一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《氯气的性质》,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
专题二:第一单元氯溴碘及其化合物
——氯气的性质(第一课时)
【问题导读】
1.氯气的物理性质是什么?实验式如何闻有毒气体?
2.氯气的化学性质有哪些?
【主干知识】
1.氯气的物理性质:
色:,态:,味:,密度比空气,易液化,有毒,(能或不能)溶于水,溶于饱和食盐水。
☆☆实验室里闻Cl2的方法:。
2.氯气的化学性质:
氯气是一种化学性质很的非金属单质,能与多种和直接化合。
【实验1】把细铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中
实验现象:铁丝在氯气中,生成大量烟。
实验结论:在加热的条件下铁与氯气发生反应。反应方程式为:。
〖资料〗铁有和两种价态。铁与氯气反应只生成而不生成说明氯气的活泼性
〖小结〗此反应说明氯气与具有可变价态的金属反应时,一般生成(高或低)价态的金属氯化物。
应用:已知氯气在一定条件下,能跟绝大多数金属反应生成盐。请你写出下列反应的化学方程式:
1)氯气与金属钠反应:
2)氯气与金属铜反应:
☆☆氯气除了能跟金属反应外,还能与非金属反应,比如氢气在氯气中(填反应条件)生成。反应方程式为:。
小结:此反应说明燃烧(一定或不一定)要有氧气参加。
【实验2】将干燥的有色布条和湿润的有色的有色布条分别放入两瓶干燥的氯气中
实验现象:干燥的有色布条,湿润的有色布条
实验结论:氯气(有或没有)漂白性。
【实验3】氯气分别与氢氧化钠溶液和水作用
实验现象:抽取氢氧化钠的针筒中,气体颜色,溶液颜色。抽取水的针筒中,气体颜色,溶液颜色。
实验结论:氯气能溶与水而使其由无色变为,且有部分与水发生反应,反应方程式为。氯气与氢氧化钠反应生成无色物质,反应的方程式为。
〖归纳〗氯气与碱溶液反应生成、和。
应用:工业上用和为原料制造漂白粉。主要成分为。反应方程式为:。
【精彩例题】
1.H2点燃后插入氯气集气瓶中,产生的现象是()
A.爆炸B.安静燃烧
C.瓶内充满棕色烟D.火焰立刻熄灭
2.下列物质既能由金属和酸反应获得,也能通过金属和氯气反应获得的是()
A.CuCl2B.FeCl2C.FeCl3D.AlCl3
3.漂白精是用氯气和反应制得的。制取反应的化学方程式为。漂白精是物,其有效成分为。氯气和漂白精用于漂白是因为在一定条件下产生之故。工业上之所以把氯气加工成漂白精再用于漂白,是因为:①②
【巩固练习】
班级:高一()班姓名:学号: 成绩:
1、氯气可以用来消灭田鼠,使用方法是将氯气通过软管灌入田鼠洞中,这是利用了氯气以下性质中的()
①黄绿色②密度比空气大③有毒④较易液化⑤能溶解于水
A、①②③B、②③C、③④D、③④⑤
2.下列说法正确的是()
A.氯气是黄绿色的,C1—是无色的
B.H2在C12中能安静燃烧,火焰呈苍白色,瓶口有白色烟雾生成
C.Cl2和H2的混合气一定会发生爆炸
D.燃烧时一定要有氧气参加
3、下列各组物质在反应时生成棕黄色烟的是()
A、氢气在氯气中燃烧B、镁条在氧气中燃烧
C、氢气在氧气中燃烧D、细铁丝在氯气中燃烧
4、将Cl2制成漂白粉的主要目的是()
A、增强漂白和消毒作用
B、使它转化为较稳定物质,便于保存和运输
C、使它转化为较易溶于水的物质
D、增加氯的百分含量,有利于漂白、消毒
5.除去氯气中的水蒸气,应选择的干燥剂是()
A.浓硫酸B.碱石灰C.固体烧碱D.无水氯化钙
6.2.4克某金属和足量的氯气充分反应,所得固体比原金属增重7.1克,若该固体为单一
价态的氯化物,则其化学式为()
A、NaClB、MgCl2C、FeCl3D、CuCl2
★7.当不慎有大量Cl2逸到周围空气里时,可用浸有一定浓度的下列物质溶液的毛巾捂住鼻子,该物质是()
A.NaOHB.NaClC.NH3.H2OD.NaHCO3
★★8.在密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气体,通过电火花点燃,恰好完反应后冷却
到室温,所得液体产物的质量分数为33.6%,则原有H2、O2和Cl2的分子数之比是()
A.6:3:2B.9:4:1C.9:6:1D.13:6:1
★★9.在标准状况下,把aL的H2和Cl2混合气体,通过电火花点燃,充分反应后,所得气
体恰好使溶液中的bmolNaOH完全转化成盐,则的关系不可能是:()
A.b=a/22.4B.0ba/22.4C.ba/22.4D.b≥a/11.2
123456789
10、某工厂在山坡坑道的仓库里贮有氯气钢瓶。某天,有一只贮有氯气的钢瓶损坏,造成
氯气泄漏,在场工人采取以下措施,请选择填充并简述理由。
⑴处理钢瓶的方法正确的是,简述理由
A、钢瓶推到坡下的小河里B、把钢瓶丢到深坑里,用石灰填埋C、把钢瓶扔到农田中
⑵钢瓶处理后,工人应立即,简述理由
A、转移到坡下B、转移到坡上
11.洪灾过后,饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白
粉是常用的消毒剂。
(1)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,化学反应方程式为
(2)漂白粉的有效成分是(填化式)。
(3)漂白粉溶于水后,受空气中的CO2作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,化
学`方程式为。
(4)反应(1)和反应(3)中,属于氧化还原反应的是(填编号)。
★★12.下图是一个实验室制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置:
⑴实验开始时,先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处酒
精灯,连接上E装置。Cl2通过C瓶后再进入D。D装置的硬质玻管内盛有炭粉,发生化
学反应,其产物为CO2和HCl。试写出D中化学方程式:,
⑵在E处,紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,为什么?
⑶D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有Cl2产生,此时B中的现象是,B的作用是。
★★★13、在实验室里制取某些有毒气体时,为了尽量防止毒气逸散造成空气污染,有人设计了如图所示的装置[Ⅰ]。并设想用[Ⅱ]或[Ⅲ]两种简易装置代替[Ⅰ]的b~c部分。
试回答:⑴若用[Ⅰ]制取氯气,b瓶中加入的液体一般为______________。在选取试剂正确且
适量的前题下,反应开始后,当关闭活塞K时,如若发现c中液面不明显上升,你分析可能
的原因是________________________,检查的简单方法是。
⑵装置[Ⅰ]中b能防止多余气体逸散的原因
⑶欲用[Ⅱ]或[Ⅲ]代替[Ⅰ]中的b~c部分(选用液体相同),是否可行?说明理由。
[Ⅱ]是否可行(填“是”或“否”)______理由是
[Ⅲ]是否可行(填“是”或“否”)_____理由是______________。
俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助教师更好的完成实现教学目标。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢?小编收集并整理了“《氯气性质的探究》教学设计”,仅供参考,欢迎大家阅读。
《氯气性质的探究》教学设计
学情分析:
1.学生已经学习过氧化还原反应的原理和某些元素化合物知识,可以利用已学的知识来分析问题、解决问题。
2.可能遇到的困难和问题:一是学生面对有毒气体,可能会有学生感到一些恐惧而分散学习的注意力;二是高一的学生可能缺乏科学的探究方法,氯水中漂白成分的探究可能存在困难;三是注射器及药瓶是学生平时不常用的仪器,在设计实验和完成实验时可能会有一些困难。
学习内容分析:
本节内容选自高中化学(人教版)必修1第四章第二节《富集在海水中的元素——氯》,通过这节课的学习,学生可以用探究“氯气的性质”的“方法”指导后面硫、氮等元素及其化合物的学习。通过生活常识激起学生的学习兴趣,通过探究“氯气与水的反应”这条知识主线,学生对知识主动探索、主动发现和主动意义建构,学生与学生之间相互协作,对学习资料收集与分析、提出假设与验证、自我反馈和评价。
教学目标:
1、通过实验了解氯气与水的反应以及次氯酸的漂白性。
2、经历对氯气与水反应、氯水中有漂白性物质的探究,进一步理解科学探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高科学探究能力。
3、通过对氯气性质的探究,养成务实求真、积极实践的科学态度;善于与人合作,增强环保意识。
教学重点:氯气与水的反应
教学难点:氯水中漂白性物质是什么。
实验准备:蒸馏水、稀HNO3、AgNO3溶液、pH试纸、红纸、点滴板、注射器、试管、小药瓶、镊子、盛有氯气的塑料瓶等
教学过程:
教师活动
学生活动
设计意图
[引入]我们每天都要使用自来水,同学们遇到过这样的情况吗?
[展示]视频自来水有味
[过渡]自来水厂用氯气消毒,但到了居民家中自来水中仍然有味,这说明什么?
事实果真如此吗?
探究一:氯气能溶于水吗?
[小结]液体由无色变为浅黄绿色,说明氯气能溶于水。氯气的水溶液称为氯水。
观看视频
氯气可能溶于水
向盛有氯气的塑料瓶中注射50mL水,振荡。
从学生熟知的情境出发,产生疑问,激发学生求知欲望。
培养学生的实验能力、观察能力。
探究二:氯气能与水反应吗?
[假设]如果不反应,氯水中只有氯气和水,如果反应,会生成什么物质呢?试从元素守恒的角度来猜测。
如何验证你的猜测?
提出假设
分组讨论选择实验方案
使学生处于“最近发展区”
激起学生的探究热情。
[板书]学生的实验方案和预期现象
(实验用品:氯水、稀HNO3、AgNO3溶液、、pH试纸等)
[讨论]如何使用吸取氯水?
友情提醒:分工合作,注意效率;
如实并及时记录实验现象。
交流实验方案和预期现象
分小组实验。
培养学生实验能力,增强合作精神
教师活动
学生活动
设计意图
[过渡]实验中出现了意外现象,说明氯水有漂白作用.同学们有哪些疑问,想继续探究什么问题呢?
探究三:氯水中谁能漂白?
[提示]从元素守恒及电子转移守恒可知,氯气与水反应还生成了其他物质。氯水中有Cl2、H2O、盐酸、新物质。
(实验用品:氯气、蒸馏水、小药瓶、红纸、注射器等)
友情提醒:氯气有毒,要防止氯气泄露,我们不要打开装有氯气的药瓶的瓶塞,拔出针管时也要注意不要带出瓶塞。
指导学生交流、评价实验方案
提出问题
猜测一:
猜测二:
设计实验。
交流设计的方案并评价
形成认知冲突,激发学生好奇心,提出疑问。
增强环保意识
进一步提高科学探究能力
[设疑]注射氯气之后,有的小组红纸颜色变浅,能得到什么结论呢?
[引导]设计方案时,要保证无水,从哪些角度考虑,注意哪些方面呢?
[小结]说明能漂白的是氯气与水反应生成的新物质.
[讲述]科学家通过大量实验证实了新物质为次氯酸.
[资料卡片]次氯酸是一元弱酸,其酸性比碳酸还弱;具有很强的氧化性,所以能杀死水里的病菌,具有杀菌消毒作用,且能使某些染料和有机色素褪色,可用作棉、纸张等的漂白剂;
[设疑]为什么家庭消毒漂白不用氯水呢?
[演示]久置氯水滴到红纸上
[讲述]久置氯水没有漂白性,说明其中没有次氯酸,次氯酸去哪儿了呢?
[问题]次氯酸分解会生成什么物质呢?
完成实验。
交流实验现象
干燥的氯气可能没有漂白性。
设计实验
完成实验
阅读
红纸不褪色,说明久置氯水没有漂白性
猜测:次氯酸挥发或不稳定。
由课堂生成,激发学生好奇心。
学会提取信息
教师活动
学生活动
设计意图
[追问]次氯酸不稳定,家庭用自来水养鱼时可以晒水,那今天实验后残留的氯气和氯水如何处理呢?
[问题]氯气能与碱反应吗?
[评价并小结]氯气能与碱反应
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
[总结]这个反应不仅可以用来吸收尾气,也能用来制取漂白液。
类似的,可以将氯气通入石灰乳中来制取漂白粉。
加水或加碱
利用NaOH溶液处理剩余的氯气。
写出反应的化学方程式。
增强环保意识
突破难点
联系生活实际。
[小结]这节课你学到了哪些知识,掌握了哪些学方法,有什么样的体验和感受?你还有哪些问题想继续探究?
交流
[作业布置]向试管中加入约2mL氢氧化钠溶液,滴加2滴酚酞试液,
溶液呈红色,当加入一定量的氯水后,红色褪去。褪色的原因可能是什么?
猜测一:
猜测二:
怎样用实验证明上述的褪色原因?
复习巩固
[板书设计]氯气性质的探究
探究一、氯气能溶于水吗?
探究二、氯气与水反应吗?
探究三、氯水中谁有漂白性?
一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责,作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助教师缓解教学的压力,提高教学质量。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面的内容是小编为大家整理的氯气教案,仅供您在工作和学习中参考。
第一节氯气
新课指南
1.掌握氯气的化学性质及在实验室中制取氯气的原理和方法.
2.掌握氯离子的检验方法.
3.了解氯气的物理性质和用途.
本节重点:氯气的化学性质及实验室制法;氯离子的检验.
本节难点:氯气与水的反应及氯水中各成分的性质;氯气与碱的反应;氯气的实验室制法.
教材解读精华要义
相关链接
1.氧气的化学性质
2.氧化还原反应
(1)定义:有电子转移(得失或偏移)的反应叫氧化还原反应.
(2)实质:电子转移得失或偏移).
(3)特征:化合价升降.
分析氧化还原反应,要根据反应特征,抓住反应实质,并掌握有关概念(氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化反应、还原反应等)、分析方法(如双线桥法).
3.实验室制取气体的装置
(1)固一液不加热装置,如制取H2、CO2等.
(2)固一固加热装置,如制取O2等.
(3)启普发生器,如制取H2、CO2等.
知识详解
知识点1氯气的性质和用途
Ⅰ氯的原子结构
Ⅱ氯气的物理性质
在常温(25℃)、常压(101kPa)下,氯气是一种黄绿色而有剧烈刺激性气味的气体.比空气重,有毒,在压强为101kPa,温度为-34.6℃时,氯气液化为液氯,将温度继续冷却到-101℃时,液氯变为固态氯.氯气可溶于水,在常温下,1体积水中能溶解约2体积的氯气.
思维拓展
1.由于物质的状态都与温度和压强有关,因此在描述物质的状态时,一定要说明温度、压强.通常易液化的气体有Cl2、CO2、NH3等.
2.氯气使人中毒的症状是:吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激,引起胸部疼痛和咳嗽,吸入大量氯气会使人中毒死亡.在实验室里闻氯气气味时,必须十分小心,应该用手轻轻在瓶口扇动,仅使极少量的氯气飘进鼻孔(如图4-1所示).闻其他气体的气味时,也应采取这种方法.
3.对于任何气体在标准状况下的密度,都有ρ=,如ρ(Cl2)=
所以,对于气体密度的数值,一般不作记忆要求,但需知当M29时,比空气重(如O2、CO2等);当M29时,比空气轻(如H2、N2等).
4.由氯气的密度、溶解度、毒性和颜色等知识可知:在实验室里收集氯气,可采用向上排空气法,不能用向下排空气法,也不能用排水法,氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,实验室中可用排饱和食盐水法收集氯气;在收集和应用氯气时,要防止使人中毒或污染环境;多余的Cl2可用NaOH溶液除去,一般不用石灰水(为什么?);可通过气体的颜色判断氯气是否充满集气瓶.
Ⅲ氯气的化学性质(重点)
由氯元素的原子结构示意图可知:氯原子最外层有7个电子,在化学反应中容易得到1个电子,使最外层达到8个电子的稳定结构.因此,氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,能与多种金属和非金属直接化合,还能与水、碱等化合物起反应.
(1)与金属反应
实验4-1:氯气与铜反应的实验
实验目的:探究氯气与铜的反应.
实验原理:Cu+Cl2CuCl2.
实验用品:铜丝、氯气(盛在集气瓶中,用磨砂玻璃片盖瓶口)、水、坩埚钳、酒精灯、火柴.
实验步骤:用坩埚钳夹住一束铜丝,灼热后立刻放入充满氯气的集气瓶里(如图4-2所示).观察发生的现象.然后把少量
的水注入集气瓶里,用玻璃片盖住瓶口,振荡.观察溶液的颜色.
实验现象:铜丝剧烈燃烧,产生大量棕黄色的烟.加水后形成了蓝绿色溶液.浓度不同,溶液颜色就有所不同,其浓溶液为绿色.
实验结论:在点燃的条件下,氯气与铜剧烈反应生成氯化铜,氯化铜分散成棕黄色的烟.
【注意】①为了使实验能够顺利进行并观察到棕黄色的烟,要注意:a.氯气要尽可能干燥、纯净;b.所用铜丝最好是剥去导线绝缘层的多股细铜丝;c.在酒精灯上加热时间略长些,将灼热的铜丝移入氯气瓶中的动作要快,要使铜丝在氯气瓶口慢慢向下伸入,以保证反应能持续、稳定地发生.
②铜丝要用坩埚钳夹持:不能直接用手拿,以免被烫伤.
③在反应时,集气瓶口的大部分要用玻璃片盖住,以防止污染空气.
④为了防止集气瓶炸裂,可在集气瓶底加入少量洗净的、干燥的细沙.燃着的铜丝不要靠近集气瓶瓶壁.
[说明]CuCl2简介:
氯化铜(CuCl2)固体呈棕黄色,二水合氯化铜(CuCl22H2O)晶体呈蓝绿色.
氯化铜浓溶液显绿色,稀溶液显蓝绿色.
思维拓展
1.向CuCl2溶液中加入AgNO3溶液,有什么现象发生?写出有关反应的化学方程式.
点拨溶液由绿色变为蓝色,同时有沉淀生成.有关反应的化学方程式为:
CuCl2+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgCl↓
2.向CuSO4浓溶液中加入BaCl2溶液,有什么现象发生?写出有关反应的化学方程式.
点拨溶液由蓝色变为绿色,同时有沉淀生成.有关反应的化学方程式为:
CuSO4+BaCl2=CuCl2+BaSO4↓
小结在一定条件下,Cl2能跟绝大多数金属发生化合反应.
①Cl2与金属反应的一般形式.
2R+nCl22RCln(n为奇数时)
R+Cl2RCln(n为偶数时)
②常见的化学反应.
a.反应的化学方程式:
2Na+Cl22NaCl
现象:产生黄色火焰和大量的白烟.
b.反应的化学方程式:
Cu+Cl2CuCl2
现象:产生棕黄色的烟,但无火焰.
c.反应的化学方程式:
2Fe+3Cl22FeCl3
现象:产生棕褐色的烟,但无火焰.
[说明]①火焰是气态物质燃烧时的特有现象,只有常温下的气体或在高温条件下产生的可燃性气体燃烧时才能观察到火焰,如Na在Cl2中燃烧;否则无火焰,如Cu、Fe在Cl2中燃烧,固体Fe、Cu难挥发,所以无火焰.
②由于氯气的氧化性很强,当金属元素有多种化合价时,该金属跟氯气反应一般生成高价金属氯化物,无论氯气过量与否.如Fe、Cu跟Cl2反应,其产物是FeCl3、CuCl2,而不是FeCl2、CuCl.
③值得说明的是,在常温下,干燥的氯气不能跟铁发生化学反应,所以大量的液态氯常常被干燥后用钢瓶贮存.
(2)与非金属反应
实验4-2:氢气在氯气中燃烧的实验
实验目的:探究氯气与氢气的反应.
实验原理:H2+Cl22HCl.
实验用品:盛在集气瓶中的氯气,能产生氢气的启普发生器、火柴.
实验步骤:在空气中点燃H2,然后把导管伸人盛有Cl2的集气瓶中(如图4-3所示).观察H2在Cl2中燃烧时的现象.
实验现象:氢气在氯气中继续燃烧,发出苍白色火焰.氢气燃烧结束后,抽去盖在集气瓶口处的毛玻璃片,观察到集气瓶口上方出现白雾.
实验结论:纯净的H2可以在Cl2中安静地燃烧,生成HCl.
【注意】①为了保证实验安全,氢气在点燃之前必须先检验其纯度,只有纯度符合点燃的纯度要求的氢气才能点燃.
②为了使氢气持续地燃烧下去:a.氯气要不含氯化氢杂质,浓度大;b.氢气导管要从集气瓶瓶口慢慢地逐渐伸向瓶底.
③为了减少环境污染,氢气燃烧后应立即用玻璃片盖住集气瓶瓶口,然后向集气瓶中加入少量氢氧化钠稀溶液并振荡,吸收氯化氢气体.
[说明]燃烧:一切发光、发热的剧烈的化学反应都叫做燃烧.也就是说,燃烧不一定有氧气参加.
实验4-3:氢气跟氯气混合爆炸的实验
实验目的:探究氯气与氢气混合气体发生爆炸的反应.
实验原理:H2+Cl22HCl.
实验用品:盛在集气瓶中的氢气与氯气,镁条、酒精灯、坩埚钳、薄塑料片.
实验步骤:把新收集到的一瓶Cl2和一瓶H2口对口地放置,抽去瓶口间的玻璃片,上下颠倒几次,使H2和Cl2充分混合.取一瓶混合气体,用塑料片盖好,在距瓶约10cm处点燃镁条(如图4-4所示).观察有什么现象发生.
实验现象:当镁条燃烧所产生的强光照射到混合气体时,瓶中的H2和Cl2迅速化合而发生爆炸,把塑料片向上弹起(如图4-4所示).集气瓶口上方产生大量白雾.
实验结论:在光照条件下,Cl2与H2发生剧烈反应,生成HCl.
【注意】①为了使爆炸反应的实验成功:a.氯气和氢气要纯;不含空气和氯化氢等杂质;b.氢气与氯气要以体积比1:1现混现用、混合均匀再用;c.将塑料片的一面涂上薄薄的一层凡士林后再盖在集气瓶口上,并用手心轻轻压严塑料片,将集气瓶口封严;d.镁条要用砂纸打磨光亮,以双股、10cm~15cm长为宜,燃着的镁条以距离集气瓶5cm~10cm为宜.
②为了实验安全:a.集气瓶口的盖片绝不能用玻璃片或金属片,除了可以用薄塑料片以外,还可以用0.5mm~1mm厚的纸片;b.实验操作者和观察者都要与待爆炸的集气瓶保持一定的距离.
③为了减轻环境污染,可向爆炸以后的集气瓶内倒入少量的NaOH等碱性溶液吸收HCl气体.
小结烟、雾、气的区别
①烟——大量细小固体颗粒分散在气体中的现象.如铜在氯气中燃烧会产生棕
黄色的烟——CuCl2固体;浓氨水与浓盐酸相遇会产生白色的烟——NH4Cl固体.
②雾——大量细小液滴分散在气体中的现象.如打开浓盐酸的瓶盖会看到大量的白雾,这是浓盐酸中挥发出的氯化氢吸收空气中的水所形成的盐酸小液滴.
③气——是指通常状况下为气态的物质.若气体为无色,那么用肉眼就看不见,如H2、O2、N2;只有那些有颜色的气体用肉眼才能观察到.
(3)与水反应(难点)
氯气可溶于水,常温下1体积水可溶解约2体积的氯气,溶于水的氯气中有一小部分跟水反应.
Cl2+H2O=HCl+HClO
[说明]①氯气的水溶液叫做氯水.Cl2使氯水显黄绿色,且有刺激性气味,HCl使溶液显强酸性;HClO为弱酸,具有强氧化性和漂白性,也具有不稳定性,见光或受热时易分解如图4-5所示).
2HclO2HCl+O2↑
氯水久置时,其颜色逐渐变浅,强氧化性逐渐减弱,酸性逐渐增强,最终形成稀盐酸,所以实验室中用氯水需现用现配,且要装于棕色试剂瓶中,置冷暗处.
②氯水中的微粒:氯水中存在着三种分子(H2O、Cl2、HClO)和四种离子(H+、Cl-、ClO-、OH-),其浓度大小依次为:
H2OCl2H+Cl-HClOClO-OH-.
③氯水的性质与组成的关系.
a.由于H+的存在显酸性.
b.由于HClO的存在,具有不稳定性和强氧化性(杀菌、消毒、漂白等).
c.由于Cl2的存在,具有部分氯气的性质.
d.由于Cl-的存在,能形成某些沉淀.
在不同的环境中,氯水表现出不同的性质(见下表)
试剂现象有关微粒
淀粉KI溶液显蓝色Cl2
FeCl2溶液显黄色(Fe3+)Cl2
AgNO3溶液白色沉淀Cl-
NaOH溶液褪色H+、Cl2
品红溶液褪色HclO
石蕊试液先变红,后褪色H+、HclO
实验4-4:HClO的漂白性实验
实验目的:探究Cl2,HClO的漂白性.
实验原理:HClO具有强氧化性和漂白性.
实验用品:本实验中的主要仪器和药品如图4-6所示.
实验步骤:取干燥和湿润的有色布条各一条,分别放入两个集气瓶中,然后通入Cl2(如图4-6所示).观察发生的现象.
实验现象:干燥的有色布条a没有褪色,而湿润的有色布条b却褪色了.
实验结论:Cl2无漂白性,HClO有漂白性,HClO比Cl2的氧化性更强.
【注意】①有色布条a和Cl2都必须是干燥的,将Cl2进行干燥,可按图4-7中Ⅰ或Ⅱ所示方法操作:
②尾气(多余的Cl2)必须用碱溶液除去,以防止污染环境.
③装置的气密牲要好;以防止Cl2泄漏前污染环境.
小结HClO的重要性质
①不稳定性
次氯酸不稳定,见光或加热时易分解.
②弱酸性
碳酸的酸性很弱,而次氯酸的酸性比碳酸还弱.因此,向次氯酸盐溶液中通入CO2气体可生成次氯酸.
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓++2HClO
Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO
应用“较强酸+较弱酸盐→较弱酸+较强酸盐”的复分解反应规律进行判断,HCl、H2SO4等强酸更容易将次氯酸盐转化为次氯酸.
Ca(Cl0)2+2HCl=CaCl2+2HClO
2NaClO+H2SO4=Na2SO4+2HClO
ClO-+H+=HClO
③强氧化性
氯气的氧化性很强,而次氯酸的氧化性比氯气还强.
如:a.干燥的氯气无漂白性,湿润的氯气或氯水有漂白性.
b.Ca(ClO)2+4HCl(浓)=2Cl2↑+CaCl2+2H2O,氧化性Ca(ClO)2Cl2.
对于次氯酸的应用主要是利用其强氧化性,常用于漂白、杀菌、消毒等.由于次氯酸的不稳定性给次氯酸的贮存和运输带来了很大的困难,所以工业上不制备次氯酸,而是以氯水或次氯酸的盐来代替次氯酸,工业上将Cl2通入石灰乳中来制取漂白粉.
2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
或2Ca(OH)2+2Cl2=2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O
Ca(ClO)2的氧化性不及HClO强,所以漂白粉在使用时,可向其中加入少量的盐酸,以增强漂白粉的漂白效果.漂白粉露置在空气中时,空气中的CO2也能将Ca(ClO)2转化为HClO,从而产生漂白作用.HClO也具有消毒、杀菌的作用.
例如:下列说法中,正确的是()
A.久置的氯水和新制的氯水颜色相同
B.久置的氯水和新制的氯水pH相同
C.久置的氯水和新制的氯水都能与AgNO3溶液反应生成AgCl
D.由于次氯酸盐比次氯酸稳定,因此漂白粉可以露置在空气中
答案:C
(4)与碱反应(难点)
氯气与碱溶液起反应,生成次氯酸盐、金属氯化物和水.如:
Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
[说明]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+6KOHKClO3+5KCl+3H2O
②Cl2与碱的反应还是氧化还原反应,其电子转移和元素化合价变化情况为:
在此反应中Cl2既得到电子,又失去电子,既是氧化剂,又是还原剂.
③实验室中常用NaOH溶液除去多余的Cl2,以防止污染环境.工业上将Cl2通入石灰乳中以制取漂白粉,所以漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2的混合物,其有效成分是Ca(ClO)2.
④由于HClO的酸性比H2CO3的酸性还弱,所以NaClO、Ca(ClO)2等次氯酸盐易跟包括碳酸在内的其他酸发生反应.在潮湿的空气里,次氯酸钙与空气里的二氧化碳和水蒸气反应,生成次氯酸,所以漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用.
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
由于Ca(ClO)2易与CO2、H2O反应,生成的HClO不稳定,所以漂粉精要密封包装,避光、隔潮存放.
⑤Cl2与碱在溶液中反应:
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O
2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O
2Ca(OH)2(aq)+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O
思维拓展
1.实验室中要除去多余的Cl2,为什么用NaOH溶液而不用石灰水?
点拨因为石灰水中的主要成分是Ca(OH)2,Ca(OH)2微溶于水,所以石灰水中Ca(OH)2的浓度很低,吸收Cl2的效果不及NaOH溶液好.
2.工业上制取漂白粉为什么用石灰乳而不用石灰水?
点拨因为Ca(OH)2微溶于水,所以石灰水中Ca(OH)2的浓度很低,不利于提高产量;又因为石灰乳中含有较多未溶解的Ca(OH)2,且Ca(OH)2
=Ca2++2OH-,这样既保证了Cl2与Ca(OH)2迅速反应,又便于提高产量和生产效率.
(5)与某些盐反应
2KBr+Cl2=2KCl+Br2(溶液变为橙色)
2KI+Cl2=2KCl+I2(溶液变为褐色)
以上反应都属于置换反应,由于Cl2的氧化性较强,所以能将Br-、I-氧化为相应的单质.
Ⅳ氯元素的存在
由于氯气性质活泼,所以氯气在自然界中只能以化合态存在.如海水中含有大量的NaCl.
Ⅴ氯气的用途
(1)作消毒剂.自来水常用氯气(在1L水中通入约0.002gCl2)来杀菌消毒.
(2)制造盐酸.H2+Cl22HCl.
(3)制造漂白粉.2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,该漂白剂可用于棉、麻和纸张等的漂白.
(4)制造氯仿等有机溶剂和多种农药.
总之,氯气是一种重要的化工原料.
知识点2氯气的实验室制法(重点、难点)
实验4-5:氯气的制取实验
实验目的:①掌握实验室制备Cl2的化学反应原理.
②掌握实验室制备Cl2的常用装置和实验方法.
③掌握实验室中收集Cl2的方法和尾气的处理方法.
实验原理:在实验室里,氯气可以用浓盐酸与二氧化锰起反应来制取.这个反应的化学方程式是:
MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
[说明]①浓盐酸一般为12mol/L,密度为1.19g/mL,稀盐酸不能发生该反应.
②从反应物、生成物的状态和反应条件分析,该反应具有以下特征:
粉末状固体+液体气体
可见宜采用固—液加热制气装置作为气体发生装置.
实验装置:
①气体发生装置
固一液加热制气装置.首先选择反应容器,由于盐酸必须在反应中保证一定的浓度,所以用量较大,因而宜采用容积较
大的圆底烧瓶而不宜用大试管;其次,对于添加液体的容器,采用分液漏斗(不用长颈漏斗)能有效地防止Cl2逸出,且便
于控制盐酸的用量;对于圆底烧瓶,通常用酒精灯加热而且需放上石棉网,以防止圆底烧瓶受热不均而炸裂,圆底烧瓶中液
体的盛装量,一般以液体占圆底烧瓶球部容积的~为宜.实验装置如图4-8所示.
③气体净化装置
气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质,选择适当的装置来除去杂质.用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,氯气中混有HCl和H2O(g)等杂质,除去氯气中的HCl可用饱和食盐水洗气(如图4-9Ⅰ所示);除去氯气中的H2O(g)可用浓硫酸洗气(如图4-9Ⅱ所示)或用干燥的CaCl2.
③气体收集装置
气体收集装置的设计必须考虑气体和被排对象(如空气、水)的性质和欲收集气体的纯度要求,由于Cl2的密度比空气的密度大且不与空气反应,所以可以用向上排空气法收集(如图4-10Ⅰ);又因为Cl2在饱和食盐水中的溶解度不大,所以可以用排饱和食盐水法收集(如图4-10Ⅱ),但此法收集的Cl2中含有水蒸气;还可将Cl2直接收集在橡皮球囊中.
④尾气处理装置
化学实验中,凡是有毒或易燃的尾气,都要进行适当的尾气处理,使之不会造成环境污染或形成安全隐患.对于Cl2,可以用NaOH溶液吸收而除去(如图4-11所示).
综合以上分析结果,实验室用MnO2和浓盐酸加热制取Cl2,并收集干燥纯净的Cl2,可采用如图4-12所示的装置.
实验步骤:“连—检—装—制—集”.
①“连”——将所需仪器按图4-12所示的顺序连接.即如图4-12所示,依从下到上、从左到右的顺序连接仪器,组装成制取气体装置.
②“检”——检查装置的气密性.即关闭分液漏斗的活塞,向F中加水至浸没玻璃导管,用酒精灯微热圆底烧瓶,若玻璃导管内有气泡冒出,停止加热后,玻璃导管内液体回流形成一段液柱,说明装置的气密性良好.
[说明]①检查装置的气密性必须在连接装置之后,添加药品之前进行.
②检查装置的气密性通常包括“形成水封→微热并观察→冷却并观察”三个步骤.
③对于气密性不合格的仪器或装置,要查出原因,修复或更换.若橡皮塞不密封,可涂上少量凡士林后再重新检查气密性.
③“装”——装药品或试剂.将装置拆开,分别向B、C、D、F中加入适当的药品或试剂,重新连接后,再向分液漏斗A中加入浓盐酸,然后塞好玻璃塞以防止盐酸挥发.
④“制”——加热制气.用分液漏斗向圆底烧瓶内加入适量浓盐酸,点燃酒精灯加热,使反应平稳地进行.要通过观察装置C、D中的气泡产生的快慢判断反应进行的快慢,并通过控制浓盐酸的用量或利用酒精灯来调节反应速率,使反应连续、平稳地发生.
⑤“集”——收集气体,当装置E内充满黄绿色气体时,表示氯气已收集满,可更换集气瓶继续收集,收集满氯气的集气瓶要盖严,瓶口朝上放置.
实验完毕后,先熄灭酒精灯,当装置C、D中无气泡冒出时,将装置F中的玻璃导管取出,装置B、C中的氯气可向其中加入少量NaOH溶液除去,装置D中的氯气可用空气将其“吹”入NaOH溶液中除去.
[说明]①当实验室没有MnO2时,可用KMnO4和浓HCl制取Cl2,其反应的化学方程式为:2KMnO4+“HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O.
此反应较剧烈,需将浓盐酸缓缓地滴到KMnO4固体上,不需加热.
当实验室没有浓盐酸时,可用NaCl和浓H2SO4替代浓盐酸与MnO2制取Cl2,其反应的化学方程式为:
MnO2+2NaCl+3H2SO42NaHSO4+MnSO4+2H2O+Cl2↑
②盐酸和MnO2反应时,盐酸表现出酸性和还原性,表现还原性的标志是-1价的Cl--变成了。价的Cl2而如何判断酸在某些反应中除表现氧化性或还原性外还是否表现出酸性呢?主要标志是生成物中有无酸根离子.若有酸根离子就说明除表现氧化性或还原性外,还表现出酸性,如:
a.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2OH2SO4既表现出氧化性,又表现出酸性.
b.NaClO3+6HCl=NaCl+3H2O+3Cl2↑HCl既表现出还原性,又表现出酸性.
③验满方法:a.可用湿润的碘化钾淀粉斌纸接近集气瓶口,若试纸变蓝,则证明氯气已收集满了.
b.也可用湿润的蓝色石蕊试纸接近集气瓶口,若试纸先变红后褪色,则证明氯气已收集满了.
思维拓展
1.怎样根据反应原理设计气体发生装置?试举例说明.
点拨固体+固体气体(实验室制取氧气);
块状固体+液体→气体(实验室制取氢气、二氧化碳);
粉末状固体(或液体)+液体气体(实验室制取氯气),
2.工业上如何制Cl2?
点拨工业上用电解饱和食盐水的方法制Cl2:
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
例如: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,再向分液漏斗中加入浓盐酸,并将导气管放人集气瓶中;
④检查装置的气密性;
⑤在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗,连接好导气管.
正确的实验操作顺序是:_________.
答案:②①⑤④③
知识点3氯离子的检验
实验4-6:氯离子的检验实验
实验目的:掌握氯离子检验的化学原理和方法.
实验原理:Ag++Cl-=AgCl↓(白)
2Ag++CO2-3=Ag2CO3↓(白)
Ag2CO3+2H+=2Ag++CO2↑+H2O
实验用品:稀盐酸、稀硝酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、AgNO3溶液,试管、胶头滴管.
实验步骤:向分别盛有稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液的三支试管里,各加入几滴AgNO3溶液,观察发生的现象.再滴入几滴稀硝酸,观察现象.
实验现象:滴入A2NO3溶液后,三支试管里都有沉淀生成.再滴入稀硝酸后,前两支试管里的沉淀无变化,第三支试管里的沉淀消失了,同时有无色气泡从溶液里逸出.
实验结论:在溶液里,Cl-与Ag+反应生成AgCl沉淀,AgCl沉淀不溶于稀HNO3溶液.
在溶液里,CO2-3与Ag+反应生成Ag2CO3沉淀,Ag2CO3很容易与稀HNO3溶液反应.
小结溶液中Cl-的检验方法
试剂:AgNO3溶液和稀HNO3.
原理:Ag++Cl-=AgCl↓(白).
操作及现象:向待测液中滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成,滴加稀HNO3,沉淀不溶解.
结论:待测液中含有Cl-.
[说明]①在溶液里,有多种阴离子,都能与Ag+结合生成沉淀.在这些沉淀中,呈白色且不溶于HNO3溶液的只有AgCl沉淀.所以加入稀HNO3的目的,是为了排除其他阴离子(如CO2-3、PO3-4等)对实验的干扰.
②O-、O-3、Cl4等微粒中的非阴离子型氯,不能与Ag+结合生成沉淀,也就不能用AgNO3溶液直接检验.
思维拓展怎样用实验方法证明KClO3中含有氯元素?
点拨将KClO3跟MnO2混合并加热,再将残余固体溶于水,过滤,向滤液中滴加AgNO3溶液和稀HNO3,若有白色沉淀生成,则说明KClO3中含有氯元素.
例如:向下列溶液中分别加入AgNO3溶液和稀HNO3,能生成白色沉淀的是()
A.氯水D.氯酸钾
C.氯化钠D.四氯化碳
〔分析〕凡含有Cl-的物质,均可与AgNO3溶液反应,生成不溶于稀HNO3的白色沉淀.A项中Cl2与H2O反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,生成的HCl可电离出Cl-;B项中KClO3溶于水后发生电离;KClO3=K++ClO-3,故KClO3中只含有ClO-3而无Cl-;C项中NaCl是离子化合物,在溶液中能电离出Cl-;D项中CCl4不溶于水,更不能电离出Cl-.
答案:AC
文章来源:http://m.jab88.com/j/12147.html
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