,氢气在点燃之前必须先检验纯度,只有在纯度符合点燃纯度要求时才能点燃。
3.氯气与水反应
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+H2OHCl+HClO
Cl2与水的反应是氧化还原反应,从氯元素的化合价的变化情况来看,氯元素的化合价既有升高又有降低,Cl2既表现还原性,又表现氧化性。Cl2既是氧化剂又是还原剂。
4.氯气与碱液的反应
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(1)在常温下,Cl2与碱反应的化学方程式的一般模式为:Cl2+碱―→次氯酸盐+金属氯化物+水
但在加热的条件下,Cl2与碱反应的产物有所变化,如:
3Cl2+6KOHeq\o(=====,\s\up17(△))KClO3+5KCl+3H2O
(2)Cl2与碱的反应是氧化
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