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第二节富集在海水中的元素——氯学科网新知初探自学导引自主学习一、氯气1.氯的原子结构及存在(1)氯的原子结构氯的原子结构示意图为，氯原子容易_______一个电子而形成Cl－，表现为典型的__________性。得非金属(2)氯的存在。氯在自然界中以__________态存在，主要以_________的形式存在。2.氯气的发现1774年瑞典化学家舍勒发现了氯气，反应的化学方程式为______________________________________________________________。化合NaClMnCl2＋Cl2↑＋2H2OMnO2＋4HCl(浓)=====△3.物理性质颜色状态气味毒性溶解性黄绿色气体刺激性气味有毒1体积水约溶解2体积氯气zxxkw4.化学性质Cl2的化学性质很活泼，具有很强的_______性。(1)主要反应：氧化Cl2＋H2O===HCl＋HClOCl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O想一想1．某地贮存液氯的储气罐出现泄漏，如果你是附近的居民，该如何自救？提示：①Cl2的密度比空气的大，应往高处逆风跑。②立即用浸过水或弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻。③向室内喷洒石灰水。zxxkw二、氯水及次氯酸1.氯水的性质实验操作实验现象结论有色布条不褪色干燥的Cl2_____________作用有色布条褪色氯水有漂白作用，起漂白作用的是_______无漂白HClO2.次氯酸的性质2HClO=====光2HCl＋O2↑3.漂白剂的制取(1)漂白液：反应的化学方程式为：__________________________________，有效成分是___________。(2)漂白粉：反应的化学方程式为：____________________________________________，主要成分是___________________，有效成分是Ca(ClO)2。Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2ONaClO2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2OCaCl2、Ca(ClO)2zxxkw想一想2．漂白粉为什么要密闭保存？提示：漂白粉吸收空气中的水和CO2，与有效成分Ca(ClO)2反应生成HClO，而HClO不稳定易分解，导致漂白粉失效。三、氯离子的检验AgNO3溶液稀HNO3自主体验1.下列说法中正确的是()A．用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味B．用排水集气法便可以收集到纯净的氯气C．氯气有漂白性D．自来水常用氯气来杀菌、消毒解析：选D。氯气是有毒气体，闻氯气气味的时候，应该用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。Cl2溶于水，不宜用排水法收集。Cl2本身无漂白性，氯水漂白是HClO的作用。2.2012年3月21日中新社北京电：根据墨西哥国家地震局的监测，当地时间20日12时许发生在格雷罗州的地震为7.8级。截止3月21日17时已有11人受伤。在抗震救灾中要用大量漂白粉和漂白液杀菌消毒。下列说法中正确的是()A．漂白粉是纯净物，漂白液是混合物B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2C．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉D．漂白液的有效成分是Na2O2解析：选B。漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物，反应方程式为：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故其主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其有效成分是Ca(ClO)2，漂白液的有效成分是NaClO,B正确。3.检验某溶液中是否含有Cl－，正确的操作是()A．取样，滴加AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成B．取样，先加盐酸酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成C．取样，先加稀硫酸酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成D．取样，加少量AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再加稀硝酸，看白色沉淀是否消失CO2－3、SO2－4、SO2－3SO2－4解析：选D。A选项不能证明一定有Cl－，还可能有等；B选项加盐酸引入Cl－,不能检验原溶液中是否有Cl－;C选项用稀硫酸酸化，引入了，干扰对Cl－的检验；D选项加入了稀硝酸，排除了干扰。要点突破讲练互动探究导引1请结合氯气和水的反应，思考氯水中有哪些微粒？提示：Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－。氯水的性质探究导引2向氯水中加入紫色石蕊试液，会观察到怎样的现象？提示：先变红后褪色。要点归纳1.氯水的成分(1)氯水中的化学反应及物质的电离Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClOHClOH＋＋ClO－2HClO2HCl＋O2↑(2)氯水的成分①分子：Cl2、HClO、H2O；②离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。=====光照2.氯水的性质氯水成分的多样性决定了其性质的多样性：特别提醒(1)饱和氯水(呈黄绿色)，属于混合物，若久置，则最终为盐酸(无色)，故久置的氯水颜色褪去(无Cl2)，氧化性减弱(无HClO、Cl2),酸性增强(盐酸为强酸)。(2)液氯是氯气的液态形式，属于纯净物。即时应用1.(2012·武汉高一检测)氯水中含有多种成分,因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”、“b”、“c”或“d”)。(2)c过程中的现象是___________________________________，b过程中反应的离子方程式为__________________________________。(3)a过程中反应的化学方程式为__________________________________。解析：含Cl2分子，可将FeCl2氧化：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；含H＋，可使石蕊试液变红，可与反应，放出CO2：＋2H＋===H2O＋CO2↑；含有Cl－，可与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀；含有HClO分子，有漂白性，可使变红的石蕊试液褪色。CO2－3CO2－3答案：(1)d(2)溶液中产生白色沉淀CO＋2H＋===H2O＋CO2↑(3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3氯气的实验室制法探究导引3请结合实验室制氯气的原料及其性质，思考氯气中含有什么杂质？如何除去？提示：含有杂质为：HCl、水蒸气；依次通过：饱和食盐水、浓H2SO4。探究导引4由Cl2的性质分析，如何收集Cl2?提示：排饱和食盐水法、向上排空气法。要点归纳1.药品：二氧化锰和浓盐酸。2.原理：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O3.装置：=====△(1)发生装置(Ⅰ部分)①特点：固体＋液体气体②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。③试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。=====△(2)净化装置(Ⅱ部分)组成盛放试剂试剂的作用C饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气(3)收集装置(Ⅲ部分)①收集方法：向上排空气法；②验满方法：湿润的蓝色石蕊试纸放在集气瓶口。(4)尾气处理装置(Ⅳ部分)①导气管要深入液面以下；②F中盛放的试剂：氢氧化钠溶液(或其他碱液),作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。特别提醒(1)实验时要缓缓加热，减少氯化氢的挥发；(2)洗气瓶中的导气管要做到：长管进短管出。收集Cl2也可用排饱和食盐水的方法，此时应短管进，长管出。即时应用2.氯气是一种重要的化工原料。(1)实验室可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式是______________。(2)某学习小组利用此原理设计如图所示的装置制取氯气。①在该实验中，制取氯气的装置是_______(填字母)。②C装置中盛放饱和氯化钠溶液，其作用是__________________________________。③D装置的作用是干燥氯气，其中盛放的试剂是________________________________。④该实验存在明显的缺陷，改进的方法是_________________________________。解析：实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的反应原理是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，该反应是固体和液体需要加热的反应，故选c装置制取氯气。因为氯化氢易挥发，制取的氯气中含有杂质氯=====△化氢，还有水蒸气，所以要得到干燥纯净的氯气，应先通过饱和氯化钠溶液，除去氯气中的氯化氢，再通过浓硫酸干燥氯气，最后为防止氯气污染环境，要用氢氧化钠溶液吸收尾气。答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)①c②除去氯气中的氯化氢③浓硫酸④在E装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶(合理即可)=====△题型探究权威预测氯气的化学性质例1下列化合物中，不能通过两种单质间直接化合制取的是()A．FeCl3B．CuCl2C．HClD．FeCl2【解析】氯气可以和绝大多数金属或非金属化合，在与可变价金属反应时，金属被氧化成高价态(如Fe―→Fe3＋，Cu―→Cu2＋),而FeCl2中的铁是＋2价的低价态。【答案】D氯水的性质例2下列关于氯水的叙述中正确的是(双选)()A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色C．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D．氯水放置数天后pH将变小【解析】新制氯水中有Cl2、HClO、H2O分子，有H＋、Cl－、ClO－(OH－极少,不计),故A项错；新制氯水中含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被强氧化剂HClO氧化而褪色;2HClO2HCl＋O2↑，逸出的气体是O2，不是Cl2；HClO分解后变成HCl，HCl是强酸，溶液的酸性增强，pH变小。=====光【答案】BD【名师点睛】解决问题要抓关键，本题只要明确了新制氯水的成分及其有关成分(如HClO、H＋)的性质，便能顺利解答。下图是实验室以MnO2和浓盐酸反应制Cl2并净化和收集的装置，试回答以下问题：氯气的实验室制法例3(1)如何检验装置的气密性？______________________________________________________________________________________________________________。(2)净化装置的顺序能否颠倒？为什么？______________________________________________________________________(3)以含14.6gHCl的浓盐酸与足量MnO2充分反应，制得的Cl2在标准状况下总小于2.24L，原因可能是①____________________；②_________________________________。(4)据4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，4HCl(g)＋O22H2O＋2Cl2，16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。判断MnO2、O2、KMnO4的氧化性由强到弱的顺序是____________________________。=====△【解析】(1)此类装置可用微热法检验其气密性。(2)干燥除杂的顺序通常是先去除其他气体杂质，最后干燥，以免再混入水蒸气。(3)此反应须是浓盐酸和MnO2共热才能发生。(4)据反应条件可看出，KMnO4得电子能力最强而O2最弱。【答案】(1)将导管末端插入水中，用酒精灯微热烧瓶，导管口有气泡冒出，移开酒精灯，水上升到导管中形成一段稳定的水柱，则证明装置的气密性良好(2)不能；如颠倒则Cl2经饱和食盐水除去HCl时会重新混入水蒸气(3)①随着反应进行，盐酸浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，该反应停止②加热过快,部分HCl挥发(4)KMnO4MnO2O2【规律方法】(1)一套完整的气体制备装置一般包括：反应装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置等。(2)反应装置的选择要依据反应物的状态和反应的