第七講 氯氣 高一化學

1、新王牌小班 高一化學暑期講義 第七講 氯氣課前預習1、 氯氣是_色，有_氣味，有毒的氣體，用_法收集。2、 氯氣微溶于水，氯水呈_色,成分有_，氯水中起漂白作用的物質是_。3、 氯氣與鐵反應的化學方程式為_，反應的現(xiàn)象為_ _。4、 點燃氫氣與氯氣的混合氣體，化學方程式為_，現(xiàn)象為_。5、 實驗室制備氯氣的化學方程式為_，吸收尾氣氯氣的化學方程式為_。學習內容氯元素的性質是鹵素性質的代表。氯氣及其化合物的用途非常廣泛，工業(yè)上通過電解飽和食鹽水得到氯氣，自來水常用氯氣消毒。氯氣可用于制備聚氯乙烯、塑料、鹽酸、漂白精、農藥以及制造氯仿等有機溶劑等多種含氯產(chǎn)品。一、氯氣性質的研究1、氯氣的物理性質氯

2、氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體，微溶于水，常溫下1體積水約能溶解2體積氯氣，標準狀況下氯氣的密度是3.214g/L，比空氣重。氯氣容易液化，常壓下冷卻到-34.6（或在常溫下加壓到6101.3kPa），變成黃色油狀的液態(tài)氯，繼續(xù)冷卻到-101，液態(tài)氯則變成固態(tài)氯。氯氣有毒，對人體有強烈的刺激性，吸入少量氯氣會刺激鼻腔和喉粘膜，引起胸痛和咳嗽；吸入較多量氯氣會中毒致死。第一次世界大戰(zhàn)期間，德軍曾向英法聯(lián)軍釋放氯氣，造成對方傷亡達2萬多人之多。但氯氣也可以用來消毒，例如在自來水生產(chǎn)中通入氯氣以殺死各種細菌。因此，我們要認識和了解氯氣的性質，避免氯氣對人類產(chǎn)生危害，讓它更好地為人類服務。2、氯氣

3、的化學性質課堂思考：通過氯原子的結構示意圖，試推斷氯氣的化學性質。氯原子的最外電子層上有7個電子，容易獲得1個電子達到最外層8電子的穩(wěn)定結構形成氯離子。因此，氯氣是一種化學性質很活潑的非金屬單質，它具有較強的氧化性，能與多種金屬和非金屬直接化合，還能與水、堿等化合物起反應。（1）氯氣跟金屬的反應實驗活動2-6取綠豆粒大的一塊鈉，吸干表面的煤油，放在鋪有細砂的玻璃燃燒匙里加熱點燃，立即伸入盛有氯氣的集氣瓶中（圖2-2-1），觀察現(xiàn)象。可看到活潑金屬鈉在氯氣中劇烈燃燒，發(fā)出黃光，產(chǎn)生白煙，放出大量的熱。Na + Cl22NaCl 實驗活動2-7把光潔的細鐵絲繞成螺旋狀，一端系在一根粗鐵絲上，另一端

4、系上一端火柴梗，點燃火柴梗，立即把細鐵絲伸入氯氣的集氣瓶里（圖2-2-2），觀察現(xiàn)象。較活潑的金屬鐵在氯氣中燃燒，火星四射，產(chǎn)生大量的棕褐色的煙，這是氯化鐵小顆粒。2Fe +3Cl2 2FeCl3實驗活動2-8把一束光亮的細銅絲灼熱后立即插入盛有氯氣的集氣瓶里（圖2-2-3），觀察現(xiàn)象。然后把少量水注入集氣瓶里，蓋上玻片，振蕩，觀察溶液的顏色。較不活潑的金屬銅在氯氣中也能劇烈燃燒，集氣瓶里充滿棕黃色的煙（氯化銅的微小晶體）。Cu + Cl2 CuCl2氯化銅溶于水后，溶液呈藍綠色。當溶液的濃度不同時，溶液的顏色有所不同。當CuCl2溶液濃度較大時，溶液呈綠色，當CuCl2溶液濃度較小時，溶液呈

5、藍色。大多數(shù)金屬在點燃或灼熱的條件下，都能與氯氣發(fā)生反應生成氯化物。但是，在通常狀況下，干燥的氯氣不能與鐵起反應，因此，可以用鋼瓶儲存液氯。（2）氯氣與非金屬的反應實驗活動2-9把新收集的一塑料瓶氯氣和一塑料瓶氫氣口對口地放置，上下顛倒幾次，使氯氣和氫氣充分混合。抽去瓶口間的玻璃片，取一瓶混合氣體，用塑料片蓋好，在距離約10cm處點燃鎂條，觀察實驗現(xiàn)象（圖2-2-4）?？梢钥吹剑芰掀蛏蠌椘?。這是因為當鎂條燃燒所產(chǎn)生的強光照射到混合氣體時，瓶中的氫氣和氯氣迅速化合生成氯化氫氣體，放出大量的熱，而發(fā)生爆炸。H2+Cl22HCl實驗活動2-10如圖2-2-5所示，在空氣中點燃氫氣，然后把導管伸入

6、盛有氯氣的集氣瓶里，觀察氫氣在氯氣中燃燒的現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)純凈的氫氣可以在氯氣中安靜燃燒，發(fā)出蒼白色的火焰。且反應生成的氯化氫氣體與空氣里水蒸氣結合，在瓶口形成霧狀。H2+Cl22HCl氯氣還能跟紅磷、硫等其他非金屬直接化合。例如淡然的紅磷能在氯氣中燃燒，產(chǎn)生白色的煙霧。2P+3Cl22PCl3(無色小液滴)2P+5Cl22PCl5(固體小顆粒)（3）氯氣跟水的反應氯氣能溶解于水，并與水發(fā)生反應，氯氣的水溶液叫做氯水。實驗活動2-11取一瓶新制的氯水小心嗅聞氣味，觀察其顏色?？煽吹铰人庶S綠色并有刺激性氣味。氯水中因溶有氯氣分子而呈黃綠色，部分氯氣與水反應，生成鹽酸和次氯酸（HClO）。Cl2 +

7、H2OHCl+HClO氯氣跟水反應生成鹽酸和次氯酸，而一部分鹽酸和次氯酸又同時反應生成氯氣和水。這種在同一條件下、同時向正、逆兩個方向進行的化學反應叫做可逆反應。新制的氯水含有Cl2、H2O、HClO分子及Cl-、H+、ClO-、OH-離子等微粒。實驗活動2-12取干燥的和濕潤的有色布條個一條，分別放入兩個集氣瓶中，然后通入氯氣，觀察發(fā)生的現(xiàn)象（圖2-2-6）。可以清楚地看到，氯氣可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色，不能使干燥的有色布條褪色。若在一塊色布上滴上一滴鹽酸，可觀察到布條不褪色。實驗證明，鹽酸本身無漂白作用，能使色布褪色發(fā)生漂白的是次氯酸。次氯酸是一種不穩(wěn)定的弱酸，容易分解放出氧氣。當氯水收到

8、日光照射時，次氯酸的分解速率加快（圖2-2-8）。由于次氯酸的分解，因此久置的氯水在成分上則稱為鹽酸溶液，無氯水所具有的性質，而酸性增強。次氯酸是一種很強的氧化劑，具有很強的殺菌消毒能力，能殺死水里的病菌，所以自來水常用液氯（1m3水里約通入2g氯氣）來殺菌消毒。次氯酸的強氧化性還能使有些染料和有機色素褪色，可用作棉、麻和紙張等物品的漂白劑。但次氯酸不穩(wěn)定，難以保存，而次氯酸鹽比次氯酸要穩(wěn)定，容易存放，容易運輸，故工業(yè)上將其制成鹽漂粉精來使用。3、氯氣跟堿的反應氯氣是有毒氣體，實驗室中常用氫氧化鈉溶液來吸收氯氣的尾氣，反應生成氯化鈉和次氯酸鈉（NaClO）。Cl2 +2NaOHNaCl+NaC

9、lO+H2O 次氯酸鈉也具有較強的氧化性，工業(yè)織物的漂白通常用次氯酸鈉。生活上常用的84消毒液其主要成分就是次氯酸鈉，工業(yè)上就是通過這個反應來制備漂白液。漂粉精（也稱漂白粉、漂白精）是次氯酸鈣、少量氯化鈣和氫氧化鈣等的混合物，其中有效成分是次氯酸鈣。次氯酸鈣在酸性溶液中可以生成具有強氧化性的次氯酸，起到漂白、殺菌作用。Ca(ClO)2+2HCl(稀)CaCl2+2HClO在潮濕的空氣里，次氯酸鈣和過量的二氧化碳和水蒸氣反應也會生成次氯酸。Ca(ClO)2+2CO2+2H2OCa(HCO3)2+2HClO通常漂粉精要密封保存。從這一反應中還可以看出次氯酸的酸性比碳酸還要弱。漂粉精主要用于游泳池水

10、和飲用水的消毒、防止工業(yè)冷卻水中菌藻的滋生、食品工業(yè)的環(huán)境消毒以及用作家庭、學校、醫(yī)院及公共場所的清潔衛(wèi)生劑。4、氯氣的實驗室制法MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2+2H2O圖2-2-7為實驗室氯氣的發(fā)生、干燥、收集及尾氣處理過程的裝置。濃鹽酸具有揮發(fā)性，因此產(chǎn)生出來的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，通過飽和食鹽水既可吸收氯化氫（因為氯化氫極易溶于水），同時還可以抑制氯氣在水中的溶解；濃硫酸用于干燥氯氣，氫氧化鈉吸收尾氣氯氣。實驗室里也常用下列反應來制取氯氣： 2KMnO4+16HCl2KCl+5Cl2+2MnCl2+8H2O(快速制氯氣)KClO3+6HClKCl+3Cl2+3H2O(快速

11、制氯氣)注意，上述反應中均使用濃鹽酸，用稀鹽酸不能制取氯氣。工業(yè)制氯氣常用電解飽和食鹽水的方法得到。 【知識梳理】1、通過金屬在氯氣中的燃燒、氫氣在氯氣中的燃燒，你對燃燒概念有何新的理解？2、請歸納出氯氣的物理性質；氯氣有毒，為什么卻用來消毒殺菌？3、氯水和液氯有何不同？新制氯水與久置氯水在成分上有何區(qū)別？請寫出有關反應的化學方程式。4、請寫出氯氣與幾種典型金屬反應的化學方程式。氯氣與金屬銅或鐵反應時，這兩種金屬的價態(tài)如何？5、請寫出氯氣與氫氣反應的化學方程式；為什么氯氣和氫氣的混合氣體光照或點燃時會發(fā)生爆炸，而將點燃的氫氣通入氯氣中卻可安靜的燃燒？6、請寫出實驗室用二氧化錳與濃鹽酸反應制取氯

12、氣的化學反應方程式，并描述其除雜、干燥及尾氣吸收的過程。7、請寫出制取漂粉精和制取次氯酸鈉的化學反應方程式。利用它們的什么性質，可以殺菌消毒？8、久置的漂粉精會失效，請寫出有關反應的化學方程式?！疽曇巴卣埂柯葰獾陌l(fā)現(xiàn)世界最大的快樂是什么？“世間最大的快樂莫過于發(fā)現(xiàn)世人從未見過的新物質。”這是瑞典化學家舍勒在1773年制得新的氣體氯氣之后的深切體會。舍勒是一個自學成才的化學家，15歲時就去一家藥房當學徒，在藥房里，他最喜歡的是藥房里的書庫和實驗室。舍勒在實驗室里就像小孩迷醉于大自然的美麗景色一樣，他幾乎在實驗室里度過了一生。1773年的一天，他在研究軟錳礦（MnO2）時，將這種礦石與鹽酸混合放在

13、曲頸瓶中，并將曲頸瓶放置在沙浴上加熱，瓶頸處冒出氣泡很快充滿了一種黃綠色的氣體。這氣體具有刺激性臭味，吸入后使肺部極為難受，令人窒息；它還具有漂白作用，這就是我們現(xiàn)在所認識的氯氣。舍勒雖然制得了氯氣，并確定了它的性質，并沒有從本質上認識它究竟是什么？直到1810年11月英國皇家學會才根據(jù)戴維的論文正式命名這種氣體是氯氣，氯寓意“綠色”。自來水的消毒生活飲用水不應含有致病微生物，主要是指細菌性病源微生物和病毒性病原微生物。常見的有傳染性肝炎病毒、小兒麻痹癥病毒、腦膜炎病毒等。消毒并不是把所有微生物都殺死，只要把治病微生物消滅掉。消毒方法包括物理方法（如加熱、紫外線和超聲波）和化學方法（如加氯、臭

14、氧、二氧化氯等）兩種。我國自來水的處理最常用的是氯消毒法。氯消毒的加氯量（液氯）在1.02.5g/m3之間。主要是通過氯與水反應生成次氯酸，次氯酸能在細菌內部起氧化作用，破壞細菌的酶系統(tǒng)而使細菌死亡。加氯量低于和超過規(guī)定的量都是有害的。紫外線消毒的原理是波長在200295nm的紫外線具有殺菌能力，而波長為260nm的紫外線殺菌能力最強。臭氧是空氣中的氧通過高壓放電產(chǎn)生的。臭氧不穩(wěn)定，溶液分解：產(chǎn)生的O具有強氧化性，對病毒、芽孢等具有強大的殺傷力。氣體鋼瓶及其識別氣體鋼瓶是工業(yè)上儲存和運輸氣體的一種高壓容器。鋼瓶內氣體處于高壓狀態(tài)，因此裝有氣體的鋼瓶在運輸和使用時應遠離熱源，并避免陽光暴曬，以防

15、止氣體受熱時，壓強超過鋼瓶所允許的限度而引起爆炸。同時還應防止鋼瓶的碰撞沖擊和不同氣體鋼瓶的混用，常用氣體鋼瓶的國家標準規(guī)定見表2-2-1。表2-2-1氣體外表顏色字樣字樣顏色工作壓力（kPa）鋼瓶內氣體狀態(tài)O2天藍氧黑14710壓縮氣體Cl2草綠氯白1961液態(tài)H2深綠氫紅14710壓縮氣體石油液化氣灰液化石油氣紅1569液態(tài)N2黑氮黃14710壓縮氣體CO2黑二氧化碳黃12258液態(tài)基礎訓練1、下列物質中，氯元素的化合價最高的是（ ）A、Ca(ClO)2 B、KClO3 C、HClO4 D、HCl2、關于Cl-和Cl2的性質，下列說法中正確的是（ ）A、Cl-無毒，Cl2有毒 B、都能與鈉

16、反應 C、都呈黃綠色 D、都有刺激性氣味3、把氯氣不斷通入石蕊試液中，出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ）A、溶液變紅 B、溶液變藍 C、溶液先變紅后褪色 D、溶液先變藍后褪色4、2005年，京滬高速公路淮安段上行線處，一輛液氯的槽罐車與一輛貨車相撞，導致槽罐車液氯泄漏，造成部分人員傷亡。作為救援消防干警，在現(xiàn)場處理方法和過程較合理的是（ ）及時轉移疏散人群，同時向有關部門如實報告事故情況被轉移人群戴上用NaOH浸濕過的口罩用高壓水槍向空中噴灑含堿性物質的水溶液將人群盡量轉移到地勢高且氯氣不易擴散到的地方將人群轉移到地勢較低的地方即可，不必走太遠適時清理現(xiàn)場，檢查水源和食物等時否被污染常溫下氯氣能溶于水，所以只

17、要想空氣中噴灑水就可以解毒A、 B、 C、 D、5、為防止儲存液氯的鋼瓶被腐蝕，鋼瓶在裝氯之前必須（ ）A、除去鐵銹 B、放入鐵粉 C、清洗干凈 D、徹底干燥6、下列物質中，露置在空氣中不易變質的是（ ）A、NaOH B、NaCl C、漂白精 D、石灰水7、工業(yè)上為制漂白粉，根據(jù)你的分析，應將氯氣通入（ ）A、干燥的Ca(OH)2粉末中 B、澄清的飽和石灰水中 C、懸浮有CaCO3的水中 D、石灰乳中8、下列關于氯氣的描述中，正確的是（ ）A、Cl2以液態(tài)形式存在時可稱作氯水或液氯B、紅熱的銅絲在氯氣中燃燒，生成藍色固體CuCl2C、有氯氣參加的化學反應不一定在溶液中進行D、氯氣可以使?jié)駶櫟募t

18、色布條褪色，所以氯氣具有漂白性9、下列溶液中，能使紅色花瓣快速褪色的是（ ）A、稀鹽酸 B、新制氯水 C、氯化鈣稀溶液 D、生理鹽水10、下列物質中，不能使有色布條褪色的是（ ）A、NaClO溶液 B、Ca(ClO)2溶液 C、新制氯水 D、CaCl2溶液11通常情況下，氯氣是 色、有 氣味、具有 性的氣體。為了防止污染環(huán)境，在做完實驗后，多余的氯氣應用 溶液吸收，其化學方程式為 _ 。12. 漂粉精是用氯氣與_反應來制取的，制取反應的化學方程式為：_，漂粉精的有效成分為_。漂粉精露置空氣中失效的原因是(用化學方程式表示)_。13.實驗室用二氧化錳和濃鹽酸制氯氣時，除氯氣外，往往還含有_等氣體

19、雜質。為檢驗純氯氣性質，可先通過_以除去其中的 _，再通過盛有_的洗氣瓶以除去_，而得到純氯氣。多余的氯氣應用_溶液吸收，其化學方程式為_。14.新制備的氯水顯_色，說明氯水有_ 存在。向氯水中滴入幾滴AgNO3溶液，立即有白色沉淀生成，說明氯水中有_ 存在。藍色石蕊試紙遇到氯水后，先變紅，后又很快褪色，這是因為_ 。氯水經(jīng)光照后，黃綠色逐漸消失，并生成無色氣體，該反應的化學方程式為_ 。15.圖2-2-9為實驗室制取純凈、干燥的Cl2，并進行檢驗Cl2性質實驗的裝置其中E瓶中放有干燥紅色布條；F中為銅網(wǎng)，F(xiàn)右端出氣管口附近放有脫脂棉 試回答：（1）A中所放試劑為_，B中所放試劑為_，二者反應

20、的化學方程式為_；（2）C中試劑為_；D中試劑的作用為_；（3）E中現(xiàn)象是_；F中現(xiàn)象是_ ，其反應的化學方程式為_；F管中脫脂棉的作用是_；（4）H中試劑為_，反應的化學方程式為_； （5）整套裝置中有兩處用酒精燈加熱，兩處酒精燈點燃的先后順序是_。提高訓練16兩種金屬組成的混合物20g與氯氣反應，消耗氯氣0.5mol,則混合金屬的組成不可能為（ ）。A.鈉與鋁 B.鈣與鋅 C.鐵與鋅 D.鈉與銅17.自來水可以用氯氣消毒。某學生用這種自來水配制下列物質的溶液，不會產(chǎn)生明顯藥品變質的是（ ）。A.NaOH B.FeCl2 C.NaHCO3 D.FeCl318.某氯化鎂溶液的密度為1.18g/cm3，其中鎂離子的質量分數(shù)5.1%，300ml該溶液中氯離子的物質的量約等于（ ）A.0.37mol B. 1.5mol C. 0.74mol D. 0.63mol19.可以證明次氯酸是弱酸的實驗事實是（ ）A.次氯酸具有強氧化性 B.次氯酸不穩(wěn)定,見光分解 C.可與強堿發(fā)生中和反應 D.漂白粉露置在空氣中易變質2