富集在海水中的元素—氯课件18-(人教课标版).ppt
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- 富集 海水 中的 元素 课件 18 教课
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1、第第2讲富集在海水中的元素讲富集在海水中的元素氯氯1会通过氯原子的结构及分子结构推断其单质的物理性质及化学性质。2熟练掌握氯气的化学性质,并能分析解决相应的问题。3理解氯水的成分及相应的平衡,掌握氯水的特性(各成分性质),了解漂白粉的成分及漂白原理。4掌握氯气的制法及用途,能联系实际分析解决问题。富集在海水中的元素氯PPT课件18 人教课标版富集在海水中的元素氯PPT课件18 人教课标版一、氯气的性质1通常情况下,氯气是 、有 气味、比空气重的 毒气体,易液化,溶于水。2氯气的化学性质很活泼,是一种活泼的非金属单质和强氧化剂。(1)跟金属反应(变价金属均氧化至 价)2NaCl2 (现象:)Cu
2、Cl2 (现象:)2Fe3Cl2 (现象:)黄绿色黄绿色刺激性刺激性有有能能最高最高产生白烟产生白烟产生棕色的烟产生棕色的烟产生棕黄色的烟产生棕黄色的烟2NaClCuCl22FeCl3(2)跟非金属反应H2Cl2 点燃:发现 色火焰,有白雾,工业制 ;光照:会发生爆炸。2P3Cl2 (Cl2不足)2P5Cl2 (Cl2足量)2HCl苍白苍白盐酸盐酸2PCl32PCl5(3)跟水的反应 ,离子方程式:HClO是一元弱酸,酸性比H2CO3弱,不稳定易分解:氯水保存方法:。Cl2H2O HClHClOCl2H2O HClHClO。2HClO 2HClO2。密封储存于棕色试剂瓶里密封储存于棕色试剂瓶里
3、(4)跟碱反应Cl22NaOH=(制漂白液)制漂白粉:2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O,有效成分:。(5)与还原性化合物反应Cl22FeCl2=(除FeCl3中FeCl2)Cl2H2S=Cl22KI=(氯气的检验)NaClNaClOH2OCa(ClO)22FeCl32HClS2KClI2Cl2Na2SO3H2O=Cl22NaBr=Cl2SO22H2O=(6)与有机物反应Cl2CH4 (取代反应)CH2=CH2Cl2 (加成反应)2HClNa2SO42NaClBr22HClH2SO4CH3ClHClCH2ClCH2Cl二、氯气的制法二、氯气的制法1氯气的制法(1)实验
4、室制取原理:MnO24HCl(浓),氧化剂可用MnO2或KMnO4或Ca(ClO)2等,浓盐酸可用浓硫酸和固体食盐代替。如:MnO22NaCl3H2SO4(浓)氯气的收集方法是:;检验方法是:湿润湿润KI淀粉试纸变蓝或湿润蓝色石蕊试纸先变红后淀粉试纸变蓝或湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色。褪色。MnCl2Cl22H2OMnSO4Cl22H2O2NaHSO4向上排空气或排饱和食盐水向上排空气或排饱和食盐水(2)工业制法电解饱和食盐水(氯碱工业):电解熔融的氯化钠:2NaCl 2NaCl22Cl的检验检验溶液中的Cl时,应先加硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,证明有Cl存在。H2Cl22Na
5、Cl2H2O 2NaOH三、卤素1卤素原子最外层电子数均为 ,最高价为 价(氟除外),负价为 价,均能形成气态氢化物(HX),最高价氧化物对应的水化物(HXO4)为酸(F除外),都有 。卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,颜色加深,密度增大,熔沸点升高,水溶性降低。从FI随着原子序数的递增,卤素得电子能力逐渐减弱,元素的非金属性逐渐 。单质氧化性逐渐 ,与H2化合由易到难,氢化物的稳定性减小,最高价氧化物对应水化物的酸性 ,卤素离子或氢化物的还原性增强。771氧化性或非金属性氧化性或非金属性减弱减弱减弱减弱减弱减弱2卤素的特殊性:单质溴常温下为红棕色 ,极易 实验室保存时常用 ,盛溴的
6、试剂瓶不能用胶塞。碘单质紫黑色固体,加热易 (用于分离),遇淀粉变蓝(用来检验),碘的氧化性较其他卤素单质弱,与变价金属铁反应生成FeI2。F2在黑暗处就可与H2爆炸化合,氟与水剧烈反应产生氧气:2F22H2O=4HFO2。卤离子在溶液中与银离子生成的AgCl、AgBr、AgI分别为白色、浅黄、黄色沉淀,卤化银都不溶于水和稀酸,见光易 ,用AgNO3可检验溶液中的卤离子。AgF易溶于水。Cl2、Br2、I2易溶于苯、CCl4、汽油等有机溶剂;在有机溶剂中分别呈黄色、棕红色、紫色。(苯、汽油不溶于水且密度 水,CCl4 溶于水且密度大于水)液体液体挥发挥发水封水封升华升华分解分解小于小于不不3卤
7、素间置换反应离子方程式:Cl22Br=2ClBr2Cl22I=2ClI2Br22I=2BrI2、1漂白粉长时间放置会失效,原因是什么?2NaClO溶液与FeCl2溶液混合,会产生红褐色沉淀,体现了NaClO的哪些性质?3如何用实验证明KClO3中含有氯元素,但不含Cl?【提示提示】1.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,在空气中长时间放置后,会发生下列一系列反应:Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO,2HClO 2HClO2,漂白粉的漂白原理是能产生HClO,HClO有强氧化性,HClO分解后即失效。2红褐色物质为Fe(OH)3,FeCl2被氧化成了Fe3,体现了NaClO的氧化
8、性;同时溶液也有一定碱性。3先取少量KClO3加水溶解,滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,说明无Cl。证明是否含氯元素的方法:将KClO3和MnO2混合加热,冷却后,将固体残渣溶于水,静置,取上层清液少许,滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液,若观察到有白色沉淀生成,证明KClO3中含有氯元素。氯水及其性质氯水及其性质1氯水与次氯酸氯水与次氯酸氯气的水溶液叫氯水,呈黄绿色,溶于水的部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸。Cl2H2OHClHClO次氯酸(HClO)具有三个性质:(1)弱酸性,其酸性比碳酸还弱,即HClOHClO。(2)不稳定性:次氯酸不稳定,见光容易分解放出氧气。化
9、学方程式是2HClO 2HClO2。(3)强氧化性:次氯酸是一种强氧化剂,能杀死水里的病菌,故自来水常用氯气来杀菌消毒。次氯酸的强氧化性,能使某些有机色质褪色,可用作漂白剂。2物质的漂白物质的漂白(1)褪色:是指有色物质变为无色物质。有物理变化也有化学变化。例如:把木炭投入NO2气体的集气瓶中,塞紧瓶塞摇动瓶子,集气瓶内的气体变为无色。在CuSO4溶液中加入氢氧化钠溶液,溶液由蓝色变为无色,前者是物理变化,后者是化学变化。(2)漂白,特指染料(有机物)或有机色质变为无色物质,它是化学变化,发生物理变化的有机物褪色不是漂白,如把木炭投入盛有红墨水的锥形瓶中,轻轻振荡溶液变为无色。发生化学变化的有
10、:二氧化硫能使品红溶液褪色,是因为发生了化学变化生成了不稳定的无色物质,加热后,恢复品红的颜色。过氧化钠和氯水漂白,是利用了两者的强氧化性,生成了稳定的无色物质。与二氧化硫漂白原理不同。【说明说明】氯气本身没有杀菌漂白作用。干燥的氯气不能使有色物质褪色。工业上氯气通常保存在钢瓶中,钢瓶漆成绿色。3新制氯水、久置氯水、液氯的区别新制氯水、久置氯水、液氯的区别新制氯水久置氯水液氯类别混合物混合物纯净物微粒H2O、Cl2、HClO、H、Cl、ClO、OHH2O、H、ClCl2主要性质呈黄绿色、导电、具有酸性、氧化性、漂白性无色、导电、具有酸性、无氧化性、无漂白性黄绿色、不导电、具有氧化性保存棕色瓶盛
11、装,置于阴暗处低温密封4.氯水中的平衡移动氯水中的平衡移动化学方程式是Cl2H2OHClHClO向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性的氯化物c(Cl)增大左移用饱和食盐水除去氯气中氯化氢稀酸c(H)增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H)减小右移用氢氧化钠吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H)减小右移制取漂白粉CaCO3c(H)减小右移制高浓度次氯酸溶液光照c(HClO)减小右移氯水避光保存或现用现配5.氯水的性质氯水的性质氯水的多种成分决定了它具有多重性质:Cl2的强氧化性;HCl的强酸性;HClO的强氧化性、弱酸性;Cl的性质。在不同的反应中,氯水起作用的成分不同,
12、现列表如下:参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释ClAgNO3溶液白色沉淀ClAg=AgClHNa2CO3固体有气泡产生2HCO32=CO2H2OHClO有色布条布条颜色褪去发生氧化还原反应Cl2FeCl2溶液溶液变棕黄色2Fe2Cl2=2Fe32ClCl2、H2OSO2黄绿色褪去SO2Cl22H2O=4H2ClSO42HClO、H石蕊溶液先变红后褪色酸性和漂白性Cl2、H镁粉氯水的颜色褪去并有气泡产生MgCl2=Mg22ClMg2H=Mg2H2已知氯气与水的反应Cl2H2OHClHClO是一个可逆反应且反应生成的次氯酸(HClO)是一种酸性比碳酸还要弱的酸。(1)分别写出盐酸、次氯
13、酸的电离方程式:(2)要使新制氯水里次氯酸的浓度增大,可向其中加入下列的_。ANaOH固体B水CNaClO固体 DNaHCO3固体ECaCO3固体(3)若将新制的氯水逐滴滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后一滴时,红色突然褪去。有同学认为产生该现象的原因可能是稀溶液中的NaOH恰好与氯水完全反应。请你用实验方法证明该同学的结论是否成立。【导航导航】氯气与水反应的两个产物中,一个是强酸,另一个是弱酸,且酸性强弱关系为:盐酸碳酸次氯酸。氯水中的次氯酸有漂白能力,且颜色不可恢复。【解析解析】(1)注意前者为强酸而后者为弱酸。(2)要使氯水里次氯酸的浓度增大,就要设法使化学平衡Cl2H2OHClH
14、ClO向正反应方向移动,还不能损耗HClO。加NaOH会损耗HCl和HClO,其用量不易控制;加水虽会使平衡向右移动,但平衡体系内各物质浓度均会降低;加NaClO不但会把盐酸反应掉,使平衡右移,还可以生成HClO,符合题意;由于次氯酸是比碳酸还弱的酸,故加NaHCO3、CaCO3等碳酸的盐,都可以只消耗HCl而不消耗HClO,导致平衡右移,使HClO浓度增大。(3)氯水使NaOH的酚酞溶液褪色,是将NaOH中和了还是使酚酞氧化了?若是前者,再加NaOH溶液应马上恢复红色;若是后者,酚酞被氧化而失去作指示剂的性质,再加NaOH溶液仍会是无色。考虑到了这个区别便找到了思路,找到了简单的实验方案。【
15、答案答案】(1)HCl=HCl,HClOHClO(2)CDE(3)向无色溶液中加入NaOH溶液,若红色再现,说明NaOH被中和了,否则酚酞被氧化了实验室制备气体的分析方法实验室制备气体的分析方法1分析反应原理分析反应原理(1)主反应;(2)副反应。2反应试剂的选择反应试剂的选择(1)固体:块状、粒状还是粉末状;(2)溶液:稀还是浓。3反应条件的选择反应条件的选择加热还是不加热。4反应制备装置的选择反应制备装置的选择(1)发生器的组装组装仪器的一般原则:先零后整、先主后辅,从下到上,从左到右。在装入药品前要检查装置的气密性,其基本方法是:一般是先把导气管插入盛水的水槽中,把有关活塞关闭,微热主发
16、生器,有气泡从水中冒出,停止微热后,水倒吸进入导气管形成一段水柱,方可表示气密性良好。(2)除杂净化和干燥仪器的组装首先根据反应原理及所用药品考虑杂质气体的成分,再利用性质选择合适装置及试剂加以除去或转化。(3)收集仪器的组装气体的收集除用排气法与排水法外,还可以用球胆或袋囊、塑料袋等收集。(4)吸收尾气仪器的组装尾气处理的目的主要是防止有毒尾气污染空气或使人中毒以及尾气在有限空间内能达到爆炸极限。不同的方法应选用不同的装置。常用方法有:点燃法,如CO、H2、CH4等易燃性气体,可用此法。吸收法,如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。转化法,采用一定的方法,使有毒气体转化成无毒气体即
17、可排放,如NO、NO2,若能转化成N2即可排放。导入室外法。如H2是无毒气体,可将其尾气导入室外,以防在实验室达到爆炸极限。实验室用下列装置制备Cl2,并进行Cl2的性质实验。(1)A中加入KMnO4固体(反应后产物是MnCl2),B中盛有浓盐酸,烧瓶中发生反应的化学方程式为。(2)C中盛有紫色石蕊试液,C中的现象是;D中有白色沉淀生成,D中盛放的试剂可能是;E中溶液由无色变为蓝色,E中盛放的试剂可能是。(3)F中一般盛放,其作用是_。【导航导航】(1)实验室制取气体,根据反应物的状态及反应条件可分为以下几种情况:固体+固体 气体,如制取O2等。固体(块状)+液体气体(不加热),如制取H2、C
18、O2等,可用启普发生器或其简易装置。固体+液体 气体,如制取Cl2等。(2)气体的收集方法:根据气体的密度和水溶性等确定。不易溶于水,不与水反应的气体可用排水法收集,如H2、O2、CO等。密度比空气大且与空气不反应的气体用向上排气法收集,如Cl2、CO2等;密度比空气小且与空气不反应的气体用向下排空气法收集,如H2、NH3、CH4等。(3)密度与空气接近且与空气不反应的气体,不能用排空气法收集,只能用排水法收集,如N2、CO等。Cl2、CO2等均能溶于水,不能用排水法收集。但Cl2可用排饱和食盐水法收集,CO2可用排饱和NaHCO3溶液的方法收集。【解析解析】推测洗气瓶中的现象或物质,应紧紧抓
19、住Cl2的性质,从它反应后的生成物及在反应中的特殊作用上进行联想、推理、判断、验证。(1)由于是制Cl2的反应,且已知KMnO4中的锰元素反应后生成MnCl2,所以为KMnO4与HCl反应,生成MnCl2、KCl、Cl2和H2O。(2)产生的Cl2通入石蕊试液中,Cl2与水反应产生的盐酸使石蕊由紫色变为红色,产生的HClO又可将红色漂白。Cl2通入D中产生白色沉淀,应为Cl2与H2O反应产生的HCl与Ag+作用产生AgCl的结果,E中溶液由无色变成蓝色应是KI与Cl2反应产生的I2与淀粉作用的结果。(3)吸收尾气中的Cl2常用NaOH溶液,反应方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO
20、+H2O。【答案答案】(1)2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O(2)先变红后褪色AgNO3溶液KI淀粉溶液(3)NaOH溶液吸收多余Cl2卤素卤素1卤素单质及其化合物的特殊性(1)AgX一般难溶于水,但AgF易溶于水;CaX2一般易溶于水,但CaF2(萤石)难溶于水。(2)X2跟水反应:X2H2OHXHXO,但F2例外:2F22H2O=4HFO2(水作还原剂)。(3)在卤素的化合物中,只有氟无正价,无含氧酸。(4)HX通常随相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔、沸点升高,但HF的熔、沸点反常(HF分子间存在氢键)。(5)在Cl2、Br2、I2中,前者可
21、把后者从它的非含氧酸盐溶液中置换出来,但F2例外,F2先与水剧烈反应。(6)X2跟强碱反应:X22OH=XXOH2O,但F2例外:2F22OH=2FOF2H2O。(7)HX通常为强酸,且酸性:HIHBrHClHF(氢氟酸为弱酸)2卤素单质及卤素离子的检验卤素单质及卤素离子的检验(1)卤素单质的检验利用它们不同的颜色状态,根据沉淀颜色不同来检验;利用它们在水或有机溶剂中的颜色不同检验;碘单质可用淀粉溶液检验,也可用湿润的淀粉KI试纸检验氯气。(2)卤离子的检验用酸化的AgNO3溶液检验;利用卤素单质间的置换反应,将卤离子氧化成单质后用有机溶剂萃取,根据有机层的颜色检验;I可用氯水氧化成碘单质后,
22、用淀粉溶液检验。已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部分颜色描述正确的是()A黄绿色 橙色蓝色白色B无色橙色紫色白色C黄绿色 橙色蓝色无色D黄绿色 无色紫色白色【导航导航】KClO3与浓盐酸反应后,生成氯气,排出空气后,氯气沿玻璃管上升,依次从下而上与三个棉球中的溶液反应。【解析解析】各处发生的反应及现象分别为:KClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O,产生黄绿色的气体。2NaBrCl2=2NaClBr2,Br2溶于水显橙(黄)色。2KICl2=2KClI2,I2遇淀粉变蓝色。Cl22NaOH
23、=NaClNaClOH2O。两种盐的水溶液都无颜色,故棉球显白色。本题实质上是对Cl2性质的考查,熟练掌握Cl2的性质是关键。【答案答案】A1(2009年山东理综)下列关于氯的说法正确的是()ACl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂B1735Cl、1737Cl为不同的核素,有不同的化学性质C实验室制备Cl2可用排饱和食盐水集气法收集D1.12 L Cl2含有1.7NA个质子(NA表示阿伏加德罗常数)【解析解析】A项,Cl2中的氯元素处于中间价态,所以在化学反应中既可以作氧化剂也可以作还原剂(例如Cl2与H2O反应),故A项错误;B项,同位素的化学性质相同,物理性质不同;D项,没有说明
24、在标准状况下。【答案答案】C2(2009年全国理综)下列表示溶液中发生反应的化学方程式错误的是()A2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2B2KMnO4HCOOKKOH=2K2MnO4CO2H2OCMnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2ODK2Cr2O76FeSO47H2SO4=Cr2(SO4)33Fe2(SO4)3K2SO47H2O【解析解析】B项在碱性条件下HCOO的氧化产物应以CO32的形式存在。【答案答案】B3(2009年台湾)下列三个反应式中的X与Y分别为两种金属元素的代号,但Cl为氯的元素的符号。XYCl2XCl2YCl22XCl22XCl3Y2XCl3YCl22XC
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