1、第二节 富集在海水中的元素氯概念认知自主学习一、活泼的黄绿色气体氯气1氯的原子结构及存在(1)原子结构：氯的原子结构示意图为_，氯原子容易得到一个电子形成Cl，表现出典型的非金属性。(2)存在：氯在自然界中以化合态存在，主要以_的形式存在。NaCl2物理性质颜色状态气味毒性溶解性(25)_气体刺激性气味_1体积水溶解约_氯气黄绿色有毒2体积3.化学性质(1)与金属反应(2)与非金属反应(以与氢气的反应为例)现象：氢气在氯气中燃烧，产生_色火焰。化学方程式：_。(3)与H2O反应溶于水的Cl2部分与水反应，化学方程式为_。氯水Cl2的水溶液。.氯水性质的实验验证22H Cl 2HCl 点燃 苍白
2、Cl2H2O=HClHClO实验现象及结论：a干燥的有色布条 a 不褪色，说明干燥的 Cl2_漂白作用。b湿润的有色布条 b 褪色，说明氯水有漂白作用，起漂白作用的物质是_。.次氯酸的性质无HClO(4)与碱的反应4用途(连一连)(1)判断下列说法是否正确。过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为 FeCl2。()提示：铁粉与氯气充分反应后产物为 FeCl3。Cl2 具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。()提示：Cl2 的化合价为中间价态，氯气既可以体现氧化性，也可以体现还原性。标准状况下，11.2 L Cl2 与 NaOH 溶液充分反应转移电子数为 0.5NA。()提示：Cl2
3、与 NaOH 溶液反应中既表现氧化性，又表现还原性。11.2 L(0.5 mol)Cl2 与NaOH 完全反应转移电子数为 0.5NA。(2)(情境思考)消灭地鼠的方法很多，其中一种方法是将氯气通入鼠洞中，想一想这种方法是利用氯气的什么性质？提示：氯气的密度大于空气且有毒。利用氯气的密度大于空气，能顺利进入鼠洞，利用氯气的毒性将地鼠消灭。(3)(教材二次开发)教材中描述“使用氯气对自来水消毒时可能产生一些负面影响，因此，人们开始研究并试用一些新型自来水消毒剂”，ClO2 是常用新型消毒剂之一，等物质的量的 ClO2 和 Cl2 杀菌效果哪者强？提示：等物质的量的 ClO2 作氧化剂时得电子数比
4、 Cl2 得电子数多，消毒能力强。二、Cl2 的制法1氯气的实验室制法实验室制取 Cl2 的化学方程式：_。2氯气的工业制法工业上用电解饱和食盐水的方法制取 Cl2，反应的化学方程式为 2NaCl2H2O=电解2NaOHH2Cl2MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O=(1)写出实验室制取氯气的离子方程式提示：MnO24H2Cl=Mn2Cl22H2O。(2)MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O 的氧化剂是 MnO2，还原剂是 HCl，氧化剂和还原剂的物质的量之比是多少？_。提示：12。盐酸一半体现酸性，故氧化剂和还原剂的物质的量之比是 12。三、Cl的检验(情境思考)家中有
5、一碗水，姐姐说是蒸馏水，弟弟说是盐水，想一想如何证明这碗水是否含有 NaCl?提示：利用焰色反应为黄色证明 Na的存在；加入硝酸酸化的硝酸银溶液，生成白色沉淀，证明 Cl的存在。能力形成合作探究知识点一 氯水的成分与性质1氯水中存在反应：(1)Cl2H2O=HClHClO(2)HClOHClO(3)H2OHOH2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。3新制氯水、久置氯水、液氯的比较新制氯水久置氯水液氯区别氯气的水溶液稀盐酸氯气的液体状态分类混合物混合物纯净物颜色浅黄绿色无色黄绿色组成微粒Cl2、HClO、H2O、H、Cl、ClO、
6、OHH、Cl、H2O、OHCl2性质多种成分，多重性质，如酸性、漂白性、氧化性等有酸性(比新制氯水强)仅表现Cl2的性质(1)(情境应用)将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片，有何现象？(科学探究与创新意识)提示：有色鲜花褪色。(2)(思维升华)养鱼先养水。在未放鱼之前，可用水桶装入自来水，使日光照射十小时以上或一天左右，再将鱼放入即可，此谓日光照射法。晒水除了可以增加一定量氧气，还可以消除自来水中的氯。自来水晒过一段时间后，可以减少水中的有毒物质，发生了哪些化学反应？实验室里如何保存氯水？(宏观辨识与微观探析)提示：Cl2H2O=HClHClO，2HClO=光照2HClO2。氯水
7、中的 HClO 见光或受热易分解，故新制氯水应密闭保存于棕色试剂瓶中，并置于阴暗处。【典例】(2020杭州高一检测)下列关于氯水性质现象的描述和相关解释正确的是()操作现象解释A将氯水加入紫色石蕊试液中石蕊试液先变红色后褪色氯水中有HB氯水中加入硝酸银溶液产生白色沉淀氯水中有ClC氯水中加入碳酸钠溶液产生气体氯水中有HClOD氯水中加入有色布条有色布条褪色氯水中有Cl2【解题指南】解答本题注意以下两点：(1)明确氯水中的所有微粒。(2)注意无机物和有机物褪色的原因异同。【解析】选 B。氯气与水反应生成 HCl、HClO，HCl 显强酸性，使石蕊变红，HClO具有强氧化性，使其褪色，故 A 错误
8、；氯水中加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明生成白色沉淀氯化银，所以氯水中含有氯离子，故 B 正确；次氯酸的酸性弱于碳酸，所以氯水中加入碳酸钠溶液产生气体，说明是盐酸而不是次氯酸，故 C 错误；氯水中加入有色布条，有色布条褪色是次氯酸漂白性，而不是氯气的作用，故 D 错误。【母题追问】(1)已知 Cl22KI=2KClI2，将饱和氯水滴到淀粉碘化钾试纸上，有何现象？提示：试纸先变蓝后变白。因为氯气和碘化钾反应生成碘单质，遇到淀粉变蓝色，氯气与水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性而使蓝色试纸变白。(2)向盛有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加氯水，溶液红色褪去，是什么原因？如何验证？提示：可能有两种原因：氯水
9、中含有强氧化性的 HClO，HClO 的漂白性使溶液褪色；氯水中含有的 H中和 OH使溶液褪色。向褪色后的溶液中再加入氢氧化钠的溶液，若溶液重新变为红色，原因正确；若溶液无明显变化，原因正确。氯水氧化性辨析氯水中因含有 Cl2、HClO 而具有强氧化性，当氯水与还原性物质(如 FeCl2、NaBr、KI 等)反应时，只看作 Cl2 参与反应；当考虑氯水的漂白性和消毒性时，只看作 HClO起作用。1自来水是用 Cl2 杀菌消毒的，不法商贩用自来水冒充蒸馏水出售，为辨真伪，可用下列哪一种试剂鉴别()A.酚酞溶液 BFeCl3 溶液CAgNO3 溶液DNaOH 溶液【解析】选 C。自来水用 Cl2
10、杀菌消毒后会含有 Cl，加入 AgNO3 溶液后会产生白色沉淀而变浑浊。2(2019龙岩高一检测)将新制氯水分别滴到 AgNO3 溶液、石蕊试液、品红溶液和Na2CO3 溶液中至过量，依次观察到的现象描述合理的一组是()A产生沉淀、变红、溶液褪色、有气泡B无明显变化、变红、无明显变化、产生沉淀C产生沉淀、先变红后褪色、溶液褪色、有气泡D产生沉淀、先变红后褪色、无明显变化、产生沉淀【解析】选 C。新制氯水滴到 AgNO3 溶液中，发生反应为 AgCl=AgCl，出现白色沉淀；新制氯水滴到石蕊试液中至过量，盐酸使石蕊试液变红，HClO 具有漂白性，次氯酸的存在使红色褪去；新制氯水滴到品红溶液中至过
11、量，由于次氯酸具有漂白性，品红褪色；新制氯水滴到 Na2CO3 溶液中至过量，发生反应 CO232H=CO2H2O，有气体生成；综合上述分析，依次观察到的现象为产生沉淀、先变红后褪色、溶液褪色、有气泡。3某化学小组进行了以下实验：发现氯气能使湿润的红色布条褪色。对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能。请设计实验，得出正确结论。(1)提出问题：氯水中哪种物质能使红色布条褪色？(2)收集资料：氯气有强氧化性；氯气与水反应生成稀盐酸和次氯酸；次氯酸有强氧化性。(3)提出假设：_；_；_；水使红色布条褪色。(4)验证假设：实验：把红色布条放入充满氯气的集气瓶中，
12、布条不褪色；实验：_；实验：_；实验：把红色布条放在水里，布条不褪色。(5)得出的实验结论是_。【解析】提出假设是根据收集到的资料结合所学知识进行的。氯气有氧化性，那么假设氯气使红色布条褪色，氯气和水生成盐酸和次氯酸，假设盐酸或次氯酸能使红色布条褪色。氯水中的氯气、盐酸、水均不能使红色布条褪色，说明是次氯酸使红色布条褪色。答案：(3)氯气使红色布条褪色 次氯酸使红色布条褪色 稀盐酸使红色布条褪色(4)把红色布条伸入次氯酸溶液中，红色布条褪色把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色(5)次氯酸使红色布条褪色知识点二 氯气的实验室制法及性质探究1Cl2 的实验室制法(1)实验装置(2)实验原理及过程
13、反应原理：用强氧化剂 MnO2 氧化浓盐酸。方程式为 MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O。制备装置类型：固体液体气体。净化方法：选择气体干燥剂的主要依据是被干燥气体不能与干燥剂反应。如氯气能与碱反应，所以不能用碱石灰进行干燥，常用浓硫酸、五氧化二磷等进行干燥。用饱和食盐水除去 HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。收集气体：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。(3)验满方法：操作6现象结论将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口试纸立即变蓝证明已集满将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口试纸先变红后褪色2.Cl2 性质探究的示例分析装置试剂
14、实验现象实验目的A浓硫酸-验证干燥的氯气无漂白作用,湿润的氯气(含HClO)有漂白作用B干燥红色布条无明显变化C湿润红色布条红色布条褪色DFeCl2溶液溶液由浅绿色变棕黄色验证氯气具有强氧化性,可与金属及还原性化合物反应FNa产生白烟GNaOH溶液-吸收多余的氯气实验装置或装置试剂作用的答题模板1(思维升华)含有 4 mol HCl 的浓盐酸与足量的 MnO2 反应，能生成 1 mol Cl2 吗？(宏观辨识与微观探析)提示：不能，因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2 与稀盐酸不反应，故生成的 Cl2 小于 1 mol。2.(情境应用)氯气是有毒的，曾被法西斯制成毒气弹用于侵略战争。能
15、否用饱和NaHCO3 溶液除去 Cl2 中混有的 HCl？为什么？(科学态度与社会责任)提示：不能。Cl2 与饱和 NaHCO3 溶液发生反应生成 CO2，引入杂质。【典例】某研究性学习小组为了制取、收集纯净干燥的氯气并探究氯气的性质，他们设计了如图所示的实验装置：(已知：2KICl2=I22KCl，淀粉溶液遇 I2 变蓝色)请回答下列问题：(1)整套实验装置的连接顺序是 f 接()，()接()，()接()(填各接口处的字母代号)。(2)E 装置中制取氯气的化学方程式是_。(3)B 装置的作用是_；A 装置中试剂 X 是_。(4)C 装置中可观察到的现象是_，D 装置中可观察到的现象是_。【思
16、维建模】解答有关气体制备题目的思维流程如下：【解析】(1)制得的 Cl2 中含有 HCl、H2O(g)杂质，先通过饱和食盐水、浓硫酸除去杂质，再利用向上排空气法收集，最后通过淀粉碘化钾溶液探究其性质。因此实验装置连接顺序为 fabedc。(2)E 为 MnO2 氧化浓盐酸制取 Cl2 的装置，化学方程式为 MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O。(3)B 装置中盛装浓硫酸，作用是吸收 H2O(g)，干燥 Cl2；A 装置中试剂 X 是饱和食盐水，作用是除去 HCl。(4)C 装置中氯气置换出单质碘，因此溶液变为蓝色。答案：(1)a b e d c(2)MnO24HCl(浓)=MnCl
17、2Cl22H2O(3)干燥 Cl2 饱和食盐水(4)溶液变蓝色 溶液红色逐渐褪去【母题追问】(1)如何检查装置 E 的气密性？(关键能力探究与创新)提示：在装置 E 的 f 处连接橡胶管，夹上止水夹，打开分液漏斗的活塞向烧瓶中加水，一段时间后水不再滴落，则说明装置 E 气密性良好。(2)装置 D 的作用是什么？从安全角度考虑，该装置应如何改进？(关键能力探究与创新)提示：装置 D 的作用是吸收多余的 Cl2。为了防止发生倒吸，装置 D 可按下图改进：【规律方法】1.常见的气体发生装置2常见的除杂装置用于除去气体中的杂质气体3常见的气体收集装置4尾气处理装置点燃法：如 CO、H2、CH4 等易燃
18、性气体，可用此法。收集法：用气球或气囊将多余的气体收集储存，如 NO、H2、CO 等。吸收法：如 Cl2、SO2、HCl、H2S 等可用碱液吸收。(2020烟台高一检测)实验室制备氯气的装置如图。图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是()A B C D【解析】选 D。除 HCl 应用饱和 NaCl 溶液，洗气瓶干燥应从长管进气，应用NaOH 溶液。三言两语话重点1熟记氯水“3 分子 4 离子”：氯水中含有三种分子：Cl2、H2O、HClO；四种离子：Cl、ClO、H、OH。2熟记氯水四个性质：氧化性、酸性、漂白性和不稳定性。3区分两个漂白粉原理(1)漂白原理：Ca(Cl
19、O)2CO2H2O=2HClOCaCO3。(2)失效原理：Ca(ClO)2CO2H2O=2HClOCaCO3；2HClO=光照 2HClO2。4氯气制备把握三个方面(1)制取原理：MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O。(2)除杂试剂：饱和食盐水、浓硫酸。(3)尾气吸收原理：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。5理解一个离子检验方案：先向溶液中加入 AgNO3 溶液，再加入稀硝酸。学情诊断课堂检测1一家大型化工厂发生爆炸，有大量的 Cl2 扩散，下列应急措施不正确的是()A向顺风方向的低洼处跑B用浸有纯碱液的毛巾捂住口鼻迅速逃离C向逆风方向的高处跑D来不及逃离的可用浸湿的棉被
20、堵好门窗，并及时请求救援【解析】选 A。氯气有毒且密度比空气大，如果发生氯气泄漏，氯气向顺风方向和低洼处扩散较快，应将人群向逆风高处疏散，A 项错误，C 项正确；氯气能和碱反应生成盐，可以用浸有弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻来防止氯气中毒，B 项正确；氯气能和水反应，来不及逃离的可用浸湿的棉被堵好门窗，并及时请求救援，D 项正确。2检验某无 SO24的溶液中是否含有 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，先加稀硝酸酸化，再加入 AgNO3 溶液，看是否有白色沉淀生成D取样，先加少量 AgN
21、O3 溶液，有白色沉淀生成，再加稀硝酸，看白色沉淀是否消失【解析】选 D。A 项中可能含有 CO23、SO23，则不能确定是否有 Cl；B 项中加盐酸，引入了 Cl；C 项中可能含有 SO23，被 HNO3 氧化为 SO24，生成 Ag2SO4微溶物。3(2020广州高一检测)下列离子方程式错误的是()A实验室制 Cl2：MnO24H2Cl=Mn2Cl22H2OB在 NaCl 溶液中滴入 AgNO3 溶液：AgCl=AgClCCl2 溶于水：Cl2H2O=2HClClOD用 NaOH 溶液吸收 Cl2：Cl22OH=ClClOH2O【解析】选 C。HClO 为弱酸，在离子方程式中用化学式来表示
22、，故 Cl2 与水反应的离子方程式为 Cl2H2O=HClHClO。4实验室用下列方法制氯气时所得的氯气()用含 146 g HCl 的浓盐酸与足量的 MnO2 反应用 87 g MnO2 与足量浓盐酸反应A比多B比多C一样多D无法比较【解析】选 B。由于浓盐酸变成稀盐酸以后，不能再和 MnO2 反应产生氯气，因此第一个反应产生的氯气较少。5(教材二次开发教材习题改编)在新制氯水中存在多种分子和离子，下列实验现象和结论一致且正确的是()A加入 AgNO3 后，再加稀硝酸酸化，有白色沉淀产生，说明有 ClB新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰，说明有 Cl2C将 KHCO3 固体加入新制的氯水中，有气泡产
23、生，说明有 HClOD光照新制氯水有气泡逸出，该气体一定是 Cl2【解析】选 A。氯水中含有氯离子，氯离子与银离子反应生成氯化银沉淀，所以加入AgNO3 溶液产生白色沉淀，故 A 正确；氯水中含有次氯酸，具有漂白性，所以向氯水中加入红玫瑰，变为白玫瑰，不能说明溶液中有 Cl2 存在，故 B 错误；HClO 酸性比碳酸弱，与碳酸氢钾不反应，故 C 错误；次氯酸见光分解生成氧气，故 D 错误。6实验表明：将氯水滴到一张蓝色石蕊试纸上，试纸上会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环，且两环颜色不同，下列有关说法中不正确的是()A此实验表明氯水具有酸性、漂白性B内环呈白色外环呈红色或浅红色C内外环上
24、颜色的差异表明此变化过程中，中和反应比氧化还原反应快D氯水中形成次氯酸的反应中还原产物是 HClO【解析】选 D。内外两环颜色不同，说明两种物质起作用，表现出酸性和漂白性，A正确；内环 HClO 表现强氧化性，起漂白作用，外环 H表现酸性而呈红色或浅红色，B 正确；由现象可知外环是由于 H表现酸性的结果，说明中和反应快，内环是 HClO的强氧化性的表现，氧化还原反应慢些，C 正确；HClO 是氯元素化合价升高的产物，为氧化产物，D 错误。素养新思维7某工厂在山坡坑道的仓库里贮存了氯气钢瓶。某天，有一只装有氯气的钢瓶损坏，造成了氯气泄漏，请回答下列问题：(1)作为在场工人，你认为处理钢瓶的正确方
25、法是_(填字母)。A把钢瓶推到坡下的小河里B把钢瓶丢到深坑里，用熟石灰填埋C把钢瓶扔到农田中理由是_。(2)钢瓶处理后，工人应立即_(填字母)。A转移到坡下 B转移到坡上理由是_。(3)若在场工人没有防毒面具，可以用浸有某种物质的水溶液的毛巾捂住口鼻，则最适宜采用的物质是_(填字母)。aNaOH bNaCl cCa(OH)2 dNa2CO3【解析】(1)装有氯气的钢瓶损坏后的处理方法是把钢瓶丢到深坑里，用熟石灰填埋，会发生反应 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。(2)由于氯气的密度比空气大，所以钢瓶处理后，工人应立即转移到坡上。(3)由于氯气能够与碱发生反应，生成无毒、无害的物质，所以所用的物质的水溶液应该呈碱性，而且不能对人体产生危害，故最适宜采用的物质是 Na2CO3。答案：(1)B 氯气能与熟石灰反应(2)B Cl2 的密度比空气大(3)d
