氯及其化合物元素学案

-1-富集在海水中的元素——卤素一氯及其重要化合物1．氯气的物理性质色、态、味—黄绿色、刺激性气味、有毒气体|溶解性—可溶于水，通常状况下，1体积水能溶解2体积Cl2|密度—比空气大提醒：闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的Cl2飘进鼻孔。2．氯气的化学性质Ⅰ.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性(1)与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。①与铁反应：。②与铜反应：。(2)与非金属反应。与H2反应：，(3)与还原性无机化合物反应。①与碘化钾溶液反应：。②与SO2水溶液反应：。③与FeCl2溶液反应：离子方程式为。-2-Ⅱ.从化合价的角度认识Cl2的化学性质——歧化反应氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。提醒：①．Cl．．2．可使湿润的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色，说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Cl．．2．没有漂白性，而是．．．．．．．．HClO．．．．起漂白作用。．．．．．．②．Cl．．2．可使湿润石蕊试纸先变红后褪色，原因是．．．．．．．．．．．．．．．．．．Cl．．2．与水反应生成的酸使石蕊先变红，．．．．．．．．．．．．．．．HClO．．．．使变色后．．．．的石蕊褪色。．．．．．．③．常温下液态氯与铁不反应，故可用钢瓶贮运液氯。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3．氯的重要化合物(1)次氯酸(2)漂白粉提醒：①HClO不稳定，不能单独存在，只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应的混合物中。②不能用pH试纸测量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性。③工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得，而不是用氯气与石灰水反应。④“84”消毒液的主要成分为NaClO，漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用，其原因是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。【随堂练习】1．(RJ必修1·P872改编)下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是()①氯气②液氯③新制的氯水④氯气的酒精溶液⑤盐酸⑥盐酸酸化的漂白粉溶液A．①②③B．①②③⑥C．③⑥D．②④⑤⑥-3-2．(RJ必修1·P877改编)下列离子方程式中，错误的是()A．氯气与烧碱溶液反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2OB．氯气与水反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClOC．盐酸与AgNO3溶液反应：HCl＋Ag＋===H＋＋AgCl↓D．NaCl溶液与AgNO3溶液反应：Cl－＋Ag＋===AgCl↓3．(溯源题)(2016·上海化学，9)向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是________。①碳酸钙粉末②稀硫酸③氯化钙溶液④二氧化硫水溶液[拓展性题组]题组一氯气及其水溶液(氯水)的性质1．下列关于氯气的说法正确的是()A．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂B．氢气在氯气中燃烧，瓶口出现白雾C．Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故与其他非金属反应的产物中Fe也显＋3价D．Fe在Cl2中的燃烧产物用数轴表示如下：2．滴加新制氯水后，下列各组离子可能大量存在的是()A．Fe3＋、Al3＋、Cl－、NO－3B．K＋、Na＋、I－、SO2－4C．Ag＋、Ca2＋、NH＋4、NO－3D．Na＋、Ba2＋、CO2－3、SO2－43．下列关于新制氯水的说法正确的是()A．新制氯水长期放置后溶液的酸性减弱B．新制氯水中含有H2O、Cl2、HClO、HCl等多种分子C．新制氯水具有较强的杀菌消毒能力是因为其中含有HClD．向新制氯水中加入适量碳酸钙，过滤，可以制得较大浓度的次氯酸【练后归纳】氯水的成分及性质的多样性1．氯水成分的多样性(1)组成微粒——“三分子”“四离子”。(2)三个平衡。-4-Cl2＋H2OHClO＋HCl、HClOH＋＋ClO－、H2OH＋＋OH－。2．氯水性质的多重性新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。拓展①在新制饱和氯水中，再通入少量Cl2，cH＋cClO－将如何变化。②在新制饱和氯水中通入少量SO2，溶液漂白性如何变化。题组二含氯化合物的性质及探究4．下列与含氯化合物有关的说法正确的是()A．HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质B．向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液，可制得Fe(OH)3胶体C．HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电，所以HCl和NaCl均是离子化合物D．电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况)，理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数的值)5．在淀粉－KI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－I2SO2－4B．漂白粉溶液可使淀粉－KI试纸变蓝C．次氯酸钠可以与亚硫酸钠大量共存D．向氯水中加入亚硫酸钠溶液，氯水褪色6.(2016·济南调研)二氧化氯是一种黄绿色到橙黄色的气体，是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。回答下列问题：-5-(1)二氧化氯可溶于水，但常温下难与水反应，加热时会发生反应生成等物质的量的次氯酸和氯气，同时放出氧气，该反应的化学方程式为_______________________________，产物之一次氯酸的电子式为________________。(2)二氧化氯还能溶于强碱溶液，该过程中发生反应生成等物质的量的氯酸钠和另一种氯的含氧酸盐，同时生成水，该反应的离子方程式为_____________________________________。【练后归纳】次氯酸盐的强氧化性ClO－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－、SO2－3不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。拓展漂白粉与亚硫酸钠溶液反应的离子方程式：二氯气的实验室制法及性质的实验探究1．实验装置2．制取过程反应原理→用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取Cl2：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O↓发生装置→固体＋液体――→△气体↓净化方法→用饱和食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去水蒸气↓收集方法→向上排空气法或排饱和食盐水法↓尾气吸收→用强碱溶液如NaOH溶液吸收↓-6-验满方法→1用湿润的淀粉－碘化钾试纸2用湿润的蓝色石蕊试纸3根据氯气的颜色3．注意事项(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。(4)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)酸性KMnO4溶液，用的是H2SO4酸化而不是盐酸。提醒：在高考中，可能会出现用其他化学反应原理制取氯气的化学实验题，所以考生也需要对如下几个化学反应原理加以理解和记忆：①14HCl＋K2Cr2O7===2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑②16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3H2O＋3Cl2↑④4HCl＋Ca(ClO)2===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑其中，①②④使用稀盐酸就可发生反应产生氯气【随堂练习】1．(LK必修2·P543改编)某校化学兴趣小组利用在加热条件下浓盐酸与二氧化锰的反应来制取并收集氯气，实验装置如图所示。(1)写出该反应的离子方程式：。(2)上述反应中，浓盐酸的作用：。(3)兴趣小组的同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气，你认为其中错误的是。A．NaOH溶液B．Na2CO3溶液C．浓硫酸2．(RJ必修1·P8814改编)实验室用下列两种方法制取氯气：①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量的浓盐酸反应，则所得Cl2。[填“①比②多”“②比①多”“一样多”]-7-3．(溯源题)(全国卷)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。装置B、C、D的作用分别是：B；C；D。[拓展性题组]题组一氯气制备原理、装置的考查1．(2017·安庆一中月考)实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法不正确的是()A．KMnO4的氧化性比MnO2的强B．制备Cl2的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂C．用排气法收集不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满气体D．用足量MnO2与含有4molHCl的浓盐酸在加热条件下反应，得到Cl2的物质的量小于1mol2．实验室制备Cl2通常采用下列反应：MnO2＋4HCl(浓)△,MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；据此，从如图所示仪器装置中选择制备并收集干燥、纯净Cl2的装置是()3．(2017·常德高三联考)某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法正确的是()-8-A．该装置图中至少存在三处明显错误B．该实验中收集氯气的方法不正确C．如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可D．含有2molHCl的某浓盐酸与足量MnO2混合，在一定条件下反应，转移1mol电子题组二氯气制备与性质探究4．某研究性学习小组的同学利用MnO2、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置(数量可满足需要，不含制气装置)如下，下列说法正确的是()A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbeB．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabaeC．装置e的主要用途是制备NaClOD．若实验中使用到装置c且布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性5．工业上，向500～600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。回答下列问题：(1)制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为_____________________________________________。装置B中加入的试剂是________。(2)制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取________。尾气的成分是________。若仍用D的装置进行尾气处理，存在的问题是________________、________________。(3)若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是________。欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先________，再________。-9-【练后归纳】氯气制备与性质探究实验的典型装置剖析三卤素的来源及性质递变1．卤素的来源(1)海水提取溴①流程海水――→蒸发浓缩富含Br－的海水――→H2SO4酸化Cl2含Br2的溶液通空气和↓水蒸气吹出Br2――→Cl2CCl4HBr溶液,←――SO2Br2②发生反应的化学方程式a．；b．；c．。(2)海带中提取碘①流程②发生反应的化学方程式：。-10-2．卤素单质性质的递变性、相似性(1)卤素单质的递变性颜色F2Cl2Br2I2―――――――――――――――――――→浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色颜色加深熔、沸点――――――――――――――→气体气体液体固体逐渐升高密度――――――→逐渐增大水溶性―――――――――――――→反应溶解溶解微溶逐渐减小氧化性――――――――――――――→与氢气化合反应由易到难逐渐减弱还原性(X－)逐渐增强(2)相似性①都能与大多数金属反应：2Fe＋3Br2===2FeBr3；I2＋Fe===FeI2；②都能与H2反应：H2＋X2===2HX；③都能与H2O反应：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外)；④都能与碱液反应：X2＋2Na