2022年秋高中化學(xué) 初高中銜接 專題20 富集在海水中的元素——氯學(xué)案

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1、2022年秋高中化學(xué) 初高中銜接 專題20 富集在海水中的元素——氯學(xué)案 【知識回放】 1．請畫出氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)氯的原子結(jié)構(gòu)，推斷氯氣的化學(xué)性質(zhì)是否活潑，它具有強還原性還是強氧化性？為什么？ 2．在初中我們是如何定義燃燒的？ 3．氯元素在自然界中存在形式？存在于哪里？ 4．完成有關(guān)氯氣的化學(xué)方程式。 Fe + Cl2 ? Cl2 + H2O ? Cl2＋NaOH ? Cl2＋Ca(OH)2 ? 5．請寫出SO42-離子的檢驗方法。 6．NaCl、鹽酸與AgNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式及離子方程式。 【新知精講】 一、活潑的黃綠色氣體——氯氣 1.氯

2、的原子結(jié)構(gòu)及存在 (1)氯的原子結(jié)構(gòu)。 氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,氯原子容易得到一個電子而形成Cl-,表現(xiàn)出典型的非金屬性。 (2)氯的存在。 氯在自然界中以化合態(tài)存在,主要以NaCl的形式存在。 2.氯氣的發(fā)現(xiàn) 1774年瑞典化學(xué)家舍勒制取了氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O。 3.物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 毒性 溶解性 黃綠色 氣體 刺激性氣味 有毒 1體積水約溶解2體積氯氣 4.化學(xué)性質(zhì) Cl2的化學(xué)性質(zhì)很活潑,具有很強的氧化性。 主要反應(yīng): 5.次氯酸的性質(zhì) HClO— 6.漂白劑的制取

3、 (1)漂白液:反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O, 有效成分是NaClO。 (2)漂白粉:反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O, 主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。 二、氯離子的檢驗 【科學(xué)探究】 探究一 氯氣的性質(zhì)及實驗室制法 問題導(dǎo)引 1.在實驗室中如何聞氯氣的氣味? 提示氯氣是一種有毒氣體,聞氯氣的氣味時,要用手輕輕地在瓶口扇動,僅使極少量的氯氣飄進(jìn)鼻孔。 2.在制取并驗證氯氣的性質(zhì)實驗中,多余的氯氣能否直接排入空氣中?應(yīng)如何處理

4、? 提示Cl2有毒,多余的Cl2不能直接排入空氣中,應(yīng)用堿性溶液(常用NaOH溶液)吸收。 探究二 氯水的成分和性質(zhì) 問題導(dǎo)引 1.新制氯水在放置過程中,酸性和氧化性如何變化? 提示氯水久置,會因HClO的分解導(dǎo)致其中的Cl2全部與H2O反應(yīng),次氯酸完全分解生成HCl和O2,使溶液的酸性增強,失去強氧化性而不再具有漂白性。 2.向含有酚酞的氫氧化鈉溶液中滴加氯水,溶液紅色褪去,如何驗證是什么原因造成的? 【重點突破】 1.氯氣的實驗室制法 (1)反應(yīng)原理: MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)儀器裝置: 裝置特點:固+液氣 主要

5、儀器:鐵架臺、酒精燈、圓底燒瓶、分液漏斗、集氣瓶、燒杯等。裝置如下圖所示。 說明:C裝置的作用是除去Cl2中的HCl;D裝置的作用是干燥Cl2;F裝置的作用是吸收多余的Cl2,防止污染環(huán)境。 (3)收集方法: ①向上排空氣法(Cl2密度大于空氣)。 ②排飽和食鹽水法(Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度很小,且用此法可除去實驗過程中揮發(fā)產(chǎn)生的HCl氣體)。 (4)驗滿方法: ①將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口,觀察到試紙立即變藍(lán),則證明已集滿。 ②將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口,觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化,則證明已集滿。 (5)尾氣處理: Cl2有

6、毒,易污染空氣,需用NaOH溶液吸收。 （6）實驗室制取氯氣的其他方法 可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化劑代替MnO2與濃鹽酸反應(yīng)(不需加熱): 2KMnO4+16HCl(濃) ===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O KClO3+6HCl(濃) ===KCl+3Cl2↑+3H2O Ca(ClO)2+4HCl(濃) ===CaCl2+2Cl2↑+2H2O 2.氯水 （1）氯水性質(zhì)的多重性 ①漂白、殺菌——HClO的性質(zhì)。 ②不穩(wěn)定性——HClO的性質(zhì),其化學(xué)方程式為2HClO2HCl+O2↑。 ③酸性——鹽酸和次氯酸電離出的H+的性質(zhì)。 ④與A

7、g+反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀——氯水中的氯離子體現(xiàn)出的性質(zhì)。 ⑤氯水滴到藍(lán)色石蕊試紙上先變紅后褪色,原因是溶液中H+和HClO共同作用的結(jié)果。 （2）新制氯水、久置氯水、液氯的比較 新制氯水 久置氯水 液氯 物質(zhì)類別 混合物 混合物 純凈物 主要微粒 Cl2、HClO、H2O、Cl-、ClO-、H+、OH- H2O、H+、Cl- Cl2 顏色 淺黃綠色 無色 黃綠色 主要性質(zhì) 酸性、漂白性 強酸性 Cl2的性質(zhì) 保存 棕色瓶盛裝,置于陰暗處 — 低溫密封 【典例探究】 典例1 氯是一種海水富集元素。下圖是一套制取并驗證氯氣部分化學(xué)性質(zhì)的實驗裝

8、置: 回答下列問題: (1)裝置Ⅰ中,儀器a的名稱為 ;? (2)裝置Ⅱ的作用是 　;? (3)當(dāng)有少量Cl2氣流通過后,裝置Ⅲ中反應(yīng)的離子方程式為 ;? (4)當(dāng)Cl2氣流持續(xù)通過時,裝置Ⅳ中干燥的有色布條能否褪色? ;? (5)裝置Ⅴ反應(yīng)的離子方程式為 。 【答案】:(1)分液漏斗　(2)吸收Cl2中的HCl　 (3)Cl2+2I-===I2+2Cl-　

9、 (4)能　(5)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O 變式訓(xùn)練1-1 下列實驗過程中,不會產(chǎn)生氣體的是(　　) 【答案】:C 【解析】:A項氯水中的HClO見光分解生成氧氣;B項氯水中的H+與發(fā)酵粉中的NaHCO3反應(yīng)生成CO2;氯水滴入NaBr溶液反應(yīng)生成Br2和NaCl,沒有氣體產(chǎn)生;H2O與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生O2。 變式訓(xùn)練1-2(雙選) 下列關(guān)于液氯和氯水的敘述中正確的是(　　) A.液氯是純凈物,而氯水是混合物 B.液氯無酸性,氯水有酸性 C.液氯較氯水的漂白作用更強 D.液氯無色,氯水呈黃綠色 【答案】:AB 【解析】:液氯的成分就是

10、氯分子,為黃綠色油狀液體,所以液氯無酸性,也無漂白性;氯水中存在著Cl2、HClO、H+、Cl-等多種成分,所以氯水既有酸性,又有漂白性。 變式訓(xùn)練1-3 下列實驗現(xiàn)象,與新制氯水中的某些成分(括號內(nèi)物質(zhì))沒有關(guān)系的是(　　) A.將NaHCO3固體加入新制氯水,有無色氣泡(H+) B.使紅色布條褪色(HCl) C.向FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,發(fā)現(xiàn)溶液呈紅色(Cl2) D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl-) 【答案】:B 典例2 在制氯氣時有如下操作,操作順序正確的是(　　) ①連接好裝置,檢查氣密性; ②緩緩加熱,加快反應(yīng),使氣體均勻逸出;

11、 ③在圓底燒瓶中加入二氧化錳粉末; ④從盛有濃鹽酸的分液漏斗中將濃鹽酸緩緩滴入燒瓶中; ⑤將多余的Cl2用NaOH溶液吸收; ⑥用向上排空氣法收集氯氣。 A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤ 【答案】:D 變式訓(xùn)練2-1 在新制氯水中存在多種分子和離子,下列實驗現(xiàn)象和結(jié)論一致且正確的是(　　) A.新制氯水使紅玫瑰變?yōu)榘酌倒?說明有Cl2 B.加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀,說明有Cl- C.將KHCO3固體加入新制的氯水中,有氣泡產(chǎn)生,說明有HClO D.光照新制氯水有氣泡逸出,該氣體一定是Cl2 【答案】:B 【解析】:A項,新制氯水中因含HClO而具有漂白性,Cl2沒有漂白性;B項正確;C項,氯水中的鹽酸與KHCO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2;D項,光照下氯水中的HClO發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生O2。